智能制造區塊鏈數據交互接口規范2025-05-09發布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由云南大學提出。本文件由云南省區塊鏈和數字科技標準化技術委員會(YNTC27)歸口。本文件起草單位：云南大學、云南省工業和信息化廳、云南財經大學、云南省標準化研究院、云南省工業和信息化廳信息中心、云南南天電子信息產業股份有限公司、昆明昆船智慧機場技術有限公司、云南省公路路政管理總隊(省綜合交通發展中心)、云南省標準化協會。本文件主要起草人：周維、馮立波、白杰、朱榮、楊璐、徐成源、王金麗、成靜、朱勛程、姚紹文、馬驥、謝佳樂、張璇、房發科、董云云、何臻力、李海、薛崗、許紅星、李寧、馬竹仙、曾學、劉林海、崔鴻剛、唐嘉、余益民、趙進一、景智育、王晨曦、劉昕蕊、劉孟壯、王志威、郭俊威、楊守穩、王培涌。1本文件規定了基于區塊鏈的智能制造平臺數據交互接口的基本要求，包括網絡層接口、共識層接口、合約層接口以及應用層接口的內容和要求。本文件適用于基于區塊鏈的智能制造平臺數據交互接口設計與應用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。數字車間化術語和定義重要產品追溯追溯術語智能制造系統架構區塊鏈和分布式記賬技術術語信息技術-時間戳服務區塊鏈與分布式分類帳技術-術語3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。區塊鏈blockchain使用密碼技術鏈接將共識確認過的區塊按順序追加形成的分布式賬本。存儲在分布式記賬技術系統中的計算機程序，該程序的任何執行結果都記錄在分布式賬本中。位于、執行或運行于分布式記賬技術系統中。通過綜合和智能地利用信息空間、物理空間的過程和資源，貫穿于設計、生產、物流、銷售、服務等活動的各個環節，具有自感知、自決策、自執行、自學習、自優化等功能，創造、交付產品和服務的新型制造。2時間變量參數，表示以公共時間為參考的時間點。[來源：ISO/IEC18014-1:2008,3.12,有修改，英文“時間”和“戳”之間的空格已被刪除]分布式記賬技術節點之間的協定：1)交易是已驗證的；2)分布式賬本包含已驗證的且排序一致的交易集合。[來源：GB/T43572-2023,3.1通過記錄和標識，追蹤和溯源客體的歷史應用情況或所處位置的活動。生產數據采集productiondataacquisition收集定制產品生產過程中的數據和狀態信息的活動。注：數據和狀態信息，如數量、體積、質量數據、工單狀態、生產指標等。數據完整性校驗dataintegritycheck數據完整性校驗是一個確保數據在存儲、傳輸或處理過程中保持完整、未被篡改或損壞的過程。下列縮略語適用于本文件。API:應用程序編程接口(Applicationprogramminginterface)HTTP:超文本傳輸協議(HypertextTransferProtocol)HTTPS:超文本傳輸安全協議(HypertextTransferProtocolSecure)JSON:JavaScript對象標記語言(JavaScriptObjectNotation)XML:可標記擴展語言(ExtensibleMarkupLanguage)REST表述性狀態傳遞(RepresentationalStateTransfer)PoW:工作量證明(Proofofwork)OTP:一次性密碼(One-TimePassword)RBAC:基于角色的訪問控制(Role-BasedAccessControl)5接口組成與要求5.1接口組成3識層接口、合約層接口以及應用層接口，具體如圖1所示：數據上鏈接口數據上鏈接口數據更新接口合約管理接口合約事件接口共識算法接口網絡安全接口應用層合約層共識層網絡層區塊驗證接口數據傳輸接口合約執行接口合約安全接口數據查詢接口身份驗證接口a)數據上鏈接口：應支持智能制造平臺的生產過程數據、設備數據、b)數據查詢接口：應支持智能制造平臺的c)數據更新接口：應支持智能制造平臺的生產過程數據、設備數據、質檢數據等的更新操作；d)身份驗證接口：應支持智能制造a)合約管理接口：應能夠部署、更新和刪除智能合約，管理合約的生命周期，確保合約的正確執行和維護，以及查詢智能合約的狀態；b)合約執行接口：應做到調用和執行智能合約中的方法與c)合約事件接口：應能夠監聽和處理智能合約中的事件，提供事件的注冊、觸發和查詢功能；4d)合約安全接口：應提供對智能制造區塊鏈合約的安全性保障功能，確保合約在部署和執行過程中的安全性和可靠性。5.1.3共識層接口共識層負責管理共識算法、區塊驗證、事務處理及故障恢復，確保區塊鏈的安全和一致性。接口組成如下：a)共識算法接口：應能夠啟動和管理共識算法的執行，處理共識過程中的各類操作，如提議、驗證、投票等；b)區塊驗證接口：應能夠驗證區塊的合法性和完整性，以確保所有區塊在添加到鏈上之前經過嚴格驗證；c)區塊鏈事務處理接口：應負責管理區塊鏈上的事務，確保事務在共識過程中的正確處理。提供事務的提議、驗證和確認功能；d)故障恢復和回滾接口：應能夠處理智能制造區塊鏈數據在共識過程中可能出現的故障和異常，提供區塊和事務的回滾功能。5.1.4網絡層接口網絡層負責節點管理、數據傳輸和加密，確保網絡的可靠性和安全性，接口組成如下：a)節點發現與管理接口：應允許節點加入和退出網絡，提供節點發現和管理的功能；b)數據傳輸接口：應負責區塊鏈數據的傳輸和同步，確保數據在節點之間的有效傳播；c)網絡安全接口：應提供數據加密和解密功能，確保數據傳輸的安全性和完整性；d)節點負載均衡接口：應提供對網絡中各節點的負載均衡功能，確保網絡資源的合理分配和優化性能。5.2.1接口設計要求規范性為確保接口一致性和互操作性，應做到：a)包含0個或多個參數，接口應標注參數名稱、是否必選、數據類型、范圍及參數示例等內容。若有特殊的組合限制和說明，宜在接口說明上給予標注，對于非必選接口，宜給出接口非必選下的默認值。b)考慮其調用設計，包括但不限于最大調用超時時間，是否需要管控調用次數間隔，相關設計和約束需要通過定義或者說明的方式在文檔中體現，并明示其異常返回說明和處置措施。為確保接口簡潔性、一致性、自解釋性，應做到：a)接口及參數應命名準確，名稱包含必要內容，易于理解；b)遵循統一的返回結構，包括但不限于調用錯誤編碼和錯誤描述以及必要異常額外信息。開放性為確保接口能夠跨平臺、跨框架地兼容和適應不同的應用場景與技術環境，應做到：5b)滿足多種區塊鏈開發平臺，共識協議和智能合約代碼種類。b)平臺的所有接口訪問都應通過HTTPS協議進行。d)接口返回的數據應采用JSON或XML格式，返回數據應包含狀態碼、消息和實際數據內容。e)對上鏈的數據應使用基于SHA-256或其他加密在生產數據采集后上傳至區塊鏈的過程中調用，示例見附錄A,應做到：d)提供合約執行結果的獲取功能，支持同步和異a)支持根據不同參數(如時間、設備ID、生產批次等)進行數據查詢；b)支持細粒度的權限管理，確保不同節點只能查詢其有權限的數據；d)支持將查詢結果格式化為用戶友好的格式(如JSON、XML)。b)確認數據已成功更新，并返回更新結果；d)支持在數據修改后，通知相關系統或用戶，確保數據同步和一致性。b)支持用戶名和密碼的驗證，確保只有合法管理員能夠登錄；c)確保不同管理員有相應的權限級別(如RBAC);d)支持多因素認證(例如短信驗證碼、郵件驗證碼、OTP(一次性密碼)等)。6a)支持多種智能合約語言的編譯與部署(如Solidity);d)能夠監控合約狀態，包括對合約激活、暫停、恢復、終止等狀態的管理；b)支持選擇和調用智能合約中的特定方法；c)支持多種數據格式的參數傳遞(如整數、字符串、數組);d)提供合約執行結果的獲取功能，支持同步和異步獲取；d)提供合約執行結果的獲取功能，支持同步和異步獲取；e)支持通過合約地址查詢合約的當前狀態等信息。提供對智能制造區塊鏈合約的安全性保障功能，應做到：b)支持細粒度的權限控制，確保只有授權用戶或節點能夠進行合約的部署、更新和刪除操作；b)提供初始化共識算法的功能，設置初始參數和配置；7d)支持驗證區塊內交易的Merkle值；b)支持驗證事務的合法性；d)支持多種安全通信協議(如HTTPS、SSH等)a)支持節點的身份驗證與注冊機制b)支持主流的網絡安全通信協議(如TLS/SSL);c)支持節點的管理，包括但不限于狀態監控，權限管理等；d)支持節點的安全退出，退出時不影響當前網絡狀態。a)支持數據傳輸過程中進行數據校驗，防止數據損壞和篡改；b)支持多種傳輸協議，適應不同場景下的數據傳輸需求(如TCP,Socket等);c)支持跨不同網絡環境的數據傳輸，適應多樣化的網絡架構；d)支持批量數據傳輸，減少傳輸次數，提高傳輸效率。a)支持多種對稱加密算法(如AES、DES)和非對稱加密算法(如RSA、ECC);8b)提供密鑰生成、分發、存儲和銷毀功能；c)支持多種哈希算法用于數據完整性校驗(如SHA-256、SHA-3);d)支持多種安全通信協議(如HTTPS、SSH等)。a)支持實時監測各節點的負載情況(如CPU使用率、內存占用、網絡帶寬等)