Лёгковесная подотчётная параллельная архитектура блокчейна на основе редактируемого блокчейна для прослеживаемости агропродовольственной продукции

Проблемы безопасности агропродовольственной продукции получили широкое внимание во всём мире. Появление технологии блокчейна (BCT) эффективно решает проблемы доверия в системе прослеживаемости цепочки поставок агропродовольственной продукции (AFSCTS). Однако свойство блокчейна, допускающее только добавление данных, приводит к непрерывному линейному росту объёма данных в AFSCTS на основе BCT, что повышает требования к оборудованию и стало узким местом для применения таких систем. Требуемый объём хранения в AFSCTS на основе BCT можно эффективно уменьшить за счёт удаления данных с истёкшим сроком актуальности, что снижает нагрузку на устройства блокчейна и требования к оборудованию. В данной статье предлагается архитектура AFSCTS, объединяющая технологии редактируемого блокчейна и межпланетной файловой системы (IPFS) для обеспечения прослеживаемости при низкой нагрузке на хранилище; в качестве доказательства концепции используется цепочка поставок пшеницы. Во-первых, проанализированы ключевые звенья прослеживаемости агропродовольственной продукции и сформулированы требования к блокчейн-прослеживаемости с учётом своевременности данных прослеживаемости. Во-вторых, предложена лёгковесная подотчётная параллельная архитектура блокчейна LAP-chain. Эта архитектура использует технологию редактируемого блокчейна для передачи данных прослеживаемости агропродовольственной продукции с истёкшим сроком актуальности в IPFS, тем самым снижая нагрузку на хранилище устройств блокчейна и обеспечивая подотчётность данных посредством IPFS. Наконец, оценены корректность, устойчивость к коллизиям и характеристики хранения LAP-chain, реализованной на частном блокчейне Ethereum. Результаты показывают, что при постоянном хранении данных прослеживаемости агропродовольственной продукции с истёкшим сроком актуальности объём хранения предлагаемой архитектуры после 36 месяцев непрерывной работы составляет лишь 52,38% от объёма хранения традиционной архитектуры прослеживаемости на основе блокчейна. Если данные прослеживаемости продукции с истёкшим сроком актуальности удаляются в соответствии с пищевыми законами и нормативными требованиями различных стран, объём хранения предлагаемой архитектуры по сравнению с традиционной архитектурой прослеживаемости на основе блокчейна может быть сокращён с линейного роста до постоянного уровня. Предлагаемая архитектура обладает потенциалом для повышения безопасности и качества агропродовольственной продукции.