基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品安全可信溯源應(yīng)用研究

高陽(yáng)陽(yáng) 呂相文 袁 柳 李 勐

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院 北京 100041)

0 引 言

品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)是保障品牌信譽(yù)和消費(fèi)者權(quán)益的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，目前市面上存在這樣的亂象：消費(fèi)者能買到的“品牌農(nóng)產(chǎn)品”遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際產(chǎn)量，且產(chǎn)品定價(jià)混亂，使得消費(fèi)者難以分辨產(chǎn)品真假，嚴(yán)重影響品牌價(jià)值增長(zhǎng)和信譽(yù)形象。文獻(xiàn)[1-2]從溯源標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)模型以及技術(shù)應(yīng)用角度進(jìn)行了溯源應(yīng)用研究。文獻(xiàn)[3-4]從可信機(jī)制及管理平臺(tái)方面進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[5-7]針對(duì)新方法、算法和應(yīng)用方面進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[8-9]針對(duì)新模式和新的溯源驗(yàn)證聯(lián)盟進(jìn)行了探索。本文研究基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能全景監(jiān)控、智能防偽和區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化溯源應(yīng)用體系，將品牌農(nóng)產(chǎn)品從種植、倉(cāng)儲(chǔ)、加工到銷售等全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行追溯應(yīng)用，在種植環(huán)節(jié)植入相關(guān)傳感器，實(shí)時(shí)傳輸至可追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田墑情智能控制、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)全自動(dòng)溫濕度控制、加工環(huán)節(jié)可視化、銷售環(huán)節(jié)可追蹤等能力，通過商品追溯碼在平臺(tái)上驗(yàn)證品牌農(nóng)產(chǎn)品可信來源產(chǎn)業(yè)鏈信息，基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)提升了溯源的安全性、穩(wěn)定性和可信度。

1 需求分析

1.1 溯源系統(tǒng)痛點(diǎn)分析

(1) 品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源信任感缺失。傳統(tǒng)中心化溯源系統(tǒng)需要使用具有公信力的工具對(duì)溯源對(duì)象進(jìn)行真?zhèn)伪鎰e。防偽標(biāo)簽不能物理地捆綁產(chǎn)品，同時(shí)普通標(biāo)簽可以很容易地被復(fù)制。溯源信任感需要對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行追溯，例如，為了追蹤品牌農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行溯源，如果能將農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中種植生產(chǎn)環(huán)節(jié)、相關(guān)生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)關(guān)鍵細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)等進(jìn)行如實(shí)記錄，對(duì)于提高追蹤溯源可信度具有重要作用。但是，傳統(tǒng)中心化溯源信息信任感缺失，無多方參與驗(yàn)證，導(dǎo)致信任背書主體信任感不足。

(2) 傳統(tǒng)中心化溯源易篡改。傳統(tǒng)溯源系統(tǒng)是中心化系統(tǒng)，當(dāng)溯源信息被記錄到中心化節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，集中式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能被黑客攻擊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和損壞嚴(yán)重等問題。此外，中心化集中式溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)還極有可能遭受來自人為惡意的修改或者操作。在傳統(tǒng)的驗(yàn)證中心化模式下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各自不同的平臺(tái)上，容易被篡改，導(dǎo)致真假難辨，進(jìn)而威脅到整個(gè)溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，影響后續(xù)防偽驗(yàn)證環(huán)節(jié)的用戶體驗(yàn)。

(3) 傳統(tǒng)中心化溯源系統(tǒng)性能欠佳。目前，在傳統(tǒng)中心化溯源體系下，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中存在著嚴(yán)重的信息孤島問題。由于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中存在多個(gè)信息系統(tǒng)，信息系統(tǒng)歸屬和權(quán)限不同，導(dǎo)致它們彼此之間交互變得不易，從而造成繁瑣的信息核查驗(yàn)證。特別是當(dāng)產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié)長(zhǎng)而復(fù)雜時(shí)，很難掌握各個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體可控性，為了彌補(bǔ)這個(gè)問題，將會(huì)增加額外的諸多核驗(yàn)和重復(fù)檢查工作量。

1.2 區(qū)塊鏈適配溯源的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

鑒于以上痛點(diǎn)問題，本文將區(qū)塊鏈技術(shù)用于解決目前農(nóng)產(chǎn)品追蹤溯源領(lǐng)域中遇到的現(xiàn)實(shí)問題。基于區(qū)塊鏈的溯源應(yīng)用體系旨在提升防偽存證溯源和真實(shí)性，保障品牌農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全，為樹立品牌信譽(yù)提供強(qiáng)信任技術(shù)背書。區(qū)塊鏈技術(shù)可用于溯源應(yīng)用體系的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)包括：

(1) 在系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)彼此不信任的場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)去中心化的強(qiáng)信任背書能力。區(qū)塊鏈系統(tǒng)技術(shù)本身保證了其真實(shí)性和可信任，并且不只是依靠外部公信力工具，而是整個(gè)系統(tǒng)都在提供信任背書，從技術(shù)上提升可信度。

(2) 分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不存在單點(diǎn)故障，整體技術(shù)架構(gòu)方面具有強(qiáng)穩(wěn)定性、可靠性和可持續(xù)性。

(3) 強(qiáng)安全加密機(jī)制，共識(shí)機(jī)制達(dá)成分布式一致性時(shí)不要求第三方進(jìn)入，通過技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)整個(gè)去中心化系統(tǒng)參與方的協(xié)同合作。

(4) 區(qū)塊鏈上記錄的數(shù)據(jù)具有只能增加不能修改的技術(shù)特征，這決定了區(qū)塊鏈信息的不可刪除性和不可篡改性。

2 區(qū)塊鏈溯源優(yōu)勢(shì)

鑒于中心化溯源系統(tǒng)缺乏追蹤溯源信任感的問題，通過區(qū)塊鏈多方參與驗(yàn)證，多方共同維護(hù)同一個(gè)賬本的模式，爭(zhēng)取與品牌農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)眾多參與者形成聯(lián)盟。隨著聯(lián)盟參與方數(shù)量的增加，共同維護(hù)的數(shù)據(jù)越多，越能夠帶來更多的數(shù)據(jù)信任背書主體，為消費(fèi)者提供更強(qiáng)的信任感支撐。

針對(duì)中心化溯源易篡改的問題，區(qū)塊鏈技術(shù)本身具有去中心化特性通過分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)克服了中心化系統(tǒng)的各種缺點(diǎn)。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)在溯源系統(tǒng)中的應(yīng)用也可以避免人為惡意或者意外的數(shù)據(jù)丟失和誤操作等問題。此外，系統(tǒng)多參與方共同維護(hù)同一賬本的特性，有助于打破不同系統(tǒng)之間存在的信息孤島問題。最后，區(qū)塊鏈技術(shù)本身還能夠帶來支付即結(jié)算的清算能力，減少多方重復(fù)對(duì)賬所帶來的諸多問題和相應(yīng)成本。

區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)上鏈后的真實(shí)性、不可刪除性與不可篡改性，為了保證上鏈前數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，可在追蹤溯源系統(tǒng)中綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段。例如，當(dāng)品牌農(nóng)產(chǎn)品噴碼記錄上鏈時(shí)，我們可以在包裝箱中放置一個(gè)綁有電子標(biāo)簽的全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置，用以跟蹤品牌農(nóng)產(chǎn)品物理位置信息，可跟隨該品牌農(nóng)產(chǎn)品信息上鏈記錄實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)的GPS定位信息，從而保障該農(nóng)產(chǎn)品在區(qū)塊鏈上記錄的地理位置的真實(shí)性，給予商品上鏈前線下真?zhèn)舞b定的方式和手段，從而在源頭上夯實(shí)溯源信息真實(shí)性。

微課作為一種教學(xué)資源，形式靈活，情景生動(dòng)。但學(xué)生的程度不同，學(xué)習(xí)效果也存在差異，微課又可以作為課堂教學(xué)的一種有效補(bǔ)充形式，可以隨時(shí)學(xué)習(xí)，反復(fù)觀看，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。

綜上，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于品牌農(nóng)產(chǎn)品追蹤溯源場(chǎng)景，可以在保障品牌農(nóng)產(chǎn)品整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息數(shù)據(jù)記錄存入?yún)^(qū)塊鏈后，整個(gè)參與區(qū)塊鏈的主體都能跟蹤看到各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵信息，而且信息不會(huì)被人為篡改。根據(jù)鏈上存儲(chǔ)的信息可以很容易地追溯到每個(gè)信息數(shù)據(jù)被記入的關(guān)鍵環(huán)節(jié)點(diǎn)，并且避免了單點(diǎn)數(shù)據(jù)損壞的威脅。區(qū)塊鏈技術(shù)為品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源領(lǐng)域的問題帶來了新的解決方案，為產(chǎn)業(yè)鏈各關(guān)鍵環(huán)節(jié)帶來了更多的信息價(jià)值。基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)就是去中心化溯源系統(tǒng)，同時(shí)，將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能監(jiān)控技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)和智能防偽技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，利用區(qū)塊鏈在追蹤溯源領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決產(chǎn)業(yè)鏈上的信息不透明問題，從源頭上解決品牌農(nóng)產(chǎn)品的可追蹤溯源信任問題，保護(hù)消費(fèi)者的利益，同時(shí)提供對(duì)品牌方品牌價(jià)值的強(qiáng)信任背書的技術(shù)支撐。

基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源優(yōu)勢(shì)包括將品牌農(nóng)產(chǎn)品種植、生產(chǎn)、物流、銷售等全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)上鏈，保證數(shù)據(jù)真實(shí)不可篡改，實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)的強(qiáng)信任背書。品牌農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方可以利用互聯(lián)網(wǎng)身份標(biāo)識(shí)相關(guān)技術(shù)，通過品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源鏈跟蹤記錄其生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品信息，在區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)上完成認(rèn)證后，生成區(qū)塊鏈品牌農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)信息鏈，形成透明和安全的記錄。記錄在區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)中的生產(chǎn)信息同時(shí)能夠幫助零售方管理不同店面中的品牌農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)日期、上架日期和來源等。消費(fèi)者可以通過區(qū)塊鏈提供的分布式溯源應(yīng)用，對(duì)品牌農(nóng)產(chǎn)品從種植到購(gòu)買的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行溯源查驗(yàn)，便捷地查詢到不可篡改的商品全產(chǎn)業(yè)鏈溯源信息，通過品牌農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈可信聯(lián)盟參與的基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)可以保障品牌及消費(fèi)者利益，樹立品牌信譽(yù)，同時(shí)，消費(fèi)者可以購(gòu)買到安全、真實(shí)的品牌農(nóng)產(chǎn)品。

3 應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

3.1 應(yīng)用體系

區(qū)塊鏈溯源一體化應(yīng)用體系如圖1所示，主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、溯源鏈平臺(tái)和智慧應(yīng)用層。其中農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合種植、倉(cāng)儲(chǔ)、加工和銷售實(shí)際產(chǎn)業(yè)環(huán)境需求，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，主要包括：土壤墑情、農(nóng)田水位、雨量、風(fēng)力、光照、氣壓、溫濕度等傳感器，以及自主研發(fā)的全景監(jiān)控設(shè)備。其中，智能傳感器采集信息通過部署的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)傳到系統(tǒng)中，全景監(jiān)控設(shè)備通過交換機(jī)接入到網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)服務(wù)器。

圖1 品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源應(yīng)用體系架構(gòu)

同時(shí)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備、全景監(jiān)控和智能防偽技術(shù)，可以融合區(qū)塊鏈技術(shù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所需智能硬件設(shè)備部署。在品牌農(nóng)產(chǎn)品信息記入溯源鏈平臺(tái)前，用機(jī)器代替人力對(duì)農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行校驗(yàn)，減少道德風(fēng)險(xiǎn)，確保品牌農(nóng)產(chǎn)品信息的真實(shí)性，針對(duì)品牌農(nóng)產(chǎn)品關(guān)鍵環(huán)節(jié)如種植、倉(cāng)儲(chǔ)、加工和銷售等的信息進(jìn)行采集驗(yàn)證上鏈。基于區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)和不可篡改等，構(gòu)建整個(gè)品牌農(nóng)產(chǎn)品的全產(chǎn)業(yè)鏈信息不可篡改、不可偽造的強(qiáng)信任追蹤溯源應(yīng)用體系。基于區(qū)塊鏈溯源應(yīng)用，每件品牌農(nóng)產(chǎn)品都有了身份證，采用智能防偽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)品牌農(nóng)產(chǎn)品的開封即銷毀而且不可復(fù)制。

品牌農(nóng)產(chǎn)品生命周期強(qiáng)溯源平臺(tái)如圖2所示，包括物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、去中心化溯源系統(tǒng)三個(gè)部分。通過虛實(shí)映射結(jié)合的方式，將產(chǎn)品生命周期關(guān)鍵信息進(jìn)行驗(yàn)證記錄，通過多方參與，共同保障產(chǎn)品的強(qiáng)信任度。

圖2 品牌農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)溯源平臺(tái)組成系統(tǒng)示意圖

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)品牌農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境信息自動(dòng)采集，對(duì)應(yīng)的傳感設(shè)備可包括但不限于:多參數(shù)氣象傳感器、光合有效輻射傳感器、水位傳感器、土壤水分溫度電導(dǎo)率傳感器和土壤養(yǎng)分含量測(cè)量?jī)x。數(shù)據(jù)采集傳輸處理包括：數(shù)據(jù)處理平臺(tái)軟件、無線數(shù)據(jù)采集模塊和無線智能網(wǎng)關(guān)。集成的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以全維度采集監(jiān)測(cè)農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境信息，能夠預(yù)測(cè)周圍區(qū)域的小氣候，預(yù)測(cè)內(nèi)容豐富：氣溫、空氣相對(duì)濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓和降雨等。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用全景監(jiān)控和普通監(jiān)控結(jié)合的模式。全景監(jiān)控采用智能全景監(jiān)控，對(duì)比其他監(jiān)控方案，監(jiān)控視角廣，水平360度，垂直360度，廣域范圍，1 500萬像素360°全景網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控采用一體化設(shè)計(jì)模式，方便農(nóng)產(chǎn)品種植環(huán)境快速安裝，輸出最高分辨率可達(dá)4 k(4 096×2 048)畫質(zhì)，可以針對(duì)重要細(xì)節(jié)更加清晰呈現(xiàn)。

去中心化溯源應(yīng)用系統(tǒng)依賴于區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)不可刪除、不可篡改和不可偽造的重要特性，建立強(qiáng)信任品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源應(yīng)用體系。溯源系統(tǒng)主要包括農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)追溯、生產(chǎn)加工追溯、銷售溯源、視頻監(jiān)控、農(nóng)產(chǎn)品溯源鏈及其軟件管理系統(tǒng)功能。

圖3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)圖

3.2 區(qū)塊鏈溯源應(yīng)用系統(tǒng)流程

區(qū)塊鏈溯源應(yīng)用系統(tǒng)通過為品牌農(nóng)產(chǎn)品賦予獨(dú)一無二的“身份證”讓農(nóng)產(chǎn)品從種植開始直到最終被消費(fèi)者購(gòu)買，全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息都會(huì)被存證在區(qū)塊鏈上。品牌農(nóng)產(chǎn)品獨(dú)一無二的“身份證”即拆即毀、不可被復(fù)制，確保消費(fèi)者溯源驗(yàn)證信息未被篡改。

數(shù)據(jù)上鏈，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品品牌方來說，通過終端設(shè)備，使用區(qū)塊鏈技術(shù)，品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)將品牌農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)記入溯源區(qū)塊鏈，并通過哈希函數(shù)和橢圓曲線ECC非對(duì)稱加密算法等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和驗(yàn)證，確保整個(gè)區(qū)塊鏈的參與方能夠透明地查看各個(gè)環(huán)節(jié)信息，并且存證信息不會(huì)被人為篡改。

對(duì)于消費(fèi)者來說，在選擇購(gòu)買品牌農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，可通過微信掃一掃溯源二維碼等便捷易用的方式，查看追溯驗(yàn)證這件品牌農(nóng)產(chǎn)品從種植、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、報(bào)檢、第三方檢驗(yàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)全過程認(rèn)證信息，從而利用溯源系統(tǒng)提升品牌產(chǎn)業(yè)鏈信息的真實(shí)溯源，增強(qiáng)品牌信任感。

基于區(qū)塊鏈的品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源鏈可進(jìn)一步應(yīng)用于防偽、溯源、防竄貨及控價(jià)、微信互動(dòng)、大數(shù)據(jù)收集分析決策、區(qū)塊鏈和產(chǎn)業(yè)鏈可信溯源等多個(gè)應(yīng)用交叉領(lǐng)域。

利用高科技進(jìn)行品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源，使品牌農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)成為區(qū)塊鏈上的可信環(huán)節(jié)，不僅可以進(jìn)一步推動(dòng)品牌農(nóng)產(chǎn)品銷售，也是集農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能全景監(jiān)控、智能防偽和區(qū)塊鏈技術(shù)的強(qiáng)信任背書溯源應(yīng)用體系的重要組成部分。

4 仿真實(shí)驗(yàn)

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)環(huán)境為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)，硬件部署環(huán)境為Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2680 v3 48核、64 GB內(nèi)存、2.2 TB硬盤，品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源鏈實(shí)驗(yàn)軟件環(huán)境、輕量級(jí)虛擬機(jī)和測(cè)試數(shù)據(jù)。

4.2 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)品牌農(nóng)產(chǎn)品信息上鏈和響應(yīng)時(shí)間性能進(jìn)行驗(yàn)證，從上鏈信息和響應(yīng)時(shí)間來評(píng)估溯源系統(tǒng)的高可用性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)以不同的上鏈信息數(shù)據(jù)規(guī)模和不同的請(qǐng)求頻次對(duì)應(yīng)的上鏈響應(yīng)時(shí)間為評(píng)估要素，驗(yàn)證信息上鏈的可用性和穩(wěn)定性。

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在溯源信息量規(guī)模固定的情況下，采用不同的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)上鏈，對(duì)應(yīng)的上鏈響應(yīng)時(shí)間變化如圖4所示，隨著頻率增大，響應(yīng)時(shí)間減少，單位信息請(qǐng)求平均響應(yīng)時(shí)間也在不斷減少。

圖4 不同頻率對(duì)應(yīng)響應(yīng)時(shí)間變化

在溯源信息上鏈頻率固定的情況下，針對(duì)不同的溯源信息量規(guī)模，上鏈響應(yīng)時(shí)間變化如圖5所示，隨著信息量規(guī)模增大，單位信息響應(yīng)時(shí)間基本保持不變。

圖5 不同數(shù)據(jù)量對(duì)應(yīng)響應(yīng)時(shí)間變化

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品安全可信溯源應(yīng)用系統(tǒng)在不同規(guī)模溯源信息及不同請(qǐng)求頻率下具有高可用性和穩(wěn)定性，單位信息上鏈響應(yīng)平均時(shí)間在秒級(jí)，具有可擴(kuò)展性。

5 結(jié) 語

本文研究了將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源的一體化應(yīng)用體系，解決中心化溯源系統(tǒng)信任度低和系統(tǒng)安全的問題，品牌農(nóng)產(chǎn)品溯源鏈分布式、不可篡改和共識(shí)驗(yàn)證等特性提升了系統(tǒng)的安全性和可信任度。從溯源信息上鏈和響應(yīng)時(shí)間方面對(duì)去中心化溯源系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明基于區(qū)塊鏈的強(qiáng)信任溯源系統(tǒng)具有高可用性和穩(wěn)定性，且在分布式溯源數(shù)據(jù)上鏈可擴(kuò)展性等方面表現(xiàn)良好。下一步將通過對(duì)溯源鏈細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，提升不同場(chǎng)景下的系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)。