區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用研究

王 珊

（菏澤市儲備糧油管理有限公司，山東菏澤 274000）

隨著全球食品供應(yīng)鏈復(fù)雜性的增加，食品安全管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的食品追溯系統(tǒng)難以確保信息的真實性和可信度，導(dǎo)致監(jiān)管部門和消費者不能夠準(zhǔn)確地了解食品的來源和生產(chǎn)過程。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種去中心化、不可篡改的分布式賬本系統(tǒng)，為解決食品安全管理中的信任問題提供了新的可能性。在食品供應(yīng)鏈中建立基于區(qū)塊鏈的追溯系統(tǒng)，可以實現(xiàn)全程信息記錄和公開透明的數(shù)據(jù)共享。區(qū)塊鏈的去中心化特性確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性和安全性，消除了信息篡改和造假的可能性。智能合約技術(shù)的引入還可以自動化執(zhí)行合規(guī)性規(guī)則，提高監(jiān)管的效率和可靠性。基于此，本文探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)的特點

①不可篡改性。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)是以區(qū)塊的形式存儲，每個區(qū)塊都包含了前一個區(qū)塊的哈希值。一旦數(shù)據(jù)被寫入?yún)^(qū)塊鏈，就很難被篡改。因為任何篡改都會破壞鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和哈希鏈接，從而被其他節(jié)點檢測到。②透明性。區(qū)塊鏈中的交易信息公開可見，任何參與者都可以查看和驗證交易。這種透明性使得區(qū)塊鏈在需要公開和透明的領(lǐng)域（如供應(yīng)鏈管理和投票系統(tǒng)）中具有巨大的潛力[1]。③匿名性與隱私保護(hù)。盡管區(qū)塊鏈上的交易信息公開，但參與者的身份可以匿名。這種匿名性為用戶提供了一定的隱私保護(hù)，但也引起了一些法律和倫理方面的爭議。因此，在設(shè)計區(qū)塊鏈應(yīng)用時，需要權(quán)衡隱私和透明度之間的平衡。④高安全性。由于區(qū)塊鏈的去中心化和不可篡改性特點，它具有較高的安全性。在傳統(tǒng)的中心化系統(tǒng)中，攻擊者可以通過攻擊中心化的單點故障破壞整個系統(tǒng)。而在區(qū)塊鏈中，攻擊者需要控制多數(shù)節(jié)點才能改變數(shù)據(jù)，這使得攻擊變得更加困難。

2 食品安全管理存在的問題

2.1 供應(yīng)鏈的復(fù)雜性和不透明性

食品供應(yīng)鏈通常包括生產(chǎn)、加工、運輸、分銷和零售等多個環(huán)節(jié)，涉及眾多參與者和大量產(chǎn)品種類。供應(yīng)鏈的復(fù)雜性增加了信息傳遞和共享的難度，導(dǎo)致監(jiān)管機(jī)構(gòu)和消費者很難準(zhǔn)確地了解食品的來源和生產(chǎn)過程。不透明的供應(yīng)鏈?zhǔn)沟帽O(jiān)管變得困難，食品安全管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。食品安全管理存在的問題不僅涉及傳統(tǒng)食品供應(yīng)鏈，還涉及跨國和全球供應(yīng)鏈。全球化使得食品供應(yīng)鏈更加復(fù)雜，食品產(chǎn)品跨越國界流通，監(jiān)管和協(xié)調(diào)變得更加困難。國家之間的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)存在差異，監(jiān)管的協(xié)調(diào)性和一致性成為制約因素，增加了食品安全風(fēng)險。

2.2 食品溯源困難

食品溯源是指追蹤食品的生產(chǎn)、加工、運輸和銷售過程，以確定其來源和流向。在食品安全事件發(fā)生時，快速、準(zhǔn)確地追溯問題食品的來源至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的食品追溯系統(tǒng)存在許多問題，如信息不完整、記錄不準(zhǔn)確、延遲和篡改等，使得食品溯源變得困難，延長了召回食品的時間，增加了食品風(fēng)險。食品溯源技術(shù)的不足以及供應(yīng)鏈中信息共享和合作的問題都是食品溯源困難的原因[2]。

2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與互操作性問題

由于食品供應(yīng)鏈中的不同環(huán)節(jié)可能使用不同的系統(tǒng)和技術(shù)，區(qū)塊鏈的應(yīng)用可能面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和互操作性問題。區(qū)塊鏈系統(tǒng)之間的互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換可能不夠流暢，導(dǎo)致信息斷層和數(shù)據(jù)丟失。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)本身也在不斷發(fā)展，可能存在不同版本，導(dǎo)致技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一致。解決這些問題需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以確保區(qū)塊鏈的有效應(yīng)用。

2.4 整體成本和復(fù)雜性

盡管區(qū)塊鏈技術(shù)在理論上可以提供食品安全管理的透明性和可追溯性，但在實際應(yīng)用中涉及系統(tǒng)的搭建、維護(hù)、升級等一系列過程，需要大量的投入和資源。特別是對于小規(guī)模的參與者來說，承擔(dān)這些成本可能不切實際。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)的復(fù)雜性也需要相關(guān)人員具備高度的技術(shù)能力和培訓(xùn)，這增加了技術(shù)應(yīng)用的難度。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建區(qū)塊鏈的食品追溯系統(tǒng)

區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用包括以下方面。①區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是分布式賬本，所有參與者都可以共享和訪問相同的數(shù)據(jù)副本。在食品安全管理中，分布式賬本可以記錄食品的生產(chǎn)、加工、運輸和銷售等環(huán)節(jié)的信息，實現(xiàn)全程、透明追溯。每一次食品交易都會被記錄在區(qū)塊中，并通過密碼學(xué)算法鏈接形成不可篡改的數(shù)據(jù)鏈，確保數(shù)據(jù)的可靠性和真實性。②傳統(tǒng)的食品追溯系統(tǒng)依賴于中心化的機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和驗證，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)篡改和信息不對稱的問題。而區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特點可以消除單點故障，提高系統(tǒng)的安全性和可信度。參與區(qū)塊鏈的各方都可以通過共識算法驗證交易和記錄的準(zhǔn)確性，構(gòu)建信任機(jī)制，減少信息不對稱帶來的問題。③區(qū)塊鏈技術(shù)支持智能合約的執(zhí)行，這是一種自動執(zhí)行合同條款的計算機(jī)程序。在食品追溯中，智能合約可以設(shè)定特定的規(guī)則和條件，如產(chǎn)品生產(chǎn)日期、生產(chǎn)工藝、原材料來源等，當(dāng)這些條件得到滿足時，智能合約將自動執(zhí)行相應(yīng)的操作，實現(xiàn)自動化的追溯過程，提高追溯效率和準(zhǔn)確性。

構(gòu)建區(qū)塊鏈的食品追溯系統(tǒng)的步驟如下。①確定參與食品追溯系統(tǒng)的各方，包括生產(chǎn)商、供應(yīng)商、分銷商、零售商和消費者等。每個參與方都將成為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，共同構(gòu)建食品追溯系統(tǒng)。②確定需要記錄的食品信息和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括生產(chǎn)日期、批次號、原材料來源、加工工藝等。制定統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的一致性和可比性。③搭建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，選擇合適的區(qū)塊鏈平臺或構(gòu)建自有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性、可擴(kuò)展性和性能。④各參與方在食品生產(chǎn)、加工、運輸和銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并通過共識算法驗證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。每次交易都會被記錄在區(qū)塊中，形成不可篡改的數(shù)據(jù)鏈[3]。

3.2 全程信息記錄和公開透明的數(shù)據(jù)共享

區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用包括以下內(nèi)容。①區(qū)塊鏈技術(shù)通過分布式賬本的特性，可以實現(xiàn)對食品生產(chǎn)、加工、運輸和銷售等環(huán)節(jié)的全程信息記錄。每一步的操作和交易都會被記錄在區(qū)塊鏈上，形成不可篡改的數(shù)據(jù)鏈。生產(chǎn)商、供應(yīng)商、分銷商和零售商等各參與方都可以共享和訪問相同的數(shù)據(jù)副本，確保信息的一致性和真實性。②區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化和共識機(jī)制保證了數(shù)據(jù)的公開透明。所有參與者都可以通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)查看和驗證交易數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)的修改需要經(jīng)過共識算法的驗證。這種機(jī)制確保了數(shù)據(jù)的可信度和公正性，消除了傳統(tǒng)食品追溯系統(tǒng)中信息不對稱和數(shù)據(jù)篡改的問題。

實現(xiàn)全程信息記錄和公開透明的數(shù)據(jù)共享的關(guān)鍵步驟如下。①確定參與食品安全管理的各方，并進(jìn)行身份驗證構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，即選擇合適的區(qū)塊鏈平臺或構(gòu)建自有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性、可擴(kuò)展性和性能，以滿足全程信息記錄和公開透明的需求。②利用智能合約技術(shù)，設(shè)置規(guī)則和條件，自動監(jiān)測和執(zhí)行合規(guī)性要求。例如，可以設(shè)定溫度，超過安全標(biāo)準(zhǔn)時自動發(fā)出警報，或者在食品出現(xiàn)質(zhì)量問題時，根據(jù)合約條件自動追溯和召回相關(guān)批次的產(chǎn)品。③確保公開透明的信息共享，同時又保護(hù)數(shù)據(jù)的隱私性。參與者可以查看所有與食品相關(guān)的數(shù)據(jù)，但只能通過密鑰或權(quán)限訪問特定信息，從而確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。區(qū)塊鏈的不可篡改性保證了數(shù)據(jù)的可信度，消費者可以放心查閱食品的溯源信息，增強(qiáng)對食品的信任[4]。

3.3 自動執(zhí)行智能合約的合規(guī)性規(guī)則

智能合約是一種自動執(zhí)行合約條款的計算機(jī)程序，它以區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)平臺，通過編碼和執(zhí)行合約規(guī)則，實現(xiàn)參與方之間的信任和交互。在食品安全管理中，智能合約可以發(fā)揮以下作用。①智能合約可以將食品安全管理的合規(guī)性規(guī)則以代碼形式編寫，并自動執(zhí)行。合規(guī)性規(guī)則可以包括生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測要求、運輸條件等，通過智能合約的自動化執(zhí)行，可以確保各參與方在食品生產(chǎn)、加工、運輸和銷售等環(huán)節(jié)中遵守規(guī)定的合規(guī)性規(guī)則，降低違規(guī)操作的風(fēng)險。②智能合約可以與區(qū)塊鏈上存儲的食品追溯數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，具有數(shù)據(jù)驗證和溯源功能。通過智能合約的編程，可以實現(xiàn)對食品追溯數(shù)據(jù)的驗證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。同時，可以根據(jù)溯源數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯查詢，快速定位問題源頭，采取相應(yīng)的措施，加強(qiáng)食品安全管理的監(jiān)督和控制。③智能合約可以設(shè)定預(yù)警條件，一旦發(fā)現(xiàn)食品安全問題或違規(guī)行為，即可自動觸發(fā)警報和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。通過智能合約的自動化執(zhí)行，可以及時發(fā)現(xiàn)和處理食品安全問題，減少風(fēng)險的擴(kuò)大和損失的發(fā)生。

實現(xiàn)智能合約的合規(guī)性規(guī)則中，自動化執(zhí)行的關(guān)鍵步驟包括以下內(nèi)容。①在食品安全管理中，確定需要遵守的合規(guī)性規(guī)則，包括法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量要求等。這些規(guī)則應(yīng)當(dāng)被具體化為可執(zhí)行的條件和操作。②將確定的合規(guī)性規(guī)則轉(zhuǎn)化為智能合約的代碼邏輯。智能合約應(yīng)能夠根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)和條件進(jìn)行判斷，并根據(jù)規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的操作。編寫智能合約需要確保代碼的準(zhǔn)確性、安全性和可靠性。

鏈接追溯數(shù)據(jù)和智能合約是將食品追溯數(shù)據(jù)與智能合約進(jìn)行關(guān)聯(lián)。智能合約可以通過查詢追溯數(shù)據(jù)的狀態(tài)和信息，判斷是否符合合規(guī)性規(guī)則。追溯數(shù)據(jù)應(yīng)以可靠的方式上鏈，并確保數(shù)據(jù)的真實性和完整性。在智能合約中設(shè)定觸發(fā)條件，一旦檢測到不符合合規(guī)性規(guī)則的情況，自動觸發(fā)警報機(jī)制，如設(shè)定閾值、時間戳、數(shù)據(jù)對比等方式進(jìn)行觸發(fā)條件的設(shè)定。警報機(jī)制可以通過消息通知、郵件提醒等方式實現(xiàn)，并及時通知相關(guān)參與方[5]。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用注意事項

①建立適合的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)之前，需要針對食品安全管理的特點建立適合的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。這個系統(tǒng)應(yīng)該能夠確保數(shù)據(jù)的可信性、完整性和不可篡改性，并能夠高效地存儲和共享數(shù)據(jù)。同時，還需要考慮隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)權(quán)限管理等問題。②確保數(shù)據(jù)的真實性和可追溯性。區(qū)塊鏈技術(shù)可以確保食品信息的真實性和可追溯性，但需要注意數(shù)據(jù)的錄入和驗證環(huán)節(jié)。應(yīng)該確保食品信息的錄入者和驗證者的身份真實可信，并且要建立有效的監(jiān)管機(jī)制。③強(qiáng)化信息共享和協(xié)作。區(qū)塊鏈技術(shù)可以促進(jìn)食品安全管理部門、生產(chǎn)企業(yè)、供應(yīng)商和消費者之間的信息共享和協(xié)作。但要注意協(xié)作機(jī)制的建立和信息共享的安全性，確保各方的合法權(quán)益和數(shù)據(jù)的安全。

5 結(jié)語

綜上所述，區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用潛力巨大，為實現(xiàn)全程信息記錄和公開透明的數(shù)據(jù)共享提供了創(chuàng)新的解決方案。通過構(gòu)建食品追溯系統(tǒng)并自動執(zhí)行智能合約的合規(guī)性規(guī)則，可以有效提高食品安全管理的效率和準(zhǔn)確性。然而，要實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理中的廣泛應(yīng)用，還需要解決技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、隱私保護(hù)和參與方的合作等方面的問題。各界應(yīng)加強(qiáng)合作與交流，共同推動區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全管理領(lǐng)域的發(fā)展。