基于区块链的皮肤科药品溯源系统及方法

本发明涉及药品区块链溯源，具体是基于区块链的皮肤科药品溯源系统及方法。

背景技术：

1、在全球范围内，皮肤疾病是最常见的疾病之一，每年有超过2亿人受到皮肤疾病的困扰。皮肤科药品是治疗皮肤疾病的主要手段，其质量和安全性直接影响到患者的治疗效果和生命安全。然而，由于皮肤科药品的生产、流通和使用环节复杂，且涉及多个参与者，如药品生产企业、经销商、物流提供商和患者等，因此，如何保证皮肤科药品的质量和安全，防止假药、劣药的出现，成为了一个亟待解决的问题。

2、传统的药品追溯系统主要依赖于中心化的数据库，存在数据容易被篡改、追溯效率低、成本高等问题。而区块链技术作为一种分布式数据库技术，可以实现数据的透明性、完整性和不可篡改性，因此，利用区块链技术构建皮肤科药品追溯系统，可以有效解决上述问题。

3、而目前的区块链溯源技术往往是提供一条区块链，在这一条区块链中包含生产商、经销商和物流提供商三方，每一方在对药品信息更新时，均需要产生新的区块，导致这条区块链过长，从而难以检索溯源；

4、而进一步的，目前的区块链溯源的方法也难以解决下游对上游信息进行伪造，以及复制同一个溯源码进行批量生产售卖的问题；

5、授权公告号为cn114741734b的中国专利公开了一种药品防伪溯源云链数据多方安全计算方法，通过数据参与方协同计算，采用协议标准，使得多个参与方协同完成计算，在整个计算过程中始终保存在本地数据库，确保数据的隐私性，计算任务完成后返回各自的正确计算结果。该发明方法运用区块链技术体系对已上链确认数据难以篡改的时间戳追踪特点，融合云计算海量处理数据能力，构建多节点共识的药品信息与合格药品真实对应记录，实现药品全流通多方安全数据共享与交换应用新模式；然而该方法依然是使用一条区块链来进行溯源，无法解决区块链过于冗余以及上下游信息分离的问题；

6、为此，本发明提出基于区块链的皮肤科药品溯源系统及方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出基于区块链的皮肤科药品溯源系统及方法，提高了溯源效率并降低了下游伪造上游信息的可能性。

2、为实现上述目的，提出基于区块链的皮肤科药品溯源方法，包括以下步骤：

3、为所有药品生产商、所有药品经销商和所有物流提供商分别构建出生产区块链、经销区块链和物流区块链；

4、每个药品生产商在生产出一批药品时，为生产区块链构造一个生产区块，并为每份药品生成一组药品公钥和药品私钥，生产区块中保存该批次每份药品的药品编号、药品公钥和加密生产信息，并为每份药品生成溯源码；

5、每个药品经销商在接收到药品之后，根据每份药品的批次号，查找对应生产区块；每个药品经销商每隔n1天，为经销区块链构造一个经销区块，所述经销区块中保存n1天内，根据用户订单进行发货的药品的药品编号、药品公钥和加密经销信息；并为每份药品对应的生产区块生成经销指针指向新生成的经销区块；n1为预设的经销周期天数；

6、每个物流提供商在消费者接收到药品之后，根据每份药品的批次号和药品编号，获得对应的经销区块；每个物流提供商每隔n2天，为物流区块链构造一个物流区块，所述物流区块中保存n2天内，所有发货的药品的药品编号、药品公钥以及加密物流信息；并为每份药品对应的经销区块生成物流指针指向新生成的物流区块；n2为预设的物流周期天数；

7、消费者在收到药品后，扫描溯源码，并向药品售卖平台输入购买身份证明后，获得该药品批次对应的生产区块的哈希值、药品编号以及药品私钥；药品售卖平台基于生产区块的哈希值检索出目标生产区块，再根据药品编号和目标生产区块的经销指针检索出目标经销区块，根据药品编号和物流指针检索出目标物流区块；并使用药品私钥解密目标生产区块的加密生产信息、目标经销区块的加密经销信息以及目标物流区块的加密物流信息；

8、所述为所有药品生产商、所有药品经销商和所有物流提供商分别构建出生产区块链、经销区块链和物流区块链的方式为：

9、分别为生产区块链、经销区块链和物流区块链构造一条空区块链；

10、为每条空区块链构建一个创世区块，形成对应的生产区块链、经销区块链和物流区块链；

11、所述构建一个创世区块的方式为：

12、创建创世区块的区块头：区块头包含了区块的基本信息，如区块高度、时间戳、哈希值等，在创世区块中，区块高度为0，时间戳为区块链开始的时间，哈希值是一个特定的值，用于标识创世区块；

13、创建创世区块的区块体：区块体包含了区块的数据部分，不同的链内容不同；在创世区块中，区块体可以包含一些初始化的数据，如该区块链的用途、包含的药品生产商、药品经销商或物流提供商等；

14、所述为生产区块链构造一个生产区块的方式为：

15、生产区块的区块头中包含药品的批次号、区块id、prehash值、hash值、num；

16、生产区块的区块体包括对应药品批次的所有药品的生产药品信息；每个生产药品信息对应一份药品，每个生产药品信息包括对应药品的药品编号、药品公钥和加密生产信息，所述加密生产信息为使用对应药品公钥对生产信息明文进行加密后的密文；所述生产信息明文包括该份药品的药品名称、生产批号、原料来源、生产工艺、质量检测、生产日期和有效期；

17、生产区块的签名为该批次药品生产商的身份签名；

18、每个生产区块产生后，对所有药品生产商本地终端的生产区块链进行更新，将新生成的生产区块更新至本地终端的生产区块链中；

19、所述为每份药品生成溯源码的方式为：

20、为每份药品的外包装生成一份二维码，该二维码中保存该药品的药品编号以及生产区块的hash值；

21、所述根据每份药品的批次号，查找对应生产区块的方式为：

22、根据药品的批次号从生产区块链中遍历检索出具有相同药品的批次号的生产区块；

23、所述为经销区块链构造一个经销区块的方式为：

24、经销区块的区块头中包含区块id、prehash值、hash值、num；

25、经销区块的区块体包括对应经销周期天数内发货的所有药品的经销药品信息；每个经销药品信息对应一份药品，每个经销药品信息包括对应药品的药品编号、药品公钥和加密经销信息，所述加密经销信息为使用对应药品公钥对经销信息明文进行加密后的密文；所述经销信息明文包括该份药品的接收和发货日期、接收和发货地点、接收和发货数量、质量状态；可以理解的是，所述加密经销信息只能通过使用药品私钥才能进行解密；从而保证了下游的物流提供商无法获得每份药品具体的经销信息，从而无法对经销信息进行伪造；

26、经销区块的签名为生成该经销区块的药品经销商的身份签名；

27、每个经销区块产生后，对所有药品经销商本地终端的经销区块链进行更新，将新生成的经销区块更新至本地终端的经销区块链中；

28、所述为每份药品对应的生产区块生成经销指针指向新生成的经销区块的方式为：

29、基于在经销周期天数n1天内发货的每份药品的药品批次，检索找到药品批次对应的生产区块，在该生产区块的经销区块索引表中添加新生成的经销区块的hash值；所述经销区块索引表是为每个生产区块设计的可修改的数据表；

30、所述根据每份药品的批次号和药品编号，获得对应的经销区块的方式为：

31、基于每份药品的批次号，检索获得每份药品对应的生产区块，根据生产区块的经销区块索引表中各个经销区块的hash值，使用hash查找方法从经销区块链中检索到对应的所有经销区块作为可能经销区块；

32、从所有可能经销区块的区块体中的经销药品信息中，检索判断是否存在该份药品的药品编号，若存在，则将对应的可能经销区块作为该份药品对应的经销区块；

33、所述为物流区块链构造一个物流区块的方式为：

34、物流区块的区块头中包含区块id、prehash值、hash值、num；

35、物流区块的区块体包括对应物流周期天数内发货的所有药品的物流药品信息；每个物流药品信息对应一份药品，每个物流药品信息包括对应药品的药品编号、药品公钥和加密物流信息，所述加密物流信息为使用对应药品公钥对物流信息明文进行加密后的密文；所述物流信息明文包括该份药品的运输时间、运输路线、运输条件、运输包装、运输人员以及运输设备；

36、物流区块的签名为生成该物流区块的物流提供商的身份签名；

37、每个物流区块产生后，对所有物流提供商本地终端的物流区块链进行更新，将新生成的物流区块更新至本地终端的物流区块链中；

38、所述为每份药品对应的经销区块生成物流指针指向新生成的物流区块的方式为：

39、对于检索找到的每份药品对应的经销区块，在该经销区块的物流区块索引表中添加新生成的物流区块的hash值；所述物流区块索引表是为每个经销区块设计的可修改的数据表。

40、基于区块链的皮肤科药品溯源系统，包括区块链构造模块、区块链更新模块以及药品溯源模块；其中，各个模块之间通过电性方式连接；

41、区块链构造模块，用于为所有药品生产商、所有药品经销商和所有物流提供商分别构建出生产区块链、经销区块链和物流区块链，并将生产区块链、经销区块链和物流区块链发送至区块链更新模块；

42、区块链更新模块，用于在每个药品生产商在生产出一批药品时，为生产区块链构造一个生产区块，并为每份药品生成一组药品公钥和药品私钥，生产区块中保存该批次每份药品的药品编号、药品公钥和加密生产信息，并为每份药品生成溯源码；在每个药品经销商在接收到药品之后，根据每份药品的批次号，查找对应生产区块；每个药品经销商每隔n1天，为经销区块链构造一个经销区块，所述经销区块中保存n1天内，根据用户订单进行发货的药品的药品编号、药品公钥和加密经销信息；并为每份药品对应的生产区块生成经销指针指向新生成的经销区块；n1为预设的经销周期天数；在每个物流提供商在消费者接收到药品之后，根据每份药品的批次号和药品编号，获得对应的经销区块；每个物流提供商每隔n2天，为物流区块链构造一个物流区块，所述物流区块中保存n2天内，所有发货的药品的药品编号、药品公钥以及加密物流信息；并为每份药品对应的经销区块生成物流指针指向新生成的物流区块；n2为预设的物流周期天数；再将更新后的生产区块链、经销区块链和物流区块链发送至药品溯源模块；

43、药品溯源模块，用于在消费者在收到药品后，扫描溯源码，并向药品售卖平台输入购买身份证明后，获得该药品批次对应的生产区块的哈希值、药品编号以及药品私钥；药品售卖平台基于生产区块的哈希值检索出目标生产区块，再根据药品编号和目标生产区块的经销指针检索出目标经销区块，根据药品编号和物流指针检索出目标物流区块；并使用药品私钥解密目标生产区块的加密生产信息、目标经销区块的加密经销信息以及目标物流区块的加密物流信息。

44、一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；

45、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的基于区块链的皮肤科药品溯源方法。

46、一种计算机可读存储介质，其上存储有可擦写的计算机程序；

47、当所述计算机程序在计算机设备上运行时，使得所述计算机设备执行上述的基于区块链的皮肤科药品溯源方法。

48、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

49、（1）本发明通过为所有药品生产商、所有药品经销商和所有物流提供商分别构建出生产区块链、经销区块链和物流区块链，并分别在同一批次药品生产后，新生成一个生产区块，在药品经销商进行药品发货时，新生成一个经销区块，在物流提供商对药品进行物流运输时，新生成一个物流区块，且在生产区块、经销区块和物流区块中分别保存加密的生产信息、经销信息和物流信息，从而保证了上下游的信息的独立性，进而保证了上游信息的不可伪造性；

50、（2）本发明进一步地通过经销指针和物流指针的设计，保证了三条链的相互关联性，从而在只需要检索到生产区块时，便能快速地找到对应的经销区块和物流区块，避免了传统区块链的长度冗余和检索效率低下的问题；

51、（3）本发明进一步地设计了只有在用户的购买身份证明被验证成功后，才能对生产信息、经销信息和物流信息进行解密的方案，从而保证了溯源码的唯一性，任何其他人员即使扫描了该溯源码，也无法获得完整的生产信息、经销信息和物流信息，从而避免了一码多用的问题。