基于區(qū)塊鏈技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案航天復(fù)雜產(chǎn)品研制1.1目的應(yīng)用范例技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用模塊提供安全、可靠、易用的區(qū)塊鏈服務(wù)為了支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)百萬用戶，提供安全、可靠、易用的區(qū)塊鏈服務(wù)。本項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈加密、分布式存儲(chǔ)、P2P傳輸、共識(shí)機(jī)制、智能合約等技術(shù)優(yōu)化，創(chuàng)建適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求應(yīng)用模塊，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域交易、協(xié)作及供應(yīng)鏈場景應(yīng)用范例。航天復(fù)雜產(chǎn)品研制1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢區(qū)塊鏈發(fā)展階段區(qū)塊鏈1.0區(qū)塊鏈2.0區(qū)塊鏈3.0比特幣產(chǎn)生，帶來數(shù)字貨幣的概念及其對(duì)市場影響的思考關(guān)注智能合約業(yè)務(wù)價(jià)值，增加應(yīng)用功能，拓展區(qū)塊鏈適用范圍區(qū)塊鏈應(yīng)用范圍擴(kuò)展到政府、醫(yī)療、金融、文化等各個(gè)領(lǐng)域，支持廣義資產(chǎn)交互當(dāng)前發(fā)展階段：區(qū)塊鏈2.0到3.0邁進(jìn)萬物互聯(lián)“區(qū)塊鏈+”時(shí)代1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢未來發(fā)展趨勢技術(shù)趨勢集中式公共區(qū)塊鏈publicblockchain分布方式區(qū)塊鏈形態(tài)分布式側(cè)鏈side-chain私有區(qū)塊鏈privateblockchain區(qū)塊鏈即服務(wù)BlockchainasaService市場趨勢全球信用體系中間商減少基于數(shù)學(xué)的信用體系形成區(qū)塊鏈應(yīng)用市場拓展1.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢專利申請(qǐng)狀況區(qū)塊鏈專利申請(qǐng)進(jìn)入高速增長階段，中美國成為主要專利申請(qǐng)國，大部分專利源于新興創(chuàng)業(yè)公司。2.1目標(biāo)加密技術(shù)分布式存儲(chǔ)P2P傳輸共識(shí)機(jī)制區(qū)塊鏈底層技術(shù)供應(yīng)鏈追溯平臺(tái)用戶征信能力共享基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的上層應(yīng)用智能合約API接口調(diào)用基于聯(lián)盟鏈區(qū)塊鏈的加密技術(shù)、分布式存儲(chǔ)、P2P傳輸、共識(shí)機(jī)制、智能合約等基本技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域交易、協(xié)作及供應(yīng)鏈場景應(yīng)用范例，并打造適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求的應(yīng)用模塊，供平臺(tái)用戶方便使用。2.2方案內(nèi)容工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈底層搭建數(shù)據(jù)采集+區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層區(qū)塊鏈公私鑰加密保證平臺(tái)數(shù)據(jù)隱私性及安全性數(shù)據(jù)管理層+區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層P2P組網(wǎng)技術(shù)、廣播驗(yàn)證機(jī)制提升了數(shù)據(jù)安全性、透明性數(shù)據(jù)服務(wù)層+共識(shí)激勵(lì)層統(tǒng)一的共識(shí)、發(fā)行、分配機(jī)制，有效解決參與主體之間的信任問題，提升平臺(tái)公平性。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)層+智能合約將智能合約應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將有效保證平臺(tái)用戶之間交易行為的效率以及安全性。2.2方案內(nèi)容基于區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈追溯1）各類設(shè)備數(shù)據(jù)提取加工及區(qū)塊鏈編碼通過結(jié)合RFID等識(shí)別技術(shù)，盡可能全面的提取更加廣泛的數(shù)據(jù)類型，記錄設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、物流全流程，并將進(jìn)行區(qū)塊鏈編碼。2）設(shè)備數(shù)據(jù)的安全查詢功能研究與該場景相適應(yīng)的智能合約、數(shù)據(jù)調(diào)用接口，在保證安全性、隱私性的前提下，方便采購方方便快捷的查詢相關(guān)數(shù)據(jù)。2.2方案內(nèi)容基于區(qū)塊鏈的平臺(tái)用戶征信1）交易數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈編碼基于訂單數(shù)據(jù)對(duì)安全性及隱私性的高要求，需要對(duì)訂單數(shù)據(jù)采用相適應(yīng)的區(qū)塊鏈加密編碼技術(shù)，并與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外協(xié)外購的業(yè)務(wù)模塊相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化。2）設(shè)備數(shù)據(jù)的安全查詢功能考慮到企業(yè)對(duì)于訂單數(shù)據(jù)安全性、隱私性的訴求，訂單信息只應(yīng)當(dāng)在發(fā)生經(jīng)濟(jì)糾紛、平臺(tái)認(rèn)證、金融服務(wù)等相應(yīng)情況時(shí)被查詢。需要研究與該場景相適應(yīng)的智能合約、數(shù)據(jù)調(diào)用接口2.2方案內(nèi)容基于區(qū)塊鏈的能力共享機(jī)制目前，由于缺少有力的激勵(lì)措施，存在平臺(tái)云網(wǎng)用戶活躍度相對(duì)較低，共享能力數(shù)量有限，很大程度上限制了平臺(tái)用戶業(yè)務(wù)的開展，制約了平臺(tái)的擴(kuò)大及發(fā)展。參考比特幣區(qū)塊鏈的“挖礦”模式，獎(jiǎng)勵(lì)為平臺(tái)貢獻(xiàn)能力、需求的用戶，為其在平臺(tái)開展業(yè)務(wù)提供更多便利，將有效促進(jìn)其在平臺(tái)開展業(yè)務(wù)的意愿，促進(jìn)平臺(tái)整體活躍度。同時(shí)，利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改的特性，可以支持不同平臺(tái)間進(jìn)行清算，為跨平臺(tái)開展業(yè)務(wù)提供有力保障。2.3關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景的區(qū)塊鏈底層技術(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與區(qū)塊鏈技術(shù)整體融合支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相應(yīng)業(yè)務(wù)的智能合約編制123支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相應(yīng)查詢需求的接口研發(fā)基于區(qū)塊鏈的信息安全技術(shù)54加密技術(shù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議123共識(shí)機(jī)制智能合約542.3.關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)加密技術(shù)研究散列（哈希）算法加密和國密算法的使用策略。散列算法也叫數(shù)據(jù)摘要或者哈希算法，其原理是將一段信息轉(zhuǎn)換成一個(gè)固定長度并具備以下特點(diǎn)的字符串?？傮w上看，SHA256和SM3這兩種算法效率和安全性大致相當(dāng)，目前區(qū)塊鏈主要使用SHA256，國內(nèi)某些特定業(yè)務(wù)場景使用國密SM3，亦是比較符合國家安全和監(jiān)管的選擇。但由于不同業(yè)務(wù)場景的安全性標(biāo)準(zhǔn)有別，未來不排除還需要探索更優(yōu)算法的可能性。同時(shí)研究非對(duì)稱加密算法的使用和私鑰管理機(jī)制。非對(duì)稱加密算法由對(duì)應(yīng)的一對(duì)唯一性密鑰（即公開密鑰和私有密鑰）組成的加密方法。任何獲悉用戶公鑰的人都可用用戶的公鑰對(duì)信息進(jìn)行加密與用戶實(shí)現(xiàn)安全信息交互。由于公鑰與私鑰之間存在的依存關(guān)系，只有用戶本身才能解密該信息，任何未受授權(quán)用戶甚至信息的發(fā)送者都無法將此信息解密。2.3.關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)分布式存儲(chǔ)技術(shù)涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究。在區(qū)塊鏈技術(shù)中，數(shù)據(jù)以區(qū)塊的方式永久儲(chǔ)存。區(qū)塊按時(shí)間順序逐個(gè)先后生成并連接成鏈，每一個(gè)區(qū)塊記錄了創(chuàng)建期間發(fā)生的所有交易信息。區(qū)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般分為區(qū)塊頭（header）和區(qū)塊體（body）。其中，區(qū)塊頭用于鏈接到前一個(gè)區(qū)塊并且通過時(shí)間戳特性保證歷史數(shù)據(jù)的完整性；區(qū)塊體則包含了經(jīng)過驗(yàn)證的、區(qū)塊創(chuàng)建過程中產(chǎn)生的所有交易信息。按照數(shù)據(jù)庫的部署形式來看，一般分為單機(jī)型和分布式兩種。其中，單機(jī)型數(shù)據(jù)庫保證強(qiáng)一致性和較好的可用性。分布式數(shù)據(jù)庫在物理部署上遵循了分布式架構(gòu)，能提供高并發(fā)的讀寫性能和容錯(cuò)，有很強(qiáng)的可用性和分區(qū)容錯(cuò)性，但由于需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)一致性較弱，只能保證最終一致性。2.3.關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)共識(shí)機(jī)制共識(shí)機(jī)制決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)記賬的規(guī)則、合理性、有效性和效率?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的不同應(yīng)用場景，以及各種共識(shí)機(jī)制的特性，我們建議按照以下維度來評(píng)價(jià)及選擇適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景的共識(shí)機(jī)制：性能效率、資源消耗、容錯(cuò)性、合理監(jiān)督。2.3.關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)智能合約智能合約可視作一段部署在區(qū)塊鏈上可自動(dòng)運(yùn)行的程序，其涵蓋的范圍包括編程語言、編譯器、虛擬機(jī)、事件、狀態(tài)機(jī)、容錯(cuò)機(jī)制等。虛擬機(jī)是區(qū)塊鏈中智能合約的運(yùn)行環(huán)境。虛擬機(jī)不僅被沙箱封裝起來，事實(shí)上它被完全隔離。也就是說運(yùn)行在虛擬機(jī)內(nèi)部的代碼不能接觸到網(wǎng)絡(luò)、文件系統(tǒng)或者其他進(jìn)程。甚至智能合約之間也只能進(jìn)行有限的調(diào)用。智能合約本質(zhì)上是一段程序，存在出錯(cuò)的可能性，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重問題或連鎖反應(yīng)。需要做好充分的容錯(cuò)機(jī)制，通過系統(tǒng)化的手段，結(jié)合運(yùn)行環(huán)境隔離，確保合約在有限時(shí)間內(nèi)按預(yù)期執(zhí)行。3.實(shí)現(xiàn)途徑平數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)1233上層應(yīng)