基于区块链的园林植物生长信息可溯性方法技术

基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统。依靠数据库的技术方案，通过分散和无信任的方法共同维护植物生长信息，不必去担心节点被恶意篡改。通过使用加密对系统中的任何数量的节点来创建区块，每个块包含一段时间内系统中采集的所有生长数据，通过创建数字识别机制，使用不同密钥加密解密，并用来验证信息的有效性并与下一个块连接。利用区块链技术，构建新型园林植物生长体系，改变现在信息极不对称，流通体系极不健全的现状。促使该链条将园林植物生长信息与货物流都记录在链上不可篡改，这样有效降低了园林植物供应链成本；同时，实现了园林植物生长信息的真实性与可追溯性。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的园林植物生长信息可溯性方法
本专利技术涉及区块链的可追溯性在园林方面的运用领域，特别设计基于区块链的园林植物生长信息可溯性方法。
技术介绍
随着农业技术的不断进步，园林植物的产量已经不再是困扰园林产业发展的瓶颈，随着智能化的普及和发展，人们对于园林植物也有了一些很高的需求。人们生活中有很多园林植物绿化不仅是维持生态平衡、改善城市环境的有效措施，还是提升城市居民生活水平和生活质量的有效方式。随着人们对所居住地方的周围环境质量要求的提高和对更加精致生活的追求，对园林植物生长信息的了解的要求也在不断提高，为了满足人们对于植物生长信息的需求，也为了保证这些信息的真实性和不可篡改性，建立一种基于区块链的可追溯性在记录园林植物生长信息上的实现方案就显得很有必要。现有的大部分园林植物生长信息的溯源系统基于集中式数据库技术，通过条码溯源，一般只能追溯到种植生产地，未深入到植物全程生长信息的追溯，尤其缺乏消费者所关注的植物生长信息及产地环境信息。目前，国内主要的园林信息溯源系统仍处于试点阶段，加之标准不统一，推广应用难度很大。区块链(Blockchain)作为一种去中心化的分布式记账技术，其分布式的共识机制，公开透明的记录、传输及不可篡改的存储，为基于区块链的各种应用提供了目前最为可靠的安全性和可信度。区块链本身是一种加密的分布式账本系统，由一系列根据时间顺序生成的记录交易数据的区块(block)链接组合形成。区块链主要特点如下：首先是去中心化特点。区块链系统的宗旨是要去中心化和实现匿名，建立自己系统内公开的信任机制。其信任机制建立在非对称密码学基础上，系统使用者不需要了解对方基本信息即可进行可信任的价值交换，即在没有中心机构的情况下达成共识，提高了传统网络交易的效率。其次是交易数据公开透明的特点。区块链系统中，当新的交易数据在被共识之后存储进新的区块时，全网的节点也会将新的区块链进行同步。其意义在于，全网节点都具有完整的区块链的交易信息的备份，能够保证所有交易数据公开在全网节点中范围公开。最后是开放共识的特点。任何人在任何时间都能够通过相同的技术在区块链上录入自己的信息，而区块链在数据透明的基础上对所有交易对象都是匿名存在的，一定程度上保证了私人信息的安全性。它不依赖第三方，而是通过自身分布式节点进行网络数据的存储、验证、传递和交流，解决了传统互联网交易中基于信任而存在的第三方中介运营成本过大、网络信息安全性不高的问题。通过区块链技术形成存储的数据具有不可篡改和无法伪造的时间戳，区块链中所由的交易记录都有完整的证据链和具有高度信任的追溯环节。在园林植物生长信息追溯体系建设过程中，另一个重要的问题即是如何维护生长过程中的信息不被篡改。而区块链的核心就是为安全信息建立共识基础，依靠数据库的技术方案，通过分散和无信任的方法共同维护植物生长信息，不必去担心节点被恶意篡改。该技术方案可以通过使用加密对系统中的任何数量的节点来创建区块，每个块包含一段时间内系统中采集的所有生长数据，通过创建数字识别机制，使用不同密钥加密解密，并用来验证信息的有效性并与下一个块连接。利用区块链技术，可以构建新型园林植物生长体系，改变现在信息极不对称，流通体系极不健全的现状。通过推广该技术，促使该链条将园林植物生长信息与货物流都记录在链上不可篡改，这样有效降低了园林植物供应链成本；同时，实现了园林植物生长信息的真实性与可追溯性。
技术实现思路
为了解决上述存在问题。本专利技术提出一种基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统。基于以太坊区块链环境，融合无线传感器网络、智能前端APP、数据库和二维码等技术构建一种园林植物生长信息的溯源系统。该系统为每株园林植物生成唯一的二维码溯源标签，通过无线传感器网络和智能前端APP将园林植物生产过程数据(实地监测数据、图片、视频)上传至区块链记录，包括植物成长整个周期过程中的空气温湿度、光照强度、以及二氧化碳浓度等信息，保证信息的公开透明且不可篡改。人们则通过客户端APP读取区块链和数据库信息，获得植物的完整生长信息。为达此目的：本专利技术提供基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统，所述基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统依靠数据库，通过分散和无信任的方法共同维护植物生长信息，其特征在于：通过使用加密对系统中的任何数量的节点来创建区块，每个块包含一段时间内系统中采集的所有生长数据，通过创建数字识别机制，使用不同密钥加密解密，并用来验证信息的有效性并与下一个块连接，利用区块链技术，构建园林植物生长信息的溯源系统；所述园林植物生长信息的溯源系统基于以太坊区块链环境，融合无线传感器网络、智能前端APP、数据库和二维码技术构，所述园林植物生长信息的溯源系统为每株园林植物生成唯一的二维码溯源标签，通过无线传感器网络系统和智能前端APP将园林植物生产过程数据上传至区块链记录，保证信息的公开透明且不可篡改，人们则通过客户端APP读取区块链和数据库信息，获得植物的完整生长信息；所述区块链中数据的加密算法采SHA-256安全散列算法，包括：先将任意长度的输入数据压缩成256位,但在运算时每次只能计算512位，因此，需要把输入数据分割成512位的块分步进行计算；不足512位的块根据FIPS180-2的规定进行处理，为便于理解后续的算法推导，复述数据处理算法如下：3)在寄存器H0，H1，…，H7中放入初值；4)对每块512位的输入数据进行运算；c)将512位的数据分成16个32位放入寄存器Wt中,(0≤t＜16；d)For16≤t≤63{Wt＝σ1{256}(Wt-2)+Wt-7+σ0{256}(Wt-15)+Wt-16}.c)A＝H0，B＝H1，C＝H2，D＝H3，E＝H4，F＝H5，G＝H6，H＝H7.d)For0≤t≤163{H＝G,G＝F,F＝E,E＝D+T1,D＝C,C＝B,B＝A,A＝T1+T2}.e)H0＝A+H0,H1＝B+H1,H2＝C+H2,H3＝D+H3,H4＝E+H5,H5＝F+H5,H6＝D+H3,H7＝H+H7.算法中，Ch(x,y,z)＝(x&y)∧(～x&z),Maj(x,y,z)＝(x&y)∧(x&z)∧(y&z),在上述算法中，输入为512位的任意数据，输出为经过运算后的256位数据,经过多次运用该算法，可将任意长度的输入数据压缩成256位,算法中，ROTR代表循环右移运算，SHR代表逻辑右移运算，ROTR和SHR的上标代表移位的位数，“&”，“∧”分别代表与、异或操作，～代表非操作；下面对算法进行分解：根据步骤d)中E和A的运算公式，令n为运算的某一周期，En和An为第n个周期时的运算结果，则有对于式(1)和式(2)，根据SHA-256算法，可分别得出式(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统，所述基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统依靠数据库，通过分散和无信任的方法共同维护植物生长信息，其特征在于：/n通过使用加密对系统中的任何数量的节点来创建区块，每个块包含一段时间内系统中采集的所有生长数据，通过创建数字识别机制，使用不同密钥加密解密，并用来验证信息的有效性并与下一个块连接，利用区块链技术，构建园林植物生长信息的溯源系统；/n所述园林植物生长信息的溯源系统基于以太坊区块链环境，融合无线传感器网络、智能前端APP、数据库和二维码技术构，所述园林植物生长信息的溯源系统为每株园林植物生成唯一的二维码溯源标签，通过无线传感器网络系统和智能前端APP将园林植物生产过程数据上传至区块链记录，保证信息的公开透明且不可篡改，人们则通过客户端APP读取区块链和数据库信息，获得植物的完整生长信息；/n所述区块链中数据的加密算法采SHA-256安全散列算法，包括：/n先将任意长度的输入数据压缩成256位,但在运算时每次只能计算512位，因此，需要把输入数据分割成512位的块分步进行计算；不足512位的块根据FIPS180-2的规定进行处理，为便于理解后续的算法推导，复述数据处理算法如下：/n1)在寄存器H...

【技术特征摘要】
1.基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统，所述基于区块链的园林植物生长信息可溯性系统依靠数据库，通过分散和无信任的方法共同维护植物生长信息，其特征在于：
通过使用加密对系统中的任何数量的节点来创建区块，每个块包含一段时间内系统中采集的所有生长数据，通过创建数字识别机制，使用不同密钥加密解密，并用来验证信息的有效性并与下一个块连接，利用区块链技术，构建园林植物生长信息的溯源系统；
所述园林植物生长信息的溯源系统基于以太坊区块链环境，融合无线传感器网络、智能前端APP、数据库和二维码技术构，所述园林植物生长信息的溯源系统为每株园林植物生成唯一的二维码溯源标签，通过无线传感器网络系统和智能前端APP将园林植物生产过程数据上传至区块链记录，保证信息的公开透明且不可篡改，人们则通过客户端APP读取区块链和数据库信息，获得植物的完整生长信息；
所述区块链中数据的加密算法采SHA-256安全散列算法，包括：
先将任意长度的输入数据压缩成256位,但在运算时每次只能计算512位，因此，需要把输入数据分割成512位的块分步进行计算；不足512位的块根据FIPS180-2的规定进行处理，为便于理解后续的算法推导，复述数据处理算法如下：
1)在寄存器H0，H1，…，H7中放入初值；
2)对每块512位的输入数据进行运算；
a)将512位的数据分成16个32位放入寄存器Wt中,(0≤t＜16；
b)For16≤t≤63
{Wt＝σ1{256}(Wt-2)+Wt-7+σ0{256}(Wt-15)+Wt-16}.
c)A＝H0，B＝H1，C＝H2，D＝H3，
E＝H4，F＝H5，G＝H6，H＝H7.
d)For0≤t≤163



e)H0＝A+H0,H1＝B+H1,H2＝C+H2,
H3＝D+H3,H4＝E+H5,H5＝F+H5,
H6＝D+H3,H7＝H+H7.
算法中，
Ch(x,y,z)＝(x&y)∧(～x&z),
Maj(x,y,z)＝(x&y)∧(x&z)∧(y&z),












在上述算法中，输入为512位的任意数据，输出为经过运算后的256位数据,经过多次运用该算法，可将任意长度的输入数据压缩成256位,算法中，ROTR代表循环右移运算，SHR代表逻辑右移运算，ROTR和SHR的上标代表移位的位数，“&”，“∧”分别代表与、异或操作，～代表非操作；
下面对算法进行分解：
根据步骤d)中E和A的运算公式，令n为运算的某一周期，En和An为第n个周期时的运算结果，则有






对于式(1)和式(2)，根据SHA-256算法，可分别得出式(3)和式(4)






根据式(3)，令



Ln-1＝Gn-2+Mn-2,(6)
则有



根据(4)，令



L'n-1＝Gn-2+M'n-2,(9)
则有






由于变量Wn-1的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭前程，
申请(专利权)人：郭前程，
类型：发明
国别省市：广东;44