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为解决食品供应链数据共享难、单链区块链存储和共识效率低等问题，研究人员开展基于主从多链架构的食品全流程全信息追溯模型研究。结果显示数据上传成功率达 98.86% 等，为食品安全追溯提供可行参考，提升食品安全保障。
在当今社会，人们对美食的追求日益高涨，从精致的法式大餐到街头巷尾的特色小吃，食品种类琳琅满目。然而，食品安全问题却如影随形。新闻中不时曝光的食品质量问题，从变质的食材到违规添加的有害物质，让消费者忧心忡忡。这不仅威胁着人们的身体健康，还影响着社会的稳定发展。食品供应链就像一个庞大而复杂的迷宫，参与者众多，数据结构繁杂，上下游信息获取困难，跨域信息共享更是难上加难。在这样的情况下，确保食品数据来源的可信度和数据流动的安全性成为巨大挑战。传统的追溯方式在面对这些问题时显得力不从心，于是，区块链技术逐渐走进人们的视野，被寄予厚望。但单链区块链系统也存在诸如存储容量低、共识效率低等问题，而且各利益相关方数据收集的不可靠性也没有得到有效解决。在这样的背景下，开展一项能够突破这些困境的研究迫在眉睫。
为了攻克这些难题，研究人员积极探索。虽然文中未明确研究机构，但他们围绕食品全流程全信息追溯展开了深入研究。最终，他们构建出基于主从多链架构的食品全流程全信息追溯模型，设计并实现了追溯系统。该研究成果意义重大，为食品质量安全保障和追溯提供了可行的参考，显著提升了食品安全水平，有望让消费者吃得更加放心。并且，该研究成果发表在《Expert Systems with Applications》上，得到了专业领域的认可。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，基于区块链多链架构提出了可信传输协议，利用射频识别（RFID）技术实现数据的可信传输，通过随机数和标识符在区块链对等节点、阅读器和标签之间进行认证。其次，基于主从多链架构设计了智能合约系统，在 ChainMaker 平台上使用 Go 语言开发多个功能智能合约，负责数据上传、访问控制等关键功能。还利用物联网（IoT）设备的自动数据采集能力，实时、自动、准确地采集各类数据。
食品全流程全信息追溯模型
研究人员对食品全流程全信息追溯的关键阶段进行了抽象，分析了数据的流动特点，并对数据进行解析和访问级别分类。针对单链区块链共识效率低等问题，通过整合多模态存储、密码学以及 TBFT（Tendermint Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容错共识算法）共识机制，构建了基于主从多链架构的食品区块链全流程全信息追溯模型。这一模型的建立，为后续的数据处理和追溯提供了坚实的基础，使得食品数据在复杂的供应链环境中能够安全、有序地流转和存储。
主动数据收集模型
为提升食品行业自动化设备收集的数据在上传至区块链网络前的安全性，研究人员提出了基于区块链多链架构的可信传输协议。借助 RFID 技术，通过在区块链对等节点、阅读器和标签之间进行认证，确保数据可信传输，同时采用统一编码方案，进一步保障数据传输的准确性和规范性。基于此开发了适用于食品全流程全信息追溯的主动数据收集载体，并对协议流程和可信收集进行了验证，为数据的源头采集提供了可靠保障。
智能合约设计
针对多利益相关方和供应链多阶段数据共享中的可信度和安全性挑战，研究人员基于主从多链架构设计了专门用于食品全流程追溯的智能合约系统。在 ChainMaker 平台上，用 Go 语言开发了多个功能智能合约，分别负责数据上传、访问控制以及主从链之间的数据交互等关键功能。这些智能合约就像一个个精密的 “数据管家”，确保在复杂的供应链环境中，数据的共享和交互安全可靠，让各个环节的参与者能够放心地进行数据操作。
可行性分析
从技术框架、数据安全和信息可信度等方面来看，基于主从多链区块链架构的食品供应链全流程全信息追溯模型具有高度可行性。在数据收集和存储方面，充分利用了物联网设备的自动化数据采集能力，实现了各类数据的实时、自动、准确采集。这意味着食品从生产源头到销售终端的每一个关键信息都能被精准记录，为后续的追溯和质量把控提供了丰富、可靠的数据支持。
研究结论与讨论
研究构建的基于主从多链架构的食品全流程全信息追溯模型，结合可信传输协议，显著提升了数据的安全性和追溯的准确性。统一的 EPCIS（EPC Information Services，电子产品代码信息服务）标准编码方法，提高了数据的互操作性和可扩展性，便于与物联网设备和业务平台高效集成。通过模拟实验可以看到，该系统的数据上传成功率高达 98.86%，查询公共数据追溯的平均时间为 1.489 秒，查询私有数据追溯的平均时间为 1.812 秒。这些数据充分表明，该系统具备强大的可行性和高性能。这一研究成果为食品行业的全流程全信息追溯提供了切实可行的解决方案，有效保障了数据来源的可信度，对食品质量安全保障和追溯具有重要的参考价值，在提升食品安全水平方面发挥了关键作用，为守护人们舌尖上的安全奠定了坚实基础。
