熱門論文
最新論文
基于區塊鏈的商品混凝土 供應鏈信息管理研究
發布時間：2023-07-13 09:49
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT III
目 錄 V
1 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的與意義 3
1.3國內外研究現狀 4
1.4研究內容和技術路線 9
2相關技術理論 12
2.1區塊鏈基本概念 12
2.2區塊鏈關鍵技術 15
2.3區塊鏈運作原理 20
2.4Petri 網相關介紹 20
2.5本章小結 21
3基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理必要性研究 22
3.1商品混凝土的概念與特性 22
3.2傳統商品混凝土供應鏈運作模式 23
3.3區塊鏈與混凝土供應鏈信息管理結合必要性分析 26
3.4本章小結 27
4基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理可行性研究 28
4.1商品混凝土供應鏈信息流 28
4.2商品混凝土供應鏈關鍵信息點 29
4.3區塊鏈與混凝土供應鏈信息管理結合可行性分析 33
4.4本章小結 39
5基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架 40
5.1區塊鏈選型 40
5.2基于區塊鏈的信息管理層次架構 41
5.3基于區塊鏈的信息管理物理架構 42
5.4基于區塊鏈的混合共識網絡構建 43
5.5主要功能模塊 47
5.6基于區塊鏈的供應鏈業務流程效果模擬與評估 53
5.7本章小結 57
6 結論與展望 58
6.1結論 58
6.2展望 58
致 謝 60
參考文獻 61
1 緒論
1.1 研究背景
1.1.1混凝土行業發展現狀
近年來，在我國加速城鎮化進程的大背景下，越來越多的橋梁、鐵路、高速公路 等大型基建項目投入施工，對商品混凝土的需求量與日攀增，帶動了商品混凝土行業 的全面發展。由于混凝土材料的成本低、原料多、具有較好的耐久性及強度，而且對 不同自然環境的適應度較高，在建筑工程項目中廣泛應用。我國早在上個世紀70年 代末就開始應用混凝土材料，歷經四十余年的發展，混凝土應用技術趨向成熟化。如 今，隨著經濟發展突飛猛進，基礎建設工作如火如荼，商品混凝土的生產規模位居全 球之首。2015年以來，連續三年全國混凝土產量持續增長，2016-2018年間，混凝土 產量增速為2%-3%。回顧2019年1-10月份，全國混凝土產能已達20.3億立方米， 同比2018年增加5.7%，由于年末施工進度放緩，且部分地區環保管控影響，混凝土 企業停產，因此年末產量降低。公開資料顯示，截止2018年，全國混凝土產量高達 23.5億立方，同比增長2.13%。援引國家統計局公布的數據，中國近年來混凝土產量 如下圖1-1所示：
混凝土產量 增速
圖 1-1 2015-2019 年中國混凝土產量圖
混凝土產量的提升離不開房地產等基建行業的發展和國家重大政策的支持。一 方面，近些年國家加快基建發展速度，全國范圍內各類基建項目快速落地，這使得對 于混凝土的需求量逐年增加，為混凝土行業發展帶來了轉機。另一方面，國家與商品 混凝土相關的關鍵政策支持，也是多年來中國商品混凝土行業快速發展的又一個重 大原因。
我國商品混凝土雖然起步較晚，但發展較快，發達地區本身具有較快的發展速度 和能力，根據相關數據顯示，大城市達到了 40%以上的商品混凝土應用量占比，北 京、上海、大連已占65-70%，和工業發達國家的數據較為接近。雖然我國國土資源 十分豐富，但是同時具有各個地區發展不平衡的顯著特征，所以在多個地區存在著較 大文化差異以及不同的事物接收度，并沒有全面推廣商品混凝土的使用，國家政府也 注意到這一問題，為了能夠扶持商品混凝土生產，專門制定了一些政策法規，這也使 得在我國商品混凝土行業在這些政法法規的支持下發展速度逐漸加快。1988 年國家 建設部在《關于“七五”城市發展商品混凝土的幾點意見》中明確提出商品混凝土的 推廣要在省會城市“八五”期間展開，商品混凝土在 1994年又作為十項新技術的重 點項目之一要求在1994和1995年進行重點推廣，《關于發展預拌混凝土的若干意見》 由全國建筑工業會議于 1995年通過并發布，其中也明確要求了加大力度推廣商品混 凝土，相關政策也紛紛在 1998，2000 年出臺，在 2003 年 6 月前，建設部要求西部 開發地區首府必須達到 40%的商品混凝土比重，并且在2006 年必須要完成商品混凝 土在全國縣級城鎮的普及使用；2011年9月，商務部發布的《商務部關于“十二五” 期間加快散裝水泥發展的指導意見》中提出國家將進一步支持商品混凝土的發展，保 證混凝土在基礎設施建設中的重要地位；2019年11月，由國家發改委頒布的《產業 結構調整指導目錄（2019年本）》中明確指出，國家在限制和淘汰部分技術落后、規 模較小的混凝土生產企業的同時，將繼續鼓勵大型混凝土生產企業生產工作、新型靜 態水泥熟料煅燒工藝技術的研發與應用、新型干法水泥窯替代燃料技術等混凝土相 關的新技術的研發和應用工作。在眾多國家政策支持和國內基礎設施建設快速推進 的基礎上，中國的商品混凝土產業將朝著快速發展、健康發展和可持續發展的新道路 上前進。
1.1.2商品混凝土企業面臨的供應鏈問題
雖然混凝土企業在國內發展迅速，但是相應的混凝土上下游企業同樣面臨著不 少的問題和挑戰，尤其是在供應鏈管理方面。中等規模的民營企業大多是混凝土企業 類型，但是當前仍有部分問題存在于企業供應鏈管理當中[1]:
1、 聯盟伙伴關系尚未形成，合作關系相對較為脆弱。供應商以及客戶通常都會 被企業看做是競爭對手，再加上降低價格主要是企業所使用的客戶服務方式，不利于 長期穩固合作關系的建立，各個成員間信任度不高。
2、 不一致的目標利益，成員關系不穩固。其實上下游企業關聯度較高，但是各 個企業并沒有認識到這一問題，大多數企業只是專注于自身利益，各自為政，因此上 游企業在下游企業出現問題時應該要共同幫助，有利于雙方發展。
3、 協同策略和意識都較為缺乏，人員普遍具有較低的素質。其實在各個相關企 業中都存在這一問題，比如施工企業、混凝土企業。以人為本應當作為各個企業的基 本核心理念，還有積極配合各個產業鏈，不可忽視人的因素。
4、 供應鏈環節不確定，業務流程、組織結構以及協同策略也要及時進行調整。 由于多變的生產過程、不同的產品配送形式以及市場需求等都會影響到企業各個月 業務活動的進展，特別是企業供應鏈、資源等。
5、 相對較落后的信息技術，缺乏較強的電子商務能力，信息化管理普及程度不 夠。供應鏈協同管理信息平臺的缺乏造成即使生產經營管理信息系統在企業內部已 建立，但是信息孤島現象越來越顯著。
1.2研究目的與意義
1.2.1研究目的
目前國內外學者針對區塊鏈在建筑材料供應鏈管理的應用開展了理論研究，對 區塊鏈用于建筑材料供應鏈管理的是否可行以及其必要性進行了論證。但目前的研 究仍處在較為初步的結算，實際進行應用的較少，多數為基于一定假設的推論和一些 應用措施上的建議。區塊鏈在商品混凝土供應鏈管理中的應用研究更為少見，因此本 文的研究目的如下：
1、 對基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理的必要性及可行性進行了分析。 本文分析傳統商品混凝土供應鏈信息管理存在的問題，闡述區塊鏈在解決這些問題 的必要性與可行性。
2、 提出了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈的信息管理框架。本文選了框架中區 塊鏈的存在狀態、共識機制、層次架構、物理架構及主要模塊等進行闡述，并對其應 用效果進行模擬和評估，論證采用區塊鏈技術提升商品混凝土供應鏈管理的優越性。
1.2.2研究意義
商品混凝土作為一種建筑材料，在每個工程項目中所占工程造價的比例較大。由 于其材料的特殊性，在進行商品混凝運輸以及在進行混凝土工程施工時，其方式或操 作都有較高的要求，因此對商品混凝土供應鏈的管理顯得尤為重要。盡管對商品混凝 土供應鏈管理的研究一直以來都在進行，但因商品混凝土質量問題導致的工程事故 仍在不斷發生。隨著我國全面部署信息化發展戰略，各種新興技術層出不窮，而區塊 鏈的運用將為建筑業帶來信息技術創新與產業深化變革，因而研究區塊鏈技術在商 品混凝土供應鏈信息管理中應用價值具有一定的意義。本文研究可以為拓展區塊鏈 在商品混凝土供應鏈信息管理的應用研究提供支持，同時也為相關區塊鏈的實際應 用起到促進作用。目前關于區塊鏈與工程建設的結合研究側重于宏觀理論方面，相關 細節研究很缺失。本文對此問題進行具體分析，討論了商品混凝土業供應鏈過程中區 塊鏈的應用情況，且進行了建模研究，為建筑領域這種技術的應用推廣提供支持。
1.3 國內外研究現狀
1.3.1供應鏈管理研究現狀
最早是在《哈佛商業評論》中出現了供應鏈管理(Supply-Chain Management)這 一概念［2］。1980年邁克•波特發表的《競爭優勢》中也曾明確了SCM,當時稱之為“價 值鏈"［3］。在此之后，供應鏈管理被應用到管理、營銷、哲學等眾多學科的研究中， 學術界對于供應鏈的研究逐漸增多，主要集中于供應鏈管理的概念及基本思想等方 面。
這一概念起源于國外，在其發展初期，供應鏈管理被部分學者定義為“ 管理材 料和產品從產品供應商流向消費者的技術”，它強調供應鏈管理的重點是從材料供 應到產品交付的整個業務過程的流動和互連性［4］。美國供應鏈協會 (Supply Chain Council)基于此用生產和提供最終產品來定義供應鏈管理，其中不論是顧客方的努力 還是供應商都包含在內。此外后續相關研究學者還用計劃、采購、制造和配送這4大 基本流程來進一步描述供應鏈管理［5］。其實供應鏈管理這一概念也被多數國內學者所 研究。一些學者認為，原材料零部件供應商、批發商、零售商、運輸商等一系列企業 應該作為供應鏈的重要組成。通過供應鏈能夠向每個企業依次運輸原材料零部件，然 后完成產品的制作，最后再進過運輸配送能夠向用戶完成產品的交付［6］。部分學者表 示，其實供應鏈管理的過程就包括計劃、協調、操作、控制和優化整個供應鏈系統， 其目標是要將顧客所需的正確的產品 (Right Product) 能夠在正確的時間 (Right Time)、正確的數量(Right Quantity)、正確的質量(Right Qulity)和正確的狀態 (Right Status)送到正確的地點(Riht Place)——即"6R”，并使總成本最小。這一定 義相較于人的理解，強調了供應鏈管理的具體要素，如時間、地點、數量和質量等， 讓供應鏈管理的概念更為準確［7］。
除了研究供應鏈管理的概念以外，學者們對供應鏈管理研究還集中在確定性環 境下的供應商選擇與協商機制、配送網絡設計、運輸路線設計、庫存控制、供應合同 設計、外包和采購策略、供應鏈協調機制、生產網絡設計等問題上［8］，有關供應鏈管 理的研究在全球范圍內興盛起來。
1.3.2區塊鏈技術
1、理論技術
Satoshi Nakamot o在2008年發表的電子貨幣系統相關論文中最早提出區塊鏈技術 ［9］，其后這種技術開始受到廣泛關注，且被看作為新型信息產業革命發展中最重要的 技術之一。 Melanie 對區塊鏈的應用和發展情況進行預測，認為可劃分為三個階段， 第一階段的標志為比特幣等數字貨幣出現，此貨幣推動數字金融技術的發展；第二階 段的代表為智能合約，主要是基于算法規則代替文件合約；第三階段則是各種智能場 景中引入區塊鏈去中心化思想，為共享經濟和社會的發展提供支持［10］。Wessel認為 區塊鏈可看作為記錄了全部交易數據的分布式公共賬本，主要是基于不同的記錄技 術自動化交互而配置現實社會資源，更好的滿足資源優化配制要求［11］。Steven認為 區塊鏈從本質上看是一種分布式在線賬本，其基于分布在全球的計算機資源而進行 快速結算［12］。邵奇峰對區塊鏈的主要技術架構進行論述，且對比分析了其和以太坊 在數據結構、智能合約方面的異同［13］。錢衛寧研究了在數據存儲與處理安全性方面， 區塊鏈技術的應用價值和原理［14］。
在區塊鏈技術革新層面，Chao Xie具體分析了區塊鏈跟蹤雙鏈技術在農產品質量 跟蹤數據安全方面的優勢，通過鏈式結構存儲區塊的交易哈希，在此基礎上建立起雙 鏈存儲，然后在實例分析基礎上驗證了這種方案保障農產品數據安全的效果［15］。Loi 在此研究中具體討論了拜占庭節點操作對比特幣安全協議的問題，而建立了一種基 于公有鏈的分片協議，在應用過程中這種協議可以劃分采礦網絡形成一定量的小網 格，然后對交易速率進行適當的調節［16］。Kejiao深入分析了財團區塊鏈的部署場景 方面，比特幣共識算法的缺陷，進行一定 改進和優化而建立了基于投票證明的算法 POV,這種算法在處理過程中針對各網絡用戶設置差異性的安全身份，從而高效的進 行安全性控制，且表現出交易驗證快，收斂可靠等方面的優勢［17］。張仕將等研究了 共識算法的拜占庭容錯能力不足、區塊鏈無法方便的擴展等缺陷，而引入Gossip協議 進行優化，進行測試結果發現優化處理后算法的拜占庭容錯率高于50%［18］。徐治理在 研究時對聯盟鏈共識算法的性能和應用情況進行分析，且引入信用評級機制對其進 行改進，這種模式下鏈中節點的靈活性明顯提高［19］。
2、應用價值
區塊鏈在未來社會智能化發展中有重要的價值。de Meij er對這種技術的應用領域 進行分析，認為除過數字現金外，數字交易所的交易中也可應用區塊鏈技術，從而徹 底改變了傳統金融業的經營模式［20］。Goertze 1的研究發現，區塊鏈可以顯著提升交 易公開程度，對全球經濟交互發展有重要的推動作用，且提升了交互的人性化水平 ［21］。Clare的研究發現在電子居民公證服務方面應用區塊鏈，可徹底改變傳統的身份 認證方式，對提高全社會的認證效率起到很大促進作用［22］。馮珊珊則研究認為在大 數據的全球公證發展中，區塊鏈也有重要的應用價值，可以通過其為用戶提供最可靠 的信用公證［23］。高航研究結果表明，在互聯網行業未來發展中，區塊鏈算力芯片有 重要的應用價值，其可以為云計算技術的發展提供支持，同時也促進物聯網人機交互 技術的發展［24］。
3、應用領域
區塊鏈技術起初主要應用在金融交易領域，其后應用范圍不斷擴展，開始廣泛的 應用到醫療、能源、制造、教育相關的領域，且表現出多方面的優勢。Xiao Yue在進 行數據安全研究時，提出了基于區塊鏈的醫療數據網關APP,在應用過程中可以在不 侵犯隱私基礎上使得用戶高效的控制自身醫療數據，也使得醫療信息的智能化控制 水平顯著提高［25］。Ekblaw則建立了一個基于區塊鏈的病例分布式管理系統一 MedRec,這種系統在運行過程中醫療參與者可以基于區塊鏈“礦工”角色維護醫療 信息，且獲取對應的收益［26］。梅穎深入分析了區塊鏈技術在共享醫療體系數據安全 方面的應用價值，且給出了相應的電子病歷的安全存儲方案［27］。顏擁討論了在光伏 發電領域基于區塊鏈的分布式P2P電力交易模式的應用價值，同時對區塊鏈在電力能 源行業的未來發展趨勢進行預測分析：且認為在P2P電力交易、電動工具充電方面都 有較高的應用價值［28］。Jos6 Horta進行虛擬配電網研究過程中，給出了一種基于代理 的分層結構，這種結構模式下可基于相應物聯網與區塊鏈進行智能家居的控制，同時 確保電力交易合同執行，為相關管理目標實現提供支持［29］。海川在研究過程中具體 分析了智能制造業領域區塊鏈的應用情況：主要如可穿戴設備、物付寶等，且認為其 可以顯著促進交互能帶動智能制造行業的長遠發展［30］。 Meng 則給出了 一個基于區 塊鏈的教育記錄驗證方案，在其中用戶可以自行保管自身的正規教育記錄信息，且在 相關應用場景下，可以將這些記錄共享給企業、學校和行政機構［31］。Turkanovic在建 立全球高等教育信用平臺時，引入了基于開源方舟區塊鏈技術，且應用了歐洲學分轉 移原理進行優化，從而提供全球統一的教育學分認證平臺，為各參與者提供便捷的學 歷認證服務［32］。Qinghua Lu引入自適應區塊鏈技術而開發出一種供應鏈系統0rigin， 在實際的運行過程中主要是基于區塊鏈取代中央數據庫，且據此建立起一種集中式 可追溯性系統，進行實驗證明，結果發現 其可以有效的避免潛在的節點故障問題， 且數據的安全性也顯著提升［33］。Petri在研究過程中提出基于云的門戶試點系統，在 應用過程中可以方便的進行物流追蹤，此系統在運行過程中主要是通過區塊鏈技術 提供固定的交易鏈，且通過其高效的連接起結合點、門戶系統和供應商等［34］。
4、區塊鏈與建筑業
Nawari進行此方面研究時，深入分析了分布式賬本技術DLT在網絡安全、權限管 理和所有權跟蹤方面的應用價值，且據此論證了建筑信息模型中這種技術的應用可 行性。此外還分析了在建筑設計審查自動化框設計方面，區域鏈技術的應用情況［35］。 David 的研究表明，目前在建筑相關領域分布式賬本技術的應用側重于資產的運營 方面，其認為應該將重點轉移到建筑設計和施工階段，并基于所得結果而提出一種多 維應急框架［36］。Li Jennifer則提出一個區塊鏈的協調一致框架，為建筑領域這種技術 的應用和推廣提供了很多便利。這種框架的主要組成包括四維模型與行動者模型。同 時其還分析了分布式賬本技術在建筑項目銀行賬戶領域的應用優勢；不過目前在單 一共享訪問BIM模型中這種技術的應用比例還很低，因而還應該進一步推廣應用，為 建筑業的信息化與智能化目標實現提供支持［37］。Zakaria在研究過程中具體分析了區 塊鏈的優勢，發現其可以顯著降低建筑項目成本，并以具體的房地產項目為依據進行 案例分析，發現其可以降低房地產項目潛在成本的8.3%，因而有一定應用價值［38］。 朱雅菊則提出了建筑領域區塊鏈的主要應用場景［39］，曹文巖對施工管理過程中區塊 鏈的相關應用情況進行具體分析［40］。根據他們的研究發現，在建筑工程項目的招投 標、成本造價信息管理方面區域鏈技術都有一定應用價值。劉軼翔進行相關研究時發 現，在工程總承包管理過程中，可通過智能合約對各參與方進行一定約束，確保他們 履約，且形成一定積極有效的反饋機制［41］。
在應用模式層面，Alireza研發出一種智能合約實現方案，在其中引入了建筑 信息模型和區域鏈技術，在應用過程中可以對每筆交易的結果進行高效的自動化處 理，且可用于維護交易相關的防篡改記錄，這種方案下不需要全部翻譯傳統合同條 款為程序信息［42］。Zhaojing在研究時具體討論了預制構件供應鏈中碎片化、實時性 不高的缺陷，然后引入區域鏈技術而建立了一種預制施工供應鏈信息管理框架 (BIMF-PSC)，在此基礎上對其開發過程和應用情況進行詳細說明。同時基于可視 化系統對其性能進行驗證，結果發現這種框架可以滿足預制件信息的自動化共享相 關要求［43］。李蒙在研究時提出了一套基于區塊鏈的建筑材料交易信息平臺，在應用 過程中這種平臺可以為供求方及政府部門的交互與信息共享提供支持，且對其性能 做了實證分析［44］。劉洋則對BIM、區塊鏈技術的契合度進行具體分析，且據此建立 了一個建筑信息管理架構，對其監督功能進行具體分析［45］。
1.3.3研究現狀評述
商品混凝土供應鏈管理問題目前仍未得到很好的解決，項目規模化與施工復雜 化對商品混凝土管理提出了更高要求。信息化時代發展步伐不斷加快，物聯網、云計 算等等技術與建筑材料供應鏈結合度也不斷提高，加速了質量信息收集、分析與反饋 效率，但目前監管信任、信息孤島、信息造假等問題仍是商品混凝土供應鏈中的老大 難問題。區塊鏈經過十余年的發展，已經被多個行業證實了等具有應用先進性與優越 性。但目前在建筑行業，區塊鏈技術研究仍是集中于應用場景、模式的設想，很少有 具體項目實踐來檢驗區塊鏈的應用效果。前人研究已經論證了區塊鏈在建筑信息處 理方面無可比擬的優越性，研究區塊鏈如何應用到商品混凝土供應鏈管理中、如何管 理供應鏈上的信息等具有前瞻性。
1.4研究內容和技術路線
1.4.1研究內容
本文圍繞基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理展開研究，主要包含四部分 內容：
1、對近年來混凝土行業和供應鏈管理相關研究現狀進行論述，接著簡述了各領 域區域鏈技術的應用情況，分析了建筑業中這種技術的應用價值。介紹了區塊鏈技術 概念、關鍵技術和原理情況。區塊鏈在信息技術基礎上，綜合其他相關技術而滿足全 面管理和應用要求。區域鏈技術的特征表現為唯一性、透明化、智能化，表現出較高 的性能優勢。且介紹了petri網技術，為其后的研究提供支持。
2、 對基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理的必要性進行了分析。商品混凝 土供應鏈信息管理存在非相鄰節點參與主體消息不透明、缺乏信任，供應鏈上信息易 丟失，質量追溯困難，數據透明和隱私保護難以平衡等幾大問題，而區塊鏈技術能很 好的解決這些問題，為供應鏈各參與方提供真實的信息、搭建良好的信息平臺以及滿 足擴展需求。
3、 對基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理的可行性進行了分析。考慮到區 塊鏈自身的信息存儲能力、數據處理效率等限制以及對商品混凝土供應鏈信息管理 透明、高效的實際需求，對商品混凝土供應鏈信息流及各階段的關鍵信息點進行了梳 理，運用 Petri 網技術對該信息流構建了模型，對模型的可達性、有界性以及關鍵信 息點的庫所繁忙率用PIPE軟件進行了檢驗，證實了將基于區塊鏈的商品混凝土供應 鏈管理的可操作性以及未來的可實現性。
4、 提出了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架。選擇了聯盟鏈作為區 塊鏈的存在形態，選取了 “DPOS+PBFT”的混合共識機制，對該框架的層次和物理 架構進行了說明，設置了物聯網模塊、數據存儲模塊、智能合約模塊、證書中心模塊、 供應鏈管理模塊五個主要功能模塊以及模擬了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息 管理業務流程的時間效果并對其評價。
1.4.2技術路線
本文對基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理研究技術路線如圖1-2 所示：
圖 1-2 技術路線
2相關技術理論
2.1 區塊鏈基本概念
從構成要素層面分析可看出，區塊鏈的主要組成單元包括交易、區塊與鏈。起初 其主要用于對比特幣的交易信息進行記錄，目前“交易”的概念已經泛化，各種改變 鏈上區塊狀態的行為都可以看作為交易。區塊可看作為一定區段內全部交易數據哈 希處理后打包所得數據結構，各區塊基于打包時的時間戳排序，利用相應的哈希值按 照次序相連。
從技術層面來看，可將其看作為一種特殊結構的分布式數據庫，在其中各節點通 過 P2P 傳輸協議連接起來而形成一種特定的對等網絡，這種網絡結構不必通過中心 數據服務器來進行信息存儲。各節點可以實現讀寫和驗證操作，而共同維護賬本。區 塊鏈在對交易信息進行驗證時，需要用到的算法主要包括哈希算法、加密算法等，在 進行節點信息存儲一致性驗證方面則應用到共識算法，而相關交易信息處理時則用 到智能合約腳本，以此來滿足各方面應用要求［46］。
2.1.1區塊鏈結構
其組成結構主要包括區塊結構與鏈式結構［47］。前者主要是對相關交易數據內容 等進行記錄，具體情況如下圖2-1。在處理過程中相關交易數據1-4分別經過哈希算 法處理而確定出對應的哈希值Hash 1-4，接著對其中的Hash 1、4再次處理而得到 Hash 12，在此基礎上進行三次哈希運算而獲得結果 Hash 1234。通過區塊體記錄各次 運算后的哈希值，且據此建立起相應的Merkle樹。對相關數據進行初次哈希運算后 所得結果為葉子節點，通過這些數據進行層層遞歸運算而確定出非葉子節點。區塊鏈 中出現比例較高的為二叉Merkle樹，這種樹中各非葉子節點的子節點只有兩個，多 叉樹的應用比例低［48］。
Merkle 樹在區塊鏈驗證過程中有重要的應用價值，在處理過程中對比分析大量 交易數據而得到根哈希值，然后對其一致性進行檢驗，就可以驗證數據的一致性，從
而顯著減低了計算難度。在數據保存過程中，若交易1變動，則對應的哈希值Hash 1、 12、 1234 都出現變化，可以通過逆向追蹤歷遍 Merkle 樹而找出出現變動的節
點。在進行驗證過程中，交易數據1-4的擁有者單純公布交易1、Hash 2、34與Hash 1234處理后的根哈希值一致性，就可以驗證交易2-4存在和完整性，且不會出現泄 露交易信息的問題，以此來滿足證明要求。
圖 2-1 比特幣區塊結構
區塊頭中版本號在軟件更新后也產生改變；前一區塊Hash值的主要作用在于指 引連接上一區塊，通過各節點哈希處理目標區塊的頭部而確定出其哈希值；時間戳主 要是對區塊生成時間信息進行記錄；隨機數是共識時產生的一個32位數；Merkle根 主要的作用是快速驗證數據，為數據存儲提供支持。
區塊之間依據時間戳基于一定的次序排列，按照次序連接區塊頭中的前一區塊 的哈希值而形成相應的鏈式結構，如圖 2-2。這種結構模式下可以有效的保證交易信 息可溯源，可利用這些序列信息和哈希值而定位到目標區塊，然后依據這些信息對目 標數據進行定位。不同的區塊基于哈希值相連，在其中某個節點的某個區塊信息改變 情況下，后續全部區塊的信息都需要改變，這種情況下消耗的算力會達到很高水平， 實現的難度很大，基本上不能實現。故該結構可以很好的保證區塊鏈交易信息安全， 避免出現篡改問題。
圖 2-2 鏈式結構
2.1.2區塊鏈分類
區塊鏈依據去中心化水平進行劃分，而分為公有鏈、聯盟鏈與私有鏈等幾種類型 [49]。具體分析可知公有鏈中，全部的節點無需授信條件下也可以方便的進行加入和 退出，交易信息的生成過程中可以匿名的參與。這種鏈的全部數據信息都是公開的， 去中心化，且其中全部的節點都可信任的。在實際的應用中公有鏈也有明顯的局限 性，表現為其用戶數量多，對網絡算力、存儲資源的要求高，相應的驗證所需時間也 很長。
聯盟鏈去中心化程度低于前者的，其中的節點在獲得聯盟的認證許可情況下才 可以加入其中且進行讀寫操作。這種鏈中的節點數量不多，通過聯盟中節點協商而確 定出共識流程，節點應該滿足相應的信任要求。鏈上交易信息的公開性通過聯盟協商 確定出。
私有鏈可以看作為一種分布式中心化計算架構，其中的節點在加入時需要得到 中心節點的認證。在進行數據寫入時，只有少量獲得信任節點才能進行，其他節點的 權限相對小。在運行過程中內部組織可以根據應用要求修改私有鏈的運作規則。
2.2 區塊鏈關鍵技術
區塊鏈體系中引入很多種信息技術，下圖2.3顯示出其基本架構相關情況，分析 可知其總體可劃分為 6 層。數據層中存儲了基于鏈式結構連接的交易信息，且可實 現相應的信息收集、打包功能。網絡層對交易信息的傳播與驗證機制進行定義，且設 定了網絡模式。共識層在運行過程中主要是基于 POW、DPOS 相關的算法來對節點 存儲一致性進行驗證。激勵層的作用是提供節點數字貨幣相關的獎勵，對區塊鏈增長 起到促進作用。合約層具體為擴展區塊鏈提供支持，在應用過程中可通過相關智能合 約算法滿足系統運行要求。此外還可以聯合人工智能、物聯網相關的技術而更好的滿 足應用要求。應用層中 設置了端口而方便用戶與區塊鏈的交互。相關區塊鏈的組成 結構情況如圖 2-3。
2.2.1哈希函數
哈希函數可看作為一種特殊的壓縮映射，對區塊鏈功能的實現有重要的支持作 用。在運行過程中其可以映射處理任意時段內各長度的字符消息 m 為長度短且固定 的哈希值、散列值［50］。哈希算法有很多種，在實際應用中適用性較強的包括MD5、 SHA1 等。目前 SHA-256 算法在區塊鏈中的應用比例較高，在實際應用中其可以壓 縮任意長度的輸入序列而成為長度256位的信息進行輸出。
區塊鏈加密、驗證過程中哈希函數有重要的應用。在進行區塊鏈數據處理過程 中 ，若確定出明文消息、哈希函數情況下，可以高效快捷的確定出相關散列值。在 已知哈希值與哈希函數條件下，基本上無法回溯而得到原始輸入信息。因而交易信息 安全性可通過哈希函數的單向性進行有效的保障。惡意攻擊一般 無法得到原文信息 在改變輸入的明文消息出現微小變動情況下，哈希值都會有顯著差異，因而可以通過 哈希函數來對原始信息的改動與否進行驗證。哈希函數表現出一定抗碰撞性特征，在 處理過程中隨機輸入兩個差異性消息后所得的哈希輸出值不可能相同，因而可很好 的滿足可靠性要求。這也為共識算法的功能實習提供支持。
2.2.2非對稱加密算法
區塊鏈的加密認證、數字簽名過程中，這種算法有重要的應用。這種算法在應用 過程中需要確定出一對相關聯的公開密鑰、私有密鑰，且通過其分別實現數據的加解 密操作［51］。在運行過程中將相應的公鑰公開，私鑰保密。在進行解密時，需要用到對 應的私鑰。基于公鑰無法在計算分析基礎上得到對應的私鑰，因而這種算法的數據保 密性可達到很高水平。這種算法有很多種，可基于相應的產生密鑰的機制不同進行劃 分，而分為 RAS、ECC、Rabin 等幾種。
在交易數據加密處理過程中，先通過接收者的公鑰加密明文而確定出相應的密 文，接著將這些密文發送到接收者，后者基于相應的密鑰解進行解密操作。其他網絡 節點在得到密文情況下也無法進行破解。對交易數據進行驗證時，發送者基于自身私 鑰進行加密處理后發送到接受者，后者通過公鑰進行解密后，驗證信息發送人身份。
數字簽名過程中綜合應用了這兩種算法［52］。圖 2.4 顯示出相關數字簽名的流程 情況，在操作過程中發送者A哈希處理明文消息m后得到H(m),接著利用相應的 公鑰加密哈希摘要確定出密文 ESKA(H(m)) ，也就是信息發送者的數字簽名。接收端在 收到此密文信息和相應的原始消息m情況下，通過發送者的公鑰進行解密處理而獲 得哈希摘要，在此基礎上哈希運算原始信息。然后對兩個兩個哈希摘要的一致性進行 檢驗，若發現一致則可判斷出消息完整且對應的發送者身份正確，不一致情況下則可 判斷出信息被篡改發送者受到攻擊，該過程為A的數字簽名驗證過程如圖2-5所示
圖 2-5 發送者 A 數字簽名驗證過程
2.2.3P2P 網絡
這種網絡屬于一種分布式網絡，其是區塊鏈實現去中心化目的的主要支持技術 之一。在其中各網絡節點地位獨立，在進行信息交互過程中不需要用到中心服務器， 不同的節點之間可以直接進行交互訪問。
每個對等節點都對相關數據信息進行存儲，在應用過程中可以有效地避免其中 一些節點失效引發的數據丟失問題，因而這種網絡的容錯性很高。在應用過程中加入 新節點情況下不會增加網絡負擔，且可以使其中的數據信息更快速的交互，提升網絡 存儲與計算性能。對比分析可知對中心化網絡而言，其中的信息主要是通過中心服務 器節點提供，其中分布的資源與算力直接決定了整個網絡的性能水平。在網絡運行過 程中中心服務器受到攻擊情況下，則數據很可能被竊取，網絡無法繼續運行。而對等 網絡中，各節點組合起來而擔當服務器的角色，可以很好的滿足其余節點處理相關要 求；其他節點也可以對等的提供服務，因而外部攻擊無法確認攻擊具體節點，可以很 好的滿足數據安全性相關的要求［53］。
2.2.4共識算法
區塊鏈網絡在保證系統安全性方面，依賴全部節點同步存儲交易信息而實現。賬 本節點存儲的交易數據可以通過共識算法保證一致。區塊鏈中此類算法相關情況具 體如下
1、 工作量證明"(Proof of Work,POW)"
當網絡節點產生區塊情況下，應該確定出一個隨機數，且利用其中頭部數據來 SHA-256 計算，進行對比分析如果所得散列值低于目標難度值，這種條件下賦予此 節點寫入權限，其余節點驗證情況下將其加入到自區塊鏈賬本中，為其后的運行處理 提供支持［54］。其中網絡節點成為礦工，計算過程即為挖礦，對應的工作量為隨機數 計算時付出的算力。需要解決的難題為目標值，最先處理目標問題的節點工作量證明 有效情況下，則對此節點進行獎勵。貨幣經濟獎勵相關功能實現主要是通過獎勵層實 現［55］。
2、 權益證明"(Proof of Stake,POS)"
POS 算法在進行記賬權限歸屬分析時，主要是通過節點持有的資產權益，或者 預先投入的其他資源量來判斷。幣齡越高的節點相應的待處理問題難度低，完成挖礦 取而獲得獎勵是速度快。具體分析可知這種算法中的資產權益和前者中的算力等同
［56］［58］。
O
3、 股份授權證明"(Delegated Proof of Stake,DPOS)"
應用該算法時，視 P2P 網絡為股份企業，其對等節點對應于企業的股東，在選 舉各股東代表時，基于節點持有的資產權益額進行投票確定。股東代表在操作過程中 可以輪流取得記賬權生成區塊。如果其中某代表無法寫入區塊鏈，則將其身份刪除， 對應的權責順延給后一位股東［59］［61］。
4、 實用拜占庭容錯算法"(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)"
為有效的處理拜占庭將軍問題，一些學者在研究過程中提出這種算法。拜占庭將 軍問題的產生背景為，為實現國家防御目的，多個將軍駐守在羅馬帝國各地區，且通 過信差進行信息傳遞。出現戰爭后，多個將軍需要就戰事進行協商，不過相應的信差 中可能有一些奸細而傳輸虛假信息。這樣就需要研究在存在奸細條件下，怎樣就戰事 達成一致，在目前信息處理中這一問題也需要重點分析［61］［64］。
2.2.5智能合約
上世紀九十年代初期智能合約出現［69］，其主要是基于相關數字模式來驗證或強 制執行合同的一種數字協議。傳統文本合同模式下，雙方完全履行合同無法進行驗 證。而智能合約在處理過程中可以方便的轉換相應的合同條款為腳本代碼，然后利用 設置的規則進行判斷分析，在發現數據消息符合設定的規則時，系統會自動強制執行 合約，因而在沒有設置第三方條件下，可以基于智能規則來確保交易實現。
不過在實際應用中由于雙方信任問題而使得這種合約應用受限，區塊鏈則可有 效的提供相應的信用保障。而智能合約也顯著拓展了區塊鏈技術的應用范圍。區塊鏈 中的各合約都存在一個唯一固定的地址與接口信息，且全部存儲在相應節點的賬本 中，這樣其安全性顯著提高，外部攻擊對其不會產生明顯的影響。同時在運行過程中 也無法通過單獨完全操控某條智能合約狀態［65］。用戶節點任何交易行為都能方便的 根據要求設置代碼觸發條件，且基于代碼模式寫入區塊。在運行過程中合約執行條件 符合情況下，相應的節點會在虛擬隔離的容器中處理，且發送處理后的結果給其他個 節點。
圖 2-6 智能合約運作機制
2.3 區塊鏈運作原理
區塊鏈的運行環節主要包括交易廣播、區塊生成、共識驗證與上鏈等，以下在案 例分析基礎上對其原理進行具體論述：
1、 在運行過程中比特幣節點各筆交易完成后，都發送相應的交易數據到其余節 點；
八'、,
2、 各比特幣節點哈希運算處理此時段搜集的交易信息，且進行一定哈希運算后 得到區塊體，且打包成區塊。在此處理期間還需要通過節點算力處理而獲得隨機數。
3、 當隨機數判斷 發現符合 POW 問題的解隨機數情況下，對應的節點會獲得 工作量證明，則可廣播自身的區塊到其他節點，而滿足認證要求。
4、 其余節點驗證通過后，其可以進行寫入操作，全部節點同步該區塊到相應的 鏈尾，實現一定更新目的。
2.4 Pertri 網相關介紹
2.4.1petri網的概念
上個世紀60年代，卡爾• A •佩特里研發了 “Petri網”技術，它是以數學形式 體現離散并行系統，對并發型、異步型的計算機模型進行描述。Petri網的表述方法 包括直觀的圖形與抽象的數學兩種形式，基于豐富的分析技術描述系統行為oPetri網 的概念發展在計算機科學領域起到了積極的推動作用。
2.4.2petri網的基本元素
1、 Place （庫所）：也稱為位置，一般用圓形表示，描述一個狀態，庫所作托肯 （token）的容器，其中的托肯數用于表示不同的狀態；
2、 transition （變遷）：表現形式多為短線或者矩形，體現由某種狀態轉化為另一 種狀態。一般情況下發生變遷的中途不能切斷，這就是它的原子性特；
3、 arc（有向弧）：表現形式多為一段有向弧，體現庫所和變遷之間的相互轉化， 代表二者存在的偏序關系。在有向弧上，通過設置不同的權值大小來調整一次性消耗 資源的具體數目；
4、 token （令牌）：主要指網系統中存在的資源，又被稱為“托肯”托肯數目也 就代表著資源的數目。在一個活的網絡系統中，庫所變遷過程會有無數資源的自由流 動。
2.5 本章小結
本章主要從三個方面介紹了區塊鏈理論。區塊鏈可以看作為多方協作進行交易 數據讀寫、驗證的分布式賬本，在應用過程中其基于密碼學方法對數據進行加解密， 身份識別，以此來滿足交易數據安全和來源可靠；在應用過程中通過 P2P 網絡對節 點進行連接，從而有效的減少各方面資源消耗。其中的各節點保存的數據相一致，因 而其安全性很高，可以有效的抵抗各方面攻擊；全部節點驗證后的數據通過共識算法 進行處理，從而滿足一致性要求；在運行過程中相關應用功能以智能合約模式進行嵌 入，據此使區塊鏈可以滿足數據利用相關要求。此外，還對第四章用到的 petri 網絡 技術的概念及其基本元素進行了簡要介紹。
3基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理必要性研究
3.1商品混凝土的概念與特性
3.1.1商品混凝土的概念
商品混凝土是指用作商業用途，例如可出售、購買的混凝土，是現代建筑施工項 目普遍使用的一種建筑材料，亦稱預拌混凝土，是指用水泥做膠凝材料，砂、石作集 料；與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合、攪拌得到的工程復合材料。 從原材料選擇、配合比設計、外加劑和摻合料的選用、混凝土的拌制、裝車均在攪拌 站完成，由攪拌站統一經營管理，之后再將各種混凝土成品以商品的形式供應給施工 單位。
3.1.2商品混凝土的特性
1、 即產即用。商品混凝土作為一種建筑材料商品，與一般建材商品不同的是， 其交貨時只塑性、流狀態的半成品，一旦生產完成，要將其在初凝時間到達前運抵 施工現場，并完成澆筑。
2、 對原材料的要求較高。如商品混凝土使用的水泥，要求嚴格執行國家規定的 《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)標準，針對其強度大小、凝結時間等指標都有硬
性規定；且粗骨料、細骨料應符合《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》(JGJ52- 2006)等。
3、 運輸中的注意事項較多。首先，運輸混凝土所消耗的總時間應少于其初凝時 間；其次，運輸過程要確保混凝土的勻質性，避免發生漏漿、離析等現象；再有，運 輸到澆筑地點之后，按照規范設置合理的塌落度，在混凝土初凝之前要預留充足的澆 筑時間。
4、 建筑工程中用量大、造價高。一般情況下高層中商品混凝土的原材用量為
0.5~0.5m3/rf，原材買價約占總造價的12%o
3.2傳統商品混凝土供應鏈運作模式
本文通過文獻閱讀、資料收集和現場調研的方法，梳理出傳統商品混凝土的供應 鏈流程。商品混凝土供應鏈的參與主體主要有4個：原材料供應商、商品混凝土生產 商、運輸單位、施工單位。整個供應鏈業務流程主要分為4 個環節，分別為：原材料
3.2.1供應鏈參與主體
1、 原材料供應商：根據接收到的訂單向混凝土生產方進行材料發貨，其中包括 水泥供應方、砂供應方、碎石供應方等。
2、 商品混凝土生產商：接收到施工單位發送的混凝土生產訂單及需求計劃后，
編制生產計劃，根據生產計劃向運輸單位發送運輸調度需求計劃。由專業的技術人員 操作混凝土生產機械，將原材料按調配調配后攪拌生產混凝土，自檢合格后，將混凝 土裝車出廠。
3、 運輸單位：根據混凝土生產方提供的運輸調度需求計劃，安排運輸車輛及駕 駛人員，將混凝土從混凝土生產地運至施工目的地。
4、 施工單位：根據項目的施工計劃向混凝土供應商發送訂單和需求計劃。運輸 方將混凝土運至施工現場后，混凝土性能測試達標后，對混凝土進行簽收。
3.2.2供應鏈業務流程
1、 原材料采購環節 商品混凝土供應鏈始于原材料采購環節，這個環節主要是進行水泥、砂、碎石或
卵石、水及外加劑等原材料的檢驗、簽收及入場。對于商品混凝土生產商來說，商品 混凝土生產所使用的原材料的質量會對混凝土的強度、剛度及安全性能造成直接影 響，所以該環節的原材料品質是混凝土質量控制的關鍵。
2、 生產加工環節 生產加工環節是商品混凝土信息管理的關鍵環節，是最為復雜，涉及信息最多的
環節。商品混凝土的生產就是根據施工單位的施工進度計劃，將水泥、碎石或卵石、 水、粉煤灰及外加劑等，根據相應的強度及其他附加性能（如防滲、早強、自密實等） 要求，按照程序中預訂比例通過機械攪拌的方式混合形成塑性、流態狀的混凝土半成 品。
3、 運輸環節 運輸環節是將生產完成的商品混凝土裝車后，根據調度計劃，將混凝土運輸至要
求的施工現場，對混凝土進行驗收卸貨的過程。在運輸過程中要盡可能的保持混凝土 的均勻性穩定不變，盡可能避免出現泌水等現象。在初凝前要求把砼澆筑完畢，從而 減小發生冷縫的概率。要確保砼澆筑量符合要求，特別是在進行滑模施工時和不留施 工縫的情況下，要保證混凝土澆筑的連續性符合要求。
4、施工環節
施工環節是商品混凝土抵達施工現場的商品混凝土經檢測驗收，采用泵送、或者 直接澆筑等方式進行混凝土工程的施工。
3.2.3傳統供應鏈信息管理現存問題分析
1、 非相鄰節點參與主體消息不透明，缺乏信任
傳統的商品混凝土供應鏈為鏈式結構，供應鏈上的每個參與方只會考慮和自己 相鄰的兩個參與方的需求，然后再根據這些需求調整自己的生產計劃。因此，隨著供 應鏈的傳遞，傳遞的信息也會越來越偏離原始正確信息。在這種情況下，位于供應鏈 源頭的供應商所掌握的市場需求信息和實際的市場需求信息存在很大的誤差。供應 鏈兩端的參與商之間的信息誤差比相鄰兩個參與商之間的信息誤差要多得多。因此， 原材料生產方只能根據混凝土生產方的訂單被動進行備貨，無法得知混凝土生產方 的庫存情況，更無法了解混凝土供應的項目的施工進展情況，但在項目施工工程中， 往往前期商品混凝土需求較小，后期逐漸增大，從而混凝土的生產方的原材料需求也 隨之波動，易造成原材料供應方備貨不足或備貨過剩的情況，最終可能導致項目進度 拖延或材料市場價格在短時間內漲幅過大。
2、 自動化程度不高，供應鏈上信息易丟失
盡管供應鏈上的主體，幾乎都用自己的erp系統，對日常生產活動進行記錄。但 部分環節仍需要人工錄入數據，如在供應鏈相鄰主體進行材料交接或支付交易時，不 少企業仍采用人工記錄的紙質小票作為憑證。如混凝土抵達施工現場時，工長在混凝 土出貨單副聯簽字以示確認，運輸司機將該出貨單帶回混凝土生產方進行存檔，這筆 交易方才完成。紙質材料不僅易丟失，還容易被雨水臟污模糊掉重要信息，導致交易 數據缺失，造成供貨方、收貨方和運輸方等之間的不信任。
3、 各環節無法良好銜接，資源分配不均衡
不同于其他材料，混凝土具有短時間初凝的特性，這表示無法對其進行存儲。施 工時，若出現混凝土運輸中斷的情況，會造成冷縫，可能導致混凝土質量不符合標準， 嚴重地甚至會引起安全事故，但傳統商品混凝土供應鏈上車輛調度較為混亂，常出現 車輛運力不夠或車輛運力過剩的情況，易對施工進度造成影響。
4、 市場監管、質量追溯困難
由于供應鏈上各參與主體的各環節信息分散保存在各主體自身內部，造成嚴重 的“信息孤島”各主體之間缺乏順暢的信息溝通，彼此不信任。出現糾紛或質量問 題時互相職責、互相推卸責任的情況時常發生，導致查找問題原因時效率低下、耗費 時間長。且由于各主體之間信息不順暢，追溯易被中斷，舉證追責難以落實，給監管 部門的監管追溯工作帶來不小的困難。
5、 數據透明和隱私保護難以平衡
一方面，根據法律規定，企業需要對監管部門公開自己的部分數據，企業應自覺 接受相關部門的監管，公開所需數據信息，并且提交面向公眾及其它主體的公示證 明；但是另一方面，企業出于商業機密泄露的擔憂，害怕造成自己在市場競爭處于劣 勢地位，使得企業在數據透明和隱私保護之間難以找到平衡。
3.3區塊鏈與混凝土供應鏈信息管理結合必要性分析
區塊鏈對共享信息有很高的支持性，其中的各參與方可以在共識和身份認證基 礎上確保安全，且實現一定共同管理目的。區域鏈技術可以高效的解決目前商品混凝 土供應鏈管理領域相關缺陷問題，這主要和其如下幾方面特性有關。
1、 區塊鏈能夠提供真實可靠的數據 若想在區域鏈中存儲了商品混凝土供應鏈的數據，這些數據都需獲得區塊鏈參
與節點的認同，因而相關信息的來源質量高。可以高效的檢索排序的質量數據，而時 間戳則提高了數據的可靠性。商品混凝土相關數據在區域鏈中傳輸時需要用到數字 簽名與哈希算法，前者有一定的法律保障性，可以有效的避免時間延遲引發的問題。 哈希算法則可避免信息在正常情況下不會被篡改。根據其特征可知，區域鏈中參與用 戶的數量多，則對應的信息的安全性越高，同時更加完整。
2、 為各參與用戶提供更完善的共享平臺 在這種框架中各用戶作為網絡節點情況下，其中保存的質量信息相一致，這樣各
參與方提供的存儲標準也相同。在實際的區域鏈運行過程中，其中一些用戶加入或者 退出情況下，整個供應鏈管理框架不會受到明顯的影響，依然可以保留完整的信息。 而原來的信息管理系統一般是 C/S 或 B/S 結構的，其數據安全性并不高。區塊鏈體 系的結構為P2P,在運行過程中兩個參與節點可進行質量信息傳遞，可不需要用到中 心監管方。在進行信息交互時單純應用到智能合約算法就可滿足應用要求，因而在避 免交流壁壘方面表現出明顯的優勢。
3、有良好的拓展性能
這種框架的主要特征之一表現為透明可監管，政府管理部門在應用過程中可以 方便的通過接口對體系中的交易信息進行查詢，為政府的監管提供了很大便利。目前 比特幣、以太坊相關的平臺中都提供了開源代碼，數據使用時不需要支付費用。此外 相關智能合約算法在應用過程中還可以方便的拓展功能，在不重新補充情況下就可 以方便的拓展功能，因而相應的應用可擴展成本顯著降低，更好的滿足優化管理相關 要求。
3.4 本章小結
本章對商品混凝土的概念及其材料特性做了介紹，，對傳統商品混凝土供應鏈的 運作模式進行梳理，對該供應鏈的各參與主體和業務流程進行了說明，分析出傳統商 品混凝土供應鏈主要存在五大問題：1、非相鄰節點參與主體消息不透明，缺乏信任； 2、自動化程度不高，供應鏈上信息易丟失；3、各環節無法良好銜接，資源分配不均 衡；4、市場監管、質量追溯困難；5、數據透明和隱私保護難以平衡。對商品混凝土 信息傳遞模式。針對這些問題，本文提出了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理 解決辦法，利用區塊鏈支持多方協調、信息共享同時又能保障信息安全且具有良好拓 展性等優點，完善商品混凝土供應鏈信息管理，闡述了將基于區塊鏈的商品混凝土供 應鏈信息管理的必要性。
4基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理可行性研究
本文第3章對基于區塊鏈的商品混凝土信息管理的必要性進行了闡述。考慮到 區塊鏈自身的信息存儲能力、數據處理效率等限制以及對商品混凝土供應鏈信息管 理透明、高效的實際需求，為證實將基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈管理的可操作性 以及未來的可實現性，本章將從基于區塊鏈的商品混凝土信息管理的可行性的角度 進行研究。
4.1商品混凝土供應鏈信息流
結合第 3 章中對傳統商品混凝土供應鏈業務流程的分析，現將商品混凝土供應 鏈每個環節涉及的信息及信息流向進行梳理，繪制出信息流示意圖如4-1所示。
圖 4-1 商品混凝土供應鏈信息流示意圖
4.2商品混凝土供應鏈關鍵信息點
對商品混凝土供應鏈的信息管理，即是對信息流上的各個關鍵信息點進行實時 記錄以及管理，一旦出現商品混凝土質量不達標或運輸不及時等不合規現象，這些關 鍵信息點就是進行追責的依據，每個階段的關鍵信息點如下：
4.2.1原材料采購階段關鍵信息點
在進行商品混凝土原材料采購時，首先需確認原材料供應商是否在送貨前已做 自檢，是否持有原材料供應資質、產品合格證等相關資料。在原材料入場前，需對原 材料進行取樣復檢，確保合格后才可風機入庫，否則對原材料進行退貨處理。
表 4-1 原材料采購階段關鍵信息點
序號 類別 關鍵信息
1 原材料供應商信息 企業名稱
2 組織機構代碼
3 法人代表
4 聯系電話
5 企業資質
6 企業地址
7 原材料信息 原材料名稱
8 原材料品種
9 原材料規格
10 原材料岀廠合格書
11 原材料復檢報告
12 原材料入庫時間
4.2.2生產加工階段關鍵信息點
生產加工階段是商品混凝土供應鏈中最為復雜也是對商品混凝土質量影響最大 的一個階段。商品混凝土生產商必須嚴格按照生產規范進行生產，在整個生產流程 中，要對原材料、半成品、成品進行多次檢測，一旦出現不合格的情況，需立即暫停
生產進行處理。
表 4-2 生產加工階段關鍵信息點
序號 類別 關鍵信息
1 混凝土生產商信息 名稱
2 組織機構代碼
3 法人代表
4 聯系電話
5 企業資質
6 企業地址
7 生產加工過程信息 原材料種類
8 原材料用量
9 原材料配合比
10 生產線型號
11 開盤鑒定報告
12 生產開始時間
13 生產結束時間
14 質量檢驗報告
15 混凝土供應計劃書
16 生產任務單
17 生產標號、種類
18 生產數量
19 機操員信息 操作員姓名
20 操作員工號
21 操作員聯系方式
22 操作員專業作業操作證
23 檢測員信息 檢測員姓名
24 檢測員工號
25 機操工聯系方式
26 檢測員檢測資格證明
4.2.3運輸階段關鍵信息點
雖然生產加工階段是整個商品混凝土供應鏈中對質量影響最大的階段，但是如 果在運輸階段操作不當也可能會造成混凝土的報廢，如駕駛員不按規定的路線行駛， 導致運輸時間超過混凝土的初凝時間，混凝土報廢。因此需要對運輸階段涉及的信 息，運輸單位信息、車輛信息，駕駛員信息，調度計劃等信息做詳細的記錄。
表 4-3 運輸階段關鍵信息點
序號 類別 關鍵信息
1 運輸單位信息 名稱
2 組織機構代碼
3 法人代表
4 聯系電話
5 企業資質
6 企業地址
7 車輛信息 車輛編碼
8 車牌號
9 車輛型號
10 車輛載重
11 車輛照片
12 駕駛員信息 駕駛員姓名
13 駕駛員工號
14 駕駛員駕照號碼
15 駕駛員駕照類型
16 駕駛員駕照期限
17 駕駛員照片
18 運輸過程中信息 運輸混凝土類別
19 運輸混凝土數量
20 出發地
21 目的地
22 出發時間
23 到達時間
續表 4-3)
24 運輸過程中信息 車輛行駛路徑
25 運輸調度計劃
4.2.4施工階段關鍵信息點 由于混凝土的材料特性，商品混凝土運至施工現場時還處于“半成品”狀態，需 進行澆筑養護后才能成型，因此施工過程中的信息也有必要進行記錄。
表 4-4 施工過程關鍵信息點
序號 類別 關鍵信息
1 施工單位信息 名稱
2 組織機構代碼
3 法人代表
4 聯系電話
5 企業資質
6 企業地址
7 簽收人員信息 簽收人員姓名
8 簽收人員工號
9 簽收人聯系方式
10 施工員信息 施工員姓名
11 施工員工號
12 施工員施工資格證明
13 施工員聯系方式
14 施工過程中信息 混凝土運達時間
15 混凝土簽收時間
16 簽收混凝土標號
17 簽收混凝土種類
18 簽收混凝土數量
19 混凝土性能檢測數據
20 施工部位
21 施工開始時間
22 施工結束時間
23 混凝土養護數據
4.3區塊鏈與混凝土供應鏈信息管理結合可行性分析
將區塊鏈用于商品混凝土供應鏈信息管理，不是簡單直接的將二者結合即可。 理論上區塊鏈的鏈長可以無限延長，但從實際的角度出發，為保證其數據處理效 率，整個信息流應該是有界的。雖然區塊鏈具有數據一旦上鏈不可篡改的特性，但 若信息流上存在不可達的信息節點，也無法實現供應鏈全過程的信息管理，因此整 個信息流應該具有可達性。本節現對商品混凝土供應鏈進行Petri網建模分析，對有 界性、可達性進行驗證。
4.3.1Petri網算法描述
Petri 網主要涵蓋庫所、變遷、有向弧、托肯四大基本要素以及條件、事件兩大 常用元素。想要成立Petri網，需具備如下充分條件：
Pn T = 0 (4-1)
PUT 壬 0 (4-2)
F U (P X T) U (T X P) (4-3)
dom(F) U cod(F) = P UT (4-4)
從以上公式來看，尸代表Petri網中庫所集；
F是由一對S與7構成的有序偶集合，代表了網絡中的流關系；
dom(F) = {xl^y: (x,y) e F}，即F有序偶集合中的第一個元素集合； cod(F) = {x|By: (y,x) e F}，即F有序偶集合中的第二個元素集合； X = PUT,即元素集。
當業務流程處于的框架不同，其執行順序也有一定差異性。拓展或者調整 petri 網時需要綜合考慮實際情況。根據商品混凝土供應鏈業務流程的特點，采用 petri 網 進行建模。商品混凝土供應鏈業務流程的petri網建模算法如下：
1、 流程中的事件由P或者T代表；各事件之間的關聯性由有向弧A代表；
2、 唯一的庫所P貫穿整個流程的始末；
3、 路徑選擇由控制結構來代表，P與T之間通過控制結構銜接。
4、 控制結構能夠實現變遷T。
5、 反復操作以上“3”和“4”的步驟，直到商品混凝土供應鏈的業務流程能達 成所有控制流程的目標。
4.3.2Petri 網建模
在對業務流程進行評價過程中，一般會用到生產時間、生產成本、生產效率、生 產質量、流程有效性以及顧客滿意度等指標。但是對于不同企業來說，想要準確測量 其生產時間、生產效率以及顧客滿意度等指標必然有一定難度。因此經篩選之后，本 文最終確定以“流程有效性”作為關鍵性評價指標。一方面，基于Petri網判斷業務 執行過程的可行性；另一方面，基于 Petri 網分析業務執行過程的問題與缺陷，為進 一步調整合理的流程提供依據。
1、 業務流程的條件如下：
pO：開始；pl:原材料（合格）；p2：原材料（不合格）；p3：保存良好的原材料； p4：保存不當的原材料；p5：入倉原材料；p6：配合比符合要求的材料混合物；p7： 配合比不符合要求的材料混合物；p8：開盤鑒定合格混凝土； p9：開盤鑒定不合格混 凝土； plO：批量混凝土； pll：批量合格混凝土； p12：批量不合格混凝土； p13：待 運輸的批量合格混凝土； p14：按照預定行駛路線運輸的混凝土； p15：未按預定行駛 路線運輸的混凝土； p16：現場檢測合格驗收的混凝土； p17：現場檢測不合格的混凝 土； p18：按規范施工的混凝土； p19：未按規范施工的混凝土； p20：按規定養護的 混凝土； p21：未按規定養護的混凝土； p22：成型混凝土。
2、 業務流程的事件如下：
tO：原材料檢測；t1：原材料入庫暫存；t2：生產準備；t3：配合比試調；t4：開 盤生產，開盤鑒定；t5：持續生產；t6：出貨檢測；t7：下料裝車；t8：運輸；t9：抵 達施工現場，進行性能檢測；t10：施工；t11：養護；t12：檢測。
3、 業務流程的事件流如表 4-5 所示
表 4-5 事件流
事件 前置條件 后置條件
tO pO p1，p2
t1 p1 p3，p4
t2 p3 p5
t3 p5 p6，p7
t4 P6 p8，p9
t5 p8 p10
t6 p10 p11， p12
t7 p11 p13
t8 p13 p14， p15
t9 p14 p16， p17
t1O p16 P18， p19
t11 p18 p20， p21
t12 p20 p22
4、根據以上分析內容，構建商品混凝土業務流程的petri網模型如圖4-2所示
TO T1 T2 T3
T12 T11
圖 4-2 商品混凝土供應鏈業務流程的 petri 網模型
4.3.3Petri網性能分析
1、可達性、有界性
通過分析Petri網的理論觀點可知，想要判斷Petri網性能的可靠性，最適用的方
法就是列矩陣方程。在計算關聯矩陣中分別得出P和S的不變量，即獲得Petri網的
可達模型，據此分析該流程是否滿足有界性及可達性條件。由于本流程不屬于循環結 構，因此可知T不變量的值全部為0。
通過應用PIPE v4.3.0軟件的“invariantanalysis"功能，即可列出可達矩陣。
圖 4-3 PIPE v4.3.0 軟件 “invariant analysis” 功能操作界面圖
r™””“”””“
(1)M(P2) + M(PO) = 1
(2)M(P1) + M(P4) + M(PO) = 1
(3)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P7) + M(PO) = 1
(4)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P9) = 1
(5)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P12) = 1
(6)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P11) + M(P13) + M(P15) = 1
(7)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P11) + M(P13) + M(P14) + M(P17) = 1
(8)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P11) + M(P13) + M(P14) + M(P16) + M(P19) = 1
(9)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P11) + M(P13)
+ M(P14) + M(P16) + M(P18) + M(P2O) + M(P22) = 1
(10)M(P1) + M(P3) + M(P5) + M(P6) + M(PO) + M(P8) + M(P1O) + M(P11) + M(P13)
+ M(P14) + M(P16) + M(P18) + M(P21) = 1
由以上公式可以得到商品混凝土供應鏈業務流程petri網模型存在的潛在路徑為:
(1) PO， P2；
(2) PO， P1， P4；
(3) PO， P1， P3， P5， P7；
(4) PO， P1， P3， P5， P6， P8， P1O， P12；
(5) PO， P1， P3， P5， P6， P8， P1O， P11， P13， P15；
(6) PO， P1， P3， P5， P6， P8， P1O， P11， P13， P14，P17
(7)P0，P1，P3，P5，P6，P8，P10，P11，P13，P14，P16，P19；
(8)P0，P1，P3，P5，P6，P8，P10，P11，P13，P14，P16，P18，P20，P22；
(9)P0，P1，P3，P5，P6，P8，P10，P11，P13，P14，P16，P18，P21，
結合Petri網模型的基本定義可知，依據商品混凝土供應鏈信息流構建的Petri網 模型具備有界性和可達性特征。
2、庫所繁忙率
由 petri 網模型的定義可知，建立的商品混凝土業務流程的庫所繁忙率越大，預 示著各環節發生堵塞的可能性越大，亟需制定解決方案來合理控制庫所繁忙率，確保 各環節業務的有序運行。通過應用PIPE v4.3.0軟件中“simulation"功能計算，可知 庫所繁忙率的數值如表 4-6所列。由圖中表格可知，所有庫所的繁忙率都小于1，不 會在整個信息傳遞的過程中造成過度阻塞。
表 4-6 每個庫所的平均 token 數
Place Average number of tokens 95% con行dence interval (+/-)
P1 0.07143 0
P2 0.92857 0
P3 0.07143 0
P4 0.85714 0
P5 0.07143 0
P6 0.07143 0
P7 0.71429 0
P0 0 0
P8 0.07143 0
P9 0.64286 0
P10 0.07143 0
P11 0.07143 0
P12 0.5 0
P13 0.07143 0
P14 0.07143 0
P15 0.35714 0
續表 4-6)
Place Average number of tokens 95% con行dence interval (+/-)
P16 0.07143 0
P17 0.28571 0
P18 0.07143 0
P19 0.21429 0
P20 0.07143 0
P21 0.14286 0
P22 0.07143 0
4.4 本章小結
本章對商品混凝土供應鏈信息流及各階段的關鍵信息點進行了梳理，運用 Petri 網技術對該信息流構建了模型，對模型的可達性、有界性以及關鍵信息點的庫所繁忙 率用PIPE軟件進行了檢驗，用圖表結合的方式驗證了基于區塊鏈的商品混凝土供應 鏈信息管理的可行性，說明在管理商品混凝土供應鏈信息流中，區塊鏈能充分發揮其 功能和效率。
5基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架
在分析將區塊鏈運用于商品混凝土供應鏈信息管理的必要性以及可行性后，基 于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架研究已具有一定的方向性。本章將從區 塊鏈的選型、共識機制、層級架構、物理架構以及主要功能模塊等幾個方面對基于區 塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架展開具體探討，并運用軟件模擬對其流程及 時間上的優化進行評價。
5.1 區塊鏈選型
區塊鏈依據其參與成員類型以及各成員讀寫權限的區別，可分為公有鏈、聯盟鏈 與私有鏈三類，其特征差異可見表 5-1。
表 5-1 不同類型區塊鏈對比
類型 公有鏈 私有鏈 聯盟鏈
中心化程度 去中心化 中心化 多中心化
參與者 所有人 中心指定 預設成員
記賬人 全網 自定 參與者協商；動態決定
信任機制 共識機制 自定 共識機制
優點 解決了信任問題 可省略“挖礦”過程，耗 能低；規則自定，易修 改；安全風險小 易進行權限控制；擴展
性高
缺點 交易量受限；耗能高 接入權限受限，不能完全 解決信任問題 不能完全解決信任問題
使用場景 各節點無信任 節點信任度較高 多個公司或組織參與
公有鏈最典型的即比特幣，鏈上每一個成員節點的身份權限都不受限制，均可匿 名參與共識過程爭奪記賬權限，從而將數據寫入區塊鏈，這要求公有鏈必須保持較高 的安全性能。聯盟鏈一般設有嚴格的節點準入機制，參與節點身份須符合準入協議要 求才可讀寫鏈上數據。聯盟鏈一般用于商業化的企業或者組織中，比如阿里巴巴的螞 蟻區塊鏈等等。私有鏈實質上是由鏈上成員節點組成的中心化組織，記賬權限掌握在 少數節點中，成員節點訪問鏈上數據權限也會被嚴格限制。綜上所述，公有鏈開放性
過高，對網絡安全性能與計算能力要求極高，而供應鏈管理的整個流程涉及的參與方 的讀寫權限會受到一定監督與控制；私有鏈一般應用于企業內部管理，故公有鏈與私 有鏈均不適用于商業化供應鏈管理，本文將采用聯盟鏈來搭建商品混凝土供應鏈信 息管理框架。
5.2基于區塊鏈的信息管理層次架構
如圖 5-1所示，基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理層次架構分為五層，自 下而上分別為：
1、 存儲層：運行期間產生的緩存日志數據等都存儲在此層中，此外外部商品混 凝土各階段處理時對應的質量信息也在存儲層中進行保存。在進行數據存儲時相應 的存儲模式主要有兩種，分別為文件的形式；和索引以及狀態相關的信息一同在數據 庫中通過表格形式進行存儲。
2、 核心層：主要是對區域鏈的重要機制信息進行存儲，P2P協議對其中的各參 與方進行管理，同時還為各方的通信提供支持；相應的鏈接生成規則主要是通過區塊 鏈構建機制確定出；共識機制可以很好的滿足各節點的數據一致性要求；信息驗證機 制可以確保相應的上傳信息相一致，內容符合要求；識別機制可以保證各參與方的身 份符合要求，避免出現非法訪問問題；智能合約管理則可對相關的信息進行調用。
3、 服務層：整個管理框架的正常運行都和服務層功能密切相關，身份和權限信 息管理需要用到賬戶管理服務；而供應鏈聯盟鏈準入法則的管理則應用到結合證書 管理機制，從而滿足管理框架運行安全性；在進行算法腳本的修改和增刪處理時則用 到智能合約服務，可以據此為功能拓展提供支持。
4、 接口層：主要是提供相關抽象接口而滿足外接應用方面的要求。在應用過程 中可以根據要求調用身份認證、智能合約、驗證機制，而滿足這種類型供應鏈信息管 理的業務需求，同時也為應用拓展起到促進作用，滿足此方面的開發要求。
5、 應用層：其中主要設置了這種供應鏈信息管理應用場景情況，其中含有很多 功能模塊，主要包括：物聯網、數據存儲、認證中心、智能合約、供應鏈管理。
證書認證管理
身份證書
圖 5-1 基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息關系層次架構圖
5.3基于區塊鏈的信息管理物理架構
在基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理中，參與供應鏈管理的主要業務的 實體有原材料生產商、生產加工商、運輸單位和施工單位 4類。每個實體單位中又有 不同的人員參與具體業務，例如施工單位中直接參與商品混凝土驗收的人員就有工 長、質檢員或項目經理等等，是本框架的外部使用者，也有可能使用到一些傳感器設 備。依據各單位實體以及各實體相關人員配置，設計了聯盟鏈框架的物理架構（詳見 圖 5-2）。
圖 5-2 基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈管理物理架構圖
該物理架構主要的作用是設置各單位當做為網絡的節點，同時向其中加入管理 員而為整個管理框架的運行提供支持，也提供一些維護功能。該節點可以看作為對應 的身份認證中心節點，對申請加入者的信息進行申請。同時為申請通過的用戶分發相 應的密鑰對與識別證書，以及對應的用戶權限等。在應用過程中還對智能合約鏈碼進 行部署。一般設置聯盟或者整個框架的監管單位而作為管理者。其中的全節點在運行 過程中需要進行的操作主要包括信息收集、校驗、存儲等，可以利用相關 P2P 協議 而滿足聯盟的功能要求。其中的輕節點則可以看作為管理者，其不需要扶著信息校 驗、存儲各方面工作。單純對權限進行一定管理，且可以通過相關的智能終端設備而 進行信息的收發和載入。
5.4基于區塊鏈的混合共識網絡構建
第 4 章中對商品混凝土需要上鏈和鏈下存儲的信息進行了區分，為保證上鏈數 據的不可篡改和可追蹤性，本文提出將混凝土追蹤的數據進過預處理之后上傳至塊 鏈，通過構建混合共識網絡以達到目的。具體構建思路與步驟如下：：
1、 節點數據廣播 通過節點整理混凝土的追蹤數據，經預處理數據之后再上傳。此處涉及的數據包
括兩大類型，一是各參與方用于追蹤認證的公開數據，二是管理混凝土的關鍵數據， 考慮到商業機密問題，各參與方往往不愿意共享這部分數據信息。需要提前篩選數 據，再按照相關標準統一格式。另外第二類數據在上傳之前需進行哈希運算，通過單 向生成的哈希函數將任意長度的信息轉化為固定長度的信息且不易被篡改。完成數 據統一之后進入廣播環節，認證區塊鏈節點，將數據存儲到每個區塊鏈的節點中。如 果后期需要審查各參與方數據庫的存儲數據，只要將區塊鏈的哈希碼與其他參與方 根據內部數據生成的哈希碼進行對比，就能快速判斷是否存在篡改數據行為，確保所 有數據的真實性、完整性。
數據完成預處理之后，就在區塊鏈網絡中通過節點進行廣播，節點獲得數據之后 進行打包處理，即可進入下一個步驟——混合共識確認。
2、 混合共識確認
從現有區塊鏈系統模式來看，股權證明機制(POS)、股權授權證明(DPOS)、工作 量證明(POW)以及實用拜占庭容錯(PBFT)等都是常用的共識算法。例如，POW進行 共識確認時，需要采取競爭手段計算隨機數，這一過程中經過繁瑣的節點窮舉運算， 以此證明節點算力。但是算力競爭涉及的能耗較大，再加上系統出塊需要耗費大量時 間，很難達到快速交易運算的要求。如果采用POS共識算法，則采用固定時間對節 點參與共識進行協調，而對于節點權重的判斷也引入了幣齡數據,這樣就降低了 POW 遭遇攻擊的幾率；在進行 DPOS 共識過程中，對于出塊節點的決定則取決于相關利 益方的投票結果，以此保持較高的共識速度；只是隨著減少共識節點的數量之后，系 統的中心化趨勢更為明顯。在PBFT共識中，允許故障節點發生率在30%左右，系統 具備較強的容錯性，但是由于PBFT共識需要兩兩節點之間的通信支持，其通信量為 0(22),當節點數量較多的情況下也增大了系統通信量的負擔。
綜合以上分析結果，本文最終決定采取“DPOS+PBFT”混合共識機制。基于DPOS 確定共識節點委員會，將節點數量控制在合理范圍內。由于每個節點企業都經過嚴格 審查方可入駐，所以能夠保證參與方的良好信譽，發生節點作惡的可能性較低。相對 于單一共識模式，本次設計采用的混合共識機制能夠承擔更高吞吐量，容錯率性能也 更為理想。本設計的詳細共識過程將圖 5-3 所示。
（1）委員會的選擇 企業經過材料審批之后，按照自愿原則繳納押金，就具備加入新區塊驗證隊伍的 資格，加入驗證者集合中，參與記賬。在確定驗證者集合的基礎上，基于偽隨機數確 定整個驗證者集合中的新的區塊提議者的身份，通過共識算法由提議者生成新的區 塊。在整個運行過程中，驗證者集合并非一成不變，具備資格的賬戶可以自由決定加 入還是退出驗證者集合，并且在不同的周期，賬戶加入驗證者集合的資格也有一定差 異性。
（2）區塊驗證 提出新的區塊之后，現有的驗證者集合的每一個賬戶都具備參與 PBFT 方式的 投票資格，以確保區塊合法性、可行性。整個投票分為兩個階段進行，第一階段由每 一個驗證者針對新區塊進行投 Prepare 票，假設上一輪次與當前輪次投 Prepare 票的 驗證者的押金超出總額 2/3 以上，則進入下一階段的投票活動；進入第二階段之后， 每一個驗證者針對新區塊進行投 Commit 票，同樣假設上一輪次與當前輪次投 Commit票的驗證者的押金超出總額2/3以上，則該區塊可以添加入鏈。若區塊b中 投 Prepare 票及投 Commit 票的時間戳與區塊 b 的時間戳相比差額在 T 以上，這些 票則視為過期票，按照無效處理。
（3）周期輪換 完成本輪驗證后，對驗證者集合進行輪換，重復以上操作。
圖 5-3 混合共識機制共識過程
3、區塊添加入鏈
區塊經過共識處理之后，就會添加到最長的主鏈中，并且區塊鏈也將永久記錄混 凝土的相關數據。區塊包括兩大部分：一是區塊頭。其主要結構包括前一個區塊的時 間戳、哈希地址等要素；前一個區塊中的 256 位哈希地址就是構成鏈的基本要素， 借助這一地址銜接各個區塊，形成一個完整的鏈條。采用鏈式結構將單個區塊組合起 來，使得區塊里面的混凝土數據都是可追蹤；二是區塊體。區塊體中有數據結構的 hashMerkleRoot，其默克爾樹為二叉樹結構，最下端為葉節點，一般包括混凝土數據 及哈希值；中間節點及根節點均是兩個節點數據的哈希值。其主要特征就是一旦底層 數據發生變化就會波及父節點、根節點的變化。若在分布式環境中評估混凝土數據的 真實性，采用這一數據結構更便于數據傳輸與計算。
5.5 主要功能模塊
本框架共包括 5個模塊：物聯網模塊、智能合約模塊、區塊鏈模塊、認證中心模 塊和供應鏈模塊。如圖 5-4 所示。
圖 5-4 功能模塊示意圖
5.5.1物聯網模塊
物聯網模塊是整個供應鏈信息框架的數據來源模塊，通過讀取二維碼、RFID或 NFC,獲取商品混凝土的相關信息，再基于智能合約將與商品混凝土有關的信息以及 供應鏈各主體的公開數據、經公鑰加密處理的隱私數據等上傳到數據存儲模塊。
5.5.2數據存儲模塊
1、數據存儲步驟
在數據存儲模塊，主要用以處理參與主體新產生的數據，將其存儲到新生成的區 塊，并且確保其數據與各主體節點所在的自有服務器的數據相同。具體運行步驟包 括：第一，基于混合共識機制，由供應鏈框架在各個區塊鏈的節點確定可用于授權的
節點；第二，由各主體節點形成新的數據之后，以點對點的方式將數據傳輸至授權節 點；第三，借助混合共識機制，由授權節點生成新的區塊；第四，授權節點采取哈希 算法、簽名算法等處理新的數據，同時添加“難度值”、“上一區塊哈希值”以及“時 間戳”等字段，填充新區塊；第五，采用點對點傳輸機制，由授權節點將新區塊傳輸 至全網；第六，新區塊被各節點接收之后，應用哈希算法、簽名算法等通過驗證，方 可在現有區塊鏈的鏈尾加入新區塊。總之，在數據存儲模塊，綜合采用共識機制、哈 希算法、簽名算法以及點對點傳輸等策略，確保數據真實、完整，各節點之間的數據 公開、透明，增加了不同主體之間的信任度。在區塊鏈模塊中，其存儲業務流程詳見 圖 5-5所示。
各節胃接收到新區塊后，刊用維名算法、必希算法等進行驗
證』驗證通過后將新區塊加入到己有區帙鏈的鏈尾
2、數據分類儲存
區塊鏈為鏈上的各參與方提供了一個開放性的平臺，在這個平臺上數據透明、防 篡，并且可對數據進行追蹤、監管以及進行合規性檢查等。但是，不是所有數據都宜 儲存在區塊鏈上，如企業的商業機密信息。除此之外，商品混凝土供應鏈涉及信息龐 雜，若將所有信息都儲存在區塊鏈上，將影響區塊鏈的運行效率并且花費高昂的成 本。因此，需要將數據進行分類，確定哪一類數據應該直接儲存在區塊鏈上，哪一類 數據應該儲存在鏈下，即整個框架的數據庫中。
在解決這一問題時，性能與隱私是兩大非常關鍵的影響要素［66］。一方面，如何部 署區塊鏈，一定程度決定了性能的高低；另一方面，究竟選擇鏈上數據數據還是鏈下 數據，與其隱私性有直接關聯。假設數據對隱私性要求較高，則以選擇鏈下數據為主， 例如可追溯證書等相對敏感的原數據，一般需要親自保存。除此以外，供應鏈參與方 很有必要對外展示自身的資質與能力，因此本文提出了鏈下存儲原始數據、鏈上存儲 原始數據的哈希值的解決方案，這樣既能公開部分有價值的數據信息，也能避免密鑰 數值被隨意篡改。本文針對供應鏈數據的存儲方案，制定相關鏈上/鏈下信息標準詳 見 5-2所示。對于數據是否適用于鏈上信息，應綜合考慮數據量大小以及數據的隱私 要求等指標。考慮到公開監管的要求，生產信息、物流信息、產品召回數據以及證書 等影響到商品混凝土質量的相關數據應進行鏈接。智能合約與各利益方息息相關，也 應在區塊鏈網絡公開存儲。
表 5-2 商品混凝土供應鏈數據鏈上 /鏈下信息
數據類型 隱私性 數據量 是否上鏈
原材料質量數據 低 適中 是
原材料生產商信息 低 小 是
生產加工過程數據 低 適中 是
生產加工工藝數據 極高 適中 否，存儲于生廠加工商數據庫中
生產加工商數據 低 小 是
運輸過程數據 低 適中 是
運輸商數據 低 小 是
施工過程數據 低 適中 是
施工工藝數據 較高 大 否，存儲于施工方數據庫中
施工方數據 低 小 是
檢測報告數據 適中 大 哈希值上鏈，原始數據存儲于數據庫
智能合約數據 適中 小 是
5.5.3智能合約模塊
智能合約模塊的功能即提供交互接口，包括合約生成與執行兩大子模塊，前者的
主要功能是提交智能合約代碼，將其存儲到區塊鏈模塊中，后者的主要功能是支持智 能合約代碼的運行，可通過區塊鏈模塊存儲數據及查詢數據。
1、技術原理 智能合約基于計算機語言為載體對各條款的合約進行記錄，它的實質就是在區 塊鏈中部署的自動運行程序，覆蓋了編程語言、容錯機制、事件、虛擬機、狀態機以 及編譯器等功能范圍。本框架的智能合約模塊主要應用到區塊鏈技術中，面向不同的 供應鏈主體公開其合約代碼、執行過程以及相關結果，并且不支持篡改結果，這樣數 據更有可信性，適用于溯源管理。
本框架運用了專門的以太坊 Solidity 語言，支持包括供應鏈、采購、記賬等不同 類型的智能合約；運用以太坊的geth、JavaScript及JsonRPC等不同接口，允許外部 程序調用。結合本框架的功能要求，最終選用Json-RPC接口。借助以太坊優化以上 區塊鏈模塊的數據結構，新增Merkle Patricia類型的狀態樹(state root)以及相應的 合約代碼的哈希值(CODEHASH)字段。在本框架的供應鏈模塊以及物聯網模塊中， 就是基于狀態樹存儲的合約代碼地址將合約程序調用出來。
2、 合約生成子模塊 在區塊鏈模塊中，存儲智能合約代碼需要用到合約生成子模塊。通過供應鏈、不
同主體協調制定智能合約代碼，包括函數和結構體兩種格式。其中，結構體主要用于 記錄與供應鏈各主體以及產品信息有關的公開數據或者隱私數據；函數則提供了對 外操作所需的查詢、存儲等接口代碼。本模塊中，應用智能合約的Solidity偽代碼如 下：
確定了合約代碼之后，在本模塊基于授權節點功能在區塊鏈模塊上部署智能合 約代碼，最終在“合約代碼哈希值” 字段完成存儲。
3、 合約執行子模塊
在合約執行子模塊，具體業務流程包括：基于以太坊的Json-RPC接口，將節點 的物聯網或者供應鏈管理模塊按照合約生成子模塊，并形成智能合約；同樣該智能合 約也適用于其他節點，且不同節點之間采用的智能合約為獨立運行。在各個節點完成 智能合約的執行之后，再驗證結果的一致性。模塊會將通過驗證的執行結果返回到相 應的物聯網或者供應鏈管理模塊，同時這一執行結果也會加入到各節點的區塊鏈(詳
圖 5-6 合約執行子模塊業務流程圖
5.5.4認證中心模塊
在認證中心模塊，實現公鑰及私鑰的生成。為了確保整個框架安全，需定期更新 公鑰及私鑰，且每次更新之后又會有新的密鑰版本號生成，并上傳到供應鏈模塊及物 聯網模塊。
加密和解密隱私數據的流程包括：公鑰、私鑰以及密鑰的版本號在證書中心生成 之后，將其上傳至物聯網模塊并離線發送至供應鏈管理模塊的監管子模塊。在物聯網 管理模塊，利用公鑰加密處理隱私數據，再通過智能合約模塊將加密的隱私數據及其 密鑰版本號上傳；主管部門只要進入供應鏈管理模塊中的監管子模塊，就能通過密鑰 版本號解密私鑰，查看相關數據。具體操作流程詳見圖 5-7 所示。
圖5-7 隱私數據加密、解密流程圖
5.5.5供應鏈管理模塊
供應鏈模塊具體分為兩大子模塊，即對監管部門公開使用的監管子模塊以及對 各方參與主體使用的公共查詢子模塊。各模塊遵循智能合約，通過區塊鏈模塊獲取數 據信息，再對外提供給混凝土生產加工商、原材料供應商、施工單位以及各級監管部 門等。
1、 面向監管部門的監管子模塊
在監管子模塊中，基于智能合約模塊的queryAllSupplyChain()接口獲得公開數 據以及加密處理后的隱私數據，再對隱私數據進行私鑰解密。這樣既保證了數據的隱 私要求，也保證了監管部門公開數據的要求。
2、 面向各主體的公共查詢子模塊
處于整個供應鏈框架中的相關利益主體，基于智能合約模塊的 queryPublicSupplyChain()接口獲得公開數據，包括制造商、供應商以及運輸商的相關 數據等。本模塊正是借助區塊鏈特性，每個節點的數據都保持一致性并且不支持篡 改，這樣就確保了查詢結果的真實性、可靠性，用以溯源管理，便于追查責任。另外， 該模塊采取區塊鏈中多節點部署機制，規避了單節點故障的影響，可用以支持多用戶 同時在線查詢。若用戶沒有私鑰，也就不能解密和查看其它主體設置的隱私數據，綜 合權衡了數據公開化與安全性的要求。
5.6 基于區塊鏈的供應鏈業務流程效果模擬與評估
將區塊鏈引入商品混凝土供應鏈信息管理后，由于物聯網模塊的增設，其業務流 程尤其是涉及信息采集的流程將發生一些改變。通常對業務流程進行評價時，采用的 量化評價指標有：成本、效率、周期時間等；非量化指標有：有效性、適應性。供應 鏈信息管理的業務流程的非量化指標不易衡量，本文選用量化指標中的周期時間對 基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理業務流程效果進行模擬與評估。
5.6.1 基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈業務流程模型
如圖5-8所示，利用Petri網構建了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈業務流程。
圖 5-8 基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈業務流程的 petri 網模型
1、業務流程的條件如下：
pO：開始；pl待抽檢原材料p2:原材料（合格）；p3：原材料（不合格）；p4： 保存良好的原材料；p5：保存不當的原材料；p6：入倉原材料；p7：配合比符合要求 的材料混合物;p8：配合比不符合要求的材料混合物;p9：開盤鑒定合格混凝土; plO： 開盤鑒定不合格混凝土； pll：批量混凝土； p12：批量合格混凝土； p13：批量不合 格混凝土； p14：待運輸的批量合格混凝土； p15：帶二維碼得到混凝土； p16：按照 預定行駛路線運輸的混凝土； p17：未按預定行駛路線運輸的混凝土； p18：現場檢測 合格驗收的混凝土; p19：現場檢測不合格的混凝土; p20：按規范施工的混凝土; p21： 未按規范施工的混凝土； p22：按規定養護的混凝土； p23：未按規定養護的混凝土； p24：成型混凝土。
2、業務流程的事件如下：
tO：掃描原材料二維碼信息；t1：原材料抽檢t2：原材料快速入庫；t3：生產準 備；t4：配合比試調；t5：開盤生產，開盤鑒定；t6：持續生產；t7：出貨檢測；t8： 下料裝車；t9：生成混凝土二維碼信息；t10：運輸；t11：快速入場喊那個，進行性 能檢測；t12：施工；t13：養護；t14：檢測。
5.6.2商品混凝土供應鏈信息管理業務流程效果模擬與評估
本文采用ExSpect仿真軟件，對傳統商品混凝土供應鏈信息管理業務流程和基 于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理業務流程進行模擬仿真。由于現實情況中，每 個各項流程的完成時間就有一定的隨機性和不確定性，為了使仿真結果更貼近現實 結果，各項業務的完成時間將不會設置為單一的值，而是服從在某一個區間上的均勻 分布，各個業務流程完成時間的具體設置如表5-3、5-4所示。
表 5-3 原始業務流程 Petri 網變遷變量及操作時間
變遷名稱 含義 操作時間(h)
tO 原材料抽檢 0.5-1
t1 原材料入庫暫存 2-3
t2 生產準備 0.2-0.3
t3 配合比試調 0.5-1
t4 開盤生產，開盤鑒定 0.5-1
t5 持續生產 2-3
t6 岀貨檢測 0.2-0.3
續表5-3)
變遷名稱 含義 操作時間(h)
t7 下料裝車 0.1-0.2
t8 運輸 0.5-1
t9 快速入場，進行性能檢 1-2
t10 施工 1-2
t11 養護 1-2
t12 檢測 1-2
表5-4基于區塊鏈的業務流程Petri網變遷變量及操作時間
變遷名稱 含義 操作時間(h)
t0 掃描原材料二維碼信息 0.1-0.2
t1 原材料抽檢 0.5-1
t2 原材料快速入庫 0.5-1
t3 生產準備 0.2-0.3
t4 配合比試調 0.5-1
t5 開盤生產，開盤鑒定 0.5-1
t6 持續生產 2-3
t7 岀貨檢測 0.2-0.3
t8 下料裝車 0.1-0.2
t9 生成混凝土二維碼信息 0-0.1
t10 運輸 0.5-1
t11 快速入場，進行性能檢 0.2-0.3
t12 施工 1-2
t13 養護 1-2-
t14 快速檢測 0.5-1
對改造前后的供應鏈業務流程分別進行了兩次模擬，模擬結果如表5-5所示。其 中，改造前、改造后分別代表區塊鏈技術改造前后的商品混凝土供應鏈信息管理業務 流程的測試結果；xarrivals為樣本數，表示兩種情況下供應鏈的流程模擬次數；
xaverage表示模擬流程的平均周期時間；xvariance表示模擬流程的平均方差。
表 5-5 基于 ExSpect 軟件的 Petri 網模擬結果
subrum xarrivals xaverage xvariance
改造前 1 59 14.657387329 2.986520853
2 54 14.430598432 2.587305610
改造后 1 54 11.398574865 3.597250253
2 62 11.147854390 3.487260521
1、模擬結果
改造前：第一次模擬運行 59次，平均周期為14.66 小時，平均方差為2.897； 第二次模擬運行 54次，平均周期為14.43 小時，平均方差為2.587。
改造后：第一次模擬運行 54次，平均周期為11.40 小時，平均方差為3.597； 第二次模擬運行 62次，平均周期為11.15 小時，平均方差為3.487。
兩次模擬結果相差較小，模擬結果穩定，具有可信度。
2、效用減少率 效用減少率是指流程時間減少率，常用來評價業務流程重組后的效果。這個指 標反映了流程優化后流程總時間減少的效果。
R= (At-Bt/At)*100% (6-1)
At表示原始業務流程的時間周期；
Bt表示基于區塊鏈的業務流程的時間周期。
上述模擬的減少率為：22.48% 由減少率可知，基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理較傳統的商品混凝土 供應鏈信息管理，業務流程的效率提高了 22.48％，優化后的業務流程的整體效率 有了比較明顯的提高。
根據上述結果可得知，將區塊鏈引入商品混凝土供應鏈信息管理后，整個流程 的周期有了明顯縮短。
5.7 本章小結
本章提岀了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架，選擇了聯盟鏈作為 區塊鏈的存在形態，選取了 “DPOS+PBFT”的混合共識機制，并對該框架的層次和 物理架構進行了說明，該框架共分為儲存層、核心層、服務層、接口層、應用層五個 層次，物理架構通過在各節點配備傳感器、服務器等硬件設施來實現。設置了物聯網 模塊、數據存儲模塊、智能合約模塊、證書中心模塊、供應鏈管理模塊五個主要功能 模塊。最后對基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理的業務流程的時間效果進行 了模擬和評價，驗證了基于區鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架的優越性。
6結論與展望
6.1 結論
本文針對商品混凝土供應鏈信息管理中存在的信息不透明、信息收集自動化程 度低以及信息真實度難以保證等問題，提岀利用將區塊鏈技術應用于商品混凝土供 應鏈信息管理中，構建了基于區塊鏈商品混凝土供應鏈信息管理框架。本文圍繞基于 區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理展開研究，形成了如下成果：
1、 分析了區塊鏈技術在在國內外的研究發展以及應用領域，結合傳統商品混凝 土供應鏈信息管理存在的問題，提岀了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理的 可能性和必要性；
2、 利用petri網絡技術進行了混凝土供應鏈管理信息流的模擬，分析了在該信息 流中利用區塊鏈進行信息管理的可行性和合理性；
3、 提岀了基于區塊鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架，選擇了區塊鏈的存在 形態，選取了共識機制，并對該框架的層次和物理架構進行了說明，設置了主要的功 能模塊。對進行了模擬和評價，驗證了基于區鏈的商品混凝土供應鏈信息管理框架的 優越性。
6.2 展望
本文主要研究了商品混凝土供應鏈管理中區域鏈技術的應用，所得結果可以為 區塊鏈在商品混凝土供應鏈管理的應用提供支持。本文的研究目標已經實現，不過還 存在一定欠缺，表現在如下方面。
1、 區塊鏈技術的應用研究還不深入。本文僅提岀了一個區塊鏈的商品供應鏈信 息管理框架，區塊鏈的開發需要大量的人員、時間的投入以及一定的設備支持，如何 能開發構建一個完整的信息管理系統，尚需進一步研究。
2、 與實際結合不夠密切。本文中商品混凝業務流程時間沒有考慮相鄰流程間的 間隔時間，在實際過程中，每個流程很難做到無時間間隔的銜接，但這些時間較難衡 量，在今后的研究中可針對這一點探索其解決辦法。
3、流程模擬評估參數較片面。本文僅選用了時間參數作為衡量基于區塊鏈的商 品混凝土供應鏈信息管理的優越性指標，但如果能夠獲得其他維度的評價指標數據， 分析結果將更加全面。
致 謝
逝者如斯夫，不舍晝夜。在完成畢業論文之際，我感到時光匆匆，兩年的碩士生 涯竟是如此短暫、轉瞬即逝。看著窗外的初夏暖陽，聽著門前的鳥叫闡明，我腦海中 浮現的是這兩年的點點滴滴。我想記錄這些感動的瞬間和幸福的時光，更想表達對老 師、父母和親友的由衷謝意。
兩年前，我下定決心暫別職場重返校園，心中其實隱隱帶著不安，害怕自己會難 以再次適應校園生活，但見到我的導師后這種疑慮消除了。在我心目中，我的導師鐘 老師是和藹可親的前輩、是誨人不倦的師者，每次老師和我交談總是娓娓道來，指引 我前進的方向。在畢業論文完成的過程，鐘老師總是耐心地引導我，給予我的啟發。 從選題到論文的完成，都離不開老師的幫助，在此，我謹向鐘老師表示崇高的敬意和 衷心的感謝。
其次，也非常感謝實驗室的其他各位老師，在我讀研期間提供了非常好的科研環 境和實際項目，讓我能夠參與其中，提前接觸到工作中會遇到的一些實際問題，為畢 業后真正去工作做好了準備。
感謝在論文中給我提供幫助的朋友，在寫論文的過程中有很多不熟悉的其他專 業的知識，都是你們在耐心的給我解答，并提供各種學習資源，非常感謝你們的傾力 相助！
非常感謝我的家人，正是因為你們對我無條件的鼓勵和支持，才讓我在遇到困難 時有了堅持下去的勇氣，在我情緒低落的時候也是因為你們的陪伴，我才能夠很快的 調整好情緒繼續向前，感謝你們！
參考文獻
[1]王亞榮.商品混凝土企業供應鏈管理研究J].民營科技,2015(05): 69
[2]HALLIKAS J, LINTUKANGAS K. Purchasing and supply: An investigation of risk management performance[J]. International Journal of Production Economics, 2016, 171: 487-494
[3]劉麗文.供應鏈管理思想及其理論和方法的發展過程[J].管理科學學報, 2003(02): 81-88
[4]WOO C, KIM M, CHUNG Y, et al. Suppliers' communication capability and external green integration for green and financial performance in Korean construction industry[J]. Journal of Cleaner Production, 2015,112:119
[5]CLARK K B. Project scope and project performance: the effect of parts strategy and supplier involvement on product development[J]. Manage. Sci., 1989, 35(10): 1247 1263
[6]陳國權.供應鏈管理[J].中國軟科學,1999(10): 101-104
[7]周艷菊，邱莞華，王宗潤.供應鏈風險管理研究進展的綜述與分析J].系統工 程, 2006(03): 1-7
[8]EASTMAN C M, SACKS R. Relative productivity in the AEC industries in the United States for on-site and off-site activities[J]. Journal of Construction Engineering and Management, 2008, 134(7): 517-526
[9]Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System[J]. Cryptography Mailing list at https: //metzdowd. com, 2008
[10]Melanie Swan. Blockchain: Blueprint for a New Economy[M]. Blockchain: blueprint for a new economy. O'Reilly, 2015
[11]Reijers W, Coeckelbergh M. The Blockchain as a Narrative Technology: Investigating the Social Ontology and Normative Configurations of Cryptocurrencies[J]. Philosophy & Technology, 2016, 31: 103-130(2018)
[12]Steven L. Bankchain and itBit: Settling on the blockchain[J]. Modern Trader, 2016(5): 16-21
[13]邵奇峰,金澈清,張召等.區塊鏈技術：架構及進展[J].計算機學報,2018,
41(05): 969-988
[14]錢衛寧，邵奇峰，朱燕超等.區塊鏈與可信數據管理：問題與方法J].軟件學報, 2018, 29(01): 150-159
[15]Xie C, Sun Y, Luo H. Secured Data Storage Scheme Based on Block Chain for Agricultural Products Tracking[C]. 2017 3rd International Conference on Big Data Computing and Communications (BIGCOM). IEEE, 2017:45-50
[16]Luu L, Narayanan V, Zheng C, et al. A Secure Sharding Protocol For Open Blockchains[C]. the 2016 ACM SIGSAC Conference. ACM, 2016:17-30
[17]Li K, Li H, Hou H, et al. Proof of Vote: A High-Performance Consensus Protocol Based on Vote Mechanism & Consortium Blockchain[C]. 2017 IEEE 19th International Conference on High Performance Computing and Communications; IEEE 15th International Conference on Smart City; IEEE 3rd International Conference on Data Science and Systems (HPCC/SmartCity/DSS). IEEE, 2017:466 473
[18]張仕將，柴晶，陳澤華等.基于Gossip協議的拜占庭共識算法[J].計算機科學, 2018, 45(02): 20-24
[19]徐治理，封化民，劉飚.一種基于信用的改進PBFT高效共識機制[J].計算機應 用研究, 2019, 36(09): 2788-2791
[20]Carlo R W. de Meijer. The UK and Blockchain technology: A balanced approach[J]. Henry Stewart Publications, 2016, 9(4): 220-229(10)
[21]Ben Goertzel, Ted Goertzel, Zarathustra Goertzel. The global brain and the emerging economy of abundance: Mutualism, open collaboration, exchange networks and the automated commons[J]. Elsevier Inc., 2017, 114: 022.
[22]Clare Sullivan, Eric Burger. E-residency and blockchain[J]. Elsevier Ltd, 2017, 33(4): 016.
[23]馮珊珊.區塊鏈：信任背書大數據時代的可能性[J].首席財務官，2016(06): 14- 17+6
[24]高航，俞學勱，楊輝輝.計算能力與區塊鏈技術：未來科技金融核心[J].中國經 濟報告, 2016(07): 106-110
[25]Xiao Yue, Huiju Wang, Dawei Jin, et al. Healthcare Data Gateways: Found Healthcare Intelligence on Blockchain with Novel Privacy Risk Control[J]. Journal of Medical Systems, 2016, 40(10):218
[26]Ekblaw A. Blockchain for medical data access, permission management and trend analysis[Z]. 2017
[27]梅穎.安全存儲醫療記錄的區塊鏈方法研究[J].江西師范大學學報(自然科學 版), 2017, 41(05): 484-490
[28]顏擁，趙俊華，文福拴等.能源系統中的區塊鏈：概念、應用與展望[J].電力建 設, 2017, 38(02): 12-20
[29]Horta J, Kofman D, Menga D. Novel paradigms for advanced distribution grid energy management[Z]. 2017
[30]海川.區塊鏈助推智能制造[J].新經濟導刊,2017(08): 25-30
[31]Han M, Li Z, He J S, et al. A Novel Blockchain-based Education Records Verification Solution[C]. the 19th Annual SIG Conference. 2018:178-183
[32]Turkanovic M, Holbl M, Kosic K, et al. EduCTX: A blockchain-based higher education credit platform[J]. IEEE Access, 2018, 6: 5112-5127
[33]Qinghua Lu, Xiwei Xu. Adaptable Blockchain-Based Systems: A Case Study for Product Traceability[J]. IEEE Software, 2017, 34(6):21-27
[34]Helo P, Shamsuzzoha A H M. Real-time supply chain—A blockchain architecture for project deliveries[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2020, 63: 101909
[35]Nawari N O, Ravindran S. Blockchain and the built environment: Potentials and limitations[J]. Journal of Building Engineering, 2019, 25: 100832
[36]Li J, Greenwood D, Kassem M. Blockchain in the built environment: analysing current applications and developing an emergent framework[C]. Creative Construction Conference, 2018: 009.
[37]Li J, Greenwood D, Kassem M. Blockchain in the built environment and construction industry: A systematic review, conceptual models and practical use cases[J]. Automation in construction, 2019, 102(JUN. ): 288-307
[38]Dakhli Z, Lafhaj Z, Mossman A. The Potential of Blockchain in Building Construction[J]. Buildings, 2019, 9(4): 9040077.
[39]朱雅菊.區塊鏈技術在建筑行業的應用場景展望[J].工程經濟，2018, 28(06): 45-47
[40]曹文巖，李明柱，王婉等.區塊鏈與施工管理相結合的應用展望[J].現代商貿 工業, 2019, 40(18): 91-92
[41]劉軼翔.基于區塊鏈的工程總包管理改進措施研究[J].低溫建筑技術,2017, 39(07): 123-127
[42]Shojaei A, Flood I, Moud H I, et al. An Implementation of Smart Contracts by Integrating BIM and Blockchain[M]. Proceedings of the Future Technologies Conference (FTC) 2019, 2:519-527
[43]Zhaojing Wang, Tengyu Wang, Hao Hu, et al. Blockchain-based framework for improving supply chain traceability and information sharing in precast construction[J]. Automation in Construction, 2020, 111: 103063.
[44]李蒙，魯曼，余宏亮.區塊鏈技術下的建筑材料信息技術架構研究[J].建筑經 濟, 2019, 40(10): 103-107
[45]劉洋.基于區塊鏈技術的BIM建筑信息管理研究[J].中國信息化,2019(07): 77-
78
[46]袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016, 42(04): 481- 494
[47]Kavanagh D, Miscione G. Bitcoin and the Blockchain: A Coup D'Etat through Digital Heterotopia?[C]. Critical Management Studies conference, 2015
[48]沈鑫，裴慶祺，劉雪峰.區塊鏈技術綜述[J].網絡與信息安全學報，2016, 2(11):
11-20
[49]楊保華.區塊鏈原理、設計與應用[M].北京：機械工業出版社,2017: 66-69
[50]黃秋蘭，程耀東，陳剛.分布式存儲系統的哈希算法研究[J].計算機工程與應 用, 2014, 50(01): 1-4+77
[51]卓先德，趙菲，曾德明.非對稱加密技術研究[J].四川理工學院學報(自然科學 版), 2010, 23(05): 562-564+569
[52]王化群，吳濤.區塊鏈中的密碼學技術[J].南京郵電大學學報(自然科學版),
2017, 37(06): 61-67
[53]武岳，李軍祥.區塊鏈P2P網絡協議演進過程J]•計算機應用研究,2019, 36(10): 2881-2886+2929
[54]Gervais A, Karame G O, Karl Wust, et al. On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains[C]. the 2016 ACM SIGSAC Conference. ACM, 2016:3-16
[55]戴安博，陳恭亮.POW區塊鏈共識算法分析與展望[J].通信技術，2019, 52(12):
2839-2845
[56]Houy N. It will cost you nothing to "kill" a Proof-of-Stake crypto-currency[J]. Working Papers, 2014, 34(2):2393940
[57]King S, Nadal S. Ppcoin: Peer-to-peer crypto-currency with proof-of-stake[J]. White Paper, 2020
[58]鄭敏，王虹，劉洪等.區塊鏈共識算法研究綜述[J].信息網絡安全，2019(07): 8-
24
[59]Larimer D. Delegated proof-of-stake[J]. White Paper, 2014
[60]Luo Y, Chen Y, Chen Q, et al. A New Election Algorithm for DPos Consensus Mechanism in Blockchain[C]. International Conference on Digital Home. IEEE, 2018:116-120
[61]談森鵬，楊超.區塊鏈DPoS共識機制的研究與改進[J].現代計算機(專業版), 2019(06): 11-14
[62]Leslie Lamport, Robert Shostak, Marshall Pease. The Byzantine Generals Problem[J]. ACM, 1982, 4(3):5772-5936
[63]M S. Blockchain Thinking: The Brain as a Decentralized Autonomous Corporation [Commentary][J]. IEEE Technology and Society Magazine, 2015, 34(4): 41-52
[64]Szabo N. Smart contracts: building blocks for digital markets[J]. EXTROPY: The Journal of Transhumanist Thought, 1996, 10(16): 10-18
[65]歐陽麗煒，王帥，袁勇等.智能合約：架構及進展[J].自動化學報,2019, 45(03):
445-457
[66]Sikorski J J, Haughton J, Kraft M. Blockchain technology in the chemical industry: Machine-to-machine electricity market[J]. Applied Energy, 2017, 195: 234-246
下一篇：沒有了
相關標簽:
