Hybrid blockchain with dynamic smart contracts for automation of logistics and customs processes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The aim of the study is to develop a hybrid blockchain architecture to overcome the key problems of logistics supply chains: low transparency, insufficient data security and a high share of manual document flow. The work applies methods of system analysis of existing blockchain platforms (IBM Food Trust, TradeLens, VeChain), assessment of their architectural features and limitations, as well as design of a hybrid model based on Hyperledger Fabric with dynamic smart contracts. The results: the proposed multi-level architecture combining private channels for confidential data and a public ledger for verification of key events; a module for dynamic generation of smart contracts, reducing development time by 40%; scenarios for automation of logistics processes (document flow, customs clearance, SLA management), ensuring a reduction in operating costs by 30-50% and acceleration of transaction processing up to 320 TPS. In conclusion, recommendations for integration with IoT and regulatory systems, as well as directions for further research in the field of data privacy are formulated.

About the authors

Ildar R. Solokhov

Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: sir1504@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-5623-4362
SPIN-code: 6398-0047

postgraduate student

Russian Federation, Moscow

Rustam Z. Khayrullin

Bauman Moscow State Technical University; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University); Main Scientific Metrology Center of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: zrkzrk@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-0596-4955
SPIN-code: 6631-0932

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor, senior researcher, senior researcher, leading researcher

Russian Federation, Moscow; Moscow; Mytishchi

Gennady I. Afanasyev

Bauman Moscow State Technical University

Email: gaipcs@bmstu.ru
SPIN-code: 7790-1645

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Bukhonov D.O. et al. Application of OLAP cube technology for data analysis. Bulletin of the Dimitrovgrad Engineering and Technology Institute. 2021. No. 2. Pp. 48–54. (In Rus.)
  2. Vasyova G.S., Baldina M.Yu. Visualization and big data: Latest trends in Big Data visualization. Economics and Business: Theory and Practice. 2022. No. 7. Pp. 31–34. (In Rus.)
  3. Ziborev A.V. Application of blockchain chains and artificial intelligence in logistics and road transportation. Innovative Science. 2023. No. 8 (2). Pp. 26–36. (In Rus.)
  4. Kashevarova N.A., Kulikova M.E., Ryaskina A.D. Overview of consensus mechanisms and their application in business practice. Creative Economy. 2022. No. 16 (12). P. 4787. (In Rus.)
  5. Latipov A.R., Khasanov A.I. Using Power BI and Tableau for KPI: Modern approaches to visualizing performance indicators. Models and Methods for Increasing the Efficiency of Innovative Research. 2025. No. 4 (44). Pp. 252–257. (In Rus.)
  6. Mukhamedova Z.G., Osadchuk V.D., Tulaev A.U. Prospects for blockchain technology in transportation process organization and supply chain management. Transsib News. 2022. No. 2 (50). Pp. 142–156. (In Rus.)
  7. Sukhobokov A.V., Filipovich A.Y., Solokhov I.R., Khripunov S.P. Blockchain for event recording in supply chains. Dynamics of Complex Systems – XXI Century. 2023. No. 17 (1). Pp. 5–12. (In Rus.). doi: 10.18127/j19997493-202301-01.
  8. Toroev A.S., Sizonenko A.B. Consensus algorithm for distributed data processing systems based on distributed ledger technology. Modeling, Optimization and Information Technology. 2021. No. 9 (1). Pp. 23–24. (In Rus.)
  9. Yumasheva E.V., Yumashev D.V., Timonov D.A. Information security in electronic document management systems using blockchain technology. Modern High Technologies. 2021. No. 1. Pp. 63–68. (In Rus.)
  10. Al-Nbhany W.A.N.A., Zahary A.T., Al-Shargabi A.A. Blockchain-IoT healthcare applications and trends: A review. IEEE Access. 2024. No. 12. Pp. 4178–4212.
  11. Cason D. et al. The design, architecture and performance of the Tendermint blockchain network. In: 40th International Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS). 2021. Pp. 23–33.
  12. González-Puetate I., Marín-Tello C., Pineda H.R. Agri-food safety optimized by blockchain technology. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín. 2022. No. 75 (1). Pp. 9839–9851.
  13. Karakas S., Acar A.Z., Kucukaltan B. Blockchain adoption in logistics and supply chain: A literature review and research agenda. International Journal of Production Research. 2024. No. 62 (22). Pp. 8193–8216.
  14. Khan A.A. et al. Internet of Things (IoT) security with blockchain technology: A state-of-the-art review. IEEE Access. 2022. No. 10. Pp. 122679–122695.
  15. Luong D.A., Park J.H. Privacy-preserving identity management system on blockchain using Zk-SNARK. IEEE Access. 2023. No. 11. Pp. 1840–1853.
  16. Xu X., He Y. Blockchain application in modern logistics information sharing: A review and case study analysis. Production Planning & Control. 2024. No. 35 (9). Pp. 886–900.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Supply chain sequence diagram

Download (385KB)
Indexing metadata


License URL: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».