一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法

摘要

本发明公开了一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法，其采用去中心化的资产管理使每家支行作为节点，通过对区块链中的所有节点上设置相同的智能合约，使得所有节点的现金转账逻辑相同，对内部公开透明，减少录入时的差错，避免记录被伪造。本发明方法应用区块链技术可以将各银行清分时上传的冠字号码以及捆包号信息存储在区块链共享的账本中，同时利用城市金融网传输信息，实现跨行调款冠字号码信息流和现金实物流同步流转。

权利要求

1.一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法，包括如下步骤：(1)创建由各家银行为节点所组成的区块链网络，网络为每一个通过审核的节点注册私钥，网络中各节点共同维护着一条用于记录每一纸币冠字号从初始发行到最后一次转移所有交易记录的区块链；

节点之间通过P2P对等网络连接，各银行间的冠字号信息传递采用相同方式，区块链中所有节点中都保存着相同个数和种类的智能合约；其中，智能合约①指的是在转入收款方银行前，必须验证每个冠字号对应纸币真伪，只有真币可以录入收款方数据库，是对付款方的约束；智能合约②指的是通过私匙认证使得供款银行将对冠字号的所有权转移，是对收款方的约束；智能合约③指的是根据银行间转账的现有条款，根据银行间的利率、准备金、最大限额对冠字号对应纸币进行约束；

(2)供款方节点在调款前对所调款纸币的真伪进行检测，供款方节点利用纸币检测设备对所调款纸币的真伪进行检测，并对合格纸币创建捆包并打包装箱，注册捆包归属，贴捆包标签；在纸币检测过程中，纸币检测设备对合格纸币的冠字号码进行识别，进而并将所调款纸币的冠字号码和捆包信息以及票箱信息存储于区块链中；在纸币捆包过程中，供款方节点利用设备对纸币捆包的捆包码进行识别，并将捆包中所有纸币的冠字号码和捆包信息存储于区块链中；

供款方节点利用纸币打包装箱设备对纸币捆包进行打包、装箱、贴票箱标签，形成纸币箱；在打包装箱过程中，纸币打包装箱设备对纸币捆包的标签进行识别，进而将纸币箱中所有纸币捆包的捆包码和捆包标签与票箱码和票箱信息关联并存储于区块链中，并将新的区块广播给网络中的其他节点；区块链为基于时间链的分布式数据库，用于存储冠字号从初始发行到最后一次被转移的记录的交易信息，操作是对该冠字号的查看、转入、流出、销毁的行为，其中操作时间、操作地点、操作人员、操作内容信息将完整被记录，并附上时间戳通知其他交易信息节点存储本条信息；每家银行为在此数据库上都是一个交易节点；

(3)供款方节点通过智能合约对借款方节点的私钥进行认证，并将所调款纸币冠字号码的所有权转移给借款方节点，同时将所调款纸币运往借款方节点；

采用授权拜占庭容错算法从网络中选举若干节点进行记账，即利用这些记账节点存储一定时间段内所有冠字号捆包的所有权转移记录并将转移记录同步复制到区块链中，且记账节点之间通过拜占庭容错算法来达成共识；

所述授权拜占庭容错算法基于权重的投票机制从网络中选举若干节点进行记账，所述权重由以下四部分组成：

①银行所拥有的基础资金越多、体系越完善、冠字号转移越活越，该部分权重值越高，记为W1；

②由以往的记账成功比例决定，以往的成功比例越高，即冠字号转移记录的正确性越高，该部分权重值越高，记为W2；

③由银行的信用值决定，银行的不良贷款率、客户的评分、银行间的评价均作为信用值评价标准，信用值越高，该部分权重值越高，记为W3；

④由政策因素决定，外部设定该部分权重值，记为W4；

设每个节点所代表的银行分别为i1,i2,i3,…in，则第j个节点的权重Lj＝p1W1+p2W2+p3W3+p4W4,j＝1,2,…n；

其中，pk为第k个权重分量的系数，k＝1,2,3,4，记账节点则为网络中权重值最大的前几家银行；每一家银行的权重W＝p1W1+p2W2+p3W3+p4W4，p1～p4对应为W1～W4的分量系数，最终选举网络中权重最高的若干节点作为记账节点进行记账；

(4)借款方节点收到款后对每一纸币捆包的标签进行认证，通过添加新区块的方式来修改区块链中的捆包归属，并在业务层注销捆包码。

2.根据权利要求1所述的冠字号码信息存储及验证方法，其特征在于：所述授权拜占庭容错算法在区块链中引入数字证书，通过对共识过程中记账节点之间真实身份进行认证，达到对银行真实性、资格的验证。

3.根据权利要求1所述的冠字号码信息存储及验证方法，其特征在于：冠字号码信息存储方法包括如下步骤：

银行在调款过程中，在智能合约①的约束下，将纸币运出前需要用纸币检测设备对纸币真伪检测，并将合格品创建捆包，注册捆包归属，贴捆包标签，形成捆包；

在纸币检测过程中，纸币检测设备对合格纸币的冠字号码进行识别，并将冠字号码和捆包信息存储于区块链系统中；在纸币捆包过程中，利用设备根据智能合约③对纸币捆包码进行识别，并将纸币捆包中所有纸币的冠字号码信息和捆包信息存储在区块链中；

纸币打包装箱设备对纸币千包打包、装箱、贴票箱标签，形成纸币箱；在纸币千包的打包装箱过程中，纸币打包装箱设备对纸币捆包的标签进行识别，并将纸币箱中所有纸币捆包的捆包码、捆包标签与票箱码、票箱信息关联，存储于区块链中。

4.根据权利要求1所述的冠字号码信息存储及验证方法，其特征在于：冠字号码信息验证方法如下：

在上述步骤的基础上，通过智能合约②验证收款方节点，并使其注册私钥，银行在区块链验证节点注册私钥，供款方银行将纸币捆包信息上传之后，利用区块链的智能合约私钥认证转移给借款方银行，即将之前产生的、已在数据库中记录好的捆包所有权转移给借款方银行；

借款方银行对捆码标签进行认证，通过添加新区块的方式来修改区块链共享帐本中的捆包归属，之后在业务层注销捆包，这样无需对运来的纸币进行清分便完成了冠字号码信息的转移；在任何时间点，银行专人可在ATM机或其他设备上实时查到每个冠字号对应纸币的去向。

说明书

一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法

技术领域

[0001] 本发明属于金融及信息识别技术领域，具体涉及一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法。

背景技术

[0002] 人民币纸币上的编码又称冠字号码，“冠字”是印在纸币上用来标记印刷批次的两个或三个英文字母，由印钞厂按一定规律编排和印刷；“号码”则是印在冠字后面的阿拉伯
数字流水号，用来标明每张钞票在同冠字批次中的排列顺序。

[0003] 银行在跨行调款过程中因为存在信息流与实物流不同步的问题，从而造成了不必要的现金处理成本，降低了跨行调款现金使用效率。

[0004] 此外，在银行间的支付清算体系中，大额支付系统采用逐笔实时方式处理支付业务，小额支付系统采用逐笔发起，定时组包批量发送，实时传输，双边扎差净额清算，调入行
均需要对调入款项重新清分与录入冠字号码，因此现金清分和冠字号码查询是当前银行业
金融机构现金管理工作的重中之重，但是，传统的现金清分系统缺乏信息安全机制，且银行
之间的转账系统中存在的数据差异问题，重复录入问题及效率低问题。

[0005] 区块链是一个分布式的账本，通过去信任、去中心化的方式，可靠地维护一个数据库，从数据安全的角度上来看，由于区块链是一种几乎不可能被更改的分布式数据库，这里
的“分布式”更体现在数据的分布式记录、存储和表达的方式，具体地，每家银行都有这样一
个数据库，即共享账本，上报、注册、修改捆包所有权都在共享账本上有记录。从转入效率上
来讲，银行通过在区块链验证节点注册私匙，供款方银行将纸币捆包信息上传后，利用区块
链的智能合约私匙认证转移给收款方银行，这样无需对运来的纸币清分便可以解决冠字号
码信息的转移，避免复杂的对账过程。

发明内容

[0006] 鉴于上述，本发明提供了一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法，其采用去中心化的资产管理使每家支行作为节点，通过对区块链中的所有节点上设置相同的智
能合约，使得所有节点的现金转账逻辑相同，对内部公开透明，减少录入时的差错，避免记
录被伪造。

[0007] 一种基于区块链的冠字号码信息存储及验证方法，包括如下步骤：

[0008] (1)创建由各家银行为节点所组成的区块链网络，网络为每一个通过审核的节点注册私钥，网络中各节点共同维护着一条用于记录每一纸币冠字号从初始发行到最后一次
转移所有交易记录的区块链；

[0009] (2)供款方节点在调款前对所调款纸币的真伪进行检测，对合格纸币创建捆包并打包装箱，进而将所调款纸币的冠字号码、捆包信息以及票箱信息存储至区块链中，并将新
的区块广播给网络中的其他节点；

[0010] (3)供款方节点通过智能合约对借款方节点的私钥进行认证，并将所调款纸币冠字号码的所有权转移给借款方节点，同时将所调款纸币运往借款方节点；

[0011] (4)借款方节点收到款后对每一纸币捆包的标签进行认证，通过添加新区块的方式来修改区块链中的捆包归属，并在业务层注销捆包码。

[0012] 进一步地，所述步骤(2)中供款方节点利用纸币检测设备对所调款纸币的真伪进行检测，并对合格纸币创建捆包，注册捆包归属，贴捆包标签；在纸币检测过程中，纸币检测
设备对合格纸币的冠字号码进行识别，并将冠字号码和捆包信息存储于区块链中；在纸币
捆包过程中，供款方节点利用设备对纸币捆包的捆包码进行识别，并将捆包中所有纸币的
冠字号码和捆包信息存储于区块链中。

[0013] 进一步地，所述步骤(2)中供款方节点利用纸币打包装箱设备对纸币捆包进行打包、装箱、贴票箱标签，形成纸币箱；在打包装箱过程中，纸币打包装箱设备对纸币捆包的标
签进行识别，进而将纸币箱中所有纸币捆包的捆包码和捆包标签与票箱码和票箱信息关联
并存储于区块链中。

[0014] 进一步地，所述步骤(3)中采用授权拜占庭容错算法(dBFT)从网络中选举若干节点进行记账，即利用这些记账节点存储一定时间段内所有冠字号捆包的所有权转移记录并
将转移记录同步复制到区块链中，且记账节点之间通过拜占庭容错算法来达成共识。相比
于实用拜占庭容错(PBFT)，dBFT更适合金融领域，它将C/S架构的请求响应模式改进为适合
P2P网络的对等节点模式，同时，将静态的共识参与节点改进为可动态出入，意味着各个银
行节点可以根据政策等其他相关因素随时参与记账、退出记账。

[0015] 进一步地，所述授权拜占庭容错算法基于权重的投票机制从网络中选举若干节点进行记账，所述权重由以下四部分组成：

[0016] ①银行所拥有的基础资金越多、体系越完善、冠字号转移越活越，该部分权重值越高，记为W1；

[0017] ②由以往的记账成功比例决定，以往的成功比例越高，即冠字号转移记录的正确性越高，该部分权重值越高，记为W2；

[0018] ③由银行的信用值决定，银行的不良贷款率、客户的评分、银行间的评价均作为信用值评价标准，信用值越高，该部分权重值越高，记为W3；

[0019] ④由政策因素决定(如央行发布的举措等)，外部设定该部分权重值，记为W4；

[0020] 每一家银行的权重W＝p1W1+p2W2+p3W3+p4W4，p1～p4对应为W1～W4的分量系数，最终选举网络中权重最高的若干节点作为记账节点进行记账。

[0021] 进一步地，所述授权拜占庭容错算法在区块链中引入数字证书，通过对共识过程中记账节点之间真实身份进行认证，达到对银行真实性、资格的验证。

[0022] 本发明方法应用区块链技术可以将各银行清分时上传的冠字号码以及捆包号信息存储在区块链共享的账本中，同时利用城市金融网传输信息，实现跨行调款冠字号码信
息流和现金实物流同步流转。本发明应用区块链技术不仅创新地解决了冠字号码信息流转
难题，无需对运来的纸币进行清分便完成了冠字号码信息的转移，并创建了相对封闭环境
进行了货币结算数字化取代支票转账的尝试，成本控制效果显著，提高了冠字号码信息的
可信度；此外，公私钥加密系统确保了冠字号码信息传递过程中数据录入与确认的权限严
格可控。

[0023] 因此，本发明具体以下优点：(1)充分利用现有系统与网络，不需要另建专网；(2)多中心化业务设计降低维护成本；(3)提供身份认证和适当的隐私保护；(4)通过不同权限
设置强化业务监管；(5)建设中心服务节点并向成员行开放信息查询与数据分析；(6)减少
了重复清分的时间与资金成本；(7)数字化实时结算取代支票转账。

附图说明

[0024] 图1为本发明区块链系统的结构示意图。

[0025] 图2为本发明使用区块链对冠字号码信息进行储存的流程示意图。

[0026] 图3为本发明使用区块链对冠字号码信息进行验证的流程示意图。

[0027] 图4为基于时间的区块链中冠字号码为T143117728的100元现钞运行轨迹示意图。

具体实施方式

[0028] 为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

[0029] 如图1所示，本发明区块链系统由多个节点组成，节点之间可以通过P2P对等网络连接。各银行间的冠字号信息传递采用相同方式，且在该区块链系统中，区块链中所有节点
中都保存着相同个数和种类的智能合约；其中，智能合约①指的是在转入收款方银行前，必
须验证每个冠字号对应纸币真伪，只有真币可以录入收款方数据库，是对付款方的约束；智
能合约②指的是通过私匙认证使得供款银行将对冠字号的所有权转移，是对收款方的约
束；智能合约③指的是根据银行间转账的现有条款，根据银行间的利率、准备金、最大限额
等对冠字号对应纸币进行约束。

[0030] 对于信息一致性，通过在区块链中广播执行智能合约的交易请求的区块数据，使得该区块链上所有节点上都将基于该合约进行交易，产生相同的交易结果，因此所有节点
上的数据相同。

[0031] 本发明区块链为基于时间链的分布式数据库，用于存储冠字号从初始发行到最后一次被转移的记录的交易信息，操作是对该冠字号的查看、转入、流出、销毁等一切行为，其
中操作时间、操作地点、操作人员、操作内容信息将完整被记录，并附上时间戳通知其他交
易信息节点存储本条信息；每家银行为在此数据库上都是一个交易节点。

[0032] 如图2所示，基于上述区块链系统本发明冠字号码信息储存方法包括如下步骤：

[0033] (1)银行在调款过程中，在智能合约①的约束下，将纸币运出前需要用纸币检测设备对纸币真伪检测，并将合格品创建捆包，注册捆包归属，贴捆包标签，形成捆包。

[0034] (2)在纸币检测过程中，纸币检测设备对合格纸币的冠字号码进行识别，并将冠字号码和捆包信息存储于区块链系统中；在纸币捆包过程中，利用设备根据智能合约③对纸
币捆包码进行识别，并将纸币捆包中所有纸币的冠字号码信息和捆包信息存储在区块链
中。

[0035] (3)纸币打包装箱设备对纸币千包打包、装箱、贴票箱标签，形成纸币箱；在纸币千包的打包装箱过程中，纸币打包装箱设备对纸币捆包的标签进行识别，并将纸币箱中所有
纸币捆包的捆包码、捆包标签与票箱码、票箱信息关联，存储于区块链中。

[0036] 如图3所示，基于上述区块链系统本发明冠字号码信息验证方法如下：

[0037] 在上述步骤的基础上，通过智能合约②验证收款方节点，并使其注册私钥，银行在区块链验证节点注册私钥，供款方银行将纸币捆包信息上传之后，利用区块链的智能合约
私钥认证转移给借款方银行，即将之前产生的、已在数据库中记录好的捆包所有权转移给
借款方银行；

[0038] 借款方银行对捆码标签进行认证，通过添加新区块的方式来修改区块链共享帐本中的捆包归属，之后在业务层注销捆包，这样无需对运来的纸币进行清分便完成了冠字号
码信息的转移；在任何时间点，银行专人可在ATM机或其他设备上实时查到每个冠字号对应
纸币的去向，如图4所示。

[0039] 在具体实施过程中，本发明采用授权拜占庭容错算法(dBFT)筛选的商业银行存储某一时间段中的所有冠字号捆包转移记录，并同步复制到上述基于时间链的分布式数据库
中。采用授权拜占庭容错算法的共识机制来判断哪些节点来记账，由权益来选出记账人，然
后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。相比于实用拜占庭容错(PBFT)，dBFT更适
合金融领域，它将C/S架构的请求响应模式改进为适合P2P网络的对等节点模式，同时，将静
态的共识参与节点改进为可动态出入，意味着各个银行节点可以根据政策等其他相关因素
随时参与记账、退出记账；其次，dBFT算法为共识参与节点的产生设计了基于权重的投票机
制，通过其他银行的投票决定记账银行，使得银行间可以通过信用值，之前合作对其他银行
的态度来选择记账银行，最后，dBFT算法在区块链中创造性地引入数字证书，通过对投票过
程中，记账节点之间的真实身份的认证问题，达到对银行的真实性、资格的验证。

[0040] 节点所代表银行的权重将决定该节点能否参与记账，之后通过激励机制获得奖励权重；同时，可以将银行的权重值进一步利用，决定该银行是否能够访问某冠字号信息在其
他银行的流通信息，权重可由四部分组成：

[0041] 1.银行所拥有的基础资金越多、体系越完善、冠字号转移越活越，该部分权重值越高，记为W1。

[0042] 2.由以往的记账成功比例决定，以往的成功比例越高，即冠字号转移记录地正确性越高，该部分权重值越高，记为W2。

[0043] 3.由银行间的信用值决定，银行的不良贷款率、客户的评分、银行间的评价均可作为该银行的信用值，信用越高，该部分权重值越高，记为W3。

[0044] 4.由政策因素，比如央行发布的举措等，由外部决定该部分权重值，记为W4。

[0045] 设每个节点所代表的银行分别为i1，i2，i3，…in，则第j个节点的权重Lj＝p1W1+p2W2+p3W3+p4W4，j＝1，2，…n。

[0046] 其中，pk为第k个权重分量的系数，k＝1,2,3,4，记账节点则为网络中权重值最大的前几家银行。

[0047] 上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般
原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领
域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围
之内。