基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€驗證研究模型

陳亞軍 劉宏月

摘要： 本文主要介紹了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€驗證研究模型，以解決產(chǎn)品真?zhèn)蔚脑诰€驗證問題。

關(guān)鍵詞： 區(qū)塊鏈;真?zhèn)悟炞C

中圖分類號： F713.36;F274?? ?文獻標識碼： A?? ?文章編號： 1672-9129（2018）09-0058-02

Abstract： This paper mainly introduces the research model of online authentication of product authenticity based on block chain technology to solve the problem of online verification of product authenticity..

Key words： ??block chain;authentication

1 引言

在社會生活當中，人與人之交的交易最終都體現(xiàn)于產(chǎn)品的交易。而在產(chǎn)品交易過程中，由于市場混亂、產(chǎn)品種類繁多，如何做好產(chǎn)品的真?zhèn)悟炞C、保護產(chǎn)品公司和消費者的合法權(quán)益已經(jīng)成為當今社會中普遍存在的難題。

本文在以上社會環(huán)境下提出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€驗證研究模型，試圖對產(chǎn)品的真?zhèn)悟炞C有所貢獻。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)及應用

區(qū)塊鏈具有去中心化、時序數(shù)據(jù)、集體維護、可編程和安全可信等特點[1]。從本質(zhì)上說，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，它允許數(shù)據(jù)分布式存儲，從而達到去中心化的效果，并借用密碼學保證其鏈式區(qū)塊被修改難度的復雜性，進而保證數(shù)據(jù)的安全性。

2008 年，“中本聰”在《比特幣：一種點對點電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中提出區(qū)塊鏈[2]。至此以后，區(qū)塊鏈憑借其獨特的優(yōu)勢，吸引了一眾學者的目光，對于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究如火如荼。區(qū)塊鏈技術(shù)更是被譽為繼人類社會發(fā)展之后的第4個里程碑[3]。截止目前為止，國際上對于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究迅猛發(fā)展，包括國內(nèi)的阿里巴巴、騰訊、百度等大的電商集團領(lǐng)袖也對區(qū)塊鏈技術(shù)的應用前景十分地看重。區(qū)塊鏈技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛用于金融、選舉投票、食品溯源等領(lǐng)域，具有廣泛的應用前景。

3 真?zhèn)悟炞C模型

本文提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€研究模型主要分為三個模塊：數(shù)據(jù)存儲層、網(wǎng)絡(luò)層、應用層。第一個模塊數(shù)據(jù)存儲層，用于存儲經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)結(jié)點驗證之后的交易信息。第二個模塊網(wǎng)絡(luò)層，包括所有參與網(wǎng)絡(luò)的認證結(jié)點、共識機制和激勵機制。第三個模塊應用層又主要包括交易模塊和通用模塊，交易模塊用于結(jié)點到結(jié)點之間的交易，通用模塊用于產(chǎn)品的溯源及真?zhèn)悟炞C。

底層數(shù)據(jù)存儲層區(qū)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括系統(tǒng)版本號、時間戳、前一區(qū)塊頭散列值、Merkle根、目標Hash、隨機數(shù)Nonce，以及用于真?zhèn)悟炞C的產(chǎn)品序列號字段。結(jié)點之間的交易必須經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的大部分結(jié)點驗證為合法交易后才能打包進區(qū)塊。

網(wǎng)絡(luò)層采用P2P技術(shù)，負責結(jié)點之間交易的廣播。結(jié)點之間發(fā)起的交易在網(wǎng)絡(luò)中廣播，網(wǎng)絡(luò)中的其它結(jié)點搜索當前時間段網(wǎng)絡(luò)中未確認的交易，加入到本地的交易池當中，提供自身算力開始計算目標Hash。為了確保網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點積極的提供自身算力尋找目標Hash，網(wǎng)絡(luò)層采用PoW共識機制及積分獎勵機制，從而保證網(wǎng)絡(luò)中各個結(jié)點積極提供自身算力，參與交易的驗證。而用戶參與驗證獲得的積分可以用于到產(chǎn)品提供商家兌換一定的實物獎勵。

位于頂部的應用層模塊具體包括兩個小模塊，交易模塊用于結(jié)點與結(jié)點之間的交易。結(jié)點連入網(wǎng)絡(luò)后，交易模塊會為結(jié)點分配私鑰及公鑰。私鑰作用于保證結(jié)點的財產(chǎn)信息。公鑰作為結(jié)點的一個交易地址，相當于結(jié)點之間交易時的一個交易賬號。通用模塊作為真?zhèn)悟炞C模型的一個典型模塊，用于在線驗證產(chǎn)品的真?zhèn)巍?/p>

以上介紹了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€驗證研究模型。具體的驗證流如程圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點申請成為真?zhèn)悟炞C網(wǎng)絡(luò)的一個結(jié)點。真?zhèn)悟炞C網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點登陸交易模塊，交易模塊為其分配保護結(jié)點財產(chǎn)的私鑰和用于交易的公鑰信息。節(jié)點之間發(fā)起交易后，運用P2P技術(shù)向全網(wǎng)廣播。在此過程中，真?zhèn)悟炞C網(wǎng)絡(luò)會通過對當前交易中的上一筆交易信息進行溯源，從而確保當前的交易主體具有交易過程中產(chǎn)品的交易權(quán)。如果沒有，則舍棄該筆交易。如果有，則承認其合法性。網(wǎng)絡(luò)中的其它結(jié)點搜集全網(wǎng)當前時間段內(nèi)未驗證的交易作為當前區(qū)塊體的交易集合，并計算區(qū)塊體內(nèi)交易集合的Merkle根，記入?yún)^(qū)塊頭，并填入?yún)^(qū)塊頭的其它信息，接下來搜索合適的隨機數(shù)Nonce，一旦搜索到合適的隨機數(shù)Nonce后，向全網(wǎng)廣播，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點驗證后，獲得當前區(qū)塊的記賬權(quán)，并獲得一定的積分獎勵。當前區(qū)塊被記入當前真?zhèn)悟炞C網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊主鏈中。通用模塊提供產(chǎn)品的真?zhèn)悟炞C。交易信息經(jīng)驗證存儲進真?zhèn)悟炞C網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊主鏈后，用戶通過通用模塊，輸入買到的產(chǎn)品序列號，通用模塊在當前主鏈中根據(jù)當前區(qū)塊的前一區(qū)塊散列值對區(qū)塊信息進行溯源，匹配到正確的產(chǎn)品序列號，列出產(chǎn)品自產(chǎn)品廠商售出后的所有交易信息，從而達到對產(chǎn)品真?zhèn)蔚脑诰€驗證。

4 結(jié)束語

本文主要從區(qū)塊鏈技術(shù)的角度出發(fā)，借助區(qū)塊鏈不可被更改的特點，提出其在產(chǎn)品真?zhèn)卧诰€驗證過程中的應用模型，從而希望能解決產(chǎn)品驗證信息的數(shù)據(jù)追蹤與信息防偽問題，防止因監(jiān)管不到位，產(chǎn)品真?zhèn)悟炞C標志被多次濫用及盜用而引起的產(chǎn)品真?zhèn)坞y以鑒別情況的發(fā)生。

參考文獻：

[1]袁勇， 王飛躍. 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 自動化學報， 2016， 42（4）：481-494.

[2]Nakamoto S. Bitcoin： A peer-to-peer electronic cash system[J]. Consulted， 2008.

[3]沈鑫， 裴慶祺， 劉雪峰. 區(qū)塊鏈技術(shù)綜述[J]. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學報， 2016， 2（11）.