区块链管理系统架构设计与源码分析

区块链溯源是指利用区块链技术，通过其独特的、不可篡改的分布式账本记录特性与物联网等技术相结合，对商品实现从源头的信息采集记录、原料来源追溯、生产过程、加工环节、仓储信息、检验批次、物流周转，到第三方质检、海关出入境、防伪鉴证的全程可追溯。 各行各业都期待能够使用区块链技术助力产业升级。美国的农业巨头嘉吉公司在1月25日宣布，将投资数字化工程资源来开发Hyperledger网络。旨在通过区块链技术简化供应链。该公司表示，Hyperledger Grid可以“为加速全球食品和农业供应链开发区块链和其他数据提供解决方案”。 目前各个国家不同领域的大佬都在研究区块链技术，推动自身行业的发展，尤其是在金融和食品、物品溯源方面，由于区块链的可追溯、不可篡改的特性非常适合最溯源技术。区块链技术可以整合供应链不同的层面。

Hyperledger也是区块链技术的一种，众所周知区块链技术是多种技术结合的。HyperLedger是一个旨在推动区块链跨行业应用的开源项目， 由 Linux基金会在2015年12月主导发起该项目， 成员包括金融，银行，物联网，供应链，制造和科技行业的领头羊。 Fabric 项目的目标是实现一个通用的权限区块链(Permissioned Chain)的底层基础框架，为了适用于不同的场合，采用模块化架构提供可切换和可扩展的组件，包括共识算法、加密安全、数字资产、智能合约和身份鉴权等服务。

Fabric 克服了比特币等公有链项目的缺陷，如吞吐量低、交易公开无隐私性、无最终确定性以及共识算法低效等问题，使得用户能够方便地开发商业应用。另一方面，Fabric 也存在不足之处，如 交易过程还有并发控制的局限性，整体性能还有待提高，底层架构复杂，依赖一些分布式架构等。

Fabric 的组件包括客户端(Client)，网络节点(Peer)，CA(Certificate Authority)节点和排序节点(Orderer)

传统国家级溯源平台利用的技术，主要采用扫描产品二维码访问平台统一数据库，从而读取产品数据的技术，模式的不足在于溯源信息容易造假、监管不严等问题。那么，与传统的溯源防伪相比，区块链溯源到底有什么优势，区块链技术可以解决溯源业务中的哪些痛点？

从技术本身来看，区块链溯源采用去中心化记账和共识机制等技术手段，确保数据一旦上链有固定的时间戳，被所有人公认，形成高度防篡改、防抵赖的溯源数据集合，从而增强用户对查询结果的信任程度。 从结构上来看，区块链溯源应用基本上都采用联盟链的设计，一方面可以拥有高TPS满足业务需要，另一方面将原本的“一个中心”，变为“多个中心”的架构，由多个中心组成一个可信任的“生态圈”，对数据的真实性进行背书。

数据溯源技术的关键，在于数据模型的构建，它决定了数据起源的获取、存储以及后期的使用等操作。首先，需要对不同业务和不同应用的数据进行抽象建模，并对数据接入进行规范；其次，把不同应用和业务的整个过程划分不同阶段，并对不同阶段的业务数据进行分组；最后，通过数据特征标识获取到数据的全链路历史版本。

溯源应用的业务从开始到结束的整个过程中，包含生产、行业、城市、区域、用户等十多个节点和池塘、林场、农田、生产、加工、包装、物流等诸多环节。如果要正确的对业务应用进行溯源追踪，需要对溯源应用的生命周期进行管理。因此，溯源应用的总体架构设计需要包括：应用层、服务层、核心层、基础层和管理层共5个层次结构，以及33个典型模块。

由于区块链技术拥有时序不可逆、数据不可篡改等技术特征，首先，在技术逻辑上能保障溯源体系按照时间顺序安全可靠地进行记录，与物理世界中溯源信息发生的时序要求天然吻合，而且可以实时对于每个溯源点进行的回溯和定位，从而锁定责任主体；其次，区块链的分布式存储和去中心化的投票机制，也在技术逻辑上确保了整个溯源链条上的记录不可篡改，从而避免了在未来真正发生安全事故或有溯源要求时有非法操作行为。