基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法

专利名称：基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111401078.0

专利申请（专利权）人：天津工业大学
权利人地址：天津市西青区宾水西道399号

专利发明（设计）人：苏卫星,孙琳程,陈瀚宁,何茂伟,梁晓丹,刘芳,林翰

专利摘要：本发明公开了基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法，包括：共享行为获取、数字痕迹生成、共享链路创建、共享链路追加、共享链路存储、追溯索引表更新、接收追溯指令、追溯索引表查询、共享链路段查询以及返回展示追溯结果。本发明使用户在共享企业研发设计资源的同时，共享行为被以数字痕迹的方式记录下来，随之保存到区块链中，用于追溯查询。防止用户对于共享操作行为的抵赖以及篡改，保证数据的安全可信，避免了单节点故障以及中心化存储的缺点，对共享链路建立索引表划分成共享链路段，支持不完全字段追溯，便于企业更好的追溯管理共享研发设计资源。

主权利要求：
1.基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统包括设备端、研发设计资源共享平台、数字痕迹生成模块、共享链路模块和索引模块，设备端连接于研发设计资源共享平台，研发设计资源共享平台包括共享行为获取模块和共享资源追溯模块，共享行为获取模块连接于数字痕迹生成模块，数字痕迹生成模块连接于共享链路模块和索引模块，共享资源追溯模块连接于索引模块；
所述共享追溯方法至少包含如下步骤：
步骤1：共享行为获取：通过研发设计资源共享平台终端产生的操作日志提取用户共享行为；
步骤2：数字痕迹生成：用于将操作日志中的用户账号属性信息、研发设计资源的属性信息以及操作行为属性信息组装成指定格式的数字痕迹；
步骤3：共享链路创建：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回是，则创建共享链路的起始节点；
步骤4：共享链路追加：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回否，则在已有的共享链路末尾追加数字痕迹；
步骤5：共享链路存储：区块链根据上一步的请求自动对数字痕迹执行背书操作，对经过背书验证的正确的数字痕迹按照共享链路模型进行存储；
步骤6：追溯索引表更新：用于用户每一次使用共享资源，若区块链网络中不存在当前用户对于此共享资源的操作，增加新的索引，若已经存在该用户对于此共享资源的操作记录但是已经过时，就要根据旧的索引修改成新的索引，达到给定阈值之后进行切分，增加新的索引；
步骤7：接收追溯指令：用于接收资源共享平台终端发出的不同维度的追溯指令，所述的追溯指令中包含共享资源名、共享资源ID或用户名、用户ID；
步骤8：追溯索引表查询：根据追溯指令中包含的维度命中相应的索引，将所有的索引集返回给研发设计资源共享平台终端；
步骤9：共享链路段查询：根据索引表返回的索引集，发送共享链路历史记录查询请求到区块链网络，区块链网络根据智能合约追溯相应维度的共享链路段，将共享链路段中的数据返回给研发设计资源共享平台终端；
步骤10：返回追溯结果：根据共享链路段所包含的共享资源的操作记录按照时间顺序排列，筛选出指定时间段的研发设计资源的所有共享使用痕迹。
2.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，所述设备端包括电脑、移动智能终端。
3.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤1的用户共享行为包括但不限于添加、下载、删除、修改、租用。
4.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤2的用户账号的属性信息至少包括用户的用户名、用户ID、IP地址。
5.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤3的共享资源的基本属性至少包括研发设计资源名和研发设计资源ID。
6.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤2的指定格式为字符串格式，其中的内容顺序可以不固定。
7.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤2的数字痕迹至少包含用户的账号属性信息，研发设计资源的基本属性信息，操作行为属性信息。
8.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤2的操作行为属性信息至少包含操作名称和操作时间。
9.如权利要求1所述的基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，其特征在于，步骤8的索引表包含字段维度名、维度ID、共享链路序号、共享链路段数量、共享链路段标识。 说明书 : 基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及资源共享追溯技术领域，特别涉及基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法。背景技术[0002] 随着工业互联网、智能工厂等智能制造技术的不断发展，网络化协同制造、云制造等新型制造模式不断涌现，极大地促进了集团型制造企业内部制造资源——特别是信息资源——在产品全生命周期内的传递、转移、共享和协作，进而形成以分布式协同研发设计、协同生产计划、协同供应链等为代表的协同制造、管理及运营体系。其中，产品研发设计资源是集团企业核心制造资源之一，具有高价值、高保密性、企业独有等特征，通常是集团下属企业的核心资产。在集团企业分布式协同研发设计过程中，把由各集团内部企业分散所有的、具有共享使用价值的、虚拟化的研发设计资源在集团内部高效共享，对于集团企业开展协同研发设计意义重大。但是在开放网络环境下，如何保证高价值的资源在共享使用过程中不被恶意破坏、滥用，所产生的使用（交易）记录真实可靠、不被单方面或第三方随意更改、全程可追溯，保证资源在共享使用过程中资源供需双方高共识度和高可信度，直接影响到资源共享各方的意愿和共享效果。[0003] 在传统的信息系统架构下，信息资源及其访问记录（操作日志）通常采用基于数据库或文件系统的集中存储模式。这种方式存在单点故障，易被篡改，无法保证数据安全性等问题，使得存储记录出现问题后，各单位无法对中心化存储下的共享记录达成共识。为此，本系统，提出基于区块链的集团企业研发设计资源共享追溯设计。但现有区块链在追溯领域的研究，多是基于食品、农产品方面，而且这些追溯方法实现由于存在上下游信息替换，各环节制定各自的二维码等特定标识号，追溯时需按照环节逐步追溯，使得这种模型并不适用于每一追溯主体对应大量数据的应用，此外还存在追溯维度单一的问题。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统及方法，，以解决上述背景技术中提出的问题。[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0006] 基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统，包括设备端、研发设计资源共享平台、数字痕迹生成模块、共享链路模块和索引模块，设备端连接于研发设计资源共享平台，研发设计资源共享平台包括共享行为获取模块和共享资源追溯模块，共享行为获取模块连接于数字痕迹生成模块，数字痕迹生成模块连接于共享链路模块和索引模块，共享资源追溯模块连接于索引模块。[0007] 优选的，所述设备端包括电脑、移动智能终端。[0008] 本发明提供的另一种技术方案：基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，至少包含如下步骤：[0009] 步骤1：共享行为获取：通过研发设计资源共享平台终端产生的操作日志提取用户共享行为；[0010] 步骤2：数字痕迹生成：用于将操作日志中的用户账号属性信息、研发设计资源的属性信息以及操作行为属性信息组装成指定格式的数字痕迹；[0011] 步骤3：共享链路创建：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回是，则创建共享链路的起始节点；[0012] 步骤4：共享链路追加：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回否，则在已有的共享链路末尾追加数字痕迹；[0013] 步骤5：共享链路存储：区块链根据上一步的请求自动对数字痕迹执行背书操作，对经过背书验证的正确的数字痕迹按照共享链路模型进行存储；[0014] 步骤6：追溯索引表更新：用于用户每一次使用共享资源，若区块链网络中不存在当前用户对于此共享资源的操作，增加新的索引，若已经存在该用户对于此共享资源的操作记录但是已经过时，就要根据旧的索引修改成新的索引，达到给定阈值之后进行切分，增加新的索引；[0015] 步骤7：接收追溯指令：用于接收资源共享平台终端发出的不同维度的追溯指令，所述的追溯指令中包含共享资源名、共享资源ID或用户名、用户ID；[0016] 步骤8：追溯索引表查询：根据追溯指令中包含的维度命中相应的索引，将所有的索引集返回给研发设计资源共享平台终端；[0017] 步骤9：共享链路段查询：根据索引表返回的索引集，发送共享链路历史记录查询请求到区块链网络，区块链网络根据智能合约追溯相应维度的共享链路段，将共享链路段中的数据返回给研发设计资源共享平台终端；[0018] 步骤10：返回追溯结果：根据共享链路段所包含的共享资源的操作记录按照时间顺序排列，筛选出指定时间段的研发设计资源的所有共享使用痕迹。[0019] 优选的，步骤1的用户共享行为包括但不限于添加、下载、删除、修改、租用。[0020] 优选的，步骤2的用户账号的属性信息至少包括用户的用户名、用户ID、IP地址。[0021] 优选的，步骤3的共享资源的基本属性至少包括研发设计资源名和研发设计资源ID。[0022] 优选的，步骤2的指定格式为字符串格式，其中的内容顺序可以不固定。[0023] 优选的，步骤2的数字痕迹至少包含用户的账号属性信息，研发设计资源的基本属性信息，操作行为属性信息。[0024] 优选的，步骤2的操作行为属性信息至少包含操作名称和操作时间。[0025] 优选的，步骤8的索引表包含字段维度名、维度ID、共享链路序号、共享链路段数量、共享链路段标识。[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明本发明将集团企业网络化协同研发设计资源共享追溯通过区块链技术完成，提出基于区块链的集团企业研发设计资源共享追溯设计，并构建了基于该设计的追溯系统。系统应用区块链技术监听共享资源平台上的所有共享资源生命周期内的所有用户操作，确保操作一旦触发，就会被立即捕获。针对现有区块链追溯模型在追溯方面存在维度单一，追溯效率低，追溯查询输入缺少灵活性，不适用于共享资源这种大数据量的追溯等问题，提出新的模型，进行优化改进，并通过设计智能合约，保证区块链中数据自主生成无人为干预，使得区块链中数据安全可靠，实现对共享资源的全过程高效率追溯。附图说明[0027] 图1是一种基于区块链的集团企业网络化协同研发设计资源共享追溯方法以及系统流程示意图；[0028] 图2提供一种基于区块链的集团企业网络化协同研发设计资源共享追溯方法以及系统的整体结构示意图；[0029] 图3是一种基于一种基于区块链的集团企业网络化协同研发设计资源共享追溯方法以及系统的节点的分布逻辑示意图。具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031] 参阅图1‑3，基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统，包括设备端、研发设计资源共享平台、数字痕迹生成模块、共享链路模块和索引模块，设备端连接于研发设计资源共享平台，研发设计资源共享平台包括共享行为获取模块和共享资源追溯模块，共享行为获取模块连接于数字痕迹生成模块，数字痕迹生成模块连接于共享链路模块和索引模块，共享资源追溯模块连接于索引模块。所述设备端包括电脑、移动智能终端。只要安装资源共享平台软件的电子设备即可，拓展系统的适用范围。用户账号属性信息至少包括用户的用户名、用户ID、IP地址。目的是为了描述清楚指定用户使用了此共享资源，留下操作记录的用户来源。其中：[0032] 数字痕迹生成模块：用于将用户账号的属性信息、用户正在操作的研发设计资源的基本属性以及用户的操作行为组装成指定格式的数字痕迹。[0033] 研发设计资源的基本属性至少包括研发设计资源名、研发设计资源ID。数字痕迹至少包含用户账号属性信息、研发设计资源的基本属性信息、操作行为。操作行为至少包含操作名称和操作时间。指定格式必须是字符串格式，但其中的内容顺序可以不固定。[0034] 共享链路模块：用于检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回是，则创建共享链路的起始节点。若返回否，则在已有的共享链路末尾追加数字痕迹。区块链根据请求自动执行智能合约对数字痕迹执行背书操作，对经过背书验证的正确的数字痕迹按照共享链路模型进行存储。[0035] 索引模块：用于用户每一次使用共享资源，若区块链网络中不存在当前用户对于此共享资源的操作，增加新的索引，若已经存在该用户对于此共享资源的操作记录但是已经过时，就要根据旧的索引修改成新的索引，达到给定阈值之后进行切分，增加新的索引。根据追溯指令中包含的维度命中相应的索引，将所有的索引集返回给研发设计资源共享平台终端。[0036] 索引表包含字段维度名、维度ID、共享链路序号、共享链路段数量、共享链路段标识，根据输入的维度字段，命中相应的索引。[0037] 共享资源追溯模块：接收追溯指令，用于接收资源共享平台终端发出的不同维度的追溯指令，所述的追溯指令中包含共享资源名、共享资源ID或用户名、用户ID。根据追溯指令中包含的维度命中相应的索引，将所有的索引集返回给研发设计资源共享平台终端。根据索引表返回的索引集，发送共享链路历史记录查询请求到区块链网络，区块链网络根据智能合约追溯相应维度的共享链路段，将共享链路段中的数据返回给研发设计资源共享平台终端。根据共享链路段所包含的共享资源的操作记录按照时间顺序排列，筛选出指定时间段的研发设计资源的所有共享使用痕迹。[0038] 基于区块链的网络化协同研发资源共享追溯系统的共享追溯方法，至少包含如下步骤：[0039] 步骤1：共享行为获取：通过研发设计资源共享平台终端产生的操作日志提取用户共享行为，用户共享行为包括但不限于添加、下载、删除、修改、租用，获取正在使用的用户账号的属性信息；[0040] 需要说明的是，所述资源共享平台终端包括电脑、移动智能终端，只要安装资源共享平台软件的电子设备即可。所述用户账号属性信息是用户在共享资源平台客户端注册时输入的信息，至少包括用户的用户名、用户ID、IP地址，通过共享资源平台客户端实时获取，每一个用户账号都是独一无二的，并用于之后生成数字痕迹。[0041] 步骤2：数字痕迹生成：用于将操作日志中的用户账号属性信息、研发设计资源的属性信息以及操作行为属性信息组装成指定格式的数字痕迹；需要说明的是，所述研发设计资源的属性信息至少包括研发设计资源名和研发设计源ID，所述的操作记录至少包含用户账号属性，用户账号的属性信息至少包括用户的用户名、用户ID、IP地址。研发设计资源的基本属性，操作行为，所述操作行为至少包含操作名称和操作时间，所述指定格式必须是字符串格式，但其中的内容顺序可以不固定。[0042] 步骤3：共享链路创建：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，共享资源的基本属性至少包括研发设计资源名和研发设计资源ID。若返回是，则创建共享链路的起始节点；[0043] 步骤4：共享链路追加：检查当前资源是否第一次被使用，当前用户是否第一次使用共享资源，若返回否，则在已有的共享链路末尾追加数字痕迹；[0044] 步骤5：共享链路存储：区块链根据上一步的请求自动对数字痕迹执行背书操作，对经过背书验证的正确的数字痕迹按照共享链路模型进行存储；[0045] 步骤6：追溯索引表更新：用于用户每一次使用共享资源，若区块链网络中不存在当前用户对于此共享资源的操作，增加新的索引，若已经存在该用户对于此共享资源的操作记录但是已经过时，就要根据旧的索引修改成新的索引，达到给定阈值之后进行切分，增加新的索引；需要说明的是，所述索引表包含字段维度名、维度ID、共享链路序号、共享链路段数量、共享链路段标识。[0046] 步骤7：接收追溯指令：用于接收资源共享平台终端发出的不同维度的追溯指令，所述的追溯指令中包含共享资源名、共享资源ID或用户名、用户ID；[0047] 步骤8：追溯索引表查询：根据追溯指令中包含的维度命中相应的索引，将所有的索引集返回给研发设计资源共享平台终端；索引表包含字段维度名、维度ID、共享链路序号、共享链路段数量、共享链路段标识。[0048] 步骤9：共享链路段查询：根据索引表返回的索引集，发送共享链路历史记录查询请求到区块链网络，区块链网络根据智能合约追溯相应维度的共享链路段，将共享链路段中的数据返回给研发设计资源共享平台终端；[0049] 步骤10：返回追溯结果：根据共享链路段所包含的共享资源的操作记录按照时间顺序排列，筛选出指定时间段的研发设计资源的所有共享使用痕迹。[0050] 请参照附图3，本说明所述的一种基于区块链技术的集团企业研发设计资源共享追溯系统的节点的分布逻辑示意图，该逻辑示意图并不代表真正意义上的部署图，具体解释说明如下：[0051] 图中用户以公司为组织单位可以通过部署研发设计资源共享平台的电脑与区块链网络进行交互，用户也可以用通过部署资源共享平台的移动端与区块链网络进行交互，但逻辑上都是各个公司的员工通过资源共享平台与区块链网络进行交互。图中的区块链网络中的区块链节点是具备加密存储功能的服务器，也可以是其他同等能力的设备，没有硬性规定，满足一定性能要求，可以存储区块链，具备加密算力即可，并且在空间上，也是根据情况自定义分布，也没有任何硬性规定，数量上则是至少大于等于3台，越多越好，数量越多去中心化越好，因此图中的每个区块链节点是抽象出来的，是用来更好的描述理解，实际部署可以根据需要自定义，实际情况复杂多变，并没有统一的标准。[0052] 总结上面所述，本发明的创新性在于设计了基于数字痕迹的集团企业网络化协同研发设计资源共享链路追溯模型并结合区块链技术实现，从而使用户在共享企业研发设计资源的同时，共享行为被以数字痕迹的方式记录下来，随之保存到区块链中，用于追溯查询。通过共享链路模型支持用户和资源两个维度的历史追溯，通过区块链的分布式账本技术，防止用户对于共享操作行为的抵赖以及篡改，保证数据的安全可信，避免了单节点故障以及中心化存储的缺点，此外，对共享链路建立索引表划分成共享链路段，通过对索引表的设计，使系统追溯效率显著提升，支持不完全字段追溯，便于企业更好的追溯管理共享研发设计资源。[0053] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：天津

专利申请日期：2021-11-24

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114138900B