区块链技术助力食品透明供应链发展

8.2.3.1　 区块链技术的产生及特征

区块链技术源于中本聪2008年在比特币论坛上发表的文章《比特币：一种点对点的电子现金系统》。中国区块链技术和产业发展论坛编写的《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》对区块链的核心定义是：分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。^[3]

区块链作为一项颠覆性技术，正在引领全球新一轮技术变革和产业变革，推动“信息互联网”向“价值互联网”变迁。［109］在区块链中，物品数据存储在一个个“区块（block）”中，每个区块能记录下它在被创建时期发生的所有价值交换活动。在每个区块中，有一个专门的字段记录前一个区块头部的哈希值，这样使得后一个区块能指向唯一的前一个区块。由此，前后区块顺序相连，形成了一条长链，最终形成一种区块链数据库。区块链网络本质上是一个P2P（点对点）网络，每一个节点区块既接收信息也产生信息，每一笔交易都被时间戳打上了时间标记。区块链中的共识是在一群互不熟悉的参与者之间建立协议的过程，决定由哪个节点进行记账。通过区块指纹验证实现各个区块的链接，可以达到既不泄露各区块隐私数据，又能实现数据的真实传递和分享。区块链技术基于分布式记账方式，实现数据的分布式记录和分布式存储，保证数据不被篡改，形成去中心化的信息管理架构，保证各节点间的平等权利和义务。区块链的关键技术主要包括链式数据结构、非对称加密技术、共识机制和智能合约等。

8.2.3.2　 区块链技术在食品透明供应链发展中的作用

1.利用区块链分布式信息存储，实现信息共享

传统食品供应链的信息存储采用的是中心化存储方式，这种方式不仅存储容量有限，还存在信息不能共享、易被篡改等风险，区块链利用分布式账本，能够很好地解决这一问题。分布式信息存储使供应链上各个区块产生相应的时间戳，所有网络成员都能够通过共享账本实时追踪到产品的信息，从而形成一条共享的区块链条。区块链上的各个节点生成食品的相关信息，如食品质量、供货时间、用户信息、销售记录、物流进程、仓库详情、购买结算等。在食品供应链中运用区块链技术，可保证供应链的各个节点获取到真实可靠的信息并进行共享，从而极大提高整个食品供应链的透明度。

2.利用区块链技术共识机制，防止食品供应链上的信息篡改

当前的食品追溯系统都是采用中心化结构，食品信息存储到中心化平台维护的数据库中，这样平台有可能根据请求意愿对数据进行人为变更或删除。利用区块链共识机制，食品供应链上各环节所发生的食品信息可被原封不动的存储在共享账本中，由于共识机制算法的约束条件，如果供应链成员企业需要更改信息，需要通过供应链上共享的公钥信息计算出这个链上51%以上成员的私钥才能进行操作，这样可以保证供应链食品信息难以被篡改，任何恶意欺骗行为都将被供应链中其余参与节点所排斥和压制。

8.2.3.3　区块链技术在食品透明供应链发展中的应用方案

目前区块链技术在食品供应链上的应用处于初始阶段，一些行业领导企业正和科研机构共同开发利用这一技术。

曾小青等（2018）选用超级账本HyperLedger下的 Sawtooth区块链平台，构建了一个利用区块链技术的食品安全追溯原型系统（如图8-3所示）。［110］该系统将食品生产、加工、流通、消费过程的信息写入区块链，实现全流程食品追溯，其具体流程及功能有：

图11-4　纤维的长度和含量对碱激发砂浆抗压强度和抗折强度的影响［1］(www.xing528.com)

图8-3　基于区块链技术的食品安全追溯原型系统

摘自：曾小青，彭越，王琪.物联网加区块链的食品安全追溯系统研究［J］.食品与机械，2018，34（09）：106-111.

1.角色认证

食品供应链成员通过智能合约向供应链核心企业管理中心提交申请，通过审核后，管理中心向各成员颁发相应的数字证书并分配权限。

2.数据标识

采用统一的数据编码标准，食品供应链成员为每件产品分配一个唯一的标识码，将物联网标签贴到产品上，标签上记录产品的产地、存储温度、保质期等参数信息。

3.信息上链

农产食品生产商、食品加工制造商、食品物流商、检验检测机构、食品经销商等成员全部进入区块链，食品流转的全过程信息由各参与成员在区块链上登记记录，并分布保存于区块链各节点中。利用区块链技术的不可篡改性，可以保证食品质量安全信息的完整性和可追溯性。

4.食品追溯

由于上传至区块链的每条信息都附有各参与主体的数字签名和写入时间戳，区块链的数据签名和加密技术能保证全链信息的稳定性及高效率交换。由此，消费者、食品企业、监管机构等食品供应链参与方可以向下追踪或往上追溯食品相关信息，从而保证食品供应链的透明性。