基于区块链的多重签名方法在牛肉供应链治理中的应用

区块链：研究与应用3（2022）100091研究文章基于区块链的多重签名方法用于供应链治理：澳大利亚牛肉行业曹守峰a，*，马库斯·福斯a，沃里克·鲍威尔a，b，托马斯·米勒a，李明c，da昆士兰科技大学，布里斯班，4000，澳大利亚bBeefLedger Ltd.，澳大利亚布里斯班c复旦大学，上海，200437，中国d中国电子技术标准化研究所，北京，101102A R T I C L E I N F O保留字：牛肉供应链供应链治理数字化转型区块链多重签名多重签名机制A B S T R A C T本文设计并实现了一种基于区块链的多重签名方法，以数字化改造多层食品供应链中的供应链治理，特别是在地理上分散的牛肉供应链中利用探索性案例研究来展示基于区块链的多重签名方法的设计、实施和评估，该方法部署在智能贸易网络（Smart Trade Networks，简称AWS）授权证明（Proof of Authority，简称PoA）区块链系统上，用于牛肉供应链环境中的多重签名方法是通过一个用例来实现的，该用例通过从农场到食品服务的关键事件来跟踪92头牛和肉类产品的运输该用例部署记录了在区块链系统上注册的大约6000个数据点实际案例的部署说明了基于区块链的多重签名方法通过实现整个链的透明度和可信的信息共享来数字化改善牛肉供应链治理的能力，并支持供应链专业人员更好地了解如何释放区块链潜力以实现供应链转型。1. 介绍供应链治理指的是一种机制，包括合同和关系治理，它规则供应链成员之间的物理和数字交易[1，2]。 供应链治理不仅在降低与竞争性公司间关系相关的风险和不确定性方面发挥着关键作用[3]，而且在促进公司间合作方面也发挥着关键作用[4]。然而，在COVID-19全球爆发的浪潮中，由于多层地理分散的供应链中的二元关系[5]以及缺乏供应链可见性和风险沟通[6，7]，导致供应链严重中断，促使人们对传统的供应链治理机制进行反思。 这凸显了供应链治理数字化转型的战略需求，以提高透明度、响应时间、效率、信任、诚信和可靠性[8- 10 ]。信息和通信技术（ICT）推动了供应链治理的数字化转型[11，12]，并在管理买方-供应商关系方面发挥着越来越重要的作用然而，数字供应链治理的转型仍处于起步阶段，因为此外，买方与供应商的关系主要建立在二元水平的相互信任上[15，16]，因此，公司对超出其内部边界的数据共享持谨慎态度。缺乏信任和适当的数据治理模型[12]限制了供应链治理超越二元级别的扩展。因此，寻求通过全链透明度来改变传统的基于信任的供应链治理是本文的目的。区块链技术允许分散的分布式数据管理，可以确保数据安全，防篡改和透明[17]，因此有可能解决供应链合作伙伴之间的信任问题[18，19]。关于供应链中区块链的文献正在迅速增长[18，20然而，现有的工作要么是概念性的[21，24，25]，要么集中在产品来源和可追溯性[18，20虽然区块链有可能在多层生态系统中创造新形式的供应链治理目前还没有实证研究利用区块链来改变供应链治理中的二元关系。* 通讯作者。电子邮件地址：shoufeng. qut.edu.au（S. Cao）。https://doi.org/10.1016/j.bcra.2022.100091接收日期：2022年4月3日;接收日期：2022年5月17日;接受日期：2022年5月23日2096-7209/©2022作者。出版社：Elsevier B.V.代表浙江大学出版社。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表区块链：研究与应用杂志主页：www.journals.elsevier.com/blockchain-research-and-applicationsS. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000912鉴于这一研究空白，我们的研究提出了一种多重签名区块链方法的设计和开发，该方法已通过用例进行了部署和评估这项研究是自2017年以来纵向（和持续）研究计划的一部分，旨在改变澳大利亚基于区块链的食品供应链中基于信任的关系治理。这项研究专门研究了食品供应链，由于公司间可见性较低的问题，这些供应链对可追溯性、透明度和信任有更大的关注[29]。COVID-19疫情对供应链运营的负面影响使本报告更具紧迫性，因为新形式的数字化供应链治理已成为应对这些挑战的战略行动。 本文介绍了多重签名区块链方法的设计和部署，以创建一个协作生态系统，用于澳大利亚牛肉供应链的整体供应链治理。虽然为该研究的区块链系统设计和开发提供信息的理论概念已经发表在其他地方[23，30，31]，但在本文中，我们首次提供了对五年应用研究投资的全面和批判性的描述，这些研究投资基于区块链的多重签名方法，以支持澳大利亚牛肉行业的数字化转型并改善其供应链治理。本文中提出的研究的新颖性有两个方面：首先，它利用区块链技术来解决传统供应链治理的碎片化性质以及传统二元关系之外的信息可见性和共享。其次，它通过将多重签名功能与资产登记和跟踪相结合，提出了一种基于区块链的牛肉供应链治理结构，以确保更大的数据完整性和整个链的透明度。本文件的结构如下。第2节回顾了支持我们研究设计和开发的相关工作。 这是第3节中的设计方法。第4节报告了从我们的纵向用例部署和评估中产生的关键发现。这导致了我们的结果与第5节中的文献进行比较的讨论。第六部分总结了本文的贡献、局限性和未来的研究方向。2. 相关文献我们在三个领域展示了相关文献：供应链治理（第2.1节），供应链治理的数字化转型（第2.2）和区块链授权的供应链（第2.3节）。2.1. 供应链治理以前的研究[32-35]发现，供应链治理促进供应链合作，促进信息和知识共享，提高供应链绩效和可持续性。研究已经确定了两种典型的供应链治理机制：（i）使用正式合同的契约治理[1]，以及（ii）依赖于信任，关系规范和相互期望来保障交易执行的关系治理[2]。关系治理也代表了多样性和多层次的沟通生态，这通常是食品系统及其供应链的关键质量[36]。然而，它并不容易扩展到交易的二元关系之外。 我们的研究通过在多层食品供应链中扩大关系治理来应对研究挑战。许多努力致力于验证信任在改善供应链绩效方面的重要作用。 这些研究的例子包括Ghosh和Fedorowicz [16]，他们发现，与讨价还价的权力和合同安排相比，供应链合作伙伴之间的信任在建立和协调供应链中的数据共享和物理物流方面起着至关重要的作用。卡帕多和詹诺卡罗[15]发现，当信任存在于供应链中时，它可以更容易地导致绩效改进的协作行动。此外，Mokhtar et al.[35]发现信任在供应链领导力与供应商绩效之间的关系中起着重要的中介作用逆向供应链绩效。还有其他研究[4，14，37，38]致力于推进供应链背景下的关系治理。然而，这些研究仅限于关注公司之间的二元关系。 这意味着缺乏对公司和二元公司对公司框架之外的供应链治理的研究。因此，本研究扩展了文献，并探讨基于信任的治理在多层供应链。食品和农业行业的供应链治理发生了巨大变化，供应链成员之间的权力和内部关系发生了变化[32]。 由于食品供应链通常由松散连接的公司组成，这些公司与合作伙伴建立了长期但松散得多的治理结构[39]，因此农业食品供应链公司之间的相互信任有限。因此，基于现货市场的治理仍然是一种常见的做法[32]。文献已经认识到需要进一步研究信任在食品供应链治理中的作用[40]，并确定缺乏信任是更多合作关系的障碍之一[32]。因此，本研究有助于食品供应链环境下关系治理的推进2.2. 供应链治理数字化转型随着ICT的快速发展，供应链治理的数字化转型加速[11]。人们普遍认为，ICT可以促进企业内部和企业之间的数据交换，因此在数字化转型供应链管理（SCG）方面发挥着重要作用[11，12，39]。随着新兴技术的出现，从传统的供应链管理过渡到更加数字化的管理机制，许多公司正在寻求采用数字应用和创新解决方案，以推动流程创新和组织变革。除了努力实现供应链流程的数字化和自动化之外，人们对数字化买方-供应商关系的研究兴趣越来越大然而，文献大多是概念性的，没有经验证据。本研究从信息治理的角度对供应链治理的数字化转型进行了探讨。供应链治理的数字化转型始于企业资源规划（ERP）系统[43]。这些应用程序有助于简化交易活动，支持运营活动，并帮助决策和解决问题[41]。然而，它们大多是在公司的边界内采用的，没有实现全链视图[18]，数据的质量也受到质疑[44]。这证实了以数字方式连接供应链参与者以实现公司间信息共享[45]和在竞争中确保数据质量[46]的重要性。区块链支持数据和流程完整性改进，信任和机密信息的安全性[47]，其分散和分布式数据管理的特征可以减少验证中介或其他网络参与者提供的数据的完整性和存在的需要[17]。因此，区块链被视为工业4.0时代的下一代ICT[17]，可以显着提高供应链的完整性，并导致新的供应链治理方式[25，48，49]。带着这样的认识，本研究探讨了区块链技术在改善供给方面的作用数字化转型过程中的链治理2.3. 区块链赋能供应链区块链技术最初是为了解决在线双重支出问题而发明的，然后在2008年启用了加密货币。从那时起，它已经在许多领域扩散，其潜力和好处正在探索金融行业之外[50]。供应链是区块链开创性应用最突出的领域之一[50，51]。探索区块链对S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000913转变供应链的范围从基于理论的研究[52]到概念验证和各种试点用例部署[53]。用于供应链转型的区块链已在多个行业进行试点，包括健康和安全合规、高价值资产和汽车，食品行业是试点实验的首选[18，24，51]。虽然许多基于区块链的供应链试点案例仍处于试验阶段，但通过将区块链的不可变、透明、可验证和安全特性构建到供应链交易中，已发现了巨大的潜力和好处。区块链授权的供应链吸引了学术界越来越多的研究兴趣。例如，Lim等人[51]，Helo和Hao [54]，以及Feng等人。[55]回顾了区块链技术在供应链的应用，并调查了采用区块链进行供应链转型的好处和挑战。尽管他们的综合发现仅限于促进区块链采用的理论和概念努力，但他们提供了对区块链授权供应链设计的见解，并说明了采用区块链的好处。随着越来越多的人认识到区块链应用在供应链中的好处，一些实践研究[26，56，57]已经在农业食品领域开发了基于区块链的供应链，这导致越来越多的区块链用于供应链研究项目。在区块链实验的浪潮中，供应链可追溯性[20，23，55，57除了上述供应链背景下的研究重点外，一些研究[ 67，68 ]表明，将区块链解决方案与供应链信息系统相结合可以改变供应链合作伙伴之间的治理 尽管Schmidt和Wagner报告了区块链在供应链治理中的潜力[69]，但还需要做更多的工作来探索区块链实施在供应链治理结构中的应用作用[67]。本研究通过探索食品行业供应链治理的区块链解决方案来响应这一呼吁。3. 方法在应用商业农业技术和食品行业背景下使用区块链应用程序的用例可以很容易地将行业经验为对理论和设计科学研究的贡献[70]。自二零一七年起，本研究受惠于五年来对应用研究及开发它采用了探索性的案例研究方法来设计基于行业的用例[57]并在澳大利亚牛肉供应链中实施和评估图 1说明了我们基于供应链的用例设计方法。为了确保用例设计的严谨性，四个参与式设计Fig. 1. 基于供应链的用例设计方法。Wilkinson和De Angeli [71]提出的阶段如下：（i）需求分析;（ii）原型设计;（iii）最终设计和开发;（iv）评估和分析。这里考虑的澳大利亚牛肉供应链是一个四层牛肉供应链，特别是涉及从生产到食品服务的整个过程的肉类贸易商（图1）。①的人。3.1. 案例简介用例的设计出发点需要详细描述特定的供应链，包括其在澳大利亚昆士兰州的地理范围，如图所示。二、肉类贸易商与地理位置分散的生产商、饲养场、屠宰场和物流供应商合作，将牛从查特斯堡（位置1）的农场通过达尔比（位置2）的饲养场运输到金皮（位置3）的屠宰场，并将屠宰场的盒装牛肉分发给翡翠（位置4）的屠宰场以及汤斯维尔（位置5）和布里斯班（位置6）的食品服务从围场到板材的地理上分散的供应链的特点是实现周期长从查特斯堡的农场到布里斯班的餐馆和客户的总交货时间约为85天，其中70天在饲养场。3.2. 用例设计3.2.1. 需求分析用例设计从设计需求的识别开始。 设计要求以肉类贸易商的供应链设计策略为指引，该策略旨在实现整体供应链的透明度，以期通过整个供应链的透明度为客户提供安全感。我们与肉类买家及其供应链合作伙伴进行了访谈和讨论，并进行了现场观察，以更好地了解牛肉供应链治理中的挑战，这进一步支持我们通过调整（物理）供应链战略与（数字）信息系统战略来开发定制设计解决方案。表1总结了现有供应链治理中的问题和相关痛点，这些问题和痛点来自与供应链利益相关者的访谈和讨论牛肉供应链已经部署了信息和通信技术（例如，企业资源规划及库存管理软件），以PDF文件及EX cel电子表格记录及传输公司层面的数据，这令整合来自多个参与者的数据变得极具挑战性农场的技术能力低，增加了数据输入的工作量，因为与生产者的交易是手工记录的。此外，地理上分散的行为者加上牛肉供应链的长周期，使肉类贸易商对整个供应链的过程控制有限。 这增加了肉类购买者的负担和成本，因为他/她需要前往农场、饲养场和屠宰场，以确保正确维护实物资产和数据流。COVID-19封城令供应链的管治方式受到干扰，此外，肉类贸易商和其他相关参与者之间的二元关系限制了有效的信息共享。 例如，肉类买家在与生产商确认后，通知饲养场经营者运送的奶牛数量和预计抵达时间。 这导致延迟更新，并将肉类买家置于数据和信息协调员的位置，这增加了肉类买家的管理成本。基于供应链中的问题和相关痛点基于区块链治理和设计要求，区块链支持的供应链治理的系统设计确定了三个关键战略点：（i）低技术参与者的简单应用;（ii）对现有供应链运营的干扰最小;（iii）信息系统集成，以实现整个链的透明度，这需要在设计结果中呈现。S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000914图二、地理上分散的牛肉供应链。表1与当前供应链治理问题相关的痛点问题难点缺乏内部能力数据以PDF文件和EX cel格式传输不同版本的电子表格，这使得整理和匹配数据非常耗时[64、72]。基于区块链的多重签名供应链治理原型的设计是通过将供应链战略与第3.1.1节中确定的信息系统战略相结合来指导的。 图 3说明了两种供应链设计策略和三种信息系统设计策略之间的一致性。供应链配置的区块链应用已经引入，以实现供应整体治理和全链透明度的链战略。农场技术能力低供应链合作伙伴在地理上分散二元关系主导供应链交易3.2.2. 原型设计人工数据输入和数据一般以纸质文件的形式获取和共享由于缺乏可见的控制，因此需要频繁的商务旅行，这会带来治理负担和成本信息共享和可访问性发生在密切的供应链合作伙伴之间，而不是在多层和整个供应链中多重签名架构的设计通过将与交易相关联的动作（例如，注册和验证）到共享账本。数据供应的低技术选项以用于数据登记的用户界面1为原型该系统与企业资源规划系统和其他技术解决方案的兼容性已制成原型，以确保最佳做法的系统集成和供应链利益攸关方的技术接受图4说明了我们的多重签名架构区块链不可变的架构降低了随意或机会主义地改变历史记录的可能性[20，24]，并有可能对牛肉供应链治理结构进行数字化改造。然而，供应链中的这种原始区块链方法（i）未能解决“垃圾输入/垃圾输出”的问题[ 31 ]，并且（ii）没有回答谁做与数据的因此，建立在区块链协议上的分散的可靠信息系统需要解决伪造凭证声明的风险，并最大限度地减少单点数据输入和验证的风险。这就是基于区块链的交易系统引入多重签名认证协议的地方基于区块链的供应链治理。多重签名架构包括供应链各个阶段的多子女数据注册和跟踪器，其允许供应链参与者充当资产中的数据提议者和验证者（即， 牲畜和肉类），在共享的基于区块链的可追踪分类账上注册和跟踪它们。共享账本通过七个关键的供应链流程记录了上传和记录在区块链上的(1)（二）将牲畜送往饲养场;1这使用户能够上传数码照片文件或PDF作为事件状态更新过程的一部分S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000915图3. 为基于区块链的供应链设计多重签名的战略调整。见图4。支持多重签名的供应链架构。(3)牲畜在饲养场完成;（4）牲畜运送到屠宰场;（5）屠宰场的分割;（6）向食品服务部门运送分割;以及（7）在食品服务部门接受分割3.2.3. 最终设计和开发该用例设计基于Smart Trade Networks 2（区块链）区块链平台，该平台专注于供应链资产和交易跟踪，利用区块链和物联网技术的集成。以太坊区块链是一个运行以太坊虚拟机的权威证明（PoA）网络。 该网络采用三种类型的节点。（i）主节点是权限节点，其向其他节点提供权限以完成不同的角色，例如邀请2https://www.smarttradenetworks.com。参与者，发送邀请，上传和验证数据。（ii）授权每个节点写入新的块，每15秒写入一次。状态更新将发送到最近的TCP节点。（iii）分类账状态存储在档案节点上。这种架构由基于成员的数据生态系统支撑，其中新成员通过涉及多重签名决策协议的批准过程被允许进入区块链网络。CIPOA网络是一个纯粹的公用事业，不像工作量证明（PoW）网络那样通过市场机制计算交易费用，也不基于为已获得采矿权的节点提供足够的投资回报（ROI），这使得其在交易成本方面具有成本效益。对于可以部署用于复制应用程序和数据的节点数量没有技术限制。 我们的试点测试表明，区块链系统有能力每24小时注册864，000个新资产，S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000916图五. 基于区块链的供应链治理结构与多重签名协议。每年新增资产315，360，000。这适合我们研究合作伙伴的商业需求和行业应用图 5说明了我们研究的基于区块链的供应链治理生态系统的最终多重签名架构。第一层的核心组件为多重签名数据验证协议，其设定数据类别及基础数据状态更新的规则，以改善由单一参与者提供的数据的质量。多重签名数据验证协议是在具有五个核心实例的系统本体上设计的：数据生产，数据收集（例如通过物联网/传感器设备阵列），数据验证，数据存储和数据消费。 这些数据由五个关键维度组成：产品、时期、地点、人员和价格。 这些是交易文件中的关键组成部分，如采购订单、托运笔记本和交货单。供应链事件的数据验证是基于所提出的事件本体：生产/注册，拾取，放下，和测量。 在每一个事件中，由一个签字人提出数据状态更新，以便通过一个多重签字组进行验证。多重签名组可以是整个网络，也可以是成员的子集，例如，牲畜生产者、运输经营者/司机、收货人和网络的任何其他成员在行动纲领网络内，签署方可以建立新的多重签名组，并邀请其他签署方作为验证人，也可以作为提议人。所有经批准的网络成员都提供了一个唯一的以太坊地址，这是他们的公钥身份。通过与Magic Link 3的集成建立了原始资产注册发生在“生产/注册”事件中电子表格）以与五个关键数据维度一致的指定格式（即，产品、时期、地点、人员和价格）。应用程序首先检查唯一身份（UID）是否尚未注册到区块链。这减少了同一资产的双重登记一旦确认区块链上不存在重复的ID，状态更新协议就会将数据推送到数据库，数据库将哈希值返回给区块链。 当交易注册到区块链时，会产生一个交易哈希。一旦完成第一个资产注册步骤，用户可以选择为每个资产制作唯一的数字证书这些代币是根据ERC721不可替代代币标准铸造的。随着牲畜被拾起和重新安置，随后登记了拾起和放下事件。在每个事件更新中处理度量事件更新。第二层是数据块生成和存储层。从每个事件生成的这些数据块与以太坊公共区块链中的块不同，因为PoA网络的块生成是自主和独立的。 证据文件托管在链外，而文件更新事件哈希则在链上。区块链系统是通过Web应用程序接口开发的，用于实现在第1层上开发的供应链治理功能。 图图6示出了设计用于采取多重签名动作和管理牲畜和/或肉类资产的用户界面。“我的操作”面板允许供应链参与者通过添加和/或删除成员以及更改签名要求来管理多签名组。“&管理跟踪资产”面板允许供应链参与者通过预先定义的供应链事件-生产/登记、提货、卸货和测量来更新数字化资产的状态。拥有新资产登记权的供应链参与者可以其中包括上传证据文件（即， 图像和EX细胞在“我的操作”面板上设置多重签名组，CSV文件和数码照片在&3Magic Link是一个另见：https://magic.link。3.2.4. 评价与分析进行了双向评估，以评估我们的S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000917见图6。用于多重签名协议和资产管理的Web应用程序。样机初步评估是根据肉类买家的要求进行的，以获得进一步支持整个供应链数据治理评估根据Bumblauskas等人[57]提出的七个用例标准（见表2）进行了第二次我们的原型和最终设计是根据肉类买家的要求和综合分析的访谈数据，讨论和观察材料完成的。基于区块链的供应链治理机制建立在共享的数据通信标准和规范（例如，关键供应链事件和数据类别），同时保持对供应链合作伙伴之间交易如何管理和验证的对现有供应链治理结构的最小干扰可以确保可行性和运营兼容性。进一步开发了与企业资源规划系统和库存管理软件等其他技术解决方案的系统集成和兼容性，以确保易于实施和业务兼容性。低技术数据选项表2用例基准标准。条件说明在执行此用途这些问题与确定如何实施解决方案有关。利用现有技术实施的容易程度，服务以及与现有利益相关者的流程和基础设施的集成。为方便用户采用和数据访问，用户界面设计了配置，允许用户在事件状态更新过程中上传数码照片和/或E Xcel电子表格作为事件证据文件。通过将多重签名功能与资产登记和跟踪相结合，系统性能得到改善，以实现相互商定的信息的可用性，从而简化了资产管理的过程，并减少了手动合并交易伙伴文件的工作量。链上数据隐私通过提供给每个网络成员的加密识别哈希通过PoA网络内授权签署人的身份对数据摄取进行监管，进一步保障了数据安全和隐私多重签名共识协议可让多个签署人独立核实数据，并在我们的PoA网络上以散列值妥善储存及保护数据，从而提高数据完整性。共享分类账上的交易多重签署方式协调供应链参与者以最少的运营中断组织其供应链活动，从而实现高效运营和灵活共享数据和信息，推动他们参与网络。4. 用例实现和结果该用例是在涉及肉类贸易商的四阶段牛肉供应链中实现的（见图1）。①的人。通过我们提议的关键供应链活动（即，生产/登记、提货、卸货和测量），操作兼容性该解决方案的实施和使用必须在不减缓设施生产或降低运营效率的情况下进行。农场，在饲养场完成，并最终交付加工把屠宰场的牛肉运到食品服务部门。有了这种理解，大型区块链应用程序是资源密集型的性能系统需要响应迅速、易于使用、可访问，并且足够快以用于日常操作。隐私敏感信息，如家庭住址，需要对某些利益相关者保密。保证确保数据完整性可以得到维护和审计。与整个供应链的小规模部署相比，我们基于区块链的多重签名实施是在肉类贸易商的角色扮演环境中进行的，探索性的方式。研究团队作为各自的供应商与利益相关者的相关性利益相关者需要成为用例一部分的动机。应该为每个参与者提供业务案例价值。上传和验证数据文件的链参与者（例如，EX cel电子表格和照片）资料来源：Bumblauskas etal.[57].网络根据多重签名协议。例如在S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000918在从农场到饲养场的供应链治理场景中，我们的研究团队成员分别扮演了生产者、运输者、表4三种供应链治理机制的比较肉类采购员和饲养场工人创建一个多重签名组，生产者在发送之前通过上传数据文件注册资产，并邀请其他人进行验证。多重签名数据验证过程是使用主加密货币钱包进行的，项目关系治理无需区块链的数字化多重签名基于区块链的多重签名治理在供应链的每个阶段进行验证与主钱包，验证请求被发送到用户的注册电子邮件，收件人可以通过请求的数据传输PDF和/或EXcel电子表格数字文档不可更改地存储数字文档登录到区块链系统来验证数据。数据共享/透明度二进电平内部和/或全链条全链条探索性用例实现跟踪了92个问责难难易通过从农场到食品服务的关键供应链活动，牛和肉类产品，加工过的牛肉产品被丢弃。基于多重签名数据验证协议，在关键供应链事件（即，生产/登记、提货、卸货和测量）进行了验证，数据操纵隐私保护确认保证轻松轻松强弱强强弱强注册到研究的PoA网络。该用例实现显示了牛肉行业解决方案的经济适用性和商业可行性使用PoA共识算法，通过从农场到食品服务的关键事件跟踪92个牛和肉类产品的总交易成本（包括运营成本和公用事业层面的投资回报率）低于每项牲畜资产0. 50美元（出于商业保密原因，没有披露精确数字相比之下，如果用例在以太坊主网上运行，则使用PoWgas成本参数模拟的总交易成本在部署时可能超过0.6 ETH（相当于每个牲畜资产约1800美元或20美元）。 这表明我们的解决方案具有很高的成本效益和商业竞争力。虽然这个探索性的案例研究当时只运行了五个节点来完成这些评估功能，但随着硬件的增加，网络的资本和运营成本也会上升。然而，当系统用户操作他们自己的节点时，这些成本中的一些在他们自己的操作环境中摊销和/或与其他网络用户的付款一起此外，所述网络费用不包括访问应用程序的费用表3显示了事件驱动的资产登记和跟踪记录具体到牛肉供应链的每个阶段，这些阶段在区块链系统上不可变地存储和跟踪。资产状态通过区块链系统上的多重签名协议进行更新和验证，该协议对网络中的每个参与者都是可访问和可见的，超出了传统的二元级别。不可变信息的可见性和共享不仅提高了供应链各个阶段的供应链规划效率，还提高了整个供应链对最终客户的透明度。虽然用例设计和实现本质上是探索性的，但我们研究中的用例部署表明，与关系型和数字化供应链治理相比，基于区块链的多重签名供应链治理架构具有几个优势。我们基于区块链的多重签名供应链协议支持在多层供应链中提高信息传输、透明度和业务问责的效率（见表4）。首先，它使供应链治理能够超越二元关系，并在共享分类账上实现供应链各个阶段的数据共享和可见性。它消除了表3根据关键供应链事件进行资产登记和跟踪SC阶段产品提取丢弃测量从农场到饲养场的从饲养场到屠宰场的从屠宰场到食品服务部门注：数据由Master Wallet验证S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）1000919用于在供应链合作伙伴之间传输PDF和XLS文件，从而更有效地整理和匹配数据。其次，基于区块链的多重签名协议符合现有的交易规则，因此是最小化个体行为者机会主义行为的破坏性最小的解决方案。虽然少数签名者无法消除串通风险，但多重签名机制界定了恶意交易情况下的责任和问责。第三，共享账本通过传播与资产登记和跟踪相关的不可变和可追溯的数据，实现了整个链的透明度。当供应链成员诚信合作并认可其供应链合作伙伴时，它有助于建立一个有利于个人和整个供应链的品牌供应链。人们承认，数字化供应链治理可以支持多层次的透明度。然而，它容易受到数据操纵、隐私和保密等问题的影响。我们基于区块链的多重签名供应链治理架构不仅仅是一个数字化过程（见表4）。首先，多重签名架构的设计和部署可以保证数据和文档通过多重签名协议由供应链参与者验证和批准，并且所有经过验证的数据都不可变地存储在区块链系统中，以确保可追溯的问责制。其次，我们基于区块链的供应链治理架构可以通过加密算法签名保持数据重复或丢失的低风险。第三，向每个供应链成员提供加密识别哈希，以防止其业务信息泄露，但仍然可以跟踪和追踪。5. 讨论和影响5.1. 结果讨论我们的研究揭示了区块链在供应链治理方面的潜力，这在文献中尚未得到充分探索[67，68]。虽然契约治理和关系治理是供应链治理领域的两个重要结构，但在食品供应链中，关系治理比契约治理更为普遍[36]。以前的研究（例如，参考文献[1，2]）强调了关系治理可以促进供应链协作和公司绩效。然而，关系治理通常在买方-供应商关系中表现出来[4，37，42]，这限制了信息共享和供应链透明度。 我们的研究提供了一个支持区块链的治理解决方案，将关系治理扩展到二元级别之外，并在供应链的多层次上实现信息可见性和共享。我们基于区块链的供应链治理解决方案支持先前的研究，即当所有成员都使用同一个分类账处理同一个可追溯数据源时，可以实现增强的供应链透明度[73]。在这项研究中开发的多重签名架构利用多重签名机制，以提高供应链的完整性和支持品牌供应链的发展我们在用例实施中的发现显示了基于区块链的供应链治理的优势，并说明了多重签名架构如何改善供应链治理和整个链的透明度。企业一直在加速实现供应链数字化，仍然专注于公司级转型[18，43]。这导致整个供应链的信通技术缺乏互操作性，削弱了企业与供应链其他成员建立伙伴关系的能力我们发现现有牛肉供应链治理中存在的问题和相关痛点，亦反映了这一点 为解决互操作性问题，我们的研究利用区块链系统进行供应链治理，以提高互操作性。基于区块链的供应链治理使所有供应链成员能够使用同一个不可变和可追溯的分类账来共享数据和信息，从而改善信息系统供应链合作伙伴之间的整合 虽然区块链系统可以通过共享账本解决系统互操作性，但主要从数据存储和共享的角度进行讨论[31，73]。这需要定义区块链系统和其他技术之间的数据标准和互操作性。 以前的研究强调，区块链网络及其与现有技术系统（如ERP系统）的集成需要得到解决，以提高数据收集和传输的效率[45]。作为回应，我们的研究开发了系统集成和互操作性的解决方案，并创建了数据通信标准和共享相互商定数据的规范。此外，我们的研究为低技术参与者开发了易于使用的应用程序，以便将所有供应链参与者数字化。结合数字技术来设计技术上可行且经济上可行的解决方案以改造供应链是一项具有挑战性的任务。正如Bharadwaj等人所指出的 [74]，企业应该将业务战略与信息系统战略相结合，以设计数字化业务解决方案。 Vial[75]支持这一观点，他认为战略调整已成为成功数字化转型的重要因素。我们的研究遵循这些设计准则在以前的研究中提出，并将供应链战略与信息系统战略相结合，以设计和实现基于区块链的供应链治理多重签名架构。我们在设计和开发基于区块链的供应链管理解决方案时，将供应链战略和信息系统战略结合起来的途径，有助于食品供应链及其他领域基于区块链的数字化转型。考虑到现实生活中的实施不是免费的，需要大量的资源，实际实施的设计解决方案的可行性至关重要为了降低这些成本，我们的最终设计解决方案根据Bumblauskas等人提出的七个案例标准进行了评估[57]在用例实现之前用例实施的结果显示，从供应链持份者的角度来看，与传统和数字化供应链治理相比，我们基于区块链的供应链治理多重签名在效率、透明性、问责制、诚信、隐私和保密方面具有优势5.2. 理论贡献尽管是探索性的，这项研究作出了一些贡献，从实践中的理论。该论文的一个重要理论贡献是释放了区块链的潜力，为整体供应链治理创建了一个协作生态系统。我们基于区块链的供应链治理解决方案利用多重签名架构连接供应链各个环节的多个参与者，以提供全链透明度。这推进了早期研究中的供应链治理理论，这些研究主要集中在供应链背景下的关系型企业中的二元关系 这项研究还有助于理解区块链在数字化转型供应链治理中的作用。 与主流研究相反，这项研究采用了设计主导的研究方法来设计，实施和评估基于区块链的多重签名方法用于供应链关系治理，这是对理论发展的直接响应，以支持基于区块链的供应链现象[67]。对供应链治理的另一个理论贡献是，本研究通过调整供应链战略和信息系统战略，为多层供应链中基于区块链的供应链治理设计了一个技术上可行且经济上可行的解决方案，从而巩固了战略实践理论。5.3. 实际影响除了理论贡献之外，我们的研究还为区块链解决方案在转变供应方面提供了实际S. Cao等人区块链：研究与应用3（2022）10009110链治理，特别是关系治理，在农业食品行业和超越。第一个应用是，我们的探索性用例设计和实施解决了对数字化颠覆的战略响应[75]，所吸取的经验教训可以促进行业从业者在采取数字化转型战略行动时建立我们的故事。第二个含义是，如果供应链战略和其他适应性共识协议在设计和开发阶段保持一致，区块链可以数字化地改变供应链治理我们基于区块链的供应链治理使信息共享超越了传统的二元关系，因此可以改善供应链运营规划和整个链的透明度。第三个应用是所提出的基于区块链的多重签名解决方案的技术可行性和经济可行性。每个牲畜资产的运营成本低于0.50美元，通过跟踪92头牛和肉类产品从农场到食品服务的关键事件证明了这一点，这对行业的吸收具有第四个含义是指该研究的重点是在基于区块链的供应链中转变基于信任的关系治理。与传统供应链中可见性低的自我执行相反，基于区块链的供应链加上支持多重签名的治理架构，使供应链参与者能够得到合作伙伴的认可这最大限度地减少了个体行为者的机会主义行为，并使供应链合作伙伴能够通过可追溯的责任和问责制合作建立品牌供应链，而不是将自己暴露在共谋的风险最后，我们的战略作为实践途径，可以作为在供应链数字化转型过程中采用基于区块链的信息系统的参考模型。6. 结论我们的研究提出了一个基于区块链的供应链治理用例的经验设计，实施和评估，该用例在澳大利亚地理上分散的多层牛肉供应链中。虽然是探索性的，但我们的发现对使用区块链技术进行数字化转型时代的供应链治理具有理论和实践意义尽管证明了基于区块链的多重签名方法在多层牛肉供应链中改造供应链治理的可行性，但这项探索性研究存在一些局限性，可以促进进一步的研究。首先，理想情况下，一些数据点，如位置，应该通过物联网和标签技术自动上传到我们的区块链系统。然而，由于整个供应链中现有的低技术能力，数据是从传统来源收集的，并通过数码照片和EX cel电子表格上传到我们的系统需要开发和/或向生产商和加工商引入价格合理的物联网和标签技术，如RFID，使他们能够在各自的终端对活牛和肉类产品进行数字化其次，由于许多区块链应用程序在商业上尚未成熟，我们的研究用例实施是一个肉类贸易商的试点项目，没有其他利益相关者的直接参与。我们目前正在进行后续研究，以扩大参与者的范围和多样性，以及正在研究的食品商品垂直行业第三，虽然我们的用例说明了多层供应链中所有供应链参与者的关系治理的区块链驱动的转变，但这项研究没有解决多个利益相关者之间的利益冲突[76]，也没有讨论区块链系统中信任问题的兴起[30，77，78]，这需要在设计供应链治理的全链区块链系统时进行特别调查。此外，该研究并未从行业角度深入调查收益和障碍，但证明了该解决方案对牛肉行业的经济适用性和商业可行性。 在整个多层供应链全面实施之前，需要与供应链利益相关者一起调查接受和采用情况。将消费者的声音纳入闭环价值的设计过程从食物传播的角度来看，创造也是值得的[79]。申报利益作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。确认这项研究得到了Food Agility CRC Ltd.的资助和未来食品系统有限公司，由联邦政府CRC计划资助。 CRC计划支持行业、研究人员和社区之间以行业为主导的合作。引用[1] Z. Cao，F.鲁米诺，《契约治理与关系治理的相互作用：一项定性和元分析研究》，J.Oper。经理。33- 34（2015）15 - 42。[2] K.- H. S M.供应链合作对绩效和交易成本优势的影响：治理机制的适度性和非线性效应。J. Prod. 经济 217（2019）97- 111。[3] S.A.阿尔瓦雷斯，J.B. Barney，D.A. Bosse，Trust and its Alternatives，2004。资源。经理。42（4）（2003）393- 404。[4] E.T. G王俊峰Tai，V. Grover，E