基于区块链技术的防伪系统的设计与实现

摘 要：由于具有很高的安全性和保密性，区块链技术已经被越来越多地用于产品防伪。基于此，本文以区块链技术的防伪系统在其合约层、数据层、应用层上的设计策略为出发点，给出了其通过建立区块链防伪平台、使区块链防伪平台SAAS化、在防伪系统中利用智能卡等系统功能的实现方式，并以举例的方式进行了相应的说明和阐释。

关键词：区块链技术；防伪系统；合约层；数据层

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0195-02

Abstract：Because of its high security and confidentiality，block chaining technology has been used more and more in product anti-counterfeiting. Based on this，this paper based on the design strategy of block chain technology in its contract layer，data layer and application layer，gives the realization mode of its system power through building block chain anti-counterfeit platform，making block chain anti-counterfeiting platform SAAS and using intelligent card in anti-counterfeit system. A corresponding explanation have been made.

Keywords：block chain technology；anti-counterfeiting system；contract layer；data layer

0 引 言

尽管当前我国社会主义市场经济取得了长足进步，但其中出现的假冒伪劣产品地问题也越来越严重，给民众的日常生活造成了极坏地影响。因此，各商家必须对防伪技术加以重视，当前广泛使用的二维码技术由于其制作过于简单，很容易被伪造和篡改。而目前现金的区块链技术可以保证产品的防伪功能得到大幅提高，且其具有高度的不可篡改性，值得在商界中得到推广和应用。

1 基于区块链技术的防伪系统的设计策略

在以区块链技术为基础设计的防伪系统中，其对外接口依照OPEN API理论为该系统用户提供对数据和文件开展验证和防伪的服务，区块链防伪系统主要由应用层、智能合约层和区块链数据层三部分组成。相关设计方式如下。

1.1 区块链防伪系统合约层的设计

区块链防伪系统中的合约层主要采用简化低层区块链的形式来封装系统中的数据。其所包含的防伪智能合约主要通过与合约层连接服务器来发挥作用。它能够利用区块链网络来保存系统中的关键业务数据。并以一套由数字形式定义的承诺合约来执行平台协议。这时，承诺合约会通过一份由各参与方认证同意的权利和义务来对其自身的本质和目的进行重新定义。例如，在开展网络商品交易的过程中，承诺合约可以保证卖家发送货物而买家支付货款。在实际操作中，区块链防伪平台的承诺合约通常被建立合约的计算机系统写成一段可读代码，并被保存在系统的合约账本之中。在平台需要实现其功能时，将对操作信息执行相应的接收、处理、存储和发送操作功能。

1.2 区块链防伪系统数据层的设计

区块链数据层是系统中主要的数据存储部分，其由分布式认证节点与区块链管理节点两部分构成，其中分布式认证节点主要使防伪系统形成无法修改的特征，区块链管理节点在实际工作中主要用来保存重要的业务数据，并以分布式认证节点为基础，为自身实际应用设置权限。通常情况下，数据层被设计为区块头和区块体，其中区块头主要包含上一区块和本区块的客户签名，而区块体主要包含具体交易信息。在设计过程中，区块链可以被理解成一篇文章，而文章中的每一个区域都有着一个特定区块与之相互对应。例如，区块头对应文章的页眉，其主要用来描述整体区块内涵；区块体则用来对应文章内容，其主要用来描述实际区块交易信息；区块数字签名对应文章的页码，其主要用来描述区块的具体位置[1]。

1.3 区块链防伪系统应用层的设计

区块链防伪系统中的应用层主要确保系统中的防伪服务可以得到实现，该层能够利用系统中防伪智能合约来完成对数据的验证、存储、查询和检验等功能。其主要通过OPEN API理论调用服务器功能，使系统防伪功能得以实现。介绍如下：（1）在对系统中所检验数据的验证过程中，应用层会自动将业务办理所需要的防伪和防篡改数据调用并保存到系统之中，以使其成为之后开展校对工作时的检验凭证，其中API为数据的提交接口，但使用该接口必须经过身份认证；（2）在对系统中所检验数据进行存储的过程中，应用层会以自动上传存储文件的方式来方便业务人员对所检验的数据进行审核，文件格式包括有PPT/WORD/TXT/PDF/EXCEL等；（3）在對系统中所检验的数据进行查询的过程中，系统会给予业务人员唯一编号作为查询条件，其主要通过平台记录来完成；（4）在对系统中所检验数据的查验过程中，系统会首先验证其中是否包含所验证数据，而后再给出与之相对应的处理结果。

2 基于区块链技术的防伪系统的实现方式

2.1 建立区块链防伪平台

为了使以区块链为基础建立的防伪系统的功能得以实现，首先应建立相应的防伪平台，平台实现方式如下：（1）区块链防伪平台主要采用客户端和全节点两种与系统进行连接的方式，其中客户端连接主要用来将防伪平台服务端口、客户集成包连接起来，进而完成防伪认证处理。它具有迅捷、方便的优点，且限制程度低，大多数业务系统都可以接入平台。全节点连接则相对较为严密，其可以将整个系统中区块链的完整数据进行保存，并通过在系统中设置一个完整的区块链认证节点来完成方位认证处理，但其适用范围主要限于希望进行数据备份的系统之中；（2）在实际运行的过程中，区块链防伪平台可以满足大部分系统中对业务信息的认证和防伪需求，例如，在银行系统之中，区块链防伪平台已经被广泛地应用在业务审批、合同管理等方面，它可以大大提升系统的防伪和防篡改性能[2]。

2.2 使区块链防伪平台SAAS化

现阶段，在建立区块链防伪平台之后，其在实际运行过程中的很多时候都会面临着兼容性低、运维调优内容少和技术改造等问题，这时就需要使其达到SAAS化，从而使其功能得到更完善地发挥。介绍如下：（1）SAAS化主要是指使区块链防伪系统在分部、容器和微服务等技术上具备更强的服务性，其能够使整个系统具备更强的通用性，并使系统中的各项资源达成集约化需求。在系统交易的过程中，它还可以使其迅捷性得到提升，其交易成本也将进一步降低，特别是当出现系统需要改造升级的情况时，只需要对SAAS化的系统底层进行修改就可以完成；（2）目前，最新型的SAAS化区块链防伪平台已经可以实现对各种不同区块链系统的服务支持，这就能够有效节省以往针对不同系统所要花费的重复建设成本。此外，该平台也实现了对不同系统在区块链分布健康状态上的监控管理，这也将大大降低以往对不同区块链系统的监控复杂性，从而确保通过平台签约的合同不会被非法篡改。

2.3 在防伪系统中利用智能卡

在区块链技术的防伪系统中，智能卡也是其中的重要部分，它能够通过密码学算法的集成来生成独立密钥，改密钥能够使系统得到保护而不被不法分子破解，其应用方式如下：（1）智能卡可以利用区块链技术为自身建立一套独立的数据处理器和存储单元，并对存储在其上的数据进行加密处理。加密所用的密钥主要由一个无法被破解的数学难题为核心而建立，在其保护下，其存储的数据将只能输出而不能输入，一切与加密、解密、签名、运算相关的数据操作只能在其内部得到实现，最后结果也只在卡中得到保存。这样就大大降低了其所在区块链防伪系统密码泄露的可能性，进一步使其商业数据和隐私安全得到保障；（2）若想实现对智能卡数据的读取，那么业务人员就需要利用NFC高频短距无线电技术，对智能卡进行非接触式射頻识别来完成数据读取操作，该操作过程也是通过密码学算法完成，具备很高的保密性和安全性[3]。

2.4 实际应用案例

以某电商平台A企业与专门养殖、生产和销售猪肉的B企业为例，其相互交易对区块链技术防伪系统应用实现的方式如下：

（1）B企业首先为其自有养殖场的每头猪配备了记录芯片，该芯片不但可以将每头猪从降生到进入屠宰场整个过程中的健康信息状态进行记录，还可以利用收集到的信息形成二维码，用来作为产品标示；（2）然后B企业中的业务人员会将芯片、二维码中的信息传送到A企业的区块链防伪系统中，这样A企业就可以随时对每头猪的信息进行检验和监测了。之后，A企业会按照每头猪的产品质量、客户需求为B企业制定配送量，在这一过程中，A企业利用传感器对猪肉的整个生产、运输流程进行监控，并在区块链中存入信息，以用之于自身电商平台进行销售；（3）在销售的过程中，平台与消费者之间的订单信息、交易信息、配送物流信息都会被区块链记录下来。在交易完成后，A企业还会为消费者提供客户端的查询功能，可查询内容包括商品的生产、物流、订单和配送信息等，若曾经购买，还可以通过扫描其二维码来确认商品真伪。这样，消费者确定商品真伪变得更加便利，其权益也因此而有了更大的保障。

3 结 论

综上所述，本文集中研究了基于区块链技术的防伪系统的设计策略与实现方式，并得出结论，即利用区块链技术可以使防伪系统在实际工作中大大提升系统的防伪和防篡改性能，确保通过区块链防伪平台签约的合同不会被非法篡改，从而使产品具备很高的保密性和安全性。希望本文的研究可以帮助更多商家更好地利用基于区块链技术建立属于自己的防伪系统，以此使其自身和消费者的权益不受到损失和侵害。

参考文献：

[1] 傅晓阳.区块链技术应用探索 [J].中国金融，2018（2）：73-74.

[2] 安瑞，何德彪，张韵茹，等.基于区块链技术的防伪系统的设计与实现 [J].密码学报，2017，4（2）：199-208.

[3] 曹杰，詹赵林，张金龙.区块链防伪平台设计与实践 [J].金融电子化，2017（1）：67-68.

作者简介：姚锴（1985-），男，汉族，工程硕士。研究方向：区块链。