基于区块链的网络协同设计资源共享追溯方法

集团型企业内部在开展网络化协同研发设计过程中，高价值资源共享使用所产生的数字痕迹存在易被篡改、易泄露、信息真实度存疑等安全问题，导致资源供需双方共识度低、可信度差，严重影响资源共享意愿和共享效果。为此，本文提出了一种基于区块链的集团企业研发设计资源共享追溯方法及解决方案，利用区块链中的联盟链模型、加密算法、分布式账本、共识机制等，实现集团企业在网络化协同研发设计过程中资源共享、数字痕迹安全保密、防篡改、去中心化存储等目的；提出基于数字痕迹的共享链路模型，支持历史痕迹多维度追溯查询。同时针对Hyperledger Fabric框架内部存储与查询方式存在查询效率随着数据量变多而明显下降这一问题，提出了基于多维度的索引表数据切分策略，通过数据切分阈值与索引表，显著提升追溯查询效率与查询速度。通过原型系统的搭建及实验验证，本文所提方案能够支撑网络化协同设计中资源共享行为数字痕迹可靠存储和高效率追溯查询。

随着工业互联网、智能工厂等智能制造技术的不断发展，网络化协同制造、云制造等新型制造模式不断涌现，极大地促进了集团型制造企业内部制造资源——特别是信息资源——在产品全生命周期内的传递、转移、共享和协作，进而形成以分布式协同研发设计、协同生产计划、协同供应链等为代表的协同制造、管理及运营体系[1] [2]。其中，产品研发设计资源是集团企业核心制造资源之一，具有高价值、高保密性、企业独有等特征，通常是集团下属企业的核心资产[3]。在集团企业分布式协同研发设计过程中，把由各集团内部企业分散所有的、具有共享使用价值的、虚拟化的研发设计资源在集团内部高效共享，对于集团企业开展协同研发设计意义重大[4]。但是在开放网络环境下，如何保证高价值的资源在共享使用过程中不被恶意破坏、滥用，所产生的使用(交易)记录真实可靠、不被单方面或第三方随意更改、全程可追溯，进而保证资源在共享使用过程中资源供需双方高共识度和高可信度，直接影响到资源的共享意愿和共享效果。

在传统的信息系统架构下， 信息资源及其访问记录(操作日志)通常采用基于数据库或文件系统的集中存储模式。这种方式存在单点故障、易被篡改、无法保证数据安全性等问题，使得存储记录出现问题后， 各单位无法对中心化存储下的共享记录达成共识[5]。

2008 年末中本聪[6]首次提出了区块链这一概念， 区块链的产生实现了真正意义上的去中心化可信任存储系统。区块链的本质是分布式账本系统，结合密码学、共识机制、点对点通信等技术实现安全、防篡改、防丢失、保密、可追溯等效果[7]，并在食品、农产品、金融交易、医疗等领域形成一定的研究成果和解决方案[8]-[13]，但在网络化协同设计及制造领域鲜有研究。此外，现有研究所使用的区块链系统框架存在追溯维度单一、追溯效率低等问题[5]，无法满