基于区块链技术的产品溯源验证方法与流程

本发明涉及区块链技术具体应用技术领域，确切地说涉及一种基于区块链技术的产品溯源验证方法。

背景技术：

产品溯源是现代供应管理的一种重要手段，随着食品安全等问题越来越得到政府与社会大众的关注，产品溯源（如食品、农产品安全溯源）领域的信息应用技术正快速发展。目前主流的产品溯源系统主要是由政府相关部门或者某个核心企业为中心并主导，利用行政手段或市场地位强制在上下游相关企业按照其规范配合使用，产品的溯源记录由某个部门或公司进行处理，存在被恶意篡改、复制、滥发和责任人无法绑定等安全隐患。

目前主流的产品溯源系统存在以下隐患：1.产品溯源系统的数据库从技术上无法避免篡改产品信息。2.正品的标签信息可被赝品复制。3.产品如果出现质量问题，问题环节以及相关责任人定位困难。4.生产方可超出应有产量随意滥发产品。

公开号为CN105608146A，公开日为2016年5月25日的中国专利文献公开了一种区块链溯源追踪方法，该方法包括如下步骤：区块链系统收到某一待溯源追踪的区块链地址后，从当前区块开始，按照区块产生的次序遍历整个区块链；所述区块链系统根据遍历结果，构建所述待溯源追踪的区块链地址的收入生成树和支出生成树，获得该待溯源追踪的区块链地址的资产转移历史记录。该方法将有助于追踪区块链系统的非法使用行为及非法使用者，避免区块链系统成为被不法分子利用的工具，为区块链技术的更广泛应用提供基础。

上述专利文献虽然公开了一种区块链溯源追踪方法，但该方案仅提供了一种查询方法，即对区块链内数据进行搜索，而非对生产过程的追溯。

技术实现要素：

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种基于区块链技术的产品溯源验证方法，采用本方法，能确保获得的溯源信息的真实可靠，解决了产品的复制、滥发、责任人无法绑定等技术问题，与此同时，本发明能保证溯源系统的高效运行和控制成本。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种基于区块链技术的产品溯源验证方法，其特征在于：包括溯源步骤和验证步骤，其中，溯源步骤如下：

1）将计划与生产过程信息数据构建区块，存储于私有区块链中；

2）将三个基本信息构建可验证的标签信息；三个基本信息包括：

产品编号；

私有区块链中对应信息的链接；

私有区块链中对应信息的哈希值；

3）经销节点将产品的消费信息与所述的标签信息加入到公有区块链中；

所述的验证步骤如下：

a.获得产品标签；

b.在公有区块链中查询该产品标签；

c.根据产品标签与公有区块链相关记录确定该产品的真实性和唯一性；

d.根据公有区块链对应的产品信息，获取私有区块链中该产品的详细生产数据；

e.通过公有区块链的哈希值、产品编号信息与对应的私有区块链的数据进行检查，确认私有区块链数据是否被恶意篡改，若有篡改，则私有区块链对应的哈希值与公有区块链中对应的哈希值不同。

所述的计划与生产过程信息包括产品编号、生产计划、检测数据、农药品种和使用数据、种苗、物候、产地信息和物流过程信息。

所述的消费信息包括消费时间和消费地点。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1.私有区块链较之公有区块链，有速度快，成本低等优点。因此，采用私有链技术存储生产阶段的详细信息，能够有效提高速度降低成本。私有区块链中的详细生产数据可用于产品溯源。

2.公有区块链（如比特币网络，eth等）具有很高的可信度，由区块链技术保证其数据不更改性。因此采用公有区块链技术，能够提高产品信息的可信度和公开性。

3.私有区块链中存储的信息（如备案，检测，农药，种植，产地等）若遭到篡改，则其结构化区块通过哈希生成标识必然变化，势必和公有区块链中公开标签所存储的哈希值冲突。因此，私有区块链数据的篡改行为必然会被发现。此外，由于公有区块链的相关信息与私有区块链中的记录能够作为产品生产过程证据。

4.在公有区块链中记录销售信息，比如销售时间、销售地点可防止标签的复制。例如，一个产品的销售信息（包括销售地点与销售时间）会录入到公有区块链中。若赝品复制其标签，进行销售，会有出现以下两个问题：第一，销售时间与正品销售时间冲突；第二，由于同一产品不可能消费两次，因此赝品的信息无法存入对应的公有区块链。

5.在私有区块链中存储通过数字签名可解决责任人绑定问题。

6.由于私有区块链中存储计划信息无法更改，故本发明可防止产品滥发。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本方法流程示意图；

图2为公有区块链和私有区块链的存储结构示意图；

图3为示例中公有区块链和私有区块链的存储结构示意图。

具体实施方式

区块链是一种类似于非关系型数据库这样的技术解决方案，并不是指某种特定技术。区块链技术能通过多种编程语言和架构实现。相较与传统数据库，区块链具有不可篡改的特性。区块链有若干区块构成。每个区块存储若干交易数据（消息）。每条消息的数据和区块中已处理的消息进行哈希计算（Hash Function，也称为散列函数），获得相对应的哈希值。这样，一个区块内，任意一条消息的变更，会导致后续的哈希值变化。因此，区块内的哈希值可以用于验证该区块数据的有效性，并用于链接下一个消息。区块的处理方式类似，即每个区块与已处理的区块的哈希值进行哈希计算，生成新的哈希值，构成了层层嵌套的关系。如果修改了任意区块中的数据，则会和下一区块链存储的哈希不匹配，产生矛盾。因此存储在区块链中的数据无法篡改。

采用区块链技术，能够确保存储的数据不可篡改，同时避免多重支付。这种特性能够用于确保商品的唯一性，并且可用于杜绝产品标签的非法复制。物联网技术能够在获取产品生产的各个阶段信息。因此，将区块链技术与物联网溯源技术结合并在区块链中加入生产计划信息和相关负责人数字签名能够提供一种新的产品溯源方法。利用这种方法可避免溯源系统中数据被篡改，杜绝产品标签非法复制问题，并能快速定位生产过程中问题环节及相关负责人。同时，由于加入生产计划信息，可防止产品滥发。

私有区块链与公有区块链相比，是一种高效、大容量的信息存储方式；而公有区块链可信度高，但存储效率低且费用较高。因此，两种方式相辅相成，构成了一种实用的溯源体系。

公有区块链数据具有不可篡改性，因此能够达到以下几个目标。第一，私有区块链的信息与公有区块链中的标签信息可以进行验证，确保私有链中的数据无法更改；第二，产品信息做到公开可查；第三，由于产品与销售时间存储在公有区块链上，能够确保产品和标签的唯一性。

本发明将生产过程中产生的信息，例如在农产品生产过程中，产品编号、生产计划、检测数据、农药品种和使用数据、种苗、物候、产地信息和物流过程信息等各阶段的数据构建私有区块链。上述产品生产信息生成标签信息，再与销售信息，如销售时间一起存储于公有区块链系统中。

消费者通过公有区块链，获取产品的标签信息和销售信息。消费者、质检部门和其它相关人员都能够通过该产品的标签，在对应的私有区块链位置上获得详细的生产信息，完成产品的溯源。

本发明包含公有区块链子系统和私有区块链子系统。

公有区块链

如图1与图3所示，该实例将销售中的各种信息，即种苗来源信息、种植基地信息、销售信息、消费信息、生产加工信息，加入通过生物识别技术获得的数字签名存储在私有链中并通过哈希，构建结构化的存储区块，存储与私有区块链中。将产品编号、该产品信息的私有区块链中的位置、和该产品所在区块的哈希值构建标签信息。经销节点将产品的销售信息，与前文所述的标签信息加入到公有区块链中。记录消费者信息，包括销售时间、销售地点、销售人和经销商等信息。这些信息可防止复制，即同一产品不可能消费两次。

公有区块链子系统的实现可借由目前较为成熟的技术如以太坊，可以将合约部署到以太坊区块链上或是利用其它现有区块链实现，也可以利用现有技术自己搭建一条区块链。

公有区块链可信度很高，但其具有如下缺点：

存储数据效率不高，不能快速的向公有区块链中存储数据。

不能存储较为庞大的数据，无法将详细数据直接存入公有区块链中。

公有区块链中直接存储数据成本较高，只使用公有区块链不经济。

私有区块链

在本实例中，利用私有区块链能高效存储大量数据的优势，在私有链中存入：

1.种苗来源信息，包括物种、产地、提供方、DNA信息和数字签名等信息。

2.种植基地信息，包括地理环境、负责人、物候、生产管理信息：检测编号和数字签名等信息。

3.生产加工信息，包括企业名称、负责人、加工方式、包装时间、批次、质检和数字签名等信息。

私有区块链中存入的数据及结构如附图3所示。

公有区块链子系统与私有区块块链子系统的交互

如图1所示，可查看上文中提到私有区块链中的数据，按生成标签信息中哈希值的方式再次生成哈希值，同公有区块链中存储的标签信息中哈希值比较。若两者相同，则证明私有区块链中的数据没有被篡改，若不同则说明私有区块链中的信息被篡改或信息为虚假信息。

系统运行流程如下：

1.将生产过程中的数据与该数据生成的哈希值构造成结构化数据，存储在私有区块链。

2.将三个基本信息构建可验证的标签信息。三个基本信息包括：(1)产品编号；(2)私有区块链中对应信息的链接；(3)私有区块链中对应信息的哈希值；

3.经销节点将产品的销售信息（销售时间、销售地点、经销授权人等信息）与第2步的标签信息加入到公有区块链中。

4.消费者或第三方人员（如质检部门）获得产品标签。

5.消费者或第三方人员（如质检部门）可以在公有区块链中查询该产品标签。

6.根据产品标签与公有区块链相关记录确定该产品的真实性和唯一性。

7.消费者和第三方人员（如质检部门）可以根据公有区块链对应的产品信息，获取私有区块链中该产品的详细生产数据。