基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品安全溯源平臺(tái)研究

閆 婷，袁艷紅，武曉琴，楊 東

（河北北方學(xué)院，張家口 075000）

近年來，禽流感、瘦肉精、三聚氰胺、大米鎘超標(biāo)等一系列的質(zhì)量安全問題引發(fā)了消費(fèi)者的信任危機(jī)，也是國(guó)家建設(shè)發(fā)展誠(chéng)信社會(huì)工作所面臨的重大挑戰(zhàn)[1]。為了保障食品從生產(chǎn)到銷售等環(huán)節(jié)的可監(jiān)控性，為食品安全保駕護(hù)航，許多追溯系統(tǒng)應(yīng)用而生。但是這些溯源系統(tǒng)問題頻出，主要表現(xiàn)如下：第一，“偽溯源”治標(biāo)不治本，徒增成本，無法產(chǎn)生真正的溯源價(jià)值。大多數(shù)企業(yè)，尤其是生產(chǎn)型企業(yè)的溯源系統(tǒng)僅能做到食品靜態(tài)數(shù)據(jù)信息的批量管理，而非動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，無法真正實(shí)現(xiàn)來源可追溯、去向可查證、責(zé)任可追究的溯源目標(biāo)；第二，溯源系統(tǒng)建設(shè)主體局限，溯源鏈條短。我國(guó)溯源系統(tǒng)多為生產(chǎn)、物流企業(yè)開發(fā)，單個(gè)企業(yè)內(nèi)部的內(nèi)部溯源系統(tǒng)僅能滿足本企業(yè)溯源的需求，卻難以滿足全鏈條溯源信息共享的需求，形成局部溯源信息“孤島”；第三，溯源標(biāo)準(zhǔn)繁多、體系化整合困難重重。目前國(guó)內(nèi)各行業(yè)的溯源體系建設(shè)還處于初級(jí)階段，尚未形成統(tǒng)一的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，溯源系統(tǒng)會(huì)因企業(yè)對(duì)溯源系統(tǒng)需求、設(shè)計(jì)、選擇的不同而產(chǎn)生過較大差異，造成溯源內(nèi)容不規(guī)范、流程不一致、系統(tǒng)軟件不兼容等問題；第四，溯源系統(tǒng)無可靠安全保障，缺乏公信力。并且我國(guó)相關(guān)的法律法規(guī)、監(jiān)管體制尚未完善，缺乏統(tǒng)一平臺(tái)的部署和監(jiān)管，數(shù)據(jù)滯后、篡改等問題頻出，市場(chǎng)接納度、消費(fèi)者信任度較低。

區(qū)塊鏈技術(shù)可以狹義地理解為去中心化的、無需信任的新型數(shù)據(jù)架構(gòu)（或共享賬簿），由區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)共同參與及維護(hù)[2]，由于其在信息公開、透明、共享和安全方面的特性與優(yōu)勢(shì)，因而對(duì)解決食品安全問題有著相當(dāng)強(qiáng)的針對(duì)性、適用性與有效性，并有望成為改變食品供應(yīng)鏈關(guān)系與重塑食品生態(tài)系統(tǒng)從而解決食品安全問題的根本性手段。[3]本文擬提出一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品安全溯源平臺(tái)研究方案，通過使用統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)，兼容不同標(biāo)準(zhǔn)下的溯源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)流程的規(guī)范統(tǒng)一，解決不同食品的溯源差異。

平臺(tái)包括擁有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口的單品深度溯源系統(tǒng)和利用區(qū)塊鏈技術(shù)搭建的數(shù)據(jù)接口開放的廣度溯源系統(tǒng)。單品深度溯源系統(tǒng)以單品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)加工為基礎(chǔ)，根據(jù)國(guó)家、行業(yè)、省市標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的各種食品、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以深度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)溯源為準(zhǔn)則，形成動(dòng)態(tài)溯源內(nèi)容，搭建深度溯源系統(tǒng)，并需將格式化數(shù)據(jù)合并為超文本的溯源內(nèi)容，通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口接入廣度溯源平臺(tái)。

廣度溯源系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)區(qū)塊、哈希函數(shù)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、Merkle 樹、時(shí)間戳和非對(duì)稱加密等加密技術(shù)[4]，進(jìn)行生產(chǎn)、流通環(huán)節(jié)各企業(yè)、個(gè)人的身份識(shí)別和加密接入，并通過時(shí)間戳技術(shù)記錄商品全生命周期溯源數(shù)據(jù)及每條數(shù)據(jù)唯一的加密簽名，完整的數(shù)據(jù)記錄可供任何合法用戶進(jìn)行驗(yàn)證與審核，最終針對(duì)可展示信息提供開放的數(shù)據(jù)接口，將二維碼作為產(chǎn)品的追溯信息查詢?nèi)肟?，通過一物一碼實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)溯源信息跟蹤。

平臺(tái)利用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、數(shù)據(jù)難以篡改及交易可追溯的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)流全過程可追溯，提高食品防偽溯源信息的透明度，在溯源數(shù)據(jù)、操作流程、監(jiān)管方面均體現(xiàn)了較大價(jià)值。第一，數(shù)據(jù)方面。通過數(shù)據(jù)的分布式記錄及時(shí)間戳技術(shù)，降低了服務(wù)器收到攻擊或損壞可能造成的風(fēng)險(xiǎn)，保障了數(shù)據(jù)的真實(shí)性、安全性和透明性。第二，操作流程方面。在全生命周期溯源數(shù)據(jù)記錄過程中，時(shí)間戳可以真實(shí)有效產(chǎn)品的準(zhǔn)確生命節(jié)點(diǎn)，保障了生產(chǎn)、流通、消費(fèi)過程可視化，區(qū)塊鏈的智能合約實(shí)現(xiàn)了端對(duì)端的數(shù)據(jù)傳遞和可追溯性。第三，監(jiān)管方面。得益于區(qū)塊鏈技術(shù)的特性，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以作為獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)參與監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)流通全過程的溯源數(shù)據(jù)記錄，提高監(jiān)管效率，降低監(jiān)管成本。

本文將區(qū)塊鏈技術(shù)與溯源技術(shù)結(jié)合，解決目前食品溯源系統(tǒng)中存在的企業(yè)為主體、溯源系統(tǒng)無法兼容、溯源過程不完備、中心化存儲(chǔ)攻擊風(fēng)險(xiǎn)高、數(shù)據(jù)易篡改[5]等問題，設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈的食品安全溯源平臺(tái)，通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的單品深度溯源系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)開放的廣度溯源系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了食品安全溯源平臺(tái)數(shù)據(jù)、操作流程、監(jiān)管等方面性能。