一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络
阅读：1026发布：2020-12-02
专利汇可以提供一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种应用于 区 块 链 的RFID读写器，包括：主芯片、设置于主芯片上的第一通信 接口 、 振荡器 、时钟 电路 以及天线；振荡器通过时钟电路与主芯片连接；天线与主芯片连接，用于接收 电子 标签发送的第一数据，并发送给主芯片；主芯片包括处理器、 存储器 以及存储在存储器内的 计算机程序 ；计算机程序被处理器执行实现：接收电子标签发送的第一数据；根据第一数据以及商家数据，生成记录信息；将记录信息通过 通信接口 发送至主机，以使得主机将记录信息发送到区块链网络中，并在验证成功后，将包含有记录信息的区块发送给主芯片；将区块加入区块链中。本发明还公开了一种区块链网络，通过区块链与RFID的结合，能够让电子标签与区块链的任何 节点 通信。，下面是一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络专利的具体信息内容。
1.一种应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，包括：主芯片、设置于所述主芯片上的与用于与主机进行通信的第一通信接口、振荡器、时钟电路以及天线；
所述振荡器，通过所述时钟电路与所述主芯片连接；
所述天线，与所述主芯片连接，用于接收预定范围内的电子标签发送的第一数据，并将所述第一数据发送给所述主芯片；其中，所述第一数据包括与所述电子标签相应的唯一标识信息；
所述主芯片包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序；所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如下步骤：
接收电子标签发送的第一数据；
至少根据所述第一数据以及与所述RFID阅读器相应的商家数据，生成记录信息；
将所述记录信息通过所述通信接口发送至所述主机，以使得所述主机将所述记录信息发送到区块链网络中，以等待区块链网络中的节点进行验证，并在验证成功后，将包含有所述记录信息的区块发送给所述主芯片；
将所述区块加入自身维护的区块链中。
2.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述区块链网络为基于X11算法的区块链网络。
3.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述振荡器用于产生高频载波信号，所述主芯片产生的数据通过所述高频载波信号调制后发送至所述电子标签。
4.根据权利要求3所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述高频载波信号的频率为903MHz～930MHz。
5.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述RFID读写器还包括多电源管理模块，所述多电源管理模块包括提供1.2V电压的第一低压差线性稳压器以及提供5V电压的第二低压差线性稳压器；所述第一低压差线性稳压器及所述第二低压差线性稳压器分别与所述主芯片连接。
6.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述商家数据至少包括以下其中之一：商家地址、商家名称。
7.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述根据所述第一数据以及与所述RFID阅读器相应的商家数据，生成记录信息，具体为：
利用所述RFID读写器的商家的私钥对所述第一数据以及与所述商家数据进行加密，生成记录信息。
8.根据权利要求1所述的应用于区块链的RFID读写器，其特征在于，所述主芯片还包括用于与外部设备连接的第二通信接口。
9.一种区块链网络，其特征在于，包括至少两个通过P2P网络连接的节点；其中，所述至少两个节点中包括如权利要求1至8任意一项所述的应用于区块链的RFID读写器。
一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络
技术领域
[0001] 本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络。
背景技术
[0002] 射频识别(RFID)技术是一种自动识别技术，其可由利用无线信号进行数据交换。目前，市场上的RFID主要作为一个电子标签应用于物流行业。RFID 可以依靠电子标签进行追踪，例如，通过RFID技术可以跟踪一件产品从厂家出货到商场经历的流程；再例如，一个人购买了标有电子标签的酒以后，通过追踪酒瓶上的电子标签就可以了解到酒瓶拥有人的行踪以及生活习惯。
[0003] 但现有技术存在如下问题：1、整个跟踪流程的可靠性无法保证，不能保证每个流程的信息是否准确。例如，往往需要借助发票或者其他凭据来验证某个流程，但发票或凭证有丢失和伪造的可能；2、跟踪流程可能存在个人隐私泄露等问题。
[0004] 区块链技术是比特币的底层技术，它能够让比特币在没有任何中心化机构运营和管理的情况下正常稳定的运行，并具有不可抵赖性。区块链技术是通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案，由于区块链技术的不记名性能够充分保障个人的隐私，且能够充分保证过程的准确性，因此将RFID与区块链结合具有广泛的应用前景，但目前尚有相关技术。
发明内容
[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种应用于区块链的RFID读写器及区块链网络，实现记录信息的可靠稳定和不可抵赖，且不会保留个人隐私。
[0007] 所述振荡器，通过所述时钟电路与所述主芯片连接；
[0008] 所述天线，与所述主芯片连接，用于接收预定范围内的电子标签发送的第一数据，并将所述第一数据发送给所述主芯片；其中，所述第一数据包括与所述电子标签相应的唯一标识信息；
[0010] 接收电子标签发送的第一数据；
[0011] 至少根据所述第一数据以及与所述RFID阅读器相应的商家数据，生成记录信息；
[0012] 将所述记录信息通过所述通信接口发送至所述主机，以使得所述主机将所述记录信息发送到区块链网络中，以等待区块链网络中的节点进行验证，并在验证成功后，将包含有所述记录信息的区块发送给所述主芯片；
[0013] 将所述区块加入自身维护的区块链中。
[0015] 优选地，所述振荡器用于产生高频载波信号，所述主芯片产生的数据通过所述高频载波信号调制后发送至所述电子标签。
[0016] 优选地，所述高频载波信号的频率为903MHz～930MHz。
[0017] 优选地，所述RFID读写器还包括多电源管理模块，所述多电源管理模块包括提供1.2V电压的第一低压差线性稳压器以及提供5V电压的第二低压差线性稳压器；所述第一低压差线性稳压器及所述第二低压差线性稳压器分别与所述主芯片连接。
[0018] 优选地，所述商家数据至少包括以下其中之一：商家地址、商家名称。
[0019] 优选地，所述根据所述第一数据以及与所述RFID阅读器相应的商家数据，生成记录信息，具体为：
[0020] 利用所述RFID读写器的商家的私钥对所述第一数据以及与所述商家数据进行加密，生成记录信息。
[0021] 优选地，所述主芯片还包括用于与外部设备连接的第二通信接口。
[0022] 本发明实施例还提供了一种区块链网络，包括至少两个通过P2P网络连接的节点；其中，所述至少两个节点中包括如上述的应用于区块链的RFID读写器。
[0023] 本发明实施例提供的应用于区块链的RFID读写器及区块链网络，通过读取电子标签来生成记录信息，并将记录信息记录在区块链网络的区块中。同时， RFID读写器自身也会存储该区块，从而使RFID读写器能够作为区块链的一个节点进行分布式记账。基于本发明，可以保证记录信息的准确，不可抵赖，同时由于区块链技术的不记名性能够充分保障个人的隐私。附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使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方式，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。
[0025] 图1是比特币的一个区块的结构示意图。
[0026] 图2是本发明实施例提供的应用于区块链的RFID读写器的模块图。
具体实施方式
[0027] 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。
[0028] 对本发明进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中可能涉及的名词和术语进行说明。
[0029] 区块(Block)，是一个存储单元，各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法) 实现链接(chain)，后一个区块的区块头(区块的头部)包含前一个区块的哈希值，从而实现区块与区块相继接续，形成区块链。
[0030] 如图1所示，比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成。区块头的大小为80字节，由4字节的版本号、32字节的上一个区块的散列值、32 字节的Merkle Root Hash(通过Merkle Tree算法对区块包含的交易列表处理生成)、4字节的时间缀(当前时间)、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。区块包含的交易列表则附加在区块头后面，其中的第一笔交易是coinbase 交易，这是一笔为了让矿工获得奖励及手续费的特殊交易。
[0031] 难度值，难度值(difficulty)是矿工们在挖矿时候的重要参考指标，它决定了矿工大约需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。比特币的区块大约每10分钟生成一个，如果要在不同的全网算力条件下，新区块的产生保持都基本这个速率，难度值必须根据全网算力的变化进行调整。简单地说，难度值被设定在无论挖矿能力如何，新区块产生速率都保持在10分钟一个。难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每2016个区块，所有节点都会按统一的公式自动调整难度，这个公式是由最新2016个区块的花费时长与期望时长 (期望时长为20160分钟即两周，是按每10分钟一个区块的产生速率计算出的总时长)比较得出的，根据实际时长与期望时长的比值，进行相应调整(或变难或变易)。也就是说，如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度，比10 分钟慢则降低难度。
[0032] 这个公式可以总结为如下形式：
[0033] 新难度值＝旧难度值*(过去2016个区块花费时长/20160分钟)
[0034] 工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值(Target)的计算公式如下：
[0035] 目标值＝最大目标值/难度值其中最大目标值为一个恒定值：0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF FFFF
[0036] 目标值的大小与难度值成反比。比特币工作量证明的达成就是矿工计算出来的区块哈希值必须小于目标值。
[0037] 工作量证明过程，节点通过不停的变更区块头中的随机数(即nonce的数值)，并对每次变更后的的区块头进行哈希运算，将结果值与当前网络的目标值做对比，如果小于目标值，则解题成功，工作量证明完成。
[0038] X11算法，在工作量证明过程的哈希运算中，通过采用11重哈希运算来得到结果值。X11算法适合CPU和GPU挖矿(GPU效率更优)，相比其它scrypt 系算法，X11可以使显卡温度降低30％-50％，耗电量降低30％左右；所以X11 算法可以说是目前对GPU最友好的算法。X11算法的出现主要是为了避免ASIC 矿机的出现。
[0039] 区块链(Blockchain)，多个节点通过一串使用密码学方法相关联产生区块，区块采用“区块头+区块体”的结构，区块头中用于验证记录数据的有效性的数据、以及前一个区块的索引数据，区块体中包含了一定时间内的记录数据。
[0040] 从功能结构上讲，区块链是一群分散的节点运行的分布式数据库，用以存储各种记录数据如虚拟货币交易的记录数据。从数据结构层面上讲，区块链中包括一系列的区块，新区块一旦加入到区块链中就不会再被移走，区块中包含了记录数据，用于验证记录数据的有效性(防伪)和生成下一个区块。
[0041] 以比特币为例，比特币的交易依赖于运行区块链中节点的确认，当比特币交易被一节点首次确认时，对应的交易清单被添加到区块链中的最新区块，该交易被区块链网络中的其他节点继续确认免交易重复，当在足够的区块中得到确认(也就是在区块记录数据该交易)时交易得到最终确认，此时交易不可逆转。
[0042] 非对称加密：加密过程中需要两个密钥：公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。
[0043] 下面介绍本发明实施例的应用于区块链的RFID读写器。
[0044] 请参阅图2，本发明实施例提供了一种应用于区块链的RFID读写器(以下简称RFID读写器)，包括：主芯片10、至少一个设置于所述主芯片10上的与用于与主机进行通信的通信接口11、振荡器20、时钟电路30以及天线40；其中：所述振荡器20通过所述时钟电路30与所述主芯片10连接；所述天线40 与所述主芯片10连接。
[0045] 在本发明实施例中，在应用时，当电子标签进入到所述RFID读写器的射频范围内时，所述主芯片10唤醒所述电子标签，并向所述电子标签发送指令，该指令经由所述振荡器20产生的高频载波信号调制后，通过发送通道传输至所述天线40，所述天线40广播所述调制后的指令，所述电子标签接收到所述天线 40广播的指令后，基于所述指令进行应答，并将应答生成的第一数据进行发射，该第一数据经由所述天线40接收后，通过接收通道发送给所述主芯片10，所述主芯片10可对所述第一数据进行处理。其中，所述第一数据包括与所述电子标签相应的唯一标识信息
[0046] 具体地，所述主芯片包括处理器(如MCU)、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序；所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如下步骤：
[0047] S101，接收电子标签发送的第一数据。
[0049] S102，至少根据所述第一数据以及与所述RFID阅读器相应的商家数据，生成交易记录信息。
[0050] 在本实施例中，所述主芯片10内预先存储有与所述RFID阅读器相应的商家数据，例如，商家地址、商家名称等。当接收到所述第一数据后，所述处理器根据所述第一数据及所述商家数据生成记录信息。
[0051] 例如，可通过如下方向来生成记录信息，所述处理器采用所述RFID读写器的商家的私钥对所述第一数据以及与所述商家数据进行加密来生成记录信息。由于私钥具有唯一性，因而当采用私钥进行加密时，可以保证这个行为是商家执行的，具有不可抵赖和反悔性。
[0052] 需要说明的是，商家需要事先将其公钥公布到区块链网络中。
[0053] S103，将所述交易记录信息通过所述通信接口发送至所述主机，以使得所述主机将所述交易记录信息发送到区块链网络中，以等待区块链网络中的节点进行验证，并在验证成功后，将包含有所述交易记录信息的区块发送给所述主芯片。
[0054] 在本实施例中，在生成所述交易记录后，所述主芯片10将所述记录信息通过所述通信接口11发送至主机。所述主机接收到所述记录信息后，将该记录信息公布到相应的区块链网络中。区块链网络中的节点会对预定时间段内生成的所有记录信息进行打包并验证其有效性(包括通过商家公布的公钥来对每个记录信息进行验证，并验证商家的合法性等)，并通过上述提及的工作量证明过程来尝试生成一个新的区块。当有某个节点通过工作量证明后，即生成一个新的区块。该新生成的区块被广播到区块链网络中，若区块链网络中的超过半数的节点对该区块验证通过后(即将该区块加入到其区块链中来表示通过验证)，则区块中的记录信息在区块链网络中记录完成。所述主机在接收到所述区块后，将该区块添加到自身维护的区块链中，并同时将该区块发送给所述主芯片10。
[0055] S104，将所述区块加入自身维护的区块链中。
[0056] 在本实施例中，所述主芯片10在接收到该区块后，同时也将该区块加入到其维护的区块链中。
[0057] 需要说明的是，由于主芯片10的存储器通常存储空间比较小，因此，其区块链中只存储由其生成的记录信息生成的区块，而不存储其他区块。
[0058] 以下以一个实际的例子来说明本实施例的应用。
[0059] 例如，贴有电子标签的物品A由厂家甲生成，在厂家生产完成后，通过其自身的RFID阅读器读取该电子标签，从而在区块链网络中生成第一记录信息，该第一记录信息会被记录到区块链的一个区块中。通过该区块，可以获得该物品A的生产厂家、生产时间等一系列信息。此后，若由经销商乙从厂家甲提货，则经销商乙通过其自身的RFID阅读器读取该电子标签，从而在区块链网络中生成第二记录信息，同样的，第二记录信息会被记录到区块链的一个区块中，通过该区块，可以获得该物品A的经销商乙的相关信息等。最后，如果最终店铺丙从经销商乙中进货，则店铺丙通过其自身的RFID阅读器读取该电子标签，从而在区块链网络中生成第三记录信息，同样的，第三记录信息会被记录到区块链网络的一个区块中，通过该区块，可以获得该物品A的销售的店铺丙等相关信息。若消费者丁购买了该物品A，则其可以通过区块链网络来获得物品A的所有相关信息(包括生产厂家甲、经销商乙、店铺丙)，这些记录信息都是通过区块链网络确认的，具有不可抵赖性。因此如果物品A出现了质量问题，则消费者丁可以根据这些信息来进行责任追究。
[0060] 当然，需要说明的是，上述实施例仅仅是本发明的一种应用。事实上，本发明还可以应用于物品运输追踪或者追踪物品A的移动等过程，这些应用场景均在本发明的保护范围之内。
[0061] 优选地，所述区块链网络为基于X11算法的区块链网络。
[0062] 优选地，高频载波信号的频率为903MHz～930MHz。
[0063] 优选地，所述RFID读写器还包括多电源管理模块50，所述多电源管理模块包括提供1.2V电压的第一低压差线性稳压器(1.2V-LDO)以及提供5V电压的第二低压差线性稳压器(5V-LDO)；所述第一低压差线性稳压器及所述第二低压差线性稳压器分别与所述主芯片连接。
[0064] 在本实施例中，第一低压差线性稳压器可以使处理器工作在低功耗模式，主要用于分布式记账存储数据的低功耗模式，第二低压差线性稳压器主要用于产生发送数据读取RFID数据，处理数据的高性能模式。
[0065] 优选地，所述主芯片10还包括用于与外部设备连接的第二通信接口12。
[0066] 综上所述，本发明实施例提供的应用于区块链的RFID读写器，通过读取电子标签来生成记录信息，并将记录信息记录在区块链网络的区块中。同时，RFID 读写器自身也会存储该区块，从而使RFID读写器能够作为区块链的一个节点进行分布式记账。基于本发明实施例，可以保证记录信息的准确、可靠和不可抵赖，同时由于区块链技术的不记名性也保证能够充分保障个人的隐私。
[0067] 本发明还提供了一种区块链网络，包括至少两个通过P2P网络连接的节点；其中，所述至少两个节点中包括如上述的应用于区块链的RFID读写器。
[0068] 示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段。
[0069] 所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0070] 所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述面向区块链的动态哈希计算节点的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0071] 本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0072] 需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0073] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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