基于区块链的农业机械质量溯源研究

为了解决农业机械制造企业间质量管理存在隐患、产品故障频繁发生、质量无法保障等问题,提出了一种基于区块链的农业机械溯源方案.基于Hyperledger Fabric区块链开发平台,针对农业机械产品制造过程质量管理问题,构建了农业机械制造过程质量溯源链;开发出供用户与企业用户使用的溯源系统.确保农业机械在制造环节中质量问题...     

基于PBFT的猕猴桃溯源联盟链应用访问控制方案

针对基于属性的联盟链应用访问控制模型可能存在拜占庭节点而导致属性信息、访问控制策略查询结果不可信的问题,结合猕猴桃溯源场景的实际需求,提出了一种基于PBFT的联盟链应用访问控制方案。该方案使用属性权威作为联盟链实体组织的属性证书颁发机构以及PBFT的查询验证节点,对访问请求内容生成签名并验证;属性证书中存储主体与权限相关的属性信息;基于PBFT对用户属性、数据属性、访问控制策略查询验证,确保访问控制过程的可信性。基于Hyperledger Fabric原型系统测试表明,当记账节点中的拜占庭节点少于节点总数1/3时系统能够正常运行;当交易发送率在100～1 500 TPS之间变化时,交易吞吐量在交易发送率达到300 TPS后趋于稳定,平均时延在交易发送率达到400 TPS后趋于稳定,满足联盟链猕猴桃溯源的应用需求。     

面向猕猴桃产业链的联盟链隐私交易方案

针对猕猴桃产业联盟链交易中金额与身份的双重隐私保护问题,提出一种基于⁺HomElG零知识证明(⁺HomElG zero knowledge proof,⁺HomElG-ZKProof)和SM2的猕猴桃产业联盟链隐私交易方案。首先,转账方利用⁺HomElG加密交易金额后将其发送给接收方,接收方基于SM2签名确认交易后发送给转账方;其次,转账方基于⁺HomElG-ZKProof对交易金额相关密文生成零知识证明证据,基于SM2可链接环签名对交易金额相关密文和交易双方身份分别生成环签名,与接收方SM2签名一起经系统层Raft共识打包上链;然后,由监管节点验证SM2签名、两次环签名及链接性后确认交易双方身份,用户节点间在应用层使用PBFT共识验证交易金额相关密文、环签名及交易金额相关零知识证明证据后确认交易的有效性;最后,由监管节点将有效交易区块编号经系统层Raft共识上链并更新账户余额。分析表明,该文方案具有抗篡改攻击、抗公钥替换攻击、抗假冒攻击以及匿名性,安全性较高;测试结果表明,该...     

基于区块链的水稻供应链溯源信息保护模型研究

针对水稻供应链在使用区块链技术追溯过程中数据共享时隐私数据容易泄露的问题,在分析水稻供应链业务流程和信息分类的基础上,建立了以区块链节点授权保护方法为核心的水稻供应链信息保护模型。在供应链溯源隐私数据上传区块链网络前,利用密码分组链接模式(Ciper block chaining,CBC)对其进行对称加密,采用椭圆曲线算法(Elliptic curve cryptography,ECC)对密钥加密后写入区块链网络中,区块链网络中存储隐私数据加密后的密文,授权节点利用私钥查看区块链上溯源隐私数据,实现在区块链网络中共享隐私数据。在此基础上对方法的安全性能进行了分析,加密算法的扩散性测试密文改变率平均值为0.838。最后,基于Hyperledger Fabric平台设计实现了水稻全供应链信息溯源系统,并通过具体应用案例进行了验证分析。结果表明,本文提出的节点授权法对需要保护的隐私数据进行了节点间的差异化,兼顾了企业隐私数据需要加密保护和供应链溯源数据需要公开监管两方面的问题,解决了水稻供应链生产、加工、流通等多节点之间的数据共享问题,为水稻供应链区块链溯源研究提供了借鉴和参考。     

区块链增强果蔬质量追溯可信度方法研究与系统实现

质量追溯相关数据通过物联网感知设备采集后添加到区块链,在数据存储环节可以解决数据易被篡改问题从而增强数据可信度.数据直接存储在区块链中会造成系统吞吐量小、响应时间长,利用数据库+区块链的双存储设计虽然能大大提高响应速度,但是针对果蔬质量追溯系统,其响应速度依然不能满足要求.基于哈希加密算法的不可逆性、区块链数据结构...     

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.     

面向追溯主体的果蔬全供应链区块链多链模型研究

面向全供应链环节建立的农产品区块链溯源系统,追溯链中存储面向多个追溯主体的追溯数据,由于各主体追溯数据的差异化,跨供应链环节的数据难以实现共享和访问控制,敏感数据无法差异化保护和验证,风险数据不能针对性监管。因此,面向不同追溯主体的追溯数据并不适合由同一条区块链账本存储。通过分析果蔬全供应链各追溯主体的需求,建立了面向追溯主体的区块链多链追溯架构,利用溯源链实现消费者的溯源需求,通过共享链实现上下游企业间的数据流转,基于隐私链实现企业隐私数据的安全保护与授权共享,利用监管链实现监管部门对所有环节风险数据的管控。本文基于Hyperledger Fabric设计面向追溯主体的果蔬供应链区块链模型并实现了主体链果蔬溯源系统,测试结果表明,溯源链中追溯数据平均查询时间为38.86 ms,获取共享链中已验证的共享数据平均耗时806.80 ms,获取隐私链中已验证的隐私数据平均耗时910.35 ms,获取监管链中已验证的监管数据平均耗时675.90 ms。面向追溯主体建链的追溯系统在满足消费者需求的基础上,实现了供应链各环节追溯数据的数据共享与控制访问,解决了异构数据的存储保护和验证问题,满足了风...     

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。     

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。     

基于区块链跨链技术的水产品交易模型研究

为解决现有水产品供应链中各企业环节的区块链间信息孤岛的问题以及实现各企业间的安全交易,提出了基于区块链跨链技术的水产品交易模型。在分析水产品供应链交易业务流程的基础上,针对水产品跨链交易的功能需求,构建基于跨链技术的水产品交易模型;基于此模型设计跨链交易流程及相应的智能合约,实现水产品供应链中企业间的跨链交易;最后,利用Hyperledger Fabric平台实现了水产品跨链交易模型的原型系统。系统性能测试结果表明,平均交易成功率为99%左右,而平均交易延迟为0.2s左右。因此,所提出的水产品跨链交易模型既能够满足现有水产品供应链在区块链链上交易的需求,也保证了跨链交易的可行性。     

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。     

基于区块链的HACCP质量溯源模型与系统实现

为提升质量溯源的可信度及有效度,以生食牡蛎为例,应用区块链技术构建了基于危害分析及关键控制点(Hazard analysis and critical control points,HACCP)的质量溯源模型.该模型提取生食牡蛎加工HACCP规范中的关键控制点(Critical control points,CCP)作...