Published January 12, 2022 | Version v1
Publication

RiceChain: secure and traceable rice supply chain framework using blockchain technology

  • 1. COMSATS University Islamabad
  • 2. Prince Sultan University
  • 3. Kano State University of Technology

Description

The increasing number of rice product safety issues and the potential for contamination have established an enormous need for an effective strategy for the traceability of the rice supply chain. Tracing the origins of a rice product from raw materials to end customers is very complex and costly. Existing food supply chain methods (for example, rice) do not provide a scalable and cost-effective means of agricultural food supply. Besides, consumers lack the capability and resources required to check or report on the quality of agricultural goods in terms of defects or contamination. Consequently, customers are forced to decide whether to utilize or discard the goods. However, blockchain is an innovative framework capable of offering a transformative solution for the traceability of agricultural products and food supply chains. The aim of this paper is to propose a framework capable of tracking and monitoring all interactions and transactions between all stakeholders in the rice chain ecosystem through smart contracts. The model incorporates a system for customer satisfaction feedback, which enables all stakeholders to get up-to-date information on product quality, enabling them to make more informed supply chain decisions. Each transaction is documented and stored in the public ledger of the blockchain. The proposed framework provides a safe, efficient, reliable, and effective way to monitor and track rice products safety and quality especially during product purchasing. The security and performance analysis results shows that the proposed framework outperform the benchmark techniques in terms of cost-effectiveness, security and scalability with low computational overhead.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

وقد أدى العدد المتزايد من قضايا سلامة منتجات الأرز وإمكانية التلوث إلى نشوء حاجة هائلة إلى استراتيجية فعالة لتتبع سلسلة توريد الأرز. يعد تتبع أصول منتج الأرز من المواد الخام إلى العملاء النهائيين أمرًا معقدًا ومكلفًا للغاية. لا توفر طرق سلسلة الإمدادات الغذائية الحالية (على سبيل المثال، الأرز) وسيلة قابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة للإمدادات الغذائية الزراعية. إلى جانب ذلك، يفتقر المستهلكون إلى القدرة والموارد اللازمة للتحقق من جودة السلع الزراعية أو الإبلاغ عنها من حيث العيوب أو التلوث. وبالتالي، يضطر العملاء إلى اتخاذ قرار بشأن استخدام البضائع أو التخلص منها. ومع ذلك، فإن البلوك تشين هي إطار مبتكر قادر على تقديم حل تحويلي لتتبع المنتجات الزراعية وسلاسل التوريد الغذائية. الهدف من هذه الورقة هو اقتراح إطار قادر على تتبع ومراقبة جميع التفاعلات والمعاملات بين جميع أصحاب المصلحة في النظام البيئي لسلسلة الأرز من خلال العقود الذكية. يتضمن النموذج نظامًا لملاحظات رضا العملاء، والذي يمكّن جميع أصحاب المصلحة من الحصول على معلومات محدثة حول جودة المنتج، مما يمكنهم من اتخاذ قرارات أكثر استنارة في سلسلة التوريد. يتم توثيق كل معاملة وتخزينها في دفتر الأستاذ العام لسلسلة الكتل. يوفر الإطار المقترح طريقة آمنة وفعالة وموثوقة وفعالة لمراقبة وتتبع سلامة منتجات الأرز وجودتها خاصة أثناء شراء المنتج. تُظهر نتائج تحليل الأمن والأداء أن الإطار المقترح يتفوق على التقنيات المعيارية من حيث فعالية التكلفة والأمن وقابلية التوسع مع انخفاض النفقات العامة الحسابية.

Translated Description (French)

Le nombre croissant de problèmes de sécurité des produits de riz et le potentiel de contamination ont établi un besoin énorme d'une stratégie efficace pour la traçabilité de la chaîne d'approvisionnement en riz. La traçabilité des origines d'un produit rizicole depuis les matières premières jusqu'aux clients finaux est très complexe et coûteuse. Les méthodes existantes de la chaîne d'approvisionnement alimentaire (par exemple, le riz) ne constituent pas un moyen évolutif et rentable d'approvisionnement alimentaire agricole. En outre, les consommateurs n'ont pas la capacité et les ressources nécessaires pour vérifier ou signaler la qualité des produits agricoles en termes de défauts ou de contamination. Par conséquent, les clients sont obligés de décider d'utiliser ou de jeter les marchandises. Cependant, la blockchain est un cadre innovant capable d'offrir une solution transformatrice pour la traçabilité des produits agricoles et des chaînes d'approvisionnement alimentaire. L'objectif de ce document est de proposer un cadre capable de suivre et de surveiller toutes les interactions et transactions entre toutes les parties prenantes de l'écosystème de la chaîne du riz grâce à des contrats intelligents. Le modèle intègre un système de retour d'information sur la satisfaction des clients, qui permet à toutes les parties prenantes d'obtenir des informations à jour sur la qualité des produits, ce qui leur permet de prendre des décisions plus éclairées sur la chaîne d'approvisionnement. Chaque transaction est documentée et stockée dans le registre public de la blockchain. Le cadre proposé fournit un moyen sûr, efficace, fiable et efficace de surveiller et de suivre la sécurité et la qualité des produits du riz, en particulier lors de l'achat de produits. Les résultats de l'analyse de la sécurité et des performances montrent que le cadre proposé surpasse les techniques de référence en termes de rentabilité, de sécurité et d'évolutivité avec une faible surcharge de calcul.

Translated Description (Spanish)

El creciente número de problemas de seguridad de los productos de arroz y el potencial de contaminación han establecido una enorme necesidad de una estrategia efectiva para la trazabilidad de la cadena de suministro de arroz. El rastreo de los orígenes de un producto de arroz desde las materias primas hasta los clientes finales es muy complejo y costoso. Los métodos existentes de la cadena de suministro de alimentos (por ejemplo, el arroz) no proporcionan un medio escalable y rentable de suministro de alimentos agrícolas. Además, los consumidores carecen de la capacidad y los recursos necesarios para verificar o informar sobre la calidad de los productos agrícolas en términos de defectos o contaminación. En consecuencia, los clientes se ven obligados a decidir si utilizan o descartan los productos. Sin embargo, blockchain es un marco innovador capaz de ofrecer una solución transformadora para la trazabilidad de los productos agrícolas y las cadenas de suministro de alimentos. El objetivo de este documento es proponer un marco capaz de rastrear y monitorear todas las interacciones y transacciones entre todas las partes interesadas en el ecosistema de la cadena del arroz a través de contratos inteligentes. El modelo incorpora un sistema para la retroalimentación de la satisfacción del cliente, que permite a todas las partes interesadas obtener información actualizada sobre la calidad del producto, lo que les permite tomar decisiones más informadas sobre la cadena de suministro. Cada transacción se documenta y almacena en el libro mayor público de la cadena de bloques. El marco propuesto proporciona una forma segura, eficiente, confiable y efectiva de monitorear y rastrear la seguridad y calidad de los productos de arroz, especialmente durante la compra de productos. Los resultados del análisis de seguridad y rendimiento muestran que el marco propuesto supera las técnicas de referencia en términos de rentabilidad, seguridad y escalabilidad con una baja sobrecarga computacional.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
سلسلة الأرز: إطار عمل آمن ويمكن تتبعه لسلسلة توريد الأرز باستخدام تقنية البلوك تشين
Translated title (French)
RiceChain : cadre de chaîne d'approvisionnement en riz sécurisé et traçable utilisant la technologie blockchain
Translated title (Spanish)
RiceChain: marco de la cadena de suministro de arroz seguro y rastreable que utiliza la tecnología blockchain

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4206386011
DOI
10.7717/peerj-cs.801

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1971593640
  • https://openalex.org/W2006927518
  • https://openalex.org/W2066202539
  • https://openalex.org/W2079857949
  • https://openalex.org/W2090928129
  • https://openalex.org/W2539190473
  • https://openalex.org/W2561675875
  • https://openalex.org/W2624307925
  • https://openalex.org/W2744696623
  • https://openalex.org/W2768696376
  • https://openalex.org/W2769227940
  • https://openalex.org/W2780584648
  • https://openalex.org/W2784625754
  • https://openalex.org/W2802453496
  • https://openalex.org/W2803371618
  • https://openalex.org/W2805930283
  • https://openalex.org/W2806334372
  • https://openalex.org/W2886169738
  • https://openalex.org/W2891488575
  • https://openalex.org/W2897751645
  • https://openalex.org/W2901779167
  • https://openalex.org/W2910735050
  • https://openalex.org/W2945437340
  • https://openalex.org/W2955591483
  • https://openalex.org/W2963983602
  • https://openalex.org/W2965948439
  • https://openalex.org/W2997032581
  • https://openalex.org/W3007306942
  • https://openalex.org/W3047155477
  • https://openalex.org/W3120178139
  • https://openalex.org/W3123135533
  • https://openalex.org/W3123722958
  • https://openalex.org/W3199829609
  • https://openalex.org/W4210993349
  • https://openalex.org/W4288257480