《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于區(qū)塊鏈的物流價(jià)值鏈數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)
2020年信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全第12期
龍 萍1，邢 鑌2，3，胡小林2，朱林全2
1.重慶交通大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400074；2.重慶工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心有限公司，重慶400707； 3.工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，重慶400707
摘要： 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的物流供應(yīng)鏈管理技術(shù)，業(yè)界聚焦在高精度數(shù)據(jù)分析算法的應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)算法的應(yīng)用目前還處于起步階段。然而，交易、支付環(huán)境不可信，數(shù)據(jù)易丟失及溯源難等問(wèn)題，較大程度地制約了物流供應(yīng)鏈管理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。為簡(jiǎn)化過(guò)程，以物流價(jià)值鏈為例，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于物流場(chǎng)景中，通過(guò)數(shù)字簽名、非對(duì)稱加密和Merkle樹(shù)等算法，保障了商品數(shù)據(jù)的完整性和機(jī)密性，提供了物流訂單數(shù)據(jù)溯源功能。最后，相比于業(yè)界類似技術(shù)的安全性，該方法更能滿足實(shí)際工程應(yīng)用對(duì)安全目標(biāo)的需求，為后續(xù)落地實(shí)施提供了有力的技術(shù)支持。
中圖分類號(hào)： TP309.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.12.003
引用格式： 龍萍，邢鑌，胡小林，等. 基于區(qū)塊鏈的物流價(jià)值鏈數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全，2020，39(12)：13-18，24.
Secure sharing technology of logistics value chain data based on blockchain
Long Ping1，Xing Bin2，3，Hu Xiaolin2，Zhu Linquan2
1.School of Information Science and Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China； 2.Chongqing Innovation Center of Industrial Big-Data Co.，Ltd.，Chongqing 400707，China； 3.National Engineering Laboratory for Industrial Big-Data Application Technology，Chongqing 400707，China
Abstract： Based on the industrial Internet logistics supply chain management technology, the industry focuses on the application of high-precision data analysis algorithm, the application of data privacy protection algorithm is still in the initial stage. However, problems such as unreliable transaction and payment environment, easy loss of data and difficulty in tracing the source restrict the further development of logistics supply chain management technology to a large extent. To simplify the process, we took the logistics value chain as an example and aimed to apply the blockchain technology to the logistics scene. Through algorithms such as digital signatures, asymmetric encryption and Merkle trees, our technology not only guaranteed the integrity and confidentiality of product data, but also the traceability function of logistics order data was provided. Finally, compared with the similar technologies in the industry, our method can better meet the security objectives of practical engineering applications, and provide strong technical support for subsequent implementation.
Key words : supply chain management；digital signature；blockchain；integrity

0 引言

    隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，智慧物流作為工業(yè)4.0的重要發(fā)展方向，物流行業(yè)正在從傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式向集中化、信息化和智能化方向發(fā)展。尤其是在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，智慧物流行業(yè)的服務(wù)模式得到快速發(fā)展與實(shí)踐[1]。

    物流供應(yīng)鏈管理作為智慧物流的核心環(huán)節(jié)，其最終需實(shí)現(xiàn)進(jìn)貨等待耗時(shí)少、領(lǐng)料指引準(zhǔn)確且高效、生產(chǎn)進(jìn)度透明化以及監(jiān)控管理便捷等目標(biāo)[2-3]。將上述目標(biāo)歸結(jié)起來(lái)要解決的底層關(guān)鍵技術(shù)是如何提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的可信度。目前，業(yè)界主要聚焦在高精度數(shù)據(jù)分析算法的應(yīng)用研究，對(duì)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)算法的應(yīng)用還處于起步階段。

    然而，可信的數(shù)據(jù)交互環(huán)境，公開(kāi)、透明的物流各環(huán)節(jié)，已發(fā)生訂單數(shù)據(jù)的不可篡改及物流各環(huán)節(jié)可溯源等方面，是當(dāng)前物流供應(yīng)鏈亟待解決的核心問(wèn)題[4-6]。為簡(jiǎn)化描述過(guò)程，本文以制造商將產(chǎn)品通過(guò)物流運(yùn)輸送到顧客手中的過(guò)程(即物流價(jià)值鏈)作為示例，進(jìn)行具體數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)應(yīng)用研究。

    目前，針對(duì)物流價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)、安全保護(hù)及溯源三方面還存在較多不足[7]。在數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)和數(shù)據(jù)安全保護(hù)方面，當(dāng)前大多數(shù)交易是基于第三方交易平臺(tái)進(jìn)行處理，一旦第三方交易平臺(tái)發(fā)生物理?yè)p壞或遭到黑客攻擊，極易使物流訂單信息不準(zhǔn)確，造成物流交付過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題[8]。在數(shù)據(jù)溯源方面，制造商與客戶交付訂單過(guò)程中，若出現(xiàn)商品來(lái)源、真?zhèn)我约捌茡p等利益糾紛時(shí)，制造商很難為客戶提供商品的可信來(lái)源數(shù)據(jù)和真?zhèn)螒{證[9-10]。此外，若運(yùn)輸商品發(fā)生破損，想獲取物流運(yùn)輸軌跡全過(guò)程的詳細(xì)數(shù)據(jù)(即商品物流價(jià)值鏈上數(shù)據(jù)的追溯)是困難的，因此也難以進(jìn)行理賠操作。

    借助區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字簽名、非對(duì)稱加密和共識(shí)機(jī)制等算法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)安全共享、不可篡改等特性[11]，為解決上述問(wèn)題提供了重要的技術(shù)支持。文獻(xiàn)[12]中，謝向軍探討了大數(shù)據(jù)環(huán)境下物流企業(yè)數(shù)據(jù)信息屏的安全保障體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)，但未給出結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景的可行應(yīng)用策略。文獻(xiàn)[13]中，嚴(yán)霄蕙發(fā)現(xiàn)了我國(guó)新零售供應(yīng)鏈中主要面臨交易、支付安全問(wèn)題、物流信息與商品溯源等問(wèn)題，未給出具體解決方案。文獻(xiàn)[14]中，羅杏玲對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了概述，雖然提出了區(qū)塊鏈技術(shù)在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用策略，但沒(méi)有給出應(yīng)用的具體步驟。

    本文旨在將區(qū)塊鏈技術(shù)具體地應(yīng)用到物流價(jià)值鏈數(shù)據(jù)的安全共享環(huán)節(jié)中，并提供數(shù)據(jù)的溯源功能。為此，提出一種基于區(qū)塊鏈的物流價(jià)值鏈數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)。該技術(shù)將物流價(jià)值鏈數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈技術(shù)深入融合，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈數(shù)據(jù)的安全共享，并解決了數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)過(guò)程中的中心化和信任問(wèn)題。




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作者信息:

龍  萍1，邢  鑌2，3，胡小林2，朱林全2

(1.重慶交通大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400074；2.重慶工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心有限公司，重慶400707；

3.工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，重慶400707)

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