2026系统架构设计师——案例题预测——区块链技术

在农产品质量安全监管中应用区块链技术，建立了一套基于区块链的衣产品检验流程管理系统，以解决传统检验流程中数据易篡改、责任难追溯的问题，确保检验数据的真实性、完整性和不可抵赖性。为满足高并发和实时响应的性能要求，设计团队在区块链系统中采用轻量级节点集群的方式，将高频访问的数据(如存证编号和哈希值)缓存在内存中，而完整交易记录和IPFS凭证则存储在分布式数据库系统。该系统涉及三个关键角色：数据录入人、核对人和审核人，通过智能合约和分布式账本实现全流程自动化管理。系统的基本处理流程：当启动农产品检验流程时，区块链系统通过智能合约对上传至IPFS分布式存储系统中的农产品基础数据等关键信息上链并对数据进行完整性验证。相关工作人员对已验证的数据包进行二级加密签名，根据区块链操作日志发起数据修改记录复核请求，经过系统最终确认后使该批次数据进入只读状态。随后系统颁发可验证数字凭证并同步至农业监管链节点。整个流程中，所有操作痕迹均通过非对称加密永久上链，确保数据的防抵赖性和可审计性，响应时间控制在毫秒级以满足实时监管需求。（题干不重要）

1.请简要说明区块链分为哪些层，并简要描述每一层的主要功能和作用是什么？（12分）

• 数据层：负责区块链数据的存储与基础加密，构建区块链的底层数据基础，确保数据的完整性、安全性和可追溯性。

• 网络层：实现节点间的通信与数据传播，维持去中心化网络结构，保障数据的高可用性和抗攻击能力。

• 共识层：确保各个节点对区块链数据达成一致，解决分布式系统中的信任问题，防止双花攻击，即利用区块链确认机制的延迟或漏洞，实现同一笔资金的重复使用。从而保障网络安全性。

• 激励层：通过经济激励促进节点参与维护。在公