基于區(qū)塊鏈的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)的構(gòu)建

劉蓮 余偉

摘要：現(xiàn)階段，高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中心化，數(shù)據(jù)易篡改，數(shù)據(jù)的安全性、完整性難以保證等問題。這些問題的解決得益于區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、開放性、不可篡改性等特點能夠有效地解決現(xiàn)存的問題，對打擊假冒偽劣，追溯質(zhì)量安全，維護消費者權(quán)益起到積極作用。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;高級水果;追溯系統(tǒng);消費者權(quán)益

引言

“民以食為天，食以安為先”，隨著時代的發(fā)展，生活水平的提高，人們對食物不再僅僅是數(shù)量方面的滿足，更要求在質(zhì)量安全方面有所保證。之前的“毒奶粉”、“地溝油”等事件，普遍提高了人們的質(zhì)量安全意識。“眼見為實”，“看的見”的才是最為放心的。科技的進步讓食品從產(chǎn)地到銷地的整個過程都能夠被“看的見”。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，進出口貿(mào)易的增加，國內(nèi)的水果已不能滿足人們的需求，國外的高級水果在中國的市場日益擴大。區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)，能夠盡量避免假冒高級水果在市場上的流通，并且一旦發(fā)生質(zhì)量安全問題，能夠盡可能快的追查到來源、去向，保證高級水果行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，并能夠有效維護消費者的權(quán)益。

1、區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式賬本，從數(shù)據(jù)角度看，也是分布式數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、去信任、開放性、自治性、信息不可篡改、匿名性等特點。

技術(shù)的發(fā)展往往能夠帶動各行業(yè)的發(fā)展。區(qū)塊鏈技術(shù)可應(yīng)用到藝術(shù)，法律，房地產(chǎn)，保險等各領(lǐng)域，社會中已掀起了“區(qū)塊鏈+”的熱潮。尤其在物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域方面的應(yīng)用更是得到廣泛認(rèn)可。以水果為例，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，水果消費者、生產(chǎn)商、供應(yīng)商、分銷商以及政府機構(gòu)等都能夠從一個統(tǒng)一的透明可靠的信息平臺上實時查看到水果的狀態(tài)，追溯水果種植，運輸?shù)戒N售的整個過程。從而能夠提高供應(yīng)鏈管理效率，降低物流成本，保證水果質(zhì)量安全。萬一發(fā)生水果中毒或其他意外情況，政府在舉證和追查方面的工作也會變得簡便和清晰。然而區(qū)塊鏈技術(shù)作為新技術(shù)，前期投資相對較大，較低的利潤不足以支撐企業(yè)的經(jīng)營。反觀，高級水果定位于高端市場、高端客戶，這些客戶對于價格不太看重，而更加關(guān)注高級水果的來源地、質(zhì)量、品質(zhì)，20%的高端客戶就能帶來80%的利潤，企業(yè)生存的可能性相對高點，企業(yè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)更有可能得到應(yīng)用。

2、高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)存在的問題

以往對于高級水果追溯系統(tǒng)的研究主要基于磁卡，IC卡，RFID技術(shù)以及二維碼技術(shù)，利用這些技術(shù)能夠?qū)Ω呒壦麖姆N植，運輸?shù)戒N售過程進行追蹤。但再進一步深入研究后會發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)不夠完善，依舊存在一些不足之處。問題主要體現(xiàn)在兩個方面：一是追溯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中心化，二是數(shù)據(jù)安全性方面存在漏洞。

首先，高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有中心化的特點，即追溯高級水果的生產(chǎn)銷售過程由主導(dǎo)企業(yè)負(fù)責(zé)組織與管理。高級水果價格高，利潤空間大，商人一般是利益優(yōu)先，部分高級水果完全可以用國內(nèi)水果以假亂真，消費者購買時不能得知真實生產(chǎn)地，再加上目前的追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和錄入完全可以由生產(chǎn)商個人控制，導(dǎo)致假冒偽劣的高級水果源源不斷的出現(xiàn)。這些水果大多都是從部分國內(nèi)地區(qū)運送過來，充當(dāng)高級水果賺取高額利潤，損害消費者利益。尤其當(dāng)生產(chǎn)商的生產(chǎn)能力滿足不了所需時，為了保證企業(yè)能夠正常運轉(zhuǎn)，這種操作更為頻繁。生產(chǎn)商就是利用了追溯系統(tǒng)中心化的問題，對系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)進行篡改，從而達到掩人耳目的目的。

其次，高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性方面存在漏洞。高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)并不能保證數(shù)據(jù)的真實性，完整性。由于利益的驅(qū)使，處于系統(tǒng)中的操作人員會私自篡改已經(jīng)記錄在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。比如說：為了不正當(dāng)利益篡改由于種種原因已變質(zhì)但外表不明顯的高級水果的生產(chǎn)日期，不僅欺騙了消費者的金錢，還損害了消費者的身體健康，漏洞較大。雖然說現(xiàn)有的追溯系統(tǒng)參與方由生產(chǎn)企業(yè)、運輸企業(yè)、分銷企業(yè)、零售企業(yè)四個部分組成，但我們仔細觀察下這四個部分的利益關(guān)系，我們會發(fā)現(xiàn)他們的利益關(guān)系并沒有沖突，甚至是一致的，并沒有起到相互制衡這一作用。也就是說這些參與方有可能共同篡改或者說默認(rèn)其他方篡改數(shù)據(jù)。從這方面可以看出所謂的追溯系統(tǒng)在某種情況下只是擺設(shè)，起不到“追溯”的作用。由于數(shù)據(jù)的可更改性，其安全性從根本上來看依舊無法得到保證。

由上述可知，當(dāng)前的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)看似完善，但依舊存在著追溯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中心化、數(shù)據(jù)安全性、完整性難以保證等問題。這些問題若能解決好，高級水果的質(zhì)量追溯系統(tǒng)才能更好地應(yīng)用推廣。而區(qū)塊鏈技術(shù)的特征正好能夠解決這些問題，進而出現(xiàn)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)下的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)。

3、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1系統(tǒng)的組成

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)的構(gòu)建包括應(yīng)用層，合約層，共識層，網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)層，結(jié)合高級水果安全追溯系統(tǒng)進行架構(gòu)（如表1所示）。

數(shù)據(jù)層包含底層數(shù)據(jù)區(qū)塊，這些數(shù)據(jù)來源于高級水果生產(chǎn)商的種植、高級水果運輸企業(yè)的運輸、分銷企業(yè)對高級水果的分銷、零售企業(yè)對高級水果的銷售等各環(huán)節(jié)。此外還包括對這些數(shù)據(jù)的加密、時間戳等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本算法。這就保證高級水果的每一筆完整的交易記錄能夠被驗證和審核。網(wǎng)絡(luò)層中的數(shù)據(jù)驗證機制是對政府部門、企業(yè)、高級水果鏈各機構(gòu)進行身份的驗證;分布式組網(wǎng)機制使數(shù)據(jù)分布在不同的節(jié)點數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)傳播機制使數(shù)據(jù)透明化，公眾化。共識層包含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各類共識算法如pos算法——政府的商務(wù)和財務(wù)部組成聯(lián)盟。相關(guān)的政府機構(gòu)和高級水果企業(yè)需要通過聯(lián)盟的審核和驗證，得到批準(zhǔn)后才可進入?yún)^(qū)塊鏈，從而保證了區(qū)塊鏈成員的合法性和規(guī)范性。合約層將《農(nóng)產(chǎn)品安全法》、《進境水果檢疫管理方法》、《各地農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)督暫行方法》等國家政策、法律條文、行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以智能合約的形式嵌入到區(qū)塊鏈中，使部分監(jiān)管實現(xiàn)自動化，大大提高了政府部門的監(jiān)管效率。應(yīng)用層向購買高級水果的消費者、高級水果生產(chǎn)商、運輸商、分銷商、零售商以及政府部門提供高級水果信息查詢，質(zhì)量追溯等服務(wù)。

3.2系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)主要有四個方面的技術(shù)創(chuàng)新，從而能夠解決交易信任和安全方面的問題。

1）分布式賬本

分布式賬本即交易記賬由高級水果供應(yīng)商，高級水果運輸商，高級水果分銷商，高級水果零售商等地方的節(jié)點共同完成。而且每一個節(jié)點記錄的都是完整的賬目。區(qū)別于傳統(tǒng)的分布式存儲，區(qū)塊鏈每個節(jié)點都按照塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲完整的高級水果的賬目數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)分布式存儲則是將這些高級水果的相關(guān)數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則分成多份進行存儲?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果安全追溯系統(tǒng)能夠保證沒有任何一個地方節(jié)點可以單獨記錄交易高級水果的賬本數(shù)據(jù)，從而避免了系統(tǒng)的中心化、避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)被單一記賬人控制和篡改。此外，一次交易鏈比較長，記賬節(jié)點比較多，理論上講除非所有的節(jié)點都被破壞，否則高級水果的數(shù)據(jù)就不會發(fā)生丟失。此系統(tǒng)高級水果相關(guān)數(shù)據(jù)的安全可靠性從而能夠得到保證。

2）非對稱加密和授權(quán)技術(shù)

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)對賬戶身份信息高度加密，只有在對高級水果的數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下才能訪問到相關(guān)信息，保證了數(shù)據(jù)的安全和個人的隱私。

3）共識機制

共識機制即所有高級水果的記賬節(jié)點之間如何達成共識以此認(rèn)定記錄的有效性，這既能起到認(rèn)定作用也能防篡改?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)的共識機制有兩種。一種是比較高級水果的節(jié)點個數(shù)，被較多節(jié)點認(rèn)同的結(jié)果作為最后的共識結(jié)果，也可以比較高級水果節(jié)點的計算能力或其他的計算機可比較的特征量。另外一種是所有的高級水果節(jié)點都有權(quán)優(yōu)先提出共識結(jié)果、只有被其他節(jié)點認(rèn)同才有可能成為最終共識結(jié)果，進而能夠避免假冒偽劣的高級水果在市場上的流通。

4）智能合約

系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)定一些法律條文、政府規(guī)章制度，如《農(nóng)產(chǎn)品安全法》、《進境水果檢疫管理方法》、《各地農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)督暫行方法》等，一旦發(fā)生違法事件，系統(tǒng)可以自動識別并執(zhí)行相關(guān)處理工作，從而提高處理效率。

4、結(jié)語

生活水平的提高讓消費者對高級水果的需求逐漸增加，區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、開放性、不可篡改性等特點能夠解決現(xiàn)在的追溯系統(tǒng)存在的問題。區(qū)塊鏈技術(shù)與高級水果質(zhì)量追溯系統(tǒng)的結(jié)合能夠?qū)Ω呒壦麖姆N植地到運輸?shù)卦俚戒N售地這條完整的供應(yīng)鏈進行追蹤，以避免假冒偽劣高級水果的出現(xiàn)，從而保證質(zhì)量安全、充分保障消費者的權(quán)益。讓廣大顧客買的放心，吃的安全，對高級水果行業(yè)的健康發(fā)展起促進作用。

參考文獻：

[1]呂芙蓉，陳莎.基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的研究[J]，農(nóng)村金融研究，2016，（12）：22-26

[2]秦玄玄，區(qū)塊鏈技術(shù)在市場營銷中的運用[J].中國保險，2016，（09）：21-23.

[3]趙俊曄，武婕.中國水果市場分析與2020年展望[J].農(nóng)業(yè)展望，2015，（05）：24-28.

[4]董慧，張成巖，嚴(yán)斌峰.區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用研究與展望[J].互聯(lián)網(wǎng)天地，2016，（11）：14-19.