差分隐私增强的大米区块链品控模型

作     者：吴国栋 胡全兴 刘旭 秦辉 高博文 WU Guodong;HU Quanxing;LIU Xu;QIN Hui;GAO Bowen

作者机构：安徽农业大学信息与人工智能学院安徽合肥230036 智慧农业技术与装备安徽省重点实验室安徽合肥230036 中国科学院成都计算机应用研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(32371993) 安徽省科技重大专项(202103b06020013) 安徽省自然科学基金(2108085MF209) 

出 版 物：《智慧农业（中英文）》 (Smart Agriculture)

年 卷 期：2024年第6卷第4期

页      码：149-159页

摘      要：[目的/意义]针对传统大米品质监管追溯系统中存在的品控数据链机制不够完善、品控信息可追溯程度不足、数据上链效率低及隐私信息泄露等问题,提出一种差分隐私增强的大米区块链品控模型。[方法]首先,结合大米全产业链,设计数据传输流程,涵盖种植、收购、加工、仓储和销售等各环节,有效保证品控数据链的连续性;其次,为解决上链数据量大、上链效率低问题,将大米全产业链各环节关键品控数据存储于星际文件系统(InterPlanetary File System, IPFS),然后将存储完成后返回的哈希值上链;最后,为提高品控模型信息可追溯程度,将种植环节关键品控数据中涉及隐私的部分信息通过差分隐私(Differential Privacy)处理后展示给用户,模糊化个体数据,以提高品控信息可信度,同时也保护了农户种植隐私。基于该品控模型,设计了差分隐私增强的大米区块链品控系统,并在相关大米企业实际运行。[结果与讨论]经测试,差分隐私增强的大米区块链品控系统全产业链单环节数据完成存储平均耗时1.125 s,信息追溯查询平均耗时0.691 s。与传统大米品质监管追溯系统相比,单环节数据存储时间缩短6.64%,信息追溯查询时间缩短16.44%。[结论]研究提出的模型不仅提高了品控数据连续性和信息可追溯程度,同时保护了农户的隐私,还在一定程度上提升了品控数据存储及信息追溯查询的效率,可为大米品质监管与信息追溯系统的设计和改进提供参考。

主 题 词：星际文件系统 区块链 品控 高效上链 差分隐私增强 信息追溯 

学科分类：082804[082804] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 090203[090203] 0902[农学-自然保护与环境生态类] 

核心收录：

D　O　I：10.12133/j.smartag.SA202311027

馆 藏 号：203136931...