發(fā)布時(shí)間：2020-09-23 10:00

　　 近年來(lái),隨著食品安全問(wèn)題不斷增加,如何有效地完成產(chǎn)品在供應(yīng)鏈上的溯源過(guò)程,引起了國(guó)家和各行業(yè)的高度重視。傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)一般都采用中心化的管理模式,但中心化的系統(tǒng)監(jiān)控存在著數(shù)據(jù)造假和篡改等問(wèn)題,溯源數(shù)據(jù)的真實(shí)性沒(méi)有從根本上得到解決;并且供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋�(gè)多方參與的體系,存在多個(gè)信息系統(tǒng),這導(dǎo)致各方掌握的溯源信息不對(duì)稱,增加了產(chǎn)品追責(zé)的難度。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋�(gè)去中心化的分布式系統(tǒng),不需要第三方機(jī)構(gòu)來(lái)監(jiān)控,并且系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)可以獲取全部數(shù)據(jù),保證了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的透明性。同時(shí)區(qū)塊鏈?zhǔn)褂枚喾N加密算法,使得存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不可篡改,保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性。因此,本文將區(qū)塊鏈技術(shù)與供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)相結(jié)合,利用區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)解決供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)中存在的諸多問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種面向供應(yīng)鏈溯源的區(qū)塊鏈系統(tǒng),并針對(duì)系統(tǒng)存在的性能問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種優(yōu)化的共識(shí)算法。本文的主要工作如下:一、設(shè)計(jì)了一個(gè)支持移動(dòng)終端設(shè)備訪問(wèn)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)。與目前只支持Web端訪問(wèn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的架構(gòu)不同,此架構(gòu)將用戶使用移動(dòng)終端設(shè)備添加溯源數(shù)據(jù)的習(xí)慣與區(qū)塊鏈系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)終端設(shè)備向區(qū)塊鏈中寫(xiě)入溯源數(shù)據(jù)的功能。設(shè)計(jì)了一個(gè)移動(dòng)端應(yīng)用程序,通過(guò)掃描二維碼的方式,能夠快速準(zhǔn)確地生成產(chǎn)品的溯源數(shù)據(jù),完成產(chǎn)品的注冊(cè)、跟蹤以及溯源功能,并將溯源數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈中。二、為完成移動(dòng)終端設(shè)備在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的功能,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)用于供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)的智能合約。智能合約中定義了供移動(dòng)終端調(diào)用的接口,移動(dòng)終端通過(guò)調(diào)用接口與區(qū)塊鏈系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,將溯源數(shù)據(jù)寫(xiě)入到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中�？紤]到修改智能合約會(huì)造成溯源數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種可升級(jí)的智能合約,將邏輯合約與數(shù)據(jù)合約分離,在合約完成升級(jí)后,保證溯源數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,并增加入口合約來(lái)增強(qiáng)合約的安全性。三、通過(guò)測(cè)試本文提出的溯源系統(tǒng)的性能,發(fā)現(xiàn)其所用共識(shí)算法共識(shí)效率不高,吞吐量較低。針對(duì)此問(wèn)題,提出了一種新的共識(shí)算法,此算法基于PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)算法的思想,進(jìn)行了如下改進(jìn):一是在不存在拜占庭節(jié)點(diǎn)的情況下,設(shè)計(jì)了一個(gè)優(yōu)化的一致性協(xié)議,減少了共識(shí)過(guò)程中節(jié)點(diǎn)間的通信量;二是引入了積分機(jī)制,通過(guò)節(jié)點(diǎn)的積分將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),將節(jié)點(diǎn)分成共識(shí)節(jié)點(diǎn)和候選節(jié)點(diǎn)兩類(lèi),只有共識(shí)節(jié)點(diǎn)會(huì)參與共識(shí)過(guò)程,進(jìn)一步降低了節(jié)點(diǎn)間的通信量;三是引入升降級(jí)機(jī)制,動(dòng)態(tài)的更新參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn),降低共識(shí)節(jié)點(diǎn)中出現(xiàn)拜占庭節(jié)點(diǎn)的可能性,以保證算法在大部分時(shí)間內(nèi)都執(zhí)行優(yōu)化一致性協(xié)議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能夠降低節(jié)點(diǎn)間的通信量,增加系統(tǒng)的吞吐量以及提高共識(shí)效率。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TP311.13;F274
【部分圖文】：

圖１－２區(qū)塊鏈發(fā)展的三個(gè)階段逡逑－

圖２－１區(qū)塊鏈體系架構(gòu)模型逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｍｏｄｅｌ逡逑

圖２－３區(qū)塊結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｂｌｏｃｋ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 徐秋亮,李大興;橢圓曲線密碼體制[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1999年11期

本文編號(hào)：2825186