集群式农产品供应链区块链密文策略可验多部门监管方案

集群式农产品供应链区块链上的数据逐渐采用加密存储模式,给跨企业、跨生产环节的监管带来挑战。为了适应集群式环境下的监管、减小监管带来的隐私泄露风险,该研究基于CP-ABE提出了集群式农产品供应链区块链密文策略可验多部门监管方案。明确划分监管部门的监管权限,根据链上数据的监管策略,企业用户基于CP-ABE加密数据,在保证数据隐私的同时实现数据对相关监管者的公开;设计基于CP-ABE的密文访问树验证方案,结合智能合约与监管策略,在数据上链前验证CP-ABE的访问树,以确保数据对指定监管者的公开。基于Hyperledger Fabric构建了测试原型系统,测试结果表明,监管策略中监管者数量每增加10个,系统上链时间延长约500 ms,吞吐量约为438事务数/s（transactions/s）;安全性分析表明,系统具有较高的安全性。该方案实现了区块链密文条件下多部门的细粒度监管,减小了发生在监管端的隐私泄露风险,能够应对集群式农产品供应链区块链加密存储带来的监管挑战。     

基于区块链技术的粮油食品溯源研究进展及展望

粮油食品供应链周期长、结构复杂、利益相关者众多,维护供应链的安全具有挑战性。近年来,特别是在粮食购销领域,存在\     

农产品区块链信息可信评估差异化共享模型设计与实现

针对现有的农产品区块链溯源系统中,数据差异化共享与追溯效率不高,难以保障上链数据可信性的问题。该研究通过分析农产品供应链各环节业务逻辑与数据组成,设计了农产品区块链信息可信评估差异化共享模型。提出了农产品区块链信息可信评估差异化共享架构,构建了农产品信息存储优化模块,基于区块链技术建立企业链、溯源链,将数据按隐私性分账本存储于企业链,全供应链公开数据存入星际文件系统（InterPlanetary File System,IPFS）后,返回的数据哈希值存储于溯源链,通过企业链账本维护策略实现了供应链数据的高效性共享与追溯;设计了基于层次分析法的企业信誉度评估机制,根据企业和消费者对链上数据可信度的评估结果对数据发布节点进行信誉积分奖惩,提升链上数据可信性;并通过智能合约实现了数据格式和内容的链前监管。基于Hyperledger Fabric平台研发农产品区块链信息可信评估差异化共享系统,在某茶叶供应链上进行应用与测试。测试结果表明,此模型与现有数据差异化共享模型相比,数据存储时间缩短16.7%,隐私数据查询时间缩短10.01%,公开数据查询时间缩短38.3%。该研究提出的方法能够实现农产品供应链数据差异化共享,提供高效可信溯源服务,为农产品可信溯源系统的设计提供参考。     

杂粮供应链区块链多链追溯监管模型设计

针对杂粮产品供应链链条长、主体多、区块链追溯过程数据无法差异化共享、链上数据难以实时监管等难题,通过分析杂粮供应链环节业务流程与监管特性,提出了基于区块链多链架构的杂粮追溯模型,并在此基础上建立多链数据存储架构,设计了基于监管授权组网建链的网络准入机制,并通过智能合约实现数据的链前监管与追溯节点的链上管控。为验证模型有效性,基于Hyperledger Fabric设计并实现区块链追溯系统,对山西忻州杂粮应用案例进行分析。在安全方面,企业组网授权扩散性测试密文平均改变率为82.53%,相关性测试密文平均改变率为82.39%,具备较高的安全性与混淆性。在效率方面,消费者查询公开追溯数据平均时间为0.415 s,监管部门调用跨链接口查询企业敏感追溯数据平均时间为0.871 s。结果表明,该研究设计并实现的面向监管的杂粮多链追溯系统在满足消费者追溯需求的基础上,能够实现追溯数据账本与链间交易记录的实时管控,为农产品区块链追溯监管系统研究提供借鉴与参考。     

区块链在呼伦贝尔市农畜产品溯源中的应用探索研究

国家实施乡村振兴战略以来,内蒙古自治区呼伦贝尔市农畜产品销量不断增长,且羊肉、牛奶、黑木耳等均获批国家地理标志产品,农牧业发展势头强劲。但在加快推进农畜产品高产、高质、高效进程中,其质量安全问题引起各界广泛关注,而做好产品溯源是确保农畜产品质量安全的关键所在。本文通过对区块链技术特征和作用进行分析,结合呼伦贝尔市农畜产品溯源存在的问题,将区块链技术与呼伦贝尔市农牧局监管工作相结合,探索建立区块链监管模型,构建包含所有利益相关者的溯源监管体系,以期落实对农畜产品“从农田牧场到餐桌”的全面质量监控,推进呼伦贝尔市农牧产业振兴。     

基于区块链的农产品追溯系统信息存储模型与查询方法

针对区块链追溯系统信息数据存储负载过大、查询效率低等问题,该文以果蔬菜类农产品为例,基于Hyperledger Fabric设计了一种区块链农产品追溯信息存储模型和查询方法。提出"数据库+区块链"的链上链下追溯信息双存储设计,本地数据库存储追溯明文数据,区块链上存储追溯数据加密后的哈希值,并在此基础上建立了外联数据库索引的查询方法。通过该方法与基于key键遍历查询和批次号字段查询的2种传统区块链数据查询方法进行对比测试,结果表明当区块链追溯记录总量达到11×10~4条,批次追溯记录条数为400时,该方法查询效率分别提高了70.56%和88.66%,有效解决了区块链链式结构中数据查询效率低的问题,保证了数据隐私安全,提高了追溯信息的可靠性与时效性。     

基于CSBFT区块链的农作物全产业链信息溯源平台设计

为提高农产品溯源信息的完整性、安全性及可信性,该文从农产品产业链角度出发,设计并实现基于区块链的农作物全产业链信息溯源平台。通过研究和分析农作物全产业链中从农资购买到粮食销售的信息流程,设计溯源平台的架构和功能模块。提出一种改进的区块链共识算法:基于信誉监督机制共识算法CSBFT(credit-supervisor byzantine fault tolerance),用以提高联盟链场景下共识机制的安全性和效率;设计并编写智能合约,自动化保存关键上链信息,并生成相应的溯源码供消费者查询。与传统食品追溯系统相比,采用区块链的农作物全产业链信息溯源平台具有去中心化及信息完整性、安全性、真实性和可靠性更高的优点;与现有基于区块链的食品溯源平台相比,CSBFT算法使得本平台在信息上链时具有更高的安全性和更小的时延。     

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。     

融合HACCP体系的农产品区块链追溯系统精准上链机制改进

利用区块链技术实现可信追溯已成为追溯技术发展的重要趋势,区块链技术核心是解决上链以后信息不能篡改,而如何确定哪些信息上链并进行上链前信息验证是目前区块链应用亟待解决的问题。该研究以果品为例,融合危害分析与关键控制点体系（Hazard Analysis And Critical Control Point,HACCP）和区块链技术,改进农产品区块链追溯系统的上链机制并设计实现系统。通过对果品供应链进行危害分析挖掘其关键信息作为上链信息,并提取五个关键控制点（CCP1生产、CCP2加工、CCP3仓储、CCP4物流、CCP5销售）;在确定关键信息的基础上,对上链信息进行限值判定,在阈值范围内进行上链;构建数据异常和质量安全预警模型,对关键控制点处上链后的信息实时监控,智能反馈;从而构建\     

基于微信小程序的农产品可溯源电商平台开发

随着"互联网+农业"的发展和乡村振兴战略的实施,我国农产品电商开始兴起,在促进农产品的生产与销售的同时,其带来的质量安全问题也不断涌现,而农产品的安全关系到人们的健康和生命安全,不容忽视.为促进农产品的生产、销售,保障质量安全,应用热门的微信小程序技术和农产品溯源技术,根据农产品的特点,开发了基于微信小程序的农产品生产...     

基于农产品供应链的质量安全可追溯系统

为加强农产品质量安全管理,保证消费者身体健康,从农产品供应链的角度出发,提出基于农产品供应链的质量安全可追溯系统的设计方案。在危害分析和关键控制点(hazard analysis and critical control point,HACCP)管理体系的指导下,利用二维码技术、数据库技术、网络信息技术进行系统的构建和开发,实现了农产品在整个供应链上从种植、采收、加工到销售的全程跟踪和溯源,有效地加强了对农产品质量安全的监管,保证消费者最终知情权。目前,该系统在江苏江阴地区实际测试效果良好,验证了方案的可行性和有效性。     

基于地理坐标和多重加密的农产品追溯编码设计

统一的追溯码是实现农产品溯源的基础,该文设计了一种由产地位置码、产品码、生产日期码、认证类型码等部分组成的农产品追溯码,其中位置码采用经纬度坐标,并根据中国经纬度跨度的特点将中国划分为6大区域,通过编码换算将13位的经纬度产地位置码转换为10位的相对位置码和1位位置标识码;分别对生产日期码、产品码进行转换,转换后的生产日期码变为3位相对日期码和1位时间标识码,变换后的产品码为5位;将位置标识码、时间标识码和认证类型码进行排列组合生成验证码。此编码码长较短、便于输入,加密性较强,应用此编码进行农产品溯源可实现在脱离数据库的情况下追溯出产地位置、生产日期、认证类型等与质量安全密切相关的关键信息。     

基于区块链的农机跨区域调度模型构建与应用

由于各区域之间的调度策略与农产品种类存在差异使得相互之间难以管理,因此农机跨区域调度呈现无中心的管理模式。且由于区域之间距离较远导致个体农户与调度方之间难以建立信任关系,从而无法充分利用已有的农机资源,难以有效降低各区域农机的购买成本。针对上述问题,该研究构建了基于区块链的农机跨区域调度系统。首先,对农机的调度成本进行分析,建立以农机数量、农机需求量与机手数量为约束条件的农机跨区域调度模型;然后以调度成本最小化为目标,采用基于最短距离的农机跨区域调度匹配方法求解农机调度方案,并通过区块链智能合约自动执行调度匹配算法;最后根据江苏省宜兴市与安徽省广德市的农田与农机数据以及随机生成的调度任务进行仿真试验,并与区域内的调度成本与农机利用率进行对比。结果表明：区块链的去中心化特点可以满足无中心的跨区域调度需求,其身份认证机制与高透明度、不可篡改的技术特性可为用户提供技术上的信任保障。在各区域农机总量充足的情况下,跨区域调度可以减少农机购买成本,并将农机利用率提升至90%,相较于域内调度,跨区域调度的投入成本随着任务数的增加而下降,当任务数为10时,成本下降大约21.3%。研究结果可为农机跨区域调度模式的建立提供科学依据。     

基于CP-ABSE的农机社会化服务联盟链隐私匹配方案

针对多个农机社会化服务平台联合,实现跨平台任务匹配中存在的敏感数据泄露和集中式服务器不可信问题,该研究提出了基于密文策略属性基可搜索加密（ciphertext-policy attribute-based searchable encryption,CP-ABSE）的农机社会化服务联盟链隐私匹配方案。该方案基于联盟链构建农机社会化服务联合平台,为多平台数据共享提供去中心化的可信环境;基于CP-ABSE技术实现跨平台的任务匹配,支持对任务密文数据的检索以及细粒度的访问控制,保护作业任务发布方和农机手的敏感数据;使用智能合约实现农田作业任务与农机手之间的匹配服务,避免集中式服务器存在的单点故障和恶意违规操作等问题。安全性分析表明,该方案能够保证数据的完整性、机密性以及匹配结果的可信性。基于Hyperledger Fabric构建了一个原型系统,测试结果表明,当全局属性数量为200时,系统构建和私钥生成的运行时间分别约8和2.5 s,搜索令牌生成与数据加密的计算开销分别为60和80 ms,匹配智能合约平均时延约为250 ms。该方案破解了农机社会化服务平台间的“数据孤岛”问题,对于促进农机社...