一种基于区块链的智慧运输及数据共享存储方法与流程

1.本发明涉及一种基于区块链的智慧运输及数据共享存储方法，属于区块链应用技术领域。


背景技术：

2.目前市面上已有的运输数据都是记录从a点到b点的过程数据，对于运输过程中的其它数据记录及运输过程中特定物体的历史数据的跟踪和追溯不是很重视，这些数据记录包含：位置、时间和车内环境等。以及在后续数据存储过程中对分布式数据存储的应用和相关信息的所有权保护不是很重视。
3.现有技术的缺点：1. 现有的运输途中监测方式，多采用有源芯片或是有源传感器，需要周边电路，也需要供电，同时设备需要定期维护。
4.2. 无法做到对运输物品的全程追踪，以及物品数据记录的一一对应。在中途转运或是换车后会造成数据的中断。
5.3. 虽然有的平台可以对不同时间段的运输数据进行拼接，但是无法真正做到对运输物品进行多阶段数据拓展，如从生产源头到加工，再到消费者。
6.4. 无法保障自身所有的信息存储数据都可追溯且不可篡改。对自身数据的所有权或首发著作权追溯也比较差。
7.5. 如将数据采用多备份的方式存储，来进行数据备份，以保障数据的可靠性，则数据存储费用较高。
8.6. 普通用户或是小企业如数据存储在商用云端上，虽然可以降低数据丢失风险，却无法完全保障数据安全。
9.7. 使用云端存储数据，还易大量用户集中使用数据时在造成网络核心部分拥塞，而这一点几乎不可控。同时终端设备如果离云端网络距离较远，数据在传输途中不断辗转，会有较大的延迟甚至丢包，不利于对实时性要求较高的应用。
10.8. 无法与其它不同行业数据共享存储，即便可以相互共享存储但兼容性也较差。


技术实现要素：

11.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于区块链的智慧运输及数据共享存储方法，基于rf标签进行实施扫描，将运输车辆所在位置和当前时间、运输车辆所在位置对应的当前时间、运输车辆内的温度和运输车辆内的湿度上传至共享区块链节点进行共享，各公司或是企业的本地数据存储及共享区块链网络中的p2p节点，采用分布式数据存储的方式来保障已写入共享区块链节点的数据都可追溯且不可篡改，运输过程中的上传数据上传时通过公钥加密和私钥解密的方式来保障安全。
12.为达到上述目的，本发明提供一种基于区块链的智慧运输及数据共享存储方法，包括：
后台系统，加载共享区块链节点，与智慧运输采集设备远程交互缺失清单、运输车辆运输车辆所在位置和当前时间，并存入共享区块链节点中并进行共享；运输车辆，装载并运输物品；rf标签，安装在物品上，每个rf标签的芯片id号均不相同；智慧运输采集设备，安装在运输车辆上，扫描识别rf标签，确认装载在运输车辆里的芯片id号是否与预先设置的物品清单相同，将缺失清单、运输车辆所在位置和当前时间上传给共享区块链节点。
13.优先地，智慧运输采集设备包括：rf射频模块，采集rf标签的芯片id号；控制器，将物品对应的rf标签的芯片id号、rf标签上的二维码和rf标签上的条形码一一对应保存至物品清单；在运输车辆装载物品时或在运输车辆装载完物品时将rf射频模块采集的rf标签的芯片id号存储为待匹配清单，控制器将待匹配清单比对预先设置的物品清单；在运输车辆运输过程中，控制器将物品对应的芯片id号比对物品清单，控制器确认物品清单中所有芯片id号是否都比对过，如果物品不齐全，将该物品对应的芯片id号列入缺失清单；通信模块，将缺失清单、运输车辆所在位置和当前时间传输给后台系统；北斗模块，在运输车辆运输过程中实时获取运输车辆所在位置和当前时间；温度传感器，在运输车辆运输过程中实施获取运输车辆内的温度，并反馈给控制器；湿度传感器，在运输车辆运输过程中实施获取运输车辆内的湿度，并反馈给控制器；供电电池，给rf射频模块、控制器、通信模块、北斗模块、温度传感器和湿度传感器供电。
14.优先地，确认每个运输车辆上需要装载的物品，列出物品清单，每个物品上固定一个rf标签，在运输车辆装载物品时或在运输车辆装载完物品时，rf射频模块采集rf标签的芯片id号，控制器将该芯片id号存储为待匹配清单，控制器将待匹配清单比对物品清单，若待匹配清单中的芯片id号不在物品清单中则表示有误加入的物品，将该芯片id号对应的物品从运输车辆上取出；若物品清单中的芯片id号不在待匹配清单中，则核实该芯片id号对应的物品是否在其他运输车辆上或者该芯片id号对应的物品是否未装载；在运输车辆运输过程中，北斗模块实时获取运输车辆所在位置和当前时间，rf射频模块实时采集rf芯片的芯片id号，控制器将该芯片id号比对物品清单，控制器确认物品清单中所有芯片id号是否都比对过，从而确认运输车辆内的物品是否齐全，如果物品不齐全，将该物品对应的芯片id号列入缺失清单，控制器通过通信模块报警给后台系统，并将缺失清单、运输车辆所在位置和当前时间上传给共享区块链节点。
15.优先地，后台系统根据芯片id号找到rf标签对应的伪随机密码，并发送给智慧运输采集设备；智慧运输采集设备广播rf标签对应的伪随机密码，如果该伪随机密码错误则rf标签拒绝写入运输车辆所在位置和当前时间，如果伪随机密码正确则将运输车辆所在位置和当前时间写入伪随机密码对应的rf标签；
共享区块链节点通过公钥加密后向整个共享区块链网络广播，与其它共享区块链节点共同产生新的区块；所有的区块依生成时间依次相连形成区块链，并构成共享区块链网络上的公共记账本；所有已写入共享区块链节点的数据都可追溯且不可篡改；运输过程中的上传数据由用户保存为本地数据，当该本地数据丢失时，通过私钥从相邻共享区块链节点中下载恢复至本地数据；运输过程中的上传数据包括芯片id号、运输车辆所在位置、运输车辆所在位置的当前时间、运输车辆内部的温度和运输车辆内部的湿度。
16.优先地，共享区块链节点包括第一节点、共享节点、共享存储节点和访问节点；共享存储节点与共享节点之间只有运算能力的差别，共享存储节点与共享节点之间可以相互自由转化；第一节点：每个共享区块链网络中第一个建立的节点；运营商和管理方控制的节点，具有共享区块链节点的功能，第一节点将已写入共享区块链节点的数据上传共享区块链网络，第一节点负责新的区块的生成、分布式数据存储和日常管理；共享节点：共享区块链网络中具有一定计算能力的节点，上传已写入共享区块链节点的数据，生成新的区块和分布式存储数据；共享存储节点：共享区块链网络中的数据存储节点，负责数据上传和分布式数据存储，不参与新的区块的生成；共享存储节点与共享节点之间只有运算能力的差别，两种节点之间可以相互自由转化；访问节点：访问节点将已写入共享区块链节点的数据通过公钥加密上传到共享区块链节点上，当需要读取访问已写入共享区块链节点的数据时，从相邻共享区块链节点或是第一节点下载已写入共享区块链节点的数据，再通过访问节点自身的私钥对已写入共享区块链节点的数据进行解密。
17.优先地，包括数据感知层、网络层、数据层、分析应用层和用户层；数据感知层收集运输过程中的上传数据，数据感知层基于北斗模块进行授时及定位收录运输车辆当前时间和运输车辆所在位置，数据感知层基于温度传感器和湿度传感器实时收录运输车辆内的温度和运输车辆内的湿度，网络层：运输过程中的上传数据通过5g网络、光纤网络或wi
‑
fi向数据层传输；数据层是各公司或是企业的本地数据存储及共享区块链网络中的p2p节点，采用分布式数据存储的方式来保障已写入共享区块链节点的数据都可追溯且不可篡改，运输过程中的上传数据上传时通过公钥加密和私钥解密的方式来保障安全；分析应用层：使用哈希算法来产生新的区块，工作量证明算法产生共享币，鼓励共享区块链节点中的各个节点积极参与新的区块的生成，时间戳和未花出的交易输出进一步完善已写入共享区块链节点的数据的时间顺序及公共记帐本，智能合约增强和提升电子签名验证以及数据追溯的可靠性；用户层：用户层进一步地深挖已写入共享区块链节点的数据价值，直观地将已写入共享区块链节点的数据统计汇总呈现到用户面前：用户在pc终端或移动设备上查看自身的数据，自身的数据包括用户自身数据实时追踪、用户自身数据历史数据溯源、用户自身数据数据分析、版权和原创信息验证及数据保护；已写入共享区块链节点的数据包含：
1. 运输车辆所在位置和当前时间、运输车辆所在位置对应的当前时间、运输车辆内的温度和运输车辆内的湿度；2. 物品被搬上运输车辆时的地点、物品转运到其他运输车辆时的地点、物品转运到其他运输车辆的时间和物品的原产地；各公司或是企业的本地数据包括已写入共享区块链节点的数据、科研所或高校内部的研究数据或论文成果、企业或公司日常工作文档以及企业或公司的研发进度；用户自身数据包括已写入共享区块链节点的数据以及科研所或高校内部的研究数据或是论文成果。
18.一种智慧运输采集设备，智慧运输采集设备包括控制器、rf射频模块、用于数据通讯的通信模块、用于定位以及卫星授时的北斗模块、温度传感器、湿度传感器和供电电池，控制器电连接rf射频模块、通信模块、北斗模块、温度传感器和湿度传感器，供电电池电连接控制器、rf射频模块、通信模块、北斗模块、温度传感器和湿度传感器。
19.优先地，rf标签包括第二层贴纸，第二层贴纸包括rf芯片和天线，rf芯片存储唯一的芯片id号。
20.优先地，rf标签包括第一层贴纸和第三层贴纸，第一层贴纸、第二层贴纸和第三层贴纸依次从上向下叠放粘贴，第一层贴纸上设置二维码和条形码，第二层贴纸下表面和第三层贴纸下表面设置不干胶贴，第三层贴纸上表面设置有与第一层贴纸相同的二维码和与第一层贴纸相同的条形码。
21.优先地，第一层贴纸设置有左快撕口和右快撕口，从右快撕口能撕下第一层贴纸、第二层贴纸和第三层贴纸贴于物品上，从左快撕口能撕下第一层贴纸和第二层贴纸，将第三层贴纸留在物品表面。
22.本发明所达到的有益效果：1. 标签式rf芯片采用三层设计，第一层贴纸表面有二维码和条形码，中间的第二层为rf芯片和天线，第三层与第二层可撕下，并且撕下后的第三层的表面上是与第一层表面相同的二维码和条形码。标签式rf芯片的背部不干胶方便贴在物体表面。同时采用可回收设计，回收解除绑定后可循环再用，节约使用成本并环保。
23.2. 标签式rf芯片采用无源芯片的设计，不需要电池驱动也无需周边电路，同时电路也不需要维护。
24.3. 通过rf射频模块的扫描器发射出一个特定频率的无线电波能量，搜索信号覆盖范围内所有带有的rf芯片的物品，并与运输中的物品一一对应。免去人工扫码的操作并提高效率，在运输中途转运或是换车也不会造成数据的中断。
25.4. 运输精确到每个贴有标签式rf芯片的物品，可对运输商品进行多阶段数据拓展，完整记录物品从生产到加工，再到收货方或消费者的全过程。
26.5. 保障所有上传到区块链上的数据都不可篡改。同时所有上传的数据都可追溯，即使存储数据的节点注销，其数据上传依旧在网络即区块链上。
27.6. 通过p2p的方式，节点可以从相邻的节点获得数据，不易造成因大量用户集中使用而导致的网络拥塞。同时从较近节点处获得数据更有利于对实时性要求较高的应用。
28.7. 采用分布式的存储方式，去中心化的管理方式，方便节点的自由加入和管理。不同节点可以相互作为共享存储点，彼此节约存储成本。在本地数据丢失时，可以下载相邻
节点数据（说明：相邻是指为了交换路由选择信息在最终节点和选定的附近路由器之间所形成的关系。相邻节点是共用的一段传输介质的节点，相互数据传输成本较低。）恢复记录，相比多备份式的存储方式更节约成本。
29.8. 本地上传的数据采用公钥进行数据加密，在数据读取时使用私钥解密数据（公钥和私钥在相关名词解释4 中有解释），以此来保障数据安全，其它节点即便拥有数据但无私钥也无法对本地数据进行解密，保障了上传数据的安全。
30.9. 由于链上信息不可更改且区块数据在共享区块链中是按时间顺序排列的，当需要验证共享区块链中某一段信息归属或某段内容首发著作权时，共享区块链中的节点可通过自身提供数据或信息来证明，即通过下载对应的信息并使用私钥进行解密恢复初始文本来证明，或通过共享区块链中的第三方进行电子签名认证，解密文本验证信息是否有效，以此来证明归属权的问题，同时这样做可以不泄漏信息所有者的私钥。
31.10. 共享区块中的节点分为四种，第一节点、共享节点、共享存储节点和访问节点。各节点的分工和功能不同，相互协作可以充分发挥不同节点的计算能力，不同节点收费及管理方式也有不同。
32.11. 在新区块的产生过程中通过挖矿产生共享币（每生成一个新的区块，该节点将会获得一个共享币作为奖励）用这样的竞争奖励机制来激励各节点积极参与区块链数据的生成，并弥补不同机器之间的性能（计算能力）差异。
33.12. 与比特币之类的平台不同，本发明中挖矿所产生的共享币并不具备一般电子货币属性（仅用于内部费用抵扣），只能通过运营或是管理平台回收或是第三方平台交易，这样可以堵住交易漏洞，大大降低共享区块链的风险。
34.13. 不同于某些联盟链或是私链存在可拓展性差，可监管性弱，内部算力集中等缺点，本发明中的共享区块链具有去中心化、算力分散和人为干预少等优点，同时为了鼓励共享区块链中各节点竞争新区块的计算，还具有一定的挖矿机制。
附图说明
35.图1是本发明中rf标签的爆炸视图；图2是本发明中rf标签的爆炸视图；图3是本发明的原理框图；图4是本发明中的流程图;图5为本发明中的结构图。
36.附图中标记含义， 1
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条形码；2
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二维码；3
‑
第一层贴纸；4
‑
第二层贴纸；5
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第三层贴纸；6
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左快撕口；7
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右快撕口；8
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rf芯片；9
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不干胶贴；10
‑
序列号。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
38.本发明所描述的基于区块链的智慧运输及数据共享存储系统，其中用到了区块链技术、rf芯片、通信模块、加密数据存储、分布式数据存储以及数据追踪等技术，是一套包含硬件、软件、后台控制、云端数据存储的综合应用系统。可广泛的应用于智慧运输或是其它
对数据有存储及追溯需求的应用或是项目中。比如食品在出厂时就贴上具有唯一性的标签，通过在运输途中不停上传的数据，使得买家和卖家都可以随时知道食品的位置和新鲜度等状况，后续消费者也可以在共享区块链中追溯运输数据信息，甚至是食品的生产和加工过程，通信模块为5g模块。
39.在以往的运输应用中，把运输车辆都看作一个移动的点作为跟踪目标，数据记录多是依据车辆从a点到b点的方式记录，连续性差，可追溯性差。与以往的运输应用不同，本发明中每个运输物体上都贴有rf标签。运输精确到每个贴有rf标签的物品，记录着从起点到终点的所有过程，即便中途转运或是换车依旧可以继续跟踪。
40.在本文发明中有使用到rf标签，该芯片采用三层胶贴式设计，如图1所示，第一层表面有二维码和条形码，方便获取芯片的序列号；第二层为rf标签[1]及天线每个rf标签都有自己对应且唯一的芯片id号；第三层的背部有不干胶可以贴在运输物体上，第三层与第二层之间也有不干胶贴，方便撕下后回收rf标签，第三层在撕私下后表面同为与第一层相同的二维码和条形码，以便在回收rf标签后依旧可利用二维码和条形码溯源。在第一层表面有两个快撕口，方便快速撕下贴在物品表面。设计不同在于从右上角的快撕口可以获取标签式rf标签1
‑
3层，并贴在物品表面。而从左下角的快撕口撕下则可以取下对应的1
‑
2层，留下最底层的信息。当rf标签只剩最底下的第三层时（如交到消费者手中），仍可通过扫描第三层表面的二维码或条形码通过平台了解物品从生产到加工，再到运输的全过程信息。标签上二维码和条形码，指向同一信息，方便用不同设备读取。虽然芯片id与rf标签上二维码和条形码并不相同，但是通过后台系统的绑定可以做到芯片id与rf标签上二维码和条形码一一对应。这样做的好处是使得rf标签在后台系统解除绑定后可以反复使用。
[0041]
同时由于rf标签和物品一一对应的，所以除了还可以跟踪和追溯物品，通过对应服务平台的拓展功能，在运输前将物品的生产基地位置和生产包装全流程等信息在平台上与rf标签相绑定，方便进一步查找物品的来源，食品检验报告，生产商资质，或农作物安全生产等。整个过程可看作是物品从产地直达收货方或消费者的完整流程。湿度传感器采集运输车辆内的湿度，温度传感器采集运输车辆内的温度，全网是指该共享区块链所构成的网络。
[0042]
本发明中系统与区块链结合，进一步提高实用性和科技含量。本发明中系统采用的区块链是一种共享区块链，所有上传平台的数据（例如运输车辆的上传数据）最终都存储放在共享区块链节点中，这些节点采用分布式设计。不同节点之间的数据通过点对点的方式相互共享，不同的运输记录、平台内其它信息，甚至是其它行业都可以建立共享节点。本方数据通过公钥加密后向全网（该共享区块链所构成的网络）广播，与其它节点共同挖矿产生新的区块。所有的区块依生成时间依次相连，形成区块链，并构成网络上的公共记账本。所有已写入的数据都可追溯且不可篡改，且方便在本地数据丢失时，下载相邻节点数据恢复记录。其它节点虽然拥有本地节点数据，但是由于没有私钥从而无法解密数据，无从得知数据信息的实际内容。
[0043]
不同于所有网络中的节点都掌握在一家手中的私有链，以及仅授权相同行业的节点加入并根据不同权限查看不同信息的联盟链。本发明中的共享区块链具有节点和节点算力分散，并可以由不同行业和应用共享分布式存储等优点。
[0044]
为了让不同性能的设备都能更好的进行分布式的数据存储，并且最大程度的发掘
各节点的算力和存储潜能。本发明中的节点种类分为4种，分别为：第一节点、共享节点、共享存储节点和访问节点。用户可以根据自己不同的需求和自身的硬件灵活配置和选择适合自己的节点类型，充分发挥闲置硬件设备的算力和存储空间。具体介绍依次如下（表1）：第一节点：每个共享区块链网络中第一个建立的节点。运营商和管理方控制的节点，具有所有节点的功能，包含自身数据上传，新的区块的生成（挖矿）、分布式数据存储、少量的日常管理等。
[0045]
共享节点：网络中较大且具有一定计算能力的节点。包含数据上传，新的区块的生成（挖矿）、分布式数据存储等。
[0046]
共享存储节点：网络中的数据存储节点，运算能力较弱，只有数据上传，分布式数据存储等功能，不参与新的区块的生成（挖矿）。共享存储节点与共享节点之间只有运算能力的差别，两种节点之间可以相互自由转化。
[0047]
访问节点：不在本地存储任何区块数据，也不参与区块链上新的区块的生成（挖矿）。自身的运营数据通过公钥加密上传在区块链上，当需要读取自身数据时，通过下载相邻节点或是第一节点的数据（所需数据段），再通过自身的私钥对数据进行解密。访问节点的投入成本最低，但是相应的平时的运营维护费用最高。
[0048]
共享区块链中所有用户节点都通过设定规则以自组织的方式形成，这些规则的制定和日常的一些管理主要由运营商和管理方来完成。运营商和管理方不会过多的介入共享区块链的管理，但是每年还是会产生少量的年费。虽然这样的模式会产生一定的日常管理和运营费用，但是相比采用其它的备份存储或是分布式存储要更加省钱。同时相比租用商业云存储，数据也不容易被第三方获取。
[0049]
基于区块链的智慧运输及数据共享存储系统可根据不同的功能和具体的应用大致的分为5层（图5），具体分别为数据感知层、网络层、数据层、分析应用层和用户层。
[0050]
数据感知层：其中数据感知层利用各类传感器感知实时的数据。在智慧运输业务中通过北斗模块进行授时及定位、温湿度传感器等实时收录车内信息，并记录在标签式rf芯片内。而其它如知识产权方面的应用，则可通过上传带有数字签名的文本来保障自己的权益。
[0051]
网络层：之后数据在网络层同过5g网络、光纤网络、wi
‑
fi或是其它网络将数据向下一级数据层传输。
[0052]
数据层：主要是各平台的本地数据存储及共享区块链网络中的p2p节点。采用分布式数据存储的方式来保障区块链中的数据不可篡改，及追溯等。上传数据通过公钥加密，私钥解密的方式来保障自身数据的安全。
[0053]
分析应用层：在这里通过多种技术来保障整个系统的正常运行和功能实现。如使用哈希算法来产生新的区块，pow算法（工作量证明）来产生共享币鼓励各节点积极产与新区块的生成，时间戳和未花出的交易输出（uxto）进一步完善数据的时间顺序及公共记帐本，智能合约则可以增强和提升电子签名验证以及数据追溯的可靠性。
[0054]
用户层：最后是用户层，在这一层会根据之前几层对数据的搜集和分析处理，进一步的深挖数据价值，最直观数据应用和结果呈现到用户手里。用户可以在pc终端或手机上查看自身的数据及应用，如数据实时追踪、历史数据溯源、数据分析、版权和原创信息验证及保护。
[0055]
各个节点的特征如表格所示：下面是对共享区块链技术细节和具体操作的一些讲解：数据追踪溯源共享区块链中数据上传采用公钥进行加密，但是在数据读取时需要使用私钥采用解密，这样就保障了数据的安全性。同时共享区块链具有数据不可篡改，可追溯等优点。例如在食品在出厂时就贴上具有唯一性的标签，通过在运输途中不停上传的数据，使得买家和卖家都可以随时知道运输的位置和产品的新鲜度等状况。当出现食品质量问题时方便追踪和调查是原产地问题、运输途中问题还是仓库保管问题。同时由于标签式rf芯片和物品是一一对应的，还可以通过对应服务平台进一步查找例如生产基地位置，生产包装全流程，生产商资质，食品检验报告等信息。
[0056]
版权和原创信息验证由于各节点时间统一采用世界时utc（基于国际原子时间）校正，链上信息不可更改且区块数据在共享区块链中按时间戳[7]顺序排列等优点。共享区块链除进行运输行业中的数据追踪溯源外，使其还可用于其它行业中。例如当需要验证共享区块链中某一信息归属，或某段内容首发著作权时。共享区块链中的节点可通过自身提供数据或信息来证明，即通过下载对应的信息并使用私钥进行解密恢复初始文本来证明。除此之外，还通过共享区块链中的第三方来证明。信息或作品提交方将原始的附有时间戳[7]的信息采用私钥进行电子签名[8]后上传。当发生侵权行为需要裁定时，验证参与方使用共享区块链查询信息或作品提交方提交的数字作品信息（其标识），通过共享区块链中的uxto [9]和智能合约[10]查询作品，并使用信息或作品提交方提供的公钥来进行电子签名认证，解密文本验证信息是否有效。以此实现仲裁，保护原创者的权益。这种方式即可以证明归属权的问题，又不泄漏所有者的私钥。
[0057]
区块的生成在共享区块链中节点每次上传数据后，会在共享区块链网络上采用p2p传输[11]的方式进行广播。距离较近的节点，网络较好的节点会先收到信息。参与挖矿的节点随时都在监控着网络中的上传数据。因为网络中的节点都可以独立校验数据的有效性，如果数据和上传过程合法，节点会将上传数据搜集到自己的内存中做临时的保存，然后节点会继续向其余节点扩散信息。根据一般通用的协议，一个区块的大小最大是 1mb，而一组上传数据
大概是500字节左右，因此一个区块最多可以包含2000多个不同节点的上传信息。各节点大约间隔一个小时的信息上传一次信息。新区块的生成差不多也间隔一个小时左右。对于一个节点而言，如果自身上传的数据无法一次写满500字节，可以加入空字节凑满，或是等待下次写满信息后再上传。如果所写入的信息超出500字节可选择分多次打包上传信息。对于上传数据的节点，所有已上传却未被确认写入区块链中的信息都将写入自己的内存中做临时的保存，直到信息确认被区块链记载，删除数据释放缓存。
[0058]
参与挖矿[5]的节点负责把这2000多笔交易打包在一起，组成一个区块，然后计算这个区块的哈希值（hash）[12]。所谓“哈希”就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。每个区块包含两个部分，区块头（head）和区块体（body）。其中区块头（head）记录当前区块的特征值，包含生成时间，实际数据（即区块体）的哈希，上一个区块的哈希等。区块体（body）则为实际数据。区块与哈希是一一对应的，每个区块的哈希都是针对区块头（head）计算的。区块链一般采用的哈希算法是sha256。把区块头的各项特征值，按照顺序连接在一起，组成一个很长的字符串，再对这个字符串计算哈希。生成后的新区块盖好时间戳[7]，然后广播发送给全网络各个节点。
[0059]
区块链的哈希长度是256位，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。每个区块头（head）包含很多内容，其中有当前区块体的哈希，还有上一个区块的哈希。这意味着如果当前区块体的内容变了，或者上一个区块的哈希变了，一定会引起当前区块的哈希改变。这一点可以保障如果有人修改了一个区块，该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它（因为下一个区块包含上一个区块的哈希），必须依次修改后面所有的区块，否则被改掉的区块就脱离区块链了。而改变区块链中所有区块是无法做到的。所以可以认为数据一旦写入，就无法被篡改。
[0060]
所以关于区块可以得出两点结论：1.每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。2.如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。
[0061]
算法控制本发明中采用区块竞争算法为pow算法（工作量证明）[13]。该算法通过节点消耗计算力来完成制定的哈希运算，找到合理的随机数。这样虽然会消耗节点的计算力，但可以保证共享区块链中每个节点都有公平参加竞争的权利，凭借自身的设备的算力来完成新区块的计算。当某一参与挖矿的节点计算出的随机数小于共享区块链网络所规定的目标值时，则该节点有权产生一个新区块，并在上面留下自己的数字签名，然后广播至全网（该共享区块链中）。其它节点收到新区块并验证通过后，放弃正在计算的区块，将该区块加入自己的区块链中。
[0062]
新区块生成必须保证节点之间的同步，还要考虑一定的经济效益，所以新区块的添加速度不能太快也不能太慢。运营商和管理方根据实际网络中的情况（包含节点数、上传数据量等因素），通过第一节点发送信息调整新区块生成的难度系数，难度系数越高（目标值越来越小）挖矿越难，反之则越容易。根据一般通过用的协议，一个区块的大小最大是1mb，而一个节点上传的一组数据大概是500字节左右，因此一个区块最多可以包含2000多个不同节点的上传信息。各节点大约间隔一个小时左右上传一次信息。新区块的生成差不多也间隔一个小时左右。当网络数据较多时，运营商和管理方调节挖矿难度下降，使得新区
块的添加速度加快。当网络中的数据量较少时，再提高难度系数使共享区块链的挖矿难度上升，让新区块的生成时间间隔远大于一个小时。
[0063]
区块链的分叉当节点验证过一个新区块后，就会将新区块加入区块链，每个节点都有一份完整的区块链。参与挖矿的节点收到新的区块后，一边放弃正在进行的挖矿工作，一边将新区块添加到自己的区块链存储的顶端，并开始参与下一个区块的挖矿竞争。如果网络中有两个节点几乎同时产生了新的区块，那么就会有两个新的区块在网络中传播。节点接收到每个区块的时间不同，区块链就出现了分叉。网络中的节点会选择先到达的分叉作为“主链”，而将另一个分叉作为“备用链”。不同的节点可能看到的链是不一样的，比如一部分节点只接收到其中一个新区快，这一部分节点会认为区块链没有分支。另一部分则可能出现“主链”和“备用链”。当出现区块分叉时，通过共享区块链中的节点进行投票来裁决，第一节点和共享节点每个点记两票，每个共享存储节点记一票，访问节点不参与投票。参与投票的节点选择自己所添加的节点或“主链”，票数多者获胜并且相应的节点获得挖矿奖励。网络中其它节点选择获胜节点所生成的区块，以及其所产生的后续区块。如两边票数出现一致则由第一节点所在的分支获胜。出现多个分叉时这条规则依旧适用。这条规则是为了保证拥有大多数计算能力和存储的那条分支，才是正宗的区块链，以维护共享区块链中大多数用户的利益。
[0064]
共享币为了鼓励共享区块链中各节点进行新区块的计算，本发明中的挖矿系统还设计有相应的挖矿奖励来保障该区块链的竞争机制。每生成一个新的区块，该节点将会获得一个共享币作为奖励。共享币可以积累，并在年底支付共享区块链的运营商和管理方年费时作为抵扣。共享币每年的抵扣额度由年终根据一年中产生的共享币和运营情况来计算。共享币除了抵扣官方支付还可以通过第三方交易平台（非运营商和管理方）交易给其他需要的用户。共享币包含两组字符串，卡号和密码。卡号由生成时间和生成节点的网络地址[14]组成，另一组字符串为密码。只有卡号和密码相对应时，才可以核销该共享币。共享币的卡号可以在区块链或运营商和管理方的网站中查看，并确认该共享币有无被核销。当共享币被核销后，该共享币的信息会更新为已核销。
[0065]
本发明中保留两种挖矿机制。除上面的挖矿奖励机制外，当共享区块链中节点较少时，无法形成有效的竞争时，由第一节点进行挖矿并向网络广播新的区块，该挖矿机制不产生共享币。
[0066]
区块的扩容共享区块链中平均一个小时左右生成一个新区块。区块的大小只有 1mb，最多只能包含2000多组数据。也就是说共享区块链每小时，最多只能处理2000多组数据，而每组上传数据大概是500字节左右。当共享区块链网络中节点数增加和数据上传需求大于每组500字节时，就成为制约其发展的瓶颈。可以通过将每个区块的大小从 1mb 增加到了 8mb，使处理速度提升8倍，同时通过调节挖矿难道来改进新区块的生成速度。
[0067]
为了进一步解释本发明中的系统功能及一些应用，基于区块链的智慧运输及数据共享存储系统可根据不同的功能和具体的应用大致的分为5层，如图5所示，具体分别为数据感知层、网络层、数据层、分析应用层和用户层。
[0068]
数据感知层收集运输过程中的上传数据，数据感知层基于北斗模块进行授时及定位收录运输车辆当前时间和运输车辆所在位置，数据感知层基于温度传感器和湿度传感器实时收录运输车辆内的温度和运输车辆内的湿度，网络层：运输过程中的上传数据通过5g网络、光纤网络或wi
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fi向数据层传输；数据层是各公司或是企业的本地数据存储及共享区块链网络中的p2p节点，采用分布式数据存储的方式来保障已写入共享区块链节点的数据都可追溯且不可篡改，运输过程中的上传数据上传时通过公钥加密和私钥解密的方式来保障安全；分析应用层：使用哈希算法来产生新的区块，工作量证明算法产生共享币鼓励共享区块链节点中的各个节点积极参与新的区块的生成，时间戳和未花出的交易输出进一步完善已写入共享区块链节点的数据的时间顺序及公共记帐本，智能合约增强和提升电子签名验证以及数据追溯的可靠性；用户层：用户层进一步的深挖已写入共享区块链节点的数据价值，直观地将已写入共享区块链节点的数据统计汇总呈现到用户面前：用户在pc终端或手机上查看自身的数据，自身的数据包括用户自身数据实时追踪、历史数据溯源、数据分析、版权和原创信息验证及数据保护；已写入共享区块链节点的数据包含：1. 运输车辆的时间信息、运输车辆的位置信息、车辆内的温度和车辆内的湿度；2. 物品被搬上运输车辆时的地点、物品转运到其他运输车辆时的地点、物品转运到其他运输车辆的时间和物品的原产地；各公司或是企业的本地数据包括已写入共享区块链节点的数据、科研所或高校内部的研究数据或论文成果、企业或公司日常工作文档以及企业或公司的研发进度；用户自身数据包括已写入共享区块链节点的数据以及科研所或高校内部的研究数据或是论文成果。
[0069]
用户自身数据包括已写入共享区块链节点的数据以及科研所或高校内部的研究数据或是论文成果；已写入共享区块链节点的数据用来追溯产品的出处及运输过程中的位置及保鲜等情况。科研所或是高校内部自身的研究数据或是论文成果等，按完成时间分段上传。即可以做实时的保存方式数据丢失，又可以根据上传时间证明著作或是研究成果的首著权。
[0070]
本发明通过统一标准的软硬件标准，再加上完善的综合管理来整套系统的良好运行。其中既包含智慧运输系统又有共享区块链。智慧运输系统针对目前行业内的跟踪和追溯能力差的问题强化提升，并通过对应服务平台的拓展功能，在运输前将物品的生产基地位置、生产包装全流程等信息全部整合。共享区块链则为一般中小企业或是个人用户提供了低成本且安全可靠的分布式数据存储方案。不同于某些联盟链或是私链存在的可拓展性差，可监管性弱，内部算力集中等缺点，本发明中的共享区块链具有去中心化、算力分散、人为干预少等优点。方便不同需求的客户以灵活的方式加入。
[0071]
运输精确到每个贴有rf标签的物品，rf标签芯片id号的编号具有唯一性，可对运输商品进行多阶段数据跟踪，即便几次转运都可以及时跟踪到数据。记录着从起点到终点的所有过程，到达终点之后第三方或是收货方（或甲方）可通过直接读取rf芯片内信息而得到运输途中商品或是货品的信息。而不是通过运输方（或乙方）的平台得到信息。
[0072]
当rf标签只剩最底下的第三层时（如交到消费者手中），仍可通过扫描第三层表面的二维码或条形码通过平台了解物品从生产到加工，再到运输的全过程信息。
[0073]
rf射频模块有效距离10m左右，可通过自动扫描后获得的物品列表再与清单核对，确定有无遗漏的物品，并排除其他的运输车内物品误加入的，确认实际有效的车内物品。为减小误差还可以在车箱内的蒙上特质的斗篷，斗篷在车内面是光滑的，可以保证rf射频只在车内反射，提高车内的信号接受效果，同时外部的信号进不来。从而不用一件一件扫描，这样可以提高工作效率。之后各rf芯片通过验证芯片的伪随机密码，在匹配成功后在芯片内记录下各自对应的信息，包括所在位置、时间信息、以及车内传感器采集到的温度湿度。使用伪随机密码的好处是使不同标签在各时段的密码不重复一来无法破解，二来防止在相邻区域内由于误操作将信息写入其它rf芯片内。
[0074]
为了让不同性能的设备都能更好的进行分布式的数据存储，并且最大程度的发掘各节点的潜能。本发明中的节点种类分为4种，分别为：第一节点、共享节点、共享存储节点和访问节点。不同节点有不同的用途和权限，用户可以根据自己不同的需求和自身的硬件灵活配置和选择适合自己的节点类型，充分发挥闲置硬件设备的算力和存储空间。共享存储节点与共享节点之间只有运算能力的差别，两种节点之间可以相互自由转化。
[0075]
与比特币之类的电子货币交易平台不同，本发明中挖矿所产生的共享币只能用于运营或是管理平台的费用抵扣，通过运营或是管理平台回收或是在第三方平台交易。这样可以堵住交易漏洞，大大降低共享区块链的风险。同时在本发明中不同于完全开放的公有链，共享区块链具有少量的管理属性，网络中的第一节点拥有部分调整权限。
[0076]
不同于某些联盟链或是私链，本发明中的共享区块链还具有一定的挖矿机制。为了鼓励共享区块链中各节点进行新区块的计算，本发明中的挖矿系统还有相应的挖矿奖励，每生成一个新的区块，该节点将会获得一个共享币作为奖励。通过挖矿产生共享币的方式，来激励各节点积极参与区块链数据生成的竞争奖励机制。同时通过调整运营费用和共享币相应的价值，来弥补各节点同时工作的不同机器之间的性能差异所带来的不公平。
[0077]
本发明中出挖矿奖励机制外，还保留其它机制来保障不同情况下都能顺利的在网络中添加新区块。当共享区块链中节点较少时，无法形成有效的竞争时，统一由第一节点进行挖矿并向网络广播新的区块。
[0078]
由于本发明中存在一定的调整机制，所以可以针对一些特殊情况或是风险进行防范和调整。例如当共享区块链网络中节点数增加和数据上传需求增大时可以对区块进行扩容。还有运营商和管理方可根据实际网络中的情况（综合考虑节点数和上传数据量等因素），调整区块的生成时间。例如当网络数据较多时，降低挖矿难度，使得新区块的添加速度加快。当网络中的数据量较少时，运营商和管理方可提高难度系数使共享区块链的挖矿难度上升，让新区块的生成时间间隔远大于一个小时。
[0079]
本发明中的智慧运输采集设备，硬件包含控制电路、rf射频模块、5g模块（数据通讯）、北斗模块（用于定位和卫星授时）、温度传感器、湿度传感器（根据不同需求定制）和供电电池等。采用类似的硬件系统或是相类似的功能实现。
[0080]
本发明具有以下优点：1. rf标签的芯片id号的编号具有唯一性，系统中还加装用于数据通讯的5g模块和用于定位和卫星授时的北斗模块，物品在出厂时就贴上具有芯片id号唯一的rf标签，通
过在运输途中不停上传的数据，使得买家和卖家都可以随时知道运输的位置和新鲜度（食品）等状况。
[0081]
2. 与以往的运输数据记录连续性差，可追溯性差等缺点不同，本发明中每个运输物体上都贴有rf标签。运输精确到每个贴有rf标签的物品，记录着从起点到终点的所有过程，即便中途转运或是换车依旧可以继续跟踪，可看作是物品从产地直达收货方（消费者）的完整流程。
[0082]
3. 本发明中系统与区块链结合，所有上传平台的数据最终都存储放在区块链节点中，这些节点采用分布式设计。不同节点之间的数据通过点对点的方式相互共享，不同的运输记录甚至是其它行业都可以建立共享节点。本方数据通过公钥加密后向全网广播，与其它节点共同挖矿产生新的区块。所有的区块依生成时间依次相连，形成区块链，并构成网络上的公共记账本。所有已写入的数据都可追溯且不可篡改，且方便在本地数据丢失时，下载相邻节点数据恢复记录。其它节点虽然拥有本地节点数据，但是由于没有私钥从而无法解密数据，无从得知数据信息内容。
[0083]
4. 本发明中使用到rf标签，该芯片采用三层胶贴式设计，第一层表面有二维码和条形码，方便通过扫码器获取序列号；中间层为每个rf标签都有自己对应且唯一的芯片id号；底层的背部有不干胶可以贴在运输物体上，底层与中间层之间也有不干胶贴，方便撕下后回收rf标签，底层在撕私下后表面同为与第一层相同的二维码和条形码以便在回收rf标签后依旧可利用二维码和条形码溯源。当rf标签只剩最底层时（如交到消费者手中），仍可通过扫描二维码或条形码通过平台了解物品运输的全过程信息。rf标签上二维码和条形码，指向同一信息，虽然芯片id号与rf标签上二维码和条形码并不相同，但是通过后台系统的绑定可以做到芯片id号与rf标签上二维码和条形码一一对应。当一个完整的流程经历完后，这些rf标签可以会后通过消除之前的使用记录后再次循环使用。
[0084]
5. rf射频模块有效距离10m左右，可通过自动扫描后获得的物品列表再与清单核对，确定有无遗漏的物品，并排除相邻运输车内物品误加入的，确认实际有效的车内物品（为减小误差还可以在车箱内的蒙上特质的斗篷，斗篷在车内面是光滑的，可以保证rf射频只在车内反射，提高车内的信号接受效果，同时外部的信号进不来）。从而不用一件一件扫描，这样可以提高工作效率。
[0085]
6. 为了让不同性能的设备都能更好的进行分布式的数据存储，并且最大程度的发掘各节点的算力潜能。本发明中的节点种类分为4种，分别为：第一节点、共享节点、共享存储节点和访问节点。不同节点有不同的用途和权限。
[0086]
7. 更好的数据追踪溯源。共享区块链具有数据不可篡改，可追溯等优点。例如在食品在出厂时就贴上具有唯一性的标签，通过在运输途中不停上传的数据，使得买家和卖家都可以随时知道运输的位置和产品的新鲜度等状况。当出现食品质量问题时方便追踪和调查是原产地问题、运输途中问题还是仓库保管问题。
[0087]
8. 版权和原创信息验证。共享区块链除进行运输行业中的数据追踪溯源外，由于链上信息不可更改且区块数据在共享区块链中按时间戳顺序排列，使其还可用于其它行业中。例如当需要验证共享区块链中某一信息归属，或某段内容的首发著作权时。共享区块链中的节点可通过自身提供数据或信息来证明，即通过下载对应的信息并使用私钥进行解密恢复初始文本来证明。除此之外，还通过共享区块链中的第三方来证明。将原始的附有时间
戳的信息采用私钥进行电子签名。当发生侵权行为需要裁定时，验证参与方使用共享区块链查询作品提交方提交数字作品信息（哈希值及其标识），通过共享区块链中的uxto智能合约查询作品，并使用作品提交方提供的公钥来进行电子签名认证，解密文本验证信息是否有效。以此实现仲裁，保护原创者的权益。这种方式即可证明归属权的问题，又不泄漏用户的私钥。
[0088]
9. 相比其它类似的分布式数据存储方式更加省钱，安全。共享区块链中所有用户节点和分布式记账节点通过设定规则的自组织的方式形成，这些规则和日常的一些管理主要由运营商和管理方来完成。运营商和管理方不会过多的介入共享区块链的运营，但是每年还是会产生少量的年费。虽然这样的模式会产生一定的日常管理和运营费用，但是相比采用其它的备份存储或是分布式存储要更加省钱。同时相比租用云存储，数据也不容易被第三方获取（私钥加密）。
[0089]
10. 不同于某些联盟链或是私链，本发明中的共享区块链还具有一定的挖矿机制。为了鼓励共享区块链中各节点进行新区块的计算，本发明中的挖矿系统还有相应的挖矿奖励来保障该区块链的竞争机制。每生成一个新的区块，该节点将会获得一个共享币作为奖励。共享币可以积累，并在年底支付共享区块链的运营商和管理方年费时作为抵扣。共享币每年的抵扣额度由年终根据一年中产生的共享币和运营情况来计算。共享币除了抵扣官方支付还可以通过第三方交易（非运营商和管理方）给其他需要的用户。共享币包含两组字符串，卡号和密码。卡号由生成时间和生成节点的网络地址组成，另一组字符串为密码。只有卡号和密码相对应时，才可以核销该共享币。
[0090]
11. 本发明中出挖矿奖励机制外，还保留其它机制来保障不同情况下都能顺利的在网络中添加新区块。当共享区块链中节点较少时，无法形成有效的竞争时，统一由第一节点进行挖矿并向网络广播新的区块。
[0091]
12. 与比特币之类的平台不同，本发明中挖矿所产生的共享币只能用于运营或是管理平台的费用抵扣，通过运营或是管理平台回收或是在第三方平台交易。这样可以堵住交易漏洞，大大降低共享区块链的风险。同时在本发明中不同于完全开放的公有链，共享区块链具有少量的管理属性，网络中的第一节点拥有部分调整权限。
[0092]
13. 本发明中由于存在一定的管理机制，所以可以针对一些特殊情况或是风险进行防范和调整。例如当共享区块链网络中节点数增加和数据上传需求增大时可以对区块进行扩容。还有运营商和管理方可根据实际网络中的情况（综合考虑节点数、上传数据量等因素），调整区块的生成时间。例如当网络数据较多时，降低挖矿难度，使得新区块的添加速度加快。当网络中的数据量较少时，运营商和管理方可提高难度系数使共享区块链的挖矿难度上升，让新区块的生成时间间隔远大于一个小时。
[0093]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
[0094]
具体实践如下：实施例一本发明可与智慧农业相结合，通过联合一些中小型的农业公司来形成针对某一地区或是特定种类农作物的专属智慧运输及共享区块链存储体系。后台系统为现有技术中的
上位机。
[0095]
其中运输部分原理为， rf射频模块发射出一个特定频率的无线电波能量，rf标签在接收后反馈自身的芯片id号；后台系统根据反馈的芯片id号确认装载在运输车辆里的芯片id号是否与预先设置的物品清单相同，如果芯片id号不在物品清单中表示有误加入的物品，通过后台提醒现场工作人员将误加入的物品取出。完成物品清单与所有反馈的芯片id号的匹配后，控制器检索物品清单列表中是否有未匹配的芯片id号，并核实该未匹配的芯片id号对应的物品是否在相邻运输车内或者是否是未装载。在运输车辆运输的过程中， rf射频模块的扫描器定期采集车内的rf标签，并通过北斗模块获取运输车辆所在当前位置和当前时间，查询运输车辆内的物品是否齐全，如果物品不齐全，通过5g模块报警给后台系统，后台系统核实这一批的物品是否在运输物品清单中，如出现物品遗失会发出报警信息，如发现有物品清单外物品后台系统也会发出提醒。并将运输车辆当时的所在位置和当前时间上传给各公司相应的共享区块链节点中。在具体工作时，后台系统根据芯片id号找到rf标签对应的伪随机密码，通过5g无线网络发送给车内硬件设备，之后rf射频模块将广播这些伪随机密码，如果伪随机密码错误则rf标签决绝写入数据，如果伪随机密码正确则将当时的所在位置和时间信息写入rf标签。
[0096]
数据存储部分为，所有在运输过程中产生的数据，除了用户本地存储之外，还将通过公钥加密后向网络全网广播，与其它共享区块链节点共同产生新的区块；所有的区块依生成时间依次相连形成区块链，并构成网络上的公共记账本；所有已写入共享区块链的数据都可追溯且不可篡改。当用户的本地数据丢失时，可通过私钥从相邻共享区块链节点中下载并恢复至本地。
[0097]
这些产品运输及原产地等信息，同时附有相应的地点和时间。所以这些信息还可以作为农产品二维码溯源的数据来源，由农业公司或是商家提供给消费者。由于区块链的特性，所以只要是已产生的数据，不论时间多久都可以做到数据溯源，可以为食品安全追踪等方面提供了有效的保障。
[0098]
实施例二在科研所或是高校内部，可以为各部门分别建立各自的共享区块链节点。不同的部门或是院系依自身情况选择作为第一节点、共享节点、共享存储节点或访问节点，所有的节点相连接形成共享区块链网络。资金充裕的部门或是院系，可投入较好的设备，以提供较强的算力。在满足使用需求的前提下，充分利用闲置的设备。
[0099]
所有部门或是院系的数据都可及时上传至共享区块链网络中保存。由于使用公钥加密和私钥用来解密，且私钥定期更换，所以相互之间的信息可以做到保密。这些数据按完成时间分段上传。即可以做实时的保存方式数据丢失，又可以根据上传时间证明著作或是研究成果的首著权。这样各部门或是院系不用担心自身的科研数据或是其它研究成果遭遇外泄或是剽窃。同时共享区块链中的数据是由各共享区块链节点同时保存的，所有的区块依生成时间依次相连形成区块链，以构成完整的公共记账本。所以当某个部门或是院系由于自身问题导致数据或是损坏，可及时在共享区块链网络中通过其它节点下载完整的区块链（历史数据）来恢复数据，并通过私钥解密出对自己有用的数据。
[0100]
除此之外，本发明中所采用的方法还可对在科研所或是高校内部的固定资产及重要设备仪器进行定位和保护。在所有已登记的设备上贴上rf标签，并通过室内的rf射频模
块的扫描器发射出一个特定频率的无线电波能量，rf标签接收后反馈自身的芯片id号。当后台系统发现相应的设备失联或是被移动时，发出报警并锁定现场位置。所采集到的rf标签的信息还将实时传输至共享区块链中，作为科研所或是高校内部的固定资产及重要设备仪器的历史记录。
[0101]
实施例三独立的运营商建设共享区块链，并给需要的企业和个人提供服务。运营商可以采取对企业用户收费，对个人用户免费，并采用广告收费来弥补运营费用的方式运作。运营商根据不同的需求建立不同的共享区块链，不同用户按不同级别分类，可依据使用频率和每次上传数据量等作为分类、分组依据。不同的共享区块链之间数据也可以相互混合，但应避免数据量过大，占用过多的存储数据空间。
[0102]
在实际的运营中运营商建立的节点为主节点，即为本发明中的第一节点。具有所有节点的功能，包含自身数据上传，新的区块的生成（挖矿）、分布式数据存储、少量的日常管理等。使用共享区块链的企业或是个人可根据自身硬件设备的运算能力较弱，来选择作为共享节点或是共享存储节点。两者区别在于该节点是否参与新的区块的生成（挖矿）。客户也可以自由在两种节点之间可以相互转化。对于不打算投入硬件资源的企业或是个人，可选择作为共享区块链中的访问节点。该类型节点的运营数据通过公钥加密上传在区块链上，当需要读取自身数据时，通过下载相邻节点或是第一节点的数据（所需数据段），再通过自身的私钥对所下载区块中的对应数据进行解密，得到所需信息。访问节点的投入成本最低，但是需缴纳的运营和维护费用最高。除运营商和客户之外，还鼓励个人参与，通过来打包数据和生成新的区块分担运营商的压力。同时依据个人对共享区块链的贡献，可以从运营商那里获得一定报酬。如通过竞争产生新的区块来获得共享币，再通过共享币从运营商处兑换出相应的报酬。
[0103]
区块依生成时间依次相连，形成区块链，并构成网络上的公共记账本。所以已写入的数据都可追溯且不可篡改，且方便在本地数据丢失时，下载相邻节点数据恢复记录。同时其它节点虽然拥有本地节点数据，但是由于没有私钥从而无法解密数据，无从得知数据信息的实际内容。由于以上特性，所以可以通过独立的运营商来建设共享区块链，以满足不同企业和个人的需求。
[0104]
相关技术术语的名词解释：[1]rf技术：射频技术（rf）是radio frequency的缩写。较常见的应用有无线射频识别rf（radio frequency identification，），常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其原理为由扫描器发射一个特定频率的无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出（有些可同时完成数据的读出或写入操作），此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。rf的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
[0105]
[2]扫码枪：它是用于读取条码所包含信息的阅读设备，可分为一维、二维条码扫
描器。扫描枪的基本工作原理为：由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面。被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。在单个商品的包装上，印制上条码符号，利用条码阅读器，就可以高速、准确、及时地掌握商品的品种（货号）、数量、单价、生产厂家、出厂日期等信息。这样不仅提高了效率，同时也广泛应用于超市、物流快递、图书馆等扫描商品、单据的条码。
[0106]
[3]伪随机密码：伪随机码序列一般可以利用移位寄存器网络产生，该网络由r级串联双态器件移位脉冲产生器和模二加法器组成。该网络可以产生码长为15的伪随机码。在计算机、通信系统中我们采用的随机数、随机码均为伪随机数、伪随机码。所谓“随机码”，就是无论这个码有多长都不会出现循环的现象，而“伪随机码”在码长达到一定程度时会从其第一位开始循环，由于出现的循环长度相当大，例如cdma采用42的伪随机码，重复的可能性为4.4万亿分之一，所以可以当成随机码使用。
[0107]
[4]私钥和公钥：公钥和私钥是通过一种算法得到的一个密钥对(即一个公钥和一个私钥)，公钥是公开的，任何人都可以获取。私钥是保密的，只有拥有者才能使用。他人使用你的公钥加密信息，然后发送给你，你用私钥解密，取出信息。通过这种算法得到的密钥对能保证在世界范围内是唯一的。使用这个密钥对的时候，如果用其中一个密钥加密一段数据，必须用另一个密钥解密。比如用公钥加密数据就必须用私钥解密，如果用私钥加密也必须用公钥解密，否则解密将不会成功。
[0108]
[5]挖矿：挖矿是将一段时间内区块链系统中发生的交易进行确认，并记录在区块链上形成新区块的过程，挖矿的人叫做矿工。矿就是记账的过程，矿工是记账员，区块链就是账本。当一个节点找到了匹配要求的解，那么它就可以向全网广播自己的结果。其他节点就可以接收这个新解出来的数据块，并检验其是否匹配规则。如果其他节点通过计算散列值发现确实满足要求（比特币要求的运算目标），那么该数据块有效，其他的节点就会接受该数据块。
[0109]
这种产出速度不是通过命令达成的，而是故意设置了海量的计算。也就是说，只有通过极其大量的计算，才能得到当前区块的有效哈希，从而把新区块添加到区块链。由于计算量太大，所以快不起来。在比特币中，中本聪把通过消耗cpu的电力和时间来产生比特币，比喻成金矿消耗资源将黄金注入经济。每一个网络节点向网络进行广播交易，这些广播出来的交易在经过矿工（在网络上的计算机）验证后，矿工可使用自己的工作证明结果来表达确认，确认后的交易会被打包到数据块中，数据块会串起来形成连续的数据块链。
[0110]
[6]区块：区块链是一种特殊的分布式数据库，主要作用是储存信息。区块链由一个个区块（block）组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。每个区块包含两个部分：区块头（head）记录当前区块的特征值和区块体（body）实际数据。任何需要保存的信息，都可以写入区块，也可以从里面读取。
[0111]
[7]时间戳：时间戳用于证明电子数据文件自申请可信时间戳后内容保持完整、未被更改。区块链中的时间戳能够保证每条数据都真实可信，能够有效的避免造假行为。以比特币区块链网络为例，比特币区块链10分钟建立一个区块，并盖好时间戳，然后广播发送给全网络各个节点。通过时间戳保证每个区块依次顺序相连，时间戳使得区块链上的每一笔交易数据都具有时间标记。每一个随后区块中的时间戳都会对前一个时间戳进行增强，形成一个时间递增的链条。
[0112]
[8]签名和签名验证：数字签名为使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密，得到的密文即被称为该次传输过程的签名。当数据接收端拿到传输文本，但是需要确认该文本是否就是发送发出的内容，中途是否曾经被篡改。因此拿自己持有的公钥对签名进行解密（密钥对中的一种密钥加密的数据必定能使用另一种密钥解密）。得到了文本后，然后与发送方未加密的文本做对比，发现二者完全一致，则说明文本没有被篡改过。这一过程是签名验证。
[0113]
[9]uxto：uxto(unspent transaction outputs)是指未花出的交易输出，是交易中的基本单位。在比特币系统里，没有设计使用交易者账户系统，而是记录一笔又一笔的交易（数据），使得比特币的每一笔交易都可以追溯到上一个交易（数据），可以一直追到矿工挖出它的那块区块为止，所以系统数据不可以伪造。整个区块链网络中的utxo会被储存在每个节点中，只有满足了来源于utxo和数字签名条件的交易才是合法的，其可以追溯区块链里的每一笔的交易。
[0114]
[10]智能合约：智能合约是指应用于区块链技术中的智能合约技术，解决了比特币区块链扩展性不足，只能交易不能记录其他的问题。智能合约支持java等语言编制可变换的编程系统，判别各节点执行合约的条件和需要履行的义务，无需中心机构监督自动执行满足合约条件的事项。
[0115]
[11]p2p传输：对等网络，即对等计算机网络，是一种在对等者（peer）之间分配任务和工作负载的分布式应用架构，是对等计算模型在应用层形成的一种组网或网络形式。“peer”在英语里有“对等者、伙伴、对端”的意义。因此，从字面上，p2p可以理解为对等计算或对等网络。其可以定义为：网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其它对等节点（peer）直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源、服务和内容的提供者（server），又是资源、服务和内容的获取者（client）。在p2p网络环境中，彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，各台计算机有相同的功能，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站，整个网络一般来说不依赖专用的集中服务器，也没有专用的工作站。
[0116]
[12]哈希：哈希就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。区块链的哈希长度是256位，这就是说，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。举例来说，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六进制），转成二进制就是256位，而且只有123能得到这个哈希。理论上，其他字符串也有可能得到这个哈希，但是概率极低，可以近似认为不可能发生。所以可以得出：1.每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。
[0117]
2.如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。
[0118]
[13]pow算法（工作量证明）：该算法通过节点消耗计算力来进行制定的哈希运算，找到合理的随机数，当该随机数小于比特币网络所规定的目标值时，则该节点有权产生一个新区块，在上面留下自己的数字签名，所计算得的哈希值，新区块头的标识（也是一个哈希字符串）和上一个区块头的标识等其他信息，验证并打包一些该节点中存在的交易（可以是来自其他节点的，也可以是自己节点产生的）至新区块中，然后广播至全网。其他节点收
到区块并验证通过后，加入自己的区块链中。使用这种共识算法的数字货币，代表的有比特币、莱特币、以太币等。
[0119]
[14]节点地址：每个节点上传数据时都会打上自己的“标签”，表示这些数据属于自己，也便于日后查找。这个特殊的标签，就是节点地址。节点地址是一长串字符，地址中隐含了密码学的原理，不容易被外界知道使用人或企业的真实来源和身份。