基于區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)口奶粉溯源體系構(gòu)建研究

□ 楊 芮 鞠國(guó)泉 楊 帆 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)步入了高質(zhì)量發(fā)展階段，消費(fèi)者對(duì)食品的安全需求與日俱增。奶粉是關(guān)系嬰幼兒健康的重要食品，但國(guó)內(nèi)奶粉安全事件頻發(fā)，如2020 年5 月的湖南郴州永興縣“大頭娃娃”假特醫(yī)奶粉事件，很多人為了安全性選擇購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口奶粉，但是一些進(jìn)口奶粉也存在假貨橫行、質(zhì)量低下等問(wèn)題，進(jìn)口奶粉的原產(chǎn)地、運(yùn)輸信息、營(yíng)養(yǎng)元素等信息也存在虛假現(xiàn)象，因此，進(jìn)口奶粉溯源成為很多消費(fèi)者所關(guān)心的事情，也是保證進(jìn)口奶粉安全的重要手段。

歐盟于1900 年為應(yīng)對(duì)“瘋牛病”推出了食品安全追溯體系，接著美國(guó)、日本先后提出一系列溯源系統(tǒng)。我國(guó)也于2002 年開(kāi)始使用溯源技術(shù)。從2012 年飛鶴乳企舉行的“飛鶴乳業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)上線儀式”，到2020 年7 月啟動(dòng)的南沙全球溯源體系，我國(guó)越來(lái)越重視奶粉溯源體系建設(shè)。但如今溯源系統(tǒng)大多利用中心化的管理平臺(tái)數(shù)據(jù)，存在賣(mài)家和消費(fèi)者信息不對(duì)稱(chēng)、數(shù)據(jù)也可以人為修改或被網(wǎng)絡(luò)攻擊等缺陷，區(qū)塊鏈技術(shù)因其信息公開(kāi)透明、數(shù)據(jù)不可篡改、可追溯等優(yōu)勢(shì)具有極大的潛力。

目前關(guān)于進(jìn)口奶粉溯源體系的研究大多建立在傳統(tǒng)溯源方法上，本文利用新興的區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)口奶粉溯源體系，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口奶粉供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)信息可追溯，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性，具有一定創(chuàng)新性，為彌補(bǔ)完善傳統(tǒng)溯源體系提供了一定的幫助。

1 基于區(qū)塊鏈的進(jìn)口奶粉溯源體系

1.1 區(qū)塊鏈在進(jìn)口奶粉溯源系統(tǒng)中的應(yīng)用

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由多方共同維護(hù)，使用密碼學(xué)保證傳輸和訪問(wèn)安全，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲(chǔ)、難以篡改、防止抵賴(lài)的記賬技術(shù)，也稱(chēng)為分布式賬本技術(shù)，具有泛中心化、透明化、不可篡改和匿名等特點(diǎn)[1]，可以有效改良溯源系統(tǒng)，保證真實(shí)可信性。①銷(xiāo)售者、消費(fèi)者、政府等作為節(jié)點(diǎn)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)的操作人員使用唯一的數(shù)字身份進(jìn)行注冊(cè)，物聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)從生產(chǎn)到銷(xiāo)售全流程的交易信息和數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)可信度，每個(gè)節(jié)技術(shù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和各階段行為的數(shù)字簽名保證了數(shù)據(jù)的可追溯和不可篡改。②銷(xiāo)售商、核心企業(yè)、銀行等作為節(jié)點(diǎn)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，可以確認(rèn)銷(xiāo)售商和核心企業(yè)之間的關(guān)系，確保各參與交易的主體信息的真實(shí)性，還可對(duì)流通各環(huán)節(jié)進(jìn)行多次認(rèn)證，對(duì)進(jìn)口奶粉的質(zhì)量安全問(wèn)題作出提前防范。

圖1 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)口奶粉溯源體系架構(gòu)

1.2 基于區(qū)塊鏈的進(jìn)口奶粉溯源體系架構(gòu)

區(qū)塊鏈進(jìn)口奶粉溯源體系涉及的對(duì)象有消費(fèi)者、政府相關(guān)部門(mén)、進(jìn)口奶粉供應(yīng)鏈相關(guān)企業(yè)和銷(xiāo)售商等。將原國(guó)家工商總局2014年3月頒布的《網(wǎng)絡(luò)交易管理辦法》作為政策基底，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)口奶粉溯源體系，分為采集層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層4 個(gè)層面，具體架構(gòu)如圖1。

由圖1 可知，采集層主要通過(guò)采集終端、FRID 標(biāo)簽、傳感器等工具上傳生產(chǎn)記錄、加工記錄、存儲(chǔ)記錄、配送記錄和銷(xiāo)售記錄等數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)層利用去中心化存儲(chǔ)、加密技術(shù)、時(shí)間戳等實(shí)現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)追溯和信息的無(wú)法篡改；網(wǎng)絡(luò)層利用共識(shí)機(jī)制等將試圖篡改信息的節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)中剔除；應(yīng)用層為消費(fèi)者、銷(xiāo)售商、政府等提供溯源信息查詢。

在數(shù)據(jù)采集層，配合“時(shí)間戳”等技術(shù)，區(qū)塊鏈將系統(tǒng)成立以來(lái)的所有交易全部記錄在數(shù)據(jù)區(qū)塊中，可以對(duì)供應(yīng)鏈所涉及的各方信息追溯，還可對(duì)進(jìn)口奶粉本身的安全信息進(jìn)行追溯。打破傳統(tǒng)中心化、孤島式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)各方共享，讓數(shù)據(jù)的價(jià)值得到充分發(fā)揮，便于對(duì)交易活動(dòng)的追蹤，可以有效解決交易驗(yàn)證和交易后續(xù)糾紛等問(wèn)題。如進(jìn)口奶粉銷(xiāo)售商想將國(guó)產(chǎn)奶粉作為進(jìn)口奶粉進(jìn)行出售，而供應(yīng)鏈上的數(shù)據(jù)是無(wú)法篡改的，只能在供應(yīng)鏈的源頭篡改，但是數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)采集是多方確定的，進(jìn)口奶粉的生產(chǎn)地和運(yùn)輸方都能證明該奶粉的產(chǎn)地，所以進(jìn)口奶粉的造假無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

在網(wǎng)絡(luò)層，當(dāng)交易節(jié)點(diǎn)接收到交易請(qǐng)求后，區(qū)塊鏈系統(tǒng)向所有交易節(jié)點(diǎn)發(fā)送一道數(shù)學(xué)難題，此難題具有難以解答、但很容易驗(yàn)算答案準(zhǔn)確性的特征，第一個(gè)破解難題的交易節(jié)點(diǎn)可以獲得這筆交易區(qū)塊的記賬權(quán)。本體系依據(jù)所有交易節(jié)點(diǎn)保存的交易數(shù)據(jù)生成區(qū)塊，且不可更改，所有區(qū)塊以鏈的形式連接起來(lái)，形成一個(gè)完整的“區(qū)塊+鏈”特殊結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)保障最新區(qū)塊被準(zhǔn)確添加至區(qū)塊鏈、所有交易節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的區(qū)塊鏈信息是一致的，一旦進(jìn)行修改就會(huì)破壞區(qū)塊的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，因此能夠抵擋惡意攻擊。例如，有網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售商低價(jià)購(gòu)入了一批快到保質(zhì)期限的進(jìn)口奶粉，想要修改生產(chǎn)日期后高價(jià)賣(mài)出，由于區(qū)塊鏈技術(shù)的限制，進(jìn)口奶粉的原始信息是無(wú)法篡改的，銷(xiāo)售商無(wú)法高價(jià)賣(mài)出那批進(jìn)口奶粉，交易數(shù)據(jù)和溯源體系的錄入數(shù)據(jù)保持一致，保證整個(gè)體系的順利運(yùn)行。

數(shù)據(jù)應(yīng)用層主要包括對(duì)銷(xiāo)售進(jìn)口奶粉數(shù)據(jù)的處理、追溯和各系統(tǒng)之間的交流。各用戶通過(guò)門(mén)戶、APP、應(yīng)用接口可以直接查詢數(shù)據(jù)，政府、生產(chǎn)者、消費(fèi)者等可以在應(yīng)用層直接錄入交易信息，包括進(jìn)口奶粉從奶源、生產(chǎn)到運(yùn)輸、銷(xiāo)售的數(shù)據(jù)信息，如是否進(jìn)行無(wú)菌包裝等。

2 基于區(qū)塊鏈的進(jìn)口奶粉溯源體系的優(yōu)勢(shì)

2.1 利用時(shí)間戳實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源，實(shí)現(xiàn)全流程監(jiān)控

時(shí)間戳是使用數(shù)字簽名技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以證明原始文件在數(shù)字簽名之前就已經(jīng)存在，以此保證數(shù)據(jù)信息的完整性和無(wú)法篡改性。利用時(shí)間戳對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的各個(gè)階段進(jìn)行認(rèn)證，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全流程監(jiān)控。如，進(jìn)口奶粉的生產(chǎn)期限和生產(chǎn)地等信息，也可以通過(guò)這種方式保證它的真實(shí)性，有效解決交易后續(xù)糾紛問(wèn)題。

2.2 不可篡改性保證了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性

傳統(tǒng)的進(jìn)口奶粉交易一般發(fā)生在各網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)上，網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)的交易系統(tǒng)保證了全部交易的運(yùn)行，一旦網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)受到惡意攻擊，交易的安全性就無(wú)法得到保障。區(qū)塊鏈技術(shù)利用共識(shí)機(jī)制可以保證整個(gè)區(qū)塊鏈的安全，即使有個(gè)別區(qū)塊崩潰，也不影響整體區(qū)塊鏈的運(yùn)行。

2.3 提升消費(fèi)者信任和質(zhì)量水平

全流程關(guān)鍵可信數(shù)據(jù)的公開(kāi)，使消費(fèi)者能夠通過(guò)掃碼查詢商品全生命周期的流轉(zhuǎn)情況[2]，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享進(jìn)口奶粉從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，提升消費(fèi)者對(duì)銷(xiāo)售商的信任度。區(qū)塊鏈技術(shù)利用公鑰地址代替用戶的身份信息，確保了用戶的匿名性，用戶們?cè)诓粫?huì)暴露自己的真實(shí)身份信息的前提下實(shí)現(xiàn)信息透明化，保護(hù)了個(gè)人隱私。

3 基于區(qū)塊鏈的進(jìn)口奶粉溯源體系的不足及建議

3.1 銷(xiāo)售商對(duì)搭建溯源體系的態(tài)度

區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)施成本高，部分企業(yè)、銷(xiāo)售商不愿支付成本、共享數(shù)據(jù)信息。此時(shí)需要政府和各大企業(yè)帶頭推動(dòng)，或采取強(qiáng)制手段。

3.2 數(shù)據(jù)源真實(shí)難保證

區(qū)塊鏈雖然可以在技術(shù)上解決一些消費(fèi)者的信任和質(zhì)量問(wèn)題，但是仍然存在風(fēng)險(xiǎn)，人為的干預(yù)無(wú)法保證數(shù)據(jù)源的真實(shí)性。一方面，可以提高相關(guān)從業(yè)人員的道德水平，自覺(jué)保證產(chǎn)品的真實(shí)性；另一方面，新興的物聯(lián)網(wǎng)（Intenet of Things，簡(jiǎn)稱(chēng)IoT）信息技術(shù)，具備將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的功能，可以利用IoT 設(shè)備降低人們參與溯源體系搭建和運(yùn)作的可能性或通過(guò)技術(shù)手段檢查不實(shí)信息；此外，還可以通過(guò)消費(fèi)者等的舉報(bào)，加大處罰力度。

3.3 消費(fèi)者成本偏高

區(qū)塊鏈溯源體系的建立等需要昂貴的成本，除了企業(yè)的支出，還有部分由消費(fèi)者平分?？梢酝ㄟ^(guò)重塑消費(fèi)者的消費(fèi)觀念、加大政府的扶持力度，減少消費(fèi)者負(fù)擔(dān)。

4 總結(jié)

區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、不可篡改、信息公開(kāi)透明等特點(diǎn)對(duì)于解決進(jìn)口奶粉來(lái)源的可靠性和消費(fèi)者的信任度問(wèn)題有一定的幫助。本文構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)口奶粉溯源體系，以期實(shí)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口奶粉的全方面溯源目的，保證奶粉的來(lái)源等信息安全可靠。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，搭建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的成本和人為干預(yù)的信任度等問(wèn)題也肯定能得到解決，理論階段的溯源體系仍處于探索階段，還需要進(jìn)一步探索和實(shí)施，才能真正實(shí)現(xiàn)進(jìn)口奶粉的安全溯源。