基于区块链的供应链信息数据安全共享方法及系统与流程

本发明属于数据安全，具体涉及一种基于区块链的供应链信息数据安全共享方法及系统。

背景技术：

1、区块链是一种去中心化基础架构与分布式计算范式,通过对等网络（p2p）中的节点共识算法实现不可篡改的数据记录。其独特的数据结构使系统中的所有参与者共享不可变的单一数据源,从而消除了多方数据存储的不一致性。区块链的核心功能在于使得不完全信任的节点能够在没有第三方的情况下达成一致，因而被视为一种分布式数据库。其不变性、去中心化和透明性使其相较传统数据库更为可靠、经济和高效。

2、供应链是指一系列相关联的活动和参与者，这些活动和参与者共同合作，将产品或服务从原材料采购、生产制造、到最终交付给客户的整个过程，包括多个环节和参与者，例如供应商、生产商、分销商、零售商以及最终用户。传统供应链运作流程中，信任缺失、数据安全和操作风险等问题成为普遍制约其发展的瓶颈，而随着物联网、大数据、云计算等科技的推动，尤其是区块链技术的应用，这些问题得以有效解决。区块链技术通过使用分布式账本来存储供应链信息，解决了企业间信任不足的问题，降低了供应链信息数据交互的风险。在供应链中应用区块链，即使用分布式账本来存储供应链信息，成为解决安全问题的关键方向，而如何更有效地利用区块链存储更多供应链信息则成为当前的重要任务。

3、不论是公共链还是私有链，影响区块链性能的关键问题之一是存储，尤其是存储可扩展性。区块链是一个典型的复制状态机系统，每个节点都维护着系统中数据的完整副本。这样一来，每个参与者都可以直接获取系统的状态，从而增加了系统的可靠性。然而，整个系统中数据副本的存储给用户带来了巨大的挑战。至2024年初，最大的区块链系统存储占用已经增长到546gb，并且仍在不断增长。需要注意的是，该链上的事务处理速度只有每秒7笔事务，而visa通常可以达到每秒2000笔事务，峰值甚至可达10000笔事务。如果事务处理速度达到2000tps，区块链规模的增长速度将达到每年15tb左右，这使得成为一个全节点对于大多数设备来说变得非常困难。此外，由于区块链固有的附加特性，存储问题是提高系统可扩展性的关键问题。因此针对上述问题，需要设计一种高效率、高安全性、可扩展的供应链信息数据安全共享方法，将供应链上的企业信息交互记录区块化并记录于区块链上，实现安全、可信、可追溯的数据共享方案。

技术实现思路

1、为提高信息交互平台的效率、安全性和可扩展性，在本发明的第一方面提供了一种基于区块链的供应链信息数据安全共享方法，包括：获取多个供应链参与方进行信息交互的所有数据；将所有数据作为区块链分类帐本，并协作存储在以每个供应链参与方作为集群的区块链上；基于最小化总体节点使用率确定目标函数，并根据所述目标函数和所述区块链的预设约束条件构建优化模型；通过遗传算法对所述优化模型进行求解，得到每个集群中的每个节点的区块存储方案；基于每个供应链参与方的交互信息和信任值，构建智能合约；每个节点根据智能合约和自身的存储方案进行数据共享。

2、在本发明的一些实施例中，所述基于最小化总体节点使用率确定目标函数包括：基于每个区块所需存储空间和每个节点的存储资源，计算最小化总体节点使用率；基于交互信息计算每个节点的信任值；根据所述最小化总体节点使用率和每个节点的信任值，确定目标函数。

3、进一步的，所述根据所述目标函数和所述区块链的预设约束条件构建优化模型包括：根据每个区块的所需存储空间和存储位置，确定所述区块链的多个预设约束条件；基于所述目标函数和多个预设约束条件，构建优化模型。

4、在本发明的一些实施例中，所述通过遗传算法对所述优化模型进行求解，得到每个集群中的每个节点的区块存储方案包括：随机生成初始一个或多个种群，每个种群中的不同个体表示不同的存储方案；基于所述目标函数构建适应度函数，通过所述适应度函数筛选最优个体；基于最优个体进行遗传进化迭代，直至迭代次数达到阈值或种群的适应度达到稳定，得到每个集群中的每个节点的区块存储方案。

5、在本发明的一些实施例中，所述基于每个供应链参与方的交互信息和信任值，构建智能合约包括：基于交互频率、历史信任值和信息数据量，采用加权平均计算每个供应链参与方获得的信任值；每个供应链参与方基于所述信任值，定义交互对象和共享数据。

6、进一步的，所述每个供应链参与方获得的信任值通过如下步骤计算：

7、d=αf+βs+γd_，

8、α+β+γ=1，

9、其中d为计算获得的当前信任值，f为交互频率，s为信息数据量，d_为历史信任值,α、β、γ分别为交互频率、信息数据量和历史信任值的权重值。

10、本发明的第二方面，提供了一种基于区块链的供应链信息数据安全共享系统，包括：获取模块，用于获取多个供应链参与方进行信息交互的所有数据；将所有数据作为区块链分类帐本，并协作存储在以每个供应链参与方作为集群的区块链上；构建模块，用于基于最小化总体节点使用率确定目标函数，并根据所述目标函数和所述区块链的预设约束条件构建优化模型；求解模块，用于通过遗传算法对所述优化模型进行求解，得到每个集群中的每个节点的区块存储方案；共享模块，用于基于每个供应链参与方的交互信息和信任值，构建智能合约；每个节点根据智能合约和自身的存储方案进行数据共享。

11、进一步的，所述构建模块包括：第一计算单元，用于基于每个区块所需存储空间和每个节点的存储资源，计算最小化总体节点使用率；第二计算单元，用于基于交互信息计算每个节点的信任值；确定单元，用于根据所述最小化总体节点使用率和每个节点的信任值，确定目标函数。

12、本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明在第一方面提供的基于区块链的供应链信息数据安全共享方法。

13、本发明的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明在第一方面提供的基于区块链的供应链信息数据安全共享方法。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明涉及一种基于区块链的供应链信息数据安全共享方法及系统，其方法包括：获取多个供应链参与方进行信息交互的所有数据，将其作为区块链分类帐本，并协作存储在以每个供应链参与方作为集群的区块链上；基于最小化总体节点使用率确定目标函数，并根据所述目标函数构建优化模型；通过遗传算法对所述优化模型进行求解，得到每个集群中的每个节点的区块存储方案；基于每个供应链参与方的交互信息和信任值，构建智能合约；每个节点根据智能合约和自身的存储方案进行数据共享。

16、可见，本发明首先将供应链参与方作为集群，协作存储信息交互的所有数据；通过区块链将所有数据作为分类账本，并打包成区块分布式存储在多个节点或集群上；然后结合资源占用率与节点可信度构建多目标优化模型，在通过遗传算法求解，得到每个集群或节点的存储方案，最后通过基于信任度计算的智能合约实现数据共享，从而实现供应链信息数据共享的高效率、高安全性、可扩展性。