CN111612393A - 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法 - Google Patents

基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111612393A
CN111612393A CN202010298987.5A CN202010298987A CN111612393A CN 111612393 A CN111612393 A CN 111612393A CN 202010298987 A CN202010298987 A CN 202010298987A CN 111612393 A CN111612393 A CN 111612393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
block
edge server
edge
module
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010298987.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111612393B (zh
Inventor
孙雁飞
季菲
许斌
亓晋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Posts and Telecommunications filed Critical Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202010298987.5A priority Critical patent/CN111612393B/zh
Publication of CN111612393A publication Critical patent/CN111612393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111612393B publication Critical patent/CN111612393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • G06Q10/0875—Itemisation or classification of parts, supplies or services, e.g. bill of materials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/27—Replication, distribution or synchronisation of data between databases or within a distributed database system; Distributed database system architectures therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/23—Clustering techniques
    • G06F18/232—Non-hierarchical techniques
    • G06F18/2321—Non-hierarchical techniques using statistics or function optimisation, e.g. modelling of probability density functions
    • G06F18/23213—Non-hierarchical techniques using statistics or function optimisation, e.g. modelling of probability density functions with fixed number of clusters, e.g. K-means clustering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • G06F21/6218—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/64—Protecting data integrity, e.g. using checksums, certificates or signatures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/50—Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU]
    • G06F9/5083—Techniques for rebalancing the load in a distributed system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

本发明提出了一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统，包括：节点信息上传模块、数据存储模块、数据上传模块、公私钥以及标识符存储模块、身份验证模块、公私钥对分发模块、节点标识模块、边缘服务器部署模块、边缘服务器信息存储模块、边缘服务器处理模块、存储模块、共识模块、智能合约模块，本发明将区块链节点达成共识所需的计算任务交给边缘服务器来完成，解决区块链节点计算能力不足的问题，提高药事供应链的管理效率；同时利用改进的k‑means算法为区块链节点部署最佳位置以及最优数量的边缘服务器，提高边缘服务器的资源利用率。

Description

基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种供应链管理系统，具体的说是一种供应链管理系统及方法。
背景技术
药事供应链管理是以提高药事产品质量、药事服务水平以及药事供应链整体效益为目标，把整条供应链看作一个集成组织，“链”上的各个企业都看作合作伙伴，对供应链活动中的物流、信息流和资金流的计划、组织、协调和控制。由于药事供应链具有流通环节和交易层次多、交易渠道复杂、医药产品存储要求高等特点，传统集中式药事供应链管理模式依靠一个核心机构对整个供应链进行管理，管理效率和效益低下，供应链各环节间的信任机制不健全，数据透明度低，难以实现药事产品的溯源追责。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，它使每个个体都能参与数据库记录，具有去中心化、公开透明等特点。药事相关企业将区块链作为接口，直接上传医药产品生产、流通过程中的数据，建立自己的记账节点，并与上下游企业合作，保证数据共享、安全、透明、可验证，从而打通医药追溯的“大动脉”。
现有技术中，传统的基于区块链的药事供应链管理系统具有共识机制消耗资源量大等问题，区块链节点的计算能力不足，难以高效地完成计算任务以达成共识，使得整个药事供应链管理系统的效率低下。因此，本发明引入边缘计算为区块链节点提供相应的计算服务，提高药事供应链管理系统的效率。
现有技术中公开了一种供应链管理方法，其申请号为：201711421233.9，该方法利用RFID及区块链中的智能合约技术来实现实际供应链管理中涉及的多方环节间的资金与信息流管理，一件商品在供应链环节中所包含的生产、运输、仓储、销售等信息基于RFID技术完成快速上链操作；以区块链作为底层分布式账本，以其不可篡改、数据完整准确的特性实现商品数据的安全上链存储，便于方便快速且准确的追溯到商品在供应链中涉及的所有信息，实现商品各环节数据的可追溯、可查证、在多方间的统一和透明。其不足之处在于：区块链的共识机制消耗了大量的计算资源，节点无法承担计算资源以达成共识，可以进行改进，以提高区块链节点的共识效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法，将区块链节点达成共识所需的计算任务交给边缘服务器来完成，解决区块链节点计算能力不足的问题，提高药事供应链的管理效率；同时利用改进的k-means算法为区块链节点部署最佳位置以及最优数量的边缘服务器，提高边缘服务器的资源利用率。
本发明的目的是这样实现的：一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统，包括：
节点信息上传模块：用来上传药事供应链节点的身份信息、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻；
数据存储模块：用来存储对应边缘服务器发送的区块信息；
数据上传模块：负责将药事供应链节点产生的新区块上传至对应的边缘服务器；
公私钥以及标识符存储模块：用来存储药事供应链节点各自的公私钥对以及标识符；
身份验证模块：用来验证药事供应链节点的合法性，并对访问区块链网络的权限进行授权；
公私钥对分发模块：负责为合法的药事供应链节点分发唯一的公私钥对，避免非合法节点的伪造攻击；
节点标识模块：为药事供应链中所有经过身份验证的节点生成唯一的标识符；
边缘服务器部署模块：负责为药事供应链中所有的节点部署边缘服务器；
边缘服务器信息存储模块：用来存储边缘服务器部署的位置、数量以及各边缘服务器的区块链节点集合；
边缘服务器处理模块：负责处理区块链节点的计算任务，向区块链网络上传最终生成的区块，并将该区块发送至集合中的所有区块链节点和其余各边缘服务器；
存储模块：用来存储由边缘服务器上传的区块；
共识模块：用来存储基于工作量证明的共识机制；
智能合约模块：用来存储药事供应链各节点间签署的智能合约。
一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理方法，包括以下步骤：
步骤1：由药事供应链中所有节点组成区块链联盟链，联盟链中的所有区块链节点登录系统，将该节点的身份信息、位置以及一段时间内产生的需要处理的区块和产生时刻上传至系统；
步骤2：系统对各节点进行身份验证后，授予合法节点访问区块链网络的权限，并分发唯一的公私钥对，用作身份识别，防止伪造攻击；
步骤3：按照规定的边缘服务器部署方法为药事供应链中所有的区块链节点部署边缘服务器，得到边缘服务器部署的最佳位置、最优数量以及分配给边缘服务器的区块链节点集合；
步骤4：药事供应链节点将需要上传至区块链网络的数据存入新建区块中，计算出数据的哈希值，并用私钥进行加密，形成数字签名。同时，将产生数据的时间戳存入区块中；
步骤5：药事供应链节点将新建区块发送至对应的边缘服务器，边缘服务器在收到该区块后，判断是否由该边缘服务器集合中的区块链节点发送；若是，则计算出符合工作量证明机制的nonce值，向区块链网络发送该区块，并同时发送给其他各边缘服务器；否则，向该药事供应链节点回送拒绝请求消息；
步骤6：其他边缘服务器在收到这一区块后，向各自集合中的区块链节点发送，所有的区块链节点都在本地存储该区块的信息，便于后续的查询工作。
作为本发明的进一步限定，步骤3)边缘服务器部署方法具体为：
3-1)信息采集：负责收集基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统中区块链节点的数量、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻。数据预处理负责将边缘服务器计算出每个区块符合要求的nonce值所花的时间进行排序，得到的最长时间作为时间域；将该时间内每个节点产生的所有区块总大小中的最大值，作为该节点需要被边缘服务器处理的区块大小。
3-2)决策分析：在执行优化算法前，需要对边缘服务器部署的约束条件进行分析，在部署边缘服务器时，需要满足一定的约束条件，即同一边缘服务器上同时处理的数据量大小不能超过该边缘服务器自身的总容量，在满足上述约束条件的同时，部署算法要使得边缘服务器总的资源利用率达到最大；
3-3)边缘服务器部署：执行基于改进k-means的边缘服务器部署算法，在满足约束条件的前提下，解得边缘服务器部署的目标函数的帕累托最优解，即边缘服务器部署的最优位置以及最佳数量。
作为本发明的进一步限定，步骤3-3)中采用的基于改进k-means的边缘服务器部署算法步骤如下：
3-3-1：初始化k，使得区块链节点所需的总资源量大于k-1个边缘服务器的总容量而小于等于k个边缘服务器的总容量；
3-3-2：选择两两距离最大的k个区块链节点作为聚类中心；
3-3-3：对区块链集合中的每一个节点，计算其与每个聚类中心的距离，与哪个聚类中心最近就划分到那个聚类中心所属的集合；
3-3-4：聚类完成后，重新计算每个集合的中心，得到边缘服务器的部署位置；
3-3-5：判断是否有过载的边缘服务器，若有，则选择超载边缘服务器集合中所需资源量最小的区块链节点，分配到距离最近的欠超载边缘服务器集合中；
3-3-6：重复3-3-5，直到所有边缘服务器都达到负载均衡，算法终止；如果始终不能达到负载均衡，则使得边缘服务器的个数k＝k+1，重复3-3-2～3-3-6。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1)本发明将区块链节点达成共识所需的计算任务交给边缘服务器来完成，解决了区块链节点计算能力不足的问题，能够提高药事供应链的管理效率；
2)基于改进k-means的边缘服务器部署算法为区块链节点部署最佳位置以及最优数量的边缘服务器，能够提高边缘服务器的资源利用率，节约部署边缘服务器的成本。
附图说明
图1为本发明系统模块框图。
图2为本发明中边缘服务器部署流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示的一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统，包括：
节点信息上传模块：用来上传药事供应链节点的身份信息、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻；
数据存储模块：用来存储对应边缘服务器发送的区块信息；
数据上传模块：负责将药事供应链节点产生的新区块上传至对应的边缘服务器；
公私钥以及标识符存储模块：用来存储药事供应链节点各自的公私钥对以及标识符；
身份验证模块：用来验证药事供应链节点的合法性，并对访问区块链网络的权限进行授权；
公私钥对分发模块：负责为合法的药事供应链节点分发唯一的公私钥对，避免非合法节点的伪造攻击；
节点标识模块：为药事供应链中所有经过身份验证的节点生成唯一的标识符；
边缘服务器部署模块：负责为药事供应链中所有的节点部署边缘服务器；
边缘服务器信息存储模块：用来存储边缘服务器部署的位置、数量以及各边缘服务器的区块链节点集合；
边缘服务器处理模块：负责处理区块链节点的计算任务，向区块链网络上传最终生成的区块，并将该区块发送至集合中的所有区块链节点和其余各边缘服务器；
存储模块：用来存储由边缘服务器上传的区块；
共识模块：用来存储基于工作量证明的共识机制；
智能合约模块：用来存储药事供应链各节点间签署的智能合约。
一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理方法，其基于如权利要求1所述的管理系统，包括以下步骤：
步骤1：由药事供应链中所有节点组成区块链联盟链，联盟链中的所有区块链节点登录系统，将该节点的身份信息、位置以及一段时间内产生的需要处理的区块和产生时刻上传至系统；
步骤2：系统对各节点进行身份验证后，授予合法节点访问区块链网络的权限，并分发唯一的公私钥对，用作身份识别，防止伪造攻击；
步骤3：按照规定的边缘服务器部署方法为药事供应链中所有的区块链节点部署边缘服务器，得到边缘服务器部署的最佳位置、最优数量以及分配给边缘服务器的区块链节点集合；
步骤4：药事供应链节点将需要上传至区块链网络的数据存入新建区块中，计算出数据的哈希值，并用私钥进行加密，形成数字签名。同时，将产生数据的时间戳存入区块中；
步骤5：药事供应链节点将新建区块发送至对应的边缘服务器，边缘服务器在收到该区块后，判断是否由该边缘服务器集合中的区块链节点发送；若是，则计算出符合工作量证明机制的nonce值，向区块链网络发送该区块，并同时发送给其他各边缘服务器；否则，向该药事供应链节点回送拒绝请求消息；
步骤6：其他边缘服务器在收到这一区块后，向各自集合中的区块链节点发送，所有的区块链节点都在本地存储该区块的信息，便于后续的查询工作。
步骤3)边缘服务器部署方法具体为：
3-1)信息采集：负责收集基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统中区块链节点的数量、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻。数据预处理负责将边缘服务器计算出每个区块符合要求的nonce值所花的时间进行排序，得到的最长时间作为时间域。将该时间内每个节点产生的所有区块总大小中的最大值，作为该节点需要被边缘服务器处理的区块大小。
3-2)决策分析：在执行优化算法前，需要对边缘服务器部署的约束条件进行分析，在执行优化算法前，需要对边缘服务器部署的约束条件进行分析；本发明为n个区块链节点部署k个边缘服务器(k≤n)，设集合B＝{b1,b2,b3,…,bn}表示n个区块链节点，集合C＝{c1,c2,c3,…,cn}表示各区块链节点产生的区块经由边缘服务器处理后得到的新的区块大小，集合E＝{e1,e2,e3,…,ek}表示k个边缘服务器，每个边缘服务器的容量均为Cedge，令xij＝1表示区块链节点bi分配给边缘服务器ej，xij＝0表示区块链节点bi未分配给边缘服务器ej；在部署边缘服务器时，需要满足一定的约束条件，即同一边缘服务器上同时处理的数据量大小不能超过该边缘服务器自身的总容量，公式表示为
Figure BDA0002453275610000071
每个区块链节点都必须有对应的边缘服务器处理，并且一个区块链节点只能分配给一个边缘服务器，公式表示为
Figure BDA0002453275610000072
在满足上述约束条件的同时，部署算法要使得边缘服务器总的资源利用率达到最大；
3-3)边缘服务器部署：执行基于改进k-means的边缘服务器部署算法，在满足约束条件的前提下，解得边缘服务器部署的目标函数的帕累托最优解，即边缘服务器部署的最优位置以及最佳数量。
步骤3-3)中采用的基于改进k-means的边缘服务器部署算法步骤如下：
3-3-1：初始化k，使得区块链节点所需的总资源量大于k-1个边缘服务器的总容量而小于等于k个边缘服务器的总容量；
3-3-2：选择两两距离最大的k个区块链节点作为聚类中心；
3-3-3：对区块链集合中的每一个节点，计算其与每个聚类中心的距离，与哪个聚类中心最近就划分到那个聚类中心所属的集合；
3-3-4：聚类完成后，重新计算每个集合的中心，得到边缘服务器的部署位置；
3-3-5：判断是否有过载的边缘服务器，若有，则选择超载边缘服务器集合中所需资源量最小的区块链节点，分配到距离最近的欠超载边缘服务器集合中；
3-3-6：重复3-3-5，直到所有边缘服务器都达到负载均衡，算法终止；如果始终不能达到负载均衡，则使得边缘服务器的个数k＝k+1，重复3-3-2～3-3-6。
本发明实施例中药事供应链节点登录系统，将身份信息、位置以及一段时间内产生的需要处理的区块和产生时刻上传至系统。系统在对各节点的身份进行验证后，对合法的节点进行授权，分发唯一的公私钥对，非合法的用户将被禁止对系统的后续访问。
系统在收集完毕药事供应链中所有节点的位置信息以及一段时间内产生的需要处理的区块和产生时刻后，进入边缘服务器部署环节。按规定的边缘服务器部署算法为区块链节点部署边缘服务器，得到边缘服务器部署的最佳位置以及分配给边缘服务器的区块链节点集合。每个边缘服务器只接收各自节点集合中的区块链节点发来的任务请求，拒绝响应不在集合中的任何节点发来的任务请求。
边缘服务器部署完毕后，药事供应链节点将需要上传至区块链网络的数据存入新建区块中，计算出数据的哈希值，并用私钥进行加密，形成数字签名。同时，将产生数据的时间戳存入区块中。将新建区块发送至对应的边缘服务器，边缘服务器在收到该区块后，判断是否由该边缘服务器集合中的区块链节点发送。若是，则计算出符合工作量证明机制的nonce值，向区块链网络发送该区块，并同时发送给其他各边缘服务器。否则，向该药事供应链节点回送拒绝请求消息。其他边缘服务器在收到这一区块后，向各自集合中的区块链节点发送，所有的区块链节点都在本地存储该区块的信息，便于后续的查询工作。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统，其特征在于，包括：
节点信息上传模块：用来上传药事供应链节点的身份信息、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻；
数据存储模块：用来存储对应边缘服务器发送的区块信息；
数据上传模块：负责将药事供应链节点产生的新区块上传至对应的边缘服务器；
公私钥以及标识符存储模块：用来存储药事供应链节点各自的公私钥对以及标识符；
身份验证模块：用来验证药事供应链节点的合法性，并对访问区块链网络的权限进行授权；
公私钥对分发模块：负责为合法的药事供应链节点分发唯一的公私钥对，避免非合法节点的伪造攻击；
节点标识模块：为药事供应链中所有经过身份验证的节点生成唯一的标识符；
边缘服务器部署模块：负责为药事供应链中所有的节点部署边缘服务器；
边缘服务器信息存储模块：用来存储边缘服务器部署的位置、数量以及各边缘服务器的区块链节点集合；
边缘服务器处理模块：负责处理区块链节点的计算任务，向区块链网络上传最终生成的区块，并将该区块发送至集合中的所有区块链节点和其余各边缘服务器；
存储模块：用来存储由边缘服务器上传的区块；
共识模块：用来存储基于工作量证明的共识机制；
智能合约模块：用来存储药事供应链各节点间签署的智能合约。
2.一种基于区块链和边缘计算的药事供应链管理方法，其基于如权利要求1所述的管理系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：由药事供应链中所有节点组成区块链联盟链，联盟链中的所有区块链节点登录系统，将该节点的身份信息、位置以及一段时间内产生的需要处理的区块和产生时刻上传至系统；
步骤2：系统对各节点进行身份验证后，授予合法节点访问区块链网络的权限，并分发唯一的公私钥对，用作身份识别，防止伪造攻击；
步骤3：按照规定的边缘服务器部署方法为药事供应链中所有的区块链节点部署边缘服务器，得到边缘服务器部署的最佳位置、最优数量以及分配给边缘服务器的区块链节点集合；
步骤4：药事供应链节点将需要上传至区块链网络的数据存入新建区块中，计算出数据的哈希值，并用私钥进行加密，形成数字签名；同时，将产生数据的时间戳存入区块中；
步骤5：药事供应链节点将新建区块发送至对应的边缘服务器，边缘服务器在收到该区块后，判断是否由该边缘服务器集合中的区块链节点发送；若是，则计算出符合工作量证明机制的nonce值，向区块链网络发送该区块，并同时发送给其他各边缘服务器；否则，向该药事供应链节点回送拒绝请求消息；
步骤6：其他边缘服务器在收到这一区块后，向各自集合中的区块链节点发送，所有的区块链节点都在本地存储该区块的信息，便于后续的查询工作。
3.根据权利要求2所述的基于区块链和边缘计算的药事供应链管理方法，其特征在于，步骤3）边缘服务器部署方法具体为：
3-1）信息采集：负责收集基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统中区块链节点的数量、位置以及一段时间内每个节点产生的需要处理的区块和产生时刻；数据预处理负责将边缘服务器计算出每个区块符合要求的nonce值所花的时间进行排序，得到的最长时间作为时间域；将该时间内每个节点产生的所有区块总大小中的最大值，作为该节点需要被边缘服务器处理的区块大小；
3-2）决策分析：在执行优化算法前，需要对边缘服务器部署的约束条件进行分析，在部署边缘服务器时，需要满足一定的约束条件，即同一边缘服务器上同时处理的数据量大小不能超过该边缘服务器自身的总容量，在满足上述约束条件的同时，部署算法要使得边缘服务器总的资源利用率达到最大；
3-3）边缘服务器部署：执行基于改进k-means的边缘服务器部署算法，在满足约束条件的前提下，解得边缘服务器部署的目标函数的帕累托最优解，即边缘服务器部署的最优位置以及最佳数量。
4.根据权利要求3所述的基于区块链和边缘计算的药事供应链管理方法，其特征在于，步骤3-3）中采用的基于改进k-means的边缘服务器部署算法步骤如下：
3-3-1：初始化k，使得区块链节点所需的总资源量大于k-1个边缘服务器的总容量而小于等于k个边缘服务器的总容量；
3-3-2：选择两两距离最大的k个区块链节点作为聚类中心；
3-3-3：对区块链集合中的每一个节点，计算其与每个聚类中心的距离，与哪个聚类中心最近就划分到那个聚类中心所属的集合；
3-3-4：聚类完成后，重新计算每个集合的中心，得到边缘服务器的部署位置；
3-3-5：判断是否有过载的边缘服务器，若有，则选择超载边缘服务器集合中所需资源量最小的区块链节点，分配到距离最近的欠超载边缘服务器集合中；
3-3-6：重复3-3-5，直到所有边缘服务器都达到负载均衡，算法终止；如果始终不能达到负载均衡，则使得边缘服务器的个数k=k+1，重复3-3-2~3-3-6。
CN202010298987.5A 2020-04-16 2020-04-16 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法 Active CN111612393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010298987.5A CN111612393B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010298987.5A CN111612393B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111612393A true CN111612393A (zh) 2020-09-01
CN111612393B CN111612393B (zh) 2022-08-30

Family

ID=72199491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010298987.5A Active CN111612393B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111612393B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112330257A (zh) * 2020-11-27 2021-02-05 科技谷（厦门）信息技术有限公司 一种综合交通体系下的全程物流信息服务系统
CN112559623A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 科技谷（厦门）信息技术有限公司 一种基于区块链和边缘计算的多式联运服务系统
CN113114790A (zh) * 2021-06-10 2021-07-13 武汉研众科技有限公司 一种基于区块链与边缘计算的负载均衡方法与系统
CN113312005A (zh) * 2021-06-22 2021-08-27 青岛理工大学 基于区块链的物联网数据扩容存储方法、系统及计算设备
CN114024850A (zh) * 2020-11-30 2022-02-08 北京八分量信息科技有限公司 一种通过优化节点通讯来加速边缘节点运行的方法
CN114760306A (zh) * 2022-03-31 2022-07-15 广西玉林链向千禧大数据有限公司 一种基于区块链对云雾边缘协同环境的任务调度方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109302405A (zh) * 2018-10-31 2019-02-01 北京邮电大学 基于边缘计算的工业数据检测区块链网络架构及检测方法
CN109871669A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 哈尔滨工程大学 一种基于区块链技术的数据共享解决方法
CN109995868A (zh) * 2019-04-08 2019-07-09 烟台市重科产业技术研究院有限公司 一种基于区块链技术和边缘计算网络的数据资源管理系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109302405A (zh) * 2018-10-31 2019-02-01 北京邮电大学 基于边缘计算的工业数据检测区块链网络架构及检测方法
CN109871669A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 哈尔滨工程大学 一种基于区块链技术的数据共享解决方法
CN109995868A (zh) * 2019-04-08 2019-07-09 烟台市重科产业技术研究院有限公司 一种基于区块链技术和边缘计算网络的数据资源管理系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112330257A (zh) * 2020-11-27 2021-02-05 科技谷（厦门）信息技术有限公司 一种综合交通体系下的全程物流信息服务系统
CN112559623A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 科技谷（厦门）信息技术有限公司 一种基于区块链和边缘计算的多式联运服务系统
CN112559623B (zh) * 2020-11-27 2022-10-11 科技谷（厦门）信息技术有限公司 一种基于区块链和边缘计算的多式联运服务系统
CN114024850A (zh) * 2020-11-30 2022-02-08 北京八分量信息科技有限公司 一种通过优化节点通讯来加速边缘节点运行的方法
CN114024850B (zh) * 2020-11-30 2024-02-02 北京八分量信息科技有限公司 一种通过优化节点通讯来加速边缘节点运行的方法
CN113114790A (zh) * 2021-06-10 2021-07-13 武汉研众科技有限公司 一种基于区块链与边缘计算的负载均衡方法与系统
CN113114790B (zh) * 2021-06-10 2021-09-14 武汉研众科技有限公司 一种基于区块链与边缘计算的负载均衡方法与系统
CN113312005A (zh) * 2021-06-22 2021-08-27 青岛理工大学 基于区块链的物联网数据扩容存储方法、系统及计算设备
CN114760306A (zh) * 2022-03-31 2022-07-15 广西玉林链向千禧大数据有限公司 一种基于区块链对云雾边缘协同环境的任务调度方法
CN114760306B (zh) * 2022-03-31 2024-04-09 四川链向科技集团有限公司 一种基于区块链对云雾边缘协同环境的任务调度方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111612393B (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111612393B (zh) 基于区块链和边缘计算的药事供应链管理系统及方法
JP7292365B2 (ja) ブロックチェーンからのデータのセキュアな抽出のための暗号方法及びシステム
CN109189962B (zh) 一种基于区块链的证照服务实现系统
CN109034833B (zh) 一种基于区块链的产品追溯信息管理系统及方法
CN109829824B (zh) 一种基于区块链技术的商品交易信息共享方法
Chen et al. A decentralized trust management system for intelligent transportation environments
Vatankhah Barenji A blockchain technology based trust system for cloud manufacturing
CN110602217B (zh) 基于区块链的联盟管理方法、装置、设备及存储介质
CN113806699B (zh) 一种云际计算环境中跨区块链身份验证方法及系统
Filatovas et al. A MCDM-based framework for blockchain consensus protocol selection
CN113205415B (zh) 基于rpa和区块链技术的财务流程自动化方法和系统
CN113127910A (zh) 基于区块链和去中心可追踪属性签名的可控匿名投票系统
Cui et al. Protecting vaccine safety: An improved, blockchain-based, storage-efficient scheme
Kalapaaking et al. Smart Policy Control for Securing Federated Learning Management System
CN110610398A (zh) 一种基于智能合约的共享图书方法
CN113449014B (zh) 一种基于区块链的选择性云数据查询系统
CN113595737B (zh) 基于区块链的敏捷指控系统
CN115701078A (zh) 跨链交易处理方法、装置、电子设备以及存储介质
Li et al. A blockchain-based material donation platform
Tan et al. MB-BC: drug traceability system based on multibranched blockchain structure
Cachin et al. Blockchains and consensus protocols
Sarfaraz Blockchain-Coordinated Frameworks for Scalable and Secure Supply Chain Networks
CN112187749B (zh) 一种基于智能合约的生产交易管理方法及其系统
Ramya et al. A Hybrid Proof of Stake-Trust Block Chain Model in Pervasive Social Networking for E-voting System
Ho-Dac et al. Blockchain in enterprise applications: an introduction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant