基于区块链的葡萄酒防伪追溯系统研究与实现
发布时间：2020-07-18 10:40
【摘要】：近年来,随着物质水平不断提高,人们对生活必需品之外的消费品(如葡萄酒等)需求快速增长。由于葡萄酒的利润空间大,因此假冒伪劣产品层出不穷。针对假冒伪劣问题,一些大的企业采用葡萄酒防伪追溯系统,来维护品牌形象,维护消费者的切身利益。防伪追溯系统的研究与应用发展至今,现有的技术已经相对成熟,然而当前市场经济环境下却得不到大规模的应用,其原因包括系统实施的成本高和消费者对追溯信息的真实性不认可等。区块链技术是一种多技术融合而成的分布式账本技术,具有去信任化、去中心化、不可篡改等特点,受到了国家和国际科研组织机构的广泛关注。区块链技术,具有天然优势,能够很好地解决以往追溯系统数据易被篡改、数据完整性得不到保障、以及结构中心化的问题。本文介绍了区块链的架构模型、技术特点,分析了将区块链技术用于葡萄酒防伪追溯的可行性和技术优势,讨论了区块链技术与葡萄酒防伪追溯系统结合过程中,各环节之间交易信息的写入、广播、验证与追溯。根据实际需求,选择Hyperledger Fabric区块链开发平台作为底层框架,在多台Ubuntu 16.04服务器上部署Kafka集群,满足Kafka共识机制的最低要求。设计葡萄酒防伪追溯区块联盟链,引入Fabric-ca子项目完成区块联盟链账号动态管理,实现葡萄酒供应链上各环节之间交易信息在区块链上的存储和追溯。本文研究表明,将区块链技术与葡萄酒防伪追溯系统结合,葡萄酒在整个供应链上的信息得到全区块联盟链的共同维护,降低了追溯系统的中心化程度。区块链上信息的记录必须要得到所有节点的共识,才能形成新的区块加以存储,实现葡萄酒信息可靠、完整的追溯。满足消费市场的需求。随着行业内对区块链技术的研究不断深入,区块链应用的性能必然会有所提升,区块链的源数据真实性必然会得到更大保障。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.13;TP311.52;TS262.6
【图文】：
宁夏大学硕士学位论文逦第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑２．１区块链技术介绍逡逑袁勇曾提出区块链六层架构：１９：。Ｉｍｆｌｙ、谢铉洋提出区块链三层架构：２°：［２１：。姚忠将提出新的逡逑三层模型：２２］，如图２－１所示。区块链体系结构基本上可以从下到上分为三层：基础层、驱动层和逡逑应用层。基本层是区块链的基础，包括去中心化的Ｐ２Ｐ网络和数据层。驱动层用于驱动基础层逡逑的网络和数据工作，以确保区块链架构的正常运行。驱动层包括：共识算法、智能合约和激励逡逑机制。应用层位于体系结构的顶部，包括专有应用程序和基于通用服务平台的应用程序。逡逑
交互记录是用于记录交互信息的数据结构，其包括发起者Ｂ的公钥，输入信息，输出信息逡逑和交互响应者Ａ的签名。交互记录不指示前驱交互记录和后继交互记录，仅使用交互式公钥和逡逑签名来确定逻辑授权关系。因此，每个交互彼此独立，仅在逻辑级别形成链式关系，如图２－３逡逑所示。交互记录的统一数据结构，明确给出了版本信息，输入输出的数量、信息，时间戳。输逡逑入信息包括：输入交互指针、输出交互索引和解锁脚本。输出信息包括：交互数据和锁定脚本，逡逑如图２－４所示。由于区块链去信任化，交互记录不包含接收者或持有者的任何帐户和身份信息。逡逑交互信息屮邋｜邋Ｂ的公钥ＰＫ１Ｂ逦交互信息ｖ邋｜ｅｆｉＵ＾Ｖｉ＾ＰＫ：Ｃ逡逑Ｉ邋？逦１逦１逦１逡逑■邋ｉ邋？逦？邋ｉ邋，逡逑逦＞逦哈希ｎ逦逦逦？逦哈希：逦逦？逡逑Ａ的签名４逦Ｂ的签名Ｇ逡逑己录：夕！：ａｉ己录：逡逑图２－３链式信息逻辑关系逡逑＾逦米夕川的交秘逡逑逦逦邋／逦输出索引逦＼逡逑逦义令逦邋／逦解锁脚本大小逦］逡逑输入数通逦解锁脚本逦■邋Ｊ逡逑逦—逦７－Ｓ逦序列号逦NB逡逑愉人逦Ｃ邋）＿＿逡逑输出数r>：逦■逦＇逡逑输出逦（＾邋＾一邋＾邋＾逦逦逦逦逡逑时间微逡逑信息总邋？逡逑锁定脚本大，Ｊ、逦）逡逑ｖ逦锁定脚本逦ｙ逡逑图２－４交易信息数据结构逡逑区块由块头和块体组成，是区块链的基本单元。区块头可以分为三部分．？前一区块哈希、逡逑默克尔根、基本信息（包括版本号、时间戳、难度值和随机值），如图２－５所示。区块中的前逡逑一区块哈希表示上一区块的信息
宁夏大学硕士学位论文逦第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑Ａ逦？？？？－？逡逑＞逦？？？？？？逡逑一逡逑发送节点接收及转发节点逡逑图２－２信息传播过程逡逑（２）数据层逡逑交互记录是用于记录交互信息的数据结构，其包括发起者Ｂ的公钥，输入信息，输出信息逡逑和交互响应者Ａ的签名。交互记录不指示前驱交互记录和后继交互记录，仅使用交互式公钥和逡逑签名来确定逻辑授权关系。因此，每个交互彼此独立，仅在逻辑级别形成链式关系，如图２－３逡逑所示。交互记录的统一数据结构，明确给出了版本信息，输入输出的数量、信息，时间戳。输逡逑入信息包括：输入交互指针、输出交互索引和解锁脚本。输出信息包括：交互数据和锁定脚本，逡逑如图２－４所示。由于区块链去信任化，交互记录不包含接收者或持有者的任何帐户和身份信息。逡逑
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.13;TP311.52;TS262.6
【图文】：
宁夏大学硕士学位论文逦第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑２．１区块链技术介绍逡逑袁勇曾提出区块链六层架构：１９：。Ｉｍｆｌｙ、谢铉洋提出区块链三层架构：２°：［２１：。姚忠将提出新的逡逑三层模型：２２］，如图２－１所示。区块链体系结构基本上可以从下到上分为三层：基础层、驱动层和逡逑应用层。基本层是区块链的基础，包括去中心化的Ｐ２Ｐ网络和数据层。驱动层用于驱动基础层逡逑的网络和数据工作，以确保区块链架构的正常运行。驱动层包括：共识算法、智能合约和激励逡逑机制。应用层位于体系结构的顶部，包括专有应用程序和基于通用服务平台的应用程序。逡逑
交互记录是用于记录交互信息的数据结构，其包括发起者Ｂ的公钥，输入信息，输出信息逡逑和交互响应者Ａ的签名。交互记录不指示前驱交互记录和后继交互记录，仅使用交互式公钥和逡逑签名来确定逻辑授权关系。因此，每个交互彼此独立，仅在逻辑级别形成链式关系，如图２－３逡逑所示。交互记录的统一数据结构，明确给出了版本信息，输入输出的数量、信息，时间戳。输逡逑入信息包括：输入交互指针、输出交互索引和解锁脚本。输出信息包括：交互数据和锁定脚本，逡逑如图２－４所示。由于区块链去信任化，交互记录不包含接收者或持有者的任何帐户和身份信息。逡逑交互信息屮邋｜邋Ｂ的公钥ＰＫ１Ｂ逦交互信息ｖ邋｜ｅｆｉＵ＾Ｖｉ＾ＰＫ：Ｃ逡逑Ｉ邋？逦１逦１逦１逡逑■邋ｉ邋？逦？邋ｉ邋，逡逑逦＞逦哈希ｎ逦逦逦？逦哈希：逦逦？逡逑Ａ的签名４逦Ｂ的签名Ｇ逡逑己录：夕！：ａｉ己录：逡逑图２－３链式信息逻辑关系逡逑＾逦米夕川的交秘逡逑逦逦邋／逦输出索引逦＼逡逑逦义令逦邋／逦解锁脚本大小逦］逡逑输入数通逦解锁脚本逦■邋Ｊ逡逑逦—逦７－Ｓ逦序列号逦NB逡逑愉人逦Ｃ邋）＿＿逡逑输出数r>：逦■逦＇逡逑输出逦（＾邋＾一邋＾邋＾逦逦逦逦逡逑时间微逡逑信息总邋？逡逑锁定脚本大，Ｊ、逦）逡逑ｖ逦锁定脚本逦ｙ逡逑图２－４交易信息数据结构逡逑区块由块头和块体组成，是区块链的基本单元。区块头可以分为三部分．？前一区块哈希、逡逑默克尔根、基本信息（包括版本号、时间戳、难度值和随机值），如图２－５所示。区块中的前逡逑一区块哈希表示上一区块的信息
宁夏大学硕士学位论文逦第二章区块链相关技术介绍与分析逡逑Ａ逦？？？？－？逡逑＞逦？？？？？？逡逑一逡逑发送节点接收及转发节点逡逑图２－２信息传播过程逡逑（２）数据层逡逑交互记录是用于记录交互信息的数据结构，其包括发起者Ｂ的公钥，输入信息，输出信息逡逑和交互响应者Ａ的签名。交互记录不指示前驱交互记录和后继交互记录，仅使用交互式公钥和逡逑签名来确定逻辑授权关系。因此，每个交互彼此独立，仅在逻辑级别形成链式关系，如图２－３逡逑所示。交互记录的统一数据结构，明确给出了版本信息，输入输出的数量、信息，时间戳。输逡逑入信息包括：输入交互指针、输出交互索引和解锁脚本。输出信息包括：交互数据和锁定脚本，逡逑如图２－４所示。由于区块链去信任化，交互记录不包含接收者或持有者的任何帐户和身份信息。逡逑
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