基于区块链技术的有机农产品溯源系统的研究与实现
这是一篇关于有机农产品,区块链技术,产品溯源,PBFT算法,超级账本的论文, 主要内容为为了保障现代农业的发展,我国的农业部门一直在致力于建立一个能够有效地解决农产品质量问题的追溯系统,而传统溯源系统大多都是中心化的平台。传统中心化平台本质上是指其和农产品溯源相关的各个环节的信息都是在后台集中管理和保存的,而这种方式下的溯源信息和数据缺少可靠的监管手段,不仅数据容易出现被篡改的情况,影响数据正确性和完整性,而且会对数据安全带来威胁,影响数据有效性。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术自身所具有的可追溯性、不可篡改、去中心化以及数据共享等方面得天独厚的优势和特点,能够完美适配解决传统溯源系统数据安全性差、中心化、数据易篡改等问题。基于此,本文提出针对有机农产品溯源问题进行研究,结合有机农产品的特点,为更好地解决传统农产品溯源系统由于其数据中心化管理带来的信息共享效率低、信息易篡改、安全问题追责难等方面的问题,在农产品溯源系统中应用区块链技术。将各环节的溯源数据和信息上链,通过私有链进行区块链化,进而能够最大程度地规避在农产品溯源信息管理过程中可能出现的数据篡改以及“信息孤岛”等问题,促进在有机农产品全供应链体系中的各方更好地参与到溯源信息管理体系中,同时实现来源信息快速可查、产品去向快捷追踪、责任问题迅速定位,进而提高溯源信息管理的效率和质量。在研究过程中完成的主要研究成果包括主要工作包括:(1)面向有机农产品溯源问题,重构并确定有机农产品溯源流程。首先从有机农产品溯源的实际需求出发,分析有机农产品溯源信息链,对传统有机农产品溯源体系的应用效果进行分析。基于应用效果中的不足和缺陷,针对有机农产品溯源问题的主体、范围、目标,进一步细化有机农产品溯源问题的内在机理和研究目标。针对农贸市场流通模式、农超对接流通模式、基地直送流通模式等目前有机农产品的主要流通模式中涉及的关键业务流程及其中需要重点关注的信息进行研究。并基于研究结论,确定有机农产品供应链信息流及溯源指标,进而形成关于有机农产品溯源问题的完整描述,为下文的研究奠定理论基础。(2)对在有机农产品溯源过程中应用区块链过程中共识机制设计中的关键算法PBFT算法进行了分析优化。针对传统区块链技术应用于有机农产品溯源问题中暴露出的扩展性不足、数据吞吐量欠佳等方面问题,对其共识机制PBFT算法优化问题进行研究。研究中首先对共识算法原理进行了介绍,对比了主流共识算法的优缺点,并基于联盟链提出PBFT共识算法改进方案,而后通过搭建仿真实验环境,对提出的算法改进方案的性能进行了实验和验证。从实验结果来看,本文提出的算法优化方案能够显著降低原有PBFT共识算法的复杂度,同时引入信用的节点管理机制,能够大幅提升有机农产品溯源过程的可靠性以及溯源信息系统抵抗拜占庭攻击的防御能力。(3)设计实现了有机农产品溯源系统原型。根据本文提出的设计实现有机农产品溯源系统这一目标,以农产品溯源业务实际需求为牵引,运用软件工程有关理论和工具分析系统需求,完成了溯源数据模型设计、概要设计、智能合约层、数据存储等具体的设计工作。在系统设计的基础上,综合运用区块链技术、java web技术,基于B/S模式对有机农产品溯源系统原型进行实现,将实现的系统原型部署到服务器上,而后基于软件测试理论对系统的测试方案进行设计,并运用软件测试方法和工具对原型系统完成了测试。从测试的结果来看,实现的原型系统从私有链性能到系统的总体功能及性能表现可以达到系统的设计需求,系统是可用的。经过系统测试和运用,本文研究的有机农产品溯源系统可以在一定程度上满足有机农产品生产、加工、运输、销售、消费、监管等各方关于有机农产品质量把控和溯源的业务需求。本文的研究具有一定的创新性,能够从消费和监管的角度提高有机农产品溯源的精准度、私密性和运行效率。
基于区块链技术的有机农产品溯源系统的研究与实现
这是一篇关于有机农产品,区块链技术,产品溯源,PBFT算法,超级账本的论文, 主要内容为为了保障现代农业的发展,我国的农业部门一直在致力于建立一个能够有效地解决农产品质量问题的追溯系统,而传统溯源系统大多都是中心化的平台。传统中心化平台本质上是指其和农产品溯源相关的各个环节的信息都是在后台集中管理和保存的,而这种方式下的溯源信息和数据缺少可靠的监管手段,不仅数据容易出现被篡改的情况,影响数据正确性和完整性,而且会对数据安全带来威胁,影响数据有效性。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术自身所具有的可追溯性、不可篡改、去中心化以及数据共享等方面得天独厚的优势和特点,能够完美适配解决传统溯源系统数据安全性差、中心化、数据易篡改等问题。基于此,本文提出针对有机农产品溯源问题进行研究,结合有机农产品的特点,为更好地解决传统农产品溯源系统由于其数据中心化管理带来的信息共享效率低、信息易篡改、安全问题追责难等方面的问题,在农产品溯源系统中应用区块链技术。将各环节的溯源数据和信息上链,通过私有链进行区块链化,进而能够最大程度地规避在农产品溯源信息管理过程中可能出现的数据篡改以及“信息孤岛”等问题,促进在有机农产品全供应链体系中的各方更好地参与到溯源信息管理体系中,同时实现来源信息快速可查、产品去向快捷追踪、责任问题迅速定位,进而提高溯源信息管理的效率和质量。在研究过程中完成的主要研究成果包括主要工作包括:(1)面向有机农产品溯源问题,重构并确定有机农产品溯源流程。首先从有机农产品溯源的实际需求出发,分析有机农产品溯源信息链,对传统有机农产品溯源体系的应用效果进行分析。基于应用效果中的不足和缺陷,针对有机农产品溯源问题的主体、范围、目标,进一步细化有机农产品溯源问题的内在机理和研究目标。针对农贸市场流通模式、农超对接流通模式、基地直送流通模式等目前有机农产品的主要流通模式中涉及的关键业务流程及其中需要重点关注的信息进行研究。并基于研究结论,确定有机农产品供应链信息流及溯源指标,进而形成关于有机农产品溯源问题的完整描述,为下文的研究奠定理论基础。(2)对在有机农产品溯源过程中应用区块链过程中共识机制设计中的关键算法PBFT算法进行了分析优化。针对传统区块链技术应用于有机农产品溯源问题中暴露出的扩展性不足、数据吞吐量欠佳等方面问题,对其共识机制PBFT算法优化问题进行研究。研究中首先对共识算法原理进行了介绍,对比了主流共识算法的优缺点,并基于联盟链提出PBFT共识算法改进方案,而后通过搭建仿真实验环境,对提出的算法改进方案的性能进行了实验和验证。从实验结果来看,本文提出的算法优化方案能够显著降低原有PBFT共识算法的复杂度,同时引入信用的节点管理机制,能够大幅提升有机农产品溯源过程的可靠性以及溯源信息系统抵抗拜占庭攻击的防御能力。(3)设计实现了有机农产品溯源系统原型。根据本文提出的设计实现有机农产品溯源系统这一目标,以农产品溯源业务实际需求为牵引,运用软件工程有关理论和工具分析系统需求,完成了溯源数据模型设计、概要设计、智能合约层、数据存储等具体的设计工作。在系统设计的基础上,综合运用区块链技术、java web技术,基于B/S模式对有机农产品溯源系统原型进行实现,将实现的系统原型部署到服务器上,而后基于软件测试理论对系统的测试方案进行设计,并运用软件测试方法和工具对原型系统完成了测试。从测试的结果来看,实现的原型系统从私有链性能到系统的总体功能及性能表现可以达到系统的设计需求,系统是可用的。经过系统测试和运用,本文研究的有机农产品溯源系统可以在一定程度上满足有机农产品生产、加工、运输、销售、消费、监管等各方关于有机农产品质量把控和溯源的业务需求。本文的研究具有一定的创新性,能够从消费和监管的角度提高有机农产品溯源的精准度、私密性和运行效率。
基于区块链的防伪溯源系统的设计与实现
这是一篇关于区块链技术,PBFT算法,商品溯源,共识机制的论文, 主要内容为溯源既是解决商品安全的主要手段,更是当前商品供应链管理的重要方法之一。传统的商品溯源系统使用中心化数据管理,存在信息易遭篡改、交易无法溯源和举证困难等系列问题,会侵犯消费者的合法权益。区块链作为一种分布式数据库,拥有脱离中心节点、数据防篡改且可追溯、匿名性等优点,可为数据溯源带来新的解决方案。实用拜占庭容错算法PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)是针对状态机副本复制为主的分布式系统执行环境开发的算法。虽然其是区块链技术的核心算法之一,但存在共识过程时延高、主节点选取环节效率低、无法动态增删节点等问题,限制了商品溯源的可扩展性。本论文针对上述问题主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)针对PBFT算法共识过程时延高的问题,本文提出了二阶段PBFT算法。拟删除本环节中的客户端角色,让其完全不再参与共识过程的通信传送,相应系统也无需再对客户端进行应答,即Reply阶段也可以被删减。若一个节点从其他不同节点接收到r-f条消息,代表所有节点达成共识。(2)针对PBFT算法主节点选取环节效率低的问题,本文拟设计一种强度评定规则,将网络中的节点按照易受攻击的程度分为柔弱节点、一般节点与强壮节点。在选取主节点时,系统根据强度值只选取强壮节点为主节点,有效减少柔弱节点作为主节点浪费资源的可能性。(3)针对PBFT算法网络节点无法被动态增删问题,本文拟在每一轮共识开始之前增设处理节点增删请求的环节,以此来对算法进行改进。经过对算法的仿真运行并进行一系列对比实验,数据结果证明优化后的算法在保证容错率的前提下减少了通信开销,吞吐率得到一定提升,同时增加了动态性,具有一定的性能优势。(4)以经过改进得到优化的PBFT算法为共识机制,本论文设计与实现了一种基于区块链技术的商品溯源系统。通过对该系统原型进行需求分析、可行性分析、总体架构设计、数据库设计等,使得该系统能够上传商品全程供应链信息并存储至区块链,消费者可通过本系统查询完整的商品流通情况,实现防伪溯源的目的。
基于区块链技术的有机农产品溯源系统的研究与实现
这是一篇关于有机农产品,区块链技术,产品溯源,PBFT算法,超级账本的论文, 主要内容为为了保障现代农业的发展,我国的农业部门一直在致力于建立一个能够有效地解决农产品质量问题的追溯系统,而传统溯源系统大多都是中心化的平台。传统中心化平台本质上是指其和农产品溯源相关的各个环节的信息都是在后台集中管理和保存的,而这种方式下的溯源信息和数据缺少可靠的监管手段,不仅数据容易出现被篡改的情况,影响数据正确性和完整性,而且会对数据安全带来威胁,影响数据有效性。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术自身所具有的可追溯性、不可篡改、去中心化以及数据共享等方面得天独厚的优势和特点,能够完美适配解决传统溯源系统数据安全性差、中心化、数据易篡改等问题。基于此,本文提出针对有机农产品溯源问题进行研究,结合有机农产品的特点,为更好地解决传统农产品溯源系统由于其数据中心化管理带来的信息共享效率低、信息易篡改、安全问题追责难等方面的问题,在农产品溯源系统中应用区块链技术。将各环节的溯源数据和信息上链,通过私有链进行区块链化,进而能够最大程度地规避在农产品溯源信息管理过程中可能出现的数据篡改以及“信息孤岛”等问题,促进在有机农产品全供应链体系中的各方更好地参与到溯源信息管理体系中,同时实现来源信息快速可查、产品去向快捷追踪、责任问题迅速定位,进而提高溯源信息管理的效率和质量。在研究过程中完成的主要研究成果包括主要工作包括:(1)面向有机农产品溯源问题,重构并确定有机农产品溯源流程。首先从有机农产品溯源的实际需求出发,分析有机农产品溯源信息链,对传统有机农产品溯源体系的应用效果进行分析。基于应用效果中的不足和缺陷,针对有机农产品溯源问题的主体、范围、目标,进一步细化有机农产品溯源问题的内在机理和研究目标。针对农贸市场流通模式、农超对接流通模式、基地直送流通模式等目前有机农产品的主要流通模式中涉及的关键业务流程及其中需要重点关注的信息进行研究。并基于研究结论,确定有机农产品供应链信息流及溯源指标,进而形成关于有机农产品溯源问题的完整描述,为下文的研究奠定理论基础。(2)对在有机农产品溯源过程中应用区块链过程中共识机制设计中的关键算法PBFT算法进行了分析优化。针对传统区块链技术应用于有机农产品溯源问题中暴露出的扩展性不足、数据吞吐量欠佳等方面问题,对其共识机制PBFT算法优化问题进行研究。研究中首先对共识算法原理进行了介绍,对比了主流共识算法的优缺点,并基于联盟链提出PBFT共识算法改进方案,而后通过搭建仿真实验环境,对提出的算法改进方案的性能进行了实验和验证。从实验结果来看,本文提出的算法优化方案能够显著降低原有PBFT共识算法的复杂度,同时引入信用的节点管理机制,能够大幅提升有机农产品溯源过程的可靠性以及溯源信息系统抵抗拜占庭攻击的防御能力。(3)设计实现了有机农产品溯源系统原型。根据本文提出的设计实现有机农产品溯源系统这一目标,以农产品溯源业务实际需求为牵引,运用软件工程有关理论和工具分析系统需求,完成了溯源数据模型设计、概要设计、智能合约层、数据存储等具体的设计工作。在系统设计的基础上,综合运用区块链技术、java web技术,基于B/S模式对有机农产品溯源系统原型进行实现,将实现的系统原型部署到服务器上,而后基于软件测试理论对系统的测试方案进行设计,并运用软件测试方法和工具对原型系统完成了测试。从测试的结果来看,实现的原型系统从私有链性能到系统的总体功能及性能表现可以达到系统的设计需求,系统是可用的。经过系统测试和运用,本文研究的有机农产品溯源系统可以在一定程度上满足有机农产品生产、加工、运输、销售、消费、监管等各方关于有机农产品质量把控和溯源的业务需求。本文的研究具有一定的创新性,能够从消费和监管的角度提高有机农产品溯源的精准度、私密性和运行效率。
基于区块链技术的有机农产品溯源系统的研究与实现
这是一篇关于有机农产品,区块链技术,产品溯源,PBFT算法,超级账本的论文, 主要内容为为了保障现代农业的发展,我国的农业部门一直在致力于建立一个能够有效地解决农产品质量问题的追溯系统,而传统溯源系统大多都是中心化的平台。传统中心化平台本质上是指其和农产品溯源相关的各个环节的信息都是在后台集中管理和保存的,而这种方式下的溯源信息和数据缺少可靠的监管手段,不仅数据容易出现被篡改的情况,影响数据正确性和完整性,而且会对数据安全带来威胁,影响数据有效性。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术自身所具有的可追溯性、不可篡改、去中心化以及数据共享等方面得天独厚的优势和特点,能够完美适配解决传统溯源系统数据安全性差、中心化、数据易篡改等问题。基于此,本文提出针对有机农产品溯源问题进行研究,结合有机农产品的特点,为更好地解决传统农产品溯源系统由于其数据中心化管理带来的信息共享效率低、信息易篡改、安全问题追责难等方面的问题,在农产品溯源系统中应用区块链技术。将各环节的溯源数据和信息上链,通过私有链进行区块链化,进而能够最大程度地规避在农产品溯源信息管理过程中可能出现的数据篡改以及“信息孤岛”等问题,促进在有机农产品全供应链体系中的各方更好地参与到溯源信息管理体系中,同时实现来源信息快速可查、产品去向快捷追踪、责任问题迅速定位,进而提高溯源信息管理的效率和质量。在研究过程中完成的主要研究成果包括主要工作包括:(1)面向有机农产品溯源问题,重构并确定有机农产品溯源流程。首先从有机农产品溯源的实际需求出发,分析有机农产品溯源信息链,对传统有机农产品溯源体系的应用效果进行分析。基于应用效果中的不足和缺陷,针对有机农产品溯源问题的主体、范围、目标,进一步细化有机农产品溯源问题的内在机理和研究目标。针对农贸市场流通模式、农超对接流通模式、基地直送流通模式等目前有机农产品的主要流通模式中涉及的关键业务流程及其中需要重点关注的信息进行研究。并基于研究结论,确定有机农产品供应链信息流及溯源指标,进而形成关于有机农产品溯源问题的完整描述,为下文的研究奠定理论基础。(2)对在有机农产品溯源过程中应用区块链过程中共识机制设计中的关键算法PBFT算法进行了分析优化。针对传统区块链技术应用于有机农产品溯源问题中暴露出的扩展性不足、数据吞吐量欠佳等方面问题,对其共识机制PBFT算法优化问题进行研究。研究中首先对共识算法原理进行了介绍,对比了主流共识算法的优缺点,并基于联盟链提出PBFT共识算法改进方案,而后通过搭建仿真实验环境,对提出的算法改进方案的性能进行了实验和验证。从实验结果来看,本文提出的算法优化方案能够显著降低原有PBFT共识算法的复杂度,同时引入信用的节点管理机制,能够大幅提升有机农产品溯源过程的可靠性以及溯源信息系统抵抗拜占庭攻击的防御能力。(3)设计实现了有机农产品溯源系统原型。根据本文提出的设计实现有机农产品溯源系统这一目标,以农产品溯源业务实际需求为牵引,运用软件工程有关理论和工具分析系统需求,完成了溯源数据模型设计、概要设计、智能合约层、数据存储等具体的设计工作。在系统设计的基础上,综合运用区块链技术、java web技术,基于B/S模式对有机农产品溯源系统原型进行实现,将实现的系统原型部署到服务器上,而后基于软件测试理论对系统的测试方案进行设计,并运用软件测试方法和工具对原型系统完成了测试。从测试的结果来看,实现的原型系统从私有链性能到系统的总体功能及性能表现可以达到系统的设计需求,系统是可用的。经过系统测试和运用,本文研究的有机农产品溯源系统可以在一定程度上满足有机农产品生产、加工、运输、销售、消费、监管等各方关于有机农产品质量把控和溯源的业务需求。本文的研究具有一定的创新性,能够从消费和监管的角度提高有机农产品溯源的精准度、私密性和运行效率。
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