基于多方计算与区块链的参数化农作物保险优化智能合约框架

《Scientific Reports》：GOMPC: a gas-optimized multi-party computation framework for blockchain-based parametric crop insurance

　　

摘要

参数化农作物保险作为一种创新解决方案，通过基于预定义的环境指标（如降雨量、温度和干旱严重程度）实现自动化赔偿，有效改善了农业风险管理。将区块链技术集成到农作物保险系统中，进一步提升了透明度、信任度以及去中心化程度，同时减少了理赔过程中对中介的依赖。然而，现有的参数化保险方法存在一些局限性，包括区块链交易中较高的耗气量、理赔周期较长、数据共享时的隐私问题，以及集中式验证机制容易被操纵。此外，传统的智能合约架构通常计算效率较低，运营成本较高，这限制了其在大规模农业应用中的扩展性。为应对这些挑战，本研究提出了一种基于多方计算（MPC）与区块链智能合约相结合的、优化了gas消耗的智能合约框架（GOMPC-SCF），以实现安全、低成本和自动化的理赔执行。该框架采用离链计算、高效节能的共识机制，以及基于安全预言机的环境数据汇总方法，确保保险验证过程中隐私得到保护且难以被篡改。该框架被应用于基于干旱的农作物补偿系统，实现自动化理赔流程和快速农民赔付。实验结果表明，在最大测试条件下，GOMPC-SCF显著降低了gas费用，加快了理赔速度，提升了安全性和透明度，增强了去中心化农业保险生态系统的可信度。具体指标包括：gas消耗量降低47,000单位，理赔时间缩短至24秒，吞吐量达到70 TPS，隐私保护率98.92%，抗攻击能力98%，理赔准确率98%，扩展效率97.84%，农民满意度97.82%。