馮國富,胡俊輝,陳 明

(1上海海洋大學信息學院，上海 201306;2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)信息重點實驗室，上海 201306)

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，據(jù)統(tǒng)計，2020年中國水產(chǎn)品總產(chǎn)量為6 549萬t，其中養(yǎng)殖產(chǎn)品占比達到了79.8%[1]。近年來，水產(chǎn)品質量安全事件頻發(fā)，不僅危及人們的身體健康，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展也有不利影響[2-3]。在水產(chǎn)品交易環(huán)節(jié)中，交易數(shù)據(jù)的安全至關重要，這些數(shù)據(jù)不只是消費者進行水產(chǎn)品質量追溯的依據(jù)，還能讓養(yǎng)殖企業(yè)帶來更高經(jīng)濟收益。在傳統(tǒng)水產(chǎn)品交易模式下，數(shù)據(jù)多采用中心化的存儲方式，數(shù)據(jù)的安全可靠性得不到保證[4-5]。當存儲數(shù)據(jù)的中心服務器出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)就會存在丟失的風險，并且中心化存儲的數(shù)據(jù)有可能會被篡改，數(shù)據(jù)可靠性存疑。除此之外，數(shù)據(jù)不能共享且溯源困難，水產(chǎn)品的養(yǎng)殖廠家、經(jīng)銷商以及消費者之間的數(shù)據(jù)是不互通的，因此導致交易鏈的上下游不能有效協(xié)同，數(shù)據(jù)溯源的透明性較低，出現(xiàn)問題無法第一時間定位。

區(qū)塊鏈具有去中心化、可追溯和不可篡改的特點[6-9]，區(qū)塊鏈的出現(xiàn)為解決水產(chǎn)品交易中存在的數(shù)據(jù)安全問題提供了新的解決思路。首先，區(qū)塊鏈是由多方參與共同維護的分布式數(shù)據(jù)庫，不存在中心化的管理機構，解決了中心化存儲數(shù)據(jù)不可靠的問題[10]。其次，區(qū)塊鏈運用密碼學技術，每個區(qū)塊包含前一個區(qū)塊鏈的哈希(Hash)值，形成有序的鏈式結構，確保數(shù)據(jù)不易被篡改[11]。最后，區(qū)塊鏈具有可追溯性，共識機制保證節(jié)點間的數(shù)據(jù)共享和監(jiān)督，存儲于區(qū)塊鏈之上的每一條記錄、每一筆交易都可以進行可信溯源[12]。但是將區(qū)塊鏈技術直接應用于水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)存儲會存在問題，一是水產(chǎn)品交易環(huán)節(jié)中節(jié)點眾多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，如果這些數(shù)據(jù)直接存儲到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡上，會給區(qū)塊鏈存儲容量造成壓力。二是要保證交易的隔離性，即當前交易參與主體間的操作對其他主體是不可見的，數(shù)據(jù)加密之后再進行傳輸。

本研究以Fabric區(qū)塊鏈平臺為基礎，通過對水產(chǎn)品交易流程分析，梳理并提煉出交易環(huán)節(jié)中關鍵主體和數(shù)據(jù)，提出基于區(qū)塊鏈的水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)溯源系統(tǒng)模型。在該模型中，數(shù)據(jù)不直接存儲在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，而是結合星際文件系統(tǒng)(IPFS)存儲原始數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中只需要存儲IPFS的文件Hash地址降低鏈上存儲壓力。在此基礎上，提出了系統(tǒng)訪問權限控制方案，不同主體間進行數(shù)據(jù)交易時運行在獨立的通道內，每個通道有獨立的賬本和智能合約，不同通道間數(shù)據(jù)隔離，保證數(shù)據(jù)的隱私性和安全性。

1 相關背景

1.1 區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈是一種分布式去中心化賬本[13-14]，隨著區(qū)塊鏈在不同領域研究的深入，區(qū)塊鏈的應用也越來越多樣化，學者們提出了許多數(shù)據(jù)存儲和溯源方案[15-17]。Xie等[18]基于區(qū)塊鏈提出了一種雙鏈存儲結構進行農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲，利用鏈式數(shù)據(jù)結構存儲交易的哈希值，然后將其與區(qū)塊鏈鏈接在一起形成鏈式結構，保證數(shù)據(jù)不會被篡改。Hao等[19]提出了一種基于IPFS和區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲模型，將傳感器數(shù)據(jù)存入IPFS文件系統(tǒng)，然后利用區(qū)塊鏈存儲分布式文件系統(tǒng)IPFS的哈希值，確保數(shù)據(jù)安全。葛艷等[20]將區(qū)塊鏈技術與危害分析及關鍵控制點(HACCP)結合，提出了生食牡蠣的質量溯源模型，通過設計智能合約，對鏈上和鏈下數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并進行質量判斷。李夢琪等[21]通過分析水產(chǎn)品供應鏈的關鍵信息，提出了一種主從多鏈存儲模型對供應鏈溯源信息進行管理，保證了溯源數(shù)據(jù)的真實性和追溯過程的透明化。趙磊等[22]從信息生態(tài)視角分析用戶需求，提出追溯參與主體的風險補償方案，并進行信息鏈流程再造，給出了一種基于區(qū)塊鏈的生鮮食品追溯模型。以上基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)溯源模型都有各自的優(yōu)點，但是水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)溯源場景下數(shù)據(jù)量較大，直接存儲在區(qū)塊鏈之上會給鏈上造成很大壓力，并且交易數(shù)據(jù)的隱私性應該進行控制。因此，本研究結合區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢以及現(xiàn)有溯源系統(tǒng)的不足，提出區(qū)塊鏈在水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)上的溯源模型。

1.2 星際文件系統(tǒng)

IPFS是一個由所有參與的節(jié)點共同構成的分布式文件系統(tǒng)[23-24]。IPFS在進行數(shù)據(jù)存儲時不會受到文件大小的限制，因為它會將文件分為大小相等的數(shù)據(jù)塊，每一塊數(shù)據(jù)都有一個對應的Hash值，根據(jù)這些Hash值可以構建出一張文件檢索表，從而可以實現(xiàn)將這些數(shù)據(jù)塊分散存放在不同的服務器上[25]。

在進行數(shù)據(jù)查詢時，只需要輸入要查詢的文件Hash值，IPFS就會根據(jù)文件檢索表去對應的文件服務器上查詢數(shù)據(jù)并返回。IPFS分布式的特點使其可以天然地與區(qū)塊鏈結合，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中不再存放完整的數(shù)據(jù)，只需要存放對應數(shù)據(jù)文件的IPFS散列地址，從而節(jié)省區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡帶寬，降低鏈上存儲壓力。

2 系統(tǒng)模型

2.1 水產(chǎn)交易流程分析

在整個水產(chǎn)品交易流程中，首先要保證源頭數(shù)據(jù)的真實可靠，即保證消費者購買到的水產(chǎn)品的養(yǎng)殖信息是真實可追溯的。水產(chǎn)品交易溯源流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

整個流程主要包括3個主體，分別為養(yǎng)殖廠、消費者和監(jiān)管部門。在水產(chǎn)品流入市場進行交易前，養(yǎng)殖廠首先要將水產(chǎn)品的養(yǎng)殖信息，如池塘編號、水產(chǎn)品種類、入塘時間和捕撈時間等信息通過智能合約協(xié)調IPFS和區(qū)塊鏈的工作，將原始數(shù)據(jù)存入IPFS中，再將返回的IPFS地址Hash值上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。消費者和養(yǎng)殖廠進行交易時，也需要將這些水產(chǎn)品的訂單交易記錄，包括買賣雙方姓名、水產(chǎn)品名稱、重量、單價和訂單金額等信息結合IPFS進行存儲。在交易完成之后，如果消費者發(fā)現(xiàn)購買的水產(chǎn)品出現(xiàn)食品質量安全問題，也可以將投訴信息上傳至IPFS中進行存儲。監(jiān)管部門根據(jù)投訴信息在IPFS中找到對應交易訂單信息和問題水產(chǎn)品的養(yǎng)殖信息，若該批次水產(chǎn)品存在質量問題，可以及時進行處理。

2.2 系統(tǒng)結構

聯(lián)盟鏈Hyperledger Fabric平臺具有去中心化、部署成本低、可擴展性高和數(shù)據(jù)安全可追溯等特點[26]。因此，通過對水產(chǎn)品交易流程分析，結合Hyperledger Fabric平臺提出了系統(tǒng)整體架構。系統(tǒng)整體架構設計如圖2所示，自上而下可分為應用層、數(shù)據(jù)庫層、網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)層。其中區(qū)塊鏈技術主要用于數(shù)據(jù)庫層和網(wǎng)絡層。

圖2 系統(tǒng)整體架構

應用層是在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的基礎上，通過在區(qū)塊鏈中編寫智能合約對外提供API接口，設計一個水產(chǎn)品交易溯源平臺，利用可視化的界面提供信息交互服務，面向的對象為水產(chǎn)品養(yǎng)殖廠、消費者和監(jiān)管部門。

數(shù)據(jù)庫層包括區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的分布式賬本和IPFS文件系統(tǒng)。系統(tǒng)中所有的原始數(shù)據(jù)在IPFS中進行存儲，數(shù)據(jù)存儲完成后IPFS會返回對應文件的地址Hash值。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的分布式賬本存儲的不再是原始數(shù)據(jù)，而是地址Hash值。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)隱私保護，文件地址Hash值在提交上鏈之前先通過對稱加密的方式進行加密，然后再做上鏈處理。通過這種方式可以實現(xiàn)上傳地址Hash值不會被通道內的其他用戶看到，并且只有獲得訪問權限的用戶才可以查看區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的地址Hash值，最終實現(xiàn)根據(jù)地址Hash值從IPFS文件系統(tǒng)中獲取原始數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡層采用共識算法解決用戶之間的信任問題，通過共識機制選取背書節(jié)點進行數(shù)據(jù)驗證?；诠ぷ髁孔C明的PoW共識算法會消耗很大的算力資源，不適合在商業(yè)領域應用[27]。因此，本研究使用了更加高效的Kafka共識算法，采用一組排序節(jié)點對消息進行處理，根據(jù)排序之后的結果進行上鏈處理[28]。網(wǎng)絡層還要進行節(jié)點的訪問權限控制，通過多通道機制實現(xiàn)通道間的數(shù)據(jù)隔離，通過證書頒發(fā)機構(Certification Authority，CA)簽發(fā)證書控制節(jié)點對數(shù)據(jù)的訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隱私保護。

數(shù)據(jù)層作為最底層主要進行3部分數(shù)據(jù)信息的收集。一是水產(chǎn)品養(yǎng)殖過程中的數(shù)據(jù)，如池塘編號、水產(chǎn)品種類、入塘時間和捕撈時間等。二是交易過程中的訂單數(shù)據(jù)，如買賣雙方姓名、水產(chǎn)品名稱、重量、單價和訂單金額等。三是交易完成之后消費者給出的反饋數(shù)據(jù)，如質量問題的類型和描述、水產(chǎn)品名稱和對應訂單號等。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 Fabric網(wǎng)絡環(huán)境模塊

圖3所示為根據(jù)系統(tǒng)流程圖設計的Fabric網(wǎng)絡結構模型，F(xiàn)abric網(wǎng)絡采用單機多節(jié)點的部署方式。在Fabric網(wǎng)絡中，每1個參與主體對應1個組織節(jié)點，使用配置文件的方式創(chuàng)建系統(tǒng)所需要的養(yǎng)殖廠、消費者和監(jiān)管機構3個組織節(jié)點，并通過Fabric模塊生成對應的數(shù)字證書、數(shù)據(jù)文件和通道創(chuàng)始區(qū)塊。每個組織下面包含2個Peer節(jié)點，用于實現(xiàn)各組織的背書、記賬等功能。除此之外，需要配置CA證書節(jié)點和排序節(jié)點，CA證書節(jié)點用于給用戶分發(fā)并且驗證證書，排序節(jié)點用于對傳遞的消息進行排序以便后續(xù)生成相應的區(qū)塊。在Fabric網(wǎng)絡中，每一個組織都有相應的CA證書機構給用戶頒布證書進行身份驗證，采用支持富查詢的CouchDB數(shù)據(jù)庫作為Fabric的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，每個組織配有相應的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲。共識模塊是由多個Order排序節(jié)點組成的Kafka集群來實現(xiàn)的，它具有高擴展性的特點，并且由于多個排序節(jié)點的存在，具有很高的容錯能力。

圖3 Fabric網(wǎng)絡結構模型

系統(tǒng)中存在養(yǎng)殖廠、消費者和監(jiān)管機構3個組織，其中，組織標志符、組織ID和各個組織安裝的智能合約信息如表1所示。

表1 系統(tǒng)組織表

3.2 系統(tǒng)訪問權限控制模塊

在系統(tǒng)模型中，養(yǎng)殖廠、消費者和監(jiān)管機構3個組織下存在不同的用戶，用戶之間應當是相互獨立的，當消費者A進行數(shù)據(jù)查詢時，對其他消費者來說應該是不可見的。因此，本研究在系統(tǒng)模型中配置了多條通道，每條通道擁有自己獨立的賬本和智能合約。從系統(tǒng)上看，通道仍然是由Order節(jié)點進行管理，劃分目的只是為了將不同的通道信息進行隔離，保證數(shù)據(jù)交易信息的安全性和隱私性。

如圖4所示為系統(tǒng)的通道設計模型，在該系統(tǒng)模型中，所有的節(jié)點會共同加入一個公共通道之中，他們共同維護一個賬本并將自己的數(shù)據(jù)寫入其中進行交易。channel1和channel2是按照業(yè)務需求劃分的私有通道，私有通道之間以及私有通道和主通道之間都是隔離的，可以保證數(shù)據(jù)的隱私性。在該模型中，養(yǎng)殖廠不希望養(yǎng)殖數(shù)據(jù)直接被其他養(yǎng)殖企業(yè)看到，消費者也不希望將自己的消費信息暴露出去。因此，養(yǎng)殖企業(yè)BP1和BP2分別訂閱channel1和channel2通道，購買了相應企業(yè)水產(chǎn)品的消費者C1和C2也會訂閱對應的通道，監(jiān)管機構根據(jù)業(yè)務需求訂閱需要監(jiān)管的通道。在圖4中，BP1和C1在channel1通道中進行交易，BP2和C2在channel2通道中進行交易，通道外組織節(jié)點無法查看交易數(shù)據(jù)。

圖4 多通道設計模型

除了對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡進行多通道劃分，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中應該以密文的方式進行傳輸，確保數(shù)據(jù)的隱私性。當用戶不希望IPFS文件數(shù)據(jù)的地址Hash值直接被通道內其他用戶看到時，可以對其加密后再進行上鏈操作。如當通道內用戶A上傳地址Hash值并且只希望同一通道內的用戶B查看時，可以采用對稱加密算法對地址Hash值進行加密，上鏈過程可以描述為：用戶A首先獲取用戶B通過AES(Advanced Encryption Standard)生成的密鑰K，對地址Hash值進行對稱加密。加密函數(shù)定義為encrypt(K,Hash)，加密后的地址Hash值為E_Hash，加密完成之后再將密文E_Hash上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。當用戶B要查詢原始數(shù)據(jù)時，首先會從區(qū)塊鏈中獲取加密之后的地址Hash值E_Hash，然后使用密鑰K對E_Hash進行解密獲取地址Hash值，解密函數(shù)定義為decrypt(K,E_Hash)，最后再根據(jù)IPFS文件的地址Hash值執(zhí)行查詢操作獲取原始數(shù)據(jù)。

3.3 智能合約模塊

在Fabric平臺中，智能合約又被稱為鏈碼，鏈碼是連接客戶端與Fabric網(wǎng)絡的橋梁[29]。鏈碼就是一段程序代碼，用來表示系統(tǒng)流程的業(yè)務邏輯，也需要通過編譯之后才能夠運行，鏈碼在經(jīng)過編譯和部署之后，一般運行于Docker容器之中。在Docker容器中，客戶端可以通過調用鏈碼，完成數(shù)據(jù)的發(fā)布和查詢操作。鏈碼可以由多種語言進行實現(xiàn)，本研究選用Go語言編寫，系統(tǒng)編寫的部分智能合約接口如表2所示。

表2 智能合約接口說明

鏈碼的主要功能包括發(fā)布和查詢水產(chǎn)品養(yǎng)殖信息、水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)信息和問題投訴信息。根據(jù)組織的不同安裝對應的鏈碼，鏈碼部署成功后首先會調用Init方法進行系統(tǒng)的實例化，然后執(zhí)行Invoke方法發(fā)起交易執(zhí)行定義的業(yè)務功能。以水產(chǎn)品養(yǎng)殖信息發(fā)布為例，當用戶在客戶端執(zhí)行養(yǎng)殖信息發(fā)布操作時，數(shù)據(jù)存儲的業(yè)務邏輯如圖5所示。

圖5 養(yǎng)殖信息上傳流程圖

用戶登錄成功后會發(fā)起數(shù)據(jù)發(fā)布請求，首先會進行權限認證驗證節(jié)點身份信息，然后執(zhí)行文件上傳操作將數(shù)據(jù)提交到IPFS中并返回存儲該文件的地址Hash值，再將返回的地址Hash值進行加密，最終通過調用智能合約將加密后的地址Hash值通過底層共識機制完成上鏈。

當用戶需要查詢水產(chǎn)品養(yǎng)殖信息時，數(shù)據(jù)查詢的業(yè)務邏輯如圖6所示，用戶在前端界面發(fā)起查詢請求后，節(jié)點首先進行身份驗證獲取訪問權限，然后調用智能合約執(zhí)行查詢操作，從區(qū)塊鏈上獲取IPFS地址Hash值密文，再將地址Hash值進行解密，最終根據(jù)地址Hash值從IPFS中獲取原始數(shù)據(jù)返回給前端用戶。

圖6 養(yǎng)殖信息查詢流程圖

4 系統(tǒng)測試與分析

4.1 功能測試

在虛擬機VMware中完成水產(chǎn)品交易溯源系統(tǒng)環(huán)境的搭建，操作系統(tǒng)為Ubuntu16.4。虛擬機的配置為內存2 GB，硬盤為40 GB，Hyperledger Fabric版本為1.2，采用JavaScript進行Web服務開發(fā)。

在Fabric網(wǎng)絡環(huán)境中，系統(tǒng)采用單機多節(jié)點部署的方式，通過在Cryptogen模塊中配置3個節(jié)點來模擬系統(tǒng)中的Org1、Org2和Org3共3個組織，每個組織下分別有peer0和peer1共2個節(jié)點。系統(tǒng)首先生成每個節(jié)點的證書文件并存放在本地，然后執(zhí)行創(chuàng)建通道的命令，根據(jù)業(yè)務規(guī)則創(chuàng)建2個私有通道channel1和channel2，同時執(zhí)行命令將對應節(jié)點加入通道內，最后在每一個組織節(jié)點中安裝鏈碼完成網(wǎng)絡啟動。用戶在登錄時會對節(jié)點身份證書進行認證，只有在證書認證通過以后才可以進行操作。

水產(chǎn)品交易溯源系統(tǒng)提供的功能包括水產(chǎn)品養(yǎng)殖數(shù)據(jù)、訂單數(shù)據(jù)和問題反饋信息的發(fā)布和查詢。當用戶登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)訪問權限控制模塊會根據(jù)當前用戶所在組織的權限，控制用戶可以執(zhí)行哪些業(yè)務功能。如當?shù)卿涴B(yǎng)殖廠用戶peer0org1，用戶所在組織為Org1MSP，節(jié)點發(fā)起交易訂單數(shù)據(jù)發(fā)布請求后，首先需要在前端用戶界面輸入訂單交易數(shù)據(jù)的相關信息，然后節(jié)點會調用安裝在Org1組織內的智能合約執(zhí)行上鏈操作。操作是在一個單獨的通道內完成，對于未訂閱該通道的組織和用戶，所有的數(shù)據(jù)都是不可見的。訂單數(shù)據(jù)發(fā)布成功之后，擁有權限的組織內的節(jié)點可以根據(jù)訂單編號查詢該訂單的詳細信息進行驗證。如圖7和圖8分別為根據(jù)交易訂單編號查詢訂單詳細信息和根據(jù)水產(chǎn)品編號查詢水產(chǎn)品養(yǎng)殖信息，系統(tǒng)首先驗證當前peer節(jié)點的證書keyStore是否正確，驗證成功后調用智能合約執(zhí)行相應的業(yè)務邏輯返回結果。

圖7 交易訂單數(shù)據(jù)查詢界面

圖8 水產(chǎn)品養(yǎng)殖信息查詢界面

4.2 性能測試

對于系統(tǒng)整體性能，主要關注系統(tǒng)的吞吐量(Transaction Per Second ，TPS)。采用HyperLeager項目中的Caliper性能測試框架，測試在系統(tǒng)交易量為100～700筆/s時，吞吐量的變化情況。如圖9所示，橫坐標表示交易的并發(fā)數(shù)，縱坐標表示系統(tǒng)吞吐量，當發(fā)送請求數(shù)量在0～200次/s之間時，系統(tǒng)吞吐量呈穩(wěn)步上升趨勢。當發(fā)送請求數(shù)超過200次/s時，系統(tǒng)吞吐量在220筆/s左右波動，此時已經(jīng)為系統(tǒng)最大吞吐量。

圖9 系統(tǒng)吞吐量測試結果

通過對系統(tǒng)的功能和性能進行測試和分析可知，系統(tǒng)功能的有效性得到了驗證，性能上220筆/s交易的吞吐量可以應用于生產(chǎn)實踐[30]，完成了預期的設計目標。將本研究提出的模型與其他幾篇文獻模型對比如表3所示。

表3 方案性能對比

可以發(fā)現(xiàn)，5篇文章的模型都是基于區(qū)塊鏈去中心化的特點實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的發(fā)布和追溯功能。文獻[19]和文獻[21]均沒有訪問控制機制，本模型進行了完善的通道設計，并且通過智能合約來進行訪問控制，數(shù)據(jù)的隱私性較好。除此之外，文獻[20-22]均未將區(qū)塊鏈與分布式文件系統(tǒng)相結合，數(shù)據(jù)直接存儲在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡上，本模型結合IPFS的存儲方案使得該模型在進行大文件存儲時有更好的適用性。但是，本研究模型未采用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器設備實時采集數(shù)據(jù)，下一步可將區(qū)塊鏈技術與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，進一步提升數(shù)據(jù)的可信性。

5 結論

本研究從水產(chǎn)品交易流程出發(fā)，提出了一種基于區(qū)塊鏈的水產(chǎn)品交易溯源模型，基于Fabric技術框架和分布式數(shù)據(jù)存儲方案IPFS實現(xiàn)了該系統(tǒng)。通過區(qū)塊鏈去中心化的特點和共識機制解決了水產(chǎn)品交易數(shù)據(jù)在中心化存儲模式下面臨的安全問題，同時利用分布式文件系統(tǒng)IPFS降低了鏈上的數(shù)據(jù)存儲壓力。在此基礎上，進行了多通道設計和訪問權限控制，用戶只能訪問所在通道內的數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的隱私性。從性能上看吞吐量為220筆/s左右，方案的可行性和有效性得到了驗證。在水產(chǎn)品供應鏈交易中引入?yún)^(qū)塊鏈技術，保證供應鏈中數(shù)據(jù)的完整性和安全性，防止信息孤島和篡改。這些數(shù)據(jù)對于水產(chǎn)品的質量安全監(jiān)控，以及提升養(yǎng)殖廠的經(jīng)濟效益具有很大的作用，為整個水產(chǎn)品供應鏈良性運轉提供了保障。

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