基于区块链的产品防伪方法、装置和立体标签防伪产品与流程

本发明涉及区块链防伪技术领域，具体涉及一种基于区块链的产品防伪方法、装置和立体标签防伪产品。

背景技术：

区块链是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改的记账技术，也称为分布式账本技术。典型的区块链以块-链结构存储数据。

在传统上，区块链中信息一旦被建立以后就不可更改，相当于确定了产品在互联网世界的唯一身份，而且实现了基于这个身份流转的所有的追踪和记录。因此在区块链平台上溯源产品的生产、物流等信息则可作为针对该产品的防伪过程。具体为：每一个产品都有一个唯一对应的二维码，在产品运输过程中，在各物流节点可通过扫描该二维码来录入相应的物流信息，最终收货人通过扫描该二维码来获取该产品从生产、运输到达收货人手里过程中的所有信息，通过这些信息来判断产品真伪。

然而这就意味着，溯源追踪的是二维码而不是产品，二维码贴在包装上，包装内的产品有被调包的可能。对此，区块链只能提供信息化的防伪技术，却并不能从根本上解决造假和调包的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种基于区块链的产品防伪方法，旨在解决现有技术中区块链技术无法解决产品在运输过程中被调包的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于区块链的产品防伪方法，该方法包括：

接收产品在出货时其外包装上设置的第一立体标签的第一初始图像和内包装上设置的第二立体标签的第二初始图像，并创建与所述第一初始图像和第二初始图像相对应的初始区块；

接收产品在交收时所述第一立体标签的第一形变图像，并创建与所述第一形变图像相对应的第一交收区块；

从所述初始区块和第一交收区块读取所述第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，根据所述图像数据生成与所述第二立体标签对应的参考图像并发送至收货人终端。

优选地，基于区块链的产品防伪方法还包括：

接收产品在交收时所述第二立体标签的第二形变图像，并创建与所述第二形变图像相对应的第二交收区块；

计算所述参考图像与所述第二形变图像的图像相似度；

若所述图像相似度小于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品不同。

优选地，基于区块链的产品防伪方法还包括：

生成包含所述产品的出厂信息的识别二维码；

接收产品在各物流节点中录入的物流信息，并创建与各物流信息相对应的站点区块；

将所述识别二维码与所述站点区块关联。

优选地，基于区块链的产品防伪方法还包括：

接收产品在各物流节点中所述第一立体标签的第三形变图像，并创建与各所述第三形变图像相对应的过程区块，所述第三形变图像包含拍摄时间戳和地理位置信息。

优选地，基于区块链的产品防伪方法还包括：

将所述识别二维码与所述过程区块关联。

本发明还提出一种基于区块链的产品防伪装置，该产品防伪装置包括：

初始区块创建模块，用于接收产品在出货时其外包装上设置的第一立体标签的第一初始图像和内包装上设置的第二立体标签的第二初始图像，并创建与所述第一初始图像和第二初始图像相对应的初始区块；

第一交收区块创建模块，用于接收产品在交收时所述第一立体标签的第一形变图像，并创建与所述第一形变图像相对应的第一交收区块；

参考图像生成模块，用于从所述初始区块和第一交收区块读取所述第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，根据所述图像数据生成与所述第二立体标签对应的参考图像并发送至收货人终端。

优选地，产品防伪装置还包括：

第二交收区块创建模块，用于接收产品在交收时所述第二立体标签的第二形变图像，并创建与所述第二形变图像相对应的第二交收区块；

相似度计算模块，用于计算所述参考图像与所述第二形变图像的图像相似度；

真伪判定模块，用于当所述图像相似度小于预设阈值时，判定交收时的产品与出货时的产品不同。

优选地，产品防伪装置还包括：

二维码生成模块，用于生成包含所述产品的出厂信息的识别二维码；

站点区块创建模块，用于接收产品在各物流节点中录入的物流信息，并创建与各物流信息相对应的站点区块；

关联模块，用于将所述识别二维码与所述站点区块关联。

优选地，产品防伪装置还包括：

过程区块创建模块，用于接收产品在各物流节点中所述第一立体标签的第三形变图像，并创建与各所述第三形变图像相对应的过程区块，所述第三形变图像包含拍摄时间戳和地理位置信息。

本发明还提出一种立体标签防伪产品，该产品包括设置于产品外包装上的第一立体标签和设置于所述产品内包装上的第二立体标签，所述第一立体标签和所述第二立体标签中均包含有热敏材料。

本发明在产品的内外包装上分别设置第二立体标签和第一立体标签，通过对容易获取的产品外包装上的第一立体标签的跟踪和形变分析，模拟出位于外包装内部且附着于产品内包装上的第二立体标签的形变参考图像，并发送至收货人终端，用以帮助收货人终端判断该第二立体标签的实际形变结果是否与模拟结果一致，若据收货人肉眼观察不到两者之间的差别则代表该第二立体标签所在的内包装在产品运输过程中并未被更换，即产品在运输过程中并未被更换，收货时的产品与出货时一致，反之则产品被更换过，从而判断出产品的真伪。本发明从根本上解决了产品在运输过程中被调包的问题。

附图说明

图1为本发明基于区块链的产品防伪方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明基于区块链的产品防伪方法又一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于区块链的产品防伪方法又一实施例的流程示意图；

图4为本发明基于区块链的产品防伪装置一实施例的功能模块图；

图5为本发明基于区块链的产品防伪装置又一实施例的功能模块图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于区块链的产品防伪方法，区块链是包含交易信息的若干区块从后向前有序链接起来的数据结构，每个区块由区块头和区块主体构成。区块头包括版本号、前一区块哈希值、默克尔根、时间戳、难度值、随机数等，区块主体包括该区块在指定时间内的所有交易信息，区块创建以后，通过密码学保证了存储于其中的数据的不可篡改和不可伪造。如图1所示，基于区块链的产品防伪方法包括：

步骤s100：接收产品在出货时其外包装上设置的第一立体标签的第一初始图像和内包装上设置的第二立体标签的第二初始图像，并创建与第一初始图像和第二初始图像相对应的初始区块。

本步骤中，产品在出货时，在其外包装上设有第一立体标签，内包装上设置第二立体标签，第一立体标签和第二立体标签会因所处环境的参数改变而发生肉眼可见的形变。比如：在产品的流通过程中，将受到例如气温等外界环境的影响，位于产品外包装上的第一立体标签和内包装上的第二立体标签则会产生相应的物理形变。尤其注意，产品的内包装一般都附着在产品上，只能随产品的转移而转移，如果产品被调换，则相应的第二立体标签也会一起被调换。本步骤中防伪平台采集第一立体标签和第二立体标签在出货时的初始图像，并通过创建初始区块将该初始图像数据存储于其中。

步骤s200：接收产品在交收时第一立体标签的第一形变图像，并创建与第一形变图像相对应的第一交收区块。

本步骤中，产品经过物流运输之后交付给收货人，收货人拍摄第一立体标签的一形变图像，此时获取的第一形变图像为第一立体标签的最终形变图像。该第一形变图像存储于区块链中对应的第一交收区块中。

步骤s300：从初始区块和第一交收区块读取第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，根据图像数据生成与第二立体标签对应的参考图像并发送至收货人终端。

本步骤中，收货人打开外包装后，可直接观察到内包装上第二立体标签的实际形变图像。而第二立体标签理论上和第一立体标签经过了同样的路径和同样的环境条件，因此，二者的形变应当具有共通点，防伪平台可根据第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据(如形变量)，得到第二立体标签理论上应该呈现的最终形变图像，以作为与第二立体图像的实际形变图像的防伪参考图像。举例：第一立体标签和第二立体标签中具有相同含量的防伪材料，如热敏材料，二者在经过同样的环境条件后其形变程度应当相同，因此由第二立体标签的最终形变图像与其第二初始图像比较而得到的物理形变量，应当与第一立体标签的第一形变图像与其第一初始图像比较而得到的物理形变量相等，因此推算并模拟出第二立体标签的参考图像。或者，第一立体标签和第二立体标签中的防伪材料成分比例不相等，两者成一定比例，则同理，可根据第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，以及两立体标签中防伪材料的比例，计算得出第二立体标签的理论形变量并生成参考图像，比如，第一立体标签和第二立体标签中的热敏材料比例为1:2，第一立体标签和第二立体标签在产品出货时其表面均具有一个圆形突起(或为光滑表面)，该突起半径为1mm；在经过物流运输后，第一立体标签在交收时，其表面的圆形突起半径变成3mm，第二立体标签理论上其表面应该半径为1+(3-1)*2＝5mm的圆形突起。本例仅为表达出如何根据第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据生成与所述第二立体标签对应的参考图像的理论过程。在实践中，具体的形变方向(高度方向、沿平面扩散方向等)和形变函数等，需由防伪材料的物理特性来决定，作为生成参考图像的参考数据。

防伪平台根据上述图像数据模拟出第二立体标签的参考图像后，将该参考图像发送至收货人终端，以供收货人终端比较该参考图像与实际的第三形变图像是否一致，实现对产品是否与出货时一致的初步判断。收货人终端即手机、电脑等收货人常用的智能终端。

本实施例在产品的内外包装上分别设置第二立体标签和第一立体标签，通过对容易获取的产品外包装上的第一立体标签的跟踪和形变分析，模拟出位于外包装内部且附着于产品内包装上的第二立体标签的形变参考图像，并发送至收货人终端，用以帮助收货人终端判断该第二立体标签的实际形变结果是否与模拟结果一致，若据收货人肉眼观察不到两者之间的差别则代表该第二立体标签所在的内包装在产品运输过程中并未被更换，即产品在运输过程中并未被更换，收货时的产品与出货时一致，反之则产品被更换过，从而判断出产品的真伪。本方法从根本上解决了产品在运输过程中被调包的问题。

在一较佳实施例中，如图2所示，基于区块链的产品防伪方法还包括：

步骤s400：接收产品在交收时第二立体标签的第二形变图像，并创建与第二形变图像相对应的第二交收区块。

第二形变图像即第二立体标签的实际形变图像，该实际形变图像由收货人拍摄并存储于区块链的第二交收区块中。

步骤s500：计算参考图像与第二形变图像的图像相似度。

步骤s600：若图像相似度小于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品不同。

本步骤中，图像相似度计算主要用于对于两幅图像之间内容的相似程度进行打分，根据分数的高低来判断图像内容的相近程度。现有技术中对于两图像之间的相似度已有较为成熟的算法，如，分别计算两幅图像的直方图，hista，histb，然后计算两个直方图的归一化相关系数(巴氏距离，直方图相交距离)；或进一步地，对图像分成横纵的小块，然后对于每一个分块搜索与之最匹配的直方图。来计算两幅图像的相似度，融入了直方图对应位置的信息。再如基于特征点的图像相似度计算，具体为：每一幅图像都有自己的特征点，这些特征点表征图像中比较重要的一些位置，通常比较常用的有harris角点和sift特征点。那么将得到的图像角点进行比较，如果相似的角点数目较多，那么可以认为这两幅图像的相似程度较高。图像的相似度算法为现有技术，因此不多赘述

若图像相似度小于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品不同；若图像相似度大于或等于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品相同。

本实施例中，预设阈值优选0.8-1.0，其中“1.0”代表第二立体标签的实际形变图像，即第二形变图像，与根据第一立体标签的形变量模拟得到的参考图像，二者完全一致，“1.0”为最高值。两图像的相似度大于或等于0.8代表该第二立体标签与第一立体标签在运输工程中经历了相同的环境条件，也就是说产品在运输过程中未离开外包装，排除了产品调包的可能性，表明该产品为真品；反之，则说明产品从出货到收获过程中离开了外包装，产品内包装上张贴的第二立体标签并非原出货时的第二立体标签。防伪平台直接通过对第二形变图像和参考图像进行相似度计算得到产品真伪的判定结果，该判定结果可直接发送至收货人终端，免除收货人终端的防伪验证过程，相对更为方便快捷。

在一较佳实施例中，如图3所示，基于区块链的产品防伪方法还包括：

步骤s700：生成包含产品的出厂信息的识别二维码；

步骤s800：接收产品在各物流节点中录入的物流信息，并创建与各物流信息相对应的站点区块；

步骤s900：将识别二维码与站点区块关联。

本实施例所述的出厂信息至少包括产地、生产商、生产日期、成分、质量等信息，物流信息包括物流单号、地址、到达时间、发出时间等，更进一步包括运载车辆信息、送货人信息等。识别二维码作为产品的唯一标识，是连通产品与防伪平台的通行钥匙。用户通过扫描该二维码获取产品的出厂信息。更进一步地将识别二维码与站点区块关联，则当产品进入物流链以后，物流节点的信息录入者可通过扫描二维码建立起产品与防伪平台的链接，并将其所在物流节点的物流信息对应录入相应的站点区块中。该识别二维码张贴于产品的外包装上，便于扫描使用。

此时，产品外包装上设置有两个标识——识别二维码与第一立体标签，产品内包装上设有第二立体标签，本实施例具有三重防伪功能：1)收货人可通过扫描识别二维码获取产品的出厂信息和物流信息，实现初步防伪；2)收货人或收获终端根据第一形变图像与最后一个物流节点(一般是离收货人最近的一个快递点)上传的第一形变图像相比对的结果，判断产品及其外包装是否与出货时一致；3)防伪平台比较第二形变图像与参考图像，根据二者之间的相似度判断产品及其内包装是否与出货时一致。该三种防伪，尤其是第三步，能够有效起到防止产品在运输过程中被调包更换为假货的情况，从而起到有效的防伪效果。

在一较佳实施例中，基于区块链的产品防伪方法还包括：接收产品在各物流节点中第一立体标签的第三形变图像，并创建与各第三形变图像相对应的过程区块，第三形变图像包含拍摄时间戳和地理位置信息。

本步骤中，产品物流过程中需经过多个物流节点，经过每个物流节点时，第一立体标签产生对应的物理形变，本步骤为采集第一立体标签于每个物流节点的第三形变图像，并将每个第三形变图像依次对应各物流节点进行储存，同样作为产品的防伪信息。

现有的区块链技术对互联网存在严重的依赖性。当“断网”发生时，区块链将会出现“断链”的情况。也就是说，区块链上某些节点，在有数据产生并需要上传时，如果不能即时与互联网连接，完成数据上传过程中必需“验证、确认”环节，就不能成为“带有特定时间戳的有效节点数据”，那么在互联网恢复连接以后，这些数据就算再次上传，也可能成为不被认可的“无效数据”，因为这些数据将附带错误的时间戳。按照现有区块链技术，尤其是在联盟链的场景中，参与区块链建设的各个节点，可以达成共识，允许这些不能即时上传、即时验证的数据，正常上传并存储到区块链相关节点，例如，允许已经偏离正常运输时间节点的物流信息被系统认可，成为可供最终商品使用者查询的区块链数据。但是，这样将损害整个区块链的可信程度。

本实施例中，第三形变图像在拍摄时即包含有时间戳和地理位置信息，第三形变图像可与物流信息同时存于相应的站点区块中，也可以当在物流站点断网时，创建新的过程区块，并延后上传于对应的过程区块中。因此即使当物流节点中物流信息无法即时录入，网络联通后延后上传的第三形变图像上也带有特定的时间戳和地理位置信息，防伪平台可根据该信息判断该第三形变图像的真实性，从而保证该物流节点的信息真实性以及整个区块链中数据的完整性，降低区块链技术对互联网的依赖性。

在一较佳实施例中，基于区块链的产品防伪方法还包括：当超过预设的数据上传间隔时间未及时收到产品的物流信息时，应用北斗卫星导航短报文技术，接收在该物流节点上传的卫星短报文，该卫星短报文带有特定的时间戳和地理坐标，可作为产品进入该物流节点的佐证。

在一较佳实施例中，如图3所示，基于区块链的产品防伪方法还包括：

将识别二维码与过程区块关联。

识别二维码同时关联第一形变图像和物流信息，收货人或其他用户可通过扫描该识别二维码获取产品的出厂信息、每个物流节点产生的第三形变图像和物流信息，从而全方面的了解所购买产品的各项信息。

本发明还提出一种基于区块链的产品防伪装置，如图4所示，该装置包括：

初始区块创建模块10，用于接收产品在出货时其外包装上设置的第一立体标签的第一初始图像和内包装上设置的第二立体标签的第二初始图像，并创建与第一初始图像和第二初始图像相对应的初始区块；

第一交收区块创建模块20，用于接收产品在交收时第一立体标签的第一形变图像，并创建与第一形变图像相对应的第一交收区块；

参考图像生成模块30，用于从初始区块和第一交收区块读取第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，根据图像数据生成与第二立体标签对应的参考图像并发送至收货人终端。

本实施例中，初始区块创建模块10与生产商终端通信连接，用于创建初始区块，以储存产品出货时第一立体标签的第一初始图像和第二立体标签的第二初始图像。第一交收区块创建模块20与收货人终端通信连接，用于创建第一交收区块，以储存第一立体标签的第一形变图像。参考图像生成模块30与初始区块创建模块10、第一交收区块创建模块20连接，用于读取第一初始图像、第二初始图像和第一形变图像对应的图像数据，并根据该图像数据生成与第二立体标签对应的参考图像，参考图像生成模块30还与收货人终端通信连接，用于将参考图像发送至收货人终端。本装置配合产品上的第一立体标签和第二立体标签形成对产品的多重防伪功能，从根本上解决了产品在运输过程中被调包的问题。

在一较佳实施例中，如图4所示，基于区块链的产品防伪装置还包括：

第二交收区块创建模块40，用于接收产品在交收时第二立体标签的第二形变图像，并创建与第二形变图像相对应的第二交收区块；

相似度计算模块50，用于计算参考图像与第二形变图像的图像相似度；

真伪判定模块60，用于当图像相似度小于预设阈值时，判定交收时的产品与出货时的产品不同。第二交收区块创建模块40与收货人终端通信连接，用于创建第二交收区块，以储存第二立体标签的第二形变图像。相似度计算模块50读取参考图像生成模块30生成的参考图像和第二交收区块中储存的第二形变图像，计算出两图像之间的相似度，真伪判定模块60根据该计算结果与预设阈值进行比对，若图像相似度小于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品不同；若图像相似度大于或等于预设阈值，则判定交收时的产品与出货时的产品相同。

在一较佳实施例中，如图5所示，基于区块链的产品防伪装置还包括：

二维码生成模块101，用于生成包含产品的出厂信息的识别二维码；

站点区块创建模块102，用于接收产品在各物流节点中录入的物流信息，并创建与各物流信息相对应的站点区块；

关联模块103，用于将识别二维码与站点区块关联。

二维码生产模块101生成包含产品出厂信息的识别二维码作为产品的“身份证”，用户可通过扫描该识别二维码建立产品与防伪平台之间的链接。站点区块创建模块102针对各物流节点创建对应的站点区块，每个站点区块对应一个物流节点，用于储存该物流节点终端(即手机。电脑等智能设备)上传的产品物流信息，关联模块103则将每个站点区块中的物流信息与识别二维码关联，令用户可直接通过扫描产品的识别二维码获取产品的出厂信息和物流信息，从而全面了解该产品的基本信息和从生产到交收的完整过程。

在一较佳实施例中，基于区块链的产品防伪装置还包括：

过程区块创建模块，用于接收产品在各物流节点中第一立体标签的第三形变图像，并创建与各第三形变图像相对应的过程区块，第三形变图像包含拍摄时间戳和地理位置信息；

以及北斗卫星导航短报文收发模块，用于当超过预设的数据上传间隔时间未及时收到产品的物流信息时，应用北斗卫星导航短报文技术，接收在该物流节点上传的卫星短报文，该卫星短报文带有特定的时间戳和地理坐标，可作为产品进入该物流节点的佐证。

本发明还提出一种立体标签防伪产品，该产品包括设置于产品外包装上的第一立体标签和设置于产品内包装上的第二立体标签，第一立体标签和第二立体标签中均包含有热敏材料。

本实施例中，第一立体标签和第二立体标签包括混合在一起的油墨和防伪颗粒，防伪颗粒数量为随机产生，保证立体标签的唯一性，在该基础上，每个立体标签中还包含预设含量的热敏材料，热敏材料在高温下会发生一定程度的形变，如产生凸起字体、图样等，可以为肉眼可见。第一立体标签和第二立体标签分别设置于产品的外、内包装，外包装可随时查看和拍摄，内包装则始终与产品固定，本发明通过在产品上设置内外两重立体标签，在两立体标签中添加预设比例的热敏材料，通过监控第一立体标签和第二立体标签的形变图像比对即可判定产品的真伪。

在一较佳实施例中，第一立体标签和第二立体标签中热敏材料的含量比例不相等，因此两者具有不同的形变量，尤其当环境温度变化较大时，两者之间的形变差别随时间越来越大。例如当产品的物流信息显示该产品经过了高温地区，理论上第一立体标签和第二立体标签之间的形变量差别应当相对较大，足够令收货人直接肉眼识别出其差别，若实际二者之间的形变量差别较小，则说明该产品实际并未经过该高温地区，该产品很大概率是经过调包的伪品。

此外，产品的外包装上还设有识别二维码。识别二维码的作用以上实施例中已经有所描述，因此此处不多赘述。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。