NISTIR 8419区块链和相关技术支持制造业供应链可追溯性:需求和行业的角度基思·斯托弗 迈克尔·皮斯 约书亚·卢贝尔 埃文·华莱士 哈维 ·里德维维安·l·马丁博士。史蒂夫·都灵安德鲁·康纳Freeberg倾向本出版物可从以下网站免费获得： https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8419 NISTIR 8419区块链和相关技术支持制造业供应链可追溯性:需求和行业的角度基思·史都华牌迈克尔·皮斯智能网联系统通信技术实验室约书亚·卢贝尔埃文·华莱士系统集成部工程实验室哈维·里德维维安·l·马丁博士。史蒂夫·都灵安德鲁·康纳Freeberg倾向主教法冠公司弗吉尼亚州麦克莱恩本出版物可从以下网站免费获得： https://doi.org/10.6028/NIST.IR.84192022年4月美国商务部的吉娜·m·Raimondo秘书美国国家标准与技术研究院James K. Olthoff，履行商务部负责标准和技术的副部长兼国家标准与技术研究所所长的非排他性职能和职责 本文档中可能会标识某些商业实体、设备或材料，以便充分描述实验程序或概念。此类标识并不意味着NIST的推荐或认可，也不意味着实体，材料或设备一定是该目的的最佳可用。本出版物中可能会引用NIST根据其分配的法定职责目前正在开发的其他出版物。本出版物中的信息，包括概念和方法，甚至可以在此类配套出版物完成之前被联邦机构使用。因此，在每次出版完成之前，当前的要求、准则和程序（如果有的话）仍然有效。出于规划和过渡目的，联邦机构可能希望密切关注NIST对这些新出版物的发展。鼓励组织在公众意见征询期内审查所有出版物草案，并向 NIST 提供反馈。除上述出版物外，许多NIST网络安全出版物都可以在 https://csrc.nist.gov/publications 获得。美国国家标准与技术研究院机构间或内部报告 8419119页(2022年4月)本出版物可从以下网站免费获得： https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8419提交评论这份出版物:收件人：信息技术实验室应用网络安全部100局驱动器（邮件站8930）盖瑟斯堡，马里兰州20899-8930所有评论均需根据《信息自由法》（FOIA）发布。 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY2计算机系统技术报告美国国家标准与技术研究院 （NIST） 的信息技术实验室 （ITL） 通过为国家的测量和标准基础设施提供技术领导来促进美国经济和公共福利。国际交易日志开发测试、测试方法、参考数据、概念验证实施和技术分析，以推动信息技术的发展和生产性使用。ITL的职责包括为联邦信息系统中除国家安全相关信息以外的具有成本效益的安全和隐私制定管理、行政、技术和物理标准和准则。摘要随着供应链变得越来越复杂，产品的来源越来越难以辨别，通过使用区块链和相关技术交换可追溯性数据记录来提高货物可追溯性的努力正在出现。这份NIST NCCoE出版物探讨了围绕可追溯性的问题，区块链和相关技术在提高可追溯性方面可能发挥的作用，以及当今使用的几个案例研究。关键字区块链;网络物理主播;分散;谱系;种源;供应链;溯源。免责声明任何提及商业产品或提及商业组织仅供参考;它并不意味着NIST的推荐或认可，也不意味着所提到的产品一定是最适合该目的的产品。额外的信息有关 NIST 网络安全计划、项目和出版物的更多信息，请访问计算机安全资源中心。关于NIST和信息技术实验室（ITL）的其他努力的信息也可用。致谢作者要感谢为本出版物提供宝贵意见的一些个人和组织，包括：阿诺·布罗利，SITA;丹尼尔·艾略特，米特雷;克里斯·法布尔，天空共和国;尘埃身份;吉姆·韦策尔;皮埃尔-伊夫·贝南，SITA;肖恩·汉伦，卫队联邦公司;和奥本大学的Ujjwal Guin。 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY3表的内容1介绍11.1目的11.2范围11.3目标受众11.4基本实践21.5与其他项目的关系和出版物21.63方法概述1.7总结观点31.8本文的组织42制造业供应链概述和当务之急 62.1介绍62.2供应链风险62.3有关NIST特殊出版物72.4产品来源和血统72.5生态系统视角82.6工业控制系统示例92.7可追溯性挑战102.8分散的信息共享123可追溯性143.1改进的可追溯性的潜在益处143.2适用领域153.3指标174技术支持跟踪184.1区块链184.2Cyber-physical锚214.3其他技术234.4总结245考虑采用25区块链5.1度量255.2信息交换标准255.3最小可行生态系统25 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY45.4多个blockchains 265.5知识产权275.6隐私285.7身份为供应链合作伙伴286工业案例研究与分析316.1从领域到餐桌316.2天空共和国悉316.3卫队时间联邦与“黄金视角” 316.4尘埃身份326.5mediledger 326.6链集成项目(芯片)336.7方法337未来的研究机会397.1身份417.2消息内容标准427.3进入壁垒427.443供应链可追溯性的生态系统7.5度量447.6模式供应链追溯447.7生态系统规模和互操作性457.8机会交叉引用468结论50附件列表引用52附录A—案例研究分析模型和镜头 56A.1网络供应链风险管理56A.2技术眼镜&采用曲线57A.3双赢和生产可能性边界60A.4中介，去中介，经典的制造/购买 61A.5集中式和分散式62附录B - 65提交案例研究 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY5B.1案例研究:Guardtime联邦公司65B.2案例研究:从' 69视角B.3案例研究:天空共和国74B.4案例研究：从“田间到餐桌”的制造供应链可追溯性 81B.5案例研究:身份86灰尘附录C——案例研究个人分析说明 93C.1场叉93C.2天空共和国94C.3Guardtime联邦95C.4大' 96C.5尘埃身份97C.6MediLedger FDA 99试点项目C.7链集成项目(芯片)100附录D—心智模型分析 候选研究领域 102D.1供应链风险管理候选人102D.2市场定位候选人103D.3双赢与生产可能性 前沿候选人 104D.4中介与去中介化，制造或购买候选人 105D.5A. 集中化和权力下放候选人 105附录 E— 标准和解决方案专家的分析说明 107E.1107连接物理对象和数据E.2数据完整性107E.3数据追溯107E.4生态系统合作107E.5使分布式协调108E.6去中心化、分配和共识的分析和交易空间。108E.7快速发现/形成/实施区块链的分析方法生态系统 ............................................................108E.8身份108E.9需要把机密网络108E.10108最小可行的生态系统E.11交叉区块链交易109 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY6E.12标准109E.13与物流和IP区块链的合作记录 109E.14去中心化信息共享（可信、归属、弹性） 109E.15度量109E.16外部存储库的数据模式（从旧版到固态、IPFS 等） 110数据列表图1 - 3整体方法图2 - “中间制造商”和“更高级别制造商” 6图3 - 可追溯性要求的生态系统来源 10图 4 - 在整个生态系统中使用可信数据层共享的可追溯性记录13 图 5 - 基本区块链原则 ...................19图 6 - 使用区块链验证产品数据的简单场景 20图 7 - 使用区块链验证产品数据的更复杂的场景 21图 8 - 网络物理锚点验证流程 22图 9 - （左）当前集中式 Web 应用程序与（右）建议的访问控制数据豆荚 .......................................23图10 - 27追溯生态系统网络图11 - 利益共同体捐款 39图12 - NIST的收购者观点57图 13 - 使用镜头表征值和影响 59图 14 - 价值路径：实施轨道和扩散 60图15 -双赢和ppf 61图16 -分散63的视觉效果图17 -尘埃88身份的技术方法 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY1制造业供应链对于维持美国的健康、安全和经济实力越来越重要。最近的事件和当前的经济状况暴露了美国国家制造业供应链安全性和连续性中断的影响。这反过来又引起了人们的注意，即需要阐明和保护供应链免受众多危害和风险的影响。此外，美国制造业供应链容易受到物流中断的影响，此外还受到寻求欺诈性收益或试图破坏或破坏制成品的邪恶行为者的影响。提高流经制造供应链的货物和材料的可追溯性可能有助于减轻这些风险。本出版物使用供应链可追溯性案例研究和NIST与相关兴趣社区合作的结果，以评估供应链可追溯性的当前状态并提供多种研究机会。1.1目的本出版物旨在促进对制造业供应链可追溯性的理解，将其视为整个生态系统关注的问题，并推荐区块链和相关技术实现的制造业供应链可追溯性的未来研究方向。1.2范围本出版物涵盖的主题包括抑制制造业供应链可追溯性的现有因素，对正在进行的新兴区块链供应链可追溯性计划的分析，以及对区块链和相关技术支持的制造业供应链可追溯性的未来研究建议。1.3目标受众本出版物的目标受众包括美国国家制造业供应链中所有利益相关者的需求和利益。目标受众包括： 企业从事制造业:制造业涉及各种各样的商品和服务，利益相关者的规模从小企业到大型跨国公司不等。 监管机构:美国和国际上的联邦、州、地方和部落机构的多个监管办公室在法律授权下运作，以确保产品安全，和/或禁止或起诉欺诈或恶意供应链中断。 政府和行业标准组织:多个标准机构涵盖技术领域、行业部门、供应链类型等。 学术研究人员:许多学术机构对现有的知识体系做出了贡献，并可能希望进行未来的研究。1介绍 NISTIR 8419BLOCKCHAIN和R得意洋洋的T工艺参数对年代UPPORT米—年代uppC海恩TRACEABILITY2 产品的消费者:个人、企业、政府或其他机构根据其个人需求和独特的运营环境采购产品，从而推动他们对供应链可追溯性的特定兴趣。本出版物的目标受众还包括运营技术（OT）供应链中的利益相关者，包括制造工厂中使用的工业控制系统（ICS）、公用事业服务运营和国家关键基础设施的其他要素，包括： 设计或实施OT的系统工程师、集成商和架构师 管理或保护 OT 的管理员、工程师和其他信息技术 （IT） 专业人员 安全分析师评估或测试不安全 负责OT的行业经理，包括负责OT网络安全的经理和负责减轻OT中断的运营影响的经理 致力于了解OT独特安全方面的研究人员和分析师 开发OT或OT相关产品的技术和行业供应商1.4基本实践没有完善的基础方法来改善整个制造供应链生态系统的可追溯性。相反，在本文后面的案例研究中，观察并探讨了许多改进制造供应链子集可追溯性的新生示例。这些提供了一个初始生态系统，并为包括标识和可追溯性在内的关键概念建立了语义理解和实现。1.5与其他项目和出版物的关系本文以致力于供应链安全和风险管理的相关NIST出版物为基础，但目标受众不同。NIST的相关出版物为供应链安全和供应链风险管理奠定了基础。本文建立在这些基础上，增加了支持区块