基于区块链的农业物联网可信溯源体系

随着农业信息化的快速发展,农业物联网逐渐成为智慧农业必要的基础设施。未来智慧农业依赖大量的物联网传感器,为了解决农业物联网中数据孤立、不可靠、容易被篡改、难以追踪追责的问题,本文提出了一种基于区块链的农业物联网可信溯源体系。考虑农业物联网数据量大、种类繁多的特点,本方案基于Hyperledger fabric智能合约,采用分布式raft共识协议,结合物联网设备服务,精准权限控制,实现物联网数据存储溯源的可靠可信以及冗余数据过滤与基于属性的访问控制,大幅减少了冗余数据,提高了安全性。在本文提供的方案中,农场管理员授权员工用户绑定所属物联网设备,物联网设备定期上传的文本数据发送到智能合约进行聚类筛选,剔除冗余数据后上链存证。利用IPFS分布式存储图像、视频,通过区块链存证其内容哈希、智能合约管理其生命周期。采用链上存储、链下计算的模式对大量本地数据进行分析、统计、可视化展示;进行链上校验,针对文本数据采用直接上链存储的方法,对于图片文件采用本地存储、链上校验的方式确保图片信息不被篡改。仿真和分析结果表明,本方案在稳定性、安全性上优于传统溯源方案,性能上满足千级数量的物联网设备并发上链的需求...     

区块链应用下的新型区块链布隆过滤器

布隆过滤器(BF)可以高效查询元素是否在指定集合中,广泛应用于区块链成员查询中.针对现有的通用布隆过滤器无法充分利用区块链数据特性及通用设备计算资源的问题,提出一种新型区块链布隆过滤器(BBF).首先,改进布隆过滤器数据结构,对BBF以组为单位进行细分,从而将元素的映射范围限制在一个组内,减少访存失败次数,提高访存效率...     

基于可信区块链的食品追踪溯源系统研究

频频爆出的食品安全事件,引发了人们对食品安全的信任危机.当前,食品溯源体系建设成为了食品安全工作中必不可少的项目.现有的区块链追溯系统是基于传统网络结构的去中心化系统,在数据传输过程中没有安全可信的传输通道,在IP层传输的数据包没有认证机制,且节点的IP兼具寻址和身份认证两个功能.此外,节点交互时需要通过CA进行身份验...     

基于区块链的农产品溯源系统研究

针对部分农产品溯源系统存在溯源信息集中、信息易被篡改、信息不透明的突出问题,利用区块链去中心化、不可篡改、公开透明的特点,以传统农产品溯源系统的问题分析为前提,以构建基于区块链的农产品溯源系统模型为基础,利用数据分片实现农产品信息的分布式存储,设计智能合约使系统满足实际交易过程,构建系统架构并实现该区块链溯源系统.系统...     

基于区块链的食品溯源系统设计

传统食品溯源系统数据层均由核心企业维护的关系型数据库组成,无法保证数据的安全性,且效率低、维护成本高。食品供应链参与主体众多,消费者购买到有质量问题食品往往维权困难,食品的问题来源难以界定,不能及时精准追溯到具体责任人。针对这些问题,设计了一种基于区块链的食品溯源系统,该系统在Ethereum（以太坊）平台中开发,除了实现去中心化、防篡改、可追溯等功能外,还在区块链系统中引入食品药品监督局节点,实现了数据变更服务和食品召回功能。消费者不仅能查询食品的全流程溯源信息,还能在该溯源系统中进行维权投诉。     

基于区块链的数据要素可信流通技术综述

【背景】数据已然成为经济发展的基础性战略资源。要充分发挥数据要素作用,需要建立数据可信流通体系。【目的】区块链作为新型可信数据管理平台,能够实现数据可信流通的基本需求。因此,本文将探讨基于区块链的数据要素可信流通技术。【方法】从建立数据可信流通体系的角度出发,本文首先分析了构建数据要素可信流通体系的基本要求,然后分析了基于区块链实现数据可信流通的技术要点,总结了目前区块链研究领域中可用于实现上述目标的研究工作,并对未来的研究方向提出展望。【结果】着眼于增强数据可用、可信、可流通、可追溯4个方面,本文对现有区块链系统研究中的存储模型、系统性能扩展方式、数据验证、跨链技术、溯源技术等方面进行总结分析。【结论】现有研究成果能够基本实现数据要素可信流通体系,但在数据隐私、数据使用和数据表示方面仍存在诸多未解决的问题。     

基于区块链的学历证书可信认证系统

学历造假不仅破坏了高等教育学历制度的公平性和严肃性,也极大地损害了社会风气.国内目前学历学位认证存在流程复杂、耗费时间长、认证收费高等问题,难以满足毕业生和用人单位快速、公正、准确地核实信息的需求.因此,研究一种高效可信的学历学位认证机制变得日益紧迫.文章提出一种基于区块链技术的学位证书可信认证系统,以可信学位认证为研...     

基于主从联盟链结构的农产品供应链追溯系统方案设计

针对目前农产品供应链追溯系统存在的数据存储容量低、管理中心化、可扩展性差、参与主体隐私信息得不到保证等问题,使用Hyperledger Fabric v2.0平台设计了基于主从联盟链结构的农产品供应链追溯系统。该系统基于已构建的主从联盟链模型存储供应链的信息,利用联盟链的多通道设计方案保证了供应链各参与主体隐私信息的安全性。通过在供应链的各参与主体中部署物联网设备进行信息的采集、处理和上传,保证了供应链存储的信息无人为窜改、安全可信。同时,基于《食品安全国家标准》设计了主从链间的智能合约,用于判断各参与主体上传信息的合理性,以实现从源头保证食品的安全质量。此外,设计了分簇集群传输方法以较低的能耗上传农场中物联网设备产生的大量数据。实验结果表明,该系统可以以较低的时延构建农产品供应链,并且可以在较短时间内返回消费者查询的信息。另外,使用分簇集群传输方法可以明显降低物联网设备传输数据产生的能耗。所设计的农产品供应链追溯系统最终实现了农产品供应链的公开透明,提高了供应链信息溯源效率,增加了消费者对食品安全的信任度。     

基于Merkle山脉的数据可信溯源方法

针对物联网（IoT）系统中海量数据存储成本大、数据溯源验证效率低等问题,提出一种基于Merkle山脉（MMR）的可信数据溯源方法MMRBCV。首先,利用IPFS存储IoT数据;其次,采用联盟链和私有链来设计一种双链结构,从而实现数据流转过程的可靠记录;最后,基于MMR设计区块结构,以实现轻量级IoT节点在数据溯源过程中的快速验证。实验结果表明,MMRBCV减少了数据溯源时所下载的数据量,且数据验证时间与MMR结构有关,当MMR可以组成一个完美二叉树时数据验证时间较短。当区块高度为200 000时,MMRBCV的最大验证时间约为10 ms,比SPV的最大验证时间（约为36 ms）缩短了约72%,可见所提方法有效提高了验证效率。     

区块链数据保密查询的不经意传输协议

在区块链数据存储与查询过程中,由于区块链的透明性和公开性,全网所有用户均有可能获取查询者的数据信息,存在泄漏查询者隐私数据的风险。采用区块链链上-链下存储思想,设计区块链数据存储模型,引入代理重加密机制,将存储者加密后的数据分布式存储在链下,将存储者发送的索引信息和Merkle树根哈希值存储在链上,确保了数据的完整性、可靠性和可验证性,并减少了区块链数据对存储资源的占用。利用椭圆曲线加密算法设计区块链数据保密查询的不经意传输协议,使得全网所有用户均无法获取查询者的数据信息,保护了区块链数据传输过程中查询者的隐私。分析结果表明,该协议中查询者完成一次区块链上的不经意传输仅需2n+2k+2次椭圆曲线乘法运算,相比于现有不经意传输协议具有存储空间小、计算复杂度低等优势,并且在相同长度的密钥下具有更高的安全性。     

An integrated framework for blockchain-enabled supply chain trust management towards smart manufacturing

With the development of a new generation of information technology, smart manufacturing has put forward higher requirements for supply chain. It is necessary to ensure the synchronization of the supply chain operation and maintain the reliability of the supply chain management, therefore the trust evaluation for the supply chain becomes extremely important. Traditional supply chain management has problems such as information flow is easy to be tampered with, logistics is difficult to trace, and capital flow is not true, which leads to increased opportunity costs due to the lack of trust among transaction entities in the supply chain. The emergence of blockchain technology provides an opportunity to improve the supply chain ecosystem. In this paper, an integrated framework for blockchain-enabled supply chain trust management towards smart manufacturing is proposed to explain how to enhance trust management with the help of blockchain from the perspectives of information flow, logistics, and capital flow. An optimized trust management model is designed for better entities evaluation in supply chain. A coal mine equipment manufacturing industry scenario is presented to illustrate the effectiveness of the proposed framework.     

区块链技术赋能药品供应链：应用与挑战

在当前药品制假贩假泛滥的背景下,传统药品供应链模式的数据不透明性导致药品流通环节的违规行为层出不穷。而区块链的出现给药品供应链带来了曙光,其能够在药品供应链中实现过程透明性、数据共享、自治管理等。但也带来了一系列新问题如业务可拓展性、系统可互操作性和可监管性等。通过讨论分析该领域的相关研究以及工业界成熟的方案,总结出区块链技术赋能药品供应链的优势,以及药品供应链场景应用区块链技术亟待解决的若干问题和可能的应对策略,旨在帮助完善中国药品供应链方案,缓解药品造假问题。最后,针对当前药品供应链监管存在的问题,提出了一种将“以链治链”架构融合的新模式,该模式旨在通过提供一个全面的解决方案,以克服当前基于区块链的药品供应链方案存在的可拓展性和互操作性问题,并确保整个供应链过程的透明度和问责制。     

An agent-based framework for collaborative negotiation in the global manufacturing supply chain network

This paper applies the multi-agent system paradigm to collaborative negotiation in a global manufacturing supply chain network. Multi-agent computational environments are suitable for dealing with a broad class of coordination and negotiation issues involving multiple autonomous or semiautonomous problem solving agents. An agent-based multi-contract negotiation system is proposed for global manufacturing supply chain coordination. Also reported is a case study of mobile phone global manufacturing supply chain management.     

主从链下的物联网隐私数据跨域安全共享模型

为了解决各个信任应用域之间的跨域安全问题,保证隐私数据的跨域共享,利用区块链技术构建了基于主从链的隐私数据跨域共享模型。首先构建了主从链,并提出基于主从链的跨域共享模型架构;设计了基于智能合约的跨域访问机制,并基于跨域访问机制提出了面向隐私数据的跨域安全共享方案;最后,对模型的稳定性、吞吐量、存储开销等方面进行了实验及对比分析。实验结果表明,该模型同最新的单链跨域模型相比,吞吐量提升了270 TPS左右,节点的平均CPU负载和平均内存开销分别下降了24%和64%;同现有多链跨域模型相比,节点的平均CPU负载和平均内存开销分别下降了15%和20%,为物联网隐私数据的跨域安全共享提供了一种有效方法。     

自认证可信云存储框架与算法设计

为了使用户获得可信的云存储服务,通过对云存储系统的用户数据机密性和数据完整性的数据保护策略进行研究,设计了一个自认证可信的云存储框架.在无第三方参与的情况下用户直接对存储到云存储系统上的数据进行审计,规避了第三方验证的云存储策略的安全风险.在该框架中,设计了两级Merkle哈希树更有效地实现了用户数据安全的读、写、更新等功能,设计了实现以上功能的详细算法.比较分析结果显示,该框架的具有更高的安全性和运行效率.     

面向制造业产业链的集成体系框架研究

针对面向制造业产业链协同的实际需要,在分析了企业群产业链之间合作特点的基础上,构建了产业链协同模型、企业群集成管理模型,提出了面向产业链的集成服务平台框架.该框架实现了在企业群模式下各业务系统的松耦合集成,通过在支持多核网状式企业群协作的售后服务管理系统的开发和实施中的应用,验证了所提供平台模型的可行性和有效性.     

基于联盟区块链的供应链信息协同博弈研究

针对传统供应链信息不对称引发的额外库存成本及需求预测准确性差等损害各主体利润的问题,结合区块链去中心化、去信任、可追溯及信息无法窜改等优势,以制造商、销售商及两个第三方物流企业组成的三级供应链为研究对象,考虑采用区块链技术和不采用区块链技术两种情形建立链上企业间的博弈模型,分析博弈模型下各节点企业的最优策略。通过对比采用区块链技术前后的最优收益,明确区块链技术在供应链中的应用策略和应用条件,为供应链上下游企业间的合作共赢创造有利环境。最后通过数值分析验证了结论的正确性。