[发明专利]一种基于区块链的垃圾回收监管系统和方法

权利要求书

1.一种基于区块链的垃圾回收监管系统，其特征在于，该系统分为五层结构，以节点的形式参与到区块链网络中的终端层、保证数据安全传输的密码服务层和网络通信层，保证数据真实上链的合约层和保证数据不可篡改，可追溯的数据存储层；其中：

终端层包括智能垃圾箱节点、垃圾车节点、垃圾处理中心节点、垃圾厂节点和监管节点； 智能垃圾箱节点，负责记录此箱收集的各种类垃圾的重量，签名上传终端数据格式的数据至区块链网络；垃圾车节点，负责记录收到的每个智能垃圾箱节点的信息并签名上传垃圾车数据格式的数据至区块链网络；垃圾处理中心节点，负责记录收集到的垃圾车节点的信息并签名上传垃圾处理中心数据格式的数据至区块链网络；垃圾厂节点，负责记录收集到的垃圾车节点的信息并签名上传垃圾处理厂数据格式的数据至区块链网络；监管节点，拥有查看区块链网络中的数据的权限；

密码服务层，通过以太坊的加密算法为终端层中智能垃圾箱节点、垃圾车节点、垃圾处理中心节点、垃圾厂节点和监管节点分别生成对应的密钥对；

网络通信层，通过Http保证终端层中智能垃圾箱节点、垃圾车节点、垃圾处理中心节点、垃圾厂节点和监管节点与区块链网络数据传输的可靠性；

合约层，通过编写交易管理智能合约，负责终端层中智能垃圾箱节点、垃圾车节点、垃圾处理中心节点、垃圾厂节点和监管节点上传的数据按格式上链和对链上数据查询；

数据存储层，采用MongoDB的非关系型数据库进行区块数据的持久化。

2.根据权利要求1所述的垃圾回收监管系统，其特征在于，密码服务层使用哈希算法和椭圆曲线数字签名算法。

3.根据权利要求1所述的垃圾回收监管系统，其特征在于，合约层主要包括以下模块：上链模块、验证模块、定时公布链上信息模块、追溯模块和数据信息差异检测模块；其中：

上链模块，用于终端层的每个节点在与下一流程的节点完成交互之后会对该次交互的信息进行统计后发送请求的验证，得到准许后签名上链；

验证模块，用于验证该信息的签名者，如果为真，则返回准许信息；否则返回不许信息；

定时公布链上信息模块，用于每隔一段时间将这段时间链上的新增信息进行统计编号返回给终端层上的所有节点，并进行信息展示；

追溯模块，每则信息从智能垃圾箱节点获取后会产生一个由密码服务层计算后的hash值，该值依次经过终端层中的节点信息进行签名认证；当对于一条hash值进行追溯时，遍历链上关

于此hash值的记录信息，根据每段签名信息进行数据信息差异检测，并显示处理结果；

数据信息差异检测模块，用于不在误差值范围内的垃圾处理流程的标注。

4.根据权利要求1所述的垃圾回收监管系统，其特征在于，数据存储层存储的数据内容包括hash值、data值、签名和阶段信息；

Hash值：智能垃圾箱节点根据时间戳和此类垃圾的重量及自己的公钥信息进行hash-256运算得出；

Data值：此批次垃圾信息的具体数值；

签名：一个批次的垃圾回收流程中会经过智能垃圾箱、垃圾车、垃圾处理中心、垃圾厂回收四个阶段，每个阶段被相应的节点进行处理后签名；

阶段：代表此条信息是处于哪个阶段。

5.一种根据权利要求1所述的基于区块链的垃圾回收监管方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）智能垃圾箱节点在垃圾车节点到达时，记录此智能垃圾箱节点的垃圾种类信息并通过网络通信层对信息进行签名上传至合约层；

（2）垃圾车节点在每收集一个垃圾车节点的信息时，通过智能化设备记录此次收集的智能垃圾箱节点的信息并通过网络通信层签名上传至合约层；

（3）垃圾处理中心节点在每收到一个垃圾车节点的信息时，通过智能化设备记录此次收集的垃圾车节点的信息并通过网络通信层签名上传至合约层；

（4）垃圾厂节点以固定周期去记录每次垃圾处理的信息，通过智能化设备记录此次收集的垃圾处理中心节点的信息并通过网络通信层签名上传至合约层；

（5）合约层根据收到的各节点的信息来源不同对信息进行分类，再利用监管节点的公钥进行加密上链；

（6）监管节点通过调用合约层的相关API去获取链上加密信息，并通过私钥解密这些加密信息。