区块链应用

爱酒链(LOVC)去中心化的酒储存交易服务平台

LOVC 来源:区块网 2018-08-29 09:17

首先,区块链技术在信息溯源上有着天然优势,对于上链的酒类产品,平台可以对酒的产地、地区、年份、交易等信息进行备案,消费者每买一瓶酒,都可以通过二维码来获取它的所有信息,从出厂到饮用过程中的所有信息都可追溯,保证了酒信息的公开透明。
其次,区块链的共识机制,天然造就了一个信任平台,让所有人因共识机制而互相取得信任,避免了中心化机构信任难建立的问题。同时,区块链的非对称加密技术,可以更好的保护消费者的信息和财产,既能提升平台的服务水平,又增加了平台的信誉。
相比于电商平台,基于区块链技术的 爱酒链 平台在酒交易上有着无法比拟的优势,爱酒链 平台可以通过代币进行酒币交易,也支持酒酒交易,支持酒储存等功能,既满足了高端客户的需求,同时也规避了贸易繁琐带来的交易风险。所以,爱酒链 不只是消费者的交易平台,同时又是爱好者的收藏、社交平台,是一个在线、公开、透明的酒银行。
综上,基于去中心化、可溯源、分布式、防篡改、公开透明等特性,“酒+区块链”可以解决产品信息溯源、信任缺失、交易等问题。爱酒链 目标是成为全世界酒品流通、交易、仓储等一体化的酒银行,代币(LOVC)作为爱酒链 发行的通证,既可以减小跨国贸易带来的风险,又可以方便世界各地的消费者进行结算,有助于全球酒类产品价值信息流通,优化行业供应链体系,重建消费者端信任体系,最后成为整个行业国际化、智能化的大生态体系。
爱酒链(LWC)技术细节
1. 区块链技术
最近几年以来,区块链技术逐渐运用于互联网领域,尤其是在金融互联网领域起到了十分突出的运用效果。与此同时,南非 First Rand Bank 发布了《密码学银行的到来》( The Advent of Crypto Banking),根据世界上各大央行及其相关区块链技术研究进展,该报告指出区块链技术能够创造货币政策的新纪元。韩国央行将区块链技术运用于央行结算系统,并给出了具体的实施计划。美联储主席Janet Yellen 认为,区块链技术对全球金融系统具有潜在影响,是“重要的技术”。区块链技术的发展及其广阔的应用前景,已经引起世界范围内的广泛关注和高度重视。
区块链的概念由中本聪最早在关于比特币系统中提出。区块链是一种将数据区块按照时间先后顺序用与链表相类似的方式组成的数据结构,并通过密码学技术保证其不可伪造、篡改的分布式去中心化账本。区块链中的存储数据是有先后关系的、能在系统内进行验证的数据。区块链中的每个节点的地位都是平等的,具有同样的权利及义务,共同协商、管理、监查整个区块链的运作,共同维护公共账簿。
区块链技术具有去中心化,且能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识以及协同激励等手段的核心优势。在各节点不需要相互信任的分布式系统中可实现基于去中心化的点对点交易、协商与合作, 从而克服了中心化系统中存在的成本高、效率低以及数据存储不安全等问题。
2. 区块链在 爱酒链(LWC)中的应用

区块链技术的特点与 爱酒链 的需求在一定程度上具有相似性,如表 4 所示。具体叙述如下。

(1)区块链系统中,不存在中心化的数据库,每个节点都保存了区块链的全部信息,节点的权利和义务相同;爱酒链 中要求“消费者与供应商直接对接”,强调个体之间公平的进行交易,降低交易成本。
(2)区块链通过区块头的哈希值作为该区块的唯一标识,从而实现了区块数据的可追溯性;在 爱酒链 中强调每一瓶酒的信息都可追溯,公平透明,便于消费者查询、选购。
(3)区块链技术无需第三方的信任机制,利用区块链技术能够建立公平开放的市场机制,同时可以很好地服务于其他金融产品的交易;爱酒链 中则要求建立开放的酒交易市场,无需中间商,也将促进酒交易相关的金融衍生品的形成。
(4)区块链系统通过智能合约或“可编程货币”来实现合同的自动化、智能化执行;爱酒链 中将存在大量的智能发货、运输、交易以及存储环节,需要通过一系列的智能合约保证 爱酒链 的交易等的自动执行。
区块链在 爱酒链 的应用模式。在该模式下,消费者与供应商直接联系,进行酒交易活动,不再需要中间商作为交易媒介,消费者可自助下单,爱酒链 对酒订单进行分配,后期经过酒生产和运输将酒交付给消费者,智能合约可保证各项交易的自动执行。酒的各项信息可追溯,交易公平透明。

3. 爱酒链 平台整体框架
爱酒链 平台主要包括源数据获取子系统、智能合约子系统、区块链子系统、证书中心子系统和监管查询子系统,其具体的架构如图 4 所示。

LWC 平台各子模块功能介绍
源数据获取子系统负责收集和上传酒产品信息、酒各主体相关信息和酒交易信息。酒产品信息是通过扫描酒二维码或 RFID 标签自动获取,其主要包括酒编号、酒名称、酒产地、生产时间、生产原材料等;酒各主体相关信息由酒相关主体(主要包括酒供应商、酒生产商、酒运输商等)提供,主要包括各主体的公司名称、公司地址、公司法人代表、酒生产原材料来源、酒运输起始和到达时间等;酒的交易信息是通过酒消费者和酒供应商之间的订单来获取,其主要包括酒交易单号、酒交易价格、买方个人信息(主要包括姓名、联系方式、地址等)、卖方信息等。酒产品信息属于公共数据;酒各主体相关信息中部分属于公共数据(例如各主体的公司名称和公司地址),部分属于隐私数据(公司法人代表、酒生产原材料来源、酒运输起始和到达时间);酒交易信息属于隐私数据。公共数据无需进行加密,而隐私数据需要通过证书中心子系统的公钥进行加密,处理后的数据通过智能合约子系统提供的接口上传到区块链子系统中进行存储。
智能合约子系统负责提供各个子模块进行交互的接口,包括合约生成和合约执行两个模块。合约生成模块负责将智能合约提交到区块链子系统中进行存储;合约执行模块负责运行智能合约,实现从区块链子系统中存储或查询数据的功能。智能合约子系统,应用基于区块链技术的智能合约,合约代码、执行过程、执行结果对系统各主体均公开透明,且结果不可篡改,提升了系统的可信度,有利于监管和溯源管理。
证书中心子系统负责生成公钥、私钥和版本号,分别发送和推送给源数据获取子系统和监管查询子系统。为了防止密钥被人破解,可以动态地更新密钥,例如设置定时器定期对密钥进行更新,本版号用于标识更新后的密钥版本。
监管查询子系统包括面向监管部门的监管模块、面向普通用户的查询模块。监管查询子系统通过智能合约子系统提供的接口发送查询酒相关数据的请求,并接收智能合约子系统反馈的酒相关数据。面向普通用户的查询模块仅能查询酒相关的公共数据,面向监管部门的监管模块能同时查询酒相关的公共数据和隐私数据,因此,一方面能提高数据的隐私性,另一方面能提高监管部门对酒的监管力度。在监管部门查询隐私数据时,存储在区块链子系统中的加密的隐私数据通过智能合约子系统反馈给监管部门,监管部门需要使用证书中心子系统提供的私钥对隐私数据进行解密后方能查看,有效地提高了数据的安全性。另外,由于区块链子系统是基于区块链技术进行设计,根据区块链的特点,区块链中各节点的数据相同且无法篡改,这样保证了查询结果的可靠性,方便进行酒的追踪。
区块链子系统是 LWC 平台的核心部分,主要实现两个功能,一个是存储智能合约和酒相关数据,另外一个是根据智能合约查询和反馈酒相关数据。区块链子系统是基于区块链技术来实现的。区块链是以区块为单位的链状数据块结构,每隔固定的时间就会生成新的区块,区块链中的每一个区块记录了在创建时间内产生的所有数据。应用这一特性,区块链子系统将系统的智能合约和酒相关数据,永久的存储在区块链中,区块链结构如图 5 所示。

从图 3 中可以看出,区块链实质是一串链接的数据区块,其链接指针是采用密码学哈希算法对区块头进行处理所产生的区块头哈希值。每个区块包含区块头和区块体两个部分,其中区块头包含了整个区块的信息,可以表示出区块在区块链中的位置,而区块体包含了整个交易的信息,存储有所有交易的哈希值。在区块头中,主要包含区块长度、当前的版本号、上一区块头的哈希值、Merkle 树根节点、时间戳、难度值、随机数,其中,Merkle 树根节点是利用 Merkle 树对交易的哈希值进行递归计算获得。以图 3 为例,对交易 1 进过 SHA-256 哈希运算获得 HASH1,对交易 2 经过 SHA-256 哈希运算获得 HASH2,依此类推。在递归计算中,将两个哈希值串联起来获得新的哈希值,第一次递归,将 HASH1 和 HASH2经过 SHA-256 哈希运算获得 HASH12,将 HASH3 和 HASH4 经过 SHA-256 哈希运算获得 HASH34,依此类推,然后再进行第二次递归,将 HASH12 和 HASH34 经过SHA-256 哈希运算获得 HASH1234,循环进行递归计算,直到仅剩一个值,即 Merkle树根节点。Merkle 树的可扩展性很好,不管交易记录有多少,最后都可以产生Merkle 树以及定长的 Merkle 根。另外,在区块头中的时间戳记录了当前区块数据的写入时间,保证了每条交易数据都可以追溯,便于监管和查询。
LWC 平台数据流
图6给出了基于LWC平台的酒数据流图。整个数据流主要包括以下几个步骤:
①证书中心子系统生成公钥、私钥和版本号;
②证书中心子系统将生成的公钥、私钥和版本号分别发送和推送给源数据获取子系统和监管查询子系统;
③源数据获取子系统收集酒相关数据,酒相关数据主要包括酒产品信息、酒各主体相关信息和酒交易信息,这些数据按照数据的类型可以分为公共数据和隐私数据两类;
④源数据获取子系统利用从证书中心子系统中获得的密钥对隐私数据进行加密,并将公共数据和加密的隐私数据发送给智能合约子系统;
⑤智能合约子系统将从源数据获取子系统获得的酒相关数据存储到区块链子系统中;
⑥当需要查询酒相关数据时,监管查询子系统利用智能合约子系统提供的接口发送查询请求到区块链子系统,区块链子系统根据查询请求和智能合约获取相应的数据,并将查询获得的酒相关数据经过智能合约子系统反馈给监管查询子系统;
⑦当查询的数据属于隐私数据时,监管查询子系统在获得查询的隐私数据后,利用从证书中心子系统获得的密钥对隐私数据进行解密后再进行查看。

4. LWC 关键技术
LWC 是基于区块链技术的平台。结合红酒交易的特点和区块链的相关技术,本节重点介绍了应用于 LWC 平台的四个关键技术:流程协同管理机制、多中心动态共识机制、基于价值量的激励机制以及多方密钥协商机制。

技术介绍
1) 流程协同管理机制
在 爱酒链平台中,用户终端会根据实际需求发起不同类型的请求,例如:查询、用户身份鉴权、酒交易、记账等。针对不同类型的请求,如果采用相同类型的节点进行处理,必然会造成处理效率的降低,用户请求的响应时延较大,降低用户的满意度。为了有效解决这一问题,可以根据请求的类型,将请求分配到不同点节点进行处理,流程协同管理机制正是基于这一原理来对用户的请求进行高效处理。
图 7 给出了基于流程协同管理的爱酒链架构,针对区块链网络中客户端发出的请求,流程协同管理识别请求的类型,并将不同的请求类型调配到不同的通道中,以便不同的节点对请求进行响应和执行。

在酒交易的过程中,当所有的节点都参与到共识过程中,系统的安全性更高,然而,如果所有的节点都参与到共识过程中,一些处理能力较低的节点反而会降低整个系统的效率,系统的性能随之降低。为了平衡系统的安全性和性能,可以将节点进行分类,例如分成普通节点和特殊节点,普通节点负责常规的操作,而特殊节点负责交易、记账等要求较高的操作。
图 8 给出了协同管理机制在记账流程中的应用,在酒交易完成后,由记账节点生成新的区块以记录交易数据,并将生成的新区块信息通过广播的方式通知给其他节点,其他节点对接收到的信息进行验证,验证通过后存储到本地账本。采用协同管理机制,通过选择性能较高的节点作为记账节点,专门处理对性能和效率要求都比较高的记账操作,能有效提供整个系统的效率。

2) 多中心动态共识机制
爱酒链平台中,酒交易是一个包含多个环节的复杂过程,在整个过程中包含多个酒相关的主体(例如,消费者、酒供应商、酒生产商、酒运输商等)。在不同的环节,涉及的主体可能不相同,为了保证所有主体都能及时准确得知酒当前状态,需要保证酒在所有主体中呈现的状态一致。多中心动态共识机制能有效解决这一问题。
如图 9 所示,多中心动态共识机制中,可以设置时间间隔,根据时间间隔对时间进行划分,每个时间间隔被称为一轮。全局区块链被划分为不同的主体,每个主体管辖各自范围内的区块链,各个主体共同维护全局区块链,全局区块链中保存有所有的酒交易信息。在每个主体中,所有节点每轮基于随机投票规则产生代表节点,该代表节点用于代表主体与其它主体进行通信。同时,基于随机投票规则,可以从其它主体的区块链节点中选举产生主体的动态验证集合,通过动态验证集合可以保证酒状态的一致性。具体的实现过程如下:各个主体的代表节点将主体区块链的区块头数据广播给主体的验证群组,主体的验证群组验证酒状态是否满足全局一致性,并选取满足全局一致性的主体区块链节点构建全局区块链。

3) 基于价值量的激励机制
爱酒链 区块链系统包括记账节点和普通节点,二者的功能具有一定差异。记账节点根据用户请求对应的结果达成共识,并产生新的区块,而普通节点向记账节点发送请求以查询用户的交易信息,并不产生新的区块。
在实际的酒交易中,酒交易产生的价值可以通过酒交易中酒供应商产生的利润来衡量,酒交易结束后,可以根据酒交易产生的价值来为酒供应商和酒消费者发放奖励。为了保证一定周期内总体发放货币的稳定性,需要设置奖励系数,对奖励进行动态调整。
结合上述 爱酒链 区块链中节点的功能以及酒交易中激励发放的一般规则,提出基于价值量的激励机制,其具体流程如图 10 所示。

技术总结
由于区块链技术处于发展前期阶段,技术的应用虽然能够保障 LWC 的可信交易环境,但在平台及系统处理性能、效率上与实际交易规模和要求存在一定差距,可通过流程协同管理机制、多中心动态共识机制、基于价值量的激励机制以及多方密钥协商机制使得平台或系统能够更好地适应实际业务需求。
通过流程协同机制,将查询、鉴权、交易、记账等不同类型的请求调配到不同的通道中由相应的节点来执行,能有效降低系统时延,合理利用网络资源,提升交易性能。
多中心动态共识机制,支持许可多中心,同时设计两层交易区块链,主体区块链通过代表节点相互通信,保证酒信息及其交易信息不可篡改、提高区块链性能。
基于价值量的激励机制中,记账节点是酒交易的价值量来衡量发放给酒消费者和供应商的奖励,奖励规则简单,公开,合理,另外,在奖励中使用了奖励系数,有利于保证发放货币的稳定。
多方密钥协商机制的会话密钥利用每个参与者的短私钥经过一定的运算获得,而每个参与者的短私钥通过随机数产生,能有效保证每次会话中短私钥和会话密钥的唯一性,另外,在密钥协商过程中协议采用签名认证,能抵抗密钥泄露攻击和满足密钥共享可知性。

爱酒链 (LWC)实施计划
爱酒链 平台总体框架主要包括源数据获取子系统、智能合约子系统、区块链子系统、证书中心子系统和监管查询子系统,其中,智能合约子系统包括合约生成和合约执行两个模块,监管查询子系统包括面向监管部门的监管模块、面向普通用户的查询模块。应用于 爱酒链 平台的四个关键技术为流程协同管理机制、多中心动态共识机制、基于价值量的激励机制以及多方密钥协商机制。平台框架构建所需时间与关键技术研究创新所需时间的实施计划见表 5。

数字货币发行计划
爱酒链 发售的代币为 Love Wine Coin,简称 LOVC,下面是它的发行计划。

1. 代币分配方案

2. 发行计划
LOVC 的发售将严格按照世界各地的法律法规,以恰当方式面向合适⼈群进行发售。LOVC 的发行总量为 1000 亿枚,其中 5% 即 50 亿枚用于对外发售,募集会用 ETH 结算,总共募集 92,500ETH。

关于更多爱酒链信息:http://www.lovcoin.io/

更多区块链项目:http://www.qukuaiwang.com.cn/news/xiangmu

文章来源:http://www.qukuaiwang.com.cn/news/11867.html
原文作者:LOVC
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