一种去中心化的慈善捐物追踪系统

摘要

本发明公开了一种去中心化的慈善捐物追踪系统，包括区块链后台模块和物品追踪用户交互模块；所述区块链后台模块包括双区块链模块和PDA设备模块；所述物品追踪用户交互模块包括：用户模块、项目管理模块、PDA设备管理模块和物品流转信息查询模块。本发明在保证效率和准确性的前提下，记录捐赠物在各个流转环节的流转信息，实现捐赠物从捐赠方到受助方的全流程信息追踪，使捐赠流程对慈善活动的各方参与主体有更高的可见度。

说明书

技术领域

本发明涉及共享信息技术领域，尤其涉及一种去中心化的慈善捐物追踪系统。

背景技术

目前慈善事业蓬勃兴起，以慈善组织为代表的各类慈善力量迅速发展壮大，各类慈善活动积极踊跃，在灾害救助、贫困救济、医疗救助、教育救助、扶老助残和其他公益事业领域发挥了积极作用。但是，我国慈善事业依然存在政策法规体系不够健全、监督管理措施不够完善、慈善活动不够规范、社会氛围不够浓厚、与社会救助工作衔接不够紧密等问题，如捐赠物没有得到及时的配送分发、捐赠物未用到指定慈善项目等，对捐赠方的情感造成了极大的伤害，影响了慈善事业的健康发展。

面对日益增多的慈善捐赠行为、尤其是突发状况下极为复杂的慈善捐物管理，现有的慈善捐赠平台和管理方式体现出以下几点不足之处：

项目信息发布和捐赠行为发生相互独立，无法合理分配慈善物资；

缺少政府作为参与主体对慈善项目和慈善捐赠过程进行监督和指导；

缺少在捐赠物到达慈善机构后，对后续流向的反馈和监督；

多采用单一公有链或单一私有链，难以在在确保溯源信息的真实可靠的同时，保证高效低成本的运行；

流转节点信息多靠人工输入，不能从信息源头防止输入错误信息存入区块链。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种去中心化的慈善捐物追踪系统，本发明的验证码验证机制不同于传统验证码的验证机制，不随页面加载完成预先向服务端请求验证码进行渲染，而是采用“按需加载，后置请求与渲染”的方式，当用户通过鼠标触发Canvas元素上的鼠标监听事件时才向服务端请求验证码，返回后再进行渲染，这一验证机制能让自动填写验证码的脚本程序失效。本发明采用Canvas实现验证码的“延迟请求，后置加载与渲染”，解决客户端在区分真实用户和脚本程序时正确率低的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种去中心化的慈善捐物追踪系统，包括区块链后台模块和物品追踪用户交互模块；

所述区块链后台模块包括双区块链模块和PDA设备模块；

所述物品追踪用户交互模块包括：用户模块、项目管理模块、PDA设备管理模块和物品流转信息查询模块。

进一步方案为，所述双区块链模块将联盟链、私有链作为捐赠物品追踪系统的底层架构。

私有链是指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格的限制，由于参与的节点是有限和可控的，因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等要求。相比中心化数据库，私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误，也能够很快就发现来源。联盟链是指由若干个机构共同参与管理的区块链，每个机构都运行着一个或多个节点，其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易，并且共同来记录交易数据。

捐赠物品追踪的功能和性质决定了其拥有诸多的参与者，主要包括各个慈善机构、国家监督部门以及慈善物品捐赠方。捐赠物品系统在要求拥有一定开放性的同时，也必须包含足够的隐私性和安全性。本发明提出使用联盟链和私有链的防伪溯源系统，其中联盟链主要用于捐赠物追踪信息的查询和共享，私有链将用于收集和存储各慈善机构捐赠物追踪信息，再通过哈希指针与联盟链相连。采用此设计方式有利于减轻联盟链网络传输的负担，提高慈善物品捐赠物品数据查询的效率，同时私有链保证了各慈善机构数据的安全隐私，不仅数据存储效率高，还能够满足各参与方对追踪系统的需求。各慈善机构中的慈善项目发布部门、慈善物品接受部门、运输派送部门、信息技术部门等共同维护私有链，向私有链中添加产品追踪信息。其中，国家监管部门将作为私有链组织者的身份，对参与到私有链网络中的慈善机构进行审核授权，信息技术部门作为私有链的记账权拥有者，负责收集信息打包区块。各慈善机构和国家监管部门共同维护联盟链，对外提供追踪信息查询功能。

进一步方案为，所述用户模块包括用户登录子模块和用户管理子模块；

所述用户登录子模块用于在登录过程中认证用户身份，对不同身份的用户分配不同权限，使不同的身份的用户进入各自的界面中，得到自己需要的界面呈现；

所述用户管理子模块用于系统管理员查看、修改当前系统的用户信息。区别于同类系统的是，本发明开创性地在这一模块中对慈善机构内部工作人员和该工作人员所处岗位、节点进行绑定。

进一步方案为，所述项目管理模块用于慈善机构创建、发布、结束慈善项目和捐赠方认领慈善项目；捐赠方完成捐赠行为后，慈善项目进度也会增加相应的百分比。现有慈善系统缺少对慈善项目捐赠进度的关注，难以合理调节物资分配。

PDA设备模块；现有基于区块链技术设计的物品追踪或追溯系统中，针对区块链原始信息的录入存在两种设计方案：①结合二维码，使用扫码设备扫描二维码，人工录入某一物品的区块链原始信息。这一类方案中，即使区块链拥有去中心化、不可篡改性、高容错性及分布式一致性等良好特性，却也仍然无法保证最初通过人工录入的产品信息是可靠的，即该方案并不能从源头上防止虚假物品或物品流转信息输入区块链。为解决这一问题，以产品防伪追溯系统为代表的物品追踪或追溯系统提出方案②：采用物联网技术(如RFID芯片、传感器、状态检测器等)来保证产品信息完整可靠客观地传输到区块链上，但这一方案需要保证每个物品都放置有物联网硬件设备，成本极高，同时对写入流转信息的设备要求高，并不适用于数量庞大的捐赠物品和复杂多样的捐赠物品处置和流转环境。因此，本发明采用使用PDA设备(一种手持数据终端设备)扫码的方式替代传动的人工扫描二维码获得并录入物品信息的方式，将读取物品信息和录入流转信息的过程封装在PDA设备中，在PDA使用者完成扫码动作后，PDA设备自动获取当前捐赠物信息和当前流转节点信息，并将信息写入该慈善机构的私有链中，不向使用者暴露写入信息的过程。本发明所述基于私有链和联盟链以及PDA设备设计慈善捐物追踪系统，在确保源头数据客观有效的前提下，保证链上物品流转信息真实可靠。

进一步方案为，所述PDA设备管理模块用于系统管理员查看和修改当前PDA设备所绑定的工作人员，综合用户模块中所设计和实现的将工作人员和其所处节点绑定，最终实现PDA设备模块的系统后台自动获取当前流转节点信息。

进一步方案为，所述物品流转信息查询模块所展示的追踪结果包括：①项目管理模块所录入的项目信息，包括项目发起时间、受助方信息；②PDA设备模块扫码后生成的、储存于双区块链模块中的具有固定数据结构的样品流转信息③系统的运行状况(查询操作耗时等)。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种去中心化的慈善捐物追踪系统，可以真实有效地收集并存储来自不同慈善机构的捐赠物品的流转信息，不仅可以实现捐赠方和政府部门对捐赠物所有流转节点的跟踪监督，还具有可操作性强、成本低、安全性高等特点，有助于让慈善捐赠过程变得更加透明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的去中心化的慈善捐物追踪系统流程图；

图2为本发明构建的双区块链后台模块中联盟链私有链的区块间数据结构；

图3为本发明构建的联盟链和私有链区块信息储存结构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在任一实施例中，如图1-3所示，本发明的一种去中心化的慈善捐物追踪系统，其特征在于，包括区块链后台模块和物品追踪用户交互模块；

所述区块链后台模块包括双区块链模块和PDA设备模块；

所述物品追踪用户交互模块包括：用户模块、项目管理模块、PDA设备管理模块和物品流转信息查询模块。

所述双区块链模块将联盟链、私有链作为捐赠物品追踪系统的底层架构。

所述用户模块包括用户登录子模块和用户管理子模块；

所述用户登录子模块用于在登录过程中认证用户身份，对不同身份的用户分配不同权限，使不同的身份的用户进入各自的界面中，得到自己需要的界面呈现；

所述用户管理子模块用于系统管理员查看、修改当前系统的用户信息。

所述项目管理模块用于慈善机构创建、发布、结束慈善项目和捐赠方认领慈善项目；捐赠方完成捐赠行为后，慈善项目进度也会增加相应的百分比。

所述PDA设备模块采用PDA设备扫码的方式替代传动的人工扫描二维码获得并录入物品信息的方式，将读取物品信息和录入流转信息的过程封装在PDA设备中，在PDA使用者完成扫码动作后，PDA设备自动获取当前捐赠物信息和当前流转节点信息，并将信息写入该慈善机构的私有链中，不向使用者暴露写入信息的过程。

所述PDA设备管理模块用于系统管理员查看和修改当前PDA设备所绑定的工作人员，综合用户模块中所设计和实现的将工作人员和其所处节点绑定，最终实现PDA设备模块的系统后台自动获取当前流转节点信息。

所述物品流转信息查询模块所展示的追踪结果包括：①项目管理模块所录入的项目信息包括项目发起时间、受助方信息；②PDA设备模块扫码后生成的、储存于双区块链模块中的具有固定数据结构的样品流转信息；③系统的运行状况。

在一个具体实施例中，如图1-3所示，本发明的一种去中心化的慈善捐物追踪系统的具体工作流程如下：

1、双链系统搭建

首先，搭建私有链系统，用以存储详细的捐赠物品追踪数据。私有链区块头包含前置区块哈希值(即previous_hash)、当前区块哈希值、Merkle Root(Merkle树的根哈希值)、时间戳，各区块间根据区块头中的前置区块哈希值前后相连，实现可追踪的功能，同时对该数据的任何修改，都将破坏链式结构，保证数据的不可篡改性。私有链区块体中包含捐赠物品的流转信息。

然后，搭建联盟链系统，用以保存私有链区块头的哈希值。联盟链区块头包含前置区块哈希值、当前区块哈希值、Merkle Root、时间戳和当前联盟链负责人鉴权签名。同样，各区块间根据区块头中的前置区块哈希值前后相连。联盟链区块体中包含上述私有链系统的区块哈希值，如图2所示。

2、PDA设备开发使用

对硬件设备PDA进行二次开发。二次开发所实现的效果是，使PDA满足扫码后读取物品信息，获取当前设备信息并向捐赠物品追踪系统请求当前设备所属流转节点，生成双区块链模块所需物品追踪信息结构化数据，并在物品追踪后台系统的私有链中写入当前节点的流转信息。工作人员使用PDA扫描张贴在捐赠物品上的二维码后，若提示成功，则成功将当前节点的流转信息写入系统。

3、捐赠物品追踪信息写入

对于某一慈善捐赠物品，慈善机构工作人员使用PDA扫描二位码，自动生成如图3所示的结构化数据并写入后台数据库。其中，私有链区块体中所存储的节点流转信息包括但不限于当前节点名称、到达当前节点的时间、批次ID、当前节点负责人签名Sign。重复上述过程，将生成一条安全可靠的物品追踪信息私有链。为了防止慈善机构隐私数据泄露，慈善机构在私有链上只能查询本机构内接收、流转的的捐赠物信息。由于私有链中传输数据量大，不适合在提供查询功能的联盟链中传输。因此，在联盟链区块体中没有必要存储完整的捐赠物追踪信息，而是存储私有链中每个区块的区块头哈希值即可。这样不仅能够提高数据在联盟链中传输的效率，同时根据Merkle tree和哈希函数的特性，物品追踪信息将一一对应，不存在追踪信息错乱的情况。

4、捐赠物品追踪结果展示

该模块向慈善捐赠方和政府监管部门提供慈善捐物流转信息的查询。通过扫描慈善机构收到慈善物品、并将慈善物品信息录入系统后系统所返回的二维码，发起对相关慈善物品追踪的请求，溯源平台首先对该请求进行判定，若为合法的请求，则交由联盟链处理，再向私有链相关慈善机构请求查阅相关慈善物品的追踪信息。其中，对相关慈善物品追踪的请求是否合法的审核依据包括使用当前二维码发起请求的频率和当前登录的用户身份。

为了防止慈善机构自身篡改捐赠物品的流转信息，在上述追踪信息在追踪信息返回捐赠方前由系统后台对其进行拦截校验，利用哈希函数输入敏感的特性，检查追踪信息是否被篡改，如发生篡改，可以根据各流转节点中负责人的签名快速进行责任确权，以防止错误信息返回。如没有发生篡改，则继续由追踪平台返回数据。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。