奢侈品珠宝的真伪问题是当今消费行业的重点关注问题,而珠宝交易溯源系统是保障珠宝品质和真伪的重要手段之一。传统的珠宝交易追溯系统都是依托于某个中心企业服务器进行的,由于过度的依赖于中心化服务器,如果中心服务器发生了故障或是入侵,储存的数据就将会流失或是被盗,同时在珠宝贸易流转过程中,由于数据更新共享的延迟也使得贸易信息无法跟上数据查询的速率。所以,传统的珠宝贸易追溯系统就必须结合最新的信息技术来处理这些问题。而区块链则是一个把分布式共识、分布式存储等多个新技术相结合,用来进行去中心化的无信任交易的全新分布式网络结构帐本技术,其特点可用于追溯。所以,本文中将区块链技术与珠宝贸易的追溯系统进行了整合,并对追溯系统进行了总体设计,并且在共识效率和查询速度方面进行详细设计,并对系统进行实现和测试。首先分析了传统实用拜占庭容错共识算法应用于珠宝交易溯源系统中的共识效率低、通信复杂度高等问题,提出一种基于多层分组的低通信成本实用拜占庭容错共识算法。该算法首先通过节点属性分组模型将联盟链中结点划分为不同组的共识节点、监督节点,不同属性的节点被划分在不同的共识组,而组内还会继续分层,不同组的结点在第一层共识后递归向下层发送共识请求知道共识至末层,这大大降低了节点通信复杂度。其次,末层结合Raft共识算法,减少共识时延。最后监督节点负责监督末层Raft共识算法中的领导结点,负责抵抗恶意节点。通过实验证明了基于多层分组的低通信成本实用拜占庭容错共识算法通信复杂度更低、吞吐量更高、时延更低。接着分析了传统区块链式结构在珠宝交易溯源系统中的查询效率低下等问题,提出了一种基于区块链的快速索引算法。在原有区块链系统中,定位区块中交易信息和定位上次交易区块都需要逐个比对信息,极大影响查询返回速度。该算法首先引入重复索引机制,通过控制缓存衰减来减少短期内不断查询的访问。其次引入快速定位叶子结点模型来对区块中每个叶子结点的索引位置和珠宝id进行存储,在查询时直接获取索引位置来减少比对时延。最后,在查询完当前区块后,使用区块距离模型来计算上个交易区块距离实现快速跳转,减少遍历无用区块的时间消耗。通过实验证明了该算法的返回查询信息的高效性。最后,将上述的共识算法与快速索引算法应用到基于区块链的珠宝交易溯源系统中,并且对系统的主要功能模块页面进行了展示和检验,根据检验结果表明该追溯系统能够满足珠宝交易溯源的使用要求。