为贵重物品的包装方；
14.所述贵重物品交易方为贵重物品生产完成后的历史拥有者，其中贵重物品交易方集合为{p4,
…
,p
n-1
}，p
n-1
为贵重物品的第n-4个拥有者；
15.所述贵重物品拥有者pn为贵重物品的当前拥有者；
16.向贵重物品交易链的用户节点集合{p1,p2,p3,p4,
…
,p
n-1
,pn}中的用户分配区块链节点，用户上传自身的语音数据、电子签名完成身份注册，其中相邻区块链节点存储记录双方交易的交易凭证，区块链中节点的总数为n，则贵重物品交易链的用户节点集合中用户所分配的区块链节点集合为：
17.{s1,s2,s3,s4,
…
,s
n-1
,sn}
18.其中：
19.sn为贵重物品拥有者pn所分配的区块链节点；
20.所述交易凭证记录了交易的完成时间、完成地点、物品编号以及双方的电子签名；若在贵重物品交易链中新增贵重物品交易，则需要贵重物品拥有者pn向区块链的共识节点上传交易凭证，共识节点查看交易凭证后增加区块链节点p
n+1
。
21.可选地，所述s2步骤中采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，包括：
22.将贵重物品交易链的用户作为贵重物品交易用户，当贵重物品交易链中第i名用户完成交易，需要上传贵重物品交易的交易凭证时，系统终端采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，则所采集的贵重物品交易链中第i名用户的身份数据为：
[0023][0024][0025]
其中：
[0026]
v(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的语音数据，为所采集的初始时刻 t0的用户语音信号，为所采集的截止时刻tm的用户语音信号，则用户数据的采集时间范围为[t0,tm]；
[0027]
a(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的唇部动作数据，为所采集的初始时刻t0的用户唇部动作图像，为所采集的截止时刻tm的用户唇部动作图像。
[0028]
可选地，所述s3步骤中利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，包括：
[0029]
对于所采集的用户语音数据v(i)中任意时刻tj的语音信号通过离散时域采样得到离散语音信号，并对离散语音信号进行短时傅里叶变换处理，所述短时傅里叶变换处理的公式为：
[0030][0031]
其中：
[0032]n′
为时域采样点；
[0033]
r为语音信号长度；
[0034]
x
′
(r)为离散时域采样后的离散语音信号；
[0035]
ω为窗序列；
[0036]
xn′
(tj)为语音信号的短时傅里叶变换结果；
[0037]
对短时傅里叶变换结果进行离散傅里叶变换处理，得到离散傅里叶变换结果x(tj)：
[0038][0039]
提取离散傅里叶变换结果中的能量图谱作为语音信号的语音特征
[0040][0041]
其中：
[0042]
img(
·
)为共轭值的计算公式；
[0043]
对所有时刻的语音信号进行上述特征提取，得到用户语音数据的语音特征向量：
[0044][0045]
将用户语音数据的语音特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。
[0046]
可选地，所述s3步骤中利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，包括：
[0047]
对于所采集的用户唇部动作数据a(i)，利用唇部特征提取算法从a(i)中提取唇部特征，所述唇部特征的提取流程为：
[0048]
1)对用户唇部动作数据a(i)中任意时刻tj的唇部动作图像利用基于颜色分量的唇部区域定位算法完成图像中唇部区域定位，对于唇部动作图像中的任意像素，基于b颜色通道分量以及r通道颜色分量对g通道颜色分量进行加权，若加权结果大于阈值β，则说明该像素为唇部区域像素，所述加权公式为：
[0049][0050]
其中：
[0051]g′
为像素的加权结果；
[0052]
r,g,b为像素分别在r,g,b颜色通道分量的值；
[0053]
为权重，将其设置为0.2；
[0054]
2)利用ostu二值化方法对唇部区域进行前景背景分割，将分割出的前景区域作为目标唇部区域；
[0055]
3)生成二值化后目标唇部区域的连通分量，在目标唇部区域设置坐标原点，基于坐标原点建立坐标系，并构建唇部边缘抛物线作为唇部特征：
[0056]
[0057][0058]
其中：
[0059]
为唇部动作图像的唇部上边缘抛物线；
[0060]
为唇部动作图像的唇部下边缘抛物线；
[0061]
h1为目标唇部上方区域的高度，h2为目标唇部下方区域的高度；
[0062]
w为目标唇部区域中唇部的宽度；
[0063]
x为抛物线的x轴坐标点；
[0064]
4)对用户唇部动作数据a(i)中所有唇部动作图像进行上述特征提取，得到用户唇部特征向量：
[0065][0066]
其中：
[0067]
为唇部动作图像的唇部特征；
[0068]
将用户唇部动作数据的唇部特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。
[0069]
可选地，所述s4步骤中对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功则将语音特征发送到区块链共识节点，包括：
[0070]
区块链节点接收到语音特征向量以及唇部特征向量后，对任意同时刻的语音特征和唇部特征进行匹配，即匹配任意时刻tj的唇部特征以及语音特征所述特征匹配方法为余弦相似度计算方法，若语音特征的能量高，且同时唇部特征的唇部边缘大，则余弦相似度计算结果高，设置余弦相似度阈值，若语音特征向量以及唇部特征向量中80％特征的余弦相似度计算结果高于余弦相似度阈值，则说明匹配成功，两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；
[0071]
所述区块链共识节点的选取方法为：
[0072]
各区块链节点对其余区块链节点进行投票，被投票选取的节点会产生一个信用积分，所述信用积分的计算公式为：
[0073][0074]
其中：
[0075]m′
表示区块链节点获得的投票票数；
[0076]
l表示区块链节点的总数；
[0077]
选取信用积分最高的个区块链节点作为共识节点。
[0078]
可选地，所述s4步骤中区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，并进行加密存储，包括：
[0079]
当所上传的用户身份特征匹配成功时，区块链共识节点对语音特征以及用户注册语音进行余弦相似度计算，若两者相似度高于0.85，用户可利用终端设备上传交易证明数
据到共识节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，区块链对所接收的交易证明数据进行共识，所述共识流程为：
[0080]
1)共识节点检查交易证明数据是否合法，包括签名是否完整，数据格式是否正确，并在本地模拟交易，若交易不合格，共识节点将拒绝所上传的交易证明数据，并将驳回交易的信息反馈给用户；
[0081]
2)待上传的交易证明数据确认无误后，共识节点按照预先设定的协商一致性算法对终端设备上传的交易证明数据进行共识；
[0082]
3)若共识节点达成共识，则将用户上传的交易证明数据添加到用户所注册的区块链节点中，并向整个网络进行消息广播；若在节点正常的情况下未达成共识，则驳回交易证明数据，将驳回交易的信息反馈给用户；
[0083]
当共识节点达成共识，利用区块链加密算法对用户上传的交易证明数据进行加密处理，所述交易证明数据的加密流程为：
[0084]
1)共识节点生成一个随机数ra，计算得到贵重物品的编号与随机数的验证码其中id为贵重物品的编号；
[0085]
2)共识节点将所生成的验证码发送到区块链节点，区块链节点基于交易完成的时间戳生成加密密钥其中t
′
为交易完成的时间戳信息；
[0086]
3)利用加密密钥对用户上传的交易证明数据进行加密，加密结果为：
[0087][0088]
其中：
[0089]
rot(
·
)为旋转函数，表示将向右旋转num
id
个字符， num
id
为贵重物品编号的字符数，data为用户所上传的交易证明数据；
[0090]
4)c
′
为交易证明数据的加密结果，将加密结果存储在区块链节点中。
[0091]
在本发明一个实施例中，通过对所构建区块链进行窃听攻击进行安全分析，所述窃听攻击的攻击者可以截获区块链节点之间发送的通信信息，通信信息中可能存在明文数据或加密信息，攻击者若通过分析得到系统关键信息，则表示该通信过程是非安全的。对于本方案所提出的加密存储方案，当遭到窃听后，并不会泄露系统关键信息，如贵重物品编号、加密密钥等。在整个加密过程中，关键信息不会以明文在信道中传输，在通信通道中，区块链节点仅传输随机数，对于加密密钥并未在信道中传输，攻击者很难根据窃听信息分析出加密密钥，来计算出其他关键信息，同样无法篡改对应信息导致系统中合法节点信任伪造信息。
[0092]
可选地，所述s5步骤中通过查看区块链节点中所存储的交易凭证进行贵重物品的交易溯源，包括：
[0093]
所述贵重物品交易溯源的流程为：
[0094]
当需要进行贵重物品交易溯源时，发起交易溯源的区块链节点通过输入身份数据进行身份认证；
[0095]
当认证通过后，发起交易溯源的区块链节点向共识节点发起溯源请求，当通过共识后，发起交易溯源的区块链节点可查看溯源区块链节点所存储的交易凭证，完成贵重物品的交易溯源。
[0096]
为了解决上述问题，本发明还提供一种贵重物品安全加密溯源系统，其特征在于，
所述装置包括：
[0097]
区块链构建模块，用于利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链；
[0098]
数据采集处理模块，用于采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；
[0099]
贵重物品溯源装置，用于贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。
[0100]
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
[0101]
存储器，存储至少一个指令；及
[0102]
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的贵重物品安全加密溯源方法。
[0103]
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的贵重物品安全加密溯源方法。
[0104]
相对于现有技术，本发明提出一种贵重物品安全加密溯源方法，该技术具有以下优势：
[0105]
首先，本方案提出一种基于区块链的贵重物品安全加密溯源方法，通过向贵重物品交易链的用户节点集合中的用户分配区块链节点，用户上传自身的语音数据、电子签名完成身份注册，其中相邻区块链节点存储记录双方交易的交易凭证，当用户身份认证通过时，用户可利用终端设备上传交易证明数据到共识节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，区块链对所接收的交易证明数据进行共识，当共识节点达成共识，利用区块链加密算法对用户上传的交易证明数据进行加密处理，所述交易证明数据的加密流程为：共识节点生成一个随机数ra，计算得到贵重物品的编号与随机数的验证码其中id为贵重物品的编号；共识节点将所生成的验证码发送到区块链节点，区块链节点基于交易完成的时间戳生成加密密钥其中t
′
为交易完成的时间戳信息；利用加密密钥对用户上传的交易证明数据进行加密，加密结果为：
[0106][0107]
其中：rot(
·
)为旋转函数，表示将向右旋转num
id
个字符， num
id
为贵重物品编号的字符数，data为用户所上传的交易证明数据；c
′
为交易证明数据的加密结果，将加密结果存储在区块链节点中。通过对所构建区块链进行窃听攻击进行安全分析，所述窃听攻击的攻击者可以截获区块链节点之间发送的通信信息，通信信息中可能存在明文数据或加密信息，攻击者若通过分析得到系统关键信息，则表示该通信过程是非安全的。对于本方案所提出的加密存储方案，当遭到窃听后，并不会泄露系统关键
信息，如贵重物品编号、加密密钥等。在整个加密过程中，关键信息不会以明文在信道中传输，在通信通道中，区块链节点仅传输随机数，对于加密密钥并未在信道中传输，攻击者很难根据窃听信息分析出加密密钥，来计算出其他关键信息，同样无法篡改对应信息导致系统中合法节点信任伪造信息。当需要进行贵重物品交易溯源时，发起交易溯源的区块链节点通过输入身份数据进行身份认证；当验证通过后，发起交易溯源的区块链节点向共识节点发起溯源请求，当通过共识后，发起交易溯源的区块链节点可查看溯源区块链节点所存储的交易凭证，完成贵重物品的交易溯源。
[0108]
同时，本方案提出一种基于用户语音数据以及唇部动作数据的用户身份认证方法，通过采集语音信号的能量图谱作为语音特征，对于所采集的用户唇部动作数据a(i)，利用唇部特征提取算法从a(i)中提取唇部特征，所述唇部特征的提取流程为：对用户唇部动作数据a(i)中任意时刻tj的唇部动作图像利用基于颜色分量的唇部区域定位算法完成图像中唇部区域定位，对于唇部动作图像中的任意像素，基于b颜色通道分量以及 r通道颜色分量对g通道颜色分量进行加权，若加权结果大于阈值β，则说明该像素为唇部区域像素，所述加权公式为：
[0109][0110]
其中：g
′
为像素的加权结果；r,g,b为像素分别在r,g,b颜色通道分量的值；为权重，将其设置为0.2；利用ostu二值化方法对唇部区域进行前景背景分割，将分割出的前景区域作为目标唇部区域；生成二值化后目标唇部区域的连通分量，在目标唇部区域设置坐标原点，基于坐标原点建立坐标系，并构建唇部边缘抛物线作为唇部特征：
[0111][0112][0113]
其中：为唇部动作图像的唇部上边缘抛物线；为唇部动作图像的唇部下边缘抛物线；h1为目标唇部上方区域的高度，h2为目标唇部下方区域的高度；w为目标唇部区域中唇部的宽度；x为抛物线的x轴坐标点；对用户唇部动作数据a(i)中所有唇部动作图像进行上述特征提取，得到用户唇部特征向量：
[0114][0115]
其中：为唇部动作图像的唇部特征；将用户唇部动作数据的唇部特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。区块链节点接收到语音特征向量以及唇部特征向量后，对任意同时刻的语音特征和唇部特征进行匹配，即匹配任意时刻tj的唇部特征以及语音特征所述特征匹配方法为余弦相似度计算方法，设置余弦相似度阈值，若语音特征向量以及唇部特征向量中80％特征的余弦相似度计算结果高于余弦相似度阈值，则说明匹配成功，两者来自一名用户，则将语音特征
发送到区块链共识节点；区块链共识节点对语音特征以及用户注册语音进行余弦相似度计算，若两者相似度高于0.85，则用户身份认证通过。相较于传统方案，本方案结合同一时刻唇部边缘的幅度，语音信号的能量，若语音特征的能量高，且同时唇部特征的唇部边缘大，则唇部特征与语音特征为同一用户，由于录像结果可能存在音画不同步现象，从而避免利用录音或录像设备进行身份认证的问题，提高用户认证效率以及安全性。
附图说明
[0116]
图1为本发明一实施例提供的一种贵重物品安全加密溯源方法的流程示意图；
[0117]
图2为本发明一实施例提供的贵重物品安全加密溯源系统的功能模块图；
[0118]
图3为本发明一实施例提供的实现贵重物品安全加密溯源方法的电子设备的结构示意图。
[0119]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0120]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0121]
本技术实施例提供一种贵重物品安全加密溯源方法。所述贵重物品安全加密溯源方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本技术实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述贵重物品安全加密溯源方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
[0122]
实施例1：
[0123]
s1：利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链，其中所述区块链向参与贵重物品生产交易的用户分配区块链节点，用户在区块链节点完成身份注册。
[0124]
所述s1步骤中构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链，包括：
[0125]
构建贵重物品交易链，所构建的贵重物品交易链的节点包括贵重物品生产者，贵重物品交易者以及贵重物品拥有者；
[0126]
所述贵重物品生产者负责完成贵重物品的生产阶段，包括制造、加工以及包装，其中贵重物品生产者集合为{p1,p2,p3}，p1为贵重物品的制造方，p2为贵重物品的加工方， p3为贵重物品的包装方；
[0127]
所述贵重物品交易方为贵重物品生产完成后的历史拥有者，其中贵重物品交易方集合为{p4,
…
,p
n-1
}，p
n-1
为贵重物品的第n-4个拥有者；
[0128]
所述贵重物品拥有者pn为贵重物品的当前拥有者；
[0129]
向贵重物品交易链的用户节点集合{p1,p2,p3,p4,
…
,p
n-1
,pn}中的用户分配区块链节点，用户上传自身的语音数据、电子签名完成身份注册，其中相邻区块链节点存储记录双方交易的交易凭证，区块链中节点的总数为n，则贵重物品交易链的用户节点集合中用户所分配的区块链节点集合为：
[0130]
{s1,s2,s3,s4,
…
,s
n-1
,sn}
[0131]
其中：
[0132]
sn为贵重物品拥有者pn所分配的区块链节点；
[0133]
所述交易凭证记录了交易的完成时间、完成地点、物品编号以及双方的电子签名；若在贵重物品交易链中新增贵重物品交易，则需要贵重物品拥有者pn向区块链的共识节点上传交易凭证，共识节点查看交易凭证后增加区块链节点p
n+1
。
[0134]
s2：采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，贵重物品交易用户为参与贵重物品生产交易的用户。
[0135]
所述s2步骤中采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，包括：
[0136]
将贵重物品交易链的用户作为贵重物品交易用户，当贵重物品交易链中第i名用户完成交易，需要上传贵重物品交易的交易凭证时，系统终端采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，则所采集的贵重物品交易链中第i名用户的身份数据为：
[0137][0138][0139]
其中：
[0140]
v(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的语音数据，为所采集的初始时刻 t0的用户语音信号，为所采集的截止时刻tm的用户语音信号，则用户数据的采集时间范围为[t0,tm]；
[0141]
a(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的唇部动作数据，为所采集的初始时刻t0的用户唇部动作图像，为所采集的截止时刻tm的用户唇部动作图像。
[0142]
需要解释的是，当贵重物品交易双方完成交易后，需要填写交易凭证，此时贵重物品完成交易转移，交易凭证填写完成后需要上传到第三方机构进行认证，认证完成后可由贵重物品交易用户上传到对应的区块链节点进行存储。
[0143]
s3：利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点。
[0144]
所述s3步骤中利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，包括：
[0145]
对于所采集的用户语音数据v(i)中任意时刻tj的语音信号通过离散时域采样得到离散语音信号，并对离散语音信号进行短时傅里叶变换处理，所述短时傅里叶变换处理的公式为：
[0146][0147]
其中：
[0148]n′
为时域采样点；
[0149]
r为语音信号长度；
[0150]
x
′
(r)为离散时域采样后的离散语音信号；
[0151]
ω为窗序列；
[0152]
xn′
(tj)为语音信号的短时傅里叶变换结果；
[0153]
对短时傅里叶变换结果进行离散傅里叶变换处理，得到离散傅里叶变换结果x(tj)：
[0154][0155]
提取离散傅里叶变换结果中的能量图谱作为语音信号的语音特征
[0156][0157]
其中：
[0158]
img(
·
)为共轭值的计算公式；
[0159]
对所有时刻的语音信号进行上述特征提取，得到用户语音数据的语音特征向量：
[0160][0161]
将用户语音数据的语音特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。
[0162]
所述s3步骤中利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，包括：
[0163]
对于所采集的用户唇部动作数据a(i)，利用唇部特征提取算法从a(i)中提取唇部特征，所述唇部特征的提取流程为：
[0164]
1)对用户唇部动作数据a(i)中任意时刻tj的唇部动作图像利用基于颜色分量的唇部区域定位算法完成图像中唇部区域定位，对于唇部动作图像中的任意像素，基于b颜色通道分量以及r通道颜色分量对g通道颜色分量进行加权，若加权结果大于阈值β，则说明该像素为唇部区域像素，所述加权公式为：
[0165][0166]
其中：
[0167]g′
为像素的加权结果；
[0168]
r,g,b为像素分别在r,g,b颜色通道分量的值；
[0169]
为权重，将其设置为0.2；
[0170]
2)利用ostu二值化方法对唇部区域进行前景背景分割，将分割出的前景区域作为目标唇部区域；
[0171]
3)生成二值化后目标唇部区域的连通分量，在目标唇部区域设置坐标原点，基于坐标原点建立坐标系，并构建唇部边缘抛物线作为唇部特征：
[0172][0173][0174]
其中：
[0175]
为唇部动作图像的唇部上边缘抛物线；
[0176]
为唇部动作图像的唇部下边缘抛物线；
[0177]
h1为目标唇部上方区域的高度，h2为目标唇部下方区域的高度；
[0178]
w为目标唇部区域中唇部的宽度；
[0179]
x为抛物线的x轴坐标点；
[0180]
4)对用户唇部动作数据a(i)中所有唇部动作图像进行上述特征提取，得到用户唇部特征向量：
[0181][0182]
其中：
[0183]
为唇部动作图像的唇部特征；
[0184]
将用户唇部动作数据的唇部特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。
[0185]
s4：贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证。
[0186]
所述s4步骤中对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功则将语音特征发送到区块链共识节点，包括：
[0187]
区块链节点接收到语音特征向量以及唇部特征向量后，对任意同时刻的语音特征和唇部特征进行匹配，即匹配任意时刻tj的唇部特征以及语音特征所述特征匹配方法为余弦相似度计算方法，若语音特征的能量高，且同时唇部特征的唇部边缘大，则余弦相似度计算结果高，设置余弦相似度阈值，若语音特征向量以及唇部特征向量中80％特征的余弦相似度计算结果高于余弦相似度阈值，则说明匹配成功，两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；
[0188]
所述区块链共识节点的选取方法为：
[0189]
各区块链节点对其余区块链节点进行投票，被投票选取的节点会产生一个信用积分，所述信用积分的计算公式为：
[0190][0191]
其中：
[0192]m′
表示区块链节点获得的投票票数；
[0193]
l表示区块链节点的总数；
[0194]
选取信用积分最高的个区块链节点作为共识节点。
[0195]
所述s4步骤中区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，并进行加密存储，包括：
[0196]
当所上传的用户身份特征匹配成功时，区块链共识节点对语音特征以及用户注册语音进行余弦相似度计算，若两者相似度高于0.85，用户可利用终端设备上传交易证明数据到共识节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，
区块链对所接收的交易证明数据进行共识，所述共识流程为：
[0197]
1)共识节点检查交易证明数据是否合法，包括签名是否完整，数据格式是否正确，并在本地模拟交易，若交易不合格，共识节点将拒绝所上传的交易证明数据，并将驳回交易的信息反馈给用户；
[0198]
2)待上传的交易证明数据确认无误后，共识节点按照预先设定的协商一致性算法对终端设备上传的交易证明数据进行共识；
[0199]
3)若共识节点达成共识，则将用户上传的交易证明数据添加到用户所注册的区块链节点中，并向整个网络进行消息广播；若在节点正常的情况下未达成共识，则驳回交易证明数据，将驳回交易的信息反馈给用户；
[0200]
当共识节点达成共识，利用区块链加密算法对用户上传的交易证明数据进行加密处理，所述交易证明数据的加密流程为：
[0201]
1)共识节点生成一个随机数ra，计算得到贵重物品的编号与随机数的验证码其中id为贵重物品的编号；
[0202]
2)共识节点将所生成的验证码发送到区块链节点，区块链节点基于交易完成的时间戳生成加密密钥其中t
′
为交易完成的时间戳信息；
[0203]
3)利用加密密钥对用户上传的交易证明数据进行加密，加密结果为：
[0204][0205]
其中：
[0206]
rot(
·
)为旋转函数，表示将向右旋转num
id
个字符， num
id
为贵重物品编号的字符数，data为用户所上传的交易证明数据；
[0207]
4)c
′
为交易证明数据的加密结果，将加密结果存储在区块链节点中。
[0208]
在本发明一个实施例中，通过对所构建区块链进行窃听攻击进行安全分析，所述窃听攻击的攻击者可以截获区块链节点之间发送的通信信息，通信信息中可能存在明文数据或加密信息，攻击者若通过分析得到系统关键信息，则表示该通信过程是非安全的。对于本方案所提出的加密存储方案，当遭到窃听后，并不会泄露系统关键信息，如贵重物品编号、加密密钥等。在整个加密过程中，关键信息不会以明文在信道中传输，在通信通道中，区块链节点仅传输随机数，对于加密密钥并未在信道中传输，攻击者很难根据窃听信息分析出加密密钥，来计算出其他关键信息，同样无法篡改对应信息导致系统中合法节点信任伪造信息。
[0209]
s5：根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。
[0210]
所述s5步骤中通过查看区块链节点中所存储的交易凭证进行贵重物品的交易溯源，包括：
[0211]
所述贵重物品交易溯源的流程为：
[0212]
当需要进行贵重物品交易溯源时，发起交易溯源的区块链节点通过输入身份数据进行身份认证；
[0213]
当认证通过后，发起交易溯源的区块链节点向共识节点发起溯源请求，当通过共识后，发起交易溯源的区块链节点可查看溯源区块链节点所存储的交易凭证，完成贵重物品的交易溯源。
[0214]
实施例2：如图2所示，是本发明一实施例提供的贵重物品安全加密溯源系统的功能模块图，其可以实现实施例1中的贵重物品加密溯源方法。
[0215]
本发明所述贵重物品安全加密溯源系统100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述贵重物品安全加密溯源系统可以包括区块链构建模块101、数据采集处理模块102及贵重物品溯源装置103。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
[0216]
区块链构建模块101，用于利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链；数据采集处理模块102，用于采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；贵重物品溯源装置103，用于贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。
[0217]
详细地，本发明实施例中所述贵重物品安全加密溯源系统100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的贵重物品安全加密溯源方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
[0218]
实施例3：如图3所示，是本发明一实施例提供的实现贵重物品安全加密溯源方法的电子设备的结构示意图。
[0219]
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如贵重物品安全加密溯源程序12。
[0220]
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（smart media card， smc）、安全数字（secure digital， sd）卡、闪存卡（flash card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如贵重物品安全加密溯源程序12的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0221]
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（central processing unit，cpu）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器
及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（control unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（贵重物品安全加密溯源程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
[0222]
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称pci）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称eisa）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
[0223]
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0224]
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
[0225]
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如wi-fi接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
[0226]
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（display）、输入单元（比如键盘（keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled（organic light-emitting diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
[0227]
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
[0228]
所述电子设备1中的所述存储器11存储的贵重物品安全加密溯源程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链；采集贵重物品交易用户的身份数据；利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点；根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。
[0229]
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中
相关步骤的描述，在此不赘述。
[0230]
需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
[0231]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0232]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：1.一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述方法包括：s1：利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链，其中所述区块链向参与贵重物品生产交易的用户分配区块链节点，用户在区块链节点完成身份注册；s2：采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，贵重物品交易用户为参与贵重物品生产交易的用户；s3：利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；s4：贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证；s5：根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。2.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s1步骤中构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链，包括：构建贵重物品交易链，所构建的贵重物品交易链的节点包括贵重物品生产者，贵重物品交易者以及贵重物品拥有者；所述贵重物品生产者负责完成贵重物品的生产阶段，包括制造、加工以及包装，其中贵重物品生产者集合为{p1,p2,p3}，p1为贵重物品的制造方，p2为贵重物品的加工方，p3为贵重物品的包装方；所述贵重物品交易方为贵重物品生产完成后的历史拥有者，其中贵重物品交易方集合为{p4,
…
,p
n-1
}，p
n-1
为贵重物品的第n-4个拥有者；所述贵重物品拥有者p
n
为贵重物品的当前拥有者；向贵重物品交易链的用户节点集合{p1,p2,p3,p4,
…
,p
n-1
,p
n
}中的用户分配区块链节点，用户上传自身的语音数据、电子签名完成身份注册，其中相邻区块链节点存储记录双方交易的交易凭证，区块链中节点的总数为n，则贵重物品交易链的用户节点集合中用户所分配的区块链节点集合为：{s1,s2,s3,s4,
…
,s
n-1
,s
n
}其中：s
n
为贵重物品拥有者p
n
所分配的区块链节点；所述交易凭证记录了交易的完成时间、完成地点、物品编号以及双方的电子签名；若在贵重物品交易链中新增贵重物品交易，则需要贵重物品拥有者p
n
向区块链的共识节点上传交易凭证，共识节点查看交易凭证后增加区块链节点p
n+1
。3.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s2步骤中采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，包括：将贵重物品交易链的用户作为贵重物品交易用户，当贵重物品交易链中第i名用户完成交易，需要上传贵重物品交易的交易凭证时，系统终端采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，则所采集的贵重物品交
易链中第i名用户的身份数据为：易链中第i名用户的身份数据为：其中：v(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的语音数据，为所采集的初始时刻t0的用户语音信号，为所采集的截止时刻t
m
的用户语音信号，则用户数据的采集时间范围为[t0,t
m
]；a(i)为所采集的贵重物品交易链中第i名用户的唇部动作数据，为所采集的初始时刻t0的用户唇部动作图像，为所采集的截止时刻t
m
的用户唇部动作图像。4.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s3步骤中利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，包括：对于所采集的用户语音数据v(i)中任意时刻t
j
的语音信号通过离散时域采样得到离散语音信号，并对离散语音信号进行短时傅里叶变换处理，所述短时傅里叶变换处理的公式为：其中：n
′
为时域采样点；r为语音信号长度；x
′
(r)为离散时域采样后的离散语音信号；ω为窗序列；x
n
′
(t
j
)为语音信号的短时傅里叶变换结果；对短时傅里叶变换结果进行离散傅里叶变换处理，得到离散傅里叶变换结果x(t
j
)：提取离散傅里叶变换结果中的能量图谱作为语音信号的语音特征的语音特征其中：img(
·
)为共轭值的计算公式；对所有时刻的语音信号进行上述特征提取，得到用户语音数据的语音特征向量：将用户语音数据的语音特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。5.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s3步骤中利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，包括：对于所采集的用户唇部动作数据a(i)，利用唇部特征提取算法从a(i)中提取唇部特
征，所述唇部特征的提取流程为：1)对用户唇部动作数据a(i)中任意时刻t
j
的唇部动作图像利用基于颜色分量的唇部区域定位算法完成图像中唇部区域定位，对于唇部动作图像中的任意像素，基于b颜色通道分量以及r通道颜色分量对g通道颜色分量进行加权，若加权结果大于阈值β，则说明该像素为唇部区域像素，所述加权公式为：其中：g
′
为像素的加权结果；r,g,b为像素分别在r,g,b颜色通道分量的值；为权重，将其设置为0.2；2)利用ostu二值化方法对唇部区域进行前景背景分割，将分割出的前景区域作为目标唇部区域；3)生成二值化后目标唇部区域的连通分量，在目标唇部区域设置坐标原点，基于坐标原点建立坐标系，并构建唇部边缘抛物线作为唇部特征：坐标系，并构建唇部边缘抛物线作为唇部特征：其中：为唇部动作图像的唇部上边缘抛物线；为唇部动作图像的唇部下边缘抛物线；h1为目标唇部上方区域的高度，h2为目标唇部下方区域的高度；w为目标唇部区域中唇部的宽度；x为抛物线的x轴坐标点；4)对用户唇部动作数据a(i)中所有唇部动作图像进行上述特征提取，得到用户唇部特征向量：其中：为唇部动作图像的唇部特征；将用户唇部动作数据的唇部特征向量上传到贵重物品交易用户所注册的区块链节点。6.如权利要求4-5所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s4步骤中对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功则将语音特征发送到区块链共识节点，包括：区块链节点接收到语音特征向量以及唇部特征向量后，对任意同时刻的语音特征和唇
部特征进行匹配，即匹配任意时刻t
j
的唇部特征以及语音特征所述特征匹配方法为余弦相似度计算方法，若语音特征的能量高，且同时唇部特征的唇部边缘大，则余弦相似度计算结果高，设置余弦相似度阈值，若语音特征向量以及唇部特征向量中80％特征的余弦相似度计算结果高于余弦相似度阈值，则说明匹配成功，两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；所述区块链共识节点的选取方法为：各区块链节点对其余区块链节点进行投票，被投票选取的节点会产生一个信用积分，所述信用积分的计算公式为：其中：m
′
表示区块链节点获得的投票票数；l表示区块链节点的总数；选取信用积分最高的个区块链节点作为共识节点。7.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s4步骤中区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，并进行加密存储，包括：当所上传的用户身份特征匹配成功时，区块链共识节点对语音特征以及用户注册语音进行余弦相似度计算，若两者相似度高于0.85，用户可利用终端设备上传交易证明数据到共识节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，区块链对所接收的交易证明数据进行共识，所述共识流程为：1)共识节点检查交易证明数据是否合法，包括签名是否完整，数据格式是否正确，并在本地模拟交易，若交易不合格，共识节点将拒绝所上传的交易证明数据，并将驳回交易的信息反馈给用户；2)待上传的交易证明数据确认无误后，共识节点按照预先设定的协商一致性算法对终端设备上传的交易证明数据进行共识；3)若共识节点达成共识，则将用户上传的交易证明数据添加到用户所注册的区块链节点中，并向整个网络进行消息广播；若在节点正常的情况下未达成共识，则驳回交易证明数据，将驳回交易的信息反馈给用户；当共识节点达成共识，利用区块链加密算法对用户上传的交易证明数据进行加密处理，所述交易证明数据的加密流程为：1)共识节点生成一个随机数ra，计算得到贵重物品的编号与随机数的验证码其中id为贵重物品的编号；2)共识节点将所生成的验证码发送到区块链节点，区块链节点基于交易完成的时间戳生成加密密钥其中t
′
为交易完成的时间戳信息；3)利用加密密钥对用户上传的交易证明数据进行加密，加密结果为：其中：rot(
·
)为旋转函数，表示将向右旋转num
id
个字符，
num
id
为贵重物品编号的字符数，data为用户所上传的交易证明数据；4)c
′
为交易证明数据的加密结果，将加密结果存储在区块链节点中。8.如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法，其特征在于，所述s5步骤中通过查看区块链节点中所存储的交易凭证进行贵重物品的交易溯源，包括：所述贵重物品交易溯源的流程为：当需要进行贵重物品交易溯源时，发起交易溯源的区块链节点通过输入身份数据进行身份认证；当认证通过后，发起交易溯源的区块链节点向共识节点发起溯源请求，当通过共识后，发起交易溯源的区块链节点可查看溯源区块链节点所存储的交易凭证，完成贵重物品的交易溯源。9.一种贵重物品安全加密溯源系统，其特征在于，所述装置包括：区块链构建模块，用于利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链；数据采集处理模块，用于采集贵重物品交易用户的身份数据，其中所述身份数据包括语音数据以及所对应的唇部动作数据，利用改进的语音特征提取算法从语音数据中提取语音特征，并利用唇部特征提取算法从唇部动作数据中提取唇部特征，对贵重物品交易用户的语音特征以及唇部特征进行匹配，若匹配成功说明两者来自一名用户，则将语音特征发送到区块链共识节点；贵重物品溯源装置，用于贵重物品交易用户上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点，其中所述交易证明数据为当前贵重物品交易用户与上游用户的交易凭证，根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源，以实现如权利要求1所述的一种贵重物品安全加密溯源方法。
技术总结本发明涉及安全加密溯源的技术领域，揭露了一种贵重物品安全加密溯源系统，包括：利用基于贵重物品交易链的区块链建模方法构建用于贵重物品安全加密溯源的区块链；采集贵重物品交易用户的身份数据；从身份数据中提取语音特征以及唇部特征，若语音特征以及唇部特征匹配成功则将语音特征发送到区块链共识节点；上传交易证明数据，区块链共识节点对所上传的交易证明数据进行共识，若通过共识，将交易证明数据加密存储到贵重物品交易用户对应的区块链节点；根据区块链节点中的交易凭证进行贵重物品的交易溯源。本发明基于区块链技术存储贵重物品信息，实现加密溯源，添加基于语音信号以及唇部动作的身份认证技术，减少无效计算，提高用户认证效率以及安全性。提高用户认证效率以及安全性。提高用户认证效率以及安全性。
技术研发人员：詹蕴学 邹耀增 韩声利 龙志辉 刘熙 陆盘英 李程艳 饶文斌 龙俊奇
受保护的技术使用者：湖南丰汇银佳科技股份有限公司
技术研发日：2022.05.27
技术公布日：2022/11/1
