基于区块链的可信仓单系统设计

n C tinfo

理论SECURITY

研究

■ doi ：10.3969/j.issn.1671-1122.2019.06.011

基于区块链的可信仓单系统设计

-----------------------周元健，秦冬梅，刘忆宁，吕松展------------------------

(桂林电子科技大学计算机与信息安全学院，广西桂林541004)

摘 要：在当前的电子仓单业务中，仓单真实性由第三方机构维护，并且数据采 用集中管理方式，不公开，商品溯源困难。在这种情况下，第三方机构失信将会导致

严重的交易安全问题。为了解决目前物流仓单系统中存在的互信和交易安全问题，文

章设计了 一个基于区块链的可信仓单系统。系统建立在超级账本hyperledger fabric 平台

上，首先客户端从认证授权节点(CA 节点)获取合法的身份认证;然后将仓单交易信 息打包成区块进行全网广播，全网节点均可验证交易的合法性和有效性；最后通过共 识机制实现全网节点的共识，将合法区块加入区块链中，使仓单交易信息不能被篡改。 区块链技术的引进不仅可以保证仓单信息系统的安全性，还实现了仓单交易信息的溯 源和账本的共享。

关键词:区块链；超级账本；智能合约；管理系统

中图分类号：TP309文献标识码：A 文章编号：1671-1122 (2019) 06-0084-07

中文引用格式：周元健，秦冬梅，刘忆宁，等.基于区块链的可信仓单系统设计[J].信息网络安全，

2019, 19 (6) ： 84-90.

英文引用格式:ZHOU Yuanjian, QING Dongmei, LIU Yining, et al. Design of E lectronic Warehouse Receipts

System Based on Blockchain[J], Netinfo Security, 2019,19(6): 84-90.

Design of Electronic Warehouse Receipts System Based on Blockchain

ZHOU Yuanjian, QING Dongmei, LIU Yining, LV Songzhan

(School of C omputer and I nformation Security, Guilin University of E lectronic Technology, Guilin Guangxi

541004, China)

Abstract: In the current electronic warehouse receipt business, the authenticity of warehouse receipt is maintained by third-party organizations, and the data is managed centrally, which makes it difficult to trace the source of goods. In this case, the breach of trust of third-party institutions will lead to serious transaction security problems. In order to solve the problems of mutual trust and transaction security in the electronic warehouse receipt system, a block chain based electronic warehouse receipt system is designed in this pape 匸 The system is built on the hyperledger fabric platform. Firstly, the client obtains a valid identity certificate from the certificate authority node(CA node), and then packages the warehouse receipts transaction information into blocks for whole network broadcast, and

收稿日期：2018-9-27

基金项目：国家自然科学基金[61662016]

作者简介：周元健（1993—）,男，湖北，硕士研究生，主要研究方向为信息安全协议、区块链；秦冬梅（ 1993—）,女，广西，本科, 主要研究方向为区块链；刘忆宁（ 1973—）,男，河南，教授，博士，主要研究方向为信息安全协议、数据隐和；吕松展（ 1995—）,男, 山东，硕士研究生，主要研究方向为信息安全协议、车联网安全协议。通信作者：周元健237695226@

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理论研究____________________________________________________________________________________________2019年第6期

all nodes can verify the legitimacy and validity of the transaction.Finally,the consensus

mechanism is used to realize the consensus of the whole network node,and the legal block

is added into the block chain.Thus the warehouse receipt transaction information cannot be

tampered.The introduction of block chain technology can not only ensure the security of

warehouse receipt information system,but also realize the traceability of warehouse receipt

transaction information and the sharing of account books.

Key words:blockchain;hyperledger fabric;smart contract;management system

0引言

近年来，互联网的快速发展对各行各业都起到了极大的促进作用，其中，电子仓单m就是重要的发展成果之一。仓单作为货物提取的凭证，将其电子化可以提高仓单业务办理的效率和监管机构的监管效率。传统电子仓单的发行总是依赖于一个可信的第三方平台，如淘宝、京东等，如果第三方平台受到恶意攻击，仓单的安全性和真实性将会受到影响。

目前，相关的电子仓单平台设计方案很多，文献［2］分析了电子仓单的效益和交易平台所需的功能需求，并对平台的设计进行了具体描述。文献⑶对电子仓单等服务产品的优势进行了分析，根据平台的设计需要，介绍了电子仓单平台的运作流程。文献［4］的电子仓单交易系统引进了区块链技术，解决了电子仓单流转过程中的互信和交易安全问题，具有较高的性能及较好的伸缩性能。

区块链技术固起源于比特币，具有去中心化、分布式、智能合约、数据透明、不可篡改等优势。2009年,中本聪首次提出区块链概念，并将其作为一个不涉及第三方的比特币交易记录公共账本。在区块链中，每个区块都存有一些信息及上一区块的区块哈希值,这就形成了从创世块到当前区块的链式结构。一旦数据写入区块，链上的数据将不可被篡改。随着区块链技术的发展，目前已有包括高盛、IBM、英国银行等多家机构对区块链技术进行投资研究，但其具体的应用模式还处于探索阶段。基于区块链的电子仓单系统便是区块链与物流结合的一个切入点。

本文主要针对物流环境中的仓单管理环节，设计了一种基于区块链的电子仓单系统，意在解决仓单的信用问题和商品追溯问题。

1区块链

区块链源于比特币问的底层技术，是一个去中心化、防篡改的分布式数据库，在没有中心集权机构存在的情况下，实现多方可信、价值对等切的传输。在比特币系统中，如果有交易写入区块，交易数据必须由系统中的所有节点通过共识机制共同决定，并且系统内的所有节点都无法修改。如果链上的一个区块中的交易被非法更改，其他节点会^别出非法节点，并删除这条链。区块链阴2］为每个参与者提供分散信任的账簿,每个用户或节点共同维护并存帕分类账簿,确保所有用户和相应区块链中的节点完全一致。在分类账簿中，交易和历史数据都会永久存在区块中，其持久性基于网络的持久性。要改变或者删除区块中的交易记录是非常困难的，除非攻击者可以篡改网络中51%的节点。此外，所有的系统规则都是公开透明的，并且是经过所有节点同意的。系统中的每个节点都存有当前网路区块链的副本，换句话说，每个节点都持有数据库的副本，保证了数据库不能被单个节点单独操作，且随着区块链的长度不断增加，系统安全性也在不加。

目前，区块链分为公有链、联盟链和私有链三类。公有链缺少访问控制权限，任何人都可以随时进入系统进行数据操作和发送交易。公有链去中心化程度高，数据也是公开的，如比特币和以太坊"M。联盟链是由若干机构共同参与管理的区块链，只允许系统内的机构进行读写和发送交易，共同记录交易，如超级账本"切。私有链是指写入权限集中在一个组织手里的区块链。由于参与节点有限且可控，因此