基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品溯源體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)院，廣東 佛山 528000）

一、傳統(tǒng)食品溯源存在的問(wèn)題

（一）技術(shù)劣勢(shì)

傳統(tǒng)的食品溯源更多使用數(shù)據(jù)庫(kù)直接存儲(chǔ)商品數(shù)據(jù)。而數(shù)據(jù)庫(kù)直接進(jìn)行存儲(chǔ)最大的問(wèn)題就是會(huì)有人專門管理數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的管理者就無(wú)法保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性與穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)偽造、數(shù)據(jù)篡改、惡意刪除這類風(fēng)險(xiǎn)也就無(wú)法避免，且無(wú)法被真正檢測(cè)。

（二）市場(chǎng)不規(guī)范、監(jiān)管不健全

市面上的許多商家，為了降低生產(chǎn)成本，逃避監(jiān)管，肆意更改溯源碼或使用虛假的溯源碼，使得讓溯源碼的安全性與可靠程度大幅下降。消費(fèi)者得到的溯源信息往往都不具備相關(guān)效能，不僅增加了消費(fèi)者的維權(quán)難度，也加大了相關(guān)部門的監(jiān)管難度。如此環(huán)境下，溯源信息造假事件層出不窮，市場(chǎng)的監(jiān)管力度不足，消費(fèi)者獲得安全可靠的信息愈發(fā)困難。

（三）追溯鏈條不統(tǒng)一妨礙追溯

目前的傳統(tǒng)溯源技術(shù)，主要依賴各個(gè)環(huán)節(jié)企業(yè)自己對(duì)商品標(biāo)簽的標(biāo)記。但是不同供應(yīng)、加工、銷售企業(yè)之間的標(biāo)記碼并不相通，出現(xiàn)一件商品有好幾個(gè)不同的身份信息碼，加大溯源難度。同時(shí)，也不利于有關(guān)部門的監(jiān)督與管理。

二、區(qū)塊鏈與食品安全溯源

區(qū)塊鏈?zhǔn)且訮2P 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)為底層的新式應(yīng)用模型。區(qū)塊鏈本質(zhì)上就是一個(gè)分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)榫哂腥ブ行幕⒉豢纱鄹?、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開(kāi)透明等特點(diǎn)，能夠保證區(qū)塊鏈的透明度以及真實(shí)度。搭建鏈接食品的原材料供應(yīng)商、生產(chǎn)商、倉(cāng)儲(chǔ)物流平臺(tái)、經(jīng)銷商、分銷商、零售商、以及技術(shù)機(jī)構(gòu)、消費(fèi)者和監(jiān)管部門的區(qū)塊鏈，實(shí)現(xiàn)食品信息全程共享、實(shí)時(shí)可追溯。消費(fèi)者可以通過(guò)二維碼唯一標(biāo)識(shí)追蹤到產(chǎn)品的所有信息，令消費(fèi)變得更加安心。

三、食品溯源系統(tǒng)模型

食品從原產(chǎn)地到客戶手上經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)流程：原產(chǎn)地生產(chǎn)、加工處理、物流運(yùn)輸、銷售、消費(fèi)者購(gòu)買。食品溯源系統(tǒng)應(yīng)從這五個(gè)角度入手搭建，模型包括以下五個(gè)版塊：

原生產(chǎn)地生產(chǎn)版塊:主要對(duì)食品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行管理，信息包括食品的種類、食品生產(chǎn)日期以及保質(zhì)期、檢疫合格證明、檢驗(yàn)合格證明、生產(chǎn)原料信息等信息。

加工處理版塊：對(duì)食品進(jìn)行加工處理過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行管理，信息包括加工的地點(diǎn)、加工地的衛(wèi)生許可以及經(jīng)營(yíng)許可、加工時(shí)間、加工經(jīng)手人等信息。

物流運(yùn)輸版塊：主要對(duì)食品物流運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行管理，信息包括運(yùn)輸出發(fā)和到達(dá)時(shí)間、運(yùn)輸途徑地點(diǎn)、物流訂單編號(hào)、司機(jī)信息、配送車廂溫度、物流公司信息等信息。

銷售版塊：主要對(duì)食品在銷售過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行管理，信息包括銷售人員、銷售地點(diǎn)、出售時(shí)間、庫(kù)內(nèi)溫濕度等信息。

消費(fèi)者購(gòu)買版塊：主要對(duì)食品被消費(fèi)者購(gòu)買后的信息進(jìn)行管理，信息包括購(gòu)買時(shí)間、訂單編號(hào)、付款方式等信息。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文的區(qū)塊鏈平臺(tái)選擇的是Hyperledger Fabric。應(yīng)用系統(tǒng)的搭建通過(guò)可使用SQL技術(shù)或API 調(diào)用微服務(wù)框架兩種方式。應(yīng)用系統(tǒng)采用異步處理模式或共識(shí)合約來(lái)解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。

（一）區(qū)塊鏈平臺(tái)Hyperledger Fabric

Fabric 區(qū)塊鏈平臺(tái)的角色管理系統(tǒng)十分強(qiáng)大，權(quán)限把控機(jī)制十分完善。具有可延伸的數(shù)據(jù)層，常用的共識(shí)機(jī)制，智能合約等優(yōu)秀的機(jī)制功能。文件系統(tǒng)主要是將區(qū)塊信息變成文件的形式儲(chǔ)存在其中。默認(rèn)的levelDB數(shù)據(jù)庫(kù)則存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈索引。

（二）云數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL

用MySQL 建立食品全供應(yīng)鏈信息安全數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)MySQL 的數(shù)據(jù)技術(shù)，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)，記錄食品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的關(guān)鍵信息。各環(huán)節(jié)內(nèi)部流程作為區(qū)分，構(gòu)建獨(dú)立又相互聯(lián)系的數(shù)據(jù)表和庫(kù)，并通過(guò)信息安全管理平臺(tái)去采集和檢索供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的信息。

五、結(jié)論

本論文所研究的食品安全溯源系統(tǒng)具有很高的兼容性，可隨時(shí)添加需要錄入的信息種類，按照每種食品特性來(lái)擬定各種溯源的信息，確保食品安全信息能夠傳達(dá)到消費(fèi)者手上。操作簡(jiǎn)便，安全可靠，很適合各商業(yè)用戶使用。未來(lái)，當(dāng)技術(shù)更加先進(jìn)，外部因素影響越來(lái)越小，企業(yè)思想方式、商業(yè)模式得到轉(zhuǎn)變時(shí)，區(qū)塊鏈?zhǔn)称钒踩菰聪到y(tǒng)必然會(huì)蓬勃發(fā)展起來(lái)。