區(qū)塊鏈技術(shù)在食品溯源體系中的應(yīng)用

于 堅，孫嘉笛，紀(jì) 劍，孫秀蘭

（江南大學(xué)，江蘇無錫 214100）

近年來，食品安全事故、安全問題頻繁發(fā)生，其中較為著名的例如：“僵尸肉事件”、“餓了么黑作坊”、“2016年寧波進(jìn)口餅干大腸桿菌超標(biāo)”等事件。這些食品安全事故使得消費者的生命健康安全受到重大威脅，也使得公眾對食品質(zhì)量的要求不斷提高。因此保證食品的安全，對國民生命健康、社會和諧發(fā)展具有非常重大的意義[1]。

在區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用方面，鄭曉茹[2]認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)可以滿足食品安全監(jiān)管可追溯體系構(gòu)建的需求。區(qū)塊鏈具有一定的開放性、需要對信息批量維護(hù)、信息不可被修改和減少集中化。區(qū)塊鏈技術(shù)可以利用其特殊的存儲方式、加密性的計算方法等較為有效地解決傳統(tǒng)的食品溯源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中化與容易被修改等不足之處。

并且，區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造性地利用一種共同參與者會承認(rèn)的機制將食品供應(yīng)鏈中參與的人員共同加入到對食品產(chǎn)業(yè)的溯源體系之中。消費者與食品生產(chǎn)加工企業(yè)也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷囊环N不僅僅是傳統(tǒng)的購買和販賣的傳統(tǒng)商業(yè)關(guān)系，更是戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系[2]。

1 食品供應(yīng)鏈安全問題現(xiàn)狀

1.1 食品安全信息不對稱

目前，在食品行業(yè)方面出現(xiàn)的安全問題不斷增加。究其原因，是食品行業(yè)存在食品安全信息不夠全面所導(dǎo)致的。問題的主要體現(xiàn)方面是在：食品的原料產(chǎn)地、食品的生產(chǎn)加工企業(yè)、食品安全監(jiān)管企業(yè)和消費者等，所能夠獲得的信息數(shù)量并不相等。

食品監(jiān)管部門對于這些信息的追查力度極為有限，其原因是食品安全信息的不對稱，而造成信息不對稱的源頭在于食品生產(chǎn)企業(yè)控制食品生產(chǎn)信息的公開展示與查驗。只有當(dāng)食品原料生產(chǎn)商、食品生產(chǎn)加工商、食品銷售商以及食品安全監(jiān)督單位和消費者所擁有的信息量較為對稱時，與食品安全相關(guān)的信息才能夠做到完全公開[3]。

由于大量信息被食品的供應(yīng)商與中間的經(jīng)銷商所掌握，并且存在供應(yīng)商與經(jīng)銷商將大量可以造假的食品信息進(jìn)行隱瞞，不對外界公布。因此，食品供應(yīng)商不對社會公眾進(jìn)行相應(yīng)的食品信息公布是造成食品安全信息擁有量不同的重要因素。食品供應(yīng)商所擁有的食品安全信息是指涵蓋食品安全所有屬性的相關(guān)信息，也就是說可能會涉及質(zhì)量、衛(wèi)生、營養(yǎng)等安全因素的來源，以及包含目前和未來的食品加工信息[3]。

從過去對食品安全信息追溯的落實過程看，食品安全信息是由食品生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)標(biāo)識的食品上的標(biāo)簽信息、食品進(jìn)貨檢查記錄、出廠檢查記錄、食品安全自檢報告、責(zé)任分類檔案等相關(guān)信息[4]。如果食品供應(yīng)商不選擇對食品監(jiān)督行業(yè)進(jìn)行信息的公示，那么對于食品的生產(chǎn)質(zhì)量，食品安全監(jiān)督行業(yè)將無法對這些重要信息進(jìn)行溯源與追查。

1.2 原料信息填寫不準(zhǔn)確

食品安全信息不完整除了食品供應(yīng)商的隱瞞之外，還與食品原料地所提供的食品原料信息不夠準(zhǔn)確有關(guān)。“食品安全”一般來說會涉及質(zhì)量安全、衛(wèi)生安全和營養(yǎng)安全三方面。其中質(zhì)量安全更加側(cè)重于保證食品本身的使用價值；衛(wèi)生安全則注重食品從生產(chǎn)到銷售的過程；營養(yǎng)安全簡單來說則是強調(diào)滿足特殊群體對食品營養(yǎng)的需求，保證國民的均衡膳食，防止因營養(yǎng)不良或不均衡而出現(xiàn)各種疾病及特定人群出現(xiàn)對過敏性營養(yǎng)成分的應(yīng)激性反應(yīng)[4]。

原料是食品最重要的部分。食品的原料是否安全直接影響著食品本身的安全。當(dāng)食品的原料信息出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況時，對于食品安全事故的追究難度將非常的大，會將食品安全的追溯引入錯誤的道路。以糧食作物為例，使用的有機肥料的種類填寫常常不夠準(zhǔn)確，許多糧食作物在進(jìn)行有機肥料的使用后，不對使用的肥料種類名稱進(jìn)行標(biāo)注，造成糧食安全信息的不完善。此外，若對輔助糧食的化肥農(nóng)藥反饋不準(zhǔn)確，則會造成食品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，對消費者的生命安全造成巨大的威脅，并且食品監(jiān)督行業(yè)追查也將面臨很大的困難。目前原料信息不準(zhǔn)確這主要原因有[5]：1. 各食品生產(chǎn)企業(yè)自身實力不同，無法做到對各種信息的掌握；2. 食品生產(chǎn)企業(yè)為減少成本，采用的原料信息不能如實、及時的填報，或采用虛假的信息；3. 食品監(jiān)管部門缺少對食品信息填報的嚴(yán)格的審核。

1.3 生產(chǎn)銷售信息被篡改

在食品供應(yīng)鏈中，食品生產(chǎn)銷售企業(yè)也扮演著十分重要的角色。但同時，食品生產(chǎn)企業(yè)從食品原料產(chǎn)地采購、食品銷售企業(yè)從食品生產(chǎn)商處進(jìn)行的采購時間也是影響食品安全的重要一環(huán)[5]。記錄正確的食品原料、食品成品的時間相當(dāng)?shù)闹匾Ｈ魰r間遭遇篡改，則會影響食品的貨架期。消費者在毫不知情的情況下很有可能購買到超出保質(zhì)期的低劣食品產(chǎn)品，從而造成對消費者身體健康的損害[6]。目前少量的不法商家希望減少食品生產(chǎn)成本，提高盈利，從而采購或銷售非正常生產(chǎn)時間的原料與成品，并私自篡改采購或銷售的時間，造成生產(chǎn)質(zhì)量的下降與食品安全的隱患。因此，如何正確地記錄采購時間，并防止不良生產(chǎn)企業(yè)的私自篡改，對于食品行業(yè)的健康發(fā)展極為重要。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)概念

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N常用的分布式賬本類型的技術(shù)，具有記錄能力強、食品信息獲取后即時上傳等技術(shù)特點。通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息一體化，使供應(yīng)鏈上各企業(yè)地位平等，推動信息在供應(yīng)鏈中高效、流暢的傳遞，并可以促進(jìn)生產(chǎn)信息公開，減少信息的中心化帶來的信任問題。同時區(qū)塊鏈?zhǔn)构?yīng)鏈上信息交互數(shù)字化存儲，通過智能合約技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的核查、校驗，使用數(shù)字簽名和加密等相關(guān)技術(shù)，使數(shù)據(jù)的傳輸更加安全高效，保障信息安全可信[6]。

目前食品行業(yè)區(qū)塊鏈運用最為廣泛的方面，是食品生產(chǎn)中的溯源體系。各國的政府、相關(guān)企業(yè)甚至構(gòu)建了自己的供應(yīng)鏈信息監(jiān)管體系。如果通過將溯源體系納入法律體系，構(gòu)建統(tǒng)一的追蹤溯源標(biāo)識碼，利用電子標(biāo)簽技術(shù)、射頻識別信息、二維碼制定、物聯(lián)網(wǎng)利用等對供應(yīng)鏈上信息進(jìn)行追蹤[6]。

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)分類

2.2.1 公有區(qū)塊鏈 公有區(qū)塊鏈（Public Blockchains）針對于系統(tǒng)中所有實體類型的用戶開放，可由任意信息點加入。公有區(qū)塊鏈?zhǔn)悄壳耙阎陌l(fā)展較早的區(qū)塊鏈技術(shù)，也是目前來說應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)。比特幣是區(qū)塊鏈的應(yīng)用之一。比特幣作為公有鏈的一個完美應(yīng)用，充分體現(xiàn)了公有鏈的完全去中心化特點，同時任何節(jié)點的實體用戶可以進(jìn)行交易和讀取信息，也可以參與鏈上交易的確認(rèn)與共識。公有鏈主要具有以下特點[6]：a.公有鏈開發(fā)者不能干涉用戶，實體用戶在公有鏈中的權(quán)益可以得到保障；b.數(shù)據(jù)公開、透明，用戶可查看鏈上賬戶的交易或者信息交換活動；c.匿名性，保障鏈上用戶的身份隱私。

2.2.2 私有區(qū)塊鏈 私有區(qū)塊鏈（Private Blockchains）是指一種僅使用區(qū)塊鏈的總賬功能對個人、私有集體等對象的信息傳遞進(jìn)行記錄的技術(shù)。個人或私有集體將獨自享有對該區(qū)塊鏈的寫入權(quán)限，與其他的分布式存儲方案區(qū)別較小。

私有區(qū)塊鏈技術(shù)可以方便于各個部門進(jìn)行審核統(tǒng)計，不可以更改記錄和集中化管理的特點，符合對隱私數(shù)據(jù)的審核特點等對數(shù)據(jù)安全的要求，正在越來越多地被用于對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的保護(hù)之中[7]。當(dāng)前多元化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方法存在數(shù)據(jù)加密難度高和效果較差的問題，需要不斷研究與優(yōu)化對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方式[7]。

2.2.3 聯(lián)盟（聯(lián)合）區(qū)塊鏈 所謂的聯(lián)盟區(qū)塊鏈（Consortium Blockchains）是一種與公有區(qū)塊鏈形式類似，只針對于某一大型聯(lián)合集體或特定組織開放（醫(yī)院、政府機關(guān)等）的技術(shù)。此類區(qū)塊鏈一般用于某一特定的行業(yè)的整體性信息傳遞與儲存?？梢源_保用戶身份隱匿。通過劃分基礎(chǔ)域和互聯(lián)域?qū)崿F(xiàn)中心化身份認(rèn)證和去中心化交易[8]。對身份認(rèn)證，根據(jù)基于Merkle樹的雙因素認(rèn)證方案，實現(xiàn)各節(jié)點身份與消息的去耦[8]。

2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性分析

區(qū)塊鏈技術(shù)以其高效、流暢的信息傳遞而備受食品行業(yè)的關(guān)注與青睞。針對食品信息不對稱的問題，區(qū)塊鏈技術(shù)可以將不同種類的信息進(jìn)行分類整合。從食品的原料開始對食品的情況進(jìn)行記錄，并且由于區(qū)塊鏈技術(shù)本身的不可更改性，該記錄不可以被更改，可以減少食品信息被人為篡改的情況[8]。在食品生產(chǎn)完成后，食品監(jiān)管部門與消費者可通過掃描食品二維碼或者食品信息的查詢平臺從而對食品的生產(chǎn)、銷售、物流等信息進(jìn)行查詢。

此外，利用區(qū)塊鏈技術(shù)來構(gòu)建食品溯源體系還將涉及信任度高低的相關(guān)問題。由于區(qū)塊鏈中對數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、交易、流轉(zhuǎn)、計算、分析、應(yīng)用等中間過程全程留痕，因此數(shù)據(jù)質(zhì)量具有前所未有的強信任力，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的分析效果、挖掘質(zhì)量等都有保證[9]。

同時，由于如今計算機技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得信息傳遞逐漸變?yōu)椤熬€上模式”[9]。區(qū)塊鏈技術(shù)是依托于計算機技術(shù)而存在的，利用計算機技術(shù)可以為區(qū)塊鏈設(shè)計大型的數(shù)據(jù)庫以及線上訪問平臺。還可以通過開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用軟件（APP）來方便與消費者和食品監(jiān)管部門對食品安全信息進(jìn)行查驗[10]。

3 區(qū)塊鏈與食品供應(yīng)鏈溯源體系建設(shè)

3.1 糧食產(chǎn)品溯源體系

為了更好地讓區(qū)塊鏈技術(shù)適應(yīng)于糧食產(chǎn)品溯源體系的建設(shè)，謝江濤[3]設(shè)計了一款建立在區(qū)塊鏈技術(shù)上的糧食產(chǎn)品供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)在原有的基礎(chǔ)上對糧食產(chǎn)品供應(yīng)鏈的追溯方案進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，并且在追溯方案優(yōu)化后的系統(tǒng)上引入了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫概念，從而對糧食產(chǎn)品流通進(jìn)行追溯[10]。設(shè)計這款系統(tǒng)可實現(xiàn)對糧食產(chǎn)品供應(yīng)的追溯、溯源信息查閱、對糧食產(chǎn)品生產(chǎn)單位進(jìn)行登記、對糧食產(chǎn)品收貨單位進(jìn)行登記、相關(guān)參與者的注冊與登錄，以及他們的身份認(rèn)證等功能[11]。

從傳統(tǒng)的糧食產(chǎn)品溯源系統(tǒng)來看，數(shù)據(jù)的集中存儲所帶來的開發(fā)方式、溯源流程可能會出現(xiàn)目標(biāo)的追溯結(jié)果真實性不斷降低、溯源系統(tǒng)本身的靈活性被弱化等問題[11]。為此，王志鏵等[10]提出一種基于區(qū)塊鏈的糧食產(chǎn)品可信溯源解決方案。這項設(shè)計應(yīng)用環(huán)節(jié)對應(yīng)賬本的智能溯源機制，保證設(shè)計可以較好地適應(yīng)現(xiàn)實中未知的生產(chǎn)狀況；此外，把“超級賬本技術(shù)”作為區(qū)塊鏈的應(yīng)用手段，分布逐層地加密存儲過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，保證追溯結(jié)果的真實性達(dá)到較高的水平。最后分析該產(chǎn)業(yè)鏈的各階段產(chǎn)品各自的對應(yīng)關(guān)系后，進(jìn)一步確定溯源對象所具有的粒度大小和數(shù)據(jù)內(nèi)容的文件格式，完成了柔性溯源。

但是，如果想要將利用區(qū)塊鏈技術(shù)在糧食產(chǎn)品溯源體系中發(fā)揮更大的作用，依舊需要一些新的方法。根據(jù)孫俊等[11]的研究，追溯系統(tǒng)中需要建立相應(yīng)的中央數(shù)據(jù)庫。糧食產(chǎn)品從生產(chǎn)、加工、銷售等各個環(huán)節(jié)中采集到的必要數(shù)據(jù)需要上傳至中央數(shù)據(jù)庫并與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，中央數(shù)據(jù)庫可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式梳理。但是，由于數(shù)據(jù)眾多，驗證過程繁雜，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)如有錯誤也無法及時有效的檢測出來[12]。因此，生產(chǎn)、加工、銷售等與糧食產(chǎn)品相關(guān)的各個主體可以作為不同的區(qū)域級，分別擁有各自的數(shù)據(jù)庫，并自行對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理[12]。

3.2 藥食兩用食品溯源體系

在醫(yī)藥行業(yè)中，存在許多藥食同源類別的中草藥，這些藥食兩用的中草藥也多應(yīng)用于食品行業(yè)，在生產(chǎn)它們的相關(guān)產(chǎn)品時有可能會產(chǎn)生一定的安全問題。為了避免這類事件的發(fā)生，許多人開始考慮在藥食兩用食品的生產(chǎn)供應(yīng)鏈中也采用溯源體系[13]。

目前來說，藥食兩用食品的溯源系統(tǒng)存在著諸多問題，例如：數(shù)據(jù)復(fù)雜、存儲空間少，以及出現(xiàn)虛假的生產(chǎn)信息等等。這些問題，正不斷損害著藥食兩用食品的生產(chǎn)供應(yīng)市場的健康發(fā)展。為了應(yīng)對目前藥食兩用的食品的防偽溯源系統(tǒng)中存在的漏洞，禹忠等[12]提出了一種基于區(qū)塊鏈的藥食兩用食品類別的防偽溯源系統(tǒng)。這種系統(tǒng)同樣是在超級賬本（Hyperledger）的Fabric區(qū)塊鏈技術(shù)平臺上進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)環(huán)境配置有醫(yī)藥廠、經(jīng)銷商、醫(yī)院3種組織，應(yīng)用了Go語言的開發(fā)代碼，采用Node.js等程序來進(jìn)行客戶端程序的編輯，并結(jié)合代碼中的該類食品溯源功能的“查詢”請求，通過證書認(rèn)證的用戶賬號可以實現(xiàn)藥品信息在網(wǎng)頁的查詢，且查詢響應(yīng)時間的平均延遲為22 ms。

此外，在藥食兩用食品傳統(tǒng)的溯源系統(tǒng)方面，也存在著一些十分重要的問題。傳統(tǒng)的藥食兩用食品溯源系統(tǒng)較為普遍采用的是集中化的數(shù)據(jù)庫（如MySQL、Oracle等），這種存儲方式在數(shù)據(jù)安全性和真實性等方面很大程度由數(shù)據(jù)的擁有者與開發(fā)者決定（圖1）。不管是源頭加工的企業(yè)，還是中間的物流、銷售商，甚至是政府的職能部門擁有和保存溯源鏈的核心數(shù)據(jù)，只要是流通上的利益相關(guān)者，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不利于某一方的數(shù)據(jù)時，很有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)偽造的情況。因此，傳統(tǒng)的溯源系統(tǒng)不管是系統(tǒng)流程、體系框架、隱私安全方面都很難得到消費者的信任[13]。為其中解決存在的不足，謝春輝等[13]設(shè)計了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的藥食同源的食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)。采用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建的中藥材溯源系統(tǒng)不僅能對中藥材從種子育苗、種植、加工、流通到交易5大環(huán)節(jié)的監(jiān)管記錄，還可以實現(xiàn)藥食同源類食品從源頭到消費者購買的全程監(jiān)督。保證了藥食同源類食品的生產(chǎn)、質(zhì)量的安全，促進(jìn)藥食同源類食品產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。此系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)的藥食同源類食品溯源系統(tǒng)存在的信息過度集中，數(shù)據(jù)的真實性較差和保密程度較低等問題，還具有信息管理性強并且無法被輕易修改等過人之處[13]。

圖1 食品溯源概念圖Fig.1 Concept map of food traceability

3.3 鮮冷食品溯源體系

隨著超市、購物中心在不斷地興起，在超市中銷售的鮮冷食品安全也逐漸引起了人們的關(guān)注。主要的關(guān)注點在于包裝肉類、海鮮、蔬菜等，這類食品不適宜長期儲藏，并且對供應(yīng)鏈得要求較高。如何保證超市食品的食品貨架期變得尤為重要，因此，一些大型超市例如沃爾瑪[14]，率先開始建立超市鮮冷食品溯源體系。在2019年6月25日，沃爾瑪聯(lián)合中國連鎖經(jīng)營協(xié)會在北京舉辦了2019全國關(guān)于食品溯源體系建設(shè)的研討會，啟動了沃爾瑪在中國地區(qū)區(qū)塊鏈的平臺，從而進(jìn)行監(jiān)督。目前已有23種不同商品完成了相關(guān)測試并進(jìn)入平臺[14]。另外，預(yù)計將于2019年的下半年，沃爾瑪?shù)钠脚_還將上線包括包裝肉類、果蔬、海鮮產(chǎn)品在內(nèi)的，超過100種的不同商品，進(jìn)而幫助沃爾瑪實現(xiàn)對全部商品溯源戰(zhàn)略。商店顧客可以通過掃描包裝的二維碼，進(jìn)一步了解商品供應(yīng)源頭的地理位置、物流時間、產(chǎn)品報告等必要的信息[14]。

對于區(qū)塊鏈技術(shù)在鮮冷食品方面的應(yīng)用，洪丹丹[15]對此問題進(jìn)行了深入探討。冷藏的技術(shù)雖然可以提高食品的保質(zhì)期，但是對冷藏技術(shù)的運用方式，相關(guān)廠商卻很難掌握。區(qū)塊鏈技術(shù)則可以將在冷藏保存中的各個時間點所具備的冷藏信息都能表達(dá)完整，生產(chǎn)商就可以對于食品銷售實行更加高效的管理[15]。

4 區(qū)塊鏈與食品摻假

根據(jù)國際食品法典委員會（CAC）提及對“食品溯源”的定義方式[15]：針對食品生產(chǎn)加工的環(huán)節(jié)中，可以追溯食品產(chǎn)業(yè)的運轉(zhuǎn)狀況，對食品原料的來源、應(yīng)用及其所在的地理位置，可以進(jìn)行追溯的能力。溯源系統(tǒng)的建立主要是為了針對查詢方對某一件食品產(chǎn)品的原料、生產(chǎn)、銷售以及物流的查找[16]。在建立了這樣的溯源系統(tǒng)后，消費者甚至可以精確到每一種產(chǎn)品的單個原料的產(chǎn)地的查詢，解決了消費者、企業(yè)、原料生產(chǎn)部門、監(jiān)管部門的信息，同時可以極大地避免虛假信息的混入[16]。目前，影響食品安全的主要方面除了食品安全信息以外，不法商家與食品生產(chǎn)企業(yè)的食品摻假問題也時刻威脅著食品行業(yè)的安全。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以對食品的摻假現(xiàn)象形成一定的遏制。

出現(xiàn)食品摻假現(xiàn)象的主要原因是食品生產(chǎn)商與食品的銷售商為了減少成本，選擇隱瞞或篡改部分信息，以用于使用不合格的食品原料或選擇銷售已經(jīng)超出了保質(zhì)期的食品。目前，食品監(jiān)管部門缺少對此類指標(biāo)的建立，存在信息的“灰色地帶”[17]。區(qū)塊鏈技術(shù)由于其擁有信息的不可更改的特點可以有效地防止這類事件的發(fā)生。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以相應(yīng)地開發(fā)一些食品真?zhèn)舞b別的應(yīng)用軟件來記錄食品原料的來源與生產(chǎn)日期以及上架日期等信息。消費者與食品監(jiān)管單位可掃描所印有的條形碼，獲得該食品所具有的食品生產(chǎn)、物流與銷售的信息[18]。

為保證供應(yīng)過程中的信息來源可靠以及信息可靠與擁有對等，許繼平等[18]提出使用區(qū)塊鏈技術(shù)，研究并提出的適用于糧油食品供應(yīng)鏈的雙模數(shù)據(jù)存儲機制和管理供應(yīng)鏈信息的智能合約，保證信息存儲和傳輸安全可信[18]。在此類技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于Hyperledger Fabric設(shè)計了一款用于糧油食品全供應(yīng)鏈信息安全管理原型系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)糧油食品全供應(yīng)鏈信息全采集、全查詢、全監(jiān)控、全追溯的目標(biāo)，為糧油質(zhì)量安全保障提供了一種新的解決思路和參考[19]。

“京東區(qū)塊鏈防偽追溯開放平臺”已經(jīng)接入多家品牌企業(yè)的生產(chǎn)車間。以牛肉為例，通過查詢追溯編碼可以查閱消費者所購買的牛肉，可以查詢到牛的來源、品種、喂養(yǎng)的飼料、產(chǎn)地檢疫證的號碼等信息[19]?？梢灶A(yù)見的是，流通領(lǐng)域的批發(fā)企業(yè)為了實現(xiàn)自身產(chǎn)品的品質(zhì)保障，可以將不斷反向要求生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)信息的可追溯性。像這種采用了區(qū)塊鏈的平臺不需要單純依靠政府的監(jiān)督，可以直接接受廣大消費者檢驗[20]。

最后可以利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗證，在農(nóng)產(chǎn)品最終被民眾購買后[20?21]，消費者可以通過現(xiàn)已開發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品上的RFID芯片，查詢該產(chǎn)品的生產(chǎn)地、采摘時間、農(nóng)藥肥料的使用情況、物流運輸?shù)染唧w情況，而且可以通過區(qū)塊鏈最后的交易地址信息，進(jìn)行核對查驗。通過比對獲得信息的文件數(shù)字簽名與區(qū)塊鏈上的簽名和時間記錄等是否一致，進(jìn)而確定該產(chǎn)品的信息是否被修改[21?22]。

5 區(qū)塊鏈與食品信息安全監(jiān)督

食品行業(yè)的信息魚龍混雜，如何做好對食品信息的合理管理也是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)中較為重要的一個問題。首先是對信息的存儲問題，需要食品監(jiān)管部門首先對食品生產(chǎn)類別與生產(chǎn)加工程度進(jìn)行細(xì)致的劃分與歸類，并對生產(chǎn)方式相同或相似的供應(yīng)鏈可采用統(tǒng)一的指標(biāo)，對于各個安全控制點也需要制定精確的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[22]。

同時可以開發(fā)一種區(qū)塊鏈的使用平臺，對于目前所生產(chǎn)的食品資料進(jìn)行錄入，并在信息傳遞時相關(guān)食品可采用一種信息流的傳遞路線。一方面可以確保任一有質(zhì)量安全隱患的被指定目標(biāo)強制退出市場,便于對有害食品實行“召回制度”。這樣使用的目的是為了保護(hù)消費者的權(quán)益,同時也對企業(yè)的違法行為進(jìn)行防范,防止企業(yè)有故意隱瞞的風(fēng)險,監(jiān)督企業(yè)采取必要的措施,將存在一定缺陷的產(chǎn)品對民眾造成的損害降到最低[22?23]。

此外，目前信息的傳遞需要使用代碼，但是各級生產(chǎn)單位所使用的信息代碼魚龍混雜，從而導(dǎo)致代碼的讀取出現(xiàn)極大的困難。當(dāng)代碼讀取出現(xiàn)困難時，信息傳遞就會出現(xiàn)阻隔，導(dǎo)致大量的信息滯留在少數(shù)人手中，從而導(dǎo)致消費者以及質(zhì)量檢查人員無法獲取正確和及時的信息。因此，需要一類統(tǒng)一的代碼對信息進(jìn)行加密可以有助于食品監(jiān)管部門與消費者對食品安全信息進(jìn)行查驗[24]。目前，有一種全球通用的代碼體系可以適用于此類情況。根據(jù)慕靜[19]的研究,可以采用中國物品編碼中心（Article Numbering Center of China）ANCC系統(tǒng)來作為統(tǒng)一的代碼體系（圖2）。中國物品編碼中心（Article Numbering Center of China）ANCC系統(tǒng)是一種全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化編碼體系，國際上稱為EAN.UCC系統(tǒng)，是對流通領(lǐng)域中所有的產(chǎn)品與服務(wù)，包括貿(mào)易項目、物流單元、供應(yīng)鏈中的各個節(jié)點，并為企業(yè)等提供獨有的標(biāo)志，所以用來實施信息的跟蹤較為合理[23,25]。

圖2 ANCC系統(tǒng)使用概念圖Fig.2 Concept map of ANCC system

6 未來展望

區(qū)塊鏈技術(shù)讓食品行業(yè)的發(fā)展達(dá)到了新高度，全新的技術(shù)與全新的理念促進(jìn)了食品行業(yè)的新的發(fā)展。在未來的食品行業(yè)發(fā)展中，當(dāng)線上技術(shù)不斷地完善，對于食品信息的追蹤將更加的精確[25?26]。

但是，區(qū)塊鏈技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用尚不夠成熟，需要改進(jìn)的問題仍然存在[27?29]。區(qū)塊鏈所具有的復(fù)雜程度較高，是可能涉及密碼學(xué)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種跨越多個領(lǐng)域的學(xué)科的集成體[1,30?31]。我國在短期內(nèi)也很難迅速地配備相應(yīng)的區(qū)塊鏈人才骨干。我國食品市場十分龐大且豐富，進(jìn)一步更好地開發(fā)利用，把區(qū)塊鏈和食品進(jìn)行有效的結(jié)合，才是區(qū)塊鏈真正的價值所在[32?34]。

隨著區(qū)塊鏈技的迅猛進(jìn)步，它可以不斷地與其他新型信息技術(shù)交匯[35?37]。這項便捷的技術(shù)將為世界各國的食品經(jīng)濟(jì)市場帶來質(zhì)變。因此，利用好線下已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確地生產(chǎn)評估，利用好對大數(shù)據(jù)的整理合并，順應(yīng)市場的客觀規(guī)律，解決不平衡發(fā)展的迫切問題，最終可以實現(xiàn)供求的平衡，同時需要盡可能滿足消費者的購買需求[38?40]。利用區(qū)塊鏈技術(shù)打造新型的食品產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，規(guī)劃好食品生態(tài)體系，才能增加對社會財富積累[41]，從而提高綜合國力。