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CN109146522B - 基于区块链的食品安全追溯方法和系统 - Google Patents

基于区块链的食品安全追溯方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于区块链的食品安全追溯方法和系统，包括在检测终端、验证终端和接收终端三者的两两之间进行通过非对称密钥对进行加密的验证和传输，并且由消费者通过移动终端访问接收终端来查看解密的食品安全信息。本发明的实施例可以确保其所查看的食品安全数据的可信度，从而提供一种具备不可篡改性，分散性，透明性和开放性的新食品安全追溯机制。

Description

基于区块链的食品安全追溯方法和系统
技术领域
本公开属于食品安全的技术领域，更具体地属于一种基于区块链设计思想的食品安全追溯方法和系统。
背景技术
食品安全是当年中国所面临的一个严重社会问题，由于食品质量不合格甚至有毒有害所导致的问题层出不穷，使得消费者的信心收到了严重影响，甚至不再信任国产食品而转向代购等途径。为了解决这一问题，如果能将食品生产过程中的参数一一如实记录并且以消费者易于检测的方式在互联网上提供，将是有益于消费者重建对于食品卫生的信心的。虽然当前已经有各种检验检疫机构和流程来对食品生产过程中的重要节点进行监控，但一是数据容易遭到多方篡改导致可信度较低，二是消费者无法便捷地接触到此类数据，三是食品流通过程中各个主体的信息记录格式难以兼容，四是政府管理的数据有限难以覆盖食品流通的整个周期，因此作用有限。食品安全追溯应该做到使食品的来源和去向清楚，各项指标符合要求，具有更可信的安全性且具有易于普通大众使用的便利性。区块链技术因为其不可篡改性，分散性，透明性和开放性，适宜于加以适当修改，利用其设计思想来进行食品安全的追溯，并有可能将本来耗时长可信度低的食品安全信息验证过程的效率大大提升。
发明内容
本公开的目的之一在于解决现有技术中的至少一些问题，并提供一种基于区块链设计思想的食品安全追溯方法和系统，使用该方法和系统将能够避免所记录的食品安全信息被人为篡改，还可以让普通消费者以更便利的方式查看所记录的食品安全信息。
一个实施例中公开了一种基于区块链的食品安全追溯方法，包括由检测终端向验证终端发送检测终端公钥以及用于验证操作者的身份的操作者信息；验证终端在成功验证操作者的身份时将验证终端公钥发送到检测终端，并将检测终端公钥和验证终端私钥发送到接收终端；由检测终端将利用验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥加密的存储信息发送到接收终端，该存储信息包括操作者的身份、时间戳以及由检测终端所包含的多个传感器所感测的食品参数；由接收终端利用固定存储用公钥、验证终端私钥和检测终端公钥解密该存储信息并在保存存储信息之后向验证终端发送保存完成的通知；以及验证终端在接收到保存完成的通知后通过将当前验证终端私钥和随机信息的组合在哈希函数中迭代大于一次的方式来更新验证终端私钥。
另一个实施例公开了一种基于区块链的食品安全追溯系统，包括检测终端、验证终端和接收终端，检测终端配置成向验证终端发送检测终端公钥以及用于验证操作者的身份的操作者信息；验证终端配置成在成功验证操作者的身份时将验证终端公钥发送到检测终端，并将检测终端公钥和验证终端私钥发送到接收终端；检测终端还配置成将利用验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥加密的存储信息发送到接收终端，该存储信息包括操作者的身份、时间戳以及由检测终端所包含的多个传感器所感测的食品参数；接收终端配置成利用固定存储用公钥、验证终端私钥和检测终端公钥解密该存储信息并在保存存储信息之后向验证终端发送保存完成的通知；以及验证终端还配置成在接收到保存完成的通知后通过将当前验证终端私钥和随机信息的组合在哈希函数中迭代大于一次的方式来更新验证终端私钥。
在一个实施例中，所感测的食品参数包括湿度、温度和GPS位置。
在一个实施例中，操作者信息包括用户名、密码和生物信息，以及生物信息包括指纹、面部特征和声音特征中的一种。
在一个实施例中，验证终端将更新后的验证终端私钥进行存储并删除旧的验证终端私钥的步骤。
在一个实施例中，验证终端和检测终端存储有与检测终端相关的账户信息，而接收终端不具有与检测终端相关的账户信息。
本公开的实施例通过三个终端，即检测终端、验证终端和接收终端两两之间进行交互来完成加密的消息传递，在应用于食品安全追溯时，将能够实现更高的安全性，避免食品流程过程中其他主体对信息的篡改，而普通消费者也能够从原理上确保其所查看的食品安全数据的可信度，从而提供一种具备不可篡改性，分散性，透明性和开放性的新食品安全追溯机制。
附图说明
本发明的附图将以图示的方式说明实施例，而不是为了对实施例进行限制，其中：图1是根据本发明实施例的食品安全追溯系统的框图。
图2是根据本发明实施例的食品安全追溯方法的流程图。
具体实施方式
本领域技术人员将理解术语第一、第二等可在本文中用于描述各种元素而不进行顺序或优先级的限制。其中第一元素可以称作第二元素，并且相似地，第二元素可以称作第一元素。理解在框图中指出的功能/动作可脱离在操作图示中指出的顺序而发生。例如，连续示出的两个框实际上可大致上同时执行或以逆向顺序执行，这取决于涉及的功能性。信息传递可在与描绘的箭头相反的方向上发生。图1是根据本发明实施例的食品安全追溯系统的框图。该食品安全追溯系统包括至少一个检测终端101，至少一个验证终端102和至少一个接收终端103。检测终端101，验证终端102和接收终端103可以是任何执行计算功能的固定设备或便携设备，例如台式计算机、笔记本计算机、智能手机、平板计算机、服务器，手持PC、基站等任何可以存储并处理数据的计算装置。其中检测终端101用于食品安全过程中各个检测过程中的相关数据收集，检测终端101可以包括多个传感器105用来检测食品参数。食品参数可以包括GPS位置信息以便确认食品的原产地。食品参数可以包括运输和储存过程中的温度和湿度信息以便确认食品是否有变质危险。食品参数可以是时间信息以便确认正确的生产日期和运输过程。食品参数还可以是日照强度、空气污染数据、土壤数据、水质情况等各种其他传感器所收集的信息。验证终端102是用于验证检测终端101所检测的数据，并且以加密方式进行传输的判断机构。验证终端102所定义的规则可以存储在远程的规则数据库106中并通过操作者相应进行修改。规则可以包括进行验证时的优先顺序，例如首先验证操作者信息中的一种，而在不通过时开始验证操作者信息的其他种类，并在验证错误发生时报警等。验证终端102将验证检测终端101在发送其检测的数据时所发送的操作者信息，该操作者信息不限于用户名和密码等相对容易被篡改或盗用的信息，还应包括操作者的指纹、面部特征和声音特征等生物信息以便确认信息是由正确的操作者所上传。接收终端103是用来接收和存储加密信息的终端，其与检测终端101和验证终端102通过网络进行通信。接收终端103可以是消费者可接入的服务器或计算终端，也可以与消费者可接入的服务器或计算终端进行通信以便消费者可以从接收终端103获取食品安全信息而无需与检测终端101和验证终端102进行通信。例如，消费者可以持有移动终端104以便通过无线网络与接收终端103进行通信。同时，消费者将不与检测终端101或验证终端102进行任何的通信。
图2是根据本发明实施例的食品安全追溯方法的流程图。在步骤S201中，首先由检测终端101向验证终端102发送检测终端公钥以及用于验证所述操作者的身份的操作者信息。本文中所述的公钥和私钥的密钥对例如可以通过众所周知的RSA非对称加密来提供，以在终端之间实现加密通信。检测终端101在检测了包括湿度、温度、时间和GPS位置的食品参数后将自动或手动地将该食品参数与包括操作者的指纹、面部特征和声音特征等生物信息的操作者信息一起发送到验证终端102。
在步骤S203中，验证终端102可访问预先存储的操作者的历史身份信息，在根据历史身份信息成功验证操作者的身份信息时将把验证终端公钥发送到检测终端101以用于后续的三方加密传输步骤，并将检测终端公钥和验证终端私钥发送到与之进行通信的接收终端103。验证终端102可以连接到规则数据库106。规则数据库106中除了储存相应的规则数据以外，还可包括上述历史身份信息，过往消息记录以及其他认证数据等。
在步骤S205中，检测终端101将利用验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥加密的存储信息发送到接收终端103。该存储信息包括所验证操作者的身份、时间戳以及检测终端101先前所感测的食品参数。存储信息可以利用验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥三者依次进行签名，并在解密时使用密钥对中的另一个依次进行解密。存储信息也可以利用验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥三者产生一个新的密钥对进行加密传输。这样可以确保数据的安全性。验证终端102既不保存存储信息，也无法解密存储信息，因此既能防止数据被篡改，又节省了存储和处理大批量存储信息的能力。
在步骤S207中，由接收终端103以与之前的验证终端公钥、检测终端私钥和固定存储用私钥相对应的固定存储用公钥、验证终端私钥和检测终端公钥按顺序对存储信息进行解密。在接收终端103保存所解密的存储信息之后向验证终端发送保存完成的通知。消费者所持有的移动终端104此后将可以通过接收终端103上的数据库查看保存的食品安全信息，而在整个查看过程中不与其他终端进行通信。
在步骤S209中，验证终端102.在接收到保存完成的通知后通过将当前验证终端私钥和随机信息的组合在哈希函数中迭代大于一次的方式来更新验证终端私钥。哈希函数可以是安全散列算法SHA中的SHA256函数，该函数通过将消息分块后重复进行逻辑运算来执行循环加密，最后得到256比特的摘要信息，即哈希值。而所得到的哈希值将作为新的验证终端私钥，以保护验证终端102和检测终端101之间的消息传递。这样，不仅能实现三个终端之间的安全的信息传递，而且能确保密钥的传输也是加密的，可以大大提高盗取数据或篡改数据的难度。
本文说明的具体的实施例并非是用来限制本发明的范围，而是本发明的范围将覆盖本文讨论的实施例的各种替代或改变。本发明的保护范围仅由权利要求书限定，而不限于任何实施例中所描述的具体参数或步骤。

Claims (10)

1.一种基于区块链的食品安全追溯方法，其特征在于包括如下步骤：
由检测终端向验证终端发送检测终端公钥以及用于验证操作者的身份的操作者信息；
验证终端在成功验证所述操作者的身份时将验证终端公钥发送到检测终端，并将检测终端公钥和验证终端私钥发送到接收终端；
由所述检测终端将利用所述验证终端公钥、所述检测终端私钥和固定存储用私钥加密的存储信息发送到接收终端，该存储信息包括所述操作者的身份、时间戳以及由所述检测终端所包含的多个传感器所感测的食品参数；
由接收终端利用固定存储用公钥、验证终端私钥和检测终端公钥解密该存储信息并在保存所述存储信息之后向验证终端发送保存完成的通知；以及
验证终端在接收到保存完成的通知后通过将当前验证终端私钥和随机信息的组合在哈希函数中迭代大于一次的方式来更新验证终端私钥。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所感测的食品参数包括湿度、温度、时间和GPS位置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述操作者信息包括用户名、密码和生物信息，以及所述生物信息包括指纹、面部特征和声音特征中的一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括所述验证终端将更新后的验证终端私钥进行存储并删除旧的验证终端私钥的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述验证终端和所述检测终端存储有与所述检测终端相关的账户信息，而所述接收终端不具有与所述检测终端相关的账户信息。
6.一种基于区块链的食品安全追溯系统，包括检测终端、验证终端和接收终端，其特征在于：
检测终端配置成向验证终端发送检测终端公钥以及用于验证操作者的身份的操作者信息；
验证终端配置成在成功验证所述操作者的身份时将验证终端公钥发送到检测终端，并将检测终端公钥和验证终端私钥发送到接收终端；
检测终端还配置成将利用所述验证终端公钥、所述检测终端私钥和固定存储用私钥加密的存储信息发送到接收终端，该存储信息包括所述操作者的身份、时间戳以及由所述检测终端所包含的多个传感器所感测的食品参数；
接收终端配置成利用固定存储用公钥、验证终端私钥和检测终端公钥解密该存储信息并在保存所述存储信息之后向验证终端发送保存完成的通知；以及
验证终端还配置成在接收到保存完成的通知后通过将当前验证终端私钥和随机信息的组合在哈希函数中迭代大于一次的方式来更新验证终端私钥。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于所感测的食品参数包括时间、湿度、温度和GPS位置。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述操作者信息包括用户名、密码和生物信息，以及所述生物信息包括指纹、面部特征和声音特征中的一种。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述验证终端还配置成将更新后的验证终端私钥进行存储并删除旧的验证终端私钥。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述验证终端和所述检测终端存储有与所述检测终端相关的账户信息，而所述接收终端不具有与所述检测终端相关的账户信息。
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