基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草專賣打假溯源系統(tǒng)研究

李婉瑜

摘要：煙草行業(yè)的專賣管理工作始終保持打假打私高壓態(tài)勢，持續(xù)加大了對制假走私源頭和物流寄遞環(huán)節(jié)等重點(diǎn)領(lǐng)域的打擊治理力度。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，煙草專賣打假的技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。本文從區(qū)塊鏈技術(shù)的理論研究出發(fā)，分析區(qū)塊鏈在煙草專賣打假溯源領(lǐng)域的適用性，然后對基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草專賣打假溯源系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，最后總結(jié)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草專賣打假溯源系統(tǒng)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)煙草制品的有效追溯，為行業(yè)專賣管理工作提供新的技術(shù)理論思路。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;打假溯源;煙草專賣

1?區(qū)塊鏈技術(shù)的概念

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種分布式記賬技術(shù)，狹義上，區(qū)塊鏈?zhǔn)且詴r(shí)間順序把數(shù)據(jù)塊組合在一起的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一旦儲(chǔ)存，不得隨意篡改。廣義上，區(qū)塊鏈技術(shù)采用塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證和存儲(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，運(yùn)用分布式節(jié)點(diǎn)、協(xié)商一致的算法完成數(shù)據(jù)的生成和更新，同時(shí)采用密碼技術(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸與訪問的安全性，通過去中心化和去信任的方式共同維護(hù)數(shù)據(jù)庫的可靠性，區(qū)塊鏈出現(xiàn)任何變動(dòng)，都會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)區(qū)塊鏈副本的更新。

2區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與煙草商品溯源應(yīng)用

當(dāng)前，眾多行業(yè)運(yùn)用區(qū)塊鏈具有可靠、透明和不可篡改的特性解決業(yè)務(wù)問題，逐步形成“區(qū)塊鏈+行業(yè)應(yīng)用”的解決方案。我國《十三五國家信息化規(guī)劃》把區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)重點(diǎn)前沿技術(shù)，明確指出要加強(qiáng)區(qū)塊鏈等新技術(shù)的創(chuàng)新、試驗(yàn)和應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)搶占新一代信息技術(shù)的主導(dǎo)權(quán)，目前我國在供應(yīng)鏈金融、電子存證、商品溯源等多方面均開始應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)解決實(shí)際生產(chǎn)銷售問題。

應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以記錄煙草制品在供應(yīng)鏈管理中的來源、交易和運(yùn)輸?shù)母鞴?jié)點(diǎn)過程，將這些數(shù)據(jù)鏈條用于煙草溯源，以可靠的商品溯源倒逼商品打假。在煙草商品溯源過程中，建立煙葉種植、煙草生產(chǎn)、煙草制品銷售等多方參與的聯(lián)盟鏈，進(jìn)行聯(lián)合性煙草商品溯源，進(jìn)而防止人為篡改煙草數(shù)據(jù)信息、提高煙草生產(chǎn)和銷售鏈的公開透明性，以增強(qiáng)溯源結(jié)果的權(quán)威性。同時(shí)，可靠的煙草商品溯源有助于解決煙草供應(yīng)鏈中的串貨問題。

3?區(qū)塊鏈在煙草專賣打假溯源領(lǐng)域上的適用性分析

3.1?運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式存儲(chǔ)，達(dá)到煙草供應(yīng)鏈信息共享

傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)采用中心化存儲(chǔ)方式，有諸如存儲(chǔ)空間有限，信息不能共享、易被篡改等問題。分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)把供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)發(fā)生的信息生成帶有時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊，并形成一條共享鏈條，所有區(qū)塊鏈參與者都能通過共享賬本對煙草商品信息進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。

3.2?運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的共識(shí)機(jī)制，防范煙草商品信息篡改

依托區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制，我們可以把煙草供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息原原本本的存儲(chǔ)于共享賬本上。煙葉種植、煙草產(chǎn)品生產(chǎn)和煙草制品銷售等參與者各自負(fù)責(zé)維護(hù)其所對應(yīng)的區(qū)塊鏈上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。由于共識(shí)機(jī)制算法存在約束條件，若參與者需要更改信息，則須通過區(qū)塊鏈上共享的公鑰信息計(jì)算出這個(gè)鏈上?51%以上成員的私鑰才能進(jìn)行信息更改操作，同時(shí)，任何惡意篡改煙草商品節(jié)點(diǎn)信息的行為都將被參與者節(jié)點(diǎn)排斥和壓制，使信息數(shù)據(jù)篡改受阻，這將顯著提高制假販假煙草商品的難度，分布式信息溯源系統(tǒng)模式為煙草專賣打假提供有力的技術(shù)支持。

4基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草打假溯源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

4.1?基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草商品信息溯源系統(tǒng)方案

要實(shí)現(xiàn)煙草商品從原料生產(chǎn)到消費(fèi)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的可追溯，就需要對煙草的原料供應(yīng)、生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷售等環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行記錄。（參見圖1）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草商品信息溯源系統(tǒng)方案流程。

4.2基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草商品溯源系統(tǒng)整體架構(gòu)

區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，由三部分組成。（參見圖2）

物理層：通過RFID、條形碼、二維碼等方式，記錄煙草商品原料、運(yùn)輸、生產(chǎn)和銷售等流通全過程和數(shù)據(jù)信息，通過網(wǎng)絡(luò)和接口把信息傳輸?shù)綗煵萆唐匪菰聪到y(tǒng)中。

服務(wù)層：這一層是溯源系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)層，是應(yīng)用層與物理層之間數(shù)據(jù)交互的處理層，為前端與物理層的數(shù)據(jù)交互提供可能。各參與者之間通過?P2P?網(wǎng)絡(luò)傳遞、依托共識(shí)機(jī)制進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后的結(jié)果被存入指定的區(qū)塊中，形成可追溯的區(qū)塊鏈分布式賬本。各參與者只有在注冊成功后才能在鏈條上進(jìn)行交易，每位參與者有唯一的公私鑰對，每次發(fā)布煙草商品私匙時(shí)用私鑰進(jìn)行信息數(shù)據(jù)簽名，隨后產(chǎn)生并存儲(chǔ)煙草商品的溯源防偽碼，每件煙草商品在進(jìn)行區(qū)塊鏈記錄時(shí)，都會(huì)檢驗(yàn)本系統(tǒng)是否存在此商品的溯源防偽碼，系統(tǒng)能自動(dòng)禁止已有數(shù)據(jù)的錄入，因而在服務(wù)層實(shí)現(xiàn)了商品在系統(tǒng)中的唯一性。

應(yīng)用層：各參與者可以在此層直接操作，系統(tǒng)采用WEB頁面形式提供服務(wù)，通過頁面的功能進(jìn)行各種商品操作。在原料生產(chǎn)者、卷煙制造者、卷煙銷售者、消費(fèi)者等所有參與方共同維護(hù)的前提下，基于業(yè)務(wù)邏輯開展交易。同時(shí)，應(yīng)用層具備交易結(jié)果查詢和信息溯源的功能，煙草商業(yè)企業(yè)的專賣管理部門可以實(shí)時(shí)查詢商品流通的環(huán)節(jié)，煙草消費(fèi)者能通過驗(yàn)證碼查詢商品來源。

4.3基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草商品溯源系統(tǒng)運(yùn)行模式

根據(jù)我國煙草流通的一般環(huán)節(jié)，結(jié)合煙草商品溯源的規(guī)模效應(yīng)和管理效率，可將區(qū)塊鏈煙草商品溯源系統(tǒng)的參與方確定為煙草原料生產(chǎn)、工業(yè)卷煙制造、商業(yè)卷煙銷售、卷煙物流配送、卷煙零售客戶、消費(fèi)者六個(gè)主要節(jié)點(diǎn)。在確保相關(guān)數(shù)據(jù)真實(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)共享每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而做到對數(shù)據(jù)信息的有效跟蹤和可靠溯源。（參見圖3）

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的煙草商品溯源系統(tǒng)由多個(gè)參與方共同維護(hù)。煙草商業(yè)企業(yè)的專賣監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)卷煙商品的流通與溯源管理。煙草原料生產(chǎn)者信息是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的首要來源，他們按照合同規(guī)則和交易規(guī)則，開展煙葉種植和產(chǎn)出等工作，為工業(yè)卷煙制造方（即：煙草工業(yè)企業(yè)）提供原料、輔料、配料等生產(chǎn)資料，這個(gè)過程記錄在工業(yè)卷煙制造的區(qū)塊中。工業(yè)卷煙制造方接收原料后，按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，把生產(chǎn)成品銷售給卷煙商業(yè)企業(yè)，并記錄煙草商品ID、原料來源、生產(chǎn)廠商等煙草商品數(shù)據(jù)信息，此過程的交易信息記錄在商業(yè)卷煙銷售方（即：煙草商業(yè)企業(yè)）的區(qū)塊中，多個(gè)卷煙商業(yè)企業(yè)涉及多個(gè)交易關(guān)系，每交易一次就生成一個(gè)新區(qū)塊，各個(gè)區(qū)塊都包括商品來源、生產(chǎn)、各銷售關(guān)系的交易節(jié)點(diǎn)信息。商業(yè)卷煙銷售方將煙草商品賣給卷煙零售客戶的數(shù)據(jù)信息記錄在卷煙零售客戶的區(qū)塊中，當(dāng)卷煙零售客戶把卷煙最終賣給消費(fèi)者后，交易節(jié)點(diǎn)上就包括了從煙草原料生產(chǎn)開始的各交易節(jié)點(diǎn)信息，消費(fèi)者和監(jiān)督者可以輸入商品驗(yàn)證碼查詢商品來源的真實(shí)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]Mermer?G?B，Zeydan?E，Arslan?S?S.An?overview?of?blockchain?technologies：principles，opportunities?and?challenges[C].In：Proceedings?of?the?2018?26th?Signal?Processing?and?Communications?Applications?Conference（SIU），Izmir，Turkey，2018.1-4

[2]工業(yè)和信息化部信息中心.2018?年中國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)白皮書[EB/OL].https：//download.csdn.net/download/qq_34252468/10404821，2018?年?5月30日

[3]工業(yè)和信息化部部長苗圩在?2019?年全國煙草工作會(huì)議上的講話.國煙辦通報(bào)2019年（第2期）