面向冷鏈物流的區塊鏈技術方案研究與實現

張 森，葉 劍，李國剛

1.華僑大學 信息科學與工程學院，福建 廈門361021

2.中國科學院 計算技術研究所，北京100190

1 引言

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高以及電子商務的普及，我國冷鏈物流市場也快速發展。所謂冷鏈物流，泛指一些特殊商品（比如食品、藥品）在其加工、貯藏、運輸、分銷、零售等各環節，需要始終保持一定溫度的物流運輸方式，從而保證商品質量[1]。

目前的冷鏈物流系統大都采用物聯網技術來提高物流系統的信息化水平，比如文獻[2]通過物聯網技術實現對冷鏈中貨物的有效、快速的監控，但這種方式沒有解決數據中心化存儲的弊端，仍然存在以下問題[3-4]：（1）缺乏信任的問題。冷鏈物流行業要求高，成本高，數據造假、跑路等不信任行為頻頻出現，大大提高了貨損率。（2）運輸過程不透明。物流企業在運輸過程中，為了降低成本，可能存在運輸過程中關閉制冷機、快到目的地時再打開制冷機的現象，不能做到全程冷鏈。（3）數據存儲不透明。現在溫度數據大多存儲在承運方和倉儲企業的中心化數據庫中，貨主無法方便獲取數據。中心數據庫記錄的方式可靠性不高，重要數據需要進行冗余備份。（4）資源共享難度大。在采用第三方物流運輸時，尤其在農產品領域，存在貨物分散的特點。目前存在著運力不透明的問題，難以實現資源共享和設備利用的最大化。

為此，本文提出一種面向冷鏈物流行業的區塊鏈技術解決方案，利用區塊鏈技術所具有的去中心化、去信任化、數據防篡改等特點[5]，建立安全可信的冷鏈物流數據共享機制，提高運輸過程、數據存儲等環節的透明性。

2 相關工作

2.1 區塊鏈

隨著比特幣等電子貨幣的廣泛傳播，作為其底層核心模塊的區塊鏈技術成為工業界和學術界討論的熱點[6]。所謂區塊鏈技術是一種由多方共同維護的，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現一致性存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術，也稱為分布式賬本技術[7]。到目前為止區塊鏈技術已經經歷了三個發展階段[8-10]，即數字貨幣為代表的區塊鏈1.0時代；融入智能合約的區塊鏈2.0時代；將區塊鏈應用于更多行業場景的區塊鏈3.0階段。在區塊鏈系統中，所有已提交的事物都存儲在鏈中，當新的交易被確認時，將增加鏈的長度，而不會對前面的數據進行修改，從而保證了數據的完成性[11]。區塊鏈系統具有分布式高冗余存儲、時序數據且不可篡改和偽造、去中心化信用、自動執行的智能合約、安全和隱私保護等顯著的特點[12]，使得區塊鏈的應用已從金融領域延伸到實體領域，電子信息存證、版權管理和交易、產品溯源、數字資產交易、物聯網、智能制造、供應鏈管理等領域[13]。例如，薛騰飛等人[14]提出一個基于區塊鏈的醫療數據共享模型，適用于解決各醫療機構數據共享的難題；瑞士初創公司Modum[15]與蘇黎世大學合作設計了一套基于區塊鏈的制藥供應鏈系統，以確保藥物的安全運送；Guan等人[16]研究了區塊鏈技術在智能電網中的應用；Elisa等人[17]提出了一種基于區塊鏈技術的電子政務系統，增進了各公共部門之間的信任；Cobe等人[18]設計了一種應用于聯網車輛信息管理的區塊鏈框架。

根據實際應用場景和需求，區塊鏈技術可以分為三種應用模式，即公共鏈、聯盟鏈和私有鏈[19]。公共鏈是以比特幣為代表的最初的區塊鏈形態，任何節點都可以自由加入，并參與到賬本數據的讀寫、驗證和共識，共同維護賬本數據；聯盟鏈是一種有準入控制機制的區塊鏈形態，適用于多個實體構成的組織或者聯盟；私有鏈是一種中心化的區塊鏈形態，完全由一個組織控制，適用于特定機構的內部數據管理和審計。

2.2 Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric[20]是一種被廣泛應用的聯盟區塊鏈平臺，以模塊化架構為基礎，提供可切換、可擴展的組件，具有高度的保密性、彈性、可擴展性和靈活性。其克服了比特幣、以太坊等公有鏈項目吞吐量低、無隱私機制、共識算法低效等的缺陷，更適用于商業場景，使用戶能夠方便地開發商業應用。

在Fabric網絡模型中，主要包括客戶端節點、Peer節點、CA節點和Orderer節點四種組件。客戶端節點主要作用是和Fabric系統交互，實現對區塊鏈系統的操作，包括管理類操作和鏈碼類操作。Peer節點是區塊鏈去中心化網絡中的對等節點，按照功能主要劃分為背書節點（Endorser）和確認節點（Committer）。背書節點主要對交易預案進行校驗、模擬執行和背書簽名，確認節點則負責檢驗交易的合法性，并更新和維護區塊鏈數據和賬本狀態。Orderer節點是排序服務節點，負責對各個節點發過來的交易進行排序。CA節點主要是給Fabric網絡中的成員提供基于數字證書的身份信息，可以生成或者注銷成員的身份證書。

2.3 Diffie-Hellman密鑰交換算法

Diffie-Hellman[21]（簡稱DH）是密鑰交換算法之一，它的作用是保證通信雙方在非安全的信道中安全地交換密鑰。在DH算法中，發送方和接收方共同產生一個只有雙方知道的私有的密鑰，其產生過程是使用自己的私鑰和對方的公鑰經過計算得到共享密鑰。

首先，通信雙方A和B協商一個大的素數n和g，g是模n的本原元，這兩個數不必是秘密的。故A和B可以通過不安全的途徑協商它們，它們也可以在一組用戶中公用。其主要運算過程如下：

（1）A選取一個大的隨機整數x，并計算X=gxmod n，將X發送給B。

（2）B也選取一個大的隨機整數y，并計算Y=gymod n，將Y發送給A。

（3）A計算k=Yxmod n。

（4）B計算k′=Xymod n。

經過以上過程，則有k=k′=gxymod n，因此，k和k′可以看做是通信雙方各自獨立計算，又相互知道的密鑰。

3 方案整體設計

3.1 整體架構

圖1 方案整體架構示意圖

本文提出的面向冷鏈物流行業的區塊鏈技術解決方案，主要利用物聯網技術和區塊鏈技術相結合，其整體架構如圖1所示，包括證書中心機構、環境數據上鏈模塊、訂單數據上鏈模塊、智能合約模塊以及Fabric區塊鏈底層平臺[22]。

（1）證書中心機構負責為物聯網設備和區塊鏈網絡模型中各組織的Peer節點、Orderer節點、用戶等提供數字證書的生成、身份的認證。（2）環境數據上鏈模塊包括物聯網模塊和交易緩沖模塊。物聯網模塊主要負責冷鏈過程的環境數據的采集與處理。交易緩沖模塊通過引入消息隊列機制對物聯網模塊傳輸來的數據進行緩存。（3）訂單數據上鏈模塊包括應用模塊和加密傳輸模塊。應用模塊通過調用證書中心的相關接口實現各組織用戶的注冊、證書的生成，以及通過調用智能合約中的程序實現訂單數據的上鏈和查詢操作。加密傳輸模塊對每一筆訂單數據信息加密后上傳到區塊鏈網絡，保證訂單信息不會被非相關方獲取。（4）智能合約模塊負責提供數據上鏈和查詢的接口，包括合約的部署、初始化、實例化、鏈碼交互。冷鏈物流的各參與主體部署相同的智能合約，一旦合約容器建立，合約內容將無法修改。（5）Fabric區塊鏈底層平臺是整個系統的核心組成部分，主要有四個方面的功能，一是通過多通道隔離機制，為每個物流過程創建一個自己獨有的通道實現數據隔離和商業信息保護；二是使用分布式賬本存儲技術實現賬本數據、區塊索引、狀態數據、歷史數據等存儲結構；三是基于Gossip的P2P數據分發，Gossip模塊負責連接排序服務和Peer節點，實現從單個源節點到所有節點高效的數據分發，實現不同節點的狀態同步、動態節點的增加和網絡分區；四是基于Kafka的排序服務，利用Kafka作為交易的消息隊列，實現共識服務，保證各節點數據的一致性。

3.2 網絡結構

冷鏈物流主要涉及發貨方、物流企業、收貨方等多種業務角色，三方作為冷鏈物流中的上下游企業都是利益相關方，每筆業務由三方共同完成，且需要實現可信的數據共享、冷鏈數據的可追溯防篡改。因為物流平臺中會包含其他的發貨方或者收貨方，所以為保護商業機密并實現數據隔離，系統將引入Fabric的多鏈多通道機制，為每個物流過程創建一個通道，每個通道內只包含此次物流過程涉及的組織[23]。在單個通道內，本方案的網絡結構模型，如圖2所示。

圖2 冷鏈物流系統網絡模型圖

發貨方、物流運輸方、收貨方三方映射為Fabric中的三個組織，三個組織處于相互對等的地位，形成聯盟式管理方式，三方共同參與聯盟鏈的管理。該系統選擇基于Kafka的共識機制，實現高吞吐量的數據分發。每個組織內有一個CA服務器，用來生成組織內的相關證書（包括組織的證書、組織中所有節點的證書，組織中所有用戶的證書），只有獲得證書的用戶，才能通過調用SDK的相關接口對區塊鏈數據進行操作。每個組織內可以包含多個Peer節點，每個Peer節點都將部署相關鏈碼，分別承擔數據背書、數據備份以及通信等任務。同時本方案還將給每個Peer節點配置了CouchDB數據庫，以實現更為豐富的查詢功能。

4 身份認證

身份認證是區塊鏈網絡建立和數據上鏈的基礎，只有經過認證的節點才能加入區塊鏈網絡、只有經過認證的用戶才能執行數據上鏈和查詢。本方案基于Fabric的認證體系，實現節點的身份認證、物聯網設備的身份認證。

4.1 節點的身份認證

節點的身份認證主要包括Orderer節點和Peer節點的身份注冊并生成MSP證書。所謂MSP即成員管理服務，用戶抽象化各成員間的控制結構關系。首先，根據所設計的網絡模型修改配置文件信息，即每個組織對應一個MSP，一個組織內包含三個Peer節點，一個排序服務節點，一個CA節點。然后，cryptogen模塊會根據配置文件生成后續模塊運行所需要的MSP證書文件，每個MSP證書文件中包括根CA證書、中間CA證書和管理員證書等。接下來，需要將生成的證書信息配置到創世區塊和創世交易中，生成創世區塊和創世交易通道文件。至此，節點的身份認證與通道配置完成，只需要等待區塊鏈網絡啟動即可。

4.2 物聯網設備的身份認證

物聯網設備的身份認證采用將設備MAC地址寫入到數字證書中的方法，使得物聯網設備和數字證書一一對應，避免盜用數字證書使用其他設備上傳虛假數據的行為。具體流程如圖3所示。

圖3 物聯網設備身份認證流程圖

步驟1服務器端根據設備ID讀取上下文信息。

步驟2根據讀取到的配置信息判斷該設備是否存在，如果設備已經存在，則返回設備信息，如果設備不存在，則進入步驟3。

步驟3獲取負責提交設備注冊信息的Admin信息。

步驟4判斷登記員Admin是否存在，如果存在，則進入步驟6，如果不存在，則進入步驟5。

步驟5初始化登記員Admin信息，配置Admin的hf.Registrar.Roles屬性，使其獲得登記員的登記權限，然后再配置Attributes屬性，使其具有登記物聯網設備的權限，然后再通過fabric-ca服務器創建Admin實例。

步驟6根據物聯網設備的MAC地址，配置其X.509證書參數，設置設備ID，設置設備所屬公司部門，設置設備的唯一標識符MAC地址，設置證書角色為user。

步驟7登記員向fabric-ca服務器調用register請求，登記設備信息，fabric-ca服務器驗證請求生成用戶注冊的Secret。

步驟8利用設備信息和返回的Secret，調用Enroll接口，請求生成證書和私鑰。

步驟9保存設備信息，并設置設備的Context。

經過以上步驟，每個物聯網設備都有一個唯一的身份證書，且身份證書和自己的物理信息相關聯，以后每次請求區塊鏈網絡將會驗證設備的真實性，從而保證了數據來源的真實性。

5 數據上鏈系統

本方案中數據主要分為兩類：訂單數據和環境數據。其中，訂單數據指物流訂單信息，包括收發人地址、聯系方式、商品信息等，該數據包含大量公民個人信息，為防止公民個人信息泄露，訂單數據需要經過加密傳輸單元上傳到區塊鏈服務器端。環境數據主要指有物聯網模塊的傳感器設備采集是溫濕度、大氣壓等冷鏈過程中的數據，考慮該數據實時性較強、且采集速度和上鏈速度需要實時匹配等問題，該數據需要經過消息隊列模塊之后進行上鏈。

5.1 訂單數據上鏈系統

本系統設計的加密傳輸模塊采用密鑰交換協議（Diffie-Hellman密鑰交換算法）和對稱加密算法（AES對稱加密算法）相結合的方案，即通過密鑰交換協議產生對稱加密的密鑰，然后使用對稱加密算法對訂單信息加密，從而保證傳輸過程中無明文出現，保護了用戶隱私，算法時序圖如圖4所示。

步驟1發貨方在用戶客戶端向區塊鏈服務器端發送生成服務器端的公私鑰的請求。

步驟2服務器端執行DH算法的generateKeys（）方法，根據設定的素數以及素數長度，產生服務器端的公私鑰對。

步驟3區塊鏈服務器端將生成的密鑰返回給用戶客戶端。

步驟4創建客戶端的DH實例，采用與服務器端相同的素數。

圖4 加密傳輸模塊時序圖

步驟5用戶客戶端執行DH算法的generateKeys（）方法，根據設定的素數以及素數長度，產生客戶端的公私鑰對。

步驟6客戶端根據服務器端的公鑰，計算生成對稱密鑰key1，并利用key1對訂單信息order進行加密，生成加密后的訂單信息COrder即：

Key1=client.computeSecret（serverPub）

COrder=Enc（order，key1）

步驟7將客戶端公鑰cli-pub、加密訂單COrder發送到區塊鏈服務器。

步驟8區塊鏈服務器端根據客戶端的公鑰，計算生成對稱密鑰key2，根據DH算法可得key1恒等于key2，所以便可以利用key2將COrder解密，得到訂單的詳細信息，即：

Key2=server.computeSecret（clientPub）

COrderTxt=Dec（COrder，key2）

步驟9將訂單信息發送到智能合約模塊，完成數據上鏈。

步驟10將執行結果返回給用戶客戶端。

5.2 環境數據上鏈系統

環境數據上鏈系統主要包括物聯網模塊和消息隊列模塊，實現冷鏈環境數據的采集、處理、緩存、上鏈等過程。其中，物聯網模塊由傳感器設備和Redis[24]內存數據庫組成。Redis數據庫為內存數據庫，其讀寫速度非常高，能滿足系統需求，Redis數據庫的引入使得數據采集和數據上傳分離，有效解決因上傳等待延遲造成數據采集遺漏的問題，同時也起到了數據緩存和備份的作用。具體流程如圖5所示。

步驟1傳感器設備負責采集溫度、濕度和大氣壓強數據，每秒鐘采集60次數據記為originalData，將這60個數據為一組，求其平均值獲得chainData，作為最終上鏈的數據，以此來減小傳感器采集數據的誤差，即originalData=[Ti,Pi,Hi]

圖5 環境數據上鏈流程圖

步驟2將處理后的數據data存儲在本地數據庫Redis中。

步驟3讀取Redis數據庫，將數據提交到區塊鏈服務器端的交易消息隊列中，返回數據提交結果。

步驟4讀取消息隊列中的數據，然后提交數據到智能合約模塊。

步驟5智能合約調用相關接口將數據保存在區塊鏈賬本中，如果數據成功寫入區塊鏈賬本，則相應的消息出隊，如果數據寫入失敗，則相應的數據消息仍然保存在隊列中，等待下一次上鏈。

6 智能合約

Fabric中的智能合約被稱為鏈碼[25]，是運行在基于Docker的安全容器中的獨立應用程序，實現冷鏈環境數據和物流訂單數據的上鏈（包括訂單的發布、確認和簽收）、狀態數據查詢、歷史數據查詢以及合約方法級的權限控制等功能。

6.1 權限控制合約

目前，Fabric不能對合約方法進行權限控制，區塊鏈網絡中的所有合法用戶均可對通道內的所有合約方法進行操作，為保證環境數據上鏈方法只能由相應的物聯網設備調用，訂單數據的上鏈方法由組織內某一方用戶調用，本方案采用與身份認證相結合的方法實現權限控制機制。首先獲取調用者的證書信息，然后根據所調用的上鏈方法分類判斷。如果調用的是環境數據上鏈方法，驗證執行此方法的用戶是否為物聯網設備，其次驗證該物聯網設備的MAC地址和證書中的MAC地址是否一致，如果全部驗證都過，則返回成功；如果調用的是發布訂單方法，判斷調用者是否為發貨商，如果驗證通過，則返回成功；如果調用的是確認訂單方法，判斷調用者是否為物流企業，如果驗證通過，則返回成功；如果調用的是簽收訂單方法，判斷調用者是否為收貨商，如果驗證通過，則返回成功；如果不是以上情況之一，則返回失敗。權限控制合約的算法流程如下所示：

算法1權限控制算法

輸入：要執行的方法名稱（function），合約調用者的MAC地址（mac）。

輸出：如果權限驗證通過，則執行具體的合約方法，否則結束訪問。

1.獲取合約調用者的證書信息

2.解析證書信息得到組織名稱certOrg，證書中的MAC地址certMac

3.IF function=="setEnvironmentData"THEN

4. IF certOrg=="sensor"&&certMAC==mac THEN

5.執行setEnvironmentData（）方法

6.ELSE

7. break；

8. END IF

9.ELSE IF function=="issueOrder"且certOrg=="supply"THEN

10.執行issueOrder（）方法；

11.ELSE

12. break；

13. END IF；

14.ELSE IF function=="confirmOrder"且certOrg=="supply"THEN

15.執行confirmOrder（）方法；

16.ELSE

17. break；

18. END IF；

19.ELSE IF function=="signOrder"且certOrg=="supply"THEN

20.執行signOrder（）方法；

21. ELSE

22. break；

23. END IF

24.END IF

6.2 訂單數據上鏈合約

訂單信息包括物流訂單號、發貨方姓名、發貨方地址、發貨方電話、收貨方姓名、收貨方地址、收貨方電話、貨物信息、物流公司確認信息、收貨方簽收信息、訂單狀態，其中貨物信息包括所運貨物的種類以及運輸所需的溫濕度范圍等數據，數據結構定義，如表1所示。在數據存儲時，采用CouchDB作為狀態數據庫，將第一個字段即orderID作為key，其余各字段JSON序列化后作為value。

物流訂單在創建之后，將經歷不同的狀態變化，其狀態標識由state字段表示，狀態轉移過程如圖6所示。

首先，發貨方將confirmID和signID字段置空，state字段標為NewPublish，其余各字段按照實際信息填寫完整，通過調用發布訂單合約方法將物流訂單信息發布到系統中，此時，訂單進入新發布狀態NewPublish。發布訂單的流程如下所示。

表1 訂單數據結構

圖6 物流訂單狀態轉移圖

算法2發布訂單流程

輸入：由物流訂單號（orderID），發貨方姓名（sender），發貨方地址（senderAddress），發貨方電話（sendPhone），收貨方姓名（receiver），收貨方地址（receAddress），收貨方電話（recePhone），貨物信息（info）信息組成的json字符串args。

輸出：如果訂單發布成功，返回成功標識；如果訂單發布不成功，返回錯誤信息。

1.將json字符串解析成訂單結構體order；

2. orderAsBytes←GetState（order.OrderID）；

3.IF orderAsBytes不為空THEN

4.訂單已經存在，不能發起訂單；

5.ELSE

6. err←PutState（order.OrderID，[]byte（args））；

7. IF err!=nil THEN

8.訂單提交錯誤，返回錯誤信息；

9. ELSE

10.訂單提交成功；

11. END IF

12.END IF

然后，物流公司在接收到發貨方的請求后，調用查詢訂單狀態方法查看訂單信息，如果確認接受此項訂單，則通過調用確認訂單方法填寫confirmID字段信息，并將state字段標為waitSign，此時進入物流運輸過程，訂單處于等待簽收狀態waitSign。其中，確認訂單的流程如下：

算法3確認訂單流程

輸入：物流訂單號（orderID），物流公司確認信息（confirmID）。

輸出：如果訂單確認成功，返回成功標識；如果訂單確認不成功，返回錯誤信息。

1. orderAsBytes←GetState（OrderID）；

2.IF orderAsBytes==nil THEN

3.訂單不存在，不能確認訂單；

4.ELSE

5.將訂單字節信息解析成結構體order

6. order.confirmID←confirmID

7. order.state←waitSign

8. err←PutState（orderID，Marshal（order））

9. IF err!=nil THEN

10.訂單提交錯誤，返回錯誤信息；

11. ELSE

12.訂單提交成功；

13. END IF

14.END IF

最后，收貨方查看貨物后，可以通過調用簽收訂單方法選擇簽收訂單和拒絕簽收，如果簽收訂單，則填寫signID字段信息，并將state字段標記為EndSigned，訂單進入EndSigned狀態；如果拒絕簽收訂單，則直接將state字段標記為EndReject，訂單進入EndReject狀態。簽收訂單的過程如下所示：

算法4簽收訂單流程

輸入：物流訂單號（orderID），收貨方簽收信息（confirmID）。

輸出：如果訂單簽收成功，返回成功標識；如果訂單簽收不成功，返回錯誤信息。

1.orderAsBytes←GetState（OrderID）；

2.IF orderAsBytes==nil THEN

3.訂單不存在，不能簽收訂單；

4.ELSE

5.將訂單字節信息解析成結構體order

6. IF簽收訂單THEN

7. order.confirmID←confirmID

8. order.state←EndSigned

9. ELSE IF拒絕簽收訂單THEN

10.order.confirmID←confirmID

11. order.state←EndReject

12. END

13. err ←PutState（orderID，Marshal（order））

14. IF err!=nil THEN

15.訂單簽收錯誤，返回錯誤信息；

16. ELSE

17.訂單簽收成功；

18. END IF

19.END IF

6.3 環境數據上鏈合約

環境數據的結構如表2所示，物聯網設備執行環境數據上鏈合約后，發貨方、收貨方、物流公司均可通過查詢鏈上數據實時查看環境數據信息，通過調用查看歷史數據的方法查看環境數據的歷史信息。

表2 環境信息數據結構

7 方案測試

7.1 功能測試

本方案構建了面向冷鏈物流的區塊鏈網絡模型，整個系統已經在測試網中運行。整個區塊鏈網絡由七臺服務器構成，其中四臺用于搭建Kafka集群，其余三臺作為三個組織的后臺服務器，每臺服務器和區塊鏈系統的配置如表3所示。

表3 測試環境配置信息

訂單數據上鏈與查詢的測試結果如圖7所示。其中圖7（a）表示發貨方發布訂單執行后的結果以及通過訂單查詢可以看到訂單的狀態信息；圖7（b）表示物流企業確認訂單的執行結果以后此時訂單信息；圖7（c）顯示了收貨方簽收物訂單的執行結果和查詢的訂單信息。

環境數據上鏈與查詢的測試結果如圖8所示。

7.2 性能測試

本次性能測試主要研究每秒交易數量（TPS）的變化，測試時的主要固定參數如表4所示，圖9是通過改變并發數觀察每秒交易數量的變化，橫軸是單次并發數，縱軸是每秒交易數，測出的每秒交易數量最高是323。如圖10所示，用這種方法，經過多次測試后，系統的每秒交易數量平均值為320，該性能可以滿足基本的業務需要。

圖7 訂單數據上鏈結果示意圖

圖8 環境數據上鏈結果示意圖

表4 測試環境配置信息

圖9 TPS與并發數關系圖

圖10 多次測試結果示意圖

通過測試分析可知，本系統通過了功能測試和性能測試，完成了預期設計目標，驗證了系統的可行性和有效性。本方案的優勢主要體現在，和傳統中心化的冷鏈系統相比，構建了以區塊鏈為底層的分布式存儲方案。利用區塊鏈技術的歷史數據不可篡改，很好地增進了各企業間的互信，擺脫了一家核心企業獨自掌握數據權限的情況。

8 結束語

本文將區塊鏈技術同物聯網技術相結合，提出了一種面向冷鏈物流行業的區塊鏈技術解決方案，通過引入消息隊列中間件，實現了異步調用合約，提高了數據上鏈的效率。同時，系統還會監聽數據上鏈是否成功，由于超時等原因沒有上鏈的數據，將會進行二次上鏈，從而保證消息隊列里的數據都能完整的上鏈，即保證了數據的完整性，不會造成數據丟失。通過設計成員管理服務，保證了數據交易的安全性，即只有持有特定證書機構簽發的數字證書的節點才能加入區塊鏈網絡。同時通過多通道機制，實現了數據隔離，保證只在每一次物流運輸過程的相關參與方之間共享數據。通過密鑰交換協議和對稱加密算法相結合的方案，訂單數據在傳輸過程中都進行了加密處理，保證了物流訂單傳輸的安全。通過將數字證書和物聯網設備的物理信息相關聯，保證只有相關的物聯網設備才能上傳數據。總之，區塊鏈技術和冷鏈物流領域的結合，必將會提高物流行業的互信，降低成本，提高安全性。

在2018年5月份，由普華永道和VeChain聯合發布的《2018年中國區塊鏈（非金融）應用市場調查報告》中顯示，物流行業被業內人士認為是除金融行業之外創新應用價值最高的行業。冷鏈物流行業正在積極借鑒區塊鏈技術，助推其產業升級。比如，2018年5月，由京東物流主導，國內首個“物流+區塊鏈技術應用聯盟”成立，將區塊鏈與人工智能、物聯網相結合。本文是將區塊鏈技術應用于冷鏈物流領域的初步探索，下一步將會同相關企業繼續完善該領域的應用，提高系統性能，提供更多服務，進一步發掘區塊鏈在物流行業中的應用價值。