面向农产品交易流程的多链式区块链应用技术研究

区块链技术由于其分布式存储、交易信息透明、可追溯性强等特点，同中国农产品交易体系具有很好的互补性和适用性，应用前景广阔。然而中国的农产品交易体系又具有产品多样性，交易流程复杂性，用户群体的广泛性、分散性，隐私保护性等特点，为区块链技术在中国的农产品交易信息体系中的应用造成了很多现实困难。针对以上问题，本研究采用联盟链的设计思想，提出了包括农产品交易信息链、用户信息链、农产品信息链的多链式农产品交易信息区块链应用技术。农产品信息链提供农产品的详细信息，并保证信息的可追溯性和不可篡改性。在用户信息链中引入区块链节点准入机制，为农产品交易平台提供实名制凭证登记与管理功能。交易信息链记录所有交易智能合约的处理结果，通过加入通道技术，实现不同交易信息的相互隔离，可满足交易信息和用户数据的隐私保护和交易数据的快速处理。通过智能合约对交易利润进行自动分成，提高执行效率，降低交易成本。最终建立透明、高效、适用性强的农产品交易区块链架构。     

基于区块链技术的现代农产品供应链

区块链技术具有去中心化、分布式存储、开放透明、共识机制、安全性、信息加密、匿名性等特点,为实现现代农产品供应链价值增值提供了重要途径。通过解析农产品、物流、农产品物流、供应链、农产品供应链的概念和内涵,进一步明确了农产品供应链及其业务逻辑,指出了目前农产品流通中存在的问题,并通过分析区块链技术的概念、技术特点和架构,面向农产品供应链需求,提出了基于区块链的农产品供应链逻辑架构,讨论了架构中的信息流和资金流,为基于区块链的农产品供应链相关研究提供有益的启发与借鉴。     

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。     

基于区块链的农产品质量安全可信溯源系统研究

为解决现有农产品质量溯源系统存在的数据中心化存储、数据易篡改和数据信任等问题,以及保障农产品质量安全、维护消费者权益和提高生产企业品牌竞争力,在分析农产品产业链业务流程和区块链关键技术的基础上,设计了农产品可信溯源区块结构,确保农产品溯源数据不可伪造和安全可信;提出了“On-Chain+Off-Chain”农产品质量安全溯源信息协同管理存储策略,解决农产品溯源区块链网络中各节点数据存储压力大、查询效率低和数据爆炸等问题;采用Kafka共识机制实现多主体参与的共识操作,提供实时数据高吞吐量和低延时的处理能力;制定了农产品溯源智能合约规则集和合约触发条件,确保农产品数据的可靠性和溯源平台的公信力;基于Hyperledger Fabric区块链平台研制了农产品质量安全可信溯源系统,并对红茶产品质量安全溯源进行验证分析。结果表明,本文研制的农产品质量安全可信溯源系统,解决了农产品产业链生产、加工和流通多节点之间数据安全和溯源信息真实可信等问题,取得了较好的应用效果。     

基于区块链的农产品质量安全可信溯源系统研究

为解决现有农产品质量溯源系统存在的数据中心化存储、数据易篡改和数据信任等问题,以及保障农产品质量安全、维护消费者权益和提高生产企业品牌竞争力,在分析农产品产业链业务流程和区块链关键技术的基础上,设计了农产品可信溯源区块结构,确保农产品溯源数据不可伪造和安全可信;提出了“On-Chain+Off-Chain”农产品质量安全溯源信息协同管理存储策略,解决农产品溯源区块链网络中各节点数据存储压力大、查询效率低和数据爆炸等问题;采用Kafka共识机制实现多主体参与的共识操作,提供实时数据高吞吐量和低延时的处理能力;制定了农产品溯源智能合约规则集和合约触发条件,确保农产品数据的可靠性和溯源平台的公信力;基于Hyperledger Fabric区块链平台研制了农产品质量安全可信溯源系统,并对红茶产品质量安全溯源进行验证分析。结果表明,本文研制的农产品质量安全可信溯源系统,解决了农产品产业链生产、加工和流通多节点之间数据安全和溯源信息真实可信等问题,取得了较好的应用效果。     

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。     

区块链技术在农业农村中的应用与对策研究

区块链技术上连农业大数据,下连农业智能系统,是推动农业产业革命、加快农业农村现代化的重要工具,在全面提升食品安全层次、提高食品产业链供应链现代化水平和强化农村金融保险服务能力等方面具有广阔发展空间。本文在分析区块链技术与农业农村现代化的作用机理基础上,梳理了区块链技术在农产品质量安全溯源、农业供应链管理、农村金融服务等方面已有的实践探索。区块链技术在农业农村领域应用面临技术成熟度不够、数字农业基础设施不完善、复合型人才供给不足、农业产业链环节多、缺少跨区域跨行业技术监管体系和应用标准等瓶颈问题。区块链政策应更加注重在技术创新、基础设施建设、专业人才培养、标准体系构建、应用场景打造、沟通协调机制等方面系统集成。     

区块链技术在不同农场生产模式下的应用

农产品信息难以得到有效溯源和监督是不同农业模式普遍存在的问题,如何有效解决农产品安全问题引发广大学者的关注。为此,利用区块链技术去中心化记账方式的特性,提出以区块链技术为核心的新型标准化农业生产体系,并分析此体系下不同农场生产模式的发展。      

区块链技术在井冈蜜柚可信溯源的应用研究

随着人们生活水平的日益提高,大家对农产品的质量安全越来越重视,传统的井冈蜜柚溯源系统采用集中存储方式,导致数据信息易被篡改、可信度低,如何提升井冈蜜柚的安全性和可信度,已成为亟需解决的问题。而分布式存储、数据加密不可篡改正是区块链技术的特点,这使得其在产品溯源中有重要应用价值。基于此,课题组提出基于区块链的井冈蜜柚可信溯源系统架构,从果农、企业、政府、消费者四个角度出发,将井冈蜜柚的种植、施肥、采摘、加工、运输、质量检测、销售全生命周期流程上链,给用户提供一键溯源服务,保证井冈蜜柚来源的真实可靠。仿真结果表明,本溯源系统具有数据安全可靠特点,实现了井冈蜜柚从种植、采摘、加工、运输、销售全链路监控,保障了蜜柚的供应链信息安全可靠,提升了品牌价值。     

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...     

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。     

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。     

基于智能合约和数字签名的马铃薯种薯防窜溯源研究

随着区块链技术在农产品溯源领域研究的不断发展,农产品的质量安全得到有效保障。由于我国马铃薯种薯生产过程复杂、实物形态差异化明显、每个环节的生产周期长、品种繁多等原因,所有生产环节的溯源数据共享难度大,容易发生种薯品种、等级等窜货问题,种薯生产溯源无法得到切实保障,生产基地及相关监管部门无法得到全部有效溯源数据,当发生窜货问题以及最终消费者进行种薯生产溯源时,责任环节定位不明确,难以准确找到责任生产环节及相关责任人等问题源头。基于上述问题,提出了基于智能合约和数字签名的马铃薯种薯防窜溯源模型,利用区块链技术不可篡改、数据透明、数据共享等特点,通过智能合约进行种薯生产全环节溯源数据的上链存储,实现种薯生产全环节溯源数据的高度共享,并将智能合约与数字签名相结合,利用公私钥对验证和智能合约高度自治的区块链网络生态环境,解决生产过程中易发生的生产窜货问题。基于Hyperledger Fabric设计面向种薯生产基地的防窜溯源模型,相关测试结果表明,该模型可以实现种薯生产溯源、防窜、窜货报警信息上链与查询等功能。种薯生产溯源数据的平均上链时间为2 566 ms,平均查询时间为95 ms,报警触发与...     

基于区块链技术的陕西省猕猴桃产销体系构建

陕西省是猕猴桃生产大省，但是猕猴桃产销过程中存在消费信任危机、信息不对称和物流成本较高等问题。区块链具备信息可追溯、信息不可篡改和公开共享等特点，构建基于区块链技术的陕西省猕猴桃产销体系，在促进猕猴桃增产增收的基础上，推动区块链技术与农业的进一步融合发展，用科技解决农业发展瓶颈问题。      

基于区块链的粮油食品全供应链信息安全管理原型系统

粮油食品供应链具有全生命周期长、环节复杂、危害物种类多、信息多源异构等特点。基于区块链技术构建了一种新型的粮油食品供应链信息安全管理模型,研究并提出适用于粮油食品供应链的双模数据存储机制和管理供应链信息的智能合约,以保证信息存储和传输的安全可靠。在此基础上,基于Hyperledger Fabric设计了一种粮油食品全供应链信息安全管理原型系统,该系统能够实现粮油食品全供应链信息采集、查询、监控、追溯等功能,并通过具体的应用案例进行了验证和分析。     

农业信息化技术在设施蔬菜生产中的典型应用-以北京极星农业科技园为例

北京极星农业科技园是集农业物联网、农业大数据、精准农业和智慧农业四个部分于一体,形成一个较为完整的数据采集、分类、应用、挖掘体系,是现代化农业的典型。该园区在生产过程中,将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理。通过应用信息技术提升生产智能化、精细化水平,提高生产效率,实现全程可追溯管理,对实现全区信息化农业生产管理具有重要的指导意义。本文通过农业信息化技术在该园区设施蔬菜的典型应用,以期推广到更多的生产园区,起到创新、示范、推广、带动的作用。     

基于区块链和边缘计算的水稻原产地溯源方法研究

地理位置与环境因素的不同导致水稻品质存在差异,优质原产地的稻米质优味美,对消费者更有吸引力,因此研究水稻原产地溯源,建立水稻原产地可信溯源系统具有重要意义。传统物联网区块链溯源系统将溯源数据上传至中心化的服务器,再由服务器上传至区块链;这无法很好地利用边缘节点中的资源,还使其易受数据伪造或数据丢失等安全风险的影响。设计了一套基于区块链和边缘计算的水稻原产地溯源模型,依托嵌入式设备的边缘计算能力,对传感器数据实时数据融合并在嵌入式设备上部署区块链。此外,设计边缘计算场景下区块链网络的存储扩展方法和边缘计算工作流程。最后,经过测试分析,查询公开溯源数据的平均时间为45.84 ms,查询隐私溯源数据的平均时间为50.92 ms,边缘节点加密上链的平均时间为1.27 s,边缘多链存储容量消耗为传统单链的18%,能够满足水稻原产地溯源实际的应用需求。