一种食品追溯健康码的方法及系统

技术领域

本发明涉及食品安全与溯源追溯应用领域，具体涉及一种食品追溯健康码的方法及系统。

背景技术

随着中国食物生产和消费规模的扩大，快速发展的食品产业能够有效缓解国内的粮食短缺问题。但近些年来的食品安全事件暴露了食品安全监管机制的积弊，也引起了社会各界对于食品安全问题的重视。

目前针对食品安全问题，各界学者和企业提出建立食品溯源追溯平台进行监管。当前食品溯源的平台模式分为：企业自建类平台、政府组建类平台、第三方服务平台。但各个平台相互独立所形成的追溯孤岛，在监管资源稀缺的情况下，无法形成一个有效的溯源监管。其次食品追溯码存在双花风险，缺少可信度。再者当前溯源平台无法第一时间防止认定问题食品所造成的二次伤害。

发明内容

本发明提出的一种食品追溯健康码的方法及追溯方法及系统，以实现食品追溯的多方协同监管，防止问题食品的二次伤害，以及增加食品追溯的可信度。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种食品追溯健康码的方法，包括追溯部分，还包括协同监管部分，所述协同监管过程与追溯过程中并行；

其中，

所述追溯步骤包括：

获取初始化追溯产品信息以及初始化产品健康码状态，进而初始化当前追溯数字资产；获取数字资产流通；获取数字资产流通的末端管控，并注销单个追溯码的流通性；

所述协同监管步骤包括：

获取追溯产品的产品协同质量反馈；根据质量反馈情况自动执行智能合约，控制追溯产品的健康状态反馈。

进一步的，所述获取追溯产品的产品协同质量反馈具体包括如下四个并行步骤的处理：

获取消费者反馈；获取流通商反馈；获取监管者反馈；获取检测者反馈；

其中，

获取消费者反馈需要核实消费者的身份信息，确定其数字资产的拥有权；

获取流通商反馈，服务节点通过CA检测身份，确定其数字资产的拥有权；

获取监管者反馈，服务节点通过CA检测身份，核验其中三条件之一：1)同批次的某一数字资产拥有权；2)监管者与消费者或检测者联合签名的消息；3)监管者与数字资产拥有者的流通商的签名消息；

获取检测者反馈，服务节点通过CA检测身份，确定其提供检测样本的拥有权。

进一步的，所述获取追溯产品的产品协同质量反馈，还包括服务节点在成功核验上诉信息后，将反馈信息注入其数字资产关联的健康码的反馈池中，并广播到区块链的其他节点。

进一步的，所述根据质量反馈情况自动执行智能合约，控制追溯产品的健康状态反馈具体包括：

智能合约根据反馈池的非健康反馈，加权累加其批次的健康异常值，合约约定三个等级阈值：分别是监管介入，黄码警告，红码停止；

当异常值超过上诉阈值，智能合约按照约定自动通知监管节点，检测节点；异常值累加到红码停止时，其相关数字资产无法正常流通交易。

进一步的，智能合约提供查询接口方便对追溯产品健康，流通以及反馈情况的查询。

进一步的，所述初始化产品健康码状态包括：

组建健康码区块的静态数据块；对同批次的追溯数字资产进行绑定健康码；

初始化健康码区块状态块；

具体包括：区块链中的服务节点获取到生产商提供追溯产品信息后，需要请求CA校验其合法性；

对于合法生产商提供的同批次追溯产品，校验其追溯码是否双花，对于追溯码无双花问题的批次，服务节点对其基本信息进行hash运算生成对应的根哈希，然后将该批次根hash组成Merkle哈希树，生成Merkleroot的hash值与上个静态数据块的hash值，健康码，签名健康码，生产企业公钥，当前版本号以及时间戳，通过初始化的方式存储在健康码数据区块中的静态数据；

之后，对各个追溯产品区块数据进行绑定健康码，绑定前置步骤需要验证其基本信息的hash值是否存在健康码区块的Merkle哈希树中，区块链中的服务节点会将符合条件的追溯产品区块进行绑定健康码和当前健康码静态数据块的Hash值，初始化流通状态和流通池；

最后完成双向绑定后，服务节点会对健康码区块的状态块进行初始化，完成上述步骤后，服务节点会将健康码区块和批次的追溯产品区块进行广播，该数字资产正式生效。

进一步的，所述获取数字资产流通具体包括，

区块链的服务节点在获取到流通请求后，校验信息，检查流通商身份，最后改变其追溯产品的owner，广播信息到各个节点；

对于大批数字资产流通，流通方客户端通过批处理程序对大批次的数字资产进行打包，进行批量签名，最后向区块链服务集群提交申请，完成出库操作。

进一步的，所述获取数字资产流通具体包括，

服务节点在获取消费请求后，修改追溯产品的owner，然后对数字资产进行注销流通性，并广播信息到各节点，此外，对于生命周期流逝结束的数字资产，智能合约自动对其进行注销流通性；

其中，对于健康码状态为红色禁止流通的情况，消费模块，流通模块会拒绝其流通请求的调用，服务节点会拒绝其流通与消费请求的服务。

另一方面，本发明还公开一种食品追溯健康码的系统，包括以下单元：

生产模块，流通模块，消费模块，监管方模块，检测方模块；

所述生产模块，用于管理追溯码，初始化追溯产品信息以及初始化产品健康码状态；

所述流通模块，用于追溯执行产品流通任务时，追溯资产流通和产品协同质量反馈；

所述消费模块，用于追溯末端的管控，注销单个追溯码的流通性和产品质量反馈；

所述监管方模块，用于监管方对系统内部多级预警状态产品的查询，以及初级预警的信息处理和反馈；

所述检测方模块，用于检测方对于系统内部流通过程中的检测处理，以及二级预警的信息处理和检测反馈。

进一步的，还包括以下单元：

追溯码结构体，用于记录追溯码，追溯产品的关键字段信息，关联健康码以及当前追溯资产的拥有者；

健康码结构体，用于记录批准的健康码，产品群的追溯码，产品群的健康状态数据和状态特征。

由上述技术方案可知，本发明的食品追溯健康码的方法及系统具有以下有益效果：

本发明提供了一种食品健康追溯协同监管的方法及系统，通过多方维护健康状态池，缓解监管资源稀缺的压力，以及在问题产品出现的情况下，能够第一时间防止认定问题产品所造成的二次伤害。在概率上保证在分布式系统内不会出现重复追溯码，通过签名机制进行绑定企业的身份标识，避免了中心派发溯源码信任危机，增强了溯源的可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的一种食品协同监管方法的示意图；

图2本发明系统的追溯流程图。

图3本发明追溯数字资产与健康码区块结构体图；

图4本发明提供的一种食品追溯码生成方法的示意图；

图5是本发明系统的结构示意图。

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。

如图1和图2所示，本发明实施例的一种食品追溯健康码的方法分为追溯部分和协同监管部分，追溯部分为主体部分，所述协同监管步骤与追溯过程步骤并行；

其中，

所述追溯步骤包括：

获取初始化追溯产品信息以及初始化产品健康码状态，进而初始化当前追溯数字资产；获取数字资产流通；获取数字资产流通的末端管控，并注销单个追溯码的流通性；

所述协同监管步骤包括：

获取追溯产品的产品协同质量反馈；根据质量反馈情况自动执行智能合约，控制追溯产品的健康状态反馈。

以下具体说明：

其中，追溯部分步骤如下：

S100、获取初始化追溯产品信息以及初始化产品健康码状态，进而初始化当前追溯数字资产；

初始化产品健康码状态包括组建健康码区块的静态数据块；对同批次的追溯数字资产进行绑定健康码；初始化健康码区块状态块。以下具体说明，如图3所示，区块链中的服务节点获取到生产商提供追溯产品信息后，需要请求CA校验其合法性。对于合法生产商提供的同批次追溯产品，校验其追溯码是否双花。对于追溯码无双花问题的批次，服务节点对其基本信息进行hash运算生成对应的根哈希，然后将该批次根hash组成Merkle哈希树，生成Merkleroot的hash值与上个静态数据块的hash值，健康码，签名健康码，生产企业公钥，当前版本号以及时间戳，通过初始化的方式存储在健康码数据区块中的静态数据，特别地，上述数据初始化后无法修改。

之后，对各个追溯产品区块数据进行绑定健康码，绑定前置步骤需要验证其基本信息的hash值是否存在健康码区块的Merkle哈希树中，区块链中的服务节点会将符合条件的追溯产品区块进行绑定健康码和当前健康码静态数据块的Hash值，初始化流通状态和流通池。

最后完成双向绑定后，服务节点会对健康码区块的状态块进行初始化，特别地，健康状态的绿码仅有初始化进行生成。完成上诉步骤后，服务节点会将健康码区块和批次的追溯产品区块进行广播，该数字资产正式生效。

注意的是，图4是生产节点生成追溯码的主要步骤，其是分布式系统下，S100的异步前置步骤。生产节点在本地机器生成随机种子，种子注入经过椭圆曲线加密算法(SECP256K1)算法处理生成了公钥，再通过SHA256、RIPEMD160Hash算法计算得到BASE58编码前的追溯码，结合生产者的私钥进行数字签名，生成签名追溯码。生产节点会将追溯码，签名追溯码，生产者公钥注入追溯产品的基本信息区块中。

在另一个实施例中，生产线上有多个生产工人作业，生产节点选定群签名的方式进行签名产码。

进一步的，CA对准入生产节点下发健康码的前缀码，生产节点根据前缀码派生完整的健康码，同样地，对健康码进行签名，生成签名健康码。生产节点在完成上诉步骤后，提交信息于区块链的服务集群处理。

S200、获取数字资产流通；

进一步的，区块链的服务节点在获取到流通请求后，校验信息，检查流通商身份，最后改变其追溯产品的owner，广播信息到各个节点。

特别地，对于大批数字资产流通，流通方客户端通过批处理程序对大批次的数字资产进行打包，进行批量签名，最后向区块链服务集群提交申请，完成出库操作。

在另一个实施例中，流通商通过可信的PDA手持扫码设备或流水扫码设备进行上诉的批次处理。特别地，CA会将流通商提供相关可信设备的设备信息挂载其角色属性下。

S300、获取末端的管控，并注销单个追溯码的流通性。

进一步的，服务节点在获取消费请求后，修改追溯产品的owner，然后对数字资产进行注销流通性，并广播信息到各节点。此外，对于生命周期流逝结束的数字资产，智能合约自动对其进行注销流通性。

特别地，对于健康码状态为红色禁止流通的情况，消费模块，流通模块会拒绝其流通请求的调用，服务节点会拒绝其流通与消费请求的服务。

其中，协同监管部分是在追溯过程中并行的步骤，具体如下：

T100、获取追溯产品的产品协同质量反馈；

步骤内四个并行步骤的处理：获取消费者反馈；获取流通商反馈；获取监管者反馈；获取检测者反馈。

(1)获取消费者反馈需要核实消费者的身份信息，确定其数字资产的拥有权。

(2)获取流通商反馈，服务节点通过CA检测身份，确定其数字资产的拥有权。

(3)获取监管者反馈，服务节点通过CA检测身份，核验其中三条件之一：1)同批次的某一数字资产拥有权；2)监管者与消费者或检测者联合签名的消息；3)监管者与数字资产拥有者的流通商的签名消息。

(4)获取检测者反馈，服务节点通过CA检测身份，确定其提供检测样本的拥有权。

服务节点在成功核验上诉信息后，将反馈信息注入其数字资产关联的健康码的反馈池中，并广播到区块链的其他节点。

T200、根据质量反馈情况自动执行智能合约，控制追溯产品的健康状态反馈。

进一步的，智能合约根据反馈池的非健康反馈，加权累加其批次的健康异常值。合约约定三个等级阈值：分别是监管介入，黄码警告，红码停止。当异常值超过上诉阈值，智能合约按照约定自动通知监管节点，检测节点；特别地，异常值累加到红码停止时，其相关数字资产无法正常流通交易。

特别地，合约提供查询接口方便对追溯产品健康，流通以及反馈情况的查询。

综上所述本实施例所述的食品追溯健康码的方法，主要基于区块链技术及智能合约技术实现；

同时本发明还公开一种食品追溯健康码的系统，图5出了本发明实施例提供的食品追溯健康码的方法的架构示意图，该系统可包括：生产模块，流通模块，消费模块，监管方模块，检测方模块。

所述生产模块，用于管理追溯码，初始化追溯产品信息以及初始化产品健康码状态；

所述流通模块，用于追溯执行产品流通任务时，追溯资产流通和产品协同质量反馈；

所述消费模块，用于追溯末端的管控，注销单个追溯码的流通性和产品质量反馈；

所述监管方模块，用于监管方对系统内部多级预警状态产品的查询，以及初级预警的信息处理和反馈；

所述检测方模块，用于检测方对于系统内部流通过程中的检测处理，以及二级预警的信息处理和检测反馈。

下面进行详细描述：

所述系统进一步包括：

追溯码结构体，用于记录追溯码，追溯产品的关键字段信息，关联健康码以及当前追溯资产的拥有者。

健康码结构体，用于记录批准的健康码，产品群的追溯码，产品群的健康状态数据和状态特征。

所述追溯码结构体进一步包括，该模块仅可以由生产模块进行初始化，由消费模块进行注销流通。图3是生产商生成追溯码的主要描述，准入的生产商在本地机器生成随机种子，种子注入公私钥生成器生成追溯的初始码，结合生产者的数字签名，生成最终的追溯码。生成追溯码由生产方的各自节点自行生成，而非中心化派发。

可选的，参照图4生产商若存在多个生产工人，数字签名可选定群签名的方式进行产码。

所述的系统，其所述健康码结构体进一步包括：该模块仅可以由健康授权的生产模块进行初始化，健康状态仅有绿码健康通行，监管介入，黄码警告，红码停止流通四种健康等级状态。健康状态由流通模块，消费模块，监管模块，检测模块共同维护。

所述的系统，其所述追溯码与健康码在初始化后，两者处于一个双向绑定的状态。特别地，健康码对追溯码是一对多的关系，且在初始化后无法进行更改。

本系统的工作原理，如图2是本发明实施例提供的食品安全追溯流程图，生产商在获取健康证明前提下，生产初期生成追溯码的阶段可以调用智能合约初始化健康码为绿码；生产商可以通过调用流通模块，将生产的追溯产品资产转移到其他流通厂商。

在追溯产品的健康码状态处于非红码或还未被终端消费时，流通模块可被允许流通当前角色下的追溯资产。反之，停止相应的追溯资产流通。

消费者通过扫码可以查看其追溯产品的健康状态，在追溯产品的健康码状态处于非红码或还未被终端消费时，消费模块可以对追溯资产进行购买，并消除其流通性。消费者在使用产品出现问题，可以通过消费模块反馈其非健康案例。

图2示出的健康状态池为单个批次产品的健康状态维护，其中，追溯流程中的相关角色发现并反馈问题都会累加到状态池中。

警示状态达到监管阈值时，智能合约自动通知监管部门介入，监管部门视核实情况后，如果确认存在健康问题通过监管模块反馈情况，健康码自动变黄，进入检测部门介入；

警示状态达到检测阈值时，智能合约自动通知检测机构介入，检测机构根据其检测结果通过检测模块反馈情况，若存在食品安全问题，健康码自动变红，产品无法流通；

当消费模块在消费产品的非健康状态反馈累计到危险阈值时智能合约自动变红，同批次的产品在系统内部无法流通。

对于二次加工生产商而言，其操作模块包括：生产模块，流通模块，消费模块。特别地，消费模块用于消费上游原料提供商的产品。

对于检测机构而言，其操作模块包括：检测模块，消费模块。特别地，消费模块用于抽样检测处理。特别地，该消费模块包括但不限于从消费者处获取、或当码变红后从市场中获取。

对于生产商而言，若异常健康码状态数量超过阈值，该生产商无法调用生产模块进行生产，且系统会自动通知监管部门进行介入。

具体的，本发明的一种用于食品健康协同监管的系统，具体实施流程如下：

A生产模块在获取健康证明前提下，生产初期先生成健康码，同批次的追溯码对该健康码进行绑定，之后健康码对追溯码进行绑定，完成双向绑定，最后初始化健康码状态为绿码；

B在追溯产品的健康码状态处于非红码或还未被终端消费时，流通模块可被允许流通当前角色下的追溯资产。反之，停止相应的追溯资产流通。其中流通过程中需要签名才可以追溯数字资产转移；

C在追溯产品的健康码状态处于非红码或还未被终端消费时，消费模块可以对追溯资产进行购买，并消除其流通性。若产品出现问题，消费模块可以反馈其非健康案例。

D智能合约自动通知监管部门介入，监管部门视核实情况后，如果确认存在健康问题通过监管模块反馈情况，进入E步骤检测部门介入。

E健康码自动变黄，智能合约自动通知检测机构介入，检测机构根据其检测结果通过检测模块反馈情况，若存在食品安全问题，F步骤；

F消费模块在消费产品的非健康状态累计到危险阈值时智能合约自动变红，同批次的产品在系统内部无法流通，冻结相关产品的B步骤；

特别地，流通模块也具有反馈权限。在产品的非健康状态累计到监管介入阈值时，进入D步骤，在消费产品的非健康状态累计到检测阈值时，进入E步骤，在消费产品的非健康状态累计到危险阈值时，进入F步骤。

特别地，消费产品的非健康状态的累加以及状态变化由多方调用智能合约协同监管。

综上所述，本发明提供了一种食品健康追溯协同监管的方法及系统，通过多方维护健康状态池，缓解监管资源稀缺的压力，以及在问题产品出现的情况下，能够第一时间防止认定问题产品所造成的二次伤害。在概率上保证在分布式系统内不会出现重复追溯码，通过签名机制进行绑定企业的身份标识，避免了中心派发溯源码信任危机，增强了溯源的可靠性。

可理解的是，本发明实施例提供的系统与本发明实施例提供的方法相对应，相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。