基于多链存储优化的水产品交易匹配模型研究

区块链技术应用到水产品线上交易架构中可以使交易双方隐私信息得到基本保障,然而,目前区块链水产品线上交易模型和系统存在海量数据存储负载大、维护成本高、数据查询效率低等问题。为进一步缓解以上问题,在梳理和分析水产品交易流程基础上,根据水产品交易业务技术需求,提出了基于多链存储优化的水产品交易匹配模型。该模型在智能合约中通过贪心算法实现了效率较高的多属性水产品线上交易匹配过程,通过区块链多通道技术构建了水产品交易多链架构,实现了用户交易信息分布式存储,提高了交易信息查询效率,同时,采用区块链与本地数据库双模式存储技术,缓解了区块链网络中各个节点海量数据存储的负载。基于Hyperledger Fabric平台实现了基于多链存储优化的水产品交易原型系统。该原型系统测试结果表明,临界值900s平均最多可以完成1296笔交易,说明系统在处理千条交易数据量时可以正常运行,满足水产品线上交易平台日常实际交易业务需求,同时在链上存储1600条合同信息时查询1条用户合同信息平均时间为4.018s,多链存储结构提高了链上数据查询速度。     

基于区块链的种子供应链信息溯源及信用度提升的方案设计与研究

种质是农业的基础，是国家的战略资源，种子质量的优劣影响着整体种植业的生产规模和潜力。我国种业存在产业链条信息不完整、不透明；种子溯源系统与体系不完善、不安全等问题。将区块链技术融入到传统的种子信息溯源中，提出分布式数据存储的种子质量追溯模型。利用以太坊、物联网和终端应用等设计三层架构：应用层、物联网层和数据存储层。根据以太坊本身特点和系统数据存储、查询要求，设计分布式多数据库存储的方式。系统存储种子从生产到流通部门各个环节的数据信息，结合区块链数据信息不可篡改性、透明性和可追溯性高的特点，保证种子供应链上所有数据不被他人改动或隐藏，实现准确追溯、快速鉴定种子质量。系统采用的用户信用度智能合约算法，直击种子数据源头，保证购买种子的质量安全，为维护种子消费者权益提供信息技术与服务保障。     

面向猕猴桃质量溯源的联盟链跨组织链上合同交易机制

针对区块链猕猴桃溯源未考虑产业链由不同组织构成而导致溯源数据不连续的问题,结合生产实践中合同交易的过程,提出了一种面向猕猴桃质量溯源的联盟链跨组织链上合同交易机制。通过两次链上的关联确认,将现实交易中双方签字确认合同条款的过程转移到联盟链上,实现跨组织的不可否认交易。选择联盟链搭建猕猴桃全产业链溯源系统的区块链网络,借助智能合约技术将猕猴桃生产过程信息价值化;采用散列值上链减轻链上压力;通过组织间交易合同的合同编号关联溯源数据、责任人和责任企业。基于Hyperledger Fabric猕猴桃全产业链溯源系统的测试分析表明,用户每上链一条数据平均用时约102 ms,在增加链上合同交易机制的条件下系统进行一次完整溯源的时间延长了约7.11 ms。研究保证了多组织溯源的数据连续性与可追溯性,对提升农产品质量安全具有重要意义。     

基于智能合约的果蔬区块链溯源数据存储方法研究

随着区块链农产品溯源技术的发展,果蔬产品质量安全得到保障。由于我国果蔬产品溯源跨度大、追溯周期长、涉及面广,并且区块链网络数据账本由全网节点共同记账备份,海量溯源数据存储压力大,同时所有数据透明共享,造成供应链溯源数据无法全部上链,引起产品数据上下游溯源企业共享不及时、追溯数据安全性难以得到保障、监管部门无法实时监管全部溯源数据,出现农产品质量安全问题时,责任无法定位、产品难以找到问题源头。基于上述问题,设计基于区块链多链架构的果蔬产品溯源框架,设计溯源数据存储模型,并通过智能合约实现溯源数据分类链上加密存储、链间授权访问、基于授权凭证解密查询,保证果蔬全供应链溯源隐私数据密文上链,减缓区块链存储压力、实现上下游溯源企业隐私数据无孤岛授权共享。基于联盟链Hyperledger Fabric通道技术实现多链溯源系统,经过扩散性测试,由对称加密与椭圆曲线混合加密的“链上加密存证、链间基于授权凭证共享、链上解密查询”智能合约方案,隐私数据密文变化率达95%以上,密钥密文变化率达94%以上,具备较高的安全性和混淆性;经过性能测试,所设计并实现的多链架构溯源系统公开溯源数据查询平均时延为56.9ms,基于授权凭证的隐私溯源数据平均解密查询时延为62.87ms,处理企业节点发起数据上链请求的平均时延为2.16s,能够满足果蔬产品追溯实际的应用需求。     

基于区块链的种质资源数据安全共享模型

目前,农业领域种质资源数据的共享管理工作大多采用中心化的数据共享模式,存在数据泄露、易篡改等问题。根据区块链技术具备的去中心化、安全可靠、防篡改的特点,提出一种基于区块链的种质资源数据安全共享系统,采用以太坊框架设计基于区块链的种质资源数据安全共享系统模型,针对用户身份数据和种质资源数据提出“IPFS+区块链”的链上链下协同存储模型,使用非对称加密技术确保种质资源数据安全性和用户身份数据隐私性,通过智能合约交互方式给出协同存储模型设计结果,展示模型的合理性。     

农产品供应链区块链追溯技术研究进展与展望

农产品供应链具有链条长、生产分散、信息多源异构等特点,极易造成供应链上下游信息断链和不透明。传统追溯数据存储于各节点企业在供应链上下游数据传递过程中存在协作信任度低、真实性差等问题,造成消费者对追溯信息的真实性产生信任危机。区块链追溯系统通过建立多方参与、共同维护的分布式数据库,并利用密码学和共识机制建立信任关系具有数据无法篡改、共享可信度高等优势近年来成为国内外研究的热点。本文系统总结了国内外农产品区块链追溯系统的研究进展从区块链追溯链上链下数据协同、区块链追溯共识机制和区块链追溯数据隐私保护等方面详细分析了区块链追溯关键技术的研究进展;对区块链追溯技术的未来发展进行了展望指出区块链规模化应用后多链和跨链技术将成为发展趋势,区块链技术与物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术的深度融合将推动农产品供应链追溯进入新的发展阶段。     

农产品信息区块链技术架构设计及应用展望

作为传统农业大国,中国多次强调农业现代化的重要性。但生产分散、技术落后、基础薄弱等问题严重阻碍了中国农业信息化的发展。区块链由于采用了分布式存储与计算方式,与分布式经济系统具有较好的兼容性,在金融、物流、电子商务等多个行业具有广泛的应用前景。本研究采用广义区块链的设计思想,结合中国农业发展中遇到的问题,设计了信息采集层、数据层、网络层、共识层、激励层、合约层与应用层的7层农产品信息区块链技术架构。该架构可以提供灵活的分布式存储机制、完备的信息共识体系、可靠的信息防篡改功能和实用的激励回报措施。针对以上功能在农产品信息溯源和农产品市场信息透明化中的应用进行了说明,提出了建立区块链农产品交易体系的概念,最后对区块链在农业领域的应用进行了总结和展望。     

基于属性访问控制模型的果蔬跨链追溯系统设计与实现

针对现有果蔬农产品供应链中存在的上下游区块链间追溯数据差异化、细粒度共享困难以及数据隐私保护等问题,通过分析果蔬农产品供应链各环节业务流程,在果蔬农产品质量安全追溯场景下,提出了一种支持异构多链的基于属性的果蔬跨链追溯访问控制模型。该模型利用基于中继链的跨链技术将跨链信息标准化从而实现异构多链之间的跨链通信,并结合果蔬跨链追溯需求,采用基于ABAC(Attribute-based access control)的访问控制模型实现对数据资源灵活、细粒度访问控制。为验证模型有效性,利用BitXHub中继链技术在Hyperledger Fabric和Ethereum构成的异构链中实现跨链数据访问,在跨链合约中实现基于属性的访问控制流程,构建出果蔬追溯跨链访问控制模型的原型系统。系统测试结果表明,中继链处理跨链交易的发送率平均最高值分别约为600笔/s和400笔/s,策略判定时间不会随着策略数目的增加而有较大波动,基本稳定在2 000 ms左右,能够满足果蔬供应链在异构区块链之间跨链数据差异化、细粒度共享的需求,也保证了数据共享过程中的数据隐私性。     

基于区块链的种质资源数据安全共享模型研究

目前，农业领域种质资源数据的共享管理工作大多采用中心化的数据共享模式，存在数据泄露、易篡改等问题。根据区块链技术具备的去中心化、安全可靠、防篡改的特点，本文提出一种基于区块链的种质资源数据安全共享系统，采用以太坊框架设计基于区块链的种质资源数据安全共享系统模型，针对用户身份数据和种质资源数据提出“IPFS+区块链”的链上链下协同存储模型，使用非对称加密技术确保种质资源数据安全性和用户身份数据隐私性，通过智能合约交互方式，给出协同存储模型设计结果，展示模型的合理性。     

基于区块链的充电桩共享平台设计

为了解决充电桩共享困难以及电动汽车充电数据的信息孤岛,基于区块链技术建立了一套可以兼顾充电桩以及充电数据的共享策略。通过智能合约生成充电数据的MD5码,以数字摘要的形式录入区块链,保证了共享过程中交易的去中心化、安全性与用户隐私,为多方提供了一个良好的共识信任机制。针对充电桩共享平台,设计了一套完整的前端操作逻辑和操作页面,为区块链技术在充电桩共享领域的实际落地提供了一种具有尝试价值的思路。     

基于公证人机制的水产品跨链交易模型研究

随着水产品交易规模的扩大,区块链技术在产品溯源和数据共享方面得到广泛的应用,但不同企业内或同一供应链内的不同环节构建的区块链之间数据无法有效交互和共享,致使信息孤岛问题依然存在。因此提出了基于公证人机制的水产品跨链交易模型,旨在实现水产品不同环节之间的跨链交易,解决单点故障问题,并提升交易效率。同时针对水产品跨链交易业务特点,提出两阶段跨链交易流程,完善交易错误处理机制,从而解决跨链交易过程中的数据一致性、原子性需求,并基于Hyperledger Fabric平台构建系统原型。实验结果表明,在交易量较大的情况下,交易平均成功率高于99%,平均延迟时间为0.21s左右,模型在保证交易安全性的前提下,满足了水产品区块链跨链交易需求。     

基于区块链技术的农产品质量溯源系统结构设计

农产品质量溯源平台对于农产品质量监管及食品质量保障具有重要作用.农产品质量监管涉及领域广、方面杂,且在质量监管过程中农户与企业参与力度不足,导致部分信息在收集过程中存在可靠性差、准确度低的问题.针对上述问题,从区块链核心技术出发,借鉴现有企业质量溯源经验,提出了一种使用联盟链的质量溯源系统.     

基于区块链的农产品供应链溯源数据多条件查询优化方法研究

随着基于区块链的农产品溯源系统迅速发展,区块链查询能力面临着巨大挑战。对于供应链参与方来说,区块链中保存的数据多为编码或序列化的数据,使得供应链参与方的审计和监督等存在多条件查询的工作变得十分困难。通常情况下,原生区块链并未提供满足多条件查询的查询方式。因此,为了实现多条件查询并提高查询效率,本研究提出一种农产品溯源数据多条件查询优化方法。首先,该方法采用一种优化的Merkle树结构（n-Tree）对交易信息进行重构,从而提供更高效的条件验证能力。其次,通过自适应多条件区块布隆过滤器判断交易信息中查询条件的存在性,进而快速过滤区块。最后,提出一种应用TWTN-Heap（Time weight and transaction number based heap）结构的索引构建方法,以区块权重为序构建主条件相关的区块号索引列表。产品数据的查询过程包括遍历区块号索引列表、过滤非相关区块以及验证特定查询条件,从而获得条件查询结果。实验结果表明,本研究提出的产品数据条件查询优化方法能够有效地解决农产品供应链面临的条件查询问题,同时保证查询时间消耗维持在15ms左右,查询效率较默克尔语义字典树(Merkle semantic trie,MST)方法提高60.9%,较原始遍历（Orignal traverse, OT）方法提高87.7%。     

基于区块链的红茶质量安全追溯系统开发及应用

为解决传统追溯过程中存在的数据安全性低、可信度低、供应链信息断链等问题。以红茶为研究对象,通过分析红茶生产、加工、储运、销售过程,研究信息采集、数据共享、隐私保护、产品溯源等质量安全追溯关键技术,构建基于区块链的红茶质量安全追溯系统。追溯数据上链时延为1.15 s,公开溯源数据查询时间为58.72 ms,隐私溯源数据查询时间为61.60 ms,能够满足红茶追溯过程数据上链存证、扫码溯源、供应链上下游共享需求。系统在广东省英德市红茶生产、加工企业进行应用示范,实现了各环节、各企业主体溯源信息的数据共享互通,确保了溯源数据真实性和安全性。     

基于农产品溯源平台建设新兴技术研究

本设计主要是以二维码技术与RFID无线射频技术为主构建农产品溯源系统,通过先进的数字化手段来有效处理农产品从选种到最后进入客户手中的全过程,通过数据信息实现可溯源的农产品产业链,便于广大客户通过网络或者手机就能够及时购买所需的产品,通过数据实现农产品产业链全过程的追溯.农产品溯源系统主要包括信息管理系统、生产经营单位信...     

基于区块链的河豚供应链可信溯源优化研究

针对河豚供应链环节复杂、监管要求高以及溯源系统信息传递繁杂、数据查询效率低的问题,以提高河豚溯源查询效率和安全性为目的,建立了基于区块链技术的河豚供应链溯源优化模型,并搭建相应系统。首先,对河豚供应链业务供应链信息进行分析,整理并提取供应链各业务环节溯源码信息和产品信息;然后,基于区块链技术建立河豚供应链可信溯源优化模型架构,设计多链的存储模式和快速查询流程并制定相应的智能合约;最后,基于Hyperledger Fabric实现了一种河豚供应链信息溯源系统,并使用Caliper性能测试工具测试。结果表明,在数据记录条数大于1000条后,本文模型查询效率高于传统单链模型,在10000条数据记录上链后,本文模型较传统单链模型查询效率提高约92.9%。以江苏省某河豚企业为例,实现河豚供应链信息安全传递和快速溯源。所提出的模型可以应用到河豚行业从而提高溯源效率和安全性,为河豚行业提供一个防篡改、查询效率高的模型。