區(qū)塊鏈技術在食品可追溯領域的應用研究

余東來

摘 要：區(qū)塊鏈技術在應用于食品追溯體系中具有較大的優(yōu)勢，可以為消費者提供真實、準確的食品溯源信息，有利于提高消費者對可追溯食品的信任，基于區(qū)塊鏈技術的食品可追溯體系能夠滿足監(jiān)管者、生產(chǎn)者的需求。本文探討了區(qū)塊鏈技術在食品可追溯領域的作用，并結(jié)合實際案例闡明區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢，最后基于區(qū)塊鏈技術在可追溯食品行業(yè)的現(xiàn)實需求提出相應建議。

關鍵詞：區(qū)塊鏈;食品安全;食品可追溯

Study on the Application of Blockchain Technology in The Field of Food Traceability

YU Donglai

（College of Economics and Management， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China）

Abstract： Blockchain technology has natural advantages in the application of food traceability. It can provide consumers with real and accurate food traceability information， which is conducive to improving consumers’ trust in traceable food. The food traceability system based on blockchain technology can meet the needs of regulators and producers. This paper discusses the role of blockchain technology in the field of food traceability， illustrates the advantages of blockchain technology combined with practical cases， and finally puts forward policy suggestions based on the actual needs of blockchain technology in the traceability food industry.

Keywords： blockchain; food safety; food traceability

近年來，隨著人們對食品安全問題的愈發(fā)重視，實現(xiàn)食品流通全過程信息的可追溯成為人們關注的熱點話題，食品可追溯被認為是恢復消費者對食品安全信任的手段之一，保障食品安全需建立與完善農(nóng)產(chǎn)品可追溯體系。然而，由于消費者對可追溯食品并未充分信任，消費者的消費意愿不足，當前食品可追溯領域的發(fā)展未及預期。食品可追溯系統(tǒng)難以得到消費者的信任與其高度中心化有關。中國現(xiàn)有的食品安全可追溯系統(tǒng)大部分由政府或行業(yè)主導企業(yè)建立，可追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要由供應鏈上的企業(yè)負責上傳，具有中心化的特征，容易導致可追溯系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)遭受篡改、數(shù)據(jù)完整性與真實性得不到驗證等問題[1]。因此，亟需新技術、新手段的采用以提高消費者的信任，為可追溯食品市場的發(fā)展保駕護航。

區(qū)塊鏈技術是一種將數(shù)據(jù)區(qū)塊以時間順序進行有序整合的前沿技術，具有不可篡改、不可偽造、去中心化等特征。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，單個節(jié)點的數(shù)據(jù)篡改是無效的，只有同時控制住系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點數(shù)據(jù)才初步具備篡改數(shù)據(jù)的可能，因而數(shù)據(jù)篡改近乎不可能。同時，區(qū)塊鏈運用共識算法與分布式儲存使得網(wǎng)絡各個節(jié)點持有相同的數(shù)據(jù)，供應鏈各個環(huán)節(jié)（生產(chǎn)、流通、銷售等）的數(shù)據(jù)記錄在各個節(jié)點系統(tǒng)中得到維護，當發(fā)生糾紛時，數(shù)據(jù)的完整性與真實性可以通過區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)快速驗證。區(qū)塊鏈技術的特點決定了其應用于食品追溯體系具有天然優(yōu)勢[2]，可以為消費者提供真實、準確的食品溯源信息，有利于提高消費者對可追溯食品的信任。

區(qū)塊鏈技術去中心化、不可篡改、分布式存儲等特征較好地解決了食品可追溯系統(tǒng)中存在的問題，可以減少食品造假和欺詐，為可追溯系統(tǒng)獲取消費者信任提供支持，提高食品可追溯性、信息透明度和召回速度[3-5]。

1 區(qū)塊鏈對利益相關主體的作用探討

當前，我國食品可追溯體系的參與主體主要是食品生產(chǎn)者與監(jiān)管部門。部分研究人員在技術層面構(gòu)建起了基于區(qū)塊鏈技術的食品可追溯系統(tǒng)，并在實際應用案例中驗證，結(jié)果表明基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)在保證數(shù)據(jù)完整性與真實性中發(fā)揮了重要作用，滿足食品生產(chǎn)者、監(jiān)管者等各方利益的需求[6-8]。

對食品生產(chǎn)者而言，隨著食品市場競爭的日益激烈，食品生產(chǎn)者必須高度重視食品安全問題。構(gòu)建食品可追溯體系有利于在充分競爭的市場中為消費者提供更高附加值的食品，進而吸引消費者的目光并保持競爭優(yōu)勢。通過食品可追溯體系確保食品質(zhì)量安全并獲取消費者信任是食品生產(chǎn)者關注的重點，而區(qū)塊鏈技術為食品可追溯體系的真實性、可靠性提供了有益支持。石柳[9]建立了基于區(qū)塊鏈技術的蔬菜質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)，用戶通過驗證蔬菜原始信息的“數(shù)據(jù)指紋”，提高了蔬菜生產(chǎn)者可追溯系統(tǒng)信息真實性的保證。吳遠[10]基于Hyperledger Fabric區(qū)塊鏈技術平臺，構(gòu)建了嬰幼兒配方奶粉可追溯方案，利用各個系統(tǒng)節(jié)點功能的獨立性與嚴格的準入資格授權(quán)機制，同時引入監(jiān)管部門約束數(shù)據(jù)造假，進而提升了奶粉生產(chǎn)商可追溯系統(tǒng)的安全性與真實性。GEORGE[11]建立了基于區(qū)塊鏈技術的餐廳食品質(zhì)量追溯模型，該模型依據(jù)食品質(zhì)量指數(shù)（Food Quality Index，F(xiàn)QI）值判斷餐廳的食品是否符合監(jiān)管部門制定的食品安全標準，有助于增強食品溯源能力。

對于監(jiān)管者而言，由于監(jiān)管資源的有限性，相關部門對食品安全的監(jiān)管難以覆蓋，監(jiān)管部門在對食品安全的監(jiān)管中面臨著食品生產(chǎn)主體數(shù)據(jù)獲取難、電子數(shù)據(jù)取證難等問題。區(qū)塊鏈技術在食品溯源中應用有利于提高監(jiān)管效率，食品供應鏈中的交易者（農(nóng)戶、食品企業(yè)、零售商及消費者等）通過區(qū)塊鏈平臺完成交易后生成公開透明、不可篡改的交易信息和信用評價信息，監(jiān)管者可以隨時調(diào)用這些信息進行審查，解決食品供應過程中信息不對稱造成的監(jiān)管困難問題[12]。此外，基于區(qū)塊鏈技術的食品可追溯系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)可視化的形式展現(xiàn)食品供應鏈各個環(huán)節(jié)的相關信息，并形成不可篡改的歷史數(shù)據(jù)庫，有助于監(jiān)管者依據(jù)歷史數(shù)據(jù)制定監(jiān)管策略，加強對關鍵環(huán)節(jié)的重點監(jiān)管，實現(xiàn)監(jiān)管資源的有效配置。研究表明區(qū)塊鏈技術在食品可追溯系統(tǒng)中的應用能為監(jiān)管者提供有益的幫助，如HAO[13]等開發(fā)了與區(qū)塊鏈相結(jié)合的可視化食品安全風險追溯系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過上傳食品抽檢數(shù)據(jù)進行食品安全風險評估，基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的空間特征，利用可視化技術直觀地展示食品安全風險區(qū)域，可以為監(jiān)管提供支持，提高食品安全風險的識別效果與應對效率。

2 區(qū)塊鏈技術的應用實例

目前，已有部分企業(yè)將區(qū)塊鏈技術應用于食品可追溯系統(tǒng)中以保障信息的可靠性、真實性，以此提高食品的市場競爭力。具有代表性的案例是“從法國農(nóng)場到中國餐盤”國際貿(mào)易區(qū)塊鏈溯源應用項目。

2019年11月8日，中國與法國的第一個餐飲食品區(qū)塊鏈溯源解決方案在上海發(fā)布，該方案也被視為是全球第一個區(qū)塊鏈食品國際貿(mào)易解決方案。該區(qū)塊鏈解決方案構(gòu)建了從法國農(nóng)場生產(chǎn)者到中國消費者餐桌的國際追溯解決方案，由法國ASI集團、挪威DNV GL、中國唯鏈（VeChain）三方共同在Foodgates平臺上提供服務。其中，ASI集團負責提供食品全過程的冷鏈標準與進口運輸流程的冷鏈保鮮服務，確保冷鏈物流的質(zhì)量與效率;DNV GL作為全球知名的認證機構(gòu)之一，負責驗證食品生產(chǎn)者與食品信息來源、傳遞的真實性，確保食品的原產(chǎn)地、質(zhì)量安全等信息在通過嚴格的數(shù)字審核驗證路徑并實現(xiàn)可追溯;唯鏈作為公共區(qū)塊鏈生態(tài)服務提供商，服務保障食品信息傳遞過程的不可篡改，并通過二維碼、NFC識別系統(tǒng)等技術提供給消費者查閱。

負責法國肉類品牌Blason Prestige的利木贊推廣運用了該區(qū)塊鏈解決方案。2019年11月9日，ASI集團和利木贊推廣簽署了一份大批量的紅標牛肉銷售訂單，并以紅標牛肉作為代表產(chǎn)品參加了“第二屆中國國際進口博覽會”?；贔oodgates平臺獨特的區(qū)塊鏈解決方案，消費者可以深入體驗紅標牛肉從農(nóng)場到餐桌的全流程，通過掃描獨一無二的“身份證”，即隨外包裝展示的二維碼獲取商品供應源頭的地理位置信息、物流過程時間、檢驗檢測報告等詳細信息，實現(xiàn)對紅標牛肉信息的全程可追溯，并且所有信息均通過區(qū)塊鏈技術進行底層保障。

總體而言，該區(qū)塊鏈溯源解決方案為利木贊推廣的可追溯紅標牛肉提供了以下益處。

（1）提供信息可靠性、真實性保障。區(qū)別于原來的追溯系統(tǒng)，運用了區(qū)塊鏈技術的追溯系統(tǒng)可以通過節(jié)點認證記錄認證信號和身份信息，使得信息難以被破解，有效解決了信息被篡改的可能性問題，可以為查詢者提供具有可靠性、真實性的信息。

（2）提高產(chǎn)品的潛在價值。通過Foodgates平臺，利木贊推廣可以便捷地向中國消費者提供產(chǎn)品，并且這些產(chǎn)品獲得了高質(zhì)量的驗證保障，使得可追溯紅標牛肉的信息轉(zhuǎn)化為潛在價值，最終獲得具有競爭力的價格。

（3）縮短追溯時間，減少損失?；趨^(qū)塊鏈的技術保障，在發(fā)生食品安全問題時，利木贊推廣可以實現(xiàn)快速的問題源頭追溯，縮短追溯時間，進而根據(jù)同批次的數(shù)據(jù)準確實現(xiàn)被污染食品的召回，減少可能造成的經(jīng)濟損失。

（4）提高政府部門的監(jiān)管效率。該區(qū)塊鏈溯源解決方案將政府監(jiān)管部門作為信息鏈上的重要組成部分，及時、有效地向政府監(jiān)管部門傳遞食品質(zhì)量信息，有助于政府監(jiān)管部門快速實現(xiàn)食品的“來源可追溯、去向可查驗、責任可追究”，提高政府監(jiān)管部門的運作效率，進而落實政府部門的監(jiān)管主體責任。

3 結(jié)語與建議

從實踐的角度出發(fā)，將區(qū)塊鏈技術運用到食品可追溯領域具備成熟的條件與巨大的潛力，有利于實現(xiàn)可追溯食品體系的價值，為食品生產(chǎn)者強化競爭優(yōu)勢，為政府部門監(jiān)管資源配置提供支持。然而，盡管政府、企業(yè)等利益相關主體都在積極探索區(qū)塊鏈技術在食品行業(yè)中的應用，但區(qū)塊鏈與食品可追溯的結(jié)合總體仍處于初級發(fā)展階段。為了實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術與食品可追溯領域的有序發(fā)展，本文基于可追溯食品行業(yè)的現(xiàn)實需求提出以下建議。

（1）結(jié)合其他技術手段充分保障原始數(shù)據(jù)的可靠性與真實性。盡管區(qū)塊鏈技術能夠保障可追溯食品信息傳遞過程的不可篡改，然而區(qū)塊鏈技術對于原始數(shù)據(jù)的可靠性、真實性無法實現(xiàn)十分有效的監(jiān)督，當上傳的食品質(zhì)量原始數(shù)據(jù)信息遭受人為的隱瞞、篡改等問題時，基于區(qū)塊鏈技術的食品可追溯體系也是失效的。因此，有必要在運用區(qū)塊鏈技術在可追溯食品領域時，結(jié)合射頻識別、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進技術手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動生成、錄入與處理，減少原始數(shù)據(jù)信息上傳的人工參與，降低原始數(shù)據(jù)上傳時被篡改的風險，保障原始數(shù)據(jù)的可靠性與真實性。

（2）提高消費者的參與度與認同度，充分獲取消費者信任。當前，區(qū)塊鏈在食品可追溯領域的應用中主要以監(jiān)管者、生產(chǎn)者等主體為主，而消費者的參與程度不足?？勺匪菔称纷罱K面向的是消費者，消費者對運用了區(qū)塊鏈技術的可追溯食品是否信任很大程度上決定了可追溯食品市場能否實現(xiàn)順利發(fā)展。因此，加強消費者對區(qū)塊鏈與可追溯食品的認知必不可少，在區(qū)塊鏈技術與食品可追溯領域的結(jié)合過程中，有必要通過微信、微博、報紙等媒體手段向消費者科普區(qū)塊鏈技術的不可篡改性，使消費者了解基本原理與實現(xiàn)過程，對區(qū)塊鏈技術在食品可追溯的使用中保持信任感;同時也需要通過二維碼等便捷手段，使消費者能夠快速獲取具有區(qū)塊鏈技術保障的食品可追溯信息，提高整個過程中消費者的參與度與認同感，最終獲取消費者的信任，提高其消費意愿。

（3）把握食品供應各環(huán)節(jié)的關鍵信息，提高標準化與規(guī)范化。食品供應過程的信息包含生產(chǎn)、加工、運輸及零售等多個環(huán)節(jié)的信息，實現(xiàn)所有信息的可追溯需要較高的經(jīng)濟成本，因而在實際應用中難以實現(xiàn)所有信息的完全可追溯，有必要對各環(huán)節(jié)信息進行梳理與概括，以此形成食品供應各個環(huán)節(jié)的關鍵信息，運用區(qū)塊鏈技術保障關鍵信息的可靠性、真實性，有助于降低食品可追溯的成本。同時，有必要在運用區(qū)塊鏈技術時對各環(huán)節(jié)的可追溯信息進行標準化與規(guī)范化處理，形成一定的行業(yè)標準，使大部分食品生產(chǎn)者可以按照標準提供準確的食品質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，提高數(shù)據(jù)信息的可傳遞性，讓消費者能夠?qū)Ω鳝h(huán)節(jié)可追溯信息有充分理解。

（4）完善法律法規(guī)等制度保障，充分保障監(jiān)督權(quán)利。由于區(qū)塊鏈技術在食品可追溯中的應用仍處于探索階段，消費市場并不明朗，缺乏政策支持可能會導致應用落地較為困難，使生產(chǎn)者、技術企業(yè)等缺乏動力，因此有必要通過制定相應的法律法規(guī)進行一定的扶持，為相關生產(chǎn)者、技術企業(yè)提供保障，促進區(qū)塊鏈技術在食品可追溯領域應用的可持續(xù)發(fā)展。此外，在積極提供政策扶持的同時也要充分保障社會各方（企業(yè)、媒體、消費者等）的監(jiān)督權(quán)利，構(gòu)建暢通的監(jiān)督渠道，讓社會各方積極參與，通過社會共管共治的形式規(guī)范區(qū)塊鏈技術，推動食品可追溯領域的發(fā)展。

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