一种基于区块链的包装防伪追溯系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体为一种基于区块链的包装防伪追溯系统。

背景技术

随着人们安全意识的提升，中小型包装类食品生产企业迫切需要一种食品安全追溯系统对自身产品进行防伪验证，但目前市面上的食品安全追溯系统仍存在诸多问题，如追溯标准缺失、追溯对象单一、追溯信息内容不规范、编码表示不统一、防伪性能差等问题。区块链是一种由多个区块组成的链条，具有去中心化、不可篡改等特性，将这些特性应用于食品安全追溯系统中可以提高追溯的便捷性，因此，设计防伪追溯和数据安全的一种基于区块链的包装防伪追溯系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的包装防伪追溯系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于区块链的包装防伪追溯系统，包括用户交互管理模块、区块数据管理模块、视觉处理模块，所述用户交互管理模块用于对用户端的交互行为进行汇总管理，所述区块数据管理模块用于搭建存放数据的区块链网络，所述视觉处理模块用于实现图像处理与加密过程；所述用户交互管理模块与区块数据管理模块电连接，所述区块数据管理模块与视觉处理模块电连接。

根据上述技术方案，所述区块数据管理模块包括链码管理模块、权限确认模块、产品表更新模块、随机链码生成模块，所述链码管理模块用于对区块链中已存的数据链码进行管理，所述权限确认模块用于确定已存数据权限以及访问者的权限认证，所述产品表更新模块用于记录产品的状态变化，所述随机链码生成模块用于生成基于图案与位置信息的随机链码，所述链码管理模块与随机链码生成模块电连接，所述权限确认模块与产品表更新模块电连接。随机链码可以对应隐藏式标签的喷涂位置以及随机图案，通过链码管理过程，对包装进行基于图案与位置的双重加密，提高破解成本与安全系数。

根据上述技术方案，所述用户交互管理模块包括身份验证模块、数据上传模块、图案采集模块，所述身份验证模块用于对请求数据权限的区块链用户进行身份核实验证，所述数据上传模块用于对验证过程中的数据进行上传，所述图案采集模块用于对隐藏式标签进行定位与采集；所述视觉处理模块包括图片二进制转换模块、码数验证模块、加密扩展模块，所述图片二进制转换模块用于将采集到的图案进行二进制数值转换，所述码数验证模块用于将图案转化成的二进制数值与区块链中存入的链码进行比对验证，所述加密扩展模块用于增添对图案的加密维度扩展，所述图片二进制转换模块的输出端与码数验证模块的接收端电连接。

根据上述技术方案，所述链码管理模块中的链码包括以下类型：

带有身份信息的用户链码和产品链码；

存放智能合约的加密链码；

多维度控制的防伪标志随机链码；

开发人员专用开发链码。

根据上述技术方案，所述该系统的运行方法包括以下步骤：

步骤S1：用户通过用户交互模块提供的身份验证功能进入系统中；

步骤S2：通过权限确认模块认证合法权限后，显示操作引导；当用户登录追溯系统时，选择登录身份后，系统需根据其身份及对应的用户名密码做校验，通过校验的用户才可以进入对应的交互界面，确保追溯系统不同界面的操作合法性；

步骤S3：对商品产品表数据进行上传，并选择对应的产品链码；

步骤S4：结合产品链码与存放智能合约的加密链码确定防伪标志链码的加密方式；

步骤S5：对产品进行图像采集，并进行解密溯源。

根据上述技术方案，所述步骤S3中，防伪标志链码加密方式的确定方法为：

步骤S31：首先选定产品表中的产品链码作为标识；

步骤S32：定义初始节点与组织域；

步骤S33：在链中创建基于超级账本的docker镜像；

步骤S34：启用镜像中的功能网络节点，实现防伪标志链码加密。

根据上述技术方案，所述步骤S34中，镜像中的功能网络节点包括图像二进制转换节点，用于在区块链中对图像进行二进制转换、码数验证节点，用于对图像二进制码与链中存入的链码进行匹配验证、加密扩展节点，用于对链码中的智能合约进行更新扩展，并提供合约反向拆分码组。采集到产品图像后，进行二进制转换，将图像转换为数值，并与存入的加密链码耦合，一同上传到区块链中，并在链中根据反向拆分码组进行拆分，分离出对应加密方式的智能合约，拆分方法经过加密，只对区块链中合法注册用户开放，层层加密保护数据安全，并以节点的形式存入docker镜像中，且节点不可重复使用，数据一经调用，立马销毁docker镜像文件，后续重复生成docker镜像文件。

根据上述技术方案，所述随机链码的加密维度包括图案加密与位置加密，所述图案加密与位置加密分别对应不同的随机链码，并且与智能合约进行绑定，在生产包装的过程中将产品信息存入生成的随机链码中，并通过智能合约进行绑定，一同存入区块链中；

所述图案加密与位置加密的流程基于多链共同运行，一个区块链拥有统一共识服务的多个数据隔离的虚拟链条，每条链条附属一个超级账本，仅对拿到访问权限的用户开放。对于产品的溯源，包含多种成员，包括消费者、企业、监管部门、运输者，不同成员之间可能会存在竞争，对于数据的独立性需要考虑，在区块链中基于统一共识的多个虚拟链条可以将各个成员串联，同时保证数据的独立性，并提供虚拟链条创建服务。

根据上述技术方案，所述码数验证的方法为：

对产品包装进行扫描，将扫描结果上传后通过匹配产品表的内容，确定此产品包装的随机链码，同时根据绑定的智能合约进行采集结果上传，生成独立的图像二进制数据，并对每个像素点进行卷积运算，与加密链码进行匹配，匹配通过率大于设定阈值后生成产品信息清单。产品包装无法轻易扫描，只有通过区块链身份认证后，并结合身份权限对图像进行处理，通过对包装像素点进行卷积计算，并与加密链码进行匹配，区别于传统的明显标识作为溯源码，更安全，同时便于管理。

根据上述技术方案，所述整个包装防伪追溯系统中产生的配置文件均通过生成独立哈希值进行标识，配置文件包括包装图案对应的随机链码及其对应的docker镜像，并与随机链码中的智能合约进行绑定，建立多通道进行隐私保护。将配置文件通过生成独立哈希值进行标识，并存入区块链中，调用时只需要获取对应的独立哈希值即可开始搜索文件，并结合智能合约进行文件调用，相比于文件路径的方式更安全，且节省链中服务器空间。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有链码管理模块，当用户登录追溯系统时，选择登录身份后，系统需根据其身份及对应的用户名密码做校验，通过校验的用户才可以进入对应的交互界面，确保追溯系统不同界面的操作合法性，通过设置有视觉处理模块，产品包装无法轻易扫描，只有通过区块链身份认证后，并结合身份权限对图像进行处理，通过对包装像素点进行卷积计算，并与加密链码进行匹配，区别于传统的明显标识作为溯源码，更安全，同时便于管理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统模块组成示意图。

具体实施方式

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。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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于区块链的包装防伪追溯系统，包括用户交互管理模块、区块数据管理模块、视觉处理模块，用户交互管理模块用于对用户端的交互行为进行汇总管理，区块数据管理模块用于搭建存放数据的区块链网络，视觉处理模块用于实现图像处理与加密过程；用户交互管理模块与区块数据管理模块电连接，区块数据管理模块与视觉处理模块电连接。

区块数据管理模块包括链码管理模块、权限确认模块、产品表更新模块、随机链码生成模块，链码管理模块用于对区块链中已存的数据链码进行管理，权限确认模块用于确定已存数据权限以及访问者的权限认证，产品表更新模块用于记录产品的状态变化，随机链码生成模块用于生成基于图案与位置信息的随机链码，链码管理模块与随机链码生成模块电连接，权限确认模块与产品表更新模块电连接。随机链码可以对应隐藏式标签的喷涂位置以及随机图案，通过链码管理过程，对包装进行基于图案与位置的双重加密，提高破解成本与安全系数。

用户交互管理模块包括身份验证模块、数据上传模块、图案采集模块，身份验证模块用于对请求数据权限的区块链用户进行身份核实验证，数据上传模块用于对验证过程中的数据进行上传，图案采集模块用于对隐藏式标签进行定位与采集；视觉处理模块包括图片二进制转换模块、码数验证模块、加密扩展模块，图片二进制转换模块用于将采集到的图案进行二进制数值转换，码数验证模块用于将图案转化成的二进制数值与区块链中存入的链码进行比对验证，加密扩展模块用于增添对图案的加密维度扩展，图片二进制转换模块的输出端与码数验证模块的接收端电连接。

链码管理模块中的链码包括以下类型：

带有身份信息的用户链码和产品链码；

存放智能合约的加密链码；

多维度控制的防伪标志随机链码；

开发人员专用开发链码。

该系统的运行方法包括以下步骤：

步骤S1：用户通过用户交互模块提供的身份验证功能进入系统中；

步骤S2：通过权限确认模块认证合法权限后，显示操作引导；当用户登录追溯系统时，选择登录身份后，系统需根据其身份及对应的用户名密码做校验，通过校验的用户才可以进入对应的交互界面，确保追溯系统不同界面的操作合法性；

步骤S3：对商品产品表数据进行上传，并选择对应的产品链码；

步骤S4：结合产品链码与存放智能合约的加密链码确定防伪标志链码的加密方式；

步骤S5：对产品进行图像采集，并进行解密溯源。

步骤S3中，防伪标志链码加密方式的确定方法为：

步骤S31：首先选定产品表中的产品链码作为标识；

步骤S32：定义初始节点与组织域；

步骤S33：在链中创建基于超级账本的docker镜像；

步骤S34：启用镜像中的功能网络节点，实现防伪标志链码加密。

步骤S34中，镜像中的功能网络节点包括图像二进制转换节点，用于在区块链中对图像进行二进制转换、码数验证节点，用于对图像二进制码与链中存入的链码进行匹配验证、加密扩展节点，用于对链码中的智能合约进行更新扩展，并提供合约反向拆分码组。采集到产品图像后，进行二进制转换，将图像转换为数值，并与存入的加密链码耦合，一同上传到区块链中，并在链中根据反向拆分码组进行拆分，分离出对应加密方式的智能合约，拆分方法经过加密，只对区块链中合法注册用户开放，层层加密保护数据安全，并以节点的形式存入docker镜像中，且节点不可重复使用，数据一经调用，立马销毁docker镜像文件，后续重复生成docker镜像文件。

随机链码的加密维度包括图案加密与位置加密，图案加密与位置加密分别对应不同的随机链码，并且与智能合约进行绑定，在生产包装的过程中将产品信息存入生成的随机链码中，并通过智能合约进行绑定，一同存入区块链中；

图案加密与位置加密的流程基于多链共同运行，一个区块链拥有统一共识服务的多个数据隔离的虚拟链条，每条链条附属一个超级账本，仅对拿到访问权限的用户开放。对于产品的溯源，包含多种成员，包括消费者、企业、监管部门、运输者，不同成员之间可能会存在竞争，对于数据的独立性需要考虑，在区块链中基于统一共识的多个虚拟链条可以将各个成员串联，同时保证数据的独立性，并提供虚拟链条创建服务。

码数验证的方法为：

对产品包装进行扫描，将扫描结果上传后通过匹配产品表的内容，确定此产品包装的随机链码，同时根据绑定的智能合约进行采集结果上传，生成独立的图像二进制数据，并对每个像素点进行卷积运算，与加密链码进行匹配，匹配通过率大于设定阈值后生成产品信息清单。产品包装无法轻易扫描，只有通过区块链身份认证后，并结合身份权限对图像进行处理，通过对包装像素点进行卷积计算，并与加密链码进行匹配，区别于传统的明显标识作为溯源码，更安全，同时便于管理。

整个包装防伪追溯系统中产生的配置文件均通过生成独立哈希值进行标识，配置文件包括包装图案对应的随机链码及其对应的docker镜像，并与随机链码中的智能合约进行绑定，建立多通道进行隐私保护。将配置文件通过生成独立哈希值进行标识，并存入区块链中，调用时只需要获取对应的独立哈希值即可开始搜索文件，并结合智能合约进行文件调用，相比于文件路径的方式更安全，且节省链中服务器空间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。