一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法与流程

1.本发明涉及食品质量监督技术领域，尤其涉及一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法。


背景技术：

2.目前现有的食品质量溯源系统存储的食品信息不够完整，消费者 无法查询到食品的物流信息和使用信息，同时传统管理采用的中心化 管理模式信息流通不够顺畅，无法做到高效率与高透明度。从技术层 面上看，区块链技术所具备的去中心化，不可篡改和安全透明的特点 可以解决传统食品质量溯源系统的种种缺陷。尝试将区块链技术与食 品质量溯源相结合，应用智能合约、共识机制、非对称加密和时间戳 技术，将各流通环节作为链的参与节点，共同进行链上数据的更新共 享。
3.

技术实现要素：

4.基于现有的技术问题，本发明提出了一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法，旨在通过区块链技术，pbef共识算法，以ibm主持的开源hyperledger fabric平台为基础，将食品制造商、运输商和销售商作为组织加入到fabric网络中，通过该分布式账本平台更新共享食品数据信息，实现食品质量溯源。在保证数据的安全性与透明度的同时，提高食品供应链管理的效率。
5.本发明提出的一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法，包括数据采集层，所述数据采集层数据连接有区块链层，所述区块链层数据连接有应用服务层；所述区块链层包括网络环境模块，所述应用服务层包括web服务模块，所述网络环境模块通过智能合约与web服务模块连接。
6.优选地，所述数据采集层分别采集食品厂家的生产信息、加工商的加工信息、运输商的物流信息、销售商的出售信息和消费者的消费信息；所述web服务模块分别为食品厂家、加工商、运输商、销售商和消费者提供食品防伪溯源访问入口。
7.优选地，一种区块链食品的质量监督溯源系统的溯源方法，包括如下步骤，步骤1、根据系统需求对fabric环境进行部署，将组织的节点加入同一个通道，在每个不同的节点上安装不同的链码以实现不同组织对食品各类操作的需求；步骤2、根据不同组织上各节点链码的功能，以食品溯源码为键，使用通过认证的账号对食品的生产信息，流通信息，使用信息数据更新至区块链平台上；步骤3、消费者在购买食品后，使用通过认证的账号，登陆食品质量溯源平台，输入食品溯源码，即可获得食品从生产到使用整个流通环节的所有信息。
8.优选地，所述步骤1中根据系统需求对fabric环境进行部署，配置有制造商，运输商和销售商三个组织，将组织的节点加入同一个通道，在每个不同的节点上安装不同的链
码以实现不同组织对食品各类操作的需求。
9.优选地，所述步骤1中食品制造商，食品在被制造商生产后，会有唯一的食品溯源码，在其流通过程中，根据不同组织上各节点链码的功能，以食品溯源码为键，使用通过认证的账号对食品的生产信息，流通信息，使用信息数据更新至区块链平台上。
10.优选地，所述步骤1中食品在加工完成后，加工商登陆食品质量溯源平台，输入溯源码，将加工过程中食品包装的温度、湿度和压力值数据信息更新至区块链平台上。
11.优选地，所述步骤1中运输商通过账号登陆平台将食品的运输信息记录到区块链账本中，运输信息包括制造商和加工商名称、发送时间、到达时间和物流公司名称。
12.优选地，所述步骤1中部署fabric环境的具体步骤为，s1.1，根据系统流程图部署fabric环境，使用配置文件的方法创建组织节点；s1.2，通过fabric模块生成证书和数据文件以及系统和通道的创始块；s1.3开启orderer节点和peer节点，创建通道并将节点加入通道，完成食品防伪溯源系统的fabric网络环境多机部署，以便用来实现食品数据的存储及查询，确保数据的真实性及完整性。
13.优选地，所述步骤2具体为，s2.1，食品企业生产食品时，粘贴食品溯源码，用于记录食品生产信息以及食品后续流转过程中信息的读写，生产信息包括食品编码、食品名称、产地、生产日期和保质期；s2.2，食品加工企业通过认证的账号登陆溯源平台，将食品的加工信息记录到区块链账本中，加工信息包括食品包装保存的温度，湿度和压力值信息；s2.3，食品运输企业记录物流信息到区块链账本中，包括制造商名称、物流公司名称，出发日期和到达日期；s2.3，销售商使用通过认证的账号登陆溯源平台，将食品的出售信息记录到区块链账本中，出售信息包括食品名称、出售价格、超市名称和超市地址。
14.优选地，所述步骤3具体为，s3.1，监管部门具有对区块链网络所有通道内账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门用备份的私钥进行解密，读取交易明文；监管部门负责将食品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询；s3.2，消费者购买食品后，使用通过认证的账号登陆溯源平台，输入食品溯源码查询食品的生产流通信息，实现食品的溯源。
15.本发明中的有益效果为：1、通过设置数据采集层、区块链层和应用服务层，在使用时，通过区块链技术pbef共识算法，以ibm主持的开源hyperledger fabric平台为基础，将食品制造商、运输商和销售商作为组织加入到fabric网络中，通过该分布式账本平台更新共享食品数据信息，实现食品质量溯源。从而具有在保证数据的安全性与透明度的同时，提高食品供应链管理的效率的效果。
16.2、通过设置将食品生产、运输、销售等各环节的数据信息录入到区块链存储，体现了数据源的真实性；使用pbef共识算法，结合密码学技术，将各区块和前一个区块的哈希值串联成链，在每个节点上都保存有账本信息，保证存储的食品信息很难篡改，具有确保了系
统的安全性的效果。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法的示意图；图2为本发明提出的一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法的采集数据具体分类图；图3为本发明提出的一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法的智能合约结构图。
18.图中：1、数据采集层；2、区块链层；201、网络环境模块；3、应用服务层；301、web服务模块。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参照图1-3，一种区块链食品的质量监督溯源系统及方法，包括数据采集层1，数据采集层1数据连接有区块链层2，区块链层2数据连接有应用服务层3；区块链层2包括网络环境模块201，应用服务层3包括web服务模块301，网络环境模块201通过智能合约与web服务模块301连接；数据采集层1分别采集食品厂家的生产信息、加工商的加工信息、运输商的物流信息、销售商的出售信息和消费者的消费信息；进一步地，数据采集层1具有负责采集制造商的生产信息，运输商的物流信息和销售商的出售信息等，并将食品流通过程中的信息记录在区块链上的特点。
21.网络环境模块201包括网络层以及与网络层连接的区块结构、哈希函数、时间戳和数字签名；进一步地，区块链层2采用多通道的系统架构，食品供应链层的参与方作为区块链节点加入到某一通道内，共同维护区块链账本。
22.web服务模块301分别为食品厂家、加工商、运输商、销售商和消费者提供食品防伪溯源访问入口；进一步的，应用服务层3可以允许用户使用食品防伪溯源防伪访问入口通过智能合约进行溯源防伪。
23.该区块链食品的质量监督溯源方法为，包括如下步骤，步骤1、根据系统需求对fabric环境进行部署，将组织的节点加入同一个通道，在每个不同的节点上安装不同的链码以实现不同组织对食品各类操作的需求；步骤1中根据系统需求对fabric环境进行部署，配置有制造商，运输商和销售商三个组织，将组织的节点加入同一个通道，在每个不同的节点上安装不同的链码以实现不同组织对食品各类操作的需求；步骤1中食品制造商，食品在被制造商生产后，会有唯一的食品溯源码，在其流通过程中，根据不同组织上各节点链码的功能，以食品溯源码为键，使用通过认证的账号对食品的生产信息，流通信息，使用信息数据更新至区块链平台上；
步骤1中食品在加工完成后，加工商登陆食品质量溯源平台，输入溯源码，将加工过程中食品包装的温度、湿度和压力值数据信息更新至区块链平台上；步骤1中运输商通过账号登陆平台将食品的运输信息记录到区块链账本中，运输信息包括制造商和加工商名称、发送时间、到达时间和物流公司名称。
24.步骤1中部署fabric环境的具体步骤为，s1.1，根据系统流程图部署fabric环境，使用配置文件的方法创建组织节点；s1.2，通过fabric模块生成证书和数据文件以及系统和通道的创始块；s1.3开启orderer节点和peer节点，创建通道并将节点加入通道，完成食品防伪溯源系统的fabric网络环境多机部署，以便用来实现食品数据的存储及查询，确保数据的真实性及完整性。
25.步骤2、根据不同组织上各节点链码的功能，以食品溯源码为键，使用通过认证的账号对食品的生产信息，流通信息，使用信息数据更新至区块链平台上；步骤2具体为，s2.1，食品企业生产食品时，粘贴食品溯源码，用于记录食品生产信息以及食品后续流转过程中信息的读写，生产信息包括食品编码、食品名称、产地、生产日期和保质期；s2.2，食品加工企业通过认证的账号登陆溯源平台，将食品的加工信息记录到区块链账本中，加工信息包括食品包装保存的温度，湿度和压力值信息；s2.3，食品运输企业记录物流信息到区块链账本中，包括制造商名称、物流公司名称，出发日期和到达日期；s2.3，销售商使用通过认证的账号登陆溯源平台，将食品的出售信息记录到区块链账本中，出售信息包括食品名称、出售价格、超市名称和超市地址。
26.步骤3、消费者在购买食品后，使用通过认证的账号，登陆食品质量溯源平台，输入食品溯源码，即可获得食品从生产到使用整个流通环节的所有信息；步骤3具体为，s3.1，监管部门具有对区块链网络所有通道内账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门用备份的私钥进行解密，读取交易明文；监管部门负责将食品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询；s3.2，消费者购买食品后，使用通过认证的账号登陆溯源平台，输入食品溯源码查询食品的生产流通信息，实现食品的溯源。
27.通过设置数据采集层1、区块链层2和应用服务层3，在使用时，通过区块链技术pbef共识算法，以ibm主持的开源hyperledger fabric平台为基础，将食品制造商、运输商和销售商作为组织加入到fabric网络中，通过该分布式账本平台更新共享食品数据信息，实现食品质量溯源。从而具有在保证数据的安全性与透明度的同时，提高食品供应链管理的效率的效果。
28.通过设置将食品生产、运输、销售等各环节的数据信息录入到区块链存储，体现了数据源的真实性；使用pbef共识算法，结合密码学技术，将各区块和前一个区块的哈希值串联成链，在每个节点上都保存有账本信息，保证存储的食品信息很难篡改，具有确保了系统的安全性的效果。
29.工作原理：步骤一，食品制造商在食品包装盒上附上唯一的食品溯源码，申请加入区块链的某一个通道，通过账号登陆平台将生产信息等录入fabric区块链存储，生产信息包括食品编码、食品通用名称、产地、生产日期和保质期等等；部分私密数据采用公钥加密后上传至区块链，再通过pbef共识算法处理确认后记录在账本。
30.步骤二，运输商申请加入区块链的某一个通道，通过账号登陆平台将食品的运输信息记录到区块链账本中，运输信息包括制造商名称、发送时间、到达时间和物流公司名称等等，运输商收到上游制造商信息时，使用上游制造商的公钥确认制造商的身份，对于隐私数据使用自己的私钥对加密信息进行解密，读取数据信息。
31.步骤三，销售商登陆平台将食品的销售信息上传到区块链中，销售信息包括食品名称、出售价格、超市名称和超市地址等等，销售商收到上游运输商信息时，使用上游运输商公钥确认运输商身份，对加密信息使用自己的私钥进行解密，读取信息。
32.步骤四，监管部门具有对区块链所有通道内的账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门可以用备份的私钥进行解密，读取数据信息明文；监管部门负责将食品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询。
33.步骤五，消费者登陆平台，通过输入食品溯源码查询食品流通过程中的各数据信息，实现食品质量的溯源。
34.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。