区块链模式与平台选择

（1）模式选择

区块链主要有公共链和联盟链、私有链［148］三类。公共链完全开放，任何单位或个人都可以参与。联盟链和私有链针对特别类型用户选择性开放，放弃了部分区块链的去中心化功能。

1）公共链：任何人在任何地方均可参与，任何节点都有权限对链条进行写入、读取和交易。公共链的共识机制完善，用户地位是对等的，但数据处理效率低，资源消耗大，针对大型商业化应用并不合适。

2）联盟链：是指某特定行业或领域的经过授权的特定机构共同参与的一种区块链，成员之间通过身份认证建立信任，但对交易的信任机制还是来自共识机制。只有系统内的成员才有权对联盟链中的数据进行读写、保存和发送交易数据记录。

3）私有链：私有链由于是在一个限定的范围内使用，因而可以舍弃去中心化的要求。私有链是一个分布式账本，记录了授权用户的交易信息。

我们认为，针对食品追溯而言，既不只限定于某单一企业，又有一定行业特性，联盟链是一种比较理想的区块链模式。在可用性、高性能、隐私保护方面比公共链更具优势，是一种“部分去中心化”的区块链。联盟链还便于行业监管，不同角度赋予不同权限，行使不同职责，监管部门拥有监管权，普通用户有查询权，联盟链兼有区块链溯源、防篡改的优势。(www.xing528.com)

（2）平台选择

当前区块链平台多是开源为主流，由于参与者众，技术迭代速度快，因此在可信度、开放性、技术先进性方面更具优势。当前主流区块链技术平台有比特币、以太坊以及超级账本（Hyperledger）三大平台［149］。比特币平台为数字货币提供了区块链技术应用原型；以太坊作为公共链平台，功能较数字货币有所拓展；而超级账本（Hyperledger）平台由于支持了智能合约，适合企业级的应用场景［150］。超级账本平台是由Linux基金会提供的区块链开源项目，由Intel、IBM发起，全球诸多知名公司参与，国内的华为、腾讯、百度也是超级账本项目成员。经综合考虑，我们选用超级账本的Sawtooth（锯齿）区块链平台来构建食品安全追溯原型系统，采用联盟链结构，不同于公共链的7层架构，系统去除了激励层而变成6层结构，如图7.4所示。

图7.4　区块链技术架构

其中数据层是区块链技术的基础，包含了链式数据结构、非对称加密技术（公私钥加密技术）、时间戳等技术。区块链的每一笔交易都被时间戳标记了时间标记；区块链网络有些类似于传统的P2P网络，即网络节点都是对等关系，节点既是信息的接收者，也是信息生产者和发送者。此外，还可以通过共识机制在一群相互不信任的网络节点之间建立信任和权威，保证整个系统的安全性和可靠性。当前，共识机制和算法多而复杂，主要包括工作量证明机制、权益证明机制、时间耗用证明机制、股份授权证明机制等。我们采用了超级账本Hyper Ledger的Sawtooth平台提供的共识机制，其底层由Intel公司通过CPU内提供的时间耗用证明机制来实现，克服了许多其他共识机制高能耗的缺点；而智能合约则是一段计算机程序，能够根据交易各方预先设计的条件自动进行处理。