基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)建設(shè)思考和設(shè)計(jì)方案

卞立平， 孫愛東， 孫曉明， 劉賢金

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，江蘇 南京 210014)

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)常用的溯源方法和技術(shù)，大部分僅限于讀取單段農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工流通過程中存儲進(jìn)數(shù)據(jù)庫的信息數(shù)據(jù)，并以此完成一個過程溯源查詢請求。該溯源方法原理，既無法進(jìn)行對供應(yīng)鏈上涉及多企業(yè)的多級產(chǎn)出、投入品的多級溯源檢索，也不能實(shí)現(xiàn)高效讀取追溯信息。其方法存在三方面風(fēng)險：①為某些蓄意造假的企業(yè)留下了替換與篡改質(zhì)量安全信息數(shù)據(jù)的隱性漏洞；②難以實(shí)現(xiàn)真正的全程追溯示蹤，大部分情況下會遺缺部分溯源信息；③因信息不對稱，監(jiān)管部門較難評判質(zhì)量問題發(fā)生在哪一個具體環(huán)節(jié)[1]。

伴隨區(qū)塊鏈有關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于聯(lián)盟鏈的可信完整供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)、全過程、多級關(guān)聯(lián)溯源，為監(jiān)管部門和消費(fèi)者全方位監(jiān)督農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全提供了可能性。本文所述產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)將對現(xiàn)行溯源方法、技術(shù)和系統(tǒng)所能達(dá)到的追溯能力進(jìn)行升級，實(shí)現(xiàn)對全供應(yīng)鏈進(jìn)行真實(shí)可信、全面完整、安全高效的多級深度追溯，服務(wù)終端市場和監(jiān)管部門。因此，對本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，主要所需解決的技術(shù)問題是提供一種高效智能的基于節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度的哈希匹配檢索的實(shí)現(xiàn)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的弱點(diǎn)，如低效率運(yùn)作、無法智能多級深度追溯等。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

1.1 聯(lián)盟鏈技術(shù)

聯(lián)盟鏈和公鏈?zhǔn)钱?dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的兩大方向，兩者最大的差異在于是否存在“準(zhǔn)入機(jī)制”，即針對訪問權(quán)限的管理機(jī)制。因?yàn)槁?lián)盟鏈存在“準(zhǔn)入機(jī)制”，并非任意個人或組織都能加入，同時，數(shù)據(jù)只在聯(lián)盟鏈內(nèi)部公開和共享。而公鏈，則是完全公開，沒有準(zhǔn)入門檻，所有個人或組織都能加入，且數(shù)據(jù)是對所有人公開的[2]。

聯(lián)盟鏈和公鏈在技術(shù)方面的異同點(diǎn)見表1。整體來說，除了與公鏈一樣具備區(qū)塊鏈標(biāo)志性的分布式賬本、共識算法、防篡改等技術(shù)能力之外，聯(lián)盟鏈還重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對實(shí)名制準(zhǔn)入機(jī)制的嚴(yán)格管理[3]，將數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通限制在指定的可信范圍內(nèi)。相對于公鏈節(jié)點(diǎn)過多而造成的多節(jié)點(diǎn)同步效率低下、區(qū)塊鏈性能整體偏低的問題，聯(lián)盟鏈具有較少節(jié)點(diǎn)，可以快速實(shí)現(xiàn)信息同步，大大提高業(yè)務(wù)性能?；谶@些聯(lián)盟鏈所具備的優(yōu)勢，越來越多的國內(nèi)外企業(yè)機(jī)構(gòu)在選擇過程中，選擇了聯(lián)盟鏈技術(shù)而非公鏈技術(shù)，比如沃爾瑪、雀巢、都樂和黃金食品使用的IBM食品溯源鏈，以及用于有機(jī)食品溯源和防偽的中興云鏈[4-5]。

表1 聯(lián)盟鏈和公鏈異同點(diǎn)比較

1.2 數(shù)字簽名和數(shù)字證書

數(shù)字簽名是一串不可偽造的字符串，僅當(dāng)發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)時才能生成，既具備不可抵賴性，還能夠驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性，是確認(rèn)發(fā)送方身份是否真實(shí)的有效憑據(jù)。區(qū)塊鏈上的數(shù)字簽名是基于非對稱加密算法和哈希算法的融合應(yīng)用[6]，簽名時使用私鑰，驗(yàn)證簽名時用公鑰。目前，使用最為廣泛的數(shù)字簽名為公鑰數(shù)字簽名。

數(shù)字證書則用來證明某個公鑰屬于誰，內(nèi)容是否正確。數(shù)字證書是由證書認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA來簽發(fā)的，作用就像一本真實(shí)的證書，可以證明信息真實(shí)性和合法性。數(shù)字證書內(nèi)容信息包括證書序列號、版本號、簽名算法類型、簽發(fā)方信息、證書有效期、被簽發(fā)人、公開密鑰、CA數(shù)字簽名等，其中，最重要的是公開密鑰和CA數(shù)字簽名2個信息，因其可證明某一公鑰的合法性。

1.3 區(qū)塊時間戳

區(qū)塊鏈領(lǐng)域的“時間戳”是一個專有名詞，它能記錄區(qū)塊鏈任意時間內(nèi)的交易記錄和交易值。(說明：此處所說的區(qū)塊“交易”，指在區(qū)塊中寫入信息后將區(qū)塊上鏈，包括但并不限于金融交易)。時間戳本質(zhì)具有時序性，從而使鏈上的區(qū)塊也具有了時序性。時間戳是區(qū)塊交易中的必要信息之一，它由第一個節(jié)點(diǎn)計(jì)算出新區(qū)塊高度時就立刻標(biāo)記時間戳，由該節(jié)點(diǎn)向全鏈節(jié)點(diǎn)廣播這個區(qū)塊高度及加蓋的時間戳?？梢哉f，時間戳證明了交易數(shù)據(jù)在此刻已經(jīng)存在。因時間具有唯一性，因此每筆加蓋時間戳的區(qū)塊交易都具有唯一性，使整個區(qū)塊鏈分布式網(wǎng)絡(luò)能夠確定地驗(yàn)證某個區(qū)塊交易的真實(shí)性。

1.4 鏈上數(shù)據(jù)檢索

以聯(lián)盟鏈架構(gòu)Hypeiledger Fabric為例，其賬本數(shù)據(jù)庫以文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，且實(shí)際區(qū)塊數(shù)據(jù)存儲在文件塊中，使用LevelDB[7](一種高效的key-value數(shù)據(jù)庫)用于存儲區(qū)塊交易的定位索引，即對應(yīng)的文件塊與其偏移，此設(shè)計(jì)加快了定位索引的速度。索引的內(nèi)容為文件位置指針。單個指針由3部分構(gòu)成，分別是文件編號、文件內(nèi)偏移量和區(qū)塊所占用字節(jié)數(shù)。但該技術(shù)方案目前僅支持用區(qū)塊編號、區(qū)塊哈希、交易ID等有限字段進(jìn)行檢索。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

基于團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有技術(shù)研究成果和實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果[8-9]，本文所述的農(nóng)產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)包含如下主要功能模塊，即：聯(lián)盟鏈成員管理、企業(yè)數(shù)據(jù)記錄及管理、數(shù)據(jù)上鏈加密、多級關(guān)聯(lián)檢索與驗(yàn)證。產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)技術(shù)方案流程如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)技術(shù)方案流程圖Fig.1 Technical flow chart of product traceability system

“聯(lián)盟鏈成員管理”模塊，對聯(lián)盟鏈上節(jié)點(diǎn)(即現(xiàn)實(shí)中的成員機(jī)構(gòu))進(jìn)行授權(quán)與管理，同時對聯(lián)盟鏈上節(jié)點(diǎn)的屬性進(jìn)行定義，為后續(xù)提取、計(jì)算節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定向共享和關(guān)聯(lián)檢索提供前提條件。

“企業(yè)數(shù)據(jù)記錄及管理”模塊，提供各類可溯源數(shù)據(jù)的錄入與管理功能，且該模塊不一定存在于鏈上，可在獨(dú)立的應(yīng)用平臺上通過接口將數(shù)據(jù)接入到區(qū)塊鏈中。

“數(shù)據(jù)上鏈加密”模塊，將聯(lián)盟鏈成員希望在鏈內(nèi)共享可見的產(chǎn)品信息基于共識算法打包上鏈并創(chuàng)造加密區(qū)塊，同時，向指定類型屬性的節(jié)點(diǎn)簽發(fā)數(shù)字證書，通過數(shù)字證書的認(rèn)證可獲取加密上鏈的信息數(shù)據(jù)。

在“多級關(guān)聯(lián)檢索與驗(yàn)證”模塊中著重體現(xiàn)了本系統(tǒng)的核心技術(shù)和與其他相似功能系統(tǒng)的區(qū)別度。在該模塊中，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的多級高效關(guān)聯(lián)檢索和哈希值快速匹配驗(yàn)證功能。原理為：通過對產(chǎn)品溯源記錄的哈希值所匹配到的區(qū)塊進(jìn)行基礎(chǔ)信息解析，得到該區(qū)塊所對應(yīng)的唯一CORE節(jié)點(diǎn)和屬性有關(guān)的RELATED節(jié)點(diǎn)的歷史溯源數(shù)據(jù)記檔表，并以區(qū)塊形成時刻排序，組成待哈希匹配、驗(yàn)證的區(qū)塊池，用于檢索下一級的相關(guān)投入品/產(chǎn)出品的溯源信息。

2.2 聯(lián)盟鏈成員管理

“聯(lián)盟鏈成員管理”模塊的功能通過“聯(lián)盟鏈管理平臺”實(shí)現(xiàn)。該平臺可對聯(lián)盟鏈中的成員機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，包括：①當(dāng)一個聯(lián)盟成員加入聯(lián)盟鏈后，在聯(lián)盟鏈中創(chuàng)建具有對應(yīng)機(jī)構(gòu)主體信息節(jié)點(diǎn)，并標(biāo)記其屬性信息，如農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、監(jiān)管單位、原材料投入品供應(yīng)商等。②經(jīng)鏈上管理者審核節(jié)點(diǎn)信息和屬性信息的正確性，激活節(jié)點(diǎn)可用狀態(tài)。③由鏈上管理者設(shè)置該節(jié)點(diǎn)的權(quán)重等級。④基于權(quán)重等級和節(jié)點(diǎn)屬性，聯(lián)盟鏈將自動地為該節(jié)點(diǎn)授權(quán)相應(yīng)功能權(quán)限。

2.3 企業(yè)數(shù)據(jù)記錄及管理

“企業(yè)數(shù)據(jù)記錄及管理”模塊的功能通過“企業(yè)應(yīng)用端”實(shí)現(xiàn)。企業(yè)在應(yīng)用端需按照如下順序依次錄入數(shù)據(jù)：①企業(yè)主體與往來企業(yè)數(shù)據(jù)、員工數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)設(shè)施(地塊、倉庫、操作間等)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)；②投入品數(shù)據(jù)、產(chǎn)出品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)加工項(xiàng)目數(shù)據(jù)、檢測報(bào)告數(shù)據(jù)、倉儲物流數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈流通數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。最后，系統(tǒng)將根據(jù)以上相關(guān)信息數(shù)據(jù)生成可追溯的產(chǎn)品對象與對應(yīng)的溯源二維碼。

2.4 數(shù)據(jù)上鏈與加密

2.5 基于節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度的哈希匹配檢索驗(yàn)證

“多級關(guān)聯(lián)檢索與驗(yàn)證”模塊涉及3個操作端，分別為“企業(yè)應(yīng)用端”、“深度溯源消費(fèi)者查詢端”、“溯源監(jiān)管平臺”。多級關(guān)聯(lián)檢索與驗(yàn)證模塊的技術(shù)方案如圖2所示，原理如下：

①基于節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度的哈希匹配檢索驗(yàn)證，分步驟為：i)檢索第一級溯源信息的哈希值所匹配的目標(biāo)區(qū)塊。一級溯源信息是指首次查詢的起始追溯信息，次級溯源信息是指第2次、第3次……直至第N次查詢的關(guān)聯(lián)追溯信息。ii)找到步驟i)中成功匹配驗(yàn)證的目標(biāo)區(qū)塊對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，作為CORE節(jié)點(diǎn)。iii)通過CORE節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)屬性找到它所有的RELATED節(jié)點(diǎn)。假設(shè)CORE節(jié)點(diǎn)X是A產(chǎn)品的批發(fā)商，那么X的RELATED節(jié)點(diǎn)包括A產(chǎn)品的生產(chǎn)商Y和零售商Z、A產(chǎn)品的投入品原料的生產(chǎn)商W等。CORE節(jié)點(diǎn)的屬性包含節(jié)點(diǎn)之間的供應(yīng)關(guān)系、生產(chǎn)關(guān)系的相關(guān)程度。比如，與零售商這一屬性相關(guān)度最高的是批發(fā)商，而不是生產(chǎn)商；與原料供應(yīng)商這一屬性相關(guān)度最高的則為生產(chǎn)商，而非零售商。聯(lián)盟鏈根據(jù)上述節(jié)點(diǎn)屬性相關(guān)緊密度來計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)度。iv)新區(qū)塊誕生必定同時形成一個時間戳，每個節(jié)點(diǎn)上生成的所有具有上鏈溯源信息的區(qū)塊，其哈希值按自然時序從近到遠(yuǎn)排列，即組成歷史溯源數(shù)據(jù)記檔表。同理可得一個CORE節(jié)點(diǎn)的全部RELATED節(jié)點(diǎn)的歷史溯源數(shù)據(jù)記檔表集合。v)基于交易合約的時間先后，排序歷史溯源數(shù)據(jù)記檔表，以此形成待匹配上鏈溯源信息哈希值的區(qū)塊池。vi)用戶發(fā)起對下一級的相關(guān)投入品/產(chǎn)出品溯源信息查詢時，將在步驟v)中形成的區(qū)塊池中，尋找匹配某一哈希值(僅當(dāng)查詢的哈希值等于原記錄數(shù)據(jù)的哈希值，視為匹配成功，反之則為匹配失敗)，并得到驗(yàn)證結(jié)果。下一級的相關(guān)投入品/產(chǎn)出品的溯源信息是指第2級及以后關(guān)聯(lián)檢索到的相關(guān)產(chǎn)品，比如第1級檢索的產(chǎn)品是甲，第2級檢索甲的投入品乙，第3級檢索乙的投入品丙……以此類推，直至用戶無須查詢再下一級原料或投入品，則檢索過程終止。

圖2 多級關(guān)聯(lián)檢索技術(shù)原理示意圖Fig.2 Schematic diagram of multi-level association retrieval technology

②每當(dāng)完整地完成一次有最終匹配驗(yàn)證結(jié)果的溯源查詢，就實(shí)現(xiàn)溯源碼讀碼統(tǒng)計(jì)累加值刷新，且該溯源碼的被讀碼記錄將實(shí)時更新。

③每當(dāng)完整地完成一次有最終匹配驗(yàn)證結(jié)果的溯源查詢，就創(chuàng)建一條追溯查詢記錄，并向溯源監(jiān)管平臺推送這條數(shù)據(jù)。這里所說的溯源查詢記錄，是指用戶完成一次溯源查詢所得數(shù)據(jù)記錄，該記錄至少包括查詢時間、查詢者IP、所查詢的多級對象及其對應(yīng)的相關(guān)溯源信息等關(guān)鍵部分。

基于上述節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度實(shí)現(xiàn)的多級關(guān)聯(lián)檢索技術(shù)，相比于常規(guī)僅通過區(qū)塊鏈哈希匹配進(jìn)行檢索或基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索的方案，具有較明顯的優(yōu)勢，具體特點(diǎn)分析與優(yōu)劣度對比如表2所示。

表2 基于節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度的哈希匹配檢索和普通多級驗(yàn)證檢索對比

3 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施方案與結(jié)果分析

3.1 實(shí)施方案舉例說明

假設(shè)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)投入品公司A、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營公司B、監(jiān)管單位C 3家主體通過本系統(tǒng)進(jìn)行管理，具體實(shí)施方案如下：

首先，3家主體向聯(lián)盟鏈平臺提交入鏈申請，提供包括主體基本信息和主體屬性(如原材料投入品供應(yīng)商、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、監(jiān)管單位)等在內(nèi)的信息。系統(tǒng)以自動和人工2種方式對上述信息進(jìn)行審核，一旦審核通過，聯(lián)盟鏈平臺將自動為相關(guān)主體創(chuàng)建賬戶并激活，并向其頒發(fā)唯一數(shù)字證書，同時設(shè)定其在鏈內(nèi)的治理權(quán)重等級，授權(quán)相應(yīng)的功能權(quán)限。

日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中，公司A和B利用企業(yè)應(yīng)用端，分別錄入各自的企業(yè)內(nèi)部管理數(shù)據(jù)并申請上鏈。申請上鏈的數(shù)據(jù)須具備以下記號標(biāo)簽：數(shù)據(jù)傳輸頭節(jié)點(diǎn)屬性、尾節(jié)點(diǎn)屬性、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)摘要、數(shù)據(jù)采集方、數(shù)據(jù)采集時間。聯(lián)盟鏈基于共識算法生成上鏈數(shù)據(jù)訪問請求，并將其通過哈希加密算法加密為非明文字符串類型數(shù)據(jù)。

假設(shè)公司A的產(chǎn)品被公司B作為生產(chǎn)投入品原料，那么系統(tǒng)將自動對該產(chǎn)品進(jìn)行鏈上標(biāo)記，使公司A與公司B都擁有該原料的數(shù)據(jù)查詢權(quán)，但具體查詢范圍和深度由數(shù)據(jù)所有者公司A進(jìn)行設(shè)置。原料一旦進(jìn)入公司B進(jìn)行投入生產(chǎn)，則后續(xù)產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)都將歸公司B所有。

由于公司A和公司B的相關(guān)數(shù)據(jù)均已上鏈，不可篡改，監(jiān)管單位C在對公司A或公司B進(jìn)行監(jiān)管時，可在鏈上提交針對被監(jiān)管主體相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢的請求申請。系統(tǒng)會對監(jiān)管單位和被監(jiān)管主體進(jìn)行身份核實(shí)，校驗(yàn)通過后將從鏈上摘取可供監(jiān)管單位C訪問的公司A或公司B具體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并自動生成相應(yīng)的報(bào)表或溯源信息，通過監(jiān)管查詢專用的API返回。

公司B的農(nóng)產(chǎn)品在市場銷售過程中，消費(fèi)者也可以通過本系統(tǒng)查詢產(chǎn)品的相關(guān)信息。該功能由本聯(lián)盟鏈的公共查詢API提供，入口是該產(chǎn)品的可追溯二維碼，消費(fèi)者只需通過微信掃碼即可訪問。消費(fèi)者在查詢產(chǎn)品信息過程中，若希望進(jìn)一步查看相關(guān)的投入品或原料信息，則需要由公司A和公司B在系統(tǒng)中分別對原料數(shù)據(jù)進(jìn)行授權(quán)(該授權(quán)操作可在產(chǎn)品銷售流通前完成)。其中公司B可對原料的采購、物流等數(shù)據(jù)進(jìn)行授權(quán)，公司A可對原料的生產(chǎn)、加工、銷售等數(shù)據(jù)進(jìn)行授權(quán)。通過授權(quán)的數(shù)據(jù)將由系統(tǒng)進(jìn)行組裝后通過API返回給消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的深度追溯。

每當(dāng)系統(tǒng)處理完一次有最終匹配驗(yàn)證結(jié)果的溯源查詢請求，都會對該溯源碼進(jìn)行查詢檔案的記錄并實(shí)時統(tǒng)計(jì)更新。公司A、B能夠在企業(yè)應(yīng)用端分別獲知各自產(chǎn)品溯源碼查詢的綜合情況分析。監(jiān)管單位C和消費(fèi)者可分別在溯源監(jiān)管平臺和溯源消費(fèi)者端查看各自用戶授權(quán)范圍內(nèi)的溯源查詢記錄數(shù)據(jù)。

3.2 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果分析

基于上述實(shí)施方案，本系統(tǒng)已在江陰市省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園、江蘇省蘇農(nóng)科技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司等相關(guān)主體中進(jìn)行了應(yīng)用。現(xiàn)分別從系統(tǒng)性能指標(biāo)、系統(tǒng)功能應(yīng)用情況兩方面進(jìn)行總結(jié)與分析。

3.2.1 系統(tǒng)性能指標(biāo) 在應(yīng)用過程中，本系統(tǒng)體現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性、可靠性和用戶體驗(yàn)，能夠較好地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理場景的應(yīng)用(表3)。

表3 區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能測試結(jié)果

3.2.2 系統(tǒng)功能應(yīng)用情況 以江陰市省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)的實(shí)際應(yīng)用為例，其生產(chǎn)經(jīng)營主體為華西都市農(nóng)業(yè)有限公司，通過應(yīng)用本系統(tǒng)，該公司進(jìn)貨貯存管理、田塊管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全過程管理、物流銷售管理等核心業(yè)務(wù)全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，有效提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率。公司在不增加管理人員的情況下，生產(chǎn)面積較應(yīng)用系統(tǒng)前翻了1倍，產(chǎn)量由6 375 kg/hm2提升到7 500 kg/hm2，平均管理成本由1 hm26 000元降低到1 hm24 725元，公司經(jīng)濟(jì)效益得到了顯著提升。尤其針對華西系列品牌大米產(chǎn)品，公司通過本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了稻米全生命周期管理與追溯的從無到有，且相對市場上其他常見的追溯系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可信度更高，品牌科技含量更高，因此華西稻米產(chǎn)品的市場認(rèn)可度也得到了一定的提升。

4 結(jié) 語

綜上所述，本文所述的基于聯(lián)盟鏈和相關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品深度溯源系統(tǒng)，核心是通過基于節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度的哈希匹配檢索技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對追溯信息的檢索，并且能夠在鏈上實(shí)現(xiàn)加密共享、高速檢索追溯數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)能普遍適用于現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)信息化管理體系、農(nóng)產(chǎn)品全供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)共享與監(jiān)管治理體系[10]。其實(shí)際應(yīng)用成本不高，維護(hù)管理方式簡易，且有顯著的功能性優(yōu)勢與開放性的拓展開發(fā)前景。相較于目前常見溯源技術(shù)和系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要優(yōu)勢總結(jié)如下：①聯(lián)盟鏈上讀、寫、存的任何機(jī)構(gòu)的重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都是可信加密、高度安全的，譬如：產(chǎn)品成交價、合同編號、交易者詳細(xì)信息等。這些數(shù)據(jù)僅限在聯(lián)盟鏈內(nèi)成員之間共享，不易被他人通過溯源監(jiān)管平臺或消費(fèi)者查詢端發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊等而盜得重要數(shù)據(jù)。②監(jiān)管單位和消費(fèi)者能夠利用溯源碼查詢，輕松獲取到公開的農(nóng)產(chǎn)品溯源數(shù)據(jù)信息，并實(shí)現(xiàn)高效的多級關(guān)聯(lián)追溯查詢。而現(xiàn)有的其他溯源技術(shù)，還不能夠達(dá)到具有智能化多級深度溯源的能力，僅僅只能實(shí)現(xiàn)在溯源信息頁面之間逐層跳轉(zhuǎn)的手動操作。③因溯源信息上鏈存證而具有權(quán)威公信力，一旦發(fā)生質(zhì)量安全事件，可快速追溯定位問題環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)無法篡改歷史數(shù)據(jù)，只能接受懲處并進(jìn)行整改。該系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提升區(qū)域范圍內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品安全合規(guī)生產(chǎn)水平，形成誠信經(jīng)營的社會風(fēng)氣。

同時我們也意識到，未來可繼續(xù)在以下技術(shù)方面升級與優(yōu)化該系統(tǒng)[11]：①進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)上鏈記號標(biāo)簽的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和響應(yīng)檢索算法，持續(xù)提高單次溯源信息檢索的速度和準(zhǔn)確率，不斷升級多級關(guān)聯(lián)追溯查詢的綜合效率。②溯源數(shù)據(jù)獲取終端逐步升級過渡到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，以自動獲取數(shù)據(jù)上鏈逐漸代替手工錄入數(shù)據(jù)，增加溯源信息的真實(shí)性和可信度。③進(jìn)一步提升聯(lián)盟鏈共識機(jī)制和節(jié)點(diǎn)治理權(quán)限，提高節(jié)點(diǎn)上傳溯源數(shù)據(jù)的頻率。