基于区块链技术构建的去中心化可溯源和防伪的电商平台本草纲目链介绍

本草纲目链（Cmmc）由新加坡本草纲目链区块链科技有限公司（Cmmc Technology PTE. LTD.）主导开发，是使用区块链技术，构建一个去中心化、可溯源和防伪的全新的电商平台。本草纲目链（Cmmc）通过切断生产商与消费者中间的层层经销商来精简购物链，缩短消费者与优质产品之间层层环节。本草纲目链（Cmmc）立志于将全球优质商品从生产制造源头直接到达消费者手中，保证商品品质，有效避免了中间不良经销商打着生产商的旗号趁机混入假冒伪劣产品等不见光行为，有利于与消费者重新建立诚信。

整体构架概述

本草纲目链（Cmmc）的整体架构如下：

平台结构

1. 分布构架

1.1 在线商城

本草纲目链（Cmmc）在线商城是全球第一家以完整的区块技术运营的区块链购物商城，拥有全球化区块购物网站、全球化信用管理体系和全球化贸易集结点等三大优势。

本草纲目链（Cmmc）在线商城作为一个具备更自由、更快捷、更安全的区块链商城交易开源系统，支持公链搭建场景组合、支持公链搭建应用组合和支持多币种转换交易组合。本草纲目链（Cmmc）在线商城系统主要包括以下几个部分：

· 交易系统

本草纲目链（Cmmc）在线商城商城交易系统的组件基于开源建设商城交易系统，支持 C2C、B2C 商城交易，支持 3D 产品展示交易。

· 资产系统

本草纲目链（Cmmc）在线商城资产系统为使用及终端客户资产管理系统，基于区块基础上的执行。包括在底层资产筛选、打包、发行、交易，以及存续期管理等场景中尝试区块链技术。

· 置换系统

本草纲目链（Cmmc）在线商城置换系统为币币结算系统，及时换算时时价格，在智能合约的协助下，并做出结算判断。

· 智能合约

本草纲目链（Cmmc）在线商城智能合约为订单保障系统，是结合交易系统、资产系统、置换系统后产生的确认性系统，保障商城双向交易的准确完成。

本草纲目链（Cmmc）在线商城在区块链建设中完全开源应用创新，以开源代码对接为基础，展开产业链条，所有用户均可在本草纲目链（Cmmc）在线商城开源基础上创建更多商城应用，并接入到本草纲目链（Cmmc）在线商城商城应用，获取利润。

1.2 数字交易平台

本草纲目链（Cmmc）数字交易平台展示各个交易所的比特币价差、买卖数据。用户登录客户服务端之后可以查看自己私人账户的订单买卖数据， 每个用户属独立的交易系统（类似股票），产生价差即可购置买卖，用户也可自己手动进行操作买卖。

2. 产品溯源及防伪体系

2.1 商家开放接口

目前在传统电商的整个商品供应链中，存在信息孤岛问题 。通常情况下整个供应链存在多个信息系统，而信息系统之间很难交互，导致信息核对繁琐，数据交互不均衡，最后造成线下需要太多的核对及重复检查才能弥补多个系统交互的问题。

本草纲目链（Cmmc）是基于多商家、多行业、多产品的特点进行整合开发的，支持各行各业入驻，用户可选择性高。因此，为方便与商家进行业务系统对接，本草纲目链（Cmmc）平台提供了独立的 API 网关，将本草纲目链链（Cmmc）电商提供的买卖功能以 REST API 的形式对外提供，实现协同运行的接口。一方面，商家可以快速接入本草纲目链（Cmmc）的 API 接口，并和它们内部的系统整合，并通过本草纲目链（Cmmc）平台获得用户实时数据。另一方面，当商家拥有这些数据模型后，由于加密标识使得这些独特的用户信息更不易被盗取或者被其他商家查阅，更好地做到了匿名、安全、可靠、唯一。

2.2 溯源优品的定义

本草纲目链（Cmmc）所打造的溯源优品要求从生产制造源头到到达消费者手中全程跟踪，每一个环节都公开透明，让消费者看得见产品本真。消费者在本草纲目链（Cmmc）电商平台上通过电子订购单发出购物请求后，可根据产品身份唯一识别码清楚看到各个环节。在这个过程中，消费者可直观明了地看到产品出产地、产品生产商，把所有以往消费者看不到的程序都摆在阳光下，在消费者的监督下完成，让所有假货水货、冒充次品无处遁形。

本草纲目链（Cmmc）作为生产源头与消费者直接连接的桥梁，省掉了中间层层经销商的利润，因而能给消费者提供最高性价比的产品。这将会有效地打破社会上产品越是便宜，消费者越不放心的尴尬局面。合作的商家会通过本草纲目链链（Cmmc）平台下单直接从工厂送达消费者手中，颠覆传统电商模式，让消费者放心消费，与消费者建立了最直接关系，将最优质产品以最高性价比送到客户手中。

2.3 溯源和防伪

本草纲目链（Cmmc）上出售的产品信息可追溯和防伪包括以下几个部分

· 商家入驻及产品的信息收集。本草纲目链（Cmmc）将诚邀全球各大产品商家入驻，并构筑产品跟踪物联网，由物联网通过状态传感器及射频识别（RFID）设备将产品的原产地、生产公司、生产环境、运输信息、渠道商、零售商、品牌商收集起来，并存储到区块链系统中，进入区块链系统的产品数据具有安全、可靠、防篡改且可以进行数据追溯，能够确保产品信息真实可靠地输入产品追溯和防伪系统。使每一个参与者信息在区块链的系统中可查可看。

· 产品信息可追溯和防伪。本草纲目链（Cmmc）可以实现对多种类多产品供应链环节的信息整合，充分发挥自身拥有海量数据、供应链丰富、基础设施完善、活跃用户数量大等优势，实现对多国家、多原产地、多企业的产品信息的追溯和防伪。

· 监管机制。提高消费者和生产者道德与法律素养、加强市场监管、明确交易过程各环节市场监管主体，也是产品信息追溯和防伪的重要影响因素。

· 消费及交易。消费者通过登录本草纲目链（Cmmc）电商平台账户，查询所购买产品的信息并验证产品真伪，选择合适自己的产品进行交易。

本草纲目链（Cmmc）的产品交易平台充分发挥了物联网和区块链技术各自的优势，实现了技术上的优势互补。物联网可以收集产品的原产地、生产公司信息以及加工、仓储、物流、交易等各环节的信息，确保原始数据的真实性。而区块链的分布式存储结构可保证了数据的可溯源及防篡改特性。采用这样的模型，既可为消费者了解商品的真实性提供便利，也可避免传统信息追溯过程中存在的信息层级对产品信息真实性和完整性的影响。

3. 生态开放体系

电商 3.0 时代是生态型电商时代，本草纲目链（Cmmc）使用区块链技术提供去中心化商品交易与分期平台，平台为所有用户和商家提供一个全球的开放空间，用户和商家可以通过平台自由交易，也可以向平台借贷分期交易。

本草纲目链（Cmmc）的生态开放体系以用户为核心，打造多入口，多平台，多渠道，多行业，多领域，多元化驱动消费的生态开放体系。依托强大的生态体系，本草纲目链（Cmmc）有望打通用户、需求、入口、线上线下渠道、企业和商家，使本草纲目链（Cmmc）成为一个真正完整的、全球性的电商开放生态体系。

· 多入口：丰富的消费场景驱动消费：微博/微信/FB/Twitter 等社交软件驱动；

· 多渠道：线上线下渠道融合；

· 多行业：能使用电商进行销售的各行各业；

· 多领域：突破领域限定，多领域展示；

· 多元化：包括：产品的多元化、市场的多元化，国别多元化。

4. 数据信用体系

传统的征信主要采用的模式是中心记录，中心查询模式，存在信息不完整、维护成本高、数据滞后等问题。而征信数据的查询也存在不完整、数据不准确、使用效率低、使用成本高等问题。可以说没有信用就没有进产品贸易。

区块链技术天然适合征信系统，区块链的特性如：数据不可逆、无法篡改，本草纲目链（Cmmc）利用区块技术解决问题的核心价值在于信用。如果大量的信用和交易数据存在本草纲目链（Cmmc） 的里面，基于这些数据的分析和挖掘将会进一步降低征信成本。本草纲目链（Cmmc）依靠程序算法自动记录海量信息，并存储在区块链网络的每一台计算机上，存储在每个节点上，信息透明，防止篡改，使用和维护成本低。

本草纲目链（Cmmc）建立合理的产品卖家（商家）、产品买家（个人）的信用体系。维护商家（个人）的信用体系征信系统，离不开消费系统。商家（个人）的消费水平和消费用途最能体现当前企业（个人）的财务状况。把本草纲目链（Cmmc）嵌入到消费生态里面，这样就有了产品商家（个人）的直接消费证据，还有获得了庞大的数据，并以此来提升征信的准确性。

技术说明

1. 技术基础架构

本草纲目链（Cmmc）的技术基础架构可以简单的分为三个层次：用户服务层（简称用户层）、网络层、储存层，它们相互独立但又不可分割。如图：

2. 用户服务层

2.1 账户

每个在本草纲目链（Cmmc）进行交易的客户都可以获得自己专门的账户，注册完账号之后需要进行一个身份的认证。如果要进行提现充值的操作的话那么是需要进行高级身份认证，高级身份认证需要上传自己的身份证正反面以及手持身份证照片。

本草纲目链（Cmmc）允许交易者存储、交易和提取超过国际上主流的 7 种法币对，或者是将主流的 20 多种数字货币（比如比特币、莱特币）兑换成本草纲目链（Cmmc）代币。用户可以将本草纲目链（Cmmc）代币存入自己的账户，然后在本草纲目链（Cmmc）上可在商超、便利店、酒店进行支付。

2.2 钱包

区块链钱包是存储加密币的软件程序，本草纲目链（Cmmc）每个注册用户都拥有者有一个私人密钥（秘密号码）通往他们的钱包。 此密钥是访问他们数字货币地址的唯一途径，因此也是接收或发送信用的唯一方式。在钱包中，用户保留他们的数字货币资产，数字货币就是一个平常钱包里“普通”的钱。 但是，用户不会把他们所有的钱放进一个钱包，因为不会觉得它非常安全。在这种情况下，用户需要使用备份副本和安全密码。 此外，用户可以将钱包视为一个存折（纸钱包）。 这没有互联网接入，因此，它不更容易受到网络黑客的攻击。

管理数字资产的本质是管理私钥，而这一直是用户的一大痛点，一旦私钥丢失，几乎没有任何机会恢复，因此大部分用户会选择将资产托管在交易所，但这又面临资产被盗和平台跑路的风险，与去中心化的原意相悖。

本草纲目链（Cmmc）希望为用户打造一个去中心化的数字货币存储管理系统，将私钥加密存储于本地，同时通过备份防丢、离线签名等方式提高资产安全性。具体手段包括：

· 第一是采取“冷钱包”机制，冷钱包是将私钥放在离线的手机里，通过离线签名配对的方式来做交易授权，别的应用程序无法读取。

· 第二是在私钥基础上让用户再次设定密码，通过几十万次哈希函数运算生成一个更强的密码，来加密明文私钥使其变成密文，再存入文件系统里，每次取用时候需要用户授权，输入密码解开私钥，再去做交易签名，当不使用时是密文状态，增加了私钥和资产的安全性。

2.3 隐私保护

为了解决信息不对等、各种虚假等问题，无论是产品交易卖方还是买方（消费者），在使用本草纲目链（Cmmc）之前都必须进行 KYC 的认证。本草纲目链（Cmmc）将通过非对称加密技术将身份信息加密并保存到本草纲目链（Cmmc）系统中。以确保链上信息有效、真实和安全。本草纲目链（Cmmc）的具体应用。

原理如下所示：本草纲目链（Cmmc）上每一个环节的用户都需要在系统上进行注册，注册后的用户就拥有了独一无二的用以证明身份真实信息的私匙。每一个拥有私匙的用户都可以在区块链上记载信息，也可以在权限内查看信息。

本草纲目链（Cmmc）平台隐私保护的机制如下：

· 公钥与私钥的产生

· 用户首先要通过 SHA256（Security Hash）算法，将密文生成 256bit 的私钥（黄色钥匙）。HASH 函数使用时， Data 长度改变，hash 值长度不变；每个Data 字符对应于唯一一个 hash 值，它可以作为数据指纹来使用。

· 将此私钥用椭圆加密算法，生成公钥（浅紫色钥匙），这个公钥可以让大家都知道。每个人都可以通过这个公钥，通过 HASH 函数得到用户的地址。

· 由于 HASH 函数的单向性，即：Hash（x） =y ， 通过 y 很难找到 x 。如果想通过地址破解公钥，或者通过公钥破解用户的私钥，几乎不可能。

· 加密与解密

· 加密：如果某人（如用户）想加密数据，则使用公钥将其加密。

· 解密：解密时需要用私钥，这个只有用户自己知道。

3. 储存层

在本草纲目链链（Cmmc）的储存层中，主要是实现交易数据存储记录的发布、保存和共享，实现如下 3 个主要功能。

3.1 数据存储发布

用户在本草纲目链链（Cmmc）进行电商交易时，将产生交易数据存储（ M） 。数据存储产生后，本草纲目链链（Cmmc）会为数据存储生成哈希，并将数据存储记录的摘要（ Di-gest） 、哈希用发行方的私钥（ sk isser） 签名后发布到本草纲目链链（Cmmc）上。同时将数据存储记录用对称密钥（ k） 加密，并将加密密钥用用户的公钥（ pk patient） 加密后一起发送给用户，具体过程如算法 1 描述。

算法 1：数据存储记录发布

Procedure Issuing（ M）

Input： M

Output： 数据存储记录交易

Begin

数据存储数据发行方产生一个数据存储记录 M；

生成需要保存在本草纲目链链（Cmmc）的数据 {Digest；H（ M）；Sig（Digest|H（M））}并创建数据存储交易广播到网络；

将原始记录和其哈希值签名后用对称密钥加密，将加密密钥用用户的公钥加密，

形成消息{ Enck（ Digest| M | H（ M） |Sig（ Digest| M | H（M）））；Enc（k）} 后一起发送给用户；

end

3.2 数据存储记录

本草纲目链链（Cmmc）收到用户的交易数据后，将生成新的加密密钥，将数据存储及其签名加密存放到云存储中保存，具体过程如算法 2 描述。

算法 2：数据存储

Procedure Storing（ M）

Input： 加密的数据存储记录{Enck（Digest|M|H（M）|Sig（Di-gest|MH（M）））；

Enc（ k） }

Output： 数据存储位置

Begin

用户用自己的私钥从 Enc（ k） 中解密出对称密钥 k；

用对称密钥 k 解密出 Digest、M、H（ M） 、Sig（ Digest| M| H（ M） ） ；

根据公钥验证签名的正确性；

if 签名正确

根据 M 计算其哈希值并和 H（ M） 比较；

if 哈希一致

数据存储记录数据真实；

else

简单丢弃处理；

end

else

简单丢弃处理；

end

if 验证数据真实

将是数据记录及其签名重新加密存储在云存储中，并记录下加密密钥和存储位置；

end

end．

3.3 数据存储记录共享

本草纲目链链（Cmmc）将所有交易记录进行数据共享，会将共享记录在云存储中的位置、使用权限、使用期限、公钥机密的解密密钥一起写入到区块链中。用户可以通过查询来读取本草纲目链链（Cmmc）上共享的数据。具体过程如算法 3 描述。

算法 3：数据存储记录共享

Procedure Sharing（M）

Input： 请求本草纲目链链（Cmmc）的公钥和所需的数据存储记录

Output： 生成一个访问控制交易

begin

接收数据请求方请求，提取出请求方公钥和数据需求；根据请求方的数据需求，找相关数据存储记录在云存储中的位置 URI 和响应的加密密钥 k；

创建一个访问控制交易，并将响应的信息写入到交易中{URI；permission；pko；

expiraTIon；Sig（URI；permission；pko）；Epko（k）}向本草纲目链链（Cmmc）网络广播该交易；end．

4. 区块链底层服务

4.1 分布式控制结构

本草纲目链链（Cmmc）将搭建以 DAG 为架构的分布式账本，DAG 有向无环图有别于普通区块链概念，它并没有 block 的概念，不存在矿工为交易打包，取而代之的是节点为自己的交易打包并广播。

DAG 与 Blockchain 的区别在于：Blockchain 是单线程，使整个网络中同时只能有一条链，导致出块无法并发执行。而 DAG 是并发多线程，通过拓扑结构把原有的区块链从一维单点写入跃迁到三维全网并行工作空间，即从独木桥变成了高速公路网。

相较而言，DAG 技术采用 Blockless 的无区块并行记账方式，不再受制于区块大小和工作量证明问题，给网络带来海量的接入、更大的带宽和更快的交易。同时，不再无度的浪费电力资源和产生高额的交易成本。这些技术优势，无疑将更加有利于满足一个高并发、海量存储的数字支付平台应用。由此可见，在性能瓶颈、数据膨胀、资源消耗等方面，DAG 技术都显露出比 Blockchain 更优的特性，特别是当前区块链系统中的交易时长这样的问题逐步显现出来。

较于 Blockchain 技术，DAG 架构解决了传统区块链吞吐量大、交易速度慢、大容量等问题。本草纲目链（Cmmc）选择 DAG 技术更加容易满足全球范围内电商产品万亿交易规模的需求，具有较大的适用范围。除此之外，本草纲目链（Cmmc）还支持创建自己的智能合约，拥有操作数据库的虚拟机和编程语言。

4.2 智能合约交易

· 数据库虚拟机和智能合约编程语言

虚拟机通常是指能够像真实机器一样执行程序的计算机的软件实现。区块链智能合约系统的设计中，很少会采用模拟完整物理计算机的模式，因为这种方式会消耗大量的资源并严重影响性能，且很难兼容不同的硬件架构。所以绝大多数的区块链会采用更加轻量级的虚拟机架构，例如以太坊开发了 EVM。EVM 引擎这些轻量级的虚拟机架构对智能合约的性能提升有显著的优势。它们的启动速度非常快，占用资源也很小，适合像智能合约这样短小的程序。

本草纲目链（Cmmc）将开发一种类似以太坊虚拟机（EVM）改进的智能合约编程语言和数据库虚拟机，其最大特点是：开发者不用学习新的智能合约语言，直接使用自己熟悉的 Java、C/C#、Go 等编程语言来进行智能合约开发，如此将可覆盖全球数以百万甚至千万的开发者社区，快速形成庞大的智能合约生态。

· 合约式交易流程

针对智能合约2.0 的各种缺陷，本草纲目链（Cmmc）采用新的设计，使得合约执行过程不仅自动化，而且真正具备智能化：

· 在合约拟定阶段。参与合约的双方将通过控制链公布智能合约，审查合约是否存在缺陷，并根据审查结果进行修改，自动生成双方“权利”与“义务”的代码，直到合约完成满足安全审查规范为止。

· 在有效性验证阶段。由于该合约需要全网达成共识确认；此时的合约外部条件可能发生变化，因此每个验证节点除了确认合约签名一致性外，将额外审核合约是否满足要求，保证各种执行条款与条件选项满足完备性，并具备可执行性。如果合约方支付额外的费用，校验节点可以启动额外的条件审查与预执行功能。当合约有效性验证通过后，将写入区块链，并进入自动执行阶段。

· 在合约自动执行阶段。当智能合约进入自动执行阶段，本草纲目链（Cmmc）附属的智能工具可以对合约中间步骤以及对应的事务处理与状态进行分析，并最终自动执行。

本草纲目链（Cmmc）智能合约执行过程如下图所示：

4.3 共识机制

区块链传统的共识机制有 PoW （ Proof of Work）工作量证明、PoS （Proof of Stake）权益证明，DPoS 股份授权证明机制等。在 PoW 和 PoS 中，算法考虑的是一个节点或者用户所拥有的资源，拥有资源较多的将胜出，而资源少的节点或者用户只拥有非常小的概率可以胜出，并且资源的大小与对网络的贡献不成正比。另外，对于资源与经济投入的关系是呈指数关系。采用了 PoW 机制的区块链中，挖矿过程中为了更大效益，有的用户会购买大量显卡从而拥有大量算力，而一般的普通小用户采用家庭显卡或相对大用户而言，显卡过小者在挖矿过程中几乎没有机会胜出，最终导致算力或者权力过于集中，对整个网络产生威胁。

PoC 贡献证明，简单来说 PoC 就是根据每个人在网络中的贡献量按“贡”分配，贡献越多的人有更大的概率会被网络奖励，而贡献相对少的人也能获得与之相应的奖励而不是像 PoW 中直接被忽略。具体在本草纲目链（Cmmc）里面的逻辑是，节点存放网络中的数据越多（账本越大），其贡献量就越大，从而计算哈希的难度降低，更有可能获得交易费用的大头（在本草纲目链（Cmmc）中的交易手续验证费是一个线性递减的机制）。

本草纲目链（Cmmc）使用 PoC 贡献证明是一种应对区块链中权力或者算力集中及滥用的算法。PoC 是以用户在网络中的贡献， 加上适当的哈希计算，来决定是否能够在网络竞争中胜出的机制。在传统区块链中 PoC 可以被用在挖矿过程中。在规定每个矿工拥有相同哈希算力的情况下，对网络贡献了更多资源的矿工，将拥有更小的哈希难度，从而在概率上拥有更多机会打败竞争者，取得新区块的制造权。

本草纲目链（Cmmc）团队提出的 PoC 遵循不浪费任何形式的贡献力（ContribuTIon）的原则，全网络参与者的贡献力的可以是硬盘容量、带宽、电力、数据等各种资源。利用长尾效应，把所有参与者的贡献力（ContribuTIon）都作为对整个网络宝贵的贡献。在本草纲目链（Cmmc）的 PoC 中，尽管有的参与者贡献力可能集中在长尾效应正态曲线的头部，而分布在正态曲线尾部的贡献力是极小部分的，但是这一部分的参与人数可能占据了全网络参与者的大多数。为了保障这些大多数贡献力小的参与者的利益，随着时间推移这部分贡献力小的人贡献力逐渐增加，在正态分布贡献曲线上面形成一条长长的“尾巴”，贡献力累加起来也会获得足够多的收益，同时，与前面大的贡献力产生相互制衡，从而让整个网络达到一种公平、平衡的状态，这样会有更多的大众参与进来贡献自己的力量。

4.4 跨链通信协议（CBCP）

区块链之间的通信协议与传统网络中的 TCP/IP 等通信协议类似，通过建立可靠的连接传递消息。消息分为消息头和通信信息两部分，其中消息头会记录消息的源头，目的地，长度，类别等。在传递过程中，消息头会被逐层剥离、修改、信息会被传到消息的目的地。此外，消息的传递具有状态性，发送方可以根据接收方的反馈来了解当前通信所处的状态。