【区块链技术的应用】区块链链技术在食品溯源领域的应用探究

【区块链技术的应用】区块链链技术在食品溯源领域的应用探究

近年来,由于食品安全(食物中毒、疯牛病、口蹄疫、禽流感等畜禽疾病以及严重农产品残药、进口食品材料激增等)危机频繁发生,严重影响人们身体健康,引起全世界广泛关注,如何对食品有效跟踪和追溯,已成为极为迫切的全球性课题。

目前我国,谷物、水果、肉类、禽蛋和水产品等主要食品产量居世界第一位,但当前我国在整个食品生产过程中应用自动追溯系统的实例仍寥寥无几,国内食品行业追溯目前还主要是在零售结算环节,远未在食品供应链全过程应用,全程可跟踪供应链尚未形成,通过高效的溯源技术保障食品质量安全已成为重要研究课题。

本文基于区块链技术,以大米为例,探究从“农田到餐桌”的大米全产业链溯源体系。

目前社会上的溯源体系基本上是依靠传统信息技术开发的溯源监管平台,在业务和功能的开发上可以实现溯源的目标,但是在实施过程可能存在以下几方面难点:

一、 数据录入增加企业额外负担,数据上传意愿不高

食品溯源行业是数据密集型行业,实际业务中会产生大量数据,企业由于缺少方便、快捷的数据上传、录入手段,数据上传工作量大,另外,企业大量数据都属于私密且敏感数据,由于缺乏较好的隐私保护手段,也导致企业不愿意上传数据。

区块链技术所特有的强加密,防篡改,可追溯,防单点故障等特性已经越来越成为整个政企信息化领域的共识。企业敢于将数据上传到区块链上,在一定程度上,也表明企业对产品充满自信,这会对其企业的市场品牌效益带来推动和促进。“上链安全”已经逐步成为全社会共识,进而促使更多企业上传数据,形成良性循环,完善整个溯源体系数据资源建设;

二、 数据隐私保护方式欠缺,数据共享难

食品溯源行业体系中各方生产并拥有的数据普遍具有高度商业机密性,因此,出于信息安全及自身商业利益考虑,参与方无法也没有意愿与任何第三方进行数据共享,传统数据传输方式,无法保护企业隐私,所以各方企业不能有效介入平台系统,容易形成数据孤岛。

相比传统的数据库方案,区块链技术通过技术手段解决商业数据隐私机密和商业数据共享价值间存在已久的矛盾,信息加密及解密授权方案确保了所有数据均由其拥有方自行加密上链,并可将解密权限仅授权给其认可的参与方,如合作伙伴及监管机构。零知识证明方案则能够更进一步在第三方无需解密链上密文,数据拥有方不泄露敏感信息的前提下,实现对部分链上信息,如货物总值,原产地等进行数据共享,使隐私保护和数据共享得以并存,提高溯源完整性。

三、 溯源业务参与主体众多,业务协同难

食品溯源全流程中不仅参与方众多,业务复杂,流程间协同合作也十分繁琐,大部分食品的流通跨越多个地区,涉及不同监管主体之间的协同合作。物流,资金流和信息流上任何一个环节的缺失或问题,都可能导致整条业务流程的协同低效,进而直接影响食品溯源工作的质量。

区块链技术可以增强数据强一致性,整合零散数据,提高业务协同效率。区块链上的数据强一致性的特点,使得食品溯源流程上大部分业务参与方均以数据源的身份参与到系统中成为可能,区别于传统解决方案,区块链系统上参与方上传的数据,在经过共识机制验证后,会被记录在一个系统内所有人共同拥有的“账本”中,省去了不同参与方“各自账本”数据互相对账确认的环节,极大地提升零散数据汇总整合的效率,使全流程数据的系统化共通成为可能。

四、 系统治理集中化程度高,抗攻击性弱

在目前未使用区块链技术的环境前提下,几乎所有能够实现食品溯源目标的技术方案所提供的,均为中心化的服务或平台,这类系统在技术层面和治理层面都具有高度集中化的特点,每一个使用者都与中心相连,一旦中心被黑客攻击,或者遭受地震、台风等不可抗力因素,整个系统都会遭受巨大的破坏,存在单点 故障。而行业内现有的容灾备份措施,成本高昂,但也无法保障系统安全。

区块链技术采用分布式数据结构,可以规避单点故障。系统中的所有数据在每个参与记账的节点中完整保存,打造一个由参与方共同构建的弱中心化系统,不会因为个别参与方的故障而受到稳定性和功能性的影响, 有效规避单点故障。

为了实现基于区块链技术的食品(大米)溯源平台,需要满足四种类型用户的需求:普通消费者、企业用户、监管部门和系统管理员。

普通消费者:具备查询商品溯源信息的诉求,以及对商品投诉的权利。

企业用户:包括大米供应链上的所有上下游企业单位,包括水稻种植农场、加工及包装企业、物流企业、仓储企业、经销/贸易商/零售商。

监管部门:有获取到产品质检报告查询原始数据、对企业提出商品召回要求、问责相关企业责任人的需求。

系统管理员:主要为以上三种用户提供支持和账号审核、激活功能。

基于区块链技术的食品(大米)溯源平台(以下简称“溯源平台”),将“水稻种植-加工及包装-物流-仓储-经销”各环节数据分别采集,通过智能合约确认交易数据并存储于区块链中,能从水稻种植开始,直至进入大米销售阶段均能提供有效的证明信息,证明大米来源。如果顾客对于来源证明存在质量问题,监管机构可通过查询交易数据及结合人工方式再次进行鉴别。

系统以联盟链的方式,供应链相关各环节的不同角色可查看及确认与自身有交易的大米数据,大米溯源结果可在经销商端提供给顾客查询。

大米商品供应链的流通过程及溯源查询情况如下图所示:《【区块链技术的应用】区块链链技术在食品溯源领域的应用探究》图1 大米供应链溯源查询示意图

溯源平台的输出目标结果是:通过扫描二维码或者手动输入商品编号,匹配商品信息,平台返回商品溯源结果,返回内容包括“水稻种植农场、加工及包装商、物流商、仓储商、经销商”供应链信息。将溯源结果信息和大米来源说明书对比,当溯源信息与大米来源信息不一致时,表示来源信息有误,提供投诉反馈功能,将结果上传,监管方可接收相关信息及查看,由监管方启动二次溯源查询,对结果进行再次确认。

 

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