(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111622717.6 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 夏新斌 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区阳光10 0 后海72栋 (72)发明人 夏新斌　 (74)专利代理 机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265 代理人 郭磊 (51)Int.Cl. G06Q 30/00(2012.01) G06N 20/20(2019.01) G16Y 10/00(2020.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 67/1095(2022.01) (54)发明名称 面向中药 材的便携式可信溯源 装置 (57)摘要 本发明公开了面向中药材的便携式可信溯 源装置， 包括联邦学习模块、 区块链模块、 联网模 块、 电源模块、 显示模块、 打印模块、 采集模块、 感 知层、 传输层、 数据层、 服务层和应用层， 中药材 追溯可以防止相似的生产项目在各管理部门、 各 中药材生产企业中重复投资和实行， 进而减 轻生 产企业的负担， 实现资源共享， 节约社会投资和 管理运行成本； 中药材追溯可以为中药材的相关 管理部门提供有效的监控手段， 从整体上掌握中 药材的质量安全状况， 为制定决策提供真实的科 学的依据， 通过全过程监督降低中药材质量安全 事故的发生率， 从而维护市场秩序、 提高生产企 业的管理水平和生产力， 增强企业的竞争力、 增 强消费者对中药 材的质量 安全意识和认知度。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114298721 A 2022.04.08 CN 114298721 A 1.面向中药材的便携式可信溯源装置， 包括联邦学习模块、 区块链模块、 联网模块、 电 源模块、 显示模块、 打印模块、 采集模块、 感知层、 传输层、 数据层、 服务层、 应用层、 安全架构 和监管与审查架构， 其特征在于： 所述联邦学习模块包括查询模块、 获取模块、 校验模块和 训练模块， 联邦学习本地训练运行在用户侧， 依据用户侧的数据学习本地模型参数， 区块链 则运行在服务侧， 接收并存储联邦学习的模型参数， 所述区块链模块包括加密 模块、 存储模 块和认证模块， 所述采集模块用于采集中药材 的数据信息， 联网模块用于将微处理器与指 定平台连接 。 2.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置， 其特征在于： 所述联邦学 习模块用于对中药材数据进行本地模型训练， 能在在数据不出本地的前提下， 通过加密机 制下的参数交换方式， 实现一个虚拟的共有模型， 保障中药材数据的 隐私性， 所述区块链模 块用于对工作人员和设备进 行验证， 采用国密S M2证书进 行有效性身份认证， 当联邦学习模 块全局训练完成后， 通过国密算法SM4算法对全局模型参数进行加密保护并存储在区块链 网络的各节点中， 从互联网中获取中药材相关的区块链数据库并进行溯源对比， 获取中药 材种类信息 。 3.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置， 其特征在于： 所述打印模 块用于根据溯源模块获取 的中药材信息生成条码， 并进行赋码， 控制 便携式打印机进行打 印。 4.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置， 其特征在于： 所述电源模 块用于将接收的太阳能转化为电能存储于 蓄电池内部， 所述感知层用于提供基础的采集装 置接入功能， 包括固定式读写器、 手持式读写器及发卡器3种读写器及对应标签， 感知层发 生的标签基本读写操作是本系统中区块链数据的主要组成部分， 所述传输层用于提供感知 数据高可靠、 高安全的传送， 感知 层数据通过有 线网络接入网关。 5.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置， 其特征在于： 所述数据层 用于数据层提供最基础的数据 处理功能， 如数据加密、 哈希函数运算、 数字签名等机制， 是 联邦学习和区块链技术最基础的数据处理支撑， 所述服务层用于服务层自下而上分别为提 供计算、 存储等服务的基础层； 用于智能合约 实现的虚拟机、 高级语言编辑器等； 为溯源应 用提供核心区块链相关服务， 保证服务的高可用性、 高便捷性， 可信的可靠的数据接入， 精 准的数据计算， 安全的数据管理， 这些服 务是溯源应用提供能力的保证。 6.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置， 其特征在于： 所述应用层 用于提供采集装置应用接口如出入库、 盘点、 防伪查询等功能， 所述安全架构用于包括系统 安全相关的认证和身份管理、 授权和安全策略管理和隐私保护等功能， 所述监管与审查架 构用于包括负责系统正常准确运行的监管支持和审查实现等功能。 7.根据权利要求1所述的面向中药材的便携式可信溯源装置操作方法， 其特征在于： 其 方法步骤如下： 步骤一： 采用经改造需具备执行可编程功能的数据采集装置， 采集数据来源于中药材 种植生产、 加工包装、 运输流通、 存储销售等数据的完整生命周期的信息记录， 改装置具备 硬件不可重配置的唯一标识以及关键控制、 配置和采集数据非本地化存储功 能， 以有效防 止信息泄 露； 步骤二： 用户进行本地进行训练得到对应本地模型， 参与的用户在本地依据所持有的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114298721 A 2中药材数据， 通过基于梯度下降的算法， 寻找模型参数， 使损失函数最小化， 进行同态加密 后上传至平台或者是指定的服 务器； 步骤三： 服务端收集用户端训练的模型参数进行全局训练， 需确保采集装置操作自动 执行约定的区块链智能合约， 并能够进行 数据融合及操作审计； 步骤四： 服务器更新的模型参数通过区块链以交易的形式进行存储， 数据严格按照 区 块链数据块格式进行封装， 然后通过加密算法和加入时间戳的方式将数据 记录存储到在各 区块链节点； 步骤五： 在不影响区块链本身安全性的前提下， 采用国密算法优化区块链加密流程， 使 得更加安全可靠的区块链通过时间戳、 信息加密和共识机制等技术手段， 在没有可信环境 的分布系统中实现基于安全可信的去中心化 点对点通信、 安全传输和隐私保护； 步骤六： 区块链产生交易区块， 各参与节点收集来自用户层的交易(模型参数)， 并通过 加密签名， 打包进区块。 区块链各节点间通过运行共识机制， 决定出块权所属， 获得出块权 的节点， 将区块广播至全网， 认证通过后加入区块链； 步骤七： 依据区块链上的记录， 聚合节点聚合模型参数， 并更新整体的模型。 进一步将 该模型下发至各参与用户， 从而开始新 一轮的训练学习。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114298721 A 3