一种土壤样品信息防伪追溯方法和装置

本发明涉及农业信息化检测技术，特别是涉及一种土壤样品信息防伪追溯方法和装置。

背景技术：

1、土壤作为农业的基础，是人类生活和生产最基本、最广泛、最重要的不可再生性自然资源之一。土壤样品承载着丰富的土壤环境特征信息，客观代表不同历史阶段土壤环境质量状况及演变趋势。土壤普查是查明土壤类型及分布规律，查清土壤资源数量和质量等的重要方法。在土壤普查中会积累大量的数据，可为土壤的科学分类、规划利用、改良培肥、保护管理等提供科学支撑，也可为经济社会生态建设重大政策的制定提供决策依据。但是目前还没有针对土壤样品信息的防伪追溯方法，如何保证土壤样品信息在流转过程中的安全问题，提高土壤样品的质量，是一个难题。

2、防伪追溯方法是保障信息安全的一种重要手段，通常采用二维码、条形码或射频识别等简单有效的方式，对产品真伪信息核对及信息追溯，目前主要应用于食品、农产品、电子产品、护肤品、药品等多种产品。传统防伪追溯数据存储在中心化结构上，易于篡改，公信力不强。区块链是基于密码学建立起的分布式数据库，能够实现数据的可追溯，形成不可篡改的数据源。随着信息技术的发展，区块链技术逐渐被应用到防伪追溯中。区块链技术去中心化、公开透明、不可篡改的特性可以保证土壤样品信息的安全和完整，控制土壤样品质量，为土壤样品防伪追溯提供了一种思路。区块链技术在防伪追溯中具有不可替代的优势，例如以下技术方案。

3、发明专利1（一种基于区块链技术的商品防伪溯源方法，cn201910519340.8）：该发明公开了一种基于区块链技术的商品防伪溯源方法，至少包括以下步骤：信息获取、信息标记、生成认证id、数据存储、接收访问指令以及访问次数对比。本发明创新性的将商品防伪溯源通过区块链技术完成，使得使用本方法的用户可在原地保存数据的内容，而将与数据一一对应的哈希值与用户的身份标识信息以及目标文件数据的基本属性数据关联起来保存到可信区块链中，从而在避免了数据外泄的同时，也能证明数据的原创和归属，同时生成相应的存证证书，为他人提供证明和验证证书的途径。更重要的是，本发明利用区块链技术实现了去中心化，使得数据真实可信不可篡改，并且保护了商业隐私数据保护，保障平台的权威性、可信性与企业参与的积极性。

4、发明专利2（一种产品防伪溯源系统以及方法，cn202010159823.4）：该发明适用于计算机技术领域，提供了一种产品防伪溯源系统以及方法，所述系统包括信息处理端、区块链平台和用户端；所述信息处理端，用于根据所述产品信息，生成产品的溯源标识码；获取携带有溯源标识码的产品图片信息；将产品信息以及所述携带有所述溯源标识码的产品图片信息上传至区块链平台；接收区块链平台发送的查验标识码，并存储；响应于用户端对产品区块链上信息获取操作，根据查验标识码向所述区块链平台获取产品区块链上信息；将所述产品区块链上信息发送至用户端；相对于现有中心化数据库采集方法拥有更高的可信度，真正实现让生产信息透明化，去中心化、可追溯化，让消费者得以确认产品防伪溯源系统信息的真伪性，提高产品交易安全性。

5、但是，以上技术方案中存在的缺陷包括如下。

6、1）土壤普查涉及环节多，流程长，如果只使用一个码对土壤样品信息进行全程追溯，无法分离土壤外业调查信息与内业检测信息，不能很好的屏蔽信息。

7、2）传统的防伪追溯方法中，数据存储在中心化结构上，易于篡改，不能很好的保证土壤样品信息的安全。

8、3）目前的区块链防伪追溯大多侧重中上链后信息的安全，难以保证上链前信息的真实性和有效性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的土壤普查涉及环节多，流程长，如果只使用一个码对土壤样品信息进行全程追溯，无法分离土壤外业调查信息与内业检测信息，不能很好的屏蔽信息的技术问题，以及数据存储在中心化结构上，易于篡改，不能很好的保证土壤样品信息的安全的技术问题，本发明提出了一种土壤样品信息防伪追溯方法和装置，能够保障控制土壤样品质量和真实性。为了实现这一目标，本发明采取了如下的技术方案。

2、一种土壤样品信息防伪追溯方法，该方法包括步骤：

3、a、在土壤样品信息防伪过程中，获取土壤样品包装上的二维码信息，进行动态转码，并根据动态转码信息生成新的土壤样品包装上的二维码；获取地理位置定位信号，记录土壤样品转码位置信息，并采集土壤样品图像信号；

4、b、将动态转码前后的二维码信息、土壤样品转码位置信息和土壤样品图像信号组成土壤样品信息上传到区块链上；

5、c、在土壤样品信息追溯过程中，获取土壤样品包装上的二维码信息，根据二维码信息从区块链上获取土壤样品信息，验证土壤样品信息，核对样品图像信号，反馈查询和追溯结果。

6、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯方法中，获取土壤样品包装上的二维码信息，进行动态转码包括：

7、对于二维码信息中的样品编号信息进行扩码，生成动态转码信息，用于为土壤样品的防伪过程产生唯一的动态转码信息。

8、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯方法中，将动态转码前后的二维码信息、土壤样品转码位置信息和土壤样品图像信号组成土壤样品信息上传到区块链上包括：

9、b1、为验证信息上传者的身份真实性和合法性，服务器获取信息上传者的数字证书；

10、b2、信息上传者的用户端采用对称加密方法对土壤样品信息进行加密以及签名；

11、b3、服务器对加密的土壤样品信息进行解密，验证数据完整性；

12、b4、服务器在对信息上传者的身份和数据完整性验证后，将加密后的土壤样品信息打包成土壤样品信息区块；

13、b5、通过网络将土壤样品信息区块广播给全网所有共识节点。

14、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯方法中，采用对称加密方法对土壤样品信息进行加密以及签名包括：利用先进加密标准加密方法，通过轮变换中的四个过程和各轮变换中生成的子密钥来实现。

15、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯方法中，土壤样品信息追溯过程中，如果在先经过多次土壤样品信息防伪过程，则针对各次土壤样品信息防伪过程，分别利用该次土壤样品包装上的二维码信息，追溯至前次土壤样品信息防伪过程的土壤样品包装上的二维码信息，并分别获得各次土壤样品信息防伪过程的土壤样品信息，进行各次的土壤样品信息比对。

16、本发明还包括一种土壤样品信息防伪追溯装置，包括土壤样品信息防伪装置和土壤样品信息追溯装置，其中土壤样品信息防伪装置用于：

17、在土壤样品信息防伪过程中，获取土壤样品包装上的二维码信息，进行动态转码，并根据动态转码信息生成新的二维码；获取具体地理位置定位信号，记录土壤样品转码位置信息，并采集土壤样品图像信号；并将动态转码前后的二维码信息、土壤样品转码位置信息和土壤样品图像信号组成土壤样品信息上传到区块链上；

18、土壤样品信息追溯装置用于在土壤样品信息追溯过程中，获取土壤样品包装上的二维码信息，从区块链上获取土壤样品信息，验证土壤样品信息，核对样品图像信号，反馈查询和追溯结果。

19、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯装置中，土壤样品信息防伪装置包括动态转码单元和二维码生成单元，其中，动态转码单元用于对于土壤样品上的二维码信息中的样品编号信息进行扩码，生成动态转码信息，为土壤样品的防伪过程产生唯一的动态转码信息；二维码生成单元用于利用动态转码信息为土壤样品包装生成新的二维码。

20、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯装置中，土壤样品信息防伪装置包括位于信息上传者的用户端和位于远端的服务器，其中，

21、服务器为验证信息上传者的身份真实性和合法性，获取信息上传者的数字证书；

22、信息上传者的用户端采用对称加密方法加密上传的土壤样品信息，并生成签名；

23、服务器计算加密信息，对比解密后的数据和原始数据是否一致，验证数据完整性；

24、服务器在对信息上传者用户端的身份和数据完整性验证后，将加密后的土壤样品信息打包成土壤样品信息区块；服务器还用于通过网络将土壤样品信息区块广播给全网所有共识节点。

25、另外，本发明的土壤样品信息防伪追溯装置中，土壤样品信息防伪装置中包括加密单元，加密单元用于利用先进加密标准加密方法，通过轮变换中的四个过程和各轮变换中生成的子密钥来实现对于土壤样品信息的加密。

26、本发明的技术效果包括如下。

27、本发明提出的土壤样品信息防伪追溯方法，可以实现土壤样品流转过程中土壤样品信息的安全流转，防伪追溯。其中，对样品编号转码信息、获取定位信息以及采集样品图像并加密上传至区块链中，样品接收人员通过扫描防伪二维码，从而验证土壤样品真伪。该发明为每个土壤样品以及每次流程过程生成一个可追溯的二维码，可确保每个土壤样品和流转过程的信息唯一性，能够有效避免造假，利用前后追溯功能能依次追溯土壤样品的流转过程，并且对土壤样品的原始信息进行有效追溯，提高土壤样品质量，保证样品数据的真实性、准确性和科学性，规避样品仿冒风险。