智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交互接口規(guī)范2025-05-09發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由云南大學(xué)提出。本文件由云南省區(qū)塊鏈和數(shù)字科技標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(YNTC27)歸口。本文件起草單位：云南大學(xué)、云南省工業(yè)和信息化廳、云南財(cái)經(jīng)大學(xué)、云南省標(biāo)準(zhǔn)化研究院、云南省工業(yè)和信息化廳信息中心、云南南天電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司、昆明昆船智慧機(jī)場(chǎng)技術(shù)有限公司、云南省公路路政管理總隊(duì)(省綜合交通發(fā)展中心)、云南省標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)。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(fā)科、董云云、何臻力、李海、薛崗、許紅星、李寧、馬竹仙、曾學(xué)、劉林海、崔鴻剛、唐嘉、余益民、趙進(jìn)一、景智育、王晨曦、劉昕蕊、劉孟壯、王志威、郭俊威、楊守穩(wěn)、王培涌。1本文件規(guī)定了基于區(qū)塊鏈的智能制造平臺(tái)數(shù)據(jù)交互接口的基本要求，包括網(wǎng)絡(luò)層接口、共識(shí)層接口、合約層接口以及應(yīng)用層接口的內(nèi)容和要求。本文件適用于基于區(qū)塊鏈的智能制造平臺(tái)數(shù)據(jù)交互接口設(shè)計(jì)與應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(shù)字車間化術(shù)語(yǔ)和定義重要產(chǎn)品追溯追溯術(shù)語(yǔ)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù)術(shù)語(yǔ)信息技術(shù)-時(shí)間戳服務(wù)區(qū)塊鏈與分布式分類帳技術(shù)-術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。區(qū)塊鏈blockchain使用密碼技術(shù)鏈接將共識(shí)確認(rèn)過的區(qū)塊按順序追加形成的分布式賬本。存儲(chǔ)在分布式記賬技術(shù)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)程序，該程序的任何執(zhí)行結(jié)果都記錄在分布式賬本中。位于、執(zhí)行或運(yùn)行于分布式記賬技術(shù)系統(tǒng)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(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化等功能，創(chuàng)造、交付產(chǎn)品和服務(wù)的新型制造。2時(shí)間變量參數(shù)，表示以公共時(shí)間為參考的時(shí)間點(diǎn)。[來源：ISO/IEC18014-1:2008,3.12,有修改，英文“時(shí)間”和“戳”之間的空格已被刪除]分布式記賬技術(shù)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)定：1)交易是已驗(yàn)證的；2)分布式賬本包含已驗(yàn)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(biāo)識(shí)，追蹤和溯源客體的歷史應(yīng)用情況或所處位置的活動(dòng)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集productiondataacquisition收集定制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息的活動(dòng)。注：數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，如數(shù)量、體積、質(zhì)量數(shù)據(jù)、工單狀態(tài)、生產(chǎn)指標(biāo)等。數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)dataintegritycheck數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)是一個(gè)確保數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)、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(yǔ)適用于本文件。API:應(yīng)用程序編程接口(Applicationprogramminginterface)HTTP:超文本傳輸協(xié)議(HypertextTransferProtocol)HTTPS:超文本傳輸安全協(xié)議(HypertextTransferProtocolSecure)JSON:JavaScript對(duì)象標(biāo)記語(yǔ)言(JavaScriptObjectNotation)XML:可標(biāo)記擴(kuò)展語(yǔ)言(ExtensibleMarkupLanguage)REST表述性狀態(tài)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(shí)層接口、合約層接口以及應(yīng)用層接口，具體如圖1所示：數(shù)據(jù)上鏈接口數(shù)據(jù)上鏈接口數(shù)據(jù)更新接口合約管理接口合約事件接口共識(shí)算法接口網(wǎng)絡(luò)安全接口應(yīng)用層合約層共識(shí)層網(wǎng)絡(luò)層區(qū)塊驗(yàn)證接口數(shù)據(jù)傳輸接口合約執(zhí)行接口合約安全接口數(shù)據(jù)查詢接口身份驗(yàn)證接口a)數(shù)據(jù)上鏈接口：應(yīng)支持智能制造平臺(tái)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、b)數(shù)據(jù)查詢接口：應(yīng)支持智能制造平臺(tái)的c)數(shù)據(jù)更新接口：應(yīng)支持智能制造平臺(tái)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、質(zhì)檢數(shù)據(jù)等的更新操作；d)身份驗(yàn)證接口：應(yīng)支持智能制造a)合約管理接口：應(yīng)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(zhí)行和維護(hù)，以及查詢智能合約的狀態(tài)；b)合約執(zhí)行接口：應(yīng)做到調(diào)用和執(zhí)行智能合約中的方法與c)合約事件接口：應(yīng)能夠監(jiān)聽和處理智能合約中的事件，提供事件的注冊(cè)、觸發(fā)和查詢功能；4d)合約安全接口：應(yīng)提供對(duì)智能制造區(qū)塊鏈合約的安全性保障功能，確保合約在部署和執(zhí)行過程中的安全性和可靠性。5.1.3共識(shí)層接口共識(shí)層負(fù)責(zé)管理共識(shí)算法、區(qū)塊驗(yàn)證、事務(wù)處理及故障恢復(fù)，確保區(qū)塊鏈的安全和一致性。接口組成如下：a)共識(shí)算法接口：應(yīng)能夠啟動(dòng)和管理共識(shí)算法的執(zhí)行，處理共識(shí)過程中的各類操作，如提議、驗(yàn)證、投票等；b)區(qū)塊驗(yàn)證接口：應(yīng)能夠驗(yàn)證區(qū)塊的合法性和完整性，以確保所有區(qū)塊在添加到鏈上之前經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證；c)區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)處理接口：應(yīng)負(fù)責(zé)管理區(qū)塊鏈上的事務(wù)，確保事務(wù)在共識(shí)過程中的正確處理。提供事務(wù)的提議、驗(yàn)證和確認(rèn)功能；d)故障恢復(fù)和回滾接口：應(yīng)能夠處理智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)在共識(shí)過程中可能出現(xiàn)的故障和異常，提供區(qū)塊和事務(wù)的回滾功能。5.1.4網(wǎng)絡(luò)層接口網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)管理、數(shù)據(jù)傳輸和加密，確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，接口組成如下：a)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與管理接口：應(yīng)允許節(jié)點(diǎn)加入和退出網(wǎng)絡(luò)，提供節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和管理的功能；b)數(shù)據(jù)傳輸接口：應(yīng)負(fù)責(zé)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的傳輸和同步，確保數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間的有效傳播；c)網(wǎng)絡(luò)安全接口：應(yīng)提供數(shù)據(jù)加密和解密功能，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾裕籨)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡接口：應(yīng)提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡功能，確保網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配和優(yōu)化性能。5.2.1接口設(shè)計(jì)要求規(guī)范性為確保接口一致性和互操作性，應(yīng)做到：a)包含0個(gè)或多個(gè)參數(shù)，接口應(yīng)標(biāo)注參數(shù)名稱、是否必選、數(shù)據(jù)類型、范圍及參數(shù)示例等內(nèi)容。若有特殊的組合限制和說明，宜在接口說明上給予標(biāo)注，對(duì)于非必選接口，宜給出接口非必選下的默認(rèn)值。b)考慮其調(diào)用設(shè)計(jì)，包括但不限于最大調(diào)用超時(shí)時(shí)間，是否需要管控調(diào)用次數(shù)間隔，相關(guān)設(shè)計(jì)和約束需要通過定義或者說明的方式在文檔中體現(xiàn)，并明示其異常返回說明和處置措施。為確保接口簡(jiǎn)潔性、一致性、自解釋性，應(yīng)做到：a)接口及參數(shù)應(yīng)命名準(zhǔn)確，名稱包含必要內(nèi)容，易于理解；b)遵循統(tǒng)一的返回結(jié)構(gòu)，包括但不限于調(diào)用錯(cuò)誤編碼和錯(cuò)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(tái)、跨框架地兼容和適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)環(huán)境，應(yīng)做到：5b)滿足多種區(qū)塊鏈開發(fā)平臺(tái)，共識(shí)協(xié)議和智能合約代碼種類。b)平臺(tái)的所有接口訪問都應(yīng)通過HTTPS協(xié)議進(jìn)行。d)接口返回的數(shù)據(jù)應(yīng)采用JSON或XML格式，返回?cái)?shù)據(jù)應(yīng)包含狀態(tài)碼、消息和實(shí)際數(shù)據(jù)內(nèi)容。e)對(duì)上鏈的數(shù)據(jù)應(yīng)使用基于SHA-256或其他加密在生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集后上傳至區(qū)塊鏈的過程中調(diào)用，示例見附錄A,應(yīng)做到：d)提供合約執(zhí)行結(jié)果的獲取功能，支持同步和異a)支持根據(jù)不同參數(shù)(如時(shí)間、設(shè)備ID、生產(chǎn)批次等)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；b)支持細(xì)粒度的權(quán)限管理，確保不同節(jié)點(diǎn)只能查詢其有權(quán)限的數(shù)據(jù)；d)支持將查詢結(jié)果格式化為用戶友好的格式(如JSON、XML)。b)確認(rèn)數(shù)據(jù)已成功更新，并返回更新結(jié)果；d)支持在數(shù)據(jù)修改后，通知相關(guān)系統(tǒng)或用戶，確保數(shù)據(jù)同步和一致性。b)支持用戶名和密碼的驗(yàn)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(yīng)的權(quán)限級(jí)別(如RBAC);d)支持多因素認(rèn)證(例如短信驗(yàn)證碼、郵件驗(yàn)證碼、OTP(一次性密碼)等)。6a)支持多種智能合約語(yǔ)言的編譯與部署(如Solidity);d)能夠監(jiān)控合約狀態(tài)，包括對(duì)合約激活、暫停、恢復(fù)、終止等狀態(tài)的管理；b)支持選擇和調(diào)用智能合約中的特定方法；c)支持多種數(shù)據(jù)格式的參數(shù)傳遞(如整數(shù)、字符串、數(shù)組);d)提供合約執(zhí)行結(jié)果的獲取功能，支持同步和異步獲取；d)提供合約執(zhí)行結(jié)果的獲取功能，支持同步和異步獲??；e)支持通過合約地址查詢合約的當(dāng)前狀態(tài)等信息。提供對(duì)智能制造區(qū)塊鏈合約的安全性保障功能，應(yīng)做到：b)支持細(xì)粒度的權(quán)限控制，確保只有授權(quán)用戶或節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行合約的部署、更新和刪除操作；b)提供初始化共識(shí)算法的功能，設(shè)置初始參數(shù)和配置；7d)支持驗(yàn)證區(qū)塊內(nèi)交易的Merkle值；b)支持驗(yàn)證事務(wù)的合法性；d)支持多種安全通信協(xié)議(如HTTPS、SSH等)a)支持節(jié)點(diǎn)的身份驗(yàn)證與注冊(cè)機(jī)制b)支持主流的網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議(如TLS/SSL);c)支持節(jié)點(diǎn)的管理，包括但不限于狀態(tài)監(jiān)控，權(quán)限管理等；d)支持節(jié)點(diǎn)的安全退出，退出時(shí)不影響當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。a)支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，防止數(shù)據(jù)損壞和篡改；b)支持多種傳輸協(xié)議，適應(yīng)不同場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)傳輸需求(如TCP,Socket等);c)支持跨不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的數(shù)據(jù)傳輸，適應(yīng)多樣化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；d)支持批量數(shù)據(jù)傳輸，減少傳輸次數(shù)，提高傳輸效率。a)支持多種對(duì)稱加密算法(如AES、DES)和非對(duì)稱加密算法(如RSA、ECC);8b)提供密鑰生成、分發(fā)、存儲(chǔ)和銷毀功能；c)支持多種哈希算法用于數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)(如SHA-256、SHA-3);d)支持多種安全通信協(xié)議(如HTTPS、SSH等)。a)支持實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況(如CPU使用率、內(nèi)存占用、網(wǎng)絡(luò)帶寬等)