CN109003099A - 区块链节点数据处理方法、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种区块链节点数据处理方法和设备，包括：接收数据采集设备发送的第一标签数据，将第一标签数据以预定的数据结构表示，以所述溯源产品的标识作为关键词；判断是否保存有以溯源产品的标识作为关键词的第二标签数据，若是，则判断第二标签数据的读取时间与第一标签数据的读取时间的间隔是否大于预定阈值，若大于，则输出第一标签数据，并更新读取时间，若小于，则过滤第一标签数据，并更新读取时间，若否，则将第一标签数据以预定的数据结构存储到存储器并且输出第一标签数据。本申请能够应用区块链技术在供应链上可以有效的防止数据被篡改,保障溯源产品数据的真实性,可靠性,有效性。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理，更为具体而言，涉及一种区块链节点数据处理方法、设备和存储介质。
背景技术
区块链技术是一种日益成熟发展、利用块链式数据结构来验证与存储数据，利用分布式节点共识算法来生成和更新数据，利用密码学技术保证数据传输和访问的安全，利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
区块链节点的数据处理是区块链数据处理中的一个重要环节，其中，对于区块链节点数据的去冗余处理是目前区块链数据处理技术中亟需解决的问题之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例提供一种区块链节点数据处理方法，对采集设备采集的原始数据，采用以溯源产品标识为关键字的数据结构表示，通过预定时间间隔和溯源产品的标识配合以及数据库的查询操作，去除原始采集数据的冗余，确定有效的标签数据，从而提高各个区块链节点的标签数据处理效率。
第一方面，本发明实施方式提供一种区块链节点数据处理方法，包括：第一区块链节点接收数据采集设备发送的第一标签数据，所述标签数据包括所述采集设备的标识，溯源产品的标识和所述标签数据的读取时间，将所述第一标签数据以预定的数据结构表示，以所述溯源产品的标识作为关键词；
判断本地数据库中是否保存有以所述第一标签数据的溯源产品的标识作为关键词的第二标签数据，若是，则判断本地数据库中的所述第二标签数据的读取时间与所述第一标签数据的读取时间之间的时间间隔是否大于预定阈值，若大于预定阈值，则输出所述第一标签数据，并在所述预定数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间，若小于预定阈值，则过滤所述第一标签数据，并在所述预定的数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间，若否，则将所述第一标签数据以所述预定的数据结构存储到存储器并且输出所述第一标签数据。
在本发明的一些实施方式中，所述预定的数据结构为分布式哈希表DHT。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括:第一区块链节点将输出的第一标签数据发布到网络，以便拥有记账权的第二区块链节点周期性地对发布到网络的标签数据进行共识处理。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：第一区块链节点对输出的第一标签数据进行轻量级加密处理。
在本发明的一些实施方式中，所述采集设备包括下述的一种或多种：二维码采集设备、电子标签采集设备、传感器、射频识别设备、基于近场通信NFC的采集设备和应用程序编程接口API网关设备。
在本发明的一些实施方式中，所述预定阈值位于1秒到60秒的范围。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：第一区块链节点对输出的第一标签数据根据预定算法进行数字签名。
在本发明的一些实施方式中，所述预定算法包括数字安全散列算法SHA和MD5等。
第二方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中，存储器，存储有计算机指令，处理器，配置为运行所述计算机指令以使所述计算机设备执行第一方面所述的方法。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时执行第一方面所述的方法。
附图说明
图1示出了根据本发明实施方式的区块链节点数据处理方法的流程示意图。
图2示出了根据本发明实施方式的区块链网络***节点布局图。
图3示出了根据本发明实施方式的的防伪溯源应用***模型的功能图。
图4示出了根据本发明实施方式的的防伪溯源应用***模型的溯源框架图。
图5示出了根据本发明实施方式的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明的各个方面进行详细阐述。其中，众所周知的模块、单元及其相互之间的连接、链接、通信或操作没有示出或未作详细说明。并且，所描述的特征、架构或功能可在一个或一个以上实施方式中以任何方式组合。本领域技术人员应当理解，下述的各种实施方式只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。还可以容易理解，本文所述和附图所示的各实施方式中的模块或单元或处理方式可以按各种不同配置进行组合和设计。
参见图1，图示了根据本发明实施方式的区块链节点数据处理方法的流程示意图。该方法可包括步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104和步骤S105，接下来结合具体的实施例对上述的步骤进行具体的说明。
步骤S101，第一区块链节点接收数据采集设备发送的第一标签数据，所述标签数据包括所述采集设备的标识，溯源产品的标识和所述标签数据的读取时间。
如图2所示，本发明实施方式的区块链网络***200的节点包括：原产地节点201，加工工厂节点202，代理商1节点203......代理商n节点204(其中，n大于或等于3)、超市1节点205......超市n节点206等环节，各个节点之间搭建区块链网络。所述节点可包括记录数据的节点和具有计算能力参与记账共识的记账节点，其中，记账节点缓存有所属区块链***的完整共识账表。
在区块链网络***中，各节点(例如，原产地节点，加工工厂节点，代理商节点，超市节点等节点)之间互通互联，各节点包括节点enode、id、IP、port、protocle等信息，并且具有添加其他节点，以及移除其他节点的功能，以及所连接节点数量统计、加密数据、数字签名、部署调用合约等功能，各节点只需知道其他节点enode，通过添加节点功能即可将其他节点链接到当前区块链网络中，成为整个区块链***的一个节点。
如图3所示，本发明实施方式的基于区块链的防伪溯源应用***300可以划分为数据采集体系301、共识数据处理和存储体系302、企业业务交互管理体系303和终端消费者体系304，下面对上述体系进行具体的说明。
数据采集体系301，包括利用物联网感知网技术，RFID、电子标签、NFC等技术，在溯源产品所需材料源产地、生产、加工、流通等环节，给溯源产品颁发“电子身份证”，如加贴电子标签等方式并建立溯源产品安全数据库，对其运输、包装、质检、销售等流转过程中的全部有效信息经过IoT数据采集体系对相关各环节数据进行获取；所述有效信息是指经过数据过滤处理后的溯源产品信息和相关的全部交易信息。
共识数据处理和存储体系302，采集的数据经过轻量级加密处理以及CA认证；对自动监控采集的数据发生数据冗余，通过过滤算法对数据进行过滤，保存有效信息；通过智能合约将有效数据或相关交易信息进行公开，节点经过数据共识后实现溯源产品信息或交易信息的上链，将链上链下信息结合起来，实现数据的不可篡改。
企业业务交互管理体系303，用于企业内部逻辑服务，包括联盟企业间的多个业务逻辑和单个企业业务逻辑；联盟企业间的相关溯源产品信息是共享的，业务透明，各企业共同维护整个账本数据。
终端消费者体系304，用于消费者对所购溯源产品的查询，辨别溯源产品真伪，以及获取从种植园到生产到运输等环节的具体信息；也可获取各个节点的信息；其中查询方式包括手机App端和Web端，包括用户信息注册，交易平台，应用管理，区块信息查看，节点信息展示，交易查询等内容。
从另一角度来看，应用本发明实施方式的区块链***可以包括如图4所示的多个分层。
数据采集层401，用于对有关溯源产品相关数据的收集；其中采集方式包括二维码，电子标签，传感器，API网关等。
数据层402，用于将采集到的原始数据进行处理；其中包括数据过滤，更新和加密，所述数据包括种植生产，加工包装，物流信息，监测数据，销售数据等；数据处理后更新数据库将数据信息上传到区块链网络中。
业务层403，用于企业内部逻辑服务，包括联盟企业间的多个业务逻辑和单个企业业务逻辑。
应用层404，用于溯源应用相关程序的实现，通过智能合约与业务层互通。
用户层405，用于消费者对所购溯源产品的查询，辨别真伪；其中查询方式包括手机App端和Web端，包括用户信息注册，交易平台，应用管理，区块信息查看，节点信息展示，交易查询等。账本数据为主数据；产品溯源整个过程的数据全部应用到区块链上；原始数据中心可以保留数据的复制；数据更新迁移期间，对数据逐个分析。
溯源产品信息是通过采集设备获取，其中，采集设备可以是二维码采集设备、电子标签采集设备、传感器、射频识别设备、基于近场通信NFC的采集设备、API网络设备中的一种或多种。例如，同一节点可采用一种或两种或三种采集设备。
溯源产品的原材料获取，生产，运输，转送，销售等过程均包含在区块链***中，包括：溯源产品所需原材料，植物生长环境(包含水分，土壤，气候等)，果实成长周期(色泽，成熟度等)，原材料产地等主要信息；工厂生产成品日产量，产品批次号，产品等级，日期，质检情况等信息；各代理商等中间环节的溯源产品运输数量，具体时间，转送对象，送往目的地等信息；超市等环节上架售卖溯源产品的购买时间，库存量等信息。溯源产品信息包括各节点下需记录在区块链上的信息，原产地节点提供的数据信息包括不但限于：所需原材料，植物土壤生长环境，果实成熟度，成长周期等数据信息；加工工厂节点提供的数据信息包括但不限于：每日原材料进货量，产品打包批次，日产产品数量以及相应的时间戳和质检人员等信息，当工厂向代理商发送产品时，还需将发送的产品数量，时间戳，发送对象，发送目的地等关键信息记录在区块链网络中；代理商节点提供的数据信息包括但不限于：向下一级代理商或者超市等节点发送产品数量批次，时间戳，发送对象，发送目的地等关键信息。
需要说明的是，第一区块链节点可以是上述的任意一个环节的节点，例如，源产地节点、加工工厂节点、经销商节点、超市节点等等。
区块链各个节点的信息包括溯源产品没有加工为成品之前的成长或生长情况信息，例如红酒原材料葡萄的产地，生长环境(水分，土壤等)，果实成熟度(色泽，甜度等)等信息，这一阶段是利用感知网技术对植物生长信息进行全方位的监测，进而对所述原材料信息进行采集；为避免采集到的数据发生冗余现象，本发明设计了一种数据过滤算法，对采集到的数据进行数据过滤，滤除重复信息，保留有效信息，之后由原材料产地节点负责将所述原材料信息记录在区块链网络中，完成溯源产品原材料信息真实记录，公开透明，从而可以在产品源头上对假冒伪劣现象进行杜绝，提高溯源产品的可信度。
区块链各个节点的信息还包括加工工厂对原材料的加工处理；其中加工处理包括对原材料的质检筛选、工艺制作、包装入库等操作。工厂节点会负责将每天的原材料进货量、工厂生产成品日产量、产品批次号、产品等级、生产日期、质检情况、发货日期等信息记录在区块链网络中，记录以后任何节点将不能篡改相关数据，当代理商节点向工厂发出请求进货时，共厂会根据请求内容将溯源产品发送给代理商，与此同时，工厂节点也会把此次交易信息，所述交易信息包括发送的溯源产品数量、产品批次号、时间戳、发送对象、发送目的地等关键信息记录在区块链中，并且对此次交易进行数字签名，进而保证交易的不可抵赖性。代理商从工厂进货，超市从代理商进货；所述代理商和超市为多个，并非一个。
代理商向工厂发出进货请求后，工厂验证代理商身份后，根据请求内容为代理商安排发货，在运输过程中只需扫描溯源产品标识码即可获得相关物流信息；当货物到达目的地后，代理商验证后将收货日期、货物数量、批次号、进货对象等关键信息记录在区块链网络中，并对此次交易记录进行数字签名，发布公开此次交易，全网共识后交易生效；该阶段溯源产品已经从工厂到达代理商，并且全网节点都已知道此事件，后面的二级代理商、三级代理商等与所述工厂和代理商之间溯源产品流转情况相同，当超市对经销商发起进货请求后，经销商验证超市身份后，根据请求内容为超市安排发货，并在此次交易中进行数字签名，确保交易的不可抵赖性；超市收货后将收货日期、货物数量、批次号、进货对象等关键信息记录到区块链中，并对此次交易记录进行自己的数字签名，说明超市已收到货，全网共识后交易生效，之后超市可以在自己的数据库中记录相关信息，对溯源产品开始进行上架销售。
消费者从超市购买相关溯源产品，之后可以对其进行查询辨别真伪；消费者购买溯源产品后可以通过Web端或者App端对溯源产品进行查询，当消费者成功购买后，会产生一笔交易，交易内容包括溯源产品批次号、出售时间、库存量等内容，并且还有超市对此次交易的数字签名，所述交易会记录在区块链网络中，消费者可以根据溯源产品上的标识码对其进行查询，可以获知该笔交易信息、区块信息、节点信息以及所购溯源产品从原材料到加工到物流到消费整个流程信息。
步骤S102，将所述第一标签数据以预定的数据结构表示，以所述溯源产品的标识作为关键词。
在本发明的一些实施例中，预定的数据结构为分布式哈希表。例如，从采集设备采集到的标签数据可以表示成<R,O,T>,其中R表示采集设备的标识；O表示溯源产品的标识，即(Electronic Product Code，EPC)电子产品代码；T表示标签数据的读取时间。将溯源产品标签数据放入一个哈希表(hash table)中,将溯源产品的标识作为哈希表的关键字。
需要说明的是，步骤S102中的第一标签数据可以是区块链的任意一个环节的节点从任意一种采集设备获取的任意一个新的标签数据，为了描述方便，将其描述为第一标签数据。
步骤S103，判断本地数据库中是否保存有以所述第一标签数据的溯源产品的标识作为关键词的第二标签数据，若是，则执行步骤S104，若否，则执行步骤S105。
在步骤S103中，确定第一区块链节点本地的数据库中是否保存有以第一标签数据的溯源产品的标识O作为关键词的第二标签数据，其中，第二标签数据是第一区块链节点本地数据库中已经保存的标签数据。也就是说，在接收到一个新的标签数据后，通过上述步骤确定本地的哈希表中是否保存有相同溯源产品的标识的标签数据。
步骤S104，判断本地数据库中的所述第二标签数据的读取时间与所述第一标签数据的读取时间之间的时间间隔是否大于预定阈值，若大于预定阈值，则输出所述第一标签数据，并在所述预定的数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间，若小于预定阈值，则过滤所述第一标签数据，并在所述预定的数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间。
在确定区块链节点本地有相同溯源产品的标签数据时，确定本地保存的第一标签数据的读取时间与新读取的第一标签数据的读取时间之间的时间差是否大于预定阈值，如果二者之间的时间差大于预定阈值，说明该新读取的第一标签数据是新的标签数据，输出该第一标签数据，并在哈希表中将该溯源产品的标识的标签读取时间更新为新读取的第一标签数据的读取时间。如果二者之间的时间差小于预定阈值，说明该新读取的第一标签数据是重复读取的标签数据，过滤掉该第一标签数据，并在哈希表中将该溯源产品的标识的读取时间更新为该第一标签数据的读取时间。其中，预定阈值可以根据采集设备和节点设备的数据交互能力确定，二者之间的数据交互能力越强，预定阈值设置的越短，交互能力越弱，预订阈值设置的越长。在一些实施例中，预定阈值可以在1秒到60秒的范围内。在一些特定的实施例中，预定阈值可以设置为30秒。
步骤S105，将所述第一标签数据以所述预定的数据结构存储到存储器并且输出所述第一标签数据。
需要说明的是，上述的步骤S103到步骤S105虽然按照顺序进行描述，但在具体的实施过程中不是必须按照上述的顺序执行，例如，步骤S103中的溯源产品的标识的判断和步骤S104中的时间差的判断可以同时进行，也可以按照上面描述的顺序进行，步骤S104和步骤S105对于多个标签数据，可以同时进行。因此，本发明实施方式并不对步骤的执行顺序进行限定。
在确定区块链节点本地的数据库中不存在以第一标签数据的溯源产品的标识为关键字的标签数据时，说明新读取的第一标签数据是新的标签数据，则将该第一标签数据***到哈希表中，存储到本地的存储器，并输出该第一标签数据。
本发明实施方式提供的区块链节点数据处理方法，对原始采集的标签数据信息进行数据过滤，以溯源产品的标识作为关键词提取其中的的有效信息，去除其中的冗余数据，减少了节点本地的数据处理负担，也显著改善了区块链节点本地的数据处理效率。
在本发明的一些实施方式中，区块链节点还对输出的第一标签数据，即有效的标签数据，根据预定的算法进行数签名，例如，该预定的算法可以是数字摘要算法，例如，安全散列算法SHA和MD5等。利用数字摘要算法对获取到的溯源产品的数据信息进行处理，生成对每个所述节点及处理的相关数据信息的验证字段；在区块结构中增加所述校验信息的关键字段,用于记录每个区块对应的交易发起节点信息。通过对节点记录的数据进行数字签名，可以确保节点记录的数据不可抵赖性。
在本发明的一些实施方式中，区块链节点对输出的第一标签数据进行轻量级加密处理。通过对有效的标签数据的轻量级加密，在确保标签数据快速有效传输的基础上，确保数据传输的安全性。
在本发明的一些实施方式中，区块链节点在对数据进行轻量级加密处理后，溯源产品信息的相关数据记录发布到网络，在各个区块连接节点间会被依次处理，具有记账功能的第二区块链节点会周期性地对区块内对所发生的全部交易或记录数据即上传的有关溯源产品的标签数据等信息进行记账打包操作，将打包后的数据封装到区块中，即产生新的区块之后，会进行广播，以便各节点会自动同步信息。对于区块中的数据记录信息或交易数据信息进行共识处理，当所述共识通过后区块中的数据信息或交易才会生效，所述共识操作可包括：接收到区块时，获取区块中的全部数据信息或交易信息；在接收到的该区块的父区块的基础上构建临时区块,并在该临时区块中依次执行固定时间段内产生的全部交易；当全部所述交易执行完成后,判断所述临时区块中的节点校验信息以及签名信息与接收到的所述区块中的校验信息是否一致；若一致,则所述区块中的数据信息或交易信息校验通过,并进行共识,当所述共识通过,各节点会自动同步区块信息，确保区块链数据的一致性、时效性和完整性。
本发明实施方式提供的区块链节点数据处理方法，对于采集的原始数据经过数据过滤算法对其进行数据过滤，留下有效信息，避免数据的过度冗余，之后对有效信息进行必要的轻量级加密处理进行存储，各节点在每一次数据记录或交易时都需对所发布的数据记录或交易进行数字签名，确保数据或交易的不可抵赖性。
本发明实施方式还提供一种计算机设备，如图5所示，计算机设备500包括存储器501和处理器502，其中，存储器501，存储有计算机指令，处理器502，配置为运行所述计算机指令以使所述计算机设备执行上面所述的方法。该计算机设备可以是设置在区块链节点上的设备。
本发明实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时执行上面所述的方法。
本发明说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味构成限定。本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本发明的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。
Claims (10)
1.一种区块链节点数据处理方法，其特征在于，包括：
第一区块链节点接收数据采集设备发送的第一标签数据，所述标签数据包括所述采集设备的标识，溯源产品的标识和所述标签数据的读取时间，其中，所述第一区块链节点包括：原材料节点、工厂节点和代理商节点；
将所述第一标签数据以预定的数据结构表示，以所述溯源产品的标识作为关键词；
判断本地数据库中是否保存有以所述第一标签数据的溯源产品的标识作为关键词的第二标签数据，
若是，则判断本地数据库中的所述第二标签数据的读取时间与所述第一标签数据的读取时间之间的时间间隔是否大于预定阈值，若大于预定阈值，则输出所述第一标签数据，并在所述预定数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间，若小于预定阈值，则过滤所述第一标签数据，并在所述预定的数据结构中将所述溯源产品的标识的读取时间更新为所述第一标签数据的读取时间，
若否，则将所述第一标签数据以所述预定的数据结构存储到存储器并且输出所述第一标签数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定的数据结构为分布式哈希表DHT。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:
第一区块链节点将输出的第一标签数据发布到区块链网络，以便拥有记账权的第二区块链节点周期性地对发布到网络的标签数据进行打包处理，然后在全网中进行广播，全网节点达成共识。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
第一区块链节点对输出的第一标签数据进行轻量级加密处理以保证数据的可靠性。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集设备包括下述的一种或多种：二维码采集设备、电子标签采集设备、传感器、射频识别设备、基于近场通信NFC的采集设备和应用程序编程接口API网关设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定阈值位于1秒到60秒的范围。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
第一区块链节点对输出的第一标签数据根据预定算法进行数字签名。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预定算法包括安全散列算法SHA和MD5等。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中，
存储器，存储有计算机指令，
处理器，配置为运行所述计算机指令以使所述计算机设备执行权利要求1至8所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时执行权利要求1至8所述的方法。
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