基于区块链的船品质量溯源系统

技术领域

本发明涉及互联网应用技术领域，具体涉及一种基于区块链的船品质量溯源系统。

背景技术

随着水上运输市场的快速发展，造船业蒸蒸日上，造船和配套船用产品行业实现了飞速发展。船舶是水上运输的重要载体，据统计世界货物贸易量百分之八十以上的运输要靠船舶来完成，保障水运安全船舶质量是关键，因而加强船品质量的检验对消除船舶安全隐患、保障水运交通安全具有极其重要影响。

目前影响造船周期的因素很多，但追根究底都与质量紧密相关，包括工作质量、工程质量、产品质量和服务质量等。如果忽视质量、偏面追求进度和数量必将适得其反最后还是拖延了生产进度，拉长了造船周期，增加了产品成本，降低了经济效益。因此从产品形成的全过程各个阶段都加强质量管理，提高工作质量，确保产品质量成为本领域技术人员研究的重要课题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于区块链的船品质量溯源系统，以解决现有技术中存在的船舶制造过程中，无法实现对船品全链路进行追溯管理，船品信息管理效率和可靠性较差的问题。

本发明实施例提供一种基于区块链的船品质量溯源系统，包括：溯源信息管理模块和区块链溯源管理模块；

所述溯源信息管理模块，用于获取溯源对象创建的船品信息，基于预设的智能合约对所述船品信息进行审核，为审核通过的船品信息分配编号，并将所述编号和所述船品信息进行整合得到哈希摘要；基于预设的系统节点将所述哈希摘要打包进包含所述船品信息的区块中并进行全网广播，通过节点共识之后，将所述区块添加到区块链上，实现船品信息上链存证；其中，所述编号和所述哈希摘要用于唯一标识所述船品信息；

所述区块链溯源管理模块，用于接收用户输入的溯源请求，根据所述溯源请求对上链存证的所述船品信息执行相应的溯源管理操作。

进一步的，所述船品信息包括船品设计信息、船品生产信息、船品检测认证信息、船品销售信息、船品安装及维护信息中的至少一种。

进一步的，所述区块链溯源管理模块还包括上链信息管理子模块；

所述上链信息管理子模块，用于基于所述船品信息的类型，确定每个溯源环节中需要上链的实际船品信息对应的存证管理操作规则，根据所述存证管理操作规则执行相应的存证管理操作；以及用于根据所述溯源对象的类型，确定溯源环节中所述溯源对象对应的上链操作规则，并将所述上链操作规则编写为智能合约存储到所述区块链上。

进一步的，所述区块链溯源管理模块还包括智能合约管理子模块；

所述智能合约管理子模块，用于根据所述溯源对象的实际船品溯源业务需求，限定船品数据操作权限以及对应的船品数据处理逻辑；以及用于判断实际船品数据溯源请求对应的溯源对象是否具备相应的操作权限，若是，则执行相应的溯源操作。

进一步的，所述的基于区块链的船品质量溯源系统，还包括：系统服务模块；所述系统服务模块包括：账号权限管理子模块、消息推送子模块；

所述账号权限管理子模块，用于根据用户的账号类型配置相应的操作权限，并根据所述操作权限向所述账号提供相应的船品服务信息；

所述消息推送子模块，用于根据用户关注的船品信息类型，向用户推送相应的最新船品信息；或者，根据所述智能合约设置用户输入的关键词，并基于所述关键词向用户推送相应的最新船品信息；或者，根据所述智能合约预先设置的数据共享策略，当接收用户发送的数据共享请求时，基于所述数据共享策略执行相应的数据推送操作。

进一步的，所述溯源信息管理模块还包括：打分信息溯源子模块；

所述打分信息溯源子模块，用于获取溯源对象的打分信息，基于预设的智能合约对所述打分信息进行审核，为审核通过的打分信息分配编号，将所述编号和所述打分信息进行整合得到哈希摘要；基于预设的系统节点将所述哈希摘要打包进包含所述打分信息的区块中并进行全网广播，通过节点共识之后，将所述区块添加到区块链上，实现打分信息上链存证；

其中，所述溯源对象包括船品设计单位、船品生产厂家、船品检验单位、船舶建造厂以及船舶管理单位中的至少一个。

进一步的，所述溯源信息管理模块，还用于利用非对称加密算法对船品信息进行加密。

进一步的，所述溯源信息管理模块，还用于利用所述系统节点中预设的共识算法对船品信息进行认证处理，判断是否达成节点共识，若是，则将所述区块添加到区块链上。

进一步的，所述的基于区块链的船品质量溯源系统，还包括：访问规则及密钥管理单元，用于构建包含主体溯源对象对客体访问对象所设置的访问控制权限信息对应的访问控制规则，并基于所述访问控制规则形成相应的访问控制规则列表；其中，所述访问控制规则包含所述客体访问对象对应的安全标识，以及所述主体溯源对象对所述客体访问对象所设置的访问需要满足的目标条件。

进一步的，所述访问规则及密钥管理单元，还用于预先采用分布式标识的方式对所述溯源对象进行标识，并构建所述溯源对象与船品信息之间的关联关系；以标识信息为索引识别所述溯源对象以及对应的相关船品信息。

采用本发明实施例所述的基于区块链的船品质量溯源系统，通过在船品产业链条信息流中引入区块链技术，对各个环节的信息进行存证，能够根据船品质量追溯业务需求，基于区块链技术对船品的全链路进行追溯管理，实现了溯源数据的真实可靠不可篡改，溯源数据公开共享，使得船品信息具备更高的可用性、可靠性以及可扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于区块链的船品质量溯源系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于区块链的船品质量溯源系统的完整结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基于区块链的船品质量溯源系统中打分信息溯源子模块对应的打分示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面基于本发明所述的基于区块链的船品质量溯源系统，对其实施例进行详细描述。如图1和2所示，具体实现过程至少包括以下部分：溯源信息管理模块101和区块链溯源管理模块102。

所述溯源信息管理模块101，用于获取溯源对象创建的船品信息，基于预设的智能合约对所述船品信息进行审核，为审核通过的船品信息分配编号，并将所述编号和所述船品信息进行整合得到哈希摘要；基于预设的系统节点将所述哈希摘要打包进包含所述船品信息的区块中并进行全网广播，通过节点共识之后，将所述区块添加到区块链上，实现船品信息上链存证。

其中，所述船品信息包括船品设计信息、船品生产信息、船品检测认证信息、船品销售信息、船品安装及维护信息等中的至少一种。相应的，所述溯源信息管理模块101至少包括船品设计溯源子模块1011、船品生产溯源子模块1012、船品检测溯源子模块1013、船品销售溯源子模块1014、船品安装及维护溯源子模块1015。

在具体实施构成中，所述溯源信息管理模块101可用于利用非对称加密算法对船品信息进行加密，利用所述系统节点中预设的共识算法对船品信息进行认证处理，判断是否达成节点共识，若是，则将所述区块添加到区块链上。

所述区块链溯源管理模块102，用于接收用户输入的溯源请求，根据所述溯源请求对上链存证的所述船品信息执行相应的溯源管理操作。

具体的，区块链溯源管理模块102用于管理溯源信息和区块链信息。所述管理溯源信息，主要内容包括：存证时间、哈希值、船品编号、交易类型、创建人、以及具体的溯源信息等。所述区块链信息主要内容包括：区块链网络概览、区块信息、交易信息等。所述区块链网络概览：网络名称、网络类型、共识算法、节点数量、区块高度、交易数量、合约数量、通道数量、创建时间、网络状态等；所述区块信息：查看区块的ID、哈希值、交易数、生成时间等信息；所述交易信息：支持查看交易ID、哈希值、创建时间、交易内容等信息。同时支持记录由溯源业务数据产生的哈希值信息，并能够对哈希值、船品编号信息的搜索功能、根据存证时间的筛选功能以及根据区块ID、交易ID查询具体详情信息。

针对船品设计信息存证及溯源过程。首先由船品设计单位创建包含船品设计参数、船品设计图、文本附件等船品设计信息。在创建成功后，通过船品设计溯源子模块1011获取所述船品设计信息，基于预设的智能合约审核提交船品设计信息内容的完整性、格式合规性、文本图片合规性等，为审核通过的船品设计信息分配对应的设计编号，该所述编号与设计信息的哈希摘要用于唯一标识当前的船品设计信息。然后，基于系统节点将该船品设计信息打包至区块中并全网广播，共识算法获得半数以上系统节点同意后，即可将包含船品设计信息的区块添加到区块链中，完成船品设计信息上链存证。船品设计单位提交船品设计信息一旦上链，将无法在区块链上修改，此处的修改信息将会被记录。另外，所述区块链溯源管理模块102支持对设计编号的搜索功能、根据创建时间的筛选功能。在船品设计信息实现上链存证之后，可通过该功能实现对创建的船品设计信息，包括设计编号、船品设计参数、船品设计图、文本附件、哈希值信息、创建人、创建时间等进行溯源管理操作。

针对船品生产信息存证及溯源过程。首先由船品生产厂家创建船品生产信息，具体包括记录船品编号、船品型号、船品名称、船品用途、船品执行标准、备注等信息。在完成创建船品生产信息后,船品生产溯源子模块1012获取所述船品设计信息，基于预设的智能合约审核提交船品生产信息内容的完整性、格式合规性、执行标准规性，审核通过后，为船品生产信息分配相应的生产编号，并将生产编号和船品生产信息进行整合输出哈希摘要；基于系统节点将哈希摘要打包进对应的区块中并在全网进行广播，通过半数以上系统节点共识后，将该区块添加到区块链上，完成船品生产信息上链存证。

所述区块链溯源管理模块102支持管理船品生产信息，能够实现管理船品生产企业创建的船品生产信息，包括船品编号、船品型号、船品名称、船品用途、船品执行标准、备注、哈希值信息、创建人、创建时间等。比如对船品信息的二次修改将被记录到区块链中，船品生产厂家可以随时查看修改记录。另外，所述区块链溯源管理模块102支持对船品编号的搜索功能、根据创建时间的筛选功能。同时，所述区块链溯源管理模块102支持对利用智能合约对船品编号x进行特殊化管理，可以进行置顶、更新提醒等。

针对船品检测认证信息存证及溯源过程。首先由船品检验单位记录船品检测信息、生成证书或提交返工，创建船品检验信息。所述记录船品检测信息具体包括记录证书编号、颁发日期、检验人员、船品附加标志、船品检验标准。在创建船品检验信息成功后，船品检测溯源子模块1013获取船品检验信息，基于预设的智能合约审核提交内容的完整性、格式合规性、检验标准合规性，审核通过后，为船品检验信息分配相应的检验编号，并将检验编号和船品检验信息进行整合输出哈希摘要，基于系统节点将哈希摘要打包进区块中并在全网进行广播，通过半数以上系统节点共识后，将该区块添加到区块链上，完成检验信息上链存证。在具体实施过程中，系统可基于智能合约自动比对船品检验数据，将检测不合格的船品检验数据予以提醒，等待船品生产单位返工完善后，再次提交检测数据，直到达标。系统节点记录返工数据并进行广播，将返工数据永久存证，一来出了问题后可以追责，再者为船品质量增信。若创建不成功，则不会将创建的内容提交区块链中，暂时保存到本地的缓存区中，智能合约提示船品生产单位进行返工，并为生产单位创建船品返工单，该返工单将被记录到区块链中，永久保存。同时，所述区块链溯源管理模块102支持对船品证书编号的搜索功能、根据证书创建时间的筛选功能。

针对船品销售信息存证及溯源过程。在系统中进行船品采购操作时，需要预先在系统中创建船品采购信息，包括采购设备的名称、型号、编号、生产厂家、检验信息、哈希值信息、创建人、创建时间等，采购筛选项是可选的，在创建成功后，船品销售溯源子模块1014构成采购单，获得采购单编号与哈希值，系统节点将该采购单编号与哈希值在区块链网络上进行全网广播，完成采购信息上链存证。系统支持对船品采购设备名称、订单编号的搜索功能、根据创建时间的筛选功能。

针对船品安装及维护信息存证及溯源过程。在系统中进行船品安装信息相关操作时，需要预先在系统中创建船品安装信息，创建船品安装信息包括记录安装地点、安装时间、负责人、安装位置、检测人员。在创建成功后，船品安装及维护溯源子模块1015自动输出安全信息的编号与哈希摘要值，系统节点打包安装信息至区块中，并进行全网广播，通过半数以上系统节点共识后，将安装信息上链存证。创建船品维护信息，记录设备名称、设备维护类型、维护地点、维护日期、维护人员、相关描述信息，在创建成功后，自动输出维护息的编号与哈希摘要值，系统节点打包维护信息至区块中，并进行全网广播，通过半数以上共识后，将维护信息上链存证。

另外，在系统中进行船品维护信息相关操作时，需要预先由管理船东/船舶管理公司在系统中创建船品维护信息，创建的船品维护信息，包括设备名称、维护类型、维护地点、维护日期、维护人员、相关描述、哈希值信息、创建人、创建时间等。系统中的区块链溯源管理模块102支持对设备名称的搜索功能、根据创建时间的筛选功能。

进一步的，为了保证船品质量真实，促进生产单位制造出更高质量的船品，本系统打分信息溯源子模块。

如图3所示，所述溯源信息管理模块101包括打分信息溯源子模块。所述打分信息溯源子模块，用于获取溯源对象的打分信息，基于预设的智能合约对所述打分信息进行审核，为审核通过的打分信息分配编号，将所述编号和所述打分信息进行整合得到哈希摘要；基于预设的系统节点将所述哈希摘要打包进包含所述打分信息的区块中并进行全网广播，通过节点共识之后，将所述区块添加到区块链上，实现打分信息上链存证。其中，所述溯源对象包括船品设计单位、船品生产厂家、船品检验单位、船舶建造厂以及船舶管理单位等中的至少一个。

在具体实施过程中，该打分信息溯源子模块将船品设计单位、船品生产厂家、船品检验单位、船品船舶建造厂以及船品船东/船舶管理公司等溯源对象连接到一起。船品设计单位设计出船品模型或设计图后，船品生产厂家基于船品设计信息进行生产、建造，等待生产成功后，船品检验单位对船品进行检验。船品检验单位在系统中作为监管系统节点，为是否能出售进行把控，检验合格后才可以进行出售，整个环节被记录到区块链中。在整个系统中，存在一个闭环打分机制，船品生产厂家可以通过打分信息溯源子模块对设计单位的设计内容进行打分，打分的原则是设计的内容可以进行生产，不是抽象，不可用的。另外设计出得船品能通过检验单位的监测，则可以得到高的分数，从而激励船品设计单位设计出高质量、高可用的船品。船品检验单位对船品生产厂家生产的产品性能进行打分，打分的原则是船品可以通过检验并且可以被船舶制造厂合理使用，即可得到高分，从而激励船品生产厂家生产出高可用的产品。船舶建造厂对检验单位的检验结果可靠性进行打分，打分依据通过检验后的产品能够被建造厂使用，并且建造厂制造的船舶可以被船东或船舶管理公司大批量采购，即可得到高分数，从而激励检验单位设定严格的检验标准，对产品质量严格把关。船东或船舶管理公司对船舶建造厂建造的船品质量进行打分，目的是激励建造厂制造出高质量的船品，打分依据是船品质量高，可以被设计单位、生产厂家、检验单位进行质量担保。船品设计单位、船品生产厂家、船品检验单位、船品船舶建造厂对船东或船舶管理公司打分原则是指该公司是否符合采购正常流程、是否有很好的分销、及时付款、投诉与建议等，基于该打分信息溯源子模块的评分机制激励公司帮助上游企业推动船舶行业健康发展，有利于拓宽船舶建造业的业务。

在本发明实施例中，系统记录船舶从设计到检验的全生命周期数据，船舶建造厂查询船品设计信息、船品生产信息、船品检验信息时，只需调用相应的接口获得哈希摘要，通过哈希值定位具体的信息数据，从而获得完整的数据。

进一步的，所述区块链溯源管理模块102还包括上链信息管理子模块1021。所述上链信息管理子模块1021，用于基于所述船品信息的类型，确定每个溯源环节中需要上链的实际船品信息对应的存证管理操作规则，根据所述存证管理操作规则执行相应的存证管理操作；以及用于根据所述溯源对象的类型，确定溯源环节中所述溯源对象对应的上链操作规则，并将所述上链操作规则编写为智能合约存储到所述区块链上。

具体的，上链信息管理子模块1021可据业务实际溯源信息为字符串类型，可以直接存证，若有图片或视频，建议将数据转变为哈希值，再将哈希值存证；同时，能够对环节的需要上链的信息进行管理，决定溯源环节中每个角色对应的上链操作，以及哪些信息上链，哪些信息仅作数据库存储即可，而这些操作将编写为智能合约，记录在区块链上。

进一步的，所述区块链溯源管理模块102还包括智能合约管理子模块1022。所述智能合约管理子模块1022，用于根据所述溯源对象的实际船品溯源业务需求，限定船品数据操作权限以及对应的船品数据处理逻辑；以及用于判断实际船品数据溯源请求对应的溯源对象是否具备相应的操作权限，若是，则执行相应的溯源操作。

具体的，智能合约管理子模块1022能够根据溯源业务实际情况，限定数据可读可写的权限，数据的处理逻辑，智能合约代码判断用户有无该操作权限就可以实现权限管控，还可以展示溯源业务中的智能合约内容，状态(运行中/已停用)，方便管理员管理智能合约。

本发明所述的基于区块链的船品质量溯源系统，还包括：系统服务模块103；所述系统服务模块103包括：账号权限管理子模块1031、消息推送子模块1032。其中，所述账号权限管理子模块1031，用于根据用户的账号类型配置相应的操作权限，并根据所述操作权限向所述账号提供相应的船品服务信息；所述消息推送子模块1032，用于根据用户关注的船品信息类型，向用户推送相应的最新船品信息；或者，根据所述智能合约设置用户输入的关键词，并基于所述关键词向用户推送相应的最新船品信息；或者，根据所述智能合约预先设置的数据共享策略，当接收用户发送的数据共享请求时，基于所述数据共享策略执行相应的数据推送操作。

具体的，账号权限管理子模块1031可以分为企业管理、账号管理和权限管理。企业管理：根据业务涉及的企业或角色，由系统超级管理员创建企业信息(支持对主要企业设置区块链节点)，并支持企业账号管理、删除等操作；账号管理：支持企业管理员账号创建、账号管理、账号删除，账号涉及：账号名称、账号关联企业、账号相关信息等；

权限管理：根据账号的信息，配置账号的读写权限，并根据权限提供该账号的产品和服务；

该账号权限管理子模块1031利用硬件私钥存储设备保证用户的账户安全。具体的实现是将私钥存储到硬件设备中，该硬件设备与市面上常见的U盾不同，其环境为一个TEE；该设备与常见U盘FLASH芯片不同，其除了存储数据外，还内置TEE环境。该设备将数据和私钥分开存储至不同的芯片中。在调用数据时，需要获取用户的私钥，通过硬件设备中的主控芯片将数据发到TEE中，用户将私钥内置于硬件设备中，实现账户安全。另外，用户注册账户时，可选择不同的账户类型，系统智能合约自动为用户分配相应权限。

根据船品质量追溯业务，可以将消息分为：系统消息、溯源业务消息、数据共享请求消息。系统消息，主要为系统更新消息、系统维护消息；溯源业务消息，主要为溯源信息更新提示消息；数据共享消息，主要为数据共享请求消息、数据接收提示消息。

该消息推送子模块1032主要采用协同过滤推荐算法，当系统用户A主要关注船品的设计信息时，协同过滤推荐算法通过将系统最新的与设计相关的消息推送至用户A，基于系统的智能合约，用户还可以设置关键词，当出现例如某个船舶特性的设计方案时，立即推送至用户A。通过消息处理智能合约，设置当系统出现维护消息时，用户的后续操作，例如自动保存系统当前数据，修复完成后，推送修复过程中，用户感兴趣的消息。

该消息推送子模块1032内置的消息处理智能合约，处理用户关注的船品信息，为用户推送最近的船品溯源信息。比如消息推送子模块1032内置的消息处理智能合约接收用户B向用户A发送的数据共享请求消息，用户A在操作之前，可以设置在系统中设置数据共享策略，例如对用户B类型为船舶设计者、船舶制造者可以共享，对其他用户类型则不可共享；或者用户B访问的数据为用户A的私有数据时，则拒绝共享。智能合约基于数据共享策略可自动完成数据共享处理。

另外，所述的基于区块链的船品质量溯源系统，还包括：访问规则及密钥管理单元。所述访问规则及密钥管理单元用于构建包含主体溯源对象对客体访问对象所设置的访问控制权限信息对应的访问控制规则，并基于所述访问控制规则形成相应的访问控制规则列表；其中，所述访问控制规则包含所述客体访问对象对应的安全标识，以及所述主体溯源对象对所述客体访问对象所设置的访问需要满足的目标条件。还可用于预先采用分布式标识的方式对所述溯源对象进行标识，并构建所述溯源对象与船品信息之间的关联关系；以标识信息为索引识别所述溯源对象以及对应的相关船品信息。

采用本发明实施例所述的基于区块链的船品质量溯源系统，在船品产业链条信息流中使用区块链技术，能够根据船品质量追溯业务需求，基于区块链技术对船品的设计、生产、制造、检验、安装、维修等全链路进行追溯管理，实现了溯源数据的真实可靠不可篡改，溯源数据公开共享，使得船品信息具备更高的可用性、可靠性以及可扩展性。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个平台上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。