一种基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统的制作方法

1.本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统。


背景技术：

2.区块链的数据有可追溯性，其原因在于区块链存储的数据难以篡改，其存储的数据不会变化，存在数据唯一性，容易进行数据追溯处理，因此区块链技术被广泛应用于生产物流系统，以实现对产品产业链的追溯；中国专利公开号：cn109034842a，公开了一种基于区块链的农产品供应链追溯系统及方法，主要解决现有技术中存在的追溯速度随着区块链中信息增多而大幅度下降以及追溯准确度较低的技术问题，主要步骤为：功能选择模块发送启源请求；数据上链模块响应启源请求，并发送启源结果；显示模块显示启源结果；功能选择模块判断售点是否将农产品售卖给消费者；数据上链模块接收功能选择模块发送的新增追溯请求，并向追溯模块发送追溯请求；追溯模块与数据上链模块信息交互；数据上链模块获取新增追溯结果并发送至显示模块；显示模块显示新增追溯结果；追溯模块响应功能选择模块发送的追溯请求，并发送追溯结果；显示模块显示追溯结果；但是，现有技术中还存在以下问题：现有技术中未考虑追溯过程中对追溯请求的发出方的验证，在实际情况中，会存在伪装追溯请求发出方身份的情况对区块链网络中的信息进行获取，导致产品的产业链信息泄露，影响数据安全。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供一种基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统，其包括：区块链网络，其包括若干节点集群，各所述节点集群包括若干节点，各所述节点集群与产业链步骤建立关联关系；储存模块，其与所述区块链网络连接，接收各产业链步骤产生的产业链信息，根据产业链信息对应的产业链步骤，确定产业链信息储存方式，并将产业链信息划分为若干信息段上传至与所述产业链步骤存在关联关系的节点集群；追溯模块，其与所述区块链网络连接，用以根据需求端发出的追溯需求信息对区块链网络的节点进行访问，提取所述节点中已储存的产业链信息；所述追溯模块根据需追溯产品生产特征数据计算产品信息特征参量k，并根据所述产品信息特征参量k与数据库中的排序数据集合匹配，调用所匹配排序数据集合中对各节点集群内节点的排序顺序以及访问时间间隔，根据所述排序顺序以及访问时间间隔对区块链网络中的节点进行访问，追溯所述产品的产业链信息；以及，各所述节点设置有验证单元，所述验证单元对追溯模块的访问请求进行验
证，包括进行身份验证，并根据所述追溯模块已访问的前一节点是否与当前访问节点属于同一节点集群确定是否进行访问顺序验证以及访问时间间隔验证，当验证通过时所述验证单元允许所述追溯模块对节点进行访问。
4.进一步地，所述储存模块根据产业链信息对应的产业链步骤，确定产业链信息储存方式，其中，所述储存模块确定所述产业链信息对应的产品，所述储存模块判定与所述产业链步骤存在关联关系的节点集群中是否存在节点储存所述产品的产业链信息，若所述储存模块判定与所述产业链信息所属产业链步骤存在关联关系的节点集群中存在节点储存所述产品的产业链信息，则所述储存模块确定所述节点集群中储存所述产品的产业链信息的节点数量，并将所述产业链信息切分为与所述节点数量相同数量的信息段，并将各信息段随机储存至已储存所述产品的产业链信息的每个节点中；若所述储存模块判定与需储存产业链信息所属产业链步骤存在关联关系的节点集群中不存在节点储存所述产品的产业链信息，则所述储存模块将所述产业链信息切分为若干信息段，并将各信息段随机储存至所述节点集群的每个节点中。
5.进一步地，所述追溯模块获取需求端发送的追溯需求信息，所述追溯需求信息包括产品的信息码，所述追溯模块根据所述信息码识别对应产品，并向标记节点调用所述产品的生产特征数据，所述生产特征数据包括所述产品的生产时间以及产品各产业链步骤所产生的产业链数据上传至区块链网络的次数，所述追溯模块根据所述生产特征数据按照公式(1)计算产品信息特征参量k，并根据所述产品信息特征参量k调用数据库中的排序数据集合确定访问顺序以及访问时间间隔，
ꢀꢀꢀ
(1)公式(1)中，t表示所述产品的生产时刻至所述追溯模块接收所述需求信息的时刻的时长，ni表示所述产品对应产业链第i步骤所产生数据上传至区块链网络的次数，α表示权重参量。
6.进一步地，所述追溯模块与数据库连接，所述数据库内储存有若干排序数据集合，各排序数据集合包括对各节点集群内节点的排序顺序，且各排序数据集合中各节点集群内节点的排序顺序不同，各排序数据集合中还包括一个数据区间以及访问时间间隔，各排序数据集合中的数据区间以及访问时间间隔不同，所述追溯模块将所述产品信息特征参量k与排序数据集合中的数据区间进行匹配，并调用所匹配排序数据集合，其中，若所述产品信息特征参量k属于所述排序数据集合中的数据区间，则所述追溯模块判定信息特征参量k与所述排序数据集合匹配，调用所述排序数据集合，并根据已匹配排序数据集合中对各节点集群内节点的排序顺序与访问时间间隔对所述区块链网络中的节点进行访问追溯所述产品的产业链信息。
7.进一步地，所述追溯模块根据所述追溯需求信息判定需追溯产业链信息所属产业链步骤，首先对所述产业链步骤关联的节点集群内的节点进行访问。
8.进一步地，其特征在于，所述区块链网络的各节点中设置有验证单元，所述验证单元接收访问请求，并对发出所述访问请求的追溯模块进行验证，其中，验证单元验证追溯模块的身份、追溯模块对节点的访问顺序以及追溯模块对节点的访问时间间隔，
当身份验证未通过时，所述验证单元禁止追溯模块对节点进行访问，当身份验证通过时，所述验证单元开始判定所述追溯模块对所述产品的产业链信息的单次追溯过程中已访问的前一节点是否与当前访问节点属于同一节点集群，若所述追溯模块已访问的前一节点与所述当前访问节点不属于同一节点集群，则所述验证单元确定所述追溯模块已访问的前一节点所对应的节点集群，并调用所述节点集群中各节点的访问记录，获取所述访问记录，确定追溯模块对各节点的实际访问顺序以及实际访问时间间隔，并验证所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔是否正确，当所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔均正确，所述验证单元判定验证通过，允许追溯模块进行访问；若所述追溯模块已访问的前一节点与所述当前访问节点不属于同一节点集群，则所述验证单元判定验证通过，允许追溯模块进行访问。
9.进一步地，所述验证单元与数据库连接，所述验证单元调用所述追溯模块发送的信息码，并根据所述信息码识别对应产品，向所述标记节点调用所述产品的生产特征数据，并计算产品特征信息参量k，并根据所述产品信息特征参量k调用数据库中的排序数据集合，确定排序顺序以及访问时间间隔，并将所述访问顺序以及访问时间间隔与所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔进行对比，若所述实际访问顺序与所述排序顺序相同，则判定所述实际访问顺序正确，若所述实际访问时间间隔与所述访问时间间隔相同，判定所述实际访问时间间隔正确。
10.进一步地，所述验证单元判定所述追溯模块对节点的访问是否属于单次追溯过程，所述验证单元内设置有预设最小时间间隔，当所述追溯模块对任一产品的产业链信息进行追溯时，所述验证单元判定所述追溯模块对当前节点以及前一节点的访问时间间隔是否小于所述预设最小时间间隔，若所述访问时间间隔小于所述预设最小时间间隔，则验证单元判定所述追溯模块对当前节点的访问属于对所述产品的单次追溯过程。
11.进一步地，所述验证单元从各节点中获取所述追溯模块在单次追溯过程中被允许访问的全部节点的记录，并确定所述全部节点中储存有需追溯产品对应产业链信息的节点的数目n0，若所述追溯模块在单次追溯过程中，被允许访问节点对应的节点集群的数量超过预设对比数量n时，n≥2，所述验证单元将n0与预设验证对比参数m进行比对，判定是否对所述追溯模块的验证方式进行调整，其中，当n0≥m时，所述验证单元判定对所述追溯模块验证方式进行调整，验证单元对所述追溯模块在当前追溯过程中的访问请求进行验证时，只进行身份验证；当n0＜m时，验证单元对所述追溯模块按原有方式进行验证。
12.进一步地，所述区块链网络中还设置有标记节点集群，所述标记节点集群包括若干被标记节点，所述被标记节点用以储存各产品的生产特征数据，所述生产特征数据包括产品的生产时间以及产品的各产业链步骤所产生的产业链数据上传至区块链网络的次数，
以及，被标记节点中的验证单元只对追溯模块的身份进行验证。
13.与现有技术相比，本发明通过设置区块链网络、追溯模块、储存模块，将区块链网络的节点划分为若干节点集群，储存模块根据需储存信息对应产业链步骤将信息储存至对应的节点集群中，方便检索，储存模块对产品信息进行追溯，根据产品特征信息与数据库中的数据匹配，确定特有的访问顺序以及访问时间间隔对区块链网络进行访问，在区块链节点中设置验证单元，在追溯模块访问过程中，对追溯模块进行验证，包括验证身份以及追溯模块访问不同节点集群时验证访问顺序和访问时间间隔，并且访问顺序以及访问时间间隔的确定由产品特征信息确定，不易被伪造或提前获取，提升追溯效率的同时通过多重验证保证了数据的安全性。
14.尤其，本发明储存模块在储存产品的产业链信息时按照对应产业链步骤划分为若干信息段储存至不同的节点集群，提前建立节点集群和产业链步骤的关联关系，并且，对于信息段的储存，将信息段储存至已经储存有对应产品产业链信息的节点中，便于数据追溯，将数据分类储存至不同的节点集群，后续追溯检索时更加快捷，在只需追溯产品的某一产业链步骤时，直接对该产业链步骤对应的节点集群中的节点进行访问，减少数据遍历数，提升追溯效率。
15.尤其，本发明追溯模块与数据库相连，在接收需求端发送的需求请求后，根据产品的特征信息，计算信息特征参量k，关于信息特征参量k，其根据产品的生产时间以及产品各产业链步骤产生的产业链信息上传至区块链网络的次数决定，其随着产品在产业链中的流通会产生波动性的变化，并且，其对于产品的特征具有一定的标准性，追溯模块根据产品信息特征参量k与数据库中的数据进行匹配，选定特定的访问顺序以及访问时间间隔后对区块链节点进行访问，对于单个产品，其对应的产品信息特征k会随着该产品在各产业链步骤中的流转发生变化，因此，伪造者无法确定访问顺序以及访问时间间隔，进而后续无法通过验证，进而避免追溯过程中数据的泄露，保障了数据安全。
16.尤其，本发明在区块链节点中设置验证单元，所述验证单元对追溯模块进行验证，包括身份验证、访问顺序验证以及访问间隔验证，首先进行必要的身份验证，后判定追溯模块已访问的前一节点是否与当前访问节点属于同一节点集群，即访问的节点集群是否变化，发生变化时验证追溯模块对前一数据集合的访问顺序以及访问时间间隔，将访问顺序以及访问时间间隔引入验证，使得伪造验证单元的其他访问端被识别，进而提升数据安全性，避免信息泄露，并且在特定条件下才进行访问顺序以及访问时间间隔验证，减少验证次数，进而提升追溯效率。
17.尤其，本发明验证单元，在对追溯模块的单次追溯过程的验证中，判定追溯模块已访问的节点集群的访问顺序以及访问时间间隔是否正确，对追溯模块在单次追溯过程中对多个节点集群访问顺序以及访问时间间隔均正确的情况，其后续验证过程中不进行访问顺序以及时间间隔验证，减少验证次数，提升数据处理效率。
18.尤其，本发明数据库中储存有若干排序数据集合，储存有针对于各节点集群中的节点的排序顺序，各排序数据集合中的排序各不相同，使得不同产品因为其对应产品信息特征k的不同会导致所对应的节点访问顺序也不同，进而使得访问顺序不易被提前获取和模仿，避免追溯模块被伪装，进而提升验证的可靠性，避免已储存的信息泄露，保障数据安全。
附图说明
19.图1为发明实施例的基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统结构示意图；图2为发明实施例的区块链网络局部示意图；图中：1：节点集群，2：节点。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
21.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
22.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.请参阅图1以及图2所示，其为本发明实施例的基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统结构示意图以及区块链网络局部示意图，本发明的基于区块链的多源空间数据产业链溯源系统包括，区块链网络，其包括若干节点集群1，各所述节点集群包括若干节点2，各所述节点集群与产业链步骤建立关联关系；储存模块，其与所述区块链网络连接，接收各产业链步骤产生的产业链信息，根据产业链信息对应的产业链步骤，确定产业链信息储存方式，并将产业链信息划分为若干信息段上传至与所述产业链步骤存在关联关系的节点集群；追溯模块，其与所述区块链网络连接，用以根据需求端发出的追溯需求信息对区块链网络的节点进行访问，提取所述节点中已储存的产业链信息；所述追溯模块根据需追溯产品生产特征数据计算产品信息特征参量k，并根据所述产品信息特征参量k与数据库中的排序数据集合匹配，调用所匹配排序数据集合中对各节点集群内节点的排序顺序以及访问时间间隔，根据所述排序顺序以及访问时间间隔对区块链网络中的节点进行访问，追溯所述产品的产业链信息；以及，各所述节点设置有验证单元，所述验证单元对追溯模块的访问请求进行验证，包括进行身份验证，并根据所述追溯模块已访问的前一节点是否与当前访问节点属于同一节点集群确定是否进行访问顺序验证以及访问时间间隔验证，当验证通过时所述验证单元允许所述追溯模块对节点进行访问。
25.具体而言，本发明的区块链网络的构造形式为成熟的现有技术，现有技术中，区块链网络常包括若干节点，在本发明中其同样只需具备区块链网络具备的多个节点即可。
26.具体而言，本发明的产业链可以包括生产、出库、运输、交易、流通等步骤，各步骤对应的生产相关数据、出库相关数据、运输相关数据、交易相关数据以及流通数据为产业链数据，对于每个产品，其在产业链流转时均会产生该产品对应的产业链数据，并且本发明的产业链可以不只局限于上述形式，本领域技术人员可以根据其具体领域对产业链的各步骤进行调整。
27.具体而言，本发明对储存模块以及追溯模块的具体结构不做限定，本领域技术人员应当明白，在本发明中其只需能完成数据的接收发送以及数据处理即可，此处不再赘述。
28.具体而言，所述验证单元对身份进行验证时可以采用多种方案，可以采用私钥验证的方式或其他加密方式，此处不再赘述。
29.具体而言，所述储存模块根据产业链信息对应的产业链步骤，确定产业链信息储存方式，其中，所述储存模块确定所述产业链信息对应的产品，所述储存模块判定与所述产业链步骤存在关联关系的节点集群中是否存在节点储存所述产品的产业链信息，若所述储存模块判定与所述产业链信息所属产业链步骤存在关联关系的节点集群中存在节点储存所述产品的产业链信息，则所述储存模块确定所述节点集群中储存所述产品的产业链信息的节点数量，并将所述产业链信息切分为与所述节点数量相同数量的信息段，并将各信息段随机储存至已储存所述产品的产业链信息的每个节点中；若所述储存模块判定与需储存产业链信息所属产业链步骤存在关联关系的节点集群中不存在节点储存所述产品的产业链信息，则所述储存模块将所述产业链信息切分为若干信息段，并将各信息段随机储存至所述节点集群的每个节点中。
30.具体而言，本发明储存模块在储存产品的产业链信息时按照对应产业链步骤划分为若干信息段储存至不同的节点集群，提前建立节点集群和产业链步骤的关联关系，并且，对于信息段的储存，将信息段储存至已经储存有对应产品产业链信息的节点中，便于数据追溯，将数据分类储存至不同的节点集群，后续追溯检索时更加快捷，在只需追溯产品的某一产业链步骤时，直接对该产业链步骤对应的节点集群中的节点进行访问，减少数据遍历数，提升追溯效率。
31.具体而言，所述追溯模块获取需求端发送的追溯需求信息，所述追溯需求信息包括产品的信息码，所述追溯模块根据所述信息码识别对应产品，并向标记节点调用所述产品的生产特征数据，所述生产特征数据包括所述产品的生产时间以及产品各产业链步骤所产生的产业链数据上传至区块链网络的次数，所述追溯模块根据所述生产特征数据按照公式(1)计算产品信息特征参量k，并根据所述产品信息特征参量k调用数据库中的排序数据集合确定访问顺序以及访问时间间隔，
ꢀꢀꢀ
(1)公式(1)中，t表示所述产品的生产时刻至所述追溯模块接收所述需求信息的时刻的时长，ni表示所述产品对应产业链第i步骤所产生数据上传至区块链网络的次数，α表示权重参量。
32.具体而言，所述追溯模块与数据库连接，所述数据库内储存有若干排序数据集合，各排序数据集合包括对各节点集群内节点的排序顺序，且各排序数据集合中各节点集群内节点的排序顺序不同，各排序数据集合中还包括一个数据区间以及访问时间间隔，各排序
数据集合中的数据区间以及访问时间间隔不同，所述追溯模块将所述产品信息特征参量k与排序数据集合中的数据区间进行匹配，并调用所匹配排序数据集合，其中，若所述产品信息特征参量k属于所述排序数据集合中的数据区间，则所述追溯模块判定信息特征参量k与所述排序数据集合匹配，调用所述排序数据集合，并根据已匹配排序数据集合中对各节点集群内节点的排序顺序与访问时间间隔对所述区块链网络中的节点进行访问追溯所述产品的产业链信息。
33.具体而言，本发明追溯模块与数据库相连，在接收需求端发送的需求请求后，根据产品的特征信息，计算信息特征参量k，关于信息特征参量k，其根据产品的生产时间以及产品各产业链步骤产生的产业链信息上传至区块链网络的次数决定，其随着产品在产业链中的流通会产生波动性的变化，并且，其对于产品的特征具有一定的标准性，追溯模块根据产品信息特征参量k与数据库中的数据进行匹配，选定特定的访问顺序以及访问时间间隔后对区块链节点进行访问，对于单个产品，其对应的产品信息特征k会随着该产品在各产业链步骤中的流转发生变化，因此，伪造者无法确定访问顺序以及访问时间间隔，进而后续无法通过验证，进而避免追溯过程中数据的泄露，保障了数据安全。
34.具体而言，所述追溯模块根据所述追溯需求信息判定需追溯产业链信息所属产业链步骤，首先对所述产业链步骤关联的节点集群内的节点进行访问。
35.具体而言，其特征在于，所述区块链网络的各节点中设置有验证单元，所述验证单元接收访问请求，并对发出所述访问请求的追溯模块进行验证，其中，验证单元验证追溯模块的身份、追溯模块对节点的访问顺序以及追溯模块对节点的访问时间间隔，当身份验证未通过时，所述验证单元禁止追溯模块对节点进行访问，当身份验证通过时，所述验证单元开始判定所述追溯模块对所述产品的产业链信息的单次追溯过程中已访问的前一节点是否与当前访问节点属于同一节点集群，若所述追溯模块已访问的前一节点与所述当前访问节点不属于同一节点集群，则所述验证单元确定所述追溯模块已访问的前一节点所对应的节点集群，并调用所述节点集群中各节点的访问记录，获取所述访问记录，确定追溯模块对各节点的实际访问顺序以及实际访问时间间隔，并验证所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔是否正确，当所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔均正确，所述验证单元判定验证通过，允许追溯模块进行访问；若所述追溯模块已访问的前一节点与所述当前访问节点不属于同一节点集群，则所述验证单元判定验证通过，允许追溯模块进行访问。
36.具体而言，所述验证单元与数据库连接，所述验证单元调用所述追溯模块发送的信息码，并根据所述信息码识别对应产品，向所述标记节点调用所述产品的生产特征数据，并计算产品特征信息参量k，并根据所述产品信息特征参量k调用数据库中的排序数据集合，确定排序顺序以及访问时间间隔，并将所述访问顺序以及访问时间间隔与所述实际访问顺序以及实际访问时间间隔进行对比，若所述实际访问顺序与所述排序顺序相同，则判定所述实际访问顺序正确，若所述实际访问时间间隔与所述访问时间间隔相同，判定所述实际访问时间间隔
正确。
37.将访问顺序以及访问时间间隔引入验证，使得伪造验证单元的其他访问端被识别，进而提升数据安全性，避免信息泄露，并且在特定条件下才进行访问顺序以及访问时间间隔验证，减少验证次数，进而提升追溯效率。
38.具体而言，将访问顺序以及访问时间间隔引入验证，使得伪造验证单元的其他访问端被识别，进而提升数据安全性，避免信息泄露，并且在特定条件下才进行访问顺序以及访问时间间隔验证，减少验证次数，进而提升追溯效率。
39.具体而言，所述验证单元判定所述追溯模块对节点的访问是否属于单次追溯过程，所述验证单元内设置有预设最小时间间隔，当所述追溯模块对任一产品的产业链信息进行追溯时，所述验证单元判定所述追溯模块对当前节点以及前一节点的访问时间间隔是否小于所述预设最小时间间隔，若所述访问时间间隔小于所述预设最小时间间隔，则验证单元判定所述追溯模块对当前节点的访问属于对所述产品的单次追溯过程。
40.具体而言，本发明验证单元，在对追溯模块的单次追溯过程的验证中，判定追溯模块已访问的节点集群的访问顺序以及访问时间间隔是否正确，对追溯模块在单次追溯过程中对多个节点集群访问顺序以及访问时间间隔均正确的情况，其后续验证过程中不进行访问顺序以及时间间隔验证，减少验证次数，提升数据处理效率。
41.具体而言，所述验证单元从各节点中获取所述追溯模块在单次追溯过程中被允许访问的全部节点的记录，并确定所述全部节点中储存有需追溯产品对应产业链信息的节点的数目n0，若所述追溯模块在单次追溯过程中，被允许访问节点对应的节点集群的数量超过预设对比数量n时，n≥2，所述验证单元将n0与预设验证对比参数m进行比对，判定是否对所述追溯模块的验证方式进行调整，其中，当n0≥m时，所述验证单元判定对所述追溯模块验证方式进行调整，验证单元对所述追溯模块在当前追溯过程中的访问请求进行验证时，只进行身份验证；当n0＜m时，验证单元对所述追溯模块按原有方式进行验证。
42.具体而言，所述区块链网络中还设置有标记节点集群，所述标记节点集群包括若干被标记节点，所述被标记节点用以储存各产品的生产特征数据，所述生产特征数据包括产品的生产时间以及产品的各产业链步骤所产生的产业链数据上传至区块链网络的次数，以及，被标记节点中的验证单元只对追溯模块的身份进行验证。
43.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。