【摘要】：近幾年,隨著RFID、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智能化技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,許多研究學(xué)者也開始將新興技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)相結(jié)合,包括:基于Android、Web等不同的系統(tǒng)查詢平臺(tái)、基于RFID或二維碼的數(shù)據(jù)載體形式等。這些研究在數(shù)據(jù)查詢與讀取的平臺(tái)或技術(shù)上有所創(chuàng)新,但傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)管理的信息分散、難以共享、難以追溯等問題依然存在。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,著重研究了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理問題,并在分析了新興區(qū)塊鏈的理論和關(guān)鍵技術(shù)后,將區(qū)塊鏈的分布式、去中心化、一致性等特性應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中,提出了將區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)相結(jié)合的架構(gòu)和應(yīng)用方案。本文主要研究工作和內(nèi)容如下:(1)研究了農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上面臨的問題與挑戰(zhàn),以及國(guó)內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的現(xiàn)狀和區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀。(2)分析了農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn),區(qū)塊鏈的架構(gòu)、不同層中的關(guān)鍵技術(shù)。分析和對(duì)比了基于區(qū)塊鏈的比特幣、以太坊和超級(jí)賬本三種技術(shù)平臺(tái)在成熟度、SDK豐富度、區(qū)塊類型等維度上的差異。(3)在上述分析基礎(chǔ)上,結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)提出了以超級(jí)賬本作為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的區(qū)塊鏈技術(shù)方案。同時(shí)提出了基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)邏輯架構(gòu),根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)、系統(tǒng)開發(fā)模型,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主體交易模塊和數(shù)據(jù)管理核心模塊。(4)提出了基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。包括兩大部分:一是超級(jí)賬本網(wǎng)絡(luò)的建立,二是系統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)。超級(jí)賬本網(wǎng)絡(luò)基于各軟件的安裝、環(huán)境的配置、組件的調(diào)用等建立;系統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)包括:基于超級(jí)賬本Node.js SDK的應(yīng)用程序的前后端、提供數(shù)據(jù)查詢與調(diào)用的鏈碼功能、基于gRPC和背書節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序以及鏈碼間交互的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案保證了上鏈數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠,且為數(shù)據(jù)的快速查詢和追溯提供了便利。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：F322;TP311.13
【圖文】：

邐基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)研究逡逑為此，區(qū)塊鏈技術(shù)己經(jīng)歷了邋３個(gè)發(fā)展階段［２１］，如圖２．２所示，區(qū)塊鏈技術(shù)起源于逡逑Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)、加密算法等，２００９年進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈１．０數(shù)字貨幣，這成為了區(qū)塊鏈技術(shù)逡逑應(yīng)用的成熟典范；２０１４年前后，區(qū)塊鏈技術(shù)開始進(jìn)軍數(shù)字貨幣之外的其他領(lǐng)域，逡逑區(qū)塊鏈技術(shù)２．０智能合約進(jìn)入人們的視野，這也是現(xiàn)今專家學(xué)者研究的重點(diǎn)。本逡逑文在區(qū)塊鏈去中心化應(yīng)用的背景下，研宄區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用。逡逑｜邋Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)邐＾邋分布式賬本邋ｒ邋智能合約邐＾逡逑加密邐Ｉ邐塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)邐虛擬機(jī)逡逑數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)邐｜邐Ｍｅｒｋｉｅ樹邐去中心化應(yīng)用逡逑電子現(xiàn)金邐工作量證明逡逑邐邐邐Ｌ邐邐—邐Ｉ邐邐邐Ｉ逡逑圖２．２區(qū)塊鏈的發(fā)展階段逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｓｔａｇｅ逡逑區(qū)塊鏈分為三類：公有鏈（Ｐｕｂｌｉｃ邋ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ）、私有鏈（Ｐｒｉｖａｔｅ邋ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ）逡逑和聯(lián)盟鏈（Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ邋ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ）邋［２３］，如表邋２．１邋所不。逡逑表２．１公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈的特征逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．１邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｐｕｂｌｉｃ邋ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ

后的哈希值，比如，Ｍｅｒｋｌｅ樹中的葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)交易的文件或文件集合的逡逑數(shù)據(jù)塊哈希值，Ｍｅｒｋｌｅ樹中的非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)運(yùn)算后串聯(lián)的字符逡逑串哈希值等。如圖２．５所示，在區(qū)塊鏈中，區(qū)塊體的交易數(shù)據(jù)通過運(yùn)算進(jìn)行分層，逡逑分別存儲(chǔ)在Ｍｅｒｋｌｅ樹的節(jié)點(diǎn)中，節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)通過不斷地遞歸和運(yùn)算，將值往逡逑上一層層存儲(chǔ)，最終的哈希值被存儲(chǔ)在Ｍｅｒｋｌｅ樹的根節(jié)點(diǎn)（Ｒｏｏｔ邋Ｈａｓｈ）中，根逡逑節(jié)點(diǎn)保存在區(qū)塊數(shù)據(jù)的區(qū)塊頭中，便于數(shù)據(jù)的快速讀取和計(jì)算［３４］。逡逑數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：隨著計(jì)算機(jī)速度和功能的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)。由導(dǎo)逡逑航型數(shù)據(jù)庫(kù)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)再到ＳＱＬ數(shù)據(jù)庫(kù)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)，隨著大數(shù)據(jù)的逡逑出現(xiàn)和運(yùn)用，數(shù)據(jù)庫(kù)也出現(xiàn)了新的形式一一ＮｏＳＱＬ數(shù)據(jù)庫(kù)和ＮｅｗＳＱＬ數(shù)據(jù)庫(kù)［３５］。逡逑根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)組織，數(shù)據(jù)庫(kù)分為兩大類，一是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)；二是分布式逡逑Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ邋（鍵值對(duì)）型數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)基于傳統(tǒng)的關(guān)系模型來組織和管逡逑理數(shù)據(jù)

邐Ｔｘ２邐Ｔｘ３逡逑圖２．５邋Ｍｅｒｋｌｅ樹中的交易哈希逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．５邋Ｔｒａｄｉｎｇ邋ｈａｓｈ邋ｉｎ邋Ｍｅｒｋｌｅ邋ｔｒｅｅ逡逑２．３．２網(wǎng)絡(luò)層逡逑區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)層中封裝了邋Ｐ２Ｐ的組網(wǎng)方式和驗(yàn)證機(jī)制等，它能保證區(qū)塊鏈網(wǎng)逡逑絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)各司其職，按照傳播協(xié)議保證區(qū)塊數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和記賬。逡逑組網(wǎng)方式：Ｐ２Ｐ邋（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒｎｅｔｗｏｒｋ）的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層的重逡逑要技術(shù)之一，它是建立在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的一種節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的連接網(wǎng)絡(luò)方式，圖２．６逡逑顯示了分布式和傳統(tǒng)式兩種不同的網(wǎng)絡(luò)模式，傳統(tǒng)式網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，其他逡逑節(jié)點(diǎn)通過與中心節(jié)點(diǎn)的連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享與傳播，所以中心節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷大，權(quán)逡逑責(zé)過于集中；分布式網(wǎng)絡(luò)模式中每個(gè)節(jié)點(diǎn)處于同等地位，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議共享數(shù)據(jù)逡逑資源、共同承擔(dān)區(qū)塊數(shù)據(jù)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)傳播等功能［３８］。逡逑傳播機(jī)制：在區(qū)塊鏈中，交易數(shù)據(jù)傳播協(xié)議包括以下流程：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到各逡逑環(huán)節(jié)上傳的數(shù)據(jù)后

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779602