基于多链融合的粮食供应链溯源系统

作     者：曹浩浩 刘扬 李向阳 刘鑫磊 王耀启 张元 CAO Haohao;LIU Yang;LI Xiangyang;LIU Xinlei;WANG Yaoqi;ZHANG Yuan

作者机构：河南工业大学信息科学与工程学院河南郑州450001 

基　　金：河南省重大科技专项(No.201300210100,No.201300210200) 郑州市协同创新重点专项(No.21ZZXTCX07)资助 

出 版 物：《应用科学学报》 (Journal of Applied Sciences)

年 卷 期：2023年第41卷第4期

页      码：563-576页

摘      要：区块链因具有不可篡改、群体共识、全程可追溯等特点而广泛应用于存证确权、商品溯源、协同共享等应用场景。基于区块链的粮食溯源难点在于粮食从种植、收储、加工、物流所涉及的供应链条比较长,追溯困难,并且同一供应链上企业之间的企业资源计划(enterprise resource planning,ERP)系统并不互通,企业自治ERP系统难以与区块链对接。本文基于联盟链与私有链融合提出了一种多链粮食供应链溯源系统(multi-blockchain food supply chain traceability,MBFST),企业间通过联盟链开展业务协作,企业内部基于私有链记录信息流转;设计了私有链与联盟链的跨链交互协议,根据溯源ID实现联盟链与私有链的交互与映射;通过私有数据集合等数据隔离机制,确保供应链企业私有数据的隐私保护。通过对原型系统的设计与实现,结果显示,MBFST能够实现粮食供应链企业间的全链条精准溯源,确保链上链下溯源信息的全程可追溯;通过Hyperledger Fabric的Node-SDK对系统的性能和吞吐量进行测试,实验结果显示,MBFST在压力测试中查询每秒事务处理量(transaction per second,TPS)最高可达1000以上,使用溯源ID的富查询TPS可达200以上,信息上链时延测试中平均时延稳定在0.2~0.3 s。对比现有的基于区块链的商品溯源系统,MBFST在溯源信息的追溯能力、链上信息的隐私性和追溯效率等方面都更具优势。

主 题 词：区块链 联盟链 私有链 供应链溯源 跨链交互 隐私保护 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.0255-8297.2023.04.002

馆 藏 号：203122637...