一种基于区块链的药品追溯系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的药品追溯系统及方法，系统包括链下感知层、链上应用层以及区块链网络基础设施层；链下感知层，包括各类环境参数传感器、药品质量检测仪器、药品唯一识别标签读取设备以及物联网网关，用于在药品生产、贮存、运输过程中完成数据的收集；链上应用层，包括药品数据模块、药品合约模块、防伪追溯模块、用户管理模块以及应用网关；区块链网络基础设施层，由各类参与方搭建的服务器节点组成，各服务器节点根据所属参与方的身份，运行指定的智能合约，并负责维护区块链账本。本发明专利技术基于区块链技术，实现了药品在生产、流通、销售环节的全面监管和信息透明化。销售环节的全面监管和信息透明化。销售环节的全面监管和信息透明化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的药品追溯系统及方法


[0001]本专利技术属于区块链
，具体涉及一种基于区块链的药品追溯系统及方法。

技术介绍

[0002]药品追溯是指对药品从生产、流通到最终销售的过程进行全程监控和记录，以保障消费者的用药安全和维护医疗秩序。然而传统的药品追溯系统中存在一些问题，如原料供应商、生产厂家、物流公司、检测机构、销售机构是彼此隔离的，是一个个信息孤岛，互不信任，且追溯标准不一致，就难以达成统一的体系，导致终端消费者难以信任药品的安全性。对于上述的问题，区块链技术是一种优秀的解决方案。区块链是一种分布式账本技术，可以在多个参与者之间建立去中心化的可信环境，在多个参与者组成的联盟中保障多方数据的安全、构建一套快速稳定的信任体系。在区块链中，参与者会组成一个去中心化的分布式存储系统，冗余的历史记录使得恶意攻击者无法轻易地篡改既定结果。同时该存储系统会通过特定的共识机制，在各个参与者的共同见证下，生成账本区块，其过程中没有任何单独或少数的实体来管理，保证了一个区块上所储存信息的公信力。同时随着它能够减少人为干预和错误，提高效率。因此基于区块链的药品追溯系统则可以将整个过程中的信息记录在区块链上，这样可以大大提高信息的可靠性、透明度和追溯性，防止因为信息非法删改等原因而可能引起的安全问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于区块链的药品追溯系统及方法。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种基于区块链的药品追溯系统，系统涉及生产商、检测机构、运输商、分销商以及消费者五个参与方，系统包括链下感知层、链上应用层以及区块链网络基础设施层；
[0006]链下感知层，包括各类环境参数传感器、药品质量检测仪器、药品唯一识别标签读取设备以及物联网网关，用于在药品生产、贮存、运输过程中完成数据的收集；
[0007]链上应用层，包括药品数据模块、药品合约模块、防伪追溯模块、用户管理模块以及应用网关；
[0008]区块链网络基础设施层，由各参与方搭建的服务器节点组成，各服务器节点根据所属参与方的身份，运行指定的智能合约并负责维护区块链账本；在保护各方数据隐私安全的前提下，区块链分为两条，分别为用于记录药品本身数据的药品信息链以及用于记录追溯历史的防伪追溯链。
[0009]本专利技术还包括一种基于提供的药品追溯系统的药品追溯方法，设有生产商、检测机构、运输商、分销商以及消费者五个参与方，方法包括以下步骤：
[0010]S1、药品追溯系统初始化，各参与方搭建服务器，区块链网络节点初始化、参与方申请随机串并提交注册数据，用户管理模块检测注册数据；
[0011]S2、药品质量检测，生产商建立检测合约并与检测机构签署合约，检测机构履行检测合约，药品合约模块处理合约履行结果，生产商获取检测结果并追查质量问题；
[0012]S3、生产商与分销商交易药品，生产商与分销商签署交易合约，生产商、运输商、分销商共同签署运输合约，运输商履行运输合约，分销商接收药品；
[0013]S4、分销商向消费者出售药品，分销商建立交易合约并准备出售药品，消费者签署交易合约完成药品购买，分销商确认收款情况，完成交易合约；
[0014]S5、消费者申请药品防伪追溯，消费者获取防伪追溯信息，药品追溯系统生成并返回防伪追溯记录，消费者接收防伪追溯报告。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0016]1、本专利技术系统及方法可以对药品从生产、流通到销售的全过程进行监管和记录，并通过区块链和数字签名技术，保证信息的真实性、完整性和不可篡改性；通过为药品赋予唯一的识别追溯码，可以使消费者购药后能快速地追溯药品的来源、流通路径、存储条件等信息，从而保障消费者用药的安全性。
[0017]2、本专利技术系统及方法能够帮助企业与监管部门节约药品追溯成本；传统追溯方式中，各企业都有多个自建的数据库，有着信息壁垒，需要在药品追溯过程中投入大量的人力和物力成本，而本专利技术借助智能合约将关键数据进行实时共享和监控，利用共识机制来维护数据可信度，实现精细化和智能化的管理，降低追溯成本。
附图说明
[0018]图1是本专利技术系统的示意图；
[0019]图2是本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0021]实施例
[0022]如图1所示，本专利技术，一种基于区块链的药品追溯系统，包括链下感知层、链上应用层以及区块链网络基础设施层；
[0023]链下感知层，包括各类环境参数传感器、药品质量检测仪器、药品唯一识别标签读取设备以及物联网网关，用于在药品生产、贮存、运输过程中完成数据的收集；
[0024]链上应用层，包括药品数据模块、药品合约模块、防伪追溯模块、用户管理模块以及应用网关；
[0025]区块链网络基础设施层，由各类参与方搭建的服务器节点组成，各服务器节点根据所属参与方的身份，运行指定的智能合约，并负责维护区块链账本；在保护各方数据隐私安全的前提下，区块链分为两条，分别为用于记录药品本身数据的药品信息链以及用于记录追溯历史的防伪追溯链。
[0026]如图1所示，本实施例系统所涉及的参与方(用户)包括：生产商(producer)、检测机构(inspector)、运输商(transporter)、分销商(distributor)以及消费者(consumer)；各参与方在系统中的详细描述如下：
[0027]生产商，作为药品生命周期的起点，应负责记录药品的生产质量数据，并赋予药品唯一的追溯标签，实现在药品流通的过程中每一次操作都会被记录该唯一追溯标签的历史区块上，确保药品追溯链路的有效创建，使接收药品的参与方可以通过标签追溯药品真伪以及确定药品安全性，同时也便于后续各环节中及时收到药品的不良反应和质量问题的反馈。
[0028]检测机构，负责检测生产商提交的药品的质量，并在系统中登记检测结果。
[0029]运输商，主要完成药品在其他各个系统参与方间的流通，因此无需关注药品本身的质量数据，而应关注药品揽收到交付这一过程中可能出现质量问题的根源，如针对药品是否处于合适的保存环境，则运输商应记录过程中药品所处环境的传感数据；针对药品是否出现中途被恶意盗取或替换，则运输商应定时记录药品的运输路线数据。
[0030]分销商，主要是收集销售终端的需求，并根据需求向生产商或上级分销商订购药品，因此多数时候是负责创建运输合约，以及记录药品在转运前的贮存环境数据。
[0031]消费者，主要关注点是使用药品是否会带来安全问题，因此会在购买药品后主动地确定药品的质量，在本专利技术所提出的方法中，也即调用防伪追溯模块。
[0032]在本实施例中，环境参数传感器，用于收集药物生产相关数据、药物储存相关数据、药物运输相关数据以及药品交易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的药品追溯系统，其特征在于，系统涉及生产商、检测机构、运输商、分销商以及消费者五个参与方，系统包括链下感知层、链上应用层以及区块链网络基础设施层；链下感知层，包括各类环境参数传感器、药品质量检测仪器、药品唯一识别标签读取设备以及物联网网关，用于在药品生产、贮存、运输过程中完成数据的收集；链上应用层，包括药品数据模块、药品合约模块、防伪追溯模块、用户管理模块以及应用网关；区块链网络基础设施层，由各参与方搭建的服务器节点组成，各服务器节点根据所属参与方的身份，运行指定的智能合约并负责维护区块链账本；在保护各方数据隐私安全的前提下，区块链分为两条，分别为用于记录药品本身数据的药品信息链以及用于记录追溯历史的防伪追溯链。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的药品追溯系统，其特征在于，环境参数传感器，用于收集药物生产相关数据、药物储存相关数据、药物运输相关数据以及药品交易数据；药品质量检测仪器，用于检测药品质量是否达到规定标准，并将检测过程与结果数据提交到药品信息链上，便于后续药品质量问题告警与问题根源的追溯；药品唯一识别标签读取设备，用于药品在各参与方间流通时，识别药品唯一身份标签，为参与方提供药品的防伪追溯入口；物联网网关，作为链下感知层与区块链层沟通的中间件，为链下感知层中资源受限的感知设备提供与区块链网络连接的渠道以及提供传感数据缓存、数据异常告警和传感数据打包上链服务；环境参数传感器收集的数据中，药物生产相关数据具体包括：原材料编号、药品编号、药品生产厂家ID、药品生产时间、药品生产批次、药品检测合约ID以及原始生产数据哈希指纹；药物储存相关数据具体包括：药品所属仓库负责人ID、药品预期入库时间、药品实际入库时间、药品预期出库时间、药品实际入库时间、药品预期暂存时长以及药品贮存环境传感数据；药物运输相关数据具体包括：负责该次运输的驾驶员ID、运输途中的GPS数据以及药品保存环境传感数据；药品交易数据具体包括：负责药品交易的双方ID、药品编号、药品批次以及交易时间。3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的药品追溯系统，其特征在于，药品数据模块，为链下感知层提供药品数据的更新与读取接口，也用于已有的药品信息系统接入该基于区块链的药品追溯系统；当药品数据模块接收到参与方提交的数据后，将完成数据上链，并触发药品合约模块中涉及的药品合约的履行；药品合约模块为系统参与方提供三种合约的创建、签署及履行，三种合约分别为检测合约、交易合约以及运输合约；防伪追溯模块，根据储存在药品信息链上的药品全周期过程数据，对药品从生产、运输、销售的整个过程，使系统参与方能快速确认药品的真实来源与合格保障；防伪追溯模块
还为特定场景提供针对药品的防伪与追溯功能；防伪追溯模块在被调用后，整合药品数据模块与药品合约模块中提交到药品信息链上的数据，生成一条完整的追溯链，并生成对应的防伪哈希，记录到防伪追溯链上，随后返回防伪追溯数据；用户管理模块，用于提供用户注册、信息更新和操作鉴权功能，并确保用户信息的安全性、唯一性；应用网关，用于承载链上应用层的各个模块，是所有实体与区块链网络交互的唯一介质。4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的药品追溯系统，其特征在于，检测合约的参与方包括：生产商与检测机构；检测合约首先由生产商建立，并且生产商于建立时指定检测机构；其次在检测机构同意达成合作后，将对药物成品进行检测，并将结果与生产商提交的生产过程数据、预期药物效力、执行标准进行对比，进而提交检测结果，履行检测合约；交易合约的参与方分为两种情况：第一种是生产商与分销商双方参与，药品从生产商流通至分销商；第二种是分销商与消费者双方参与，药品从分销商流通至消费者手中；交易合约的内容是药品类型、药品批次、药品单价以及药品数量的数据集合，交易合约参与者需要确认合约内容无误，并提交交易记录，从而履行合约；运输合约包括三个参与方，分别为：生产商、运输商以及分销商；其中，生产商与分销商需要先达成合作，随后指定运输商承接药品运输；运输合约中，运输商需要确认履约条件，并在履约过程中提交药品相关数据；在药品合约模块的三种合约的履行过程中，若参与方提交的数据不符合要求，或所提交数据为异常数据，或满足履约条件但数据是预期外的，则会自动触发预警，及时通知参与方检查药品流程数据，定位合约履行异常的根源。5.基于权利要求1
‑
4任一项所述基于区块链的药品追溯系统的药品追溯方法，其特征在于，设有生产商、检测机构、运输商、分销商以及消费者五个参与方，方法包括以下步骤：S1、药品追溯系统初始化，各参与方搭建服务器，区块链网络节点初始化、参与方申请随机串并提交注册数据，用户管理模块检测注册数据；S2、药品质量检测，生产商建立检测合约并与检测机构签署合约，检测机构履行检测合约，药品合约模块处理合约履行结果，生产商获取检测结果并追查质量问题；S3、生产商与分销商交易药品，生产商与分销商签署交易合约，生产商、运输商、分销商共同签署运输合约，运输商履行运输合约，分销商接收药品；S4、分销商向消费者出售药品，分销商建立交易合约并准备出售药品，消费者签署交易合约完成药品购买，分销商确认收款情况，完成交易合约；S5、消费者申请药品防伪追溯，消费者获取防伪追溯信息，药品追溯系统生成并返回防伪追溯记录，消费者接收防伪追溯报告。6.根据权利要求5所述的药品追溯方法，其特征在于，步骤S1具体包括：S11、各参与方搭建服务器，具体为：各个参与方需要根据自身条件，在对应的服务器上正确配置参与方的数字证书cert及
区块链节点的关键信息；S12、区块链网络节点初始化，具体为：区块链网络节点的初始化过程包括建立通信以及验证身份；节点根据预先配置的信息与其他节点建立点对点通信通道，以相互验证身份；在身份验证成功后，节点从区块链网络中获取当前身份需要运行的代码，进而响应来自网关层的调用请求；S13、参与方申请随机串，具体为：参与方首先生成密钥对<PK，SK〉，随后向用户管理模块提交公钥PK，并申请一份UUID，用户管理模块将<PK，UUID>写入缓存，同时使用公钥PK加密UUID，返回加密结果Encrypt
PK
(UUID)；用户管理模块将在经过预设时间T
expire
后从缓存中删除该UUID；S14、参与方提交注册数据，具体为：参与方在接收到加密的UUID后，利用私钥SK解密得到UUID明文，并对UUID明文签名，最后打包注册数据为PK||T||UUID||Sign
SK
(T||UUID)并上传至用户管理模块，其中T为注册时间戳，||表示字符串拼接操作；S15、用户管理模块检查注册数据，具体为：用户管理模块首先验证<PK，UUID>是否仍存在于缓存当中，若不存在或参与方提交打包注册数据中的公钥PK与缓存中的PK不一致，则本次注册失败，若需要继续注册则返回至步骤S13；若存在，则为该参与方分配唯一ID，将注册信息<ID，PK||T||UUID||Sign
SK
(T||UUID)>保存到区块链中，并返回注册...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立波，范文杰，黄子龙，许诺，罗宇鑫，李安琪，黄麒儒，伍娟，华天标，吕思震，赵祎明，刘志全，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：