基于区块链的水产品流通追踪系统与方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于区块链的水产品流通追踪系统，用于对水产品从捕捞、运输到餐桌的全过程生成流通记录，建立去中心化的信用机制，保证流通记录的不可篡改，并且能够以较小的时间粒度执行对每批次水产品的流通时间追溯，从而满足水产品保鲜保活的时效性需求；同时，本发明专利技术降低了流通记录生效以及查询的时间延迟和通信开销，便于广大消费者的使用。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的水产品流通追踪系统与方法
本专利技术涉及区块链应用技术，尤其涉及一种基于区块链的水产品流通追踪系统与方法。
技术介绍
近年来，食品安全事件频发，禽流感、瘦肉精、三聚氰胺、大米镉超标等一系列的质量安全问题引发了消费者信任危机，也是国家建设发展诚信社会工作上的重大挑战。食品质量安全问题日益突出，鱼、虾、蟹、海鲜等水产品为丰富人民餐桌的重要营养来源，其安全质量问题同样越来越受到重视。水产品蛋白质含量高，易发生变质，在流通环节具有保活或者保鲜的要求，根据媒体曝光，极少数不法经营者采用添加防腐剂、伪造流通记录等手段，将已过保鲜期的水产品冒充新鲜水产品，甚至将本应下架的水产品继续销售，欺骗消费者，造成了严重的食品安全隐患。。水产品流通追踪系统能够标识食品来源，提供其从捕捞、运输到餐桌的流通全过程中的详细信息。一旦发生了食品安全意外事件，通过水产品流通追踪系统可以快速准确地定位到发生问题环节，明确责任主体，及时召回问题食品，遏制问题蔓延势头，这是解决目前食品安全窘迫现状的有效方法之一。例如，中国专利CN106096983A提供了一种基于物联网技术的农产品溯源系统及方法，采用移动终端向用户展示各商家在售的农产品信息，然后在用户下单购买农产品后自动从云服务器获取与用户购买商家相匹配的农产品的生长信息进行显示，从而实现了农产品溯源信息的主动推送，简化了用户操作，提升了用户体验感；此外，由于在采集装置中设置Lora芯片，并通过Lora网关将采集装置监测到的农产品的生长信息转发至云服务器，从而增加了采集装置的无线传输距离，减少了采集装置的功耗，降低了采集装置的通信成本。通过水产品流通追踪系统，各批次水产品在各个阶段的流通记录被上传至流通追踪数据库进行保存并接受联网查询。该流通追踪数据库仍然采用中心信用制度，一般由水产品交易平台作为运营方，对流通记录的真实性负责，并接受市场监管部门等第三方的监督，从而保障其信用的可信赖性。但是，现有的水产品流通追踪系统仍然存在中心信用度不足、供应链中各角色间信息传递的可靠性不高等问题尚有待解决。对于水产品来说，产前、产中、产后的过程涉及生产商、加工商、中间商和末端消费者等，涉及到的“点多、线长、面广、错综交叉”，食品安全监管和溯源尤为困难。对于流通当中各个节点上传流通记录的真实性尚没有完全有效的验证机制，信息采集也存在一定的滞后，不能适应水产品保活保鲜的时效性需求；另外由于经营主体众多，市场监管部门等第三方也只能采用抽查的办法进行监督，对中心信用度的保障仍然主要是依靠水产品交易平台的自觉性来维护，无法在广大生产者、消费者中建立普遍的信用共识，难免存在隐患。区块链技术是用来对比特币区块链网络以及对交易信息加密传输进行构建的基础技术，该技术要解决的核心问题是如何在缺乏可信任中心机构和渠道的情况下，分布在网络中的节点如何达成共识。区块链被定义为一个分布式的账本，区块链当中的所有参与节点都拥有整个链上的交易信息及数据。因此区块链技术具有极强的健壮性，因为链上的每个参与节点仅仅作为整个链上的一部分，每个参与节点的权利均等，都存储着相同的账簿，破坏部分参与节点对整个链来说完全不会造成影响。因为存储在区块链当中的记录信息不可篡改且真实可信，使得人们对区块链的信任日渐超过对信用中心的信任。在众多传统行业和区块链企业的共同努力之下，世界将由中心化的信任模式下慢慢过渡到由数据、算法为核心的系统模式，当中心化机构逐渐被弱化之后，以区块链为代表的系统将逐渐接管整个世界的运作，最终形成“去中心化”的系统信任。由于应用区块链技术能保证在整个环节中数据的不可篡改、不可替换，那么，将区块链技术应用于水产品流通追踪系统，就可以解决现有中心数据库的信用度不足、流通记录可靠性差、信息采集上传滞后而无法保证时效性等诸多问题。不过，区块链技术也存在自身的一些缺陷，例如，由于区块链技术不可逆的特性，也导致载入区块链的流通记录等数据不能更改和撤销，而在现实生活中取消交易、变更交易的情形是比较常见的，而且水产品本身易损耗的特点也造成需要对以往的流通记录具有一定的可变更能力。另外，区块链技术中交易记账是存在延迟性的，拿比特币举例，当前产生的交易的有效性需要被大多数节点认可，但是受网络传输影响，网络上大多数节点得知这笔交易要等到下一个记账周期(比特币控制在10分钟左右)，而且区块链技术中还存在小概率事件影响，就是当网络上同时有两个或以上节点竞争到记账权力，那么在网络中就会产生两个或者两个以上的区块链分支，这时候到底那个分支记录的数据是有效的，则要再等下一个记账周期，最终由最长的区块链分支来决定；因此区块链的交易数据是有延迟性的。而且，参与区块链的每个节点本地都要具有一份完整账本，这就需要追溯每一笔记录，这就导致参与区块链的节点所需要处理的数据量超大，例如，节点第一次加入区块链时，需要下载历史上所有交易记录才能正常工作，这必然耗费极大的时间成本和通信资源。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于区块链的水产品流通追踪系统，用于对水产品从捕捞、运输到餐桌的全过程生成流通记录，建立去中心化的信用机制，保证流通记录的不可篡改，并且能够以较小的时间粒度执行对每批次水产品的流通时间追溯，从而满足水产品保鲜保活的时效性需求；同时，本专利技术降低了流通记录生效以及查询的时间延迟和通信开销，便于广大消费者的使用。本专利技术所述的一种基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层；水产品流通信息采集层，用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层；水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层；区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证；所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。具体来说，所述区块链传输验证层根据所述区块链账本中为所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自建立分账本，分别由验证节点按照共识算法进行验证并写入各自的区块链。更具体来说，所述区块链传输验证层根据所述流通记录和所述水产品时效记录的时效性，针对所述流通记录和所述水产品时效记录的分账本，定期重新创建初始区块并更新区块链。具体来说，所述区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自的分账本采用不同的共识算法进行验证。更具体来说，所述区块链传输验证层针对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层；水产品流通信息采集层，用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层；水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层；区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证；所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。...

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层；水产品流通信息采集层，用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层；水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层；区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证；所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。2.根据权利要求1所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层根据所述区块链账本中为所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自建立分账本，分别由验证节点按照共识算法进行验证并写入各自的区块链。3.根据权利要求2所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层根据所述流通记录和所述水产品时效记录的时效性，针对所述流通记录和所述水产品时效记录的分账本，定期重新创建初始区块并更新区块链。4.根据权利要求3所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自的分账本采用不同的共识算法进行验证。5.根据权利要求4所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层针对所述流通记录和水产品时效记录采用POW共识算法进行验证，并且针对所述交易点采用DPOS共识算法进行验证。6.根据权利要求5所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述应用层的节点可以从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙琴，李祥铜，刘双印，王璐，郑祉盈，曹亮，张垒，贺超波，呼增，郑舜烨，史红玉，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东,44