文摘
由于农业技术的商业化,对农业数据的兴趣激增。然而,这些数据是出了名的混乱,和分析师都担心他们的真实性,因为有很大的可能性,其他人可能影响数据质量在不同的点在数据流。本文提出了一个新的区块链架构保护农业数据的完整性。这种体系结构的目的是为农民提供安全的存储。农业数据插入没有一些规则是不能修改的。许多程序都使用智能自动完成合同限制操作的危险。建议的体系结构的概念。它连接传统的农场系统的区块链伴随着智能合约促进整个agri-supply链。概念架构将消除在先前的研究中发现的缺陷。传感器中使用这种方法给我们提供环境数据。 As a result, we store our data in blocks using the blockchain system. Then, we built some unique agricultural smart contracts to handle all transactions and automatize decisions based on the source code of these automated contracts. This strategy would be more efficient and secure.
1。介绍
农业是任何一个国家的经济的一个重要部分,因为它可以帮助养活整个人口。它连接和与所有的相关行业。如果农业基础雄厚,它通常被认为是一个社会和政治稳定的社会。许多现代农场利用尖端技术和科技的想法1]。
以下是一些食品供应链问题的原因和处理环境的挑战。
最大化的利润依赖于一些农民的蔬菜和水果的化学物质。化肥、杀虫剂和其他化合物被用于一些植物和水果。
因此,农药残留在蔬菜和水果变得过度。这是一个重大的健康风险。
重金属污染的食物。作物的灌溉水源污染过度入侵的重金属元素,如铅、锡、汞、锌,对人类健康是危险的。
过度使用食品添加剂在食品加工。一些不法企业过度使用食品添加剂、抗生素、激素和有害物质2]。
下面是一些最常见的区块链应用程序(1]:(我)农业保险。(2)智能农业。(3)可追溯性。(iv)土地登记。(v)食品供应链。(vi)安全与安全的农场。(七)农产品电子商务。
正式定义,区块链是一种分布式分类帐股票交易或敏感数据跨多个股东在一个分散的网络不可信。数据被记录在一个顺序链hash-linked块,方便数据分布比其他传统的数据存储格式更易于管理。块验证,向连锁系统上传选中的节点通过协议达成共识。这一共识机制允许各方参与监测过程当添加数据流。此外,这些数据都存储在所有涉及的复制节点,以确保没有篡改。
使农业应用更有效的和可靠的,我们可以区块链应用程序划分为四类。第一个是可跟踪性和食物的来源的真实性。第二类是智能农业数据管理。第三类是交易金融供应链管理。最后一个是其他的类别信息管理系统(3]。
在农业、收集数据通常非常昂贵。真相的区块链提供了一个可靠的来源的作物,库存和合同。食物来源追踪使用区块链技术,帮助建立值得信赖的食品供应链和发展生产者和消费者之间的信任。它还使利益相关者之间及时支付所产生的数据变化当与智能结合地使用合同(4]。
许多区块链使其独特的特点和承诺未来的工业应用。例如,区块链是分散的、透明的,不可改变的,不可逆转的,自主的,开源的,所有权,出处(真实性和起源),和任务自动化。
合同自动化(智能承包)不需要传统的合同同时提高安全性和降低交易成本。智能合约设计规则和操作应用于各方参与事务(5]。
E-agriculture或智能农业,是指建筑创新方法运用现代信息和通讯技术(ict),如物联网(物联网),云计算,机器学习,大数据,和区块链,走向更可行的农业和农业实践。区块链技术在农业越来越受人关注,因为它能够摆脱现在集中方法,价值链管理农场。农业新技术产生了4.0或智能农业(6]。
智能合约帮助管理实现收入共享算法的挑战和提高生产率、透明、安全、可追溯性,全面整合供应链之间的水平。
聪明的合同被认为是一种灵活的计划,因为他们提供成本的指标,用于实现高生产率在计划生产和交付产品在当前市场的背景下的限制,然后执行既定的程序(7]。
所有创新结果从一个试图解决一个问题,和区块链技术也不例外。学习区块链技术的起源后,很明显,区块链解决现有缺陷集中的农业系统。
在安全层面,我们永远无法消除漏洞;它只能减少和降低。当试图建立一个协议,集团一直充当第三方议员减少猜疑。一方希望公平的商品,而另一个希望得到谈判的现金。即使买方和卖方没有理由信任彼此,他们因为他们信任第三方完成交易。区块链声称要克服这些问题,帮助应用程序开发在分散的和安全的方式,确保一些保证水平。关键原因之一区块链的广泛采用。实现区块链和智能合约,得益于他们的优势是一个很大的动机来提高农业系统模型,使其更安全。
安全记录区块链,所有事务。与智能控制器可以使用这种技术合同和物联网控制供应链管理,存储农场数据,并管理身份,等等。区块链,个人数据是蒙面,需要权限控制来访问它们。信息被存储在多个计算机(分布式分类帐)而不是在单个服务器上;这个系统使黑客更难改变数据。通过维护一个跟踪审计,区块链可以即时跟踪商品或货物,协助提供证明和暴露的弱点在任何供应链。此外,聪明的合同将自动交易和提高效率。智能合约消除依赖人为干预而忽视依赖第三方。
在我们的建筑计划,物联网将扮演一个角色收集环境数据。聪明的合同将扮演的角色数据科学分析,这意味着处理数据可行的见解,而区块链记录和验证数据。该方案使用算法创建管理各种数据段的交互。该系统的下一个步骤是创建一个区块链系统由智能自动化合同和在分析收集到的数据做出正确的预测。这个项目将保证农业生产的增强。应用平台将允许网络上的所有的参与者(供应商、农民、客户和分销商)可视化数据和跟踪产品的增长。区块链验证数据使用一个分散的共识和加密算法,使它几乎很难改变由于大量的计算机能力。如前所述,区块链的验证数据组织,全面的和不可改变的。
当我们谈论跟踪产品,我们讨论的环境数据收集货物了。网络成员将得到所有生长湿度,温度,光,和土壤pH值的细节。他们说,“如果代码x事件发生时,执行y行动。“每段时期的参与者将收到更新后的数据。当客户知道所有关于产品的数据,他会买,他会满意这些共享信息和高兴是一个商业交易的一部分。当农夫控制所有必要条件生长最优质量,他将建立信心与客户共享信息,并获得他们的信任。的另一个例子的优势提供的供应链管理方案分配货物到达和容器。区块链允许跟踪和存储信息,如订单、产品状态、装运细节,增加透明度和监管信息和客户满意度。
聪明的合同是由编码分析收集到的数据和显示成员如果传感器结果最优值。这些合同帮助跟踪产品供应链通过保持眼睛在产品识别和检测的成员拥有的产品。此外,不能存储数据块,直到验证和验证控制成员,所以一个实体的情况下可以恶意其他集中系统相比明显减少。一般来说,事实是,区块链系统和智能合约可以独立执行中间人的职责。
关于未来的研究差距和挑战,我们注意到,许多研究人员建立了一个方案,包括一个存储数据的区块链对农场、实体、产品、金融业务,交易,交易都在一个分布式的分类帐。我们认为,在我们的系统需要更结构化的数据。研究的挑战是将相关数据个人成“用户区块链,”数据描述产品进入“产品信息区块链,”和数据相关实体之间的交易为“事务区块链。”
同时,实体之间的关系建立在信任,和每个参与者知道他们的职责和权利。另一方面,我们已经看到一些研究者不自动执行特定任务,如检测环境传感器数据没有干预。之后做一些研究,我们决定使用智能合同区块链的同伴。
一般来说,区块链系统艾滋病通过其稳固安全的优势在于——保护方法(同时调度数据的最后版本所有网络成员)。由于农业数据是敏感的和必要的,区块链有助于完全变换信息如何被添加一个端到端加密系统。重要的是要记住,分布式数据防止欺诈和违法行为。参与者在网络得到了数据和个人信息是匿名的。攻击者不能访问或修改数据,因为信息不保存在单个服务器和验证块有一个非常小的被逆转的可能性。
因为区块链采用分布式分类帐,交易记录相同在很多地方不需要同步,并保证透明度是另一个重大好处(提高速度处理)。此外,这种方法有助于数据跟踪分析和揭示了任何供应链中的薄弱环节。智能自动化交易合同,加速人类参与处理时间和最小化。在这项研究中,智能合同有助于分析值,验证环境数据,并确定作物的最佳生长状态。
在下面几节中,我们将讨论如何将这些技术来创建一个健壮的计划。当然,采用物联网以来总是有利的这些传感器收集的数据更准确、实时。所有这些元素都是未开发的区域,限制范围,并定义概念边界在我们的研究领域,这将促进我们的机会有更好的研究。
我们将提供进一步的提出和过去的方法之间的比较。之前的工作将列入即将到来的段落。不过,我们正试图传达的主要观点是,聪明的合同在我们的架构开发的创新和有潜力获得传感器的自动值,如最适温度、湿度、光线镇静,和土壤pH值。脚本组件智能合同的可靠性被认为是概念的新颖性的来源。除此之外,良好的数据结构组织在区块链层不断提高数据管理。这些细节将会引导我们来生成新的观测或见解的基础上预测而将其他创新技术,如人工智能。
1.1。对比现有的农业计划和该模型
图1显示现有的农业供应链的区别(使用集中式数据库),标准blockchain-based农业供应链,提出blockchain-based农业体系结构。
我们选择的关键原因与区块链和它的功能合并到我们的体系结构是需要第三方的缺失。此外,控制分散的分类帐与用户保持而不是集中的权威。
区块链的另一个好处是没有数据破坏和黑客。然而,一个集中的系统与单个服务器的可伸缩性是有限的。
实现一个区块链系统保护数据不能更改或删除。但是标准的记录数据区块链架构不是组织良好,和此前的许多作品没有使用智能合同,促进一些操作和任务没有网络参与者的参与。
建议的模型包括了几个区块链账本,把数据分成用户信息,农业产品信息和交易信息。此外,聪明的合同被认为是在这个模型中,一个重要因素,许多任务自动化。
大部分区块链系统实现智能Ethereum平台及其扩展平台所提供的合同,法定人数:他们使用可靠性或蛇编译进Ethereum虚拟机(维生素)的字节码。Hyperledger织物和锯齿,Hyperledger家庭最活跃的平台,使用Golong、Java、Python和JavaScript作为合同的主要编程语言智能发展(3]。
1.2。相关工作
唯一的方法来验证和验证交易系统是使用物联网设备物理联盟成员。筏共识算法,提出区块链平台变得不仅节能,而且速度更快,可伸缩,可以记录成千上万的跨多个帐确认每秒事务数。第三,区块链与筏共识机制提供了一个透明、安全、速度和可信平台交换利益相关者之间的所有类型的服务。筏子共识机制保证完整性,如果超过50%的交易节点是诚实的。几个共识算法提出了几个动作节点达成共识,包括工作证明(战俘)股份的证明(PoS),实际拜占庭容错(PBFT)和筏。公众区块链一般使用战俘和PoS,尽管他们没有确认的速度。决定我们的共识机制减少区块链连接的使用各种agri-based物联网设备。筏子共识方法更方便使用在一个私人区块链(8]。
“一个安全的养鱼场平台基于区块链对农业数据完整性”研究[9提到智能农业需要可扩展的安全。因此,不同的研究主要集中在基于blockchains开发新模式。
SkuChain技术着重于建立直接联系,同时增加供应链的信任。超过一半的区块链讨论在零售和农业输入和输出跟踪。
我们可以从许多来源获得农业数据,如土壤传感器、气象卫星、无人机、和农用设备。它可以保存在一个分布式存储使用区块链和获得长期农业进步。
分布式分类帐记录所有活动的农场。它与农业传感器收集的数据。此外,智能农业合同用于自动化数据处理,包括异常值过滤,在分类帐中生成记录。聪明的合同可以激活并执行特定操作基于区块链中记录的数据。
区块链访问控制,决定谁允许达到网络资源或执行操作。
区块链是一个不断扩大的文档集合被称为块。一块通常包含前面的块的哈希值,一个时间戳,交易数据和其他信息。是不可能篡改数据不打破散列连接。区块链网络包含许多同行,每一种都有一个聪明的合同。
一块必须包括签名从一定数量的人。这项技术,消除数据披露的风险,保证没有授权的用户可以篡改区块链上的一个事务。
区块链功能事务验证、身份验证和点对点通信。此外,一些网络服务是可用的web api,允许外部系统或客户端应用程序连接。
聪明的合同是分布在一个区块链网络在一个包中。一旦部署合同,所有的智能合同里面包括可用于应用程序。
聪明的合同定义事务的集合。参与者的区块链网络(例如,一个农民)或资产(任何有价值的东西)作为资源(例如,水位数据)。所支持的操作是创建、读取、更新和删除。(我)水位传感器可以创建和收集水位事务。(2)农场的所有者可以创建许多交易如预测水位、能源消耗、用户管理、和传感器管理。(3)水泵已经访问控制水泵事务的所有操作。(iv)农场的所有者和农民可以阅读许多事务,如水位历史,预测水位历史,能源消费历史,水泵的历史。
下面的研究代表了文章“区块链和智能物联网智能农业”启用合同(10]。它提到种子储存、供应商店、生产商、分销商、批发商和零售商系统中是主要的演员。此外,合同部署人员是另一个演员。演员和系统之间的交互的方法是通过几个组件。下面的小节展示每个演员的角色。(我)合同业主。合同所有者具有比其他人更多的控制系统。主人进入合同到系统和检查规则得到正确实施。(2)种子存储。种子和其他农产品种子存储在存储。(3)供应商店。他们收集和出售相当数量的种子、化肥和其它农业种植材料。(iv)生产商。农民在生产中被认为是最基本的响。他们负责所有任务有关农业种植和收割。(v)分销商。经销商负责安全运输作物从一个位置到另一个地方。(vi)批发商。批发商购买一个合适的数量的作物和agriproducts,然后卖给零售商。(七)零售商。零售商从批发商和购买商品和产品卖给消费者一个小规模开放市场。(八)消费者。他们一大群人,依靠农产品。他们在系统中扮演重要角色,不断创造需求。
FarMarketplace是一种新型的数码市场(6]。充分利用区块链功能的优点提出了智能农民之间的合同模板,消费者,和快餐外送。FarMarketplace被认为是创新的三个方面。
FarMarketplace提供了三个主要的智能合同编码在坚固的编程语言。第一个智能atomContract.sol合同”。“在这个合同,用户购买合同。这些资金被添加到平衡。买方确认。之后,买方接收对象的合同,卖方收到钱。
第二聪明的合同编码在坚固的编程语言。这个文件创建智能合约,设置它们的价值,并监视他们的地位。这个文件还可以修改的可访问性可用不可用,反之亦然。一些方法确定条件得到满足,因此,产生一个错误。
第二个聪明的合同是“ownable.sol。”
ownable合同有一个主人地址和提供简单的授权控制功能。这个系统使得用户权限的实现更加容易。ownable构造函数将合同的原始所有者设置为发送方帐户。这个文件还可以让当前所有者控制的智能合同转移到一个新的所有者。
这篇文章“保证停放车辆协助雾计算合同区块链和最优智能设计”(11]提到区块链提供了完整的安全停放车辆协助雾计算(PVFC)。因此,PVFChain,计算卸载特定区块链系统,建立记录和确认关键信息请求者和表演者。
没有任何第三方,分散PVFC是由依靠多数共识节点。智能合约组织发布请求,完成工作负载,分级的任务,奖励的分配。
任何注册实体PVFChain遵循contact-based协议通过智能控制合同执行。由于内置的智能合约的透明度和问责制,虚假请求者和表演者完全暴露。访问记录关于请求者的活动防伪造,因为数据的审计。最后,PVFChain防止网络漏洞通过支持身份验证、请求验证,计算验证,和奖励的完整性。
PVFChain的可行性取决于关键的网络实体的识别。请求者、表演者和矿工是三个主要的网络实体。
当一个移动车运行计算密集型应用在路上,它发送一个PVFChain计算的工作。这之前的操作触发一个聪明的合同。PVFChain系统传输任务管理代理负责。在车载网络优势,代理组织出售服务。在PVFC环境中,代理查找附近一个停车场雾服务器并使用,完成合作任务。
现在有各种业务平台。例如,Ethereum是一个共同的平台,促进智能合同区块链。PVFChain,每个智能合同有其地址,让我们来描述业务逻辑约束网络行为出售活动。
总之,智能的业务合同如下:步骤1。请求者发送一个计算任务包含任务需求和PVFChain存款。在那之后,任务被分配给具体的代理。步骤2。通过客户,表演者可以看到卸载请求和工作标准。步骤3。表演者积极回应请求和上传一些基本任务执行信息回复。步骤4。代理授权识别和选择合适的基于先验知识的表现。代理也为演员分配各种奖励。步骤5。的客户端请求者为表演者提供有吸引力的薪酬。步骤6。表演者选择工作负载的一部分来处理基于提供的奖励,和代理为任务执行提供必要的输入数据。步骤7。演员分配计算资源获得的输出结果。聪明的合同包含了他们的身份,节点类型,处理工作负载,并输出结果。步骤8。一个特定的智能交易合同授权矿工和分析结果的输出。矿工们选择合适的第三方的方法来评估结果。步骤9。代理程序收集所有的输出结果和聚合成一个最终的结果,然后再把它传递给请求者。第十步。最后,请求者提供额外的支付。合格的表演者得到承诺奖励。
这篇文章“智能基于农业食品供应链可追溯性”(12)表明,跟踪和执行事务在农业食品供应链需要应用Hyperledger织物建立联盟和聪明的合同称为Chaincode链。
农业食品供应链的整个过程从农场到餐桌如下:(我)农业统计局。是一个实体跟踪农民,种子信息,情节信息,和产量数据,以确保源数据的准确性。数据保存在ipf,区块链可以作为散列值。(2)农民。他负责播种作物,利用传感器来监测和记录作物生长环境的增长,比如水,空气,阳光,和土壤质量。农夫救了ipf的作物生长过程的信息。此外,农民负责生成智能合约和存储ipf数据散列。(3)处理器。农夫收集农作物和销售它的处理器,将原始作物转化为产品的最终客户和记录批次信息,在ipf数量等信息。散列的数据是保存在区块链和数据创建标签和产品包。(iv)质量监督局。它负责监督品质和制造企业进行强制检查。所有任务帮助标准化和质量和尊重法规惩罚违反规则。(v)经销商。在到达零售商之前,成品可能会通过几层的分布。经销商负责存储和加工农产品卖给零售商批次。公司信息、产品销售时间,价格,和其他数据保存在ipf。散列值是存储在区块链,质量监督局,确保成功数据是不变的。(vi)零售商。他从经销商购买产品,然后卖给消费者适度。ipf存储区块链上的一些基本的关于零售商的信息。例如,它存储的时间出售,出售,数量和散列值。(七)消费者。这些人购买和吃完成农业的食物,他们可以得到完整的供应链信息通过扫描条码,RFID,或二维码产品包,这使得跟踪食品更容易。
聪明的合同与区块链参与者互动。我们的网络参与者和他们的目标列出在“Blockchain-based大豆农业供应链可追溯性”研究[13]。(我)种子公司维护本地记录,产生种子。这些种子被EAN-UCC全球标准标签。(2)农民购买从种子公司公认的种子,收获的作物,并设置智能合同。数据也保存在文件系统分散ipf的农民。(3)谷物升降机:谷物升降机是一种农业机构。这些组织决定产品的质量管理传感数据和存储时间的收获作物。(iv)一粒一粒购买处理器从电梯,改进它,去除杂质,生产成品。(v)经销商负责产品销售过程的。(vi)从制造商和零售商购买的物品卖给他们少量的给消费者。(七)客户使用产品和使用它的人。
任何聪明的合同代码可以使用Ethereum处理虚拟机(维生素)。这个维生素与负责理解每个命令代码,确保智能合同在所有节点上执行。
研究采用巧克力酱作为本地Ethereum测试网络而不是整个Ethereum网络。这一运动的目的是使测试阶段更容易。
以下是一些最重要的智能农业的概念:(我)传感器和监控摄像头。(2)网络参与者像农民一样,供应商,客户,等等。(3)计算设备单片机系统和云计算。(iv)应用程序和库包括移动设备应用,机器对机器通信,API,和一个区块链web应用程序。
农业区域配备了一个物联网控制器,传感器和照相机。控制器将加密环境(传感)数据在发送之前他们区块链网络。在这一点上,控制器将使用机器对机器通信与区块链连接网络(14]。
精确的测量是农业的关键。土壤类型和气候影响的监测指标字段。以下是其中一些(15]:(我)空气温度和湿度。种子萌发得到的最适温度,因为阶段相对于生化机制取决于酶的激活和水化。湿度也被定义为湿空气的水蒸气压力。(2)土壤温度和湿度。土壤碳储存柜,是一个相当大的组件在灌溉调度。灌溉时期是由少量灌溉技术工作或深井的技术。(3)这种类型的灌溉的基本目标是提高植物水质标准。阳光下土壤温度和湿度产生重大影响。土壤的温度一般高于空气。(iv)土壤水分蒸发蒸腾损失总量。水文过程的一个组成部分,是最基本的。消费使用包括植物蒸腾和水从土壤蒸发。
AgriOnBlock [16)确保不可抵赖性和证实真实性的加密和解密私钥和公钥的事务像RSA的加密机制。(1)当零售商希望得到仓库的产品,它与AgriOnBlock通信,银行,指定标识的产品,项目代码,数量,单位。(2)零售商有足够的资金,其凭证验证。所需的数量会从零售商的帐户转移到AgriOnBlock。(3)银行通知AgriOnBlock付款交易成功。(4)一旦AgriOnBlock从银行收到付款的证明,它直接通知仓库转移请求项规定零售商。(5)事务被记录在AgriOnBlock。
的步骤一些农业供应链实体之间的交互如下:(1)农夫AgriOnBlock提出保险索赔。(2)AgriOnBlock向保险公司提供信息时验证。(3)保险公司发送物理检查要求公证。(4)土地测量员身体做调查访问该网站。(5)土地测量员向保险公司提交了一份报告,伴随着保险索赔的金额付款。(6)保险公司通知银行支付农民在获得检验员的报告。(7)银行支付农民。(8)保险公司通知AgriOnBlock的事务。
聪明的合同算法AgriOnBlock供应链管理:步骤1。如果农民没有准备好收获,继续步骤1;否则,继续第2步。步骤2。如果农夫准备作物发票并将其发送给零售商,请求加快作物被转发到航运公司。步骤3。如果零售商确认发票收到农民,它将发送一个确认船运公司(和继续阶段4);否则,它将错误(错误代码= 1)步。步骤4。船运公司拿起农民的生产,并将其上的零售商,然后更新事务AgriOnBlock收到发票后从农民和确认从零售商。步骤5。如果船运公司的事务更新AgriOnBlock验证,聪明的零售商和农民之间的契约执行通知银行将从零售商到农民,和AgriOnBlock事务更新;否则,去错误(错误代码= 2)步。步骤6。零售商创建一个作物发票并将其发送给经销商。步骤7。如果经销商确认发送的发票零售商,他向船公司提交一个请求,然后事务添加到AgriOnBlock。否则,你将被引导到错误(错误代码= 3)步。步骤8。如果船运公司确认账单收到经销商,零售商的航运公司生产的作物AgriOnBlock经销商并更新事务。如果船公司不验证发票收到经销商,去错误(错误代码= 4)步。步骤9。第11步。第十步。错误:如果错误代码是1,零售商告诉农夫拒绝接受发票的原因。如果代码的问题是2,零售商和农民对破产银行事务通知。如果是3题,经销商通知零售商的原因不接受发票。最后,如果问题代码是4,船运公司联系经销商发票没有批准的原因。步骤11。停止。
“区块链和边缘计算技术使有机农业供应链:框架解决信任危机”研究提出,物理层,数据层,聪明的合同层,云/区块链层和用户层五个层次的概念。这个观点从数据流的角度来看(17]。(我)物理层。一个聪明的合同被放置在这一层,由众多的传感器、控制器和物联网设备。这些设备都是封装与智能客户的合同地址或发现的发现服务。此外,众多无线协议,如wi - fi无线个域网,和罗拉通常用于农业的农场。(2)边缘数据层。边缘节点部署集装箱microservices弥补这一层,数据基础设施、物联网设备,和QoS控制。边缘数据层物理层的数据。分析、压缩变换,并将数据分为本地和云的。数据权利或识别数据的创造者最初由这一层完成。结果,这一层使off-chain验证跟踪数据的基于云的区块链。本地服务器负责存储off-chain数据。这个测试克服区块链实现问题,隐私,传输带宽,能源使用,和延迟,等等。(3)聪明的合同层。这一层负责装配一群聪明的合同。它使有效、分布式和高度自动化OASC工作流。聪明的法律合同,分散自治组织(DAO),和应用程序逻辑智能合同合同都包含在这一层,它超越简单的货币价值的转移。法律合同指定严格的法律补救措施以防止缔约方实施他们的义务。刀是blockchain-based社区,可以设计一个智能合同的规范表示列表的代码。每个参与者应该尊重这些规则和有权追偿如果程序停止。(iv)云/区块链层。这一层结合blockchain-like分类帐的云存储库支持三种类型的blockchains:公共、联盟和私人。这一层利用OASCs联盟链包括所有的利益相关者。这种类型的链结合公共和私人链。云/区块链层引入了一个星际文件系统(ipf)和BigchainDB。ipf新的content-addressable存储。在每台计算机,相同的文件具有相同的名称和数据文件的任何改变引起的修改文件名。由于数据存储的限制,只有不断的散列值的文件内容在云中区块链,和文件本身被保存在边缘。这一层也利用BigchainDB,数据存储和搜索引擎,来满足查询规范文件。(v)用户层。用户层主要网关跟踪有机产品或维护OASCs任何人感兴趣。区块链生态系统通过区块链桥与这一层,就像一个Ethereum桥Metamask和可用的浏览器插件。此外,这一层提供了各种api。
这篇文章“物联网区块链:调查”(18]提到,物联网(物联网)是一个重要组成部分之间的鸿沟这革命性转换的物理工业体系和cyber-physical系统(CPS)。因为它的连通性增加,安全、保护、可靠性和灵活性,区块链,本质上是物联网的理想伴侣。
物联网设备能够相互作用而不可靠的第三方的帮助。聪明的合同可以帮助我们达到这种灵活性。特别是合同条款包含在智能合约,将在一个特定的情况下自动完成。
很多物联网感知层设备组成,如传感器、二维码标签,射频识别标签,智能电表,执行机构,监管机构和其他无线工具。这些设备可以感知和采集信息的区域。
物联网网关、无线接入点、小型基站和macro-base电台可能与各种无线传感器、射频识别、监管机构和其他标签来建立一个工业网络通信层。不同的通信协议方便连接,包括蓝牙,低功耗无线个人区域网络(LoW-PAN),近场通信和无线高速公路可寻址远程传感器。
关于可追溯性,时间戳被附加到每个事务存储区块链。检查区块链数据匹配的时间戳之后,用户可以快速检查和跟踪过去数据的出处。
物联网系统集成与区块链技术(如智能合约)可以通过不断加强网络的安全令人耳目一新的物联网设备固件修复安全漏洞。然而,开发智能合约是动态的,涉及到几个协议周期。与此同时,它还涉及到几个团体,包括股东、监管机构、和软件开发人员。
软件定义网络(SDN)技术可以提供分布式物联网与适应性。网络现在可能更加敏捷和灵活,满足不同的应用和性能的需求由于SDN可视化(NFV)技术和网络功能。区块链和SDN的混合物可以消除缺陷。然而,在混合环境中各种条件要求提高和部署网络和计算机资产。
中国著名的供应链体系结构实现了RFID和区块链。食品供应链上的数据的跟踪维护这种方法。研究表明区块链如何改善食品质量,使可用的产品可追溯性。同时,情况表明,客户可以按照整个产品生产过程如果区块链形成食品供应链。
研究“blockchain-based安全和隐私的绩效评估系统物联网:教程”(19]讨论了安全水平和如何实现区块链系统和物联网体系结构。
验证器收集新事务,检查他们遵守规则,然后将它们添加到块准备它。若干时间后,网络参与者不再能够改变信息存储在块中。当一个事务中出现一个验证块,它被认为是证明。每个块都有一个独特的哈希代码存储在它的识别。
区块链技术的应用在物联网农业集中于三个方面:(我)帮助农民追踪他们的新鲜农产品的来源。(2)支持点对点agro-based通过智能合约交易。(3)确保农业数据的完整性通过提高销售的新鲜蔬菜和解决环境污染的问题。
考虑到整体流动性和组的行为,物联网设备区块链应用提供有意义的机密性。
的四层软件定义网络(SDN)架构和网络功能虚拟化(NFV)感知层,数据平面,虚拟化和控制平面和区块链层。
在感知层数据收集从环境中完成。数据流,通过物联网感知层的桥梁是通过数据平面。使用虚拟化资源通常是分配给控制器和控制飞机。区块链层的职责包括数据存储、广播事务,通过共识和P2P网络管理机制。
我们可以解释需要定义一些关键字。
巧克力酱是一个私人Ethereum区块链执行脚本和测试,构建智能合约,并创建应用程序。巧克力酱的试验台是一个区块链测试平台设计执行数据交易和评估智能合同的费用。桌面程序和命令行工具都是可用的。
分散的框架称为Ethereum Geth使用Ethereum协议操作智能合同。私人合同区块链网络和智能部署进行通过Geth Ethereum客户机使用的编程语言。此外,计算所需的时间包数据区块链系统,Ethereum Geth是就业。
的Rinkeby Ethereum testnet Ethereum开发和测试条件,一个proof-of-authority一致同意的平台。blockchain-based雾计算系统的效能评估使用这个testnet。
Ethereum,松露是一个开发和测试环境,包括一个资产工作流和网络管理部署公共和私人网络。
混音Ethereum IDE是一个基于浏览器的编译器,帮助用户构建Ethereum稳固编程语言、检查交易合同。
文章“安全挑战和机遇在物联网智能合同:一项调查”(20.)说,聪明的合同系统仍不发达或可靠。分布式自治组织(也称为DAO),最大的区块链倡议与资产价值的群众筹资约6000万美元,负责事故最知名的智能合同。DAO在2016年被劫持,造成重大损失,因为递归调用,袭击者已经残酷地改变其聪明的合同。鉴于blockchain-based研究物联网最近获得蒸汽,关键是调查尽快实现的潜在威胁。
聪明的合同的另一个常见的安全问题是编程漏洞,尤其是与可靠性等一门新语言。黑客可能会利用这些缺陷目标物联网和智能合同系统。
例如,不叫/发送函数返回一个布尔结果代表的成功或失败。事务执行这些功能不会有回滚,如果外部调用失败,将会出现一个错误,不是一个回滚如果返回值尚未完成验证。因此,攻击者获得非法进入智能合同保护操作。
当固体类型用于直接调用,调用方必须定义的接口接收方和丢给收件人的地址。
作为一个整数变量可能只代表一个特定范围的值,维生素提供了一个固定大小的数据格式为整数。
每一个Ethereum聪明的合同有一个地址对象和其他可以联系地址。账户的地址,最初的全局变量tx.origin返回查询或事务。这个变量完全遍历调用堆栈。利用这个变量通过物联网用户是被禁止的,因为它会增加网络钓鱼攻击的风险。
通过构造函数智能合约,程序员可以初始化合同对象。然而,由于构造函数的名字不同于合同的名字,是一个公共类型,任何人都可以叫没有构造函数由于其脆弱性。此外,构造函数初始化时经常使用合同指定管理员的地址,令牌的数量,和其他细节。因此,一些地区的物联网基础设施,如网络访问和令牌控制,将基本上摧毁了。
许多业主利益严重影响了上述问题,特别是在现代物联网设置。值得庆幸的是,现在其他学者在解决这些问题的方法。他们寻找解决方案,比如固定块时间戳的依赖,固有的脆弱特性,安全审计程序漏洞(例如,使用SCaaS智能合同审计引擎通过签名匹配和机器学习算法)。
智能加密是一个才华横溢的概念确保合同中使用的私有数据的隐私和安全智能合同。对于物联网服务提供商和客户,贸易实体的交易细节,合同代码,区块链处理机制是珍贵的。因此,一个更可靠和具有成本效益的物联网系统预计在现实世界中由于采用智能合约保护隐私。这种安全是实现通过各种加密机制,包括t恤。
采用适当的通信协议是一种有价值的元素增加零星的物联网网络数据传输的有效性。命名数据网络" (NDN)是一种新形式的网络设计,包括有用的特性。
由于其独特的属性数据不变性和透明度,区块链可以完成任务,使临床试验跟踪和提高公众的信心在一个开放和公平的过程中,包括所有的利益相关者。智能安全合同自动化这些临床试验过程同时确保可追溯性,防止重建的可能性。目的解决方案的可行性取决于Hyperledger织物的概念验证临床管理研究大量的临床研究。这个模型(21]是一种Hyperledger织物的区块链与权限,聪明的合同,和良好的安全性能。
临床试验产生相当大的临床研究数据,建立新型药物,设备,和医疗或外科手术。调查人员把生命体征、症状变化和副作用的研究所有这些记录数据。一般来说,评估数据质量是一个艰巨的任务和数据质量保持在一个可接受的水平需要了解业务和数据建模。
许多利益相关者与区块链技术认证认证,确保安全数据转换在许多派对。没有第三方,临床试验程序自动使用一个聪明的合同。
许多临床试验相关服务场景演示了展示智能合同如何管理任务,比如医疗数据采集和审计查询。使用Hyperledger织物,一个概念证明显示建议的解决方案是通过实施临床试验各组织之间的连接过程不同的临床试验。此外,基于web的应用程序允许用户与区块链通信平台。
模型的体系结构包括三层:物理层,其中包含所有必要的设备,医疗碉堡,和血液分析工具。这一层与服务层,由区块链网络及其服务,如智能合约,共识算法,分布式分类帐和证书颁发机构。总帐维护复制和共享数据在整个平台。聪明的合同定义业务逻辑有关临床试验的所有操作。最后一层是应用程序层,负责管理设备、eCRF,用户和处理审计查询。
所有事务通常是聪明的合同后可用于应用程序启动和配置网络。值得注意的是,网络管理员可以发起或暂停网络及其功能。通过调用相关的事务,它可以管理一个主题的概要。此外,聪明的合同提供了一个特定的规则列表来确定用户是否允许访问或改变网络资源。
实验开始利用十客户8组织和12背书人的双通道网络对等节点使用仿真程序Hyperledger卡尺。订购服务在单人模式下,每个块,块大小设置为10事务创建一个新的块每250毫秒。
虽然它包括医疗领域,这个模型是离我最近的研究架构。multi-blockchain系统智能合同和物理层由所需的工具收集的数据,如碉堡,血压监视器和空气流量传感器。这个医学研究,我们的研究有许多相似之处。然而,尽管我们的研究侧重于农业,另一种是在医学领域。
根据挂et al。22研究成果,吞吐量,延迟,交易数量和可伸缩性的指标用于分析Hyperledger织物的效率。增加事务对网络性能有相当大的影响力,尤其是延迟。然而,吞吐量关闭在零网络冲击的能力。作者测试的有效性Hyperledger织物的事务吞吐量和网络延迟使用各种场景。基于网络配置、性能约束每一层上有些差异。在这些情况下,batch-timeout等因素的影响,批量大小和数量的同行审查。
节点。js是编程语言用来开发这一区块链,与智能合同实现和5的最大客户或网络的参与者。块包含最多10个交易,其频率是最高250 ms。
本研究引入了一个独特的模糊基于逻辑的事务的交通管理方法,有助于提高区块链速度。模型自动执行各种操作交易收到后当前网络环境;模糊控制器的嵌入式智能合同。没有第三方的参与,fuzzy-based事务流量控制器的智能自主合同管理后的交通流量观测网络环境。
系统架构包括Hyperledger结构网络,管理,一个区块链适配器,基准数据库和事务流量测量分析仪。分布式分类帐和聪明的合同被不同的同行重复构成织物的网络。管理员可以设置网络文件和基准性能分析。网络配置文件总结了测试系统和连接到网络的条件。
一个基准配置文件定义了指定的测试文件和性能基准工作负载。工作负载的客户发生交易区块链适配器传送,接收和发送指令来启动区块链。通过调用智能合同功能,许多客户可以发送交易网络和接收回复这些事务。基准结果存储在基准数据库事务流量测量分析仪一旦读取预先确定的统计数据。模糊控制器修改事务支持率通过评估验收率、事务吞吐量和事务延迟。
两个事务吞吐量和延迟fuzzifier的输入参数。推理引擎评估规则。接受率转化为non-fuzzy defuzzifier值。事务控制模块得到输出值,然后修改事务录取率。过程变得重复,使织物网络保持一个适当的程度的动态事务处理功能。事务吞吐量和事务延迟是指定为模糊变量的隶属度函数方法,录取率是评为“低”,“接受,”和“高”。
Kumar et al。”年代的网络模型(23]研究八个核心元素。值得信赖的权威,物联网设备、无人机、入侵检测系统、云服务器、星际文件系统、智能合同,和区块链网络这八个元素。
在安装之前,值得信赖的权威必须登记物联网设备,无人机,聪明的合同。使用会话密钥建立,认证和密钥管理阶段的物联网(物联网)始于两个物联网设备之间相互认证和密钥协议,之间的物联网设备和任何相关的无人机,以及相关的无人机和云服务器。
安全相关实体之间的联系维持在这个阶段。物联网设备安装在每个飞行区域有可能提取农业价值。无人驾驶飞行器(无人机)连接到每个飞行区域从物联网设备收集数据。云服务器保存传播事务。在进一步的细节,每一个云服务器矿山有效使用智能合约交易。这个过程让他们在ipf和维护返回事务散列全球区块链网络。
每个矿工包验证交易的ipf散列到当前块而生成散列和Merkle根为下一个块。
这个模型有特定的验证程序,防止不同的威胁。攻击者冒充真正的用户通过创建一个临时标识和部分私钥。然而,基于会话的技术确认每个设备的识别。给出了访问权限如果所有凭证匹配;连接也立即终止。因此,这种策略防范欺骗攻击。
攻击者可能是内部人士和访问所有凭证,包括时间戳,pseudo-identities和物联网设备标识。然而,基于会话的实体验证后的模型只能授权访问。因此,该方法避免了内部攻击者不允许未经授权的访问。
罢工的中间人(MITM)通过不安全通道和通信,攻击者可以获得关于物联网设备的信息。无人机攻击者可能会提供信息,这样他们就可以执行特定的任务。然而,无人机验证会话和查找时间戳。因此,攻击者无法进行MITM威胁。
肥料是至关重要的在智能农业通过提高利润和减少浪费。摘要(24]讨论了监视和管理农田的研究困难通过提高作物产量和降低资源、能源、肥料、浪费和人类互动。收集信息从农业领域使用多传感器。IoT-based农业系统协助减少人类接触和发展新的有价值的方法。
任何未经允许农民可能加入区块链网络,一种permission-less可编程区块链,他们可以执行许多事务在数据库中。不同的用户连接到知识支持系统通过一个智能接口设备。土地环境数据收集来自各种传感器和发送到数据库服务器在云环境中。MYSQL云数据库存储获取的数据。系统在多个间隔和编译的数据发送到云数据库。机器学习算法产生的知识模式。
每条边节点在网络上有一个独特的身份Hyperledger区块链。会员服务提供者(MSP),它使用公钥加密证书的原始问题,问题证书,每一个网络的参与者。网络接收的用户登录名和密码。用户可以注册和交易证书发送交易。在这种方法中,链代码包含业务逻辑,建立事务的状态。分类帐州匹配烈性黑啤酒数据存储在数据库中。Hyperledger提供一个安全的、可伸缩、可适应的区块链技术对农业知识系统。
2。研究
所有旧概念服务提出的理论架构(见图2)。这是一个多层的设计,这是原因为什么会更容易控制。物联网(物联网)层是第一。它由基本传感器湿度、温度、压力、加速度、和其他变量连接ARDUINO董事会。使用蓝牙或无线网络设备之间的通信。Arduino特性将为我们提供数据,这将在随后利用层。第一层可以为我们提供可靠的环境数据。
区块链层包含三个特定blockchains,安徽省的农产品信息区块链是第一。用户信息区块链是第二个。它拥有所有参与者的信息网络。
交易信息区块链列表中的最后一个。它拥有丰富的信息,包括用户个人信息、中间信息、交易、物流、和农业产品数据。智能本范例中使用合同。这些自动化合同使用数据加密的最高水平目前在安全产业。因此,它将证实的质量决定和保证实体之间的清晰和有效的沟通25]。
许多方面将尝试检查平均交易费用,因为整个系统包括一个multi-blockchain系统。但让我们来看看其他区块链模型的意义。同时建议架构网络参与者分发安全数据。它被认为是很大的优势,可以增加农业系统的有效性。
块将包含记录数据的交易,我们会得到多个验证交易。结合众多交易到一个块每个周期成本和空间。所以,批处理允许减少外加费用通过聚合成一个各种事务。遵循这个协议的好处您和使费用低,适合每个人。我们可以跨平台使用cryptocurrencies频繁转移,如果我们想要添加加密的钱我们的模型。他们的交易费用几乎没有,例如,波纹或Litecoin,因为一般来说,cryptocurrencies构造为降低或取消费用。
这项研究并不关注cryptocurrencies或交易费用,因为我们的目标区块链只是同时存储和传输数据成员,所有。但是,如果必须提及一些信息,在这种情况下,所有Ethereum的交易费用是基于“气体”和支付系统将采用Ethereum付款流程的基础上,计算过程。在2021年,平均比特币的费用是2至5美元。ETH的平均交易费范围从2到7美元或0.00056到0.002乙。
块大小是至关重要的,因为它可以极大地影响网络的速度和容量。在发现一些相关研究,平均块大小需要在我们的模型在24小时是0.75到1.25 mb。每个块的平均交易需要在我们的模型中有超过24小时在1200年和2200年之间。每个块需要支付的平均数量在我们的模型在24小时是2500年和5500年之间。
这个系统的成员是农民,供应商、分销商、零售商、客户、和控制器,帮助处理节点验证事务,例如,管理传感器提供的数据和检查数据(温度、湿度、曝光和土壤pH值)是合理的。与硬件设备没有问题。控制器可以检查数据的可追溯性和仓库库存数量。
类图的统一建模语言(UML)(见图3)解释了结构、类、属性、方法和对象之间的关系提供额外的信息关于我们的模型。类用户存储的信息网络的参与者,包括农民、经销商和客户。区块链网络的成员可以可视化数据库以及订购产品的欲望。ProductStatus传感器发送环境信息,提供价值和条件决定是否他们的最佳水平。这些产品属于一个独特的类别或子范畴。我们添加了一个类OrderDetails因为order类有很多数据。
这个用例图(见图4在系统模型)代表的演员。它显示我们的系统的背景和需求。它作为局外人的角度定义了用户如何与服务系统。农民、经销商和客户类型的用户描述的图。例如,农民可能提供一个产品,说服消费者订购它。经销商运送货物从农场到消费者。用户可以查看各种信息使用土壤pH值对作物生长条件,湿度,温度,和曝光传感器。
食品供应链可用于监控产品的原材料(如番茄)在农场到成品(如番茄酱)零售商店的架子上。这个解决方案取决于许多可靠性文件。第一个文件包含农民结构(结构体类型是用来表示一个有组织的结构)。这种结构由ID和农民的名字。第二个结构是预期收益率包含土地的位置,军团,数量,估计价格和到期日期。第三个交易结构,包含条款、数量、农民和客户的地址。本合同可以控制农民,管理他们的收益率,组织交易,和充电的钱包。农民不需要等待银行贷款或其他类型的融资开始。消费者可以为该基金提供零利息。此外,农民不容易冗长而复杂的银行融资过程。
食品供应链是由第二个文件,它包含三个固体结构。首先是商品质量报告,包括检查员的地址、数量、样本大小和关于货物的任何言论。处理器报告第二个结构体,包含笔记,出货数据,接收到的质量报告。最后一个struct是零售商报告,包括产品的名称、原材料,讲话,制造日期,数量,和处理器报告收到。公司可以使用这个系统来追踪不安全产品回源和发现他们分散了。这些优势可以通过预防疾病拯救生命和金钱。此外,没有人能篡改的细节质量报告(存储在区块链网络)为他们的利益。一些产品的历史可以实时跟踪从开始到当前状态。消费者可能获得高质量的项目以较低的价格,因为它们从一开始赞助庄稼。低收入的消费者类别可以根据他们的需求,避免基金作物市场波动在产品成本。 There is no need for vast farmlands. Even small-scale and family farmers can sell their products and make more money.
在分布式公共分类帐,农民可以列出他们的潜在的作物。消费者可以查看信息和评估根据以往的培养农民的可信度和供应。该系统建立了一个透明的和防篡改数字为农产品市场平台。因此,农民之间的合同可以达到和客户,允许消费者支持特定的作物或字段和获得的生产或利润比例的市场价值。基于之前的农业生产经验,一个排名系统采用提高农民和消费者的信任。最终,系统将创建一个分散agro-market生产,农民可以筹集资金,同时让客户购买他们的产品。另外,客户可以获得优质的产品以更低的成本通过投资早期作物。客户和农民将受益于未来合作建立信任的氛围。从他们的生产,农民最赚钱和投资者(消费者)将能够养家糊口高质量的食品。
接下来,有ownable合同,一个主人地址。它提供了示例授权控制。它让用户权限更容易实现。OWNABLE构造函数设置发件人为所有者(用户欠产品)。现有的所有者也可以合同的所有权转移给新所有者在本合同项下。迁移文件便于合同的分布网络,为您的部署活动作为暂存区域。他们得到了您的部署需求的概念发展与区块链同时进化。
此外,我们可以接受产品交付的文件并把它放在我们的架构。食品交付文件是一个聪明的合同分散的速递服务。
可靠的系统使用一些功能代码,如无符号整数单位,对应于产品ID和不能有负面价值。映射是用于组织订单的产品。合同允许创建的产品和选择接收他们。各种功能检查的内容智能合同,客户将审查和触发,如果它是正确的。只有客户将可以检查它,只有客户将队列之外获得产品的数量。合同添加或删除的痕迹从产品和计算的产品跟踪用于统计目的。该系统还管理和控制温度,温度检索数组,返回的数量追踪的地方。
我们不能忽视合同需要自我监控湿度,温度,土壤Ph值和曝光。同样,如果这些环境数据超出阈值,阈值以下,或理想,违反这个文件检测和触发警报。
下一步是Ethereum 2.0升级模型,更新到现在Ethereum区块链。它打算提高Ethereum网络的速度、有效性和可持续性,促进交易的数量。与之前的版本相比,具有几个重要结构转换。“股权证明”和“分片”这些有效的修改。
验证器,而不是矿工,用于股权共识的证明方法。他们的主要功能是提出新的块和提供计算能力,存储和带宽为事务验证。验证器定期支付乙(32 ETH验证器的定金合同)。
切分的过程是一个区块链分解成无数碎片。因此,网络变得更加坚实的因为一个验证器不需要处理整个架构。
共识的过程类型之间的主要区别是Ethereum 2.0和它的前身。Ethereum 2.0采用股份(PoS)方法的证明。相比之下,Ethereum利用一个工作证明(权力过程中矿工解码复杂的数学挑战使用处理器的高质量和计算机设备)。
因为连锁Ethereum 2.0将使用片段,它可以处理10000每秒事务数,而Ethereum只能处理30。
因为Ethereum 2.0中的加密方法更简单,它消耗更少的能量。此外,由于其有效性,改善预计将在网络降低交易费用,允许更小的交易。
农业生产受到各种外部因素如气候和收获质量。这些参与者的系统链接所有购买者,允许任何人相通的利润同时确保客户得到他们的健康的作物。Ethereum 2.0可以提高供应链的透明度和帮助生产者和消费者消除低效的工作流程。验证器可以提供一个完美的环境从农场到市场。因此,商品的交易成本将会降低。股份的证明可以很容易地定位和跟踪产品从本地存储。这种机制也可以确定提供了一种作物的农场以及收获的日期。Ethereum 2.0中的分片过程可以让我们最大化区块链组织水平,从产品信息分类的用户信息。机制没有设计验证器Ethereum 2.0解决数学问题来验证交易;相反,他们必须检查数据的完整性。
技术堆栈,有时被称为一个技术基础设施或解决方案堆栈,目前至关重要的用于创建可伸缩的、可维护的应用程序。技术堆栈是一家集技术相互层叠,开发任何应用程序。技术影响的应用程序可以设计,你可以定制的程度,您需要构建应用程序的资源。
概念验证(PoC)是一个重要的组成部分,每一个软件项目,因为他们减少可能的风险和演示项目的角度来看。
概念证明的基础应该是每一个软件开发过程的项目,因为它有几个好处。PoC的方方面面,从减少失败的风险评估的可能性可伸缩性。提高整体的研究中,我们收集了所有该过程的优点。
风险最小化是迄今为止一个概念证明最重要的好处。开发团队分析潜在的问题之前。
计划你的扩展方法是至关重要的,因为它是发布一个一流的产品。从长远来看,你需要知道如何构建您的解决方案在技术上和商业上。
种子圆形,与具体的证据支持这个想法的潜力是非常重要的。没有人支付抽象概念。
构建一个PoC来测试概念在实际设置和获取早期反馈包括选择正确的技术堆栈和创建体系结构。
图5显示了该模型的技术堆栈。
物理或基础设施层协助收集环境数据,如土壤pH值、温度、湿度、和曝光测量。我们也有节点,网络成员。节点是任何设备访问区块链网络的权限。
区块链,作为一个概念,组织数据到用户数据,农业产品数据和事务数据。Blockchains采用一致的方法,以确保节点达成协议。这是一个奇妙的过程来提高网络的效率通过引入一个新的程度的可靠性和实现信息安全。
大部分的智能模型的合同。中间人得到消除。你将不必担心因为有信任问题标准保护每个人的合法权益。以来所有的电脑,上级不能有任何影响,过程是非常开放的。
Kaleido接口作为一个功能测试平台。它有助于促进访问分散的分类帐。从这一层用户得到极大的帮助。这个平台允许访问所有数据。对等服务器网络允许用户连接到区块链网络。
我们已经选择了区块链网络及其工具/服务。系统软件、数据库、服务器和框架组成的后端或服务器端技术栈。这些技术是适合我们的研究计划。自动化的各种功能,我们也有机会处理智能合同。
大多数在线应用程序的前端选择保持不变。研究将使用一个先进的web应用程序的基础建立在HTML, CSS, JavaScript和打印稿提供额外的功能。
编程语言处理关键的应用程序所需的业务逻辑。有必要利用可靠的编程语言和创建源代码,将自动化各种功能,如识别作物生长的环境。然而,没有技术能提供完整的100%安全。区块链网络始终坚持最佳实践,以保证最高的数据和事务保护水平和降低风险。
未来的测试将专注于新的Web 3.0区块链技术堆栈,这不同于早期的迭代。然而,从客户机-服务器体系结构过渡到一个分散的网络不会激进。的变化和不同的非常重要。
Web 3.0区块链技术栈仍然一步一步发展和成熟。即使他们更安全,他们往往慢一点。结果,过渡最初将包括建筑部分分散的网络之前分散的。
3所示。测试和分析
数据描述区块链测试系统。测试架构包含一个环境,一个成员,和三个聪明的合同脚本代码(金融、存储环境和可追溯性)。
图6描述了仪表板系统允许用户了解测试环境。在这些数据中,我们可以找到信息网络参与者喜欢会员名字,会员ID,主要联系电子邮件,加入日期。
KALEIDO组织会员问题用一个共同的名称和一个串行代码证书。在这种情况下,指示板显示的列表应用程序直接连接到我们的区块链系统,像我们的智能合同脚本代码。
图7显示当前状态的区块链系统,如创建日期、块高度,网络参与者,发布版本,协议利用(Geth / Poa)。我们建立了两个节点(节点1和节点2)进行测试,其中一个由智能合约代码插入。还有系统监控的节点名称。这些节点都开始。
块的细节节点注入脚本如图聪明的合同8。在这些细节中,我们可以找到节点名(节点1),节点ID,节点的大小(小),业主,状态(开始或暂停),和AWS地区因为我们使用Amazon Web服务,以及成立日期和最后修改日期。
细节包括(我)区块链节点ID。(2)共识的作用(non-signer)。(3)共识ID。(iv)运行时版本。(v)用户帐户。
一般来说,这个数字代表的所有元数据节点1。
图9显示所有聪明的合同添加到区块链。金融、存储环境和可追溯性的三个方面是聪明的合同。坚固的编程语言用于创建它们。稳固性编程语言只存在促进创建智能合约Ethereum区块链。
聪明的合同算法如图10。区块链系统包括这些算法。如您所见,这个数字显示了一些函数的存储环境可靠性文件。例如,考虑评估曝光的编程方法,土壤pH值、温度和湿度。还有其他的功能,比如破坏环境标识。
此外,脚本代码显示所有这些因素的当前状态和各种附加功能。本节关注创造最好的环境对种子和产品在农场和仓库。
资源的数量需要运行这些脚本代码定义了它们的复杂性。时间和内存约束给予特别的关注。这些过程应该花同样的时间在一个特定的系统输入的大小无关。另一个被使用的资源是算术运算的数量。
这些图(见图11)合同说明注射智能代码有轻微影响的资源。聪明的合同所使用的内存是150字节。此外,聪明的合同只使用约40 mb的磁盘空间。这些数字提高效率速度和系统上没有负面影响,计算机节点,或RAM。
图12描述了几个成功阻止节点的事务。这些发现表明,智能合约可能会用于未来传感器数据集(温度、光、湿度和土壤pH值)。
系统分为三个大类。第一个是分布和可追溯性,包括所有方面的跟踪和跟踪产品从开始到结束。第二类是融资,其中包括金融交易的各个方面。最后,存储是第三类,它涵盖了所有违反管理和调节农场的环境数据和仓库。
采用物联网设备后将产品信息插入到系统,相关的权威可以验证实时温度、湿度、土壤pH值,和曝光条件。合同自校验数据跟踪状态和侵犯。系统显示温度、湿度、土壤pH值,和曝光值,检查它们是否接近理想条件。
建议架构还维护实体之间的信任。在购买产品之前,它保证消费者充分了解其他方面的声誉(卖方)。此外,预警功能添加到减少化学物质的使用,建立农产品的安全。
尽管比特币区块链推广事务,把它在实际用例仍有各种困难和很多目标去完成。然而,区块链仍处于早期阶段,包含严重缺陷。此外,应用程序是一个相当大的挑战,整个食品供应链优化解决方案。
我们都同意这些分析后的程序自动化和可靠的。智能合同定期自检数据,跟踪所有的细节,并帮助保存数据区块链。区块链时,日期,时间,和产品标识符允许所有参与者跟踪产品,并确保他们获得信息的来源的产品。诚信不是威胁,因为授权唯一的参与者是那些可以执行操作。此外,使用聪明的合同不需要一个中介方,没有人可以改变内部的数据区块链后验证。
因此,它不可能改变如果有人做错了事或数据错误。同时,数据收集依靠物联网设备;如果他们得到打破,数据收集是不可能的。此外,物联网设备有时会受到安全漏洞。
可能,一些参与者不能理解系统或区块链技术。他们可能有有限的知识或缺乏了解的一些功能。也许我们不能说服一些参与者提供信息。但是,总的来说,该系统提供了一个激进的改变现有的业务的各个方面。
比较系统(见表1我们已经讨论过的)提供了所有细节。可想而知,proof-of-work共识机制的算法运行时系统采用Ethereum平台。然而,我们发现,许多研究忽视包括这一点。
4所示。绩效评估
吞吐量可能是最被误解的性能测试原理,掌握初级测试人员偶尔会有麻烦。一般来说,“吞吐”是指交易产生的体积在整个测试。它也可以被描述为最少的能力,一个应用程序或网站可以处理。
此外,它是典型的吞吐量目标应用程序性能测试之前运行,以便它可以每小时处理一定数量的请求。
建议的模型,例如,使用多个blockchains。安徽省用户信息区块链、农产品信息区块链和区块链是三个blockchains事务信息。让我们假设,无论体积或数量的数据,它总是需要一秒钟保存一套新的三个区块链的每个块记录。
这个场景的性能报告将显示,吞吐量是三条记录每一刻。更多解释,用户信息区块链可以先保存记录数据,安徽省的农产品信息区块链可以保持第二个记录数据,和事务信息区块链可以节省第三记录数据。这种想法是我们的最大吞吐量,但现在的目标是增加通过更新智能合约的编程水平,通过融合新方法和功能减少执行时间和努力防止区块链网络的瓶颈。
第一个问题之间的延迟是用户在事务延迟启动一个事务或支付和接收确认它是有效的。你会期待一个压扁的吞吐量一旦所有用户登录,开始工作,发送请求。在我们的例子中,然而,我们还没有添加cryptocurrency-based金融交易,这个项目的目标是同时从传感器接收数据并将其发送到区块链网络。因此,智能合同有助于数据到达的自动化系统在任何情况下,及时分析。
以最小的竞争,吞吐量变化通过调整负载而延迟保持不变。直接原因是无论有出来,因为是一个合理的最低成本来完成一个事务,以低拥挤和排队时间为零。
每一个新形成的块都有一个时间戳。区块链系统使用时间戳数块的数量增加和生产在特定的时间间隔,比如每小时。事务延迟度量可以通过查找计算每笔交易的时间和比较了完成的时间的时间批准并保存。这种方法还可以揭示共识方法习惯的速度。这些测试的结果提供评价区块链系统的功能和可伸缩性。
3.5 GHz CPU设备32 GB RAM和3 TB的硬盘将执行模型(Ethereum区块链network-8节点)的保证金100 - 120秒延迟和235 - 260的保证金交易(TPS)每秒的吞吐量。数据必须等待获得本地网络的传输容量就超过了流量。当然,将会有更多的延迟。的延迟将会增加随着网络变得更加拥挤的同时,我们有很多活动。然而,固体无线信号使运输数据从源到目标在短期内,减少延迟。添加更多的控制器或验证确认区块链交易可能会提高性能。
分析仪必须衡量大规模分布式系统来识别障碍或堵塞和压力预测预期行为。
4.1。安全分析
现在我们将继续安全分析部分,我们将列出所有的模型组件,并讨论如何提供安全服务,以及他们如何操作来保护我们的数据和网络成员提供准确的信息。
智能合约、应用和区块链环境易受攻击如果模型变得弱了。让我们先从blockchain-based系统,公共分类帐的数据保持在所有节点,与所有的参与者收到的相同版本信息和更新实时数据的变化。此外,用户身份验证使用公开密匙加密,验证器之前检查准确性的数据存储在块;因此,所有数据事务应该接受从网络中的所有节点。最后,一旦交易得到保存在块,没有一个人或实体可能编辑或改变块的内容。
区块链方案的安全级别是有趣的,但我们现在讨论智能合同安全,这并不是一个简单的软件程序,它会自动运行。这是一个系统的一部分。在我们的示例中,它可以接收、传输和存储数据环境,如温度、湿度、光、和土壤博士也可以追踪商品和确定哪些公司拥有它。我们不要忘记,聪明合同指定业务当事人之间的协议的范围定义标准合同条款作为触发器事件。执行的代码,结果会显示在所有的网络节点。聪明的合同写条件,使用if - then表达式,从而忽视定期协议造成的许多问题,如欺诈。区块链建立的使用这些类型的安排不需要一个中介。因此,公司的总支出得到减少。为了防止损失,专业人员及时代码优化,进行频繁的代码审核和监控,实现交易的异常行为。
除非你安装保护、物联网设备可能在安全方面最薄弱的一环。例如,物联网面临假发射塔攻击和中间人攻击和短信等威胁如钓鱼。
区块链技术一直是一个引人注目的例子提供安全交易和信息传递。它提供了一个独特的数据结构除了综合安全措施。共识、分散和cryptography-which确保交易的信任区块链的基础。
然而,可怜的技术实现与区块链导致了几个安全漏洞。尽管区块链有明显的安全漏洞,网络安全专家有特殊分析和技术技能可能采取一些措施来减少这些问题,实现区块链以最安全的方式。虽然建议的方法可能不停止这些尝试,它使黑客很难实施。
51%的黑客袭击发生在一个人或一组收集超过一半的散列率和接管整个系统,这可能是致命的,blockchains处理金融事务。在这种情况下,黑客可以改变交易和停止验证过程。在序列中,整个模型将不添加事务块。攻击者甚至可以撤销已完成交易,导致重复花费。幸运的是,通过增加散列率和减少proof-of-work技术的使用,我们可以避免51%的攻击。结果得出结论,这个特定的威胁不会攻击者本身受益,因为建议农业模式的主要目标是组织农业环境数据分发到所有网络参与者,并提供一层这些数据的安全性和保密性。
网络钓鱼攻击是严重影响区块链网络。钓鱼攻击是黑客的目的来获取用户的登录信息。钱包的主人关键,他们会发送电子邮件,似乎是诚实的。用户必须登录信息输入一个错误的超链接,连接。用户的密码和其他敏感信息可能会受到损害,这可能造成伤害的个人和区块链网络。如果区块链网络成员得到一个电子邮件要求登录信息,他们必须确认与合作伙伴(例如,其他成员)。此外,安装恶意链接检测软件可能在防御援助这一威胁。我们可以指出,通过公共wi - fi连接到区块链可能是有风险的。
路由攻击,例如,当一个黑客攻击使用的匿名用户帐户拦截数据发送给网络服务提供商。数据传输和活动继续像往常一样在路由的情况下攻击,所以参与者通常是明显的威胁。然而,建立一个安全路由协议将解决这个问题。网络的用户必须使用强密码,经常更新。在实践中,一些农场很可能采用此体系结构中,有一个重要的需要通知每一个区块链参与者数据安全相关的风险。
用户与区块链使用电脑和智能手机等电子设备,区块链网络的端点。黑客可以目标设备和监控用户活动来获取用户的关键。参与者不应该将区块链键在电脑上保存为文本文件通过网络用户。识别危险和保护装置包括安装杀毒软件。
黑客们可能会考虑创建大量的虚假的网络节点(女巫攻击)。他们可以获得多数共识,停止链式的交易使用这种技术。大规模的西比尔罢工意味着51%的攻击。建议的方法利用合适的共识方法和跟踪其他节点的行为。
聪明的合同漏洞可能会有风险,因为他们可以导致安全漏洞的源代码。在这种情况下,代码很简单,只有分析信息,检测作物生长条件,评估产品的状态。我们聪明的合同源代码将不断得到更新。例如,我们可以利用Oyente分析工具在合同建立在Ethereum找到漏洞。这种技术评估的字节码Ethereum区块链。
分析和测量的目标连接,监控传感器,使智能修改和改进是最大化价格和质量。物联网设备一般使用Linux操作系统,典型的定制版本。数据流时保护本地机器的其他方案阶段物联网安全(合同区块链和智能层)。物联网设备经常有一个移动应用程序,用于通过互联网连接到设备。当监测无线传感器,使用VPN连接。中间人攻击就永远不可能与一个VPN解决方案。阻止不需要的网络端口,例如,Telnet端口应停用防止进一步的Telnet协议攻击。通过允许跟踪产品的所有权的证明,通过整合独特的标签(例如,RFID, NFC和QR码)创建智能标记,我们可以添加一些供应链物流,确保可追溯性和保护信息交换通过区块链。
5。结论和未来的工作
总之,区块链和物联网技术可以帮助您开发安全、透明、开放、创新生态农业系统,包括所有的参与者。
这项工作旨在提供一个可能的技术来构建实用blockchain-based应用程序,改变农业产业,尽管区块链的发展和农业的研究仍处于起步阶段。这个模型被认为是减少经济损失和农业污染的原型。系统定义了三个主要实体在农业领域:数据、过程,和利益相关者。添加一个cryptocurrency实体之间的交互过程和注册/跟踪卖方的土地将被这个区块链系统模型的一大步。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。