基于区块链的博物馆数据溯源系统的设计与实现
这是一篇关于区块链,超级账本,藏品溯源,SpringBoot,Vue,双模存储方式的论文, 主要内容为十四五规划表明我国数字经济正在加速发展,许多新技术也得到了广泛的应用。其中的区块链的核心技术也在不断发展,不仅仅使用在金融货币领域,在医疗、物联网、食品等众多领域也都进行了拓展。在博物馆领域,博物馆作为从古至今一直存在的,承载着文明、历史和文化的设施,拥有十分丰富的藏品数据资源,而博物馆藏品数据作为博物馆数据资产的核心,随着数字化转型的大趋势到来,对藏品数据资源的安全性、可扩展性和存储性能都有了更高的要求。本论文调研了博物馆数据的发展现状,分析了原有博物馆藏品管理系统架构简单、藏品数据信息化程度不够、系统安全性不足导致纸质化程度较高等问题,结合区块链技术3.0——超级账本技术中的去中心化、不可篡改、可扩展的特性,设计了基于区块链的博物馆藏品提借、藏品风险评估、藏品修复和藏品利用限制这四大业务流程的数据溯源系统,同时考虑到了区块链数据存储膨胀的问题,结合博物馆的藏品业务流程进行了业务框架的梳理改进,设计了链上+链下存储的双模式存储模型,优化原有区块链的存储结构。本论文基于上述的超级账本的原理和存储改进方案,设计并实现了基于区块链的博物馆数据溯源系统。系统使用Vue作为前端框架,采用Spring Boot作为后端架构,在服务器上部署了超级账本的网络,编写并安装了藏品业务流程的超级账本智能合约——链码。然后在存储改进的方案中设计了链上+链下存储的双模式,链下采用了新型分布式NewSQL数据库TiDB作为链下数据库。最后测试了系统,在功能测试方面,测试了藏品业务数据能够正常存储和查询,非功能测试包括安全测试和性能测试,保证了本系统存储改进后的藏品数据一致性校验能保证安全,并且改进后的系统区块链的存储效率和查询效率均得到提升。
基于区块链的电子病历系统的研究与实现
这是一篇关于区块链,超级账本,非对称加密,治疗方案共享,NTRU(Number Theory Research Unit)加密算法的论文, 主要内容为在国家大力推进医疗信息化建设的过程中,电子病历系统在其中发挥着重要作用。它可以减轻医生的病历记录工作量,让他们有更多的精力投入到患者的诊疗中,并实现患者病历信息的电子化。然而,目前电子病历信息仍以医院为单位存储,不同医院之间病历信息无法共享,这在医疗信息紧缺的情况下,不可避免地导致医疗资源的浪费,未能实现电子病历信息数据的最大化利用。因此,设计一个去中心化、可共享的电子病历系统实现更高效、更安全的病历信息共享显得尤为必要。本文基于电子病历系统中的研究现状,针对目前电子病历系统中存在的共享难的问题,设计一个基于区块链的电子病历系统,实现去中心化存储。该系统包含信息加密模块、患者病历记录模块、患者病历查看模块等多个模块。为实现系统功能,基于B/S架构,采用前后端分离技术进行开发。前台基于Vue框架,使用Vue.js技术进行开发。后台基于Spring Boot框架,使用Java语言进行开发,区块链部分使用联盟链技术,实现元数据存储和信息共享功能。通过对系统进行功能测试和性能测试,验证系统满足设计要求,达到设计预期。由于区块链中存储的信息有限,本文采用“链上+链下”存储方式,将病历信息存储在数据库中,再将存储病历信息的表名和索引信息作为元数据上链。但区块链中信息是公开的,若元数据以明文信息存储,会造成隐私泄露。所以本文通过对多种加密算法进行对比,选择NTRU加密算法对元数据进行加密。在加密的过程中,为保证NTRU加密算法自身的安全性,按照特定规则选择参数据并改进,以达到防破解的目的。为实现共享功能,本文提出两种基于区块链的共享方式。一种是患者病历信息共享,就是医生检索区块链中患者在所有医院的病历信息,以备参考。另一种是治疗方案共享,医生可查询特定病情不同医生的治疗方案,通过借鉴其他医生的经验和技能,获得更多的治疗思路和经验。这两种共享方式都是利用超级账本技术构建联盟链,使用Go语言设计智能合约,使用Fabric-SDK与联盟链进行交互。
面向产业联盟的Fabric基础设施设计与开发
这是一篇关于超级账本,区块链平台,业务数据存证,身份认证,可溯源的论文, 主要内容为在制造业数字化转型的背景下,现有互联网平台解决了传统制造业线下业务冗余,效率低下的问题,但现有平台仍存在数据不安全、信息不对称、难以升级和拓展等不足。区块链技术因其去信任、去中心化、可追溯、不可篡改的特点在解决上述问题时有巨大优势,如今区块链技术在我国主要领域运用广泛,但在制造业领域的应用平台仍较少,制造业急需基于区块链的可信平台为制造业企业提供服务解决现存问题。本文结合区块链技术设计并开发面向产业联盟的Fabric基础设施管理平台,制造业企业可在此平台上组建自己的产业联盟并管理联盟内成员的身份权限和联盟内事务,可通过业务智能合约进行业务交互,平台数据分布式存储在区块链环境中。本文研究内容如下:(1)基于Fabric联盟链提出产业联盟管理方案:针对产业联盟应用场景,通过构建多通道的联盟链底层网络对应多个产业联盟,网络通道中每个peer节点都可以获取到区块链网络中完整的信息,从而解决了信息不对称的问题。针对制造业产业联盟管理需求,通过Fabric CA服务颁发CA证书赋予网络中peer节点身份,设计CA证书属性定义证书对应的权限,设计平台基础智能合约实现对联盟内角色、peer节点、CA证书三者的关联绑定,实现对平台中产业联盟成员身份权限的细分化管理,提高平台的安全性、实现平台精细化控制、便于管理。(2)基于Fabric联盟链提出制造业产业联盟业务交互和业务数据存证方案:针对制造业现有平台难以升级和拓展的问题,通过设计Fabric SDK中间件连接联盟链底层网络节点调用智能合约实现产业联盟业务交互,利用智能合约可扩展性有效应对业务变更和升级,确保系统升级的时效性和成本。针对制造业现有平台数据安全问题,通过结合背书策略与平台基础智能合约实现对联盟业务交互过程与业务数据存证过程的监管和记录,基于区块链底层分布式账本实现数据去中心化存储,保证了数据真实性和透明性。(3)结合以上方案内容设计并实现面向产业联盟的Fabric基础设施管理平台。平台面向制造业企业提供产业联盟构建与管理、联盟委员会构建与管理、产能发布与认证、业务智能合约发布与部署等服务,制造业企业在平台上构建委员会监管联盟内事务,平台以Fabric底层分布式存储平台数据,通过提供以上功能服务解决制造业现有平台存在的问题。(4)对Fabric基础设施管理平台进行测试以及测试结果分析,验证方案的可靠性与系统健壮性。综上所述,本文为改善制造业现有互联网的不足,基于联盟链Fabric设计并实现了面向产业联盟的Fabric基础设施平台。平台利用区块链技术保证了平台数据的安全性和透明性,提高了制造业企业与合作伙伴之间的信任度,利用智能合约可扩展性有效应对业务变更和升级,确保系统升级的时效性和成本。通过实验结果验证了论文设计并实现的平台能够解决制造业现存问题,达到了预期的研究目的,加强了制造业的供应链管理,提高了制造业产业链的透明度,为推动制造业协同发展和制造业数字化转型做出贡献。
基于区块链的农药智慧检测及溯源系统
这是一篇关于区块链,PROV,溯源模型,农药检测,超级账本的论文, 主要内容为我国是农业大国,随着农药的大量使用,使得残留的有毒、有害物质进入农产品,同时影响了环境,危害人类健康。针对上述问题,农业农村部开展农药登记试验,就是对农药的化学、药效、毒理学、残留等进行试验,试验通过后该类农药才可以推向市场,因此这类试验的数据完整性、可靠性和真实性就非常重要。由于农药检测领域对数据的可靠性、真实性和可追溯性要求高,而传统的实验室信息管理系统,主要以样品管理、出具报告以及文档管理作为业务的核心,无法解决农药检测多源异构数据、数据存在着易篡改以及溯源性弱等问题。本文提出利用区块链结合溯源模型技术,保障数据从产生到融合,再到上链,最终出具报告等全过程防篡改和可追溯。在数据预处理方面利用数据融合技术,设计数据抽取、清洗以及融合策略,通过开源、可视化的工具Kettle实现多源异构数据融合,解决数据“孤岛”问题。利用PROV溯源模型构建农药检测领域的模型数据,根据PROV的核心类设计并实现其属性及参数,描述检测数据的来源以及行为。利用区块链结合数据溯源技术,研究基于区块链的农药检测溯源系统,包含溯源模型的结构、格式并通过智能合约将溯源记录上传至区块链平台超级账本中,保证溯源数据的不可篡改和可信性。采用SSM架构,基于超级账本作为区块链平台,利用智能合约实现数据的模型化及溯源数据与区块链的交互,使用Couch DB作为区块链数据库存储各节点上链的信息及溯源模型数据,构建了软件系统。该项研究设计并实现了基于区块链的农药智慧检测及溯源系统,首先利用多源异构数据融合技术,实现了数据的标准化、统一化,有利于数据的交换和使用;其次使用溯源模型对数据的来源和行为进行更好的管理数据;最后结合区块链的去中心化和防篡改的特性,既可以实现数据的溯源,也可以实现数据防篡改、防损毁。该系统实现了农药检测领域的无纸化、智能化,进一步提升了农药登记试验的数据完整性、可靠性和真实性,提高了农药登记试验的效率。
基于区块链的电子病历系统的研究与实现
这是一篇关于区块链,超级账本,非对称加密,治疗方案共享,NTRU(Number Theory Research Unit)加密算法的论文, 主要内容为在国家大力推进医疗信息化建设的过程中,电子病历系统在其中发挥着重要作用。它可以减轻医生的病历记录工作量,让他们有更多的精力投入到患者的诊疗中,并实现患者病历信息的电子化。然而,目前电子病历信息仍以医院为单位存储,不同医院之间病历信息无法共享,这在医疗信息紧缺的情况下,不可避免地导致医疗资源的浪费,未能实现电子病历信息数据的最大化利用。因此,设计一个去中心化、可共享的电子病历系统实现更高效、更安全的病历信息共享显得尤为必要。本文基于电子病历系统中的研究现状,针对目前电子病历系统中存在的共享难的问题,设计一个基于区块链的电子病历系统,实现去中心化存储。该系统包含信息加密模块、患者病历记录模块、患者病历查看模块等多个模块。为实现系统功能,基于B/S架构,采用前后端分离技术进行开发。前台基于Vue框架,使用Vue.js技术进行开发。后台基于Spring Boot框架,使用Java语言进行开发,区块链部分使用联盟链技术,实现元数据存储和信息共享功能。通过对系统进行功能测试和性能测试,验证系统满足设计要求,达到设计预期。由于区块链中存储的信息有限,本文采用“链上+链下”存储方式,将病历信息存储在数据库中,再将存储病历信息的表名和索引信息作为元数据上链。但区块链中信息是公开的,若元数据以明文信息存储,会造成隐私泄露。所以本文通过对多种加密算法进行对比,选择NTRU加密算法对元数据进行加密。在加密的过程中,为保证NTRU加密算法自身的安全性,按照特定规则选择参数据并改进,以达到防破解的目的。为实现共享功能,本文提出两种基于区块链的共享方式。一种是患者病历信息共享,就是医生检索区块链中患者在所有医院的病历信息,以备参考。另一种是治疗方案共享,医生可查询特定病情不同医生的治疗方案,通过借鉴其他医生的经验和技能,获得更多的治疗思路和经验。这两种共享方式都是利用超级账本技术构建联盟链,使用Go语言设计智能合约,使用Fabric-SDK与联盟链进行交互。
基于区块链的农药智慧检测及溯源系统
这是一篇关于区块链,PROV,溯源模型,农药检测,超级账本的论文, 主要内容为我国是农业大国,随着农药的大量使用,使得残留的有毒、有害物质进入农产品,同时影响了环境,危害人类健康。针对上述问题,农业农村部开展农药登记试验,就是对农药的化学、药效、毒理学、残留等进行试验,试验通过后该类农药才可以推向市场,因此这类试验的数据完整性、可靠性和真实性就非常重要。由于农药检测领域对数据的可靠性、真实性和可追溯性要求高,而传统的实验室信息管理系统,主要以样品管理、出具报告以及文档管理作为业务的核心,无法解决农药检测多源异构数据、数据存在着易篡改以及溯源性弱等问题。本文提出利用区块链结合溯源模型技术,保障数据从产生到融合,再到上链,最终出具报告等全过程防篡改和可追溯。在数据预处理方面利用数据融合技术,设计数据抽取、清洗以及融合策略,通过开源、可视化的工具Kettle实现多源异构数据融合,解决数据“孤岛”问题。利用PROV溯源模型构建农药检测领域的模型数据,根据PROV的核心类设计并实现其属性及参数,描述检测数据的来源以及行为。利用区块链结合数据溯源技术,研究基于区块链的农药检测溯源系统,包含溯源模型的结构、格式并通过智能合约将溯源记录上传至区块链平台超级账本中,保证溯源数据的不可篡改和可信性。采用SSM架构,基于超级账本作为区块链平台,利用智能合约实现数据的模型化及溯源数据与区块链的交互,使用Couch DB作为区块链数据库存储各节点上链的信息及溯源模型数据,构建了软件系统。该项研究设计并实现了基于区块链的农药智慧检测及溯源系统,首先利用多源异构数据融合技术,实现了数据的标准化、统一化,有利于数据的交换和使用;其次使用溯源模型对数据的来源和行为进行更好的管理数据;最后结合区块链的去中心化和防篡改的特性,既可以实现数据的溯源,也可以实现数据防篡改、防损毁。该系统实现了农药检测领域的无纸化、智能化,进一步提升了农药登记试验的数据完整性、可靠性和真实性,提高了农药登记试验的效率。
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