基于區(qū)塊鏈技術(shù)的果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系研究

食品安全關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。我國(guó)作為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，“舌尖上的安全”成為各領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。果蔬農(nóng)產(chǎn)品是農(nóng)產(chǎn)品的核心組成部分。農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，因農(nóng)產(chǎn)品污染、農(nóng)藥殘留、重金屬超標(biāo)導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題頻發(fā)。構(gòu)建完善的果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系是保障該產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵，它能夠精確追蹤從生產(chǎn)到銷售之間的各環(huán)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以迅速定位并采取措施，避免大規(guī)模銷毀。因此，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建完善的果蔬農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系，確保果蔬農(nóng)產(chǎn)品從田間到餐桌的每一環(huán)節(jié)都可追溯。

1.我國(guó)果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題現(xiàn)狀

1.1 果蔬農(nóng)產(chǎn)品信息不對(duì)稱

近年來(lái)，我國(guó)精神文明發(fā)展的速度跟不上經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題頻發(fā)。果蔬農(nóng)產(chǎn)品的信息不對(duì)稱是這些安全問(wèn)題的原因之一，導(dǎo)致信息不對(duì)稱的源頭則在于大量信息掌握在果蔬農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)商和中間流通商手上，存在隱瞞大量可造假產(chǎn)品信息不對(duì)外公布的情況。這種情況下，消費(fèi)者無(wú)法追溯果蔬農(nóng)產(chǎn)品信息，這不僅侵害了消費(fèi)者的權(quán)益，更對(duì)整個(gè)果蔬農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生影響。因此，全面、透明地公示果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全信息，是保障食品安全關(guān)鍵措施。

1.2 原料信息填寫不準(zhǔn)確

除了供貨商隱瞞不報(bào)外，由于信息是人工錄入，果蔬農(nóng)產(chǎn)品原料地填寫的原料信息不夠準(zhǔn)確，果蔬農(nóng)產(chǎn)品信息溯源會(huì)因?yàn)檎也坏綔?zhǔn)確信息而中斷。以蔬菜為例，許多蔬菜在進(jìn)行殺蟲后，沒有對(duì)殺蟲劑的具體型號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，導(dǎo)致蔬菜溯源信息不準(zhǔn)確。原料信息填寫不準(zhǔn)確，不僅影響蔬菜信息溯源，也可能導(dǎo)致后續(xù)加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。而對(duì)于食品監(jiān)督部門，在追查事故問(wèn)題時(shí)也會(huì)由于原料信息填寫不準(zhǔn)確而無(wú)法追責(zé)。因此，準(zhǔn)確填寫原料信息對(duì)于果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源是的一個(gè)必要條件。

1.3 產(chǎn)品信息被篡改

在整個(gè)果蔬農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，從生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)戒N售全部過(guò)程信息的真實(shí)性至關(guān)重要。為了自己的安全，消費(fèi)者在采購(gòu)產(chǎn)品的時(shí)候都會(huì)查看產(chǎn)品相關(guān)信息。如果看到的信息都是篡改過(guò)假的信息，食品安全將面臨巨大的誠(chéng)信危機(jī)。目前，一些不法商家為牟取短期利益，減少果蔬農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本，不惜鋌而走險(xiǎn)，對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行篡改。例如，生產(chǎn)日期就是非常重要的信息，某些不法商家篡改生產(chǎn)日期再銷售，若時(shí)間遭遇篡改，則會(huì)影響果蔬農(nóng)產(chǎn)品的貨架期。消費(fèi)者購(gòu)買保質(zhì)期內(nèi)的產(chǎn)品很可能是篡改了時(shí)間的過(guò)期產(chǎn)品，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的健康。

因此，如何避免生產(chǎn)、銷售等信息只掌握在生產(chǎn)商和中間流通商手中，防止不良廠商私自篡改，對(duì)于果蔬農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要。

2. 區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N塊鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)、防篡改、安全可靠的去中心化分布式賬本。這種分布式賬本在比特幣、物聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1 去中心化特性

區(qū)塊鏈技術(shù)是由無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的共享分布式賬本。鏈上記錄的信息在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上都有備份，通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)端口可對(duì)這些節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行查詢。區(qū)塊鏈技術(shù)通過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)組合的方式，實(shí)現(xiàn)了信息的全面?zhèn)浞菖c高效查詢，從而打破了傳統(tǒng)中心化管理的模式。各參與實(shí)體一起維護(hù)這一分布式賬本，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的即時(shí)訪問(wèn)與共享。在果蔬農(nóng)產(chǎn)品信息溯源中，區(qū)塊鏈技術(shù)以獨(dú)特的去中心化特性，有效解決了果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源的難題。

2.2 防篡改性

在傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)中，由于節(jié)點(diǎn)之間沒有信任機(jī)制，容易受到惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)被篡改。區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)了一種共識(shí)算法機(jī)制，該機(jī)制能夠在多個(gè)不可靠節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)一致性。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)是由網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)共同驗(yàn)證和確認(rèn)的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要通過(guò)一定的算法來(lái)競(jìng)爭(zhēng)打包區(qū)塊的權(quán)利。想要修改區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)必須攻擊至少51%的節(jié)點(diǎn)，或者至少51%的節(jié)點(diǎn)認(rèn)同修改這一數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)。因此，篡改區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)難度極大，安全性。

2.3 可追溯性

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由多個(gè)區(qū)塊組成的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)區(qū)塊的區(qū)塊頭中都嵌入了前一個(gè)區(qū)塊的哈希值。此外，每個(gè)區(qū)塊都包含了Merkle樹結(jié)構(gòu)與唯一的時(shí)間戳標(biāo)識(shí)。通過(guò)利用Merkle樹結(jié)構(gòu)和時(shí)間戳以及各區(qū)塊之間的聯(lián)系，可以對(duì)區(qū)塊信息進(jìn)行可靠的追溯。因此，區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)源頭的追溯，為溯源領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新全新的思路。

3.構(gòu)建基于區(qū)塊鏈果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系

區(qū)塊鏈技術(shù)具備了去中心化、防篡改、公開透明性等優(yōu)勢(shì)，能夠在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中建立安全可靠的信息存儲(chǔ)和交換。發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)這些優(yōu)勢(shì)可以解決當(dāng)前果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源的難題。把區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源中，構(gòu)建區(qū)塊鏈果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系是關(guān)鍵。

圖1是基于區(qū)塊鏈的果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系框架。

在種植與生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，借助先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)果蔬農(nóng)產(chǎn)品的種植、生長(zhǎng)加工情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這一過(guò)程中，完整記錄農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)時(shí)的各項(xiàng)環(huán)境條件、農(nóng)藥化肥使用情況、加工工藝等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。為確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性與不可篡改性，把實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈中。所有參與溯源數(shù)據(jù)的主體（包括企業(yè)、監(jiān)管單位、消費(fèi)者）只有查看的權(quán)限，不能修改數(shù)據(jù)。

在存儲(chǔ)運(yùn)輸環(huán)節(jié)，已完成生產(chǎn)加工的果蔬農(nóng)產(chǎn)品需要統(tǒng)一存儲(chǔ)后，再運(yùn)輸?shù)绞袌?chǎng)銷售。在存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)環(huán)境、運(yùn)輸路徑、產(chǎn)品入庫(kù)等信息，并將這些信息實(shí)時(shí)上傳到區(qū)塊鏈中。通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠準(zhǔn)確追溯果蔬農(nóng)產(chǎn)品的相關(guān)信息，確保每一環(huán)節(jié)的信息都可追溯。

在最后的銷售環(huán)節(jié)，每一份果蔬農(nóng)產(chǎn)品都會(huì)賦予一個(gè)的二維碼。二維碼記錄了果蔬農(nóng)產(chǎn)品從種植到銷售過(guò)程的全部數(shù)據(jù)。消費(fèi)者只需掃描二維碼，便能夠獲取果蔬農(nóng)產(chǎn)品的全部的真實(shí)信息。消費(fèi)者根據(jù)自己的需要查看相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

4. 提出基于區(qū)塊鏈的果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系建議

區(qū)塊鏈以其不可篡改、分布式、去中心化的特點(diǎn)，在果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全溯源領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。然而，果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系涉及多學(xué)科交叉、多角色協(xié)同與多方面監(jiān)管。在此背景下，提出以下建議。

4.1 健全果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源安全體系

為推進(jìn)果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全體系良好發(fā)展、加快區(qū)塊鏈技術(shù)在果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源中的應(yīng)用，采取重點(diǎn)企業(yè)試點(diǎn)與一般企業(yè)跟進(jìn)的策略。以果蔬農(nóng)產(chǎn)品的當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)為突破口，大力推動(dòng)其率先采納區(qū)塊鏈溯源技術(shù)，以此形成示范效應(yīng)，進(jìn)而引領(lǐng)并帶動(dòng)一般企業(yè)積極跟進(jìn)，健全果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系。同時(shí)聯(lián)合農(nóng)業(yè)監(jiān)管部門與市場(chǎng)監(jiān)管部門，共同組建專門的果蔬農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管工作小組，以實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管工作的統(tǒng)一指揮與協(xié)調(diào)。此舉旨在有效避免多頭監(jiān)管、多部門監(jiān)管以及多段監(jiān)管等問(wèn)題的出現(xiàn)，確保監(jiān)管工作的高效與有序。

4.2 完善果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源標(biāo)準(zhǔn)

果蔬農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)當(dāng)盡快形成溯源體系統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系的應(yīng)用，使該產(chǎn)品的溯源信息在全網(wǎng)具有一致性。各企業(yè)、農(nóng)戶、散戶等在使用基于區(qū)塊鏈技術(shù)的果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系時(shí)，用一種數(shù)據(jù)格式就可以完成所有數(shù)據(jù)信息的同步上傳，不需學(xué)習(xí)更多繁雜的操作技術(shù)。這為果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系中的數(shù)據(jù)信息管理提供了便捷，進(jìn)一步推動(dòng)了果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系的構(gòu)建、應(yīng)用以及推廣。

4.3 促進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合

區(qū)塊鏈技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠彌補(bǔ)當(dāng)前果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系的不足。現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入依賴人工，缺乏自動(dòng)化監(jiān)控手段。通過(guò)與融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行融合實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與傳輸。區(qū)塊鏈的溯源由多方參與，溯源的每個(gè)環(huán)節(jié)都是一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)為各個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如傳感器、攝像頭等硬件設(shè)備，采集果蔬農(nóng)產(chǎn)品環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生長(zhǎng)視頻和蟲情災(zāi)害等信息，能夠?qū)崟r(shí)掌握果蔬農(nóng)產(chǎn)品的各類數(shù)據(jù)。且所有數(shù)據(jù)在采集后可直接導(dǎo)入?yún)^(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)中，避免了人為操作的可能性，從源頭上保證了數(shù)據(jù)的精確性和實(shí)時(shí)性。這種深度融合將提升果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源的效率和準(zhǔn)確性，從而更好地服務(wù)于果蔬農(nóng)產(chǎn)品的溯源體系。

結(jié)語(yǔ)

在區(qū)塊鏈技術(shù)快速發(fā)展的背景下，本文對(duì)果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系進(jìn)行了分析研究。區(qū)塊鏈技術(shù)以其獨(dú)特的去中心和不可篡改的特點(diǎn)，為果蔬農(nóng)產(chǎn)品的溯源體系提供了技術(shù)保障。該體系對(duì)果蔬農(nóng)產(chǎn)品全流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與精準(zhǔn)溯源，提高果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防控能力。同時(shí)，本文進(jìn)一步提出構(gòu)建果蔬農(nóng)產(chǎn)品安全體系的相關(guān)建議，為我國(guó)果蔬農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)和健康發(fā)展提供一個(gè)新的思路。

基金項(xiàng)目

吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院2021年校級(jí)自然科學(xué)項(xiàng)目《區(qū)塊鏈技術(shù)在果蔬農(nóng)產(chǎn)品溯源體系中的應(yīng)用研究》（項(xiàng)目編號(hào)：21KX103）（項(xiàng)目類別：一般項(xiàng)目）。

作者簡(jiǎn)介

彭勝喜（1989-），男，漢族，寧波大學(xué)碩士，助教；研究方向：電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)。