《工业区块链 参考架构（征求意见稿）》

ICS35.240

CCSL70

中华人民共和国电子行业标准

SJ/TXXXXX—XXXX

工业区块链参考架构

IndustrialBlockchain-ReferenceArchitecture

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中华人民共和国工业和信息化部

前言

本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。

本标准由中国电子技术标准化研究院归口。

本标准负责起草单位：上海万向区块链股份公司、中国电子技术标准化研究院、南京鑫智链科技信

息有限公司、树根互联股份有限公司、四川长虹电器股份有限公司、湖南天河国云科技有限公司、上海

树图区块链研究院、北京中科金财科技股份有限公司、广东电网有限责任公司广州供电局、杭州趣链科

技有限公司、蚂蚁区块链科技（上海）有限公司、上海零数科技有限公司、华为技术有限公司、浙商银

行股份有限公司、北京微芯区块链与边缘计算研究院、深圳市腾讯计算机系统有限公司。

工业区块链参考架构

1范围

本文件规定了工业区块链参考架构（IBRA）。具体规定了以下内容：

a)工业区块链参考架构涉及的用户视图、数据视图、技术视图、应用视图和实施过程；

b)用户视图所包括的供方、需方、工业组织和第三方；

c)数据视角所包括的数据采集、数据处理、数据存储、数据管理和数据使用等过程；

d)技术视角所包括的物理层、边缘层、平台层、应用层、保障体系等技术架构；

e)应用视图所包括的企业内应用、产业链应用和跨产业链生态应用。

本标准为工业组织建设工业区块链生态提供支撑，为工业组织内部建设工业区块链平台

或系统提供指导，为工业区块链供方提供产品和服务交付依据。

2标准引用性文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适

用于本文件。凡是不住日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T25069-2010信息安全技术术语

GB/T32399-2015信息技术云计算参考架构

CBD-Forum-001-2017区块链参考架构

3术语和缩略语

ISO/IEC9804-1998、GB/T25069-2010、ISO22739:2020界定的以下术语和定义适用于

本文件。

3.1术语

3.1.1

分布式应用distributedapplication

使用开放式系统互联环境中的两个或更多个应用实体调用来完成信息处理。

[ISO/IEC9804-1998]

3.1.2

区块链blockchain

使用密码技术链接将共识确认过的区块按顺序追加而形成的分布式账本。

注：区块链旨在防止篡改并创建最终的、确定的和不变的账本记录。

[ISO22739:2020，3.6]

3.1.3

加密encipherment／encryption

对数据进行密码变换以产生密文的过程。一般包含一个变换集合，该变换使用一套算法

和一套输入参量。输入参量通常被称为密钥。

[GB/T25069-2010]

3.1.4

授权authorization

赋予某一主体可实施某些动作的权力的过程。

[GB/T25069-2010]

3.2缩略语

下列缩略语适用于本标准。

API应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface）

IBRA工业区块链参考架构（IndustrialBlockchainReferenceArchitecture）

4工业区块链参考架构

逻辑视图

本标准采用视图方法对工业区块链参考架构进行描述，包括用户视图、数据视图、技术

视图、应用视图。四者的关系,如图1所示。

图1工业区块链参考架构逻辑视图

5用户视图

5.1工业区块链相关方的角色

用户视图中，工业区块链相关者宜包括:

a)工业组织：包括工业研发、设计、加工、集成等相关机构；

b)供方：包括为工业组织提供咨询、系统建设等技术服务的提供方；

c)需方：包括使用工业产品或服务的用户；

d)第三方：包括政府、监管机构、第三方监理或审计等机构。

5.2工业区块链相关方的角色活动

用户视图中，工业区块链相关者的活动宜包括:

a)工业区块链工业组织可通过设备入链、身份管理、访问可控、流程控制和设备状态

监管，使工业生产全流程更加安全透明；通过智能合约自动化执行企业间协作指令，使

工业供应链高效协同，推动工业区块链的技术探索和应用落地。

b)工业区块链供方通过数字身份共识算法，利用区块链技术构建的可信网络，为参与

到数据共享的主体确定可信的数字身份，并基于可信身份进行数据确权；通过分布式账

本的数据同步机制加强企业间的数据共享；利用隐私加密算法保证数据共享过程中的隐

私安全；利用区块链不可篡改的特性对数据共享过程进行溯源，提供可信安全的数据资

产服务。

c)工业区块链需方通过可信数据标识可以在设计、生产、物流、销售到使用等各环节

中，在不同管理者、不同位置、不同数据结构下，访问与产品智能关联的信息数据。

d)工业区块链第三方机构为系统提供所需信息，并进行必要的监管。监管机构以区块

链节点的身份参与到基于联盟区块链的工业互联网基础设施中，监管机制以智能合约的

方式嵌入产业联盟的区块链系统中,对企业的合规安全生产进行柔性监管。

图2工业区块链参考架构用户视图

6数据视图

从数据视图来看，工业区块链是一种为满足工业领域多个参与方之间的数据采集、数据

处理、数据存储、数据管理及数据使用等需求而设计的由多方共同维护的、分布式的数据存

储及共享系统。工业区块链应为工业应用提供真实、准确、不可篡改的数据服务能力。

工业区块链数据服务过程宜遵循但不限于以下原则：

a)完整性：包含工业工艺流程要求的数据的必要元素，及数据的完整性校验值；

b)准确性：真实反映数据所描述的实体；

c)一致性：通过共识机制保证各节点间数据一致；

d)保密性：采用密码技术对数据进行加密传输和存储，并对密钥进行必要的保护；

e)可追溯：赋予数据唯一的标识码，保证数据可被追溯和管理；

f)授权访问：明确数据的所有权、访问规则和使用规则。

图3工业区块链数据视图

采集的数据范围宜包括但不限于：

a)工业设备数据，如传感器、采集器等专用数据采集设备数据，PLC、RTU、IPC等通用

控制设备数据，AGV、数控机床等专用智能设备数据；

b)工业应用系统数据，如ERP、MES等应用系统数据，SCADA.DCS等工控系统数据；

c)其它外部数据源数据，如工业环境监测等外部监测系统数据，智能电表等外部监测

设备数据，调查表单等手工录入数据。

处理、存储、管理、使用的数据范围宜包括但不限于：

d)非保密数据,是所有参与者可以在链上看到的数据,包括所有交易的时间、区块高度、

交易哈希；

e)保密数据，是参与者根据权限看到的保密数据，包括交易的品名、数量、交易主体、

金额。

6.1数据采集

工业区块链的数据采集是指将工业领域产生的特定数据记录到工业区块链的分布式共

享数据库的功能。根据具体工业场景宜提供以下功能：

a)根据信息化程度的差异，提供多种原始数据获取方法，包括：人工填报、人工导入

等人工采集方式，与设备对接、应用系统对接等系统采集方式；

b)根据网络接入能力，提供多种上链方式，包括：设备或系统作为网络节点直接接入

工业区块链，设备或系统通过工业区块链数据网关间接接入工业区块链；

c)根据工业数据量大小，提供多种数据实时性方案，包括：数据实时上链，数据非实

时上链。

6.2数据处理

工业区块链的数据处理是指根据既定的规则将工业区块链应用各环节的数据进行处理

的功能。根据具体工业场景宜提供以下功能：

a)数据格式处理，对数据的标准代码、格式、类型等进行转换，支持工业区块链识别；

b)数据分级分类处理，对数据的敏感程度进行分类，具体可根据情况进行数据脱敏、

差分隐私等安全技术处理；

c)数据真实性处理，建立与其应用场景相适应的数据真实性处理功能，防范数据造假，

包括链上数据造假和链下数据造假。

6.3数据存储

工业区块链的数据存储是指将终端采集数据、业务过程数据等持久化保存的功能。根据

具体工业场景宜提供以下功能：

a)高效、安全、稳定的数据写入及查询；

b)数据存储故障后自检与恢复；

c)数据的局部或全局进行加密；

d)容灾机制，如本地备份、同城容灾、异地容灾等；

e)可扩展性，如对存储空间进行扩展等。

6.4数据管理

工业区块链的数据管理是指数据权限限制、数据审计等功能。根据具体工业场景宜提供

以下功能：

a)角色访问权限限制，包括访问权限申请和审核批准等功能；

b)配置敏感数据加密机制，对字段级、表级、数据库级进行加密；

c)支持数据导入、导出、迁移、备份等功能。

6.5数据使用

工业区块链的数据使用是指业务应用使用区块链上的数据，在维持区块链应用特点的基

础上执行各工业领域业务功能。根据具体工业场景宜提供以下功能：

a)数据使用的基本方法，包括数据增加、查询、修改、删除四种用法；

b)数据使用的隐私保护，包括多方安全计算、联邦学习、可信执行环境、零知识证明

等隐私保护技术；

c)数据使用的审计监管，包括日志的查询和审计，使用过程的责任溯源。

7技术视图

从技术视图来看，工业区块链是依托互联网和工业物联网在内的网络基础设施，利用各

个设备及节点的存储和计算能力建立的集现代化数字管理、检测和业务调度等多种服务于一

身的综合性技术平台。其技术架构如图4所示，包含物理层、边缘层、平台层、应用层，以

及相关的保障体系。

图4工业区块链技术视图

7.1物理层

7.1.1网络

网络技术组件构成区块链系统运行的底层拓扑结构，是分布式对等网络，并依靠对等网

络协议来组织区块链中的各个网络和设备节点。各个节点间通常使用点对点通信协议完成信

息交换以支撑上层功能。

工业区块链的网络技术组件应具备以下功能：

a)能够进行点对点之间的高效安全通信；

b)能够提供在点对点通信基础上的多播能力；

c)应尽可能支持对节点添加、节点减少的动态识别。

7.1.2计算

计算技术组件提供保障区块链系统运行和服务的计算能力支持，包括但不限于服务器、

容器技术、虚拟机技术、云计算技术等。区块链系统需要根据自身特点明确对计算部分的性

能要求，如计算时间、计算量和响应时间等。

工业区块链的计算技术组件应具备以下功能：

a)对系统提供运行环境支持；

b)对等网络中，能够被每个节点采用；

c)自身能力至少达到系统运行最低标准。

7.1.3存储

存储技术组件提供区块链运行过程中产生的各种类型数据，如账本、交易信息等的写入

及查询功能，相关选型包括但不限于关系型数据库、键值对数据库、文件数据库等。

工业区块链的存储技术组件应具备以下功能：

a)对等网络中，能够被每个节点部署并使用；

b)能够高效、安全、稳定地提供数据写入及查询服务；

c)对于采取分库分表的数据存储方案，应包括数据的分片及路由处理能力。

7.2边缘层

7.2.1边缘设备

边缘设备宜包括传感器、专用设备、仪器仪表、智能机器、成套设备。

边缘设备宜提供数据安全的存储、分析和计算，高效、精准的数据服务，向区块链提供

可信数据。

7.2.2边缘接入与管理

边缘接入与管理子层应包括边缘智能分析、边缘应用部署与管理、工业数据接入、协议

解析、数据预处理等功能组件。该子层功能组件可实现工业数据可信接入、转换、数据预处

理、与边缘分析应用等功能，同时可实现与区块链层、工业平台的信息交互。

a)边缘智能分析组件，宜满足以下功能：对现场生产进行高效精准的优化决策，支持

在边缘端实现分布式的工业智能数据分析和处理，满足边缘业务的实时性、可靠性

以及多样化需求。

b)边缘应用部署与管理组件，宜满足以下功能：支持应用管理协同，支持边缘节点部

署运行环境以及相关应用，云端执行对边缘应用的全生命周期进行管理；提供边缘

应用开发所需的资源调度、运行维护、开发调试等各类功能。

c)工业数据接入组件，宜满足以下功能：包括机器人、机床、高炉等工业设备数据接

入能力，以及ERP、MES、WMS等信息系统数据接入能力，实现对各类工业数据的大

范围、深层次采集和连接。

d)协议解析和数据预处理组件，宜满足以下功能：将采集连接的各类多源异构数据进

行格式统一和语义解析，并进行数据剔除、压缩、缓存等操作后传输至云端。

7.3平台层

7.3.1工业平台

7.3.1.1工业生产系统

工业生产系统指工厂车间里的工业环境和设备，如机器臂、传感器、仪器仪表、监控系

统和控制系统等。如MES系统，是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，可以为

企业提供制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管

理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程

控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。

工业生产系统宜具备以下能力：

a)系统集成能力

与信息系统的集成：包括与SQL、ORACLE等数据库集成，与PDM（对接BOM、工艺）、ERP

（对接计划、物料）、WMS（对接物流、运输）、仿真（对接数据）等软件集成，与IOS、Android

移动端集成等。

与数据格式的集成：包括XML、CSV、TXT、双方约定的中间表、Webservice、开放的API

接口等。

b)设备接口能力

工业生产系统应具备与各种类型的物理设备对接的能力，数据收集方式应符合国标或国

际标准的通用格式要求。不同类型的物理设备包括：仪器仪表、传感器、AGV、机器人、工

控设备、数控装备、贴片机、AOI等。

c)可视化能力

工业生产系统的可视化表宜包括点状图、线状图、柱状图、饼状图、雷达图、甘特图、

漏斗图、三维图等。同时，可视化功能宜满足定制的客户报表要求、灵活的用户参观看板需

要、以及海量的移动端访问数据等。

7.3.1.2工业信息系统

工业信息系统指采集与工厂生产运营相关的业务管理数据的信息系统，包括ERP、PLM、

MES、EAM等。ERP系统包含主数据、供应链管理、人力资源管理、财务成本等企业经营管理

相关的数据；PLM系统中包含产品设计数据、零部件、工艺数据、图文档等产品生命周期相

关的数据；MES系统中包含订单数据、车间作业、生产进度、设备维修保养、设备绩效能力、

人员绩效、质检数据、质量分析等生产相关数据；EAM系统中包含设备台账、设备维修、设

备维护等设备资产相关的数据。

工业信息系统宜符合以下要求：

a)功能性要求。在指定条件下使用时，工业信息系统应满足明确和隐含要求；

b)兼容性要求。在共享相同的硬件或软件环境的条件下，工业信息系统应能够与其他

产品、系统或组件交换信息，和/或执行其所需的功能；

c)可移植性要求。工业信息系统应能够有效地从一种硬件、软件、或者其他运行（或

使用）环境迁移到另一种环境；

d)可靠性要求。工业信息系统应能够在指定条件下、指定时间内执行指定功能；

e)信息安全性要求。工业信息系统应保护信息和数据安全，使用户、其他产品或系统

具有与其授权类型和授权级别一致的数据访问度；

f)维护性要求。工业信息系统应能够有效、方便地被预期的维护人员修改的要求。

7.3.2区块链平台

7.3.2.1总体说明

平台层区块链平台应至少包括：

a)共识算法

b)身份管理

c)隐私保护

d)账本记录

e)智能合约

f)跨链

g)节点通信

7.3.2.2共识算法

a)应能在节点在线、节点离线、网络规模调整等情况下，不停止系统服务替换共识协

议、切换共识机制并达成新的全网共识；

b)应保持每个节点更新账本状态写操作的一致性，并保证每个节点账本的最终状态一

致；

c)同样的交易在同一个或不同节点多次运行时，应保证执行结果的唯一确定性；

d)应保证每个节点的交易执行具备可终止性；

e)所支持的共识协议中应包括同步共识和异步共识。

7.3.2.3身份管理

a)应支持用户注册,支持身份唯一性鉴别,具备用户权限设置及具备异常场景处理功

能，并且应具备用户隐私保护机制，用户隐私保护相关要求应符合GB/T35273的相

关要求；

b)应提供专门的组件或模块实现用户身份认证功能，使用安全并经国家密码管理部门

认可的算法和协议，定期对用户账号的使用情况进行安全性分析，确保用户口令等

身份认证相关凭证信息的存储安全性，重要信息应采用双因素身份认证，应保证异

常场景恢复后节点正常接收请求；

c)应支持在身份认证的基础上建立用户身份管理机制。

d)应支持账户冻结和解冻，冻结和解冻状态应同步到所有节点，冻结状态的用户应不

能发起交易，解冻用户应能正常发起交易；

e)账户应设定使用期限，应提供注销申请功能，应能重置公私钥对，应保留已注销用

户登记信息和身份标识，用户信息在注销后应能够同步通知到所有节点，注销用户

应无法进行交易；

f)应能够通过用户唯一标识查询成员身份信息及身份冻结信息，注册机构应有权查询

用户所有信息，不同节点查询的用户信息应保持一致。

7.3.2.4隐私保护

隐私保护主要是保护区块链应用中用户身份和事务处理等敏感信息不被泄露或非法获

取，这些信息只有通过充分授权才能被访问。

隐私保护通常通过数据加密和访问控制手段来实现，通常有以下四个隐私保护策略：

a)由认证机构代理用户在区块链上进行事务处理，用户资料和个人行为不进入区块链；

b)不采用全网广播方式，而是将数据的传输限制在正在相关的授权节点之间；

c)对用户数据的访问采用权限控制，持有密钥的访问者才能解密和访问数据；

d)采用例如零知识证明、环签名和同态加密等隐私保护算法，规避隐私暴露。

隐私保护组件宜具有以下功能：

a)支持通过认证机构代理用户在区块链上进行事务处理；

b)支持将数据的传输限制在特定授权节点间；

c)支持用加解密方法对用户数据的访问采用权限控制；

d)支持对事务发起方/接收方的信息及事务信息本身进行信息隐藏。

7.3.2.5账本记录

账本记录泛指区块链中分布式数据的存储机制，通过不同节点对账本的共同记录与维护，

形成区块链系统中数据的公共管理、防篡改、可信任的机制。账本记录功能组件应包括以下

功能：

a)支持持久化存储账本记录；

b)支持多节点拥有完整的数据记录；

c)支持向获得授权者提供真实的数据记录；

d)确保有相同账本记录的各节点的数据一致性。

7.3.2.6智能合约

a)应提供智能合约虚拟机（如EVM和WASM）或容器（如Docker），支持智能合约的运

行；

b)应确保基于主流稳定版本的智能合约编译工具；

c)应提供智能合约在线全生命周期管理，包括合约编写、编译、部署、调用、升级和

冻结等；

d)部署成功的智能合约应具有唯一标识，同一版本智能合约在不同节点上的部署应保

持一致；

e)在部署智能合约时，应指定智能合约的版本号；

f)交易信息中应明确调用的智能合约版本，不同节点之间的相同智能合约应保证版本

一致性。

7.3.2.7跨链

跨链应符合如下要求：

a)应兼容多种异构区块链及跨链机制，保障良好的可扩展性，包括但不限于：

1)可信执行环境验证机制；

2)公证人机制；

3)侧链机制。

b)应构建全局信任域，信任域由认证根、安全协议、可信环境、基于密码学的验证等

机制构建，根据业务跨链流通需求设置跨链数据管理权限。

7.3.2.8节点通信

a)可动态配置节点通信的组网方式，单一节点故障应不影响节点的整网通信；

b)节点通讯应与上层业务解耦合；

c)节点通讯应实现心跳机制，保证节点的在线状态，通过心跳机制与其他节点建立连接，

进行状态同步，保障账本一致性，防止因节点网络离线造成的账本不一致；

d)新节点的加入对于全网中所有已加入的节点都等效可知，加入新的共识或者记账节点应

得到网络共识认可后才能加入；

e)应支持节点动态退出，不同节点退出对于通讯层应是无感知的，且不影响系统通信能力；

f)应保证节点退出并重新加入对等网络后，账本数据同步和消息通讯能够正常进行，且节

点退出并重新加入共识后，应保证节点功能正常运行；

g)对于拥有不同订阅者的事件，事件分发机制应支持单点同步、多点同步或全网同步；

h)应支持主动拉取或被动推送的事件分发能力；

i)节点通讯应采用符合国家密码管理部门要求的技术建立安全通信通道。

7.4应用层

应用层具体内容参考本文件第7章应用视图部分。

7.5保障体系

7.5.1安全系统

安全系统应能够通过密码学和网络安全等技术手段,保护工业区块链系统中的基础设

施、软件、算法、智能合约、协议与机制、通信、数据和应用等方面的安全。

7.5.2运维系统

运维系统应提供以下功能：

a)明确运维责任方、运维人员及资质、运维软硬件条件、运维方式和工作要求；

b)节点版本能够进行定期更新，在线升级；

c)能够在线监控节点，监控节点的运行状态和节点连接，对异常情况能够及时告警；

d)在建立常规运营管理机制之外，对一些意外情况制定应急预案，并定期开展应急演

练；

e)提供用户手册，并明确参与用户的法律身份、技术配置要求、操作流程、操作要求

及风险和相关处置指南。

7.5.3治理系统

治理系统应提供以下功能：

a)应设立治理者角色，治理者角色应具备用户管理权限，支持多种用户角色授权，用

户角色权限的回收应经过共识；

b)应支持节点加入和退出、登记与验证等动态管理功能；

c)应支持动态干预机制，并及时处理异常情况。

7.5.4监管支撑系统

监管支撑系统应提供以下功能：

a)支持在线系统监控，支持监管机构的接入、监管活动，支持监管机构访问最底层的

数据；

b)能够及时发现并处理系统或交易出现的问题，主动报警，及时采用适当纠正措施，

并向监管机构、管理机构报送事件信息；

c)实现在线智能合约监管，应能按需将监管要求编码写入智能合约强制执行，并且应

能根据需要为监管机构提供交易行为统计数据；

d)应具备留痕可审计能力。

8应用视图

8.1概述

工业区块链应为工业领域的实体提供安全、可信、透明的信息系统服务。

a)工业区块链从应用的参与者范围来看，可以区分为企业内部应用，产业链应用，跨产

业链生态应用。企业内部应用指工业区块链的参与者属于同一个实体企业；产业链应用指工

业区块链的参与者属于相同行业供应链上下游之间的关系型企业；跨产业链生态应用指工业

区块链的参与者不但包括行业供应链上下游的实体还包括为产业链提供各种服务的生态机

构，如物流、法务、公证、银行、保险、政府、公共基础服务机构等

b)区块链将分布式账本、共识技术、密码学、智能合约、隐私保护等技术精密结合，形

成了包括数据源真实性、数据不可篡改性、数据多方共享透明性、数据可追溯性和自动执行

合约等应用特点，在不同的场景中以单一或者组合方式使用出来，形成不同的工业区块链应

用。

c)下表例举了部分根据区块链应用参与者范围和区块链主要特性进行归纳整理的简单

应用。实际应用中，多种简单应用可能叠加构成更为复杂的综合应用或应用平台。

企业内部应用产业链应用跨产业链生态应用

数据源设备身份认证设备身份认证设备身份认证

真实性设备访问控制设备访问控制设备访问控制

机构认证机构认证

数据不可

数据存证数据存证数据存证

篡改性

物流协同

研发及产销协同

数据多方供应链金融

部门间生产协作分布式生产

共享透明性融资租赁

后市场服务

企业征信服务

数据可质量追溯工业品回收

跨部门结算

追溯性产品生命周期管理法律服务

合约自动自动交易和结算服务

内部审计自动交易服务

执行能力自动保险理赔

表1工业区块链应用视图

打造工业区块链应用时，应遵循以下原则：

a)应利用通道技术、多层次权限管理体系、加密技术等区块链技术，保证用户应用的安

全性和保密性；

b)应利用区块链分布式存储和智能合约的机制，保证各参与方之间交换信息的透明性和

一致性；

c)应利用区块链完整交易日志和数据共享特性，实施网络监管，实现交易审计和监管；

d)宜最大化采用智能合约执行完整的交易，保证交易的即时性和区块链的可信机制；

e)宜支持多种区块链技术的跨链融合应用，并且在跨链情况下保持数据安全、透明、可

追溯的特点。

8.2企业内应用

利用区块链应用特性，可以构造多种企业内部的区块链应用，设备身份认证、设备访问

控制、数据存证等应用是较常见的应用，同时这些应用也可以组合在产业链应用和跨产业链

应用中。

8.2.1设备身份认证

设备身份认证的应用，主要特点是利用区块链为需要进行上链存证的设备进行唯一性和

真实性的认证，从而保证上链数据的真实性。

设备身份认证应用主要包含以下过程：

a)应登记设备的基本信息，包括设备的名称、型号、序列号、拥有者、操作者、位置等；

b)应为设备在区块链上分配唯一身份识别号；

c)宜为设备发放数字证书，并在每次设备重启后或者通信过程中，定期验证设备的数字

证书，保证数据源的真实性和唯一性；

d)区块链平台与设备的通信，应采用加密方式进行；

8.2.2设备访问控制

设备访问控制的应用，主要特点是利用区块链为被访问设备进行身份和访问策略存证，

从而确保设备间可信可控互连、设备对外受信任的访问控制、外部网络对设备端的可信可控

命令与数据访问以及设备被攻击之后对攻击源的可靠追踪。

设备访问控制应用主要包含以下过程：

a)应为设备注册身份，设备可通过加密网络或加密中继节点与访问控制区块链建立连接；

b)应为设备定义访问控制策略，包括创建、更新、撤销访问者的访问权限；

c)访问控制策略应存储在区块链上，利用智能合约来保存访问控制策略并控制其执行；

d)应将所有对设备的访问记录在区块链上，包括外部命令与数据访问。

8.2.3数据存证

数据存证的应用，主要是利用区块链存证数据不可篡改的特性，为需要存证的工业数据

进行上链存证，为数据真实性提供支撑。

数据存证应用主要包含以下过程：

a)应为数据存证者注册身份，包括名称、所属单位、位置等；

b)应为数据存证者在区块链上分配唯一的身份识别号；

c)宜采用哈希函数对需上链存证数据获取哈希值；

d)应将存证者身份识别号、存证数据哈希值和时间戳等信息上链存证。

8.3产业链应用

利用区块链的特性，在产业链应用方面可以产生非常丰富的应用，设备身份认证、设备

访问控制、数据存证等企业内部应用的方法，同样可以用于产业链应用，此外，如研发与产

销协同、质量追溯、产品生命周期管理应用，是产业链应用中最常用的场景。

8.3.1研发及产销协同

研发及产销协同应用，利用区块链技术将供应链上下游企业生产运行过程中各参与方、

各部门、各环节产生的状态数据，以一致可信的方式写入区块链，实现对供应链全过程状态

数据的可信传递、查询和追溯，基于一致信息实现参与方之间的业务协同。

研发及产销协同应用主要包含以下过程：a)应登记各参与方的基本信息，参与方一般包

括企业、部门、设备，基本信息中应包含为参与方分配的唯一身份识别码；b)可为参与方发

放数字证书，并在每次设备重启后或者通信过程中，定期验证设备的数字证书，保证数据源

的真实性和唯一性；c)参与方之间通信应采用加密方式进行；d)产品订单信息、研发方案、

生产进程、货物交付情况在参与方之间透明共享，确保信息一致；e)因订单、研发方案等信

息更新导致的生产更新或交付延误，应在参与方之间及时传递，得到各方确认，信息应能够

双向追溯；f)宜支持对参与方数据进行隐私保护，保证数据的可用不可见。

8.3.2产品生命周期管理

产品生命周期管理应用，主要是利用区块链技术，打通产业链多主体多业务系统，构建

产品的全生命周期管理体系，将产品流转过程信息通过上链进行记录，沉淀产品从“采购-

生产-质检-库存-流通-使用”的全生命周期数据资产，实现全链条信息互通、过程透明，数

据追溯，帮助企业打通数据孤岛，提高产品全生命周期管理水平。

产品生命周期管理应用主要包含以下过程：

a)应为产品在区块链上分配唯一编码；b)应包含产品在生命周期中各环节的基本信息，

包括产品名称、类型、性状描述等，以及物料编码、商品编码等各环节唯一编码；

c)应为实物产品在链上链下的数据建立唯一映射关系；

d)应为产品权属信息变化进行登记，并随之改变参与方的隐私数据访问权限；

e)宜为产品生命周期管理建立和配置模板；

f)宜通过数据设备采集产品的关键信息，保证数据源的真实性和唯一性；

g)宜支持对产品核心数据进行隐私保护，保证数据的可用不可见。

8.4跨产业链生态应用

在跨产业链生态应用中，引入多种类型的企业服务机构如金融企业、政府、法务等机构，

利用数据在多个参与方之间透明共享的特点，可以打造多种应用，如供应链金融、融资租赁、

自动交易和结算、政府监管等应用。

8.4.1供应链金融

供应链金融是指从供应链产业链整体出发，运用金融科技手段整合产业链资金流、物流

和信息流，基于真实交易背景，构建供应链中占主导地位的核心企业与上下游企业一体化的

金融供给体系和风险评估体系，提供系统性的金融解决方案，以快速响应产业链上企业的结

算、融资、财务管理等综合需求，降低企业成本，提升产业链各方价值。

区块链技术在供应链金融业务应用中主要是为供应链条中各个参与者进行可信身份准

入，和真实数据源的接入，来保证链上数据归属关系的真实性，为业务风控提供可信数据保

障。

供应链金融应用主要包括以下过程：

a)区块链网络节点身份，应以审核准许的方式接入，如核心企业、采购商/供应商、经

销商、物流企业、仓储、资金方等，确保数据源接入的身份与审查确认准入的一致性；

b)供应链环节中的核心企业应ERP数据接入至区块链作为数据存证集，如采购订单信息、

销售订单信息、供应商信息、经销商信息、应收/应付账款信息、账款支付信息、合同信息、

发票信息等；

c)供应链环节中的采购商/供应商应将采购数据或供应数据接入至区块链作为数据存证

集，如订单信息、应收/应付账款信息、合同信息、发票信息、债权凭证信息、凭证流转轨

迹等；

d)供应链环节中经销商应将ERP数据如采购订单信息、融资申请信息、提货申请信息、

销售信息、销售库存盘点信息、还款申请及还款凭证信息等数据接入区块链中作为数据存证

集；

e)供应链环节中物流企业应将提货单信息、物流运单信息、货车信息、运输信息、入库

交割单信息、仓单信息等数据接入区块链中作为数据存证集；

f)供应链环节中仓储设施方应将仓库信息、库管设备信息、入库信息、提货信息、出库

信息、库存盘点信息等数据接入区块链中作为数据存证集；

g)供应链环节中资金方应将授信信息、放款信息、风控结果、贷后信息等数据接入区块

链链中作为数据存证集；

h)宜利用智能合约作为关键业务环节的控制定义工具，触发合约执行条件，合约自动执

行，避免人为信息差导致业务流转受阻或数据错误的问题，如利用智能合约来完成账款的自

动结算；

i)贯穿业务始终的链上元数据存证，资金方宜在被授权前提下基于链上真实数据进行高

效的贷前贷中及贷后风控，保障金融业务的风险把握能力；

j)在多链环境下宜实现跨链资产打通，具备资产锁定、销毁等跨链资产管理功能。

8.4.2融资租赁

融资租赁是指出租人根据承租人的请求，与供货商订立供货合同，根据此合同，出租人

出资向供货商购买承租人选定的设备。同时，出租人与承租人订立租赁合同，将设备出租给

承租人，并向承租人收取一定的租金。

在融资租赁场景中，区块链技术主要还是为业务环境中各个参与方与设备终端进行可信

身份准入，结合IoT技术实现真实数据源的接入，来保障链上数据归属关系的真实性，一方

面降低业务尽调流程的手续繁杂性，让更多的线下尽调收集的数据来源于区块链上，另一方

面基于区块链构建真实可信的设备资产全生命周期管理的基础数据，大大提升了融租公司在

售后回租、转租、贷后资产处理环节中对于资产设备的管理能力。

融资租赁应用主要包含以下过程：

a)区块链网络节点身份，应以审核准许的方式接入，如承租人、设备运行边缘、出租人、

IoT终端、资产评估公司等，确保数据源接入的身份与审查确认准入的一致性；

b)应建立设备的生命周期数据存证集，包括设备号、设备厂商、设备进场时间、设备启

动时间、设备维修信息、设备残值及评估信息、设备运行统计信息等数据；

c)应建立以设备IoT边缘节点为准入的设备运行时数据，包括租赁设备号、地址位置、

设备信息、IoT终端信息、采集数据频率、采集数据信息等；

d)IoT设备应与租赁物设备精准绑定且不可拆分；

e)应建立以融资租赁业务生命周期的数据存证集，包括租赁设备信息、承租人、出租人、

租赁模式、租赁期、还款凭证、设备运行统计信息、设备维修信息、设备残值及评估、租赁

合同、发票信息等；

f)在融资租赁贷中与贷后风控尽调中宜基于真实传导数据作为数字化风控的数据基础；

g)宜利用智能合约控制租赁设备的规则化启停；

h)IoT设备通讯传输宜采用高安全性的加密手段。

8.4.3自动交易和结算应用

资金结算服务是指利用区块链交易数据可追溯、智能合约自动执行的特点，在产业链交

易双方达成交易条件时，自动触发完成交易，并利用金融机构辅助完成双方资金结算的金融

服务。

自动化交易和结算应用主要包含以下过程：

a)产业链的交易双方、结算双方、金融机构等主体应在同一区块链系统、交易系统、金

融系统中进行统一的身份注册，并开设区块链账户、交易账户、金融账户，并部署资金

结算协议；

b)交易双方、结算双方、第三方金融机构应在区块链系统中部署交易/结算智能合约，

该合约包含了交易/结算需满足的条件，如交易标的、结算日期、结算金额等；

c)交易、结算合约应获得用户授权，可执行交易、结算操作；

d)当一笔待交易/待结算信息满足智能合约中约束的交易/结算条件时，该合约应被调用

执行交易/结算，如结算双方约定每月固定日期进行结算，则在结算日，区块链系统中

的智能合约被自动调用，向金融系统中申请结算，金融系统中的结算合约核验结算申请

信息，核验通过后，进行结算，完成资金划拨；

e)全部交易数据应按完成的时间顺序存储到区块链账本中；

f)自动完成的交易和结算不可逆，需要取消的交易宜通过执行反向交易来完成。

8.4.4政府监管

区块链技术在政府监管方面应用，主要是利用数据多方共享的特点，在企业和政府之间

利用区块链传递监管所需的各种信息如能源、环境、边检等。该应用为政府监管部门提供透

明化、可信的、可验证的数据存证，为监管提供丰富的数据展示，同时结合智能合约的定义

与审查，让更多的政策执行过程中的规则透明化与自动化。

政府监管应用主要包含以下过程：

a)应对区块链网络节点的加入、退出提供审核机制；

b)应具有对接入日志的审计能力；

c)应具有对智能合约发布、更新的管控机制；

d)宜采用物联网设备对监管信息进行自动采集和存证；

e)应能够对所有的智能合约执行逻辑和规则进行便利地审查；f)监管部门宜具有终止合约执

行的能力；

g)应对监管合约执行结果进行快速、有效的提醒。

AA

附录A

（资料性附录）

工业区块链实施视图

B

A.1概述

本标准采用过程方法对工业区块链的实施过程进行描述，包括规划、建设、评估、改进

等过程，如图7所示。

实施

规划建设评估改进

图5工业区块链实施过程（实施视图）

A.2规划

规划是指从应用需求（供应链管理、过程控制、设备维护、设备安全管理等）出发，规

划工业区块链如何赋能工业企业数字化转型的目标、路径和解决方案。发挥区块链在促进数

据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的优势，实现

全要素、全产业链、全价值链的全面连接，推动形成全新的生产制造服务体系和创新模式。

具体包括：

a)坚持问题导向，从应用需求和业务需要出发，定义清楚运用工业区块链来解决的问题，

明确预期目标；

b)根据问题和目标，确定参与工业区块链网络建设的各方及其合作内容和方式，明确其

权责利；

c)规划工业区块链网络初始化节点的类型和数量，制定联盟成员加入和退出条件和机

制；

d)根据业务需求以及多方协作的要求，梳理工业区块链上存储的数据的类型和方式，以

及运行智能合约的功能列表；

e)规划设计工业区块链与设备端、边缘端、工业互联网平台、工业企业各业务系统之间

的接口标准、数据格式等连接关系。

A.3建设

建设是指根据已制定的工业区块链规划进行落地实施，并实现工业区块链规划中的内容。

具体包括：

a)根据工业区块链规划，设计工业区块链落地系统详细的整体架构和实施方案；

b)根据工业区块链整体架构和实施方案，进行具体的开发、测试、部署、联调等工作，

确保功能实现、业务闭环。

A.4评估

评估是指检查评估工业区块链在运行中的执行结果是否达到预期的目标和效果。具体包

括：

a)对工业区块链运行过程，从功能实现、性能达标、安全保障、预期效益等方面进行

全方位的检查评估；

b)对检查评估结果进行分析和总结。

A.5改进

改进是指根据评估结果，持续改进优化工业区块链的实施过程。具体包括：

a)对已经被证明有效的措施，制定成工作标准，并进行推广实施；

b)对方案效果不显著或实施过程中出现的问题进行总结，并进行持续改进。

目次

前言............................................................................II

1范围...............................................................................3

2标准引用性文件.....................................................................3

3术语和缩略语.......................................................................3

3.1术语...........................................................................3

3.2缩略语.........................................................................4

4工业区块链参考架构.................................................................4

逻辑视图...........................................................................4

5用户视图...........................................................................4

5.1工业区块链相关方的角色.........................................................4

5.2工业区块链相关方的角色活动.....................................................4

6数据视图...........................................................................5

6.1数据采集.......................................................................6

6.2数据处理.......................................................................6

6.3数据存储.......................................................................7

6.4数据管理.......................................................................7

6.5数据使用.......................................................................7

7技术视图...........................................................................7

7.1物理层.........................................................................8

7.2边缘层.........................................................................9

7.3平台层.........................................................................9

7.4应用层........................................................................12

7.5保障体系......................................................................12

8应用视图..........................................................................13

8.1概述..........................................................................13

8.2企业内应用....................................................................14

8.3产业链应用....................................................................15

8.4跨产业链生态应用..............................................................16

附录A（资料性附录）工业区块链实施视图.........................................19

工业区块链参考架构

1范围

本文件规定了工业区块链参考架构（IBRA）。具体规定了以下内容：

a)工业区块链参考架构涉及的用户视图、数据视图、技术视图、应用视图和实施过程；

b)用户视图所包括的供方、需方、工业组织和第三方；

c)数据视角所包括的数据采集、数据处理、数据存储、数据管理和数据使用等过程；

d)技术视角所包括的物理层、边缘层、平台层、应用层、保障体系等技术架构；

e)应用视图所包括的企业内应用、产业链应用和跨产业链生态应用。

本标准为工业组织建设工业区块链生态提供支撑，为工业组织内部建设工业区块链平台

或系统提供指导，为工业区块链供方提供产品和服务交付依据。

2标准引用性文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适

用于本文件。凡是不住日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T25069-2010信息安全技术术语

GB/T32399-2015信息技术云计算参考架构

CBD-Forum-001-2017区块链参考架构

3术语和缩略语

ISO/IEC9804-1998、GB/T25069-2010、ISO22739:2020界定的以下术语和定义适用于

本文件。

3.1术语

3.1.1

分布式应用distributedapplication

使用开放式系统互联环境中的两个或更多个应用实体调用来完成信息处理。

[ISO/IEC9804-1998]

3.1.2

区块链blockchain

使用密码技术链接将共识确认过的区块按顺序追加而形成的分布式账本。

注：区块链旨在防止篡改并创建最终的、确定的和不变的账本记录。

[ISO22739:2020，3.6]

3.1.3

加密encipherment／encryption

对数据进行密码变换以产生密文的过程。一般包含一个变换集合，该变换使用一套算法

和一套输入参量。输入参量通常被称为密钥。

[GB/T25069-2010]

3.1.4

授权authorization

赋予某一主体可实施某些动作的权力的过程。

[GB/T25069-2010]

3.2缩略语

下列缩略语适用于本标准。

API应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface）

IBRA工业区块链参考架构（IndustrialBlockchainReferenceArchitecture）

4工业区块链参考架构

逻辑视图

本标准采用视图方法对工业区块链参考架构进行描述，包括用户视图、数据视图、技术

视图、应用视图。四者的关系,如图1所示。

图1工业区块链参考架构逻辑视图

5用户视图

5.1工业区块链相关方的角色

用户视图中，工业区块链相关者宜包括:

a)工业组织：包括工业研发、设计、加工、集成等相关机构；

b)供方：包括为工业组织提供咨询、系统建设等技术服务的提供方；

c)需方：包括使用工业产品或服务的用户；

d)第三方：包括政府、监管机构、第三方监理或审计等机构。

5.2工业区块链相关方的角色活动

用户视图中，工业区块链相关者的活动宜包括:

a)工业区块链工业组织可通过设备入链、身份管理、访问可控、流程控制和设备状态

监管，使工业生产全流程更加安全透明；通过智能合约自动化执行企业间协作指令，使

工业供应链高效协同，推动工业区块链的技术探索和应用落地。

b)工业区块链供方通过数字身份共识算法，利用区块链技术构建的可信网络，为参与

到数据共享的主体确定可信的数字身份，并基于可信身份进行数据确权；通过分布式账

本的数据同步机制加强企业间的数据共享；利用隐私加密算法保证数据共享过程中的隐

私安全；利用区块链不可篡改的特性对数据共享过程进行溯源，提供可信安全的数据资

产服务。

c)工业区块链需方通过可信数据标识可以在设计、生产、物流、销售到使用等各环节

中，在不同管理者、不同位置、不同数据结构下，访问与产品智能关联的信息数据。

d)工业区块链第三方机构为系统提供所需信息，并进行必要的监管。监管机构以区块

链节点的身份参与到基于联盟区块链的工业互联网基础设施中，监管机制以智能合约的

方式嵌入产业联盟的区块链系统中,对企业的合规安全生产进行柔性监管。

图2工业区块链参考架构用户视图

6数据视图

从数据视图来看，工业区块链是一种为满足工业领域多个参与方之间的数据采集、数据

处理、数据存储、数据管理及数据使用等需求而设计的由多方共同维护