[发明专利]一种基于区块链的食品安全风险溯源分析系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于区块链的食品安全风险溯源分析方法与系统，本发明中将区块链技术应用于系统的数据库层和通信层，可视化技术应用于系统的业务层。数据上传需要发起方的数字签名确保数据不被篡改，数据都存储到区块链中。数据访问受权限控制，通过执行智能合约对区块链中数据进行访问。使用Force‑Directed Graph和流向地图展示食品风险溯源过程。对食品安全风险溯源时，用户通过Force‑Directed Graph向上钻取追溯源头，再向下钻取追踪食品流向，Force‑Directed Graph钻取操作与流向地图联动展示，流向地图中箭头表示风险食品流向，其中地区的颜色深浅度不同，代表风险流向程度不同。本发明不仅解决了传统食品溯源数据存储不安全，中心数据库易被攻击等问题，还给用户提供友好的可视化交互界面。

主权项

1.一种基于区块链的食品安全风险溯源分析系统，其特征在于，包括：数据库层、通信层和业务层；所述数据库层，用于存储区块链中的所有信息，区块链结构是通过文件系统进行存储的，区块链中包含的内容有区块链的最新状态和所有的交易信息以及智能合约的相关信息，采集的所有信息包括食品担责方材料、时间、地理位置均以区块的形式进行存放，每个区块分为区块头和区块体，区块头包括区块高度、交易哈希和前一个区块哈希，区块体包括交易信息，区块与区块之间通过区块头中的前一个区块哈希值建立链接，多个区块数据通过文件系统进行存储，数据库层负责记录通信层中共识通过的交易信息；所述通信层包括网络结构和协议，实现P2P网络，为底层区块链网络提供服务，基于区块链技术以超级账本Fabric为平台和Gossip数据传播协议，所述通信层中节点和服务分配不同的角色，按照功能角色划分为三种类型，分别为检测节点、监管节点、排序节点，检测节点对用户提交的交易进行背书，背书通过后模拟运行交易，监管节点负责维护区块链，会定期的从排序节点获取排序后的交易区块，对区块中的交易进行最终的检测，检测通过后执行合法的交易，将结果写入区块链，Fabric网络中的节点之间通过Gossip协议来进行状态同步和数据分发，业务层直接与通信层打交道，通信层实现了对数据库层的连通支持，用户通过所述业务层把签名后的数据上传至所述的通信层进行共识，共识通过后的数据会打包成区块上传至所述的数据库层；所述的业务层，支持用户的接入，是人机交互的入口，主要面向业务的开发人员，用户使用SDK来与Fabric网络打交道，用户可以发起正式交易，在业务层调用智能合约可对区块链的状态进行操作，智能合约提供可编程能力对上层应用的支持，用户通过智能合约的API编写自己的智能合约，即可对区块链中的信息进行更新或读取操作，所述的业务层是用户与通信层打交道的桥梁，业务层提交的交易在通信层共识通过后对数据库层进行操作，用户通过业务层间接对数据库层数据进行读取进而进行可视化展示。