羅浩 徐靜妍 侯小麗
【關(guān)鍵詞】食品安全溯源;區(qū)塊鏈技術(shù);應(yīng)用模式
近幾年,我國(guó)食品有關(guān)監(jiān)管部門出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)食品安全法》《食品生產(chǎn)許可辦法》《關(guān)于深化改革加強(qiáng)國(guó)家食品安全工作的意見》《關(guān)于加強(qiáng)食品安全保障促進(jìn)食品行業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展的若干意見》等相關(guān)法律法規(guī)和辦法,以確保食品的安全,但由于食品安全溯源不透明、產(chǎn)品信息容易被篡改,使得食品安全溯源信息的準(zhǔn)確性不能保證。薛欽源認(rèn)為信任缺失是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題的重要原因[1]。由于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管過程的復(fù)雜性和難度都很高,因此,為了提高監(jiān)管的效率,宋英卓等設(shè)計(jì)了一種精確的監(jiān)管系統(tǒng)[2]。《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》強(qiáng)調(diào),要實(shí)現(xiàn)食品安全戰(zhàn)略的全面落實(shí),必須以“四個(gè)最嚴(yán)”為標(biāo)準(zhǔn),以構(gòu)建統(tǒng)一權(quán)威的食品安全監(jiān)管制度為切入點(diǎn),堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展觀念,加速食品安全戰(zhàn)略的研究。
作為“第四次工業(yè)革命”的重要成果,伍賽特提出區(qū)塊鏈技術(shù)正在掀起一場(chǎng)科技和產(chǎn)業(yè)革命浪潮。其去中心化、分布式存儲(chǔ)的特點(diǎn)能夠很好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息透明化,保證溯源的精確性,解決傳統(tǒng)溯源系統(tǒng)的弊端[3]。但是如果產(chǎn)品的數(shù)目不斷提高,區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)中區(qū)塊鏈區(qū)塊的數(shù)目也隨之增多。唐衍軍等認(rèn)為在新區(qū)塊產(chǎn)生的同時(shí),各節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行廣播儲(chǔ)存,數(shù)據(jù)量就會(huì)越來越大,工作效率越來越低[4]。目前區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)已初步應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域,但是從社會(huì)的角度來看,還要從經(jīng)濟(jì)、政策、企業(yè)等多方面不斷改進(jìn)。
(一)區(qū)塊鏈溯源技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)
區(qū)塊鏈技術(shù)溯源是指采用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、防篡改、分布存儲(chǔ)等特性,對(duì)食品或其他物品進(jìn)行溯源定源,而區(qū)塊鏈技術(shù)溯源的最大特征是去中心化,在去中心化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,獨(dú)立保留所有的交易信息。在這種技術(shù)之下,任何一個(gè)交易者都可以通過任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)去查詢溯源信息,但是無法對(duì)其修改。即便某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的保存信息被破壞了,也可以迅速通過其他任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行恢復(fù)。這就使得區(qū)塊鏈溯源技術(shù)具備了很多傳統(tǒng)溯源技術(shù)所沒有的特點(diǎn),例如防止記錄信息被篡改、防止信息遺漏、杜絕交易漏洞存在等優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)技術(shù)如果能夠在未來被大力推廣,將會(huì)給整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來巨大的正向改變。
(二)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于食品安全溯源的現(xiàn)狀
自黨的十八大后,黨中央堅(jiān)持以人民群眾為中心的發(fā)展思想,著力解決人民群眾最關(guān)心最直接最現(xiàn)實(shí)的問題,不斷增強(qiáng)人民群眾的獲得感、幸福感、安全感,將我國(guó)食品安全事業(yè)單位放在“五位一體”的整體布局和“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局中,從土地的角度來實(shí)現(xiàn),從田野到餐桌,進(jìn)一步加強(qiáng)了農(nóng)民的全面監(jiān)督,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和全面的全過程保障能力。逐步實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)產(chǎn)品信息化溯源系統(tǒng)和政府部門質(zhì)量監(jiān)督管理系統(tǒng)、重點(diǎn)商品溯源監(jiān)督系統(tǒng)的互動(dòng),由政府部門共同監(jiān)管產(chǎn)品,互通互享數(shù)據(jù)。
在市場(chǎng)需求和國(guó)家政策的雙重支撐下,農(nóng)產(chǎn)品加工溯源領(lǐng)域作為時(shí)下農(nóng)業(yè)新的熱點(diǎn)領(lǐng)域,具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景。傳統(tǒng)的產(chǎn)品追溯系統(tǒng),全都使用中心化保存資料。所有與產(chǎn)品相關(guān)的各種數(shù)據(jù),如生產(chǎn)企業(yè)的供應(yīng)鏈信息和貿(mào)易數(shù)據(jù)等都被統(tǒng)一保存到一個(gè)強(qiáng)大的核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,而這些保存數(shù)據(jù)在對(duì)產(chǎn)品信息的修改方面也都沒有那么嚴(yán)格的約束,且信息數(shù)據(jù)內(nèi)容全部由產(chǎn)品所有者來確定,這也意味著如果使用了產(chǎn)品追溯體系將導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)據(jù)的真實(shí)性和安全性都大打折扣,即使政府的監(jiān)督,獲益方也不能保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的真實(shí)性,讓使用者陷入一個(gè)信任危機(jī)的食品安全系統(tǒng)。面對(duì)這一情況,通過利用區(qū)塊鏈技術(shù)導(dǎo)入的產(chǎn)品追溯體系就能夠有效處理。
近年來,由于國(guó)內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展越來越炙手可熱,很多公司、院校以及新創(chuàng)業(yè)企業(yè)也都開始在區(qū)塊鏈科技上投入研發(fā)。李娜等人基于區(qū)塊鏈技術(shù),對(duì)整個(gè)藥品的追溯系統(tǒng)進(jìn)行了發(fā)明,并實(shí)現(xiàn)了其防御功能,并對(duì)其進(jìn)行搜索[5]。董云峰等利用區(qū)塊鏈技術(shù),建立了一套保證存儲(chǔ)安全、精確可信的糧油食品全供應(yīng)鏈可信追溯模式[6]。陶啟等采用區(qū)塊鏈技術(shù),構(gòu)建了大米產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量信息庫系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了智能管理系統(tǒng),提出了一種基于食品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、高危害因子安全跟蹤等技術(shù),到了有效控制食品質(zhì)量安全[7]。巫光福等人提出了一種基于國(guó)際貿(mào)易區(qū)塊鏈和政府監(jiān)管區(qū)塊鏈,證明了在結(jié)構(gòu)的高效率和可擴(kuò)展性方面存在著雙鏈結(jié)構(gòu)[8]。
(一)項(xiàng)目介紹
為了提升居民對(duì)于雞肉食品的信任程度,2021年眾安科技針對(duì)雞肉在生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)流程融入防偽系列產(chǎn)品開展了“步步雞”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目嚴(yán)格監(jiān)控“步步雞”從養(yǎng)殖到屠宰運(yùn)輸?shù)娜窟^程,憑借著區(qū)塊鏈技術(shù)下數(shù)據(jù)不可篡改的特點(diǎn),將區(qū)塊鏈技術(shù)與食品安全掛鉤,保證了“步步雞”產(chǎn)品生產(chǎn)外售全過程的真實(shí)可靠性,提升了居民對(duì)于該產(chǎn)品的信任程度。“步步雞”飼養(yǎng)周期為166天,在2021年12月第一批生態(tài)雞已經(jīng)在順豐優(yōu)選平臺(tái)上架銷售,消費(fèi)者可在順豐優(yōu)選的線上和線下渠道購買,其首發(fā)區(qū)域遍及北京、上海、浙江、廣州、深圳、北京等幾十個(gè)省市。
(二)“步步雞”項(xiàng)目分析
1.保證過程可控性、數(shù)據(jù)真實(shí)性
“步步雞”項(xiàng)目的時(shí)間周期較長(zhǎng),從雛雞養(yǎng)殖到消費(fèi)者在餐桌上食用的雞肉,項(xiàng)目覆蓋的環(huán)節(jié)極為密集,在傳統(tǒng)雞肉生產(chǎn)銷售模式的每個(gè)環(huán)節(jié)中,雞肉的食品安全無法得到保障,導(dǎo)致消費(fèi)者“吃得不放心”,而眾安技術(shù)的“步步雞”溯源體系,則運(yùn)用了區(qū)塊鏈技術(shù)的高保密特性和先進(jìn)的數(shù)學(xué)計(jì)算,大大減少了人為改動(dòng)的可能性。在“步步雞”項(xiàng)目中,選種、養(yǎng)殖、屠宰、物流、銷售等一系列過程都被記錄在區(qū)塊鏈中,基于區(qū)塊鏈的不可篡改性,最大程度保障了數(shù)據(jù)和信息的真實(shí)性。所有飼養(yǎng)的雞從雞苗開始就進(jìn)行追蹤,養(yǎng)戶給每只雞佩戴上帶有編碼的牌子,該編碼是唯一的,一雞一牌,每天采集雛雞生活的空氣、水土環(huán)境以及活動(dòng)范圍,直到其出欄屠宰,這些信息都會(huì)及時(shí)存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈進(jìn)行保存,方便消費(fèi)者查看。在此項(xiàng)目中所運(yùn)用了區(qū)塊鏈防偽技術(shù),在防偽標(biāo)簽中融入國(guó)密算法、混沌原理、激光光學(xué)、手機(jī)APP智能動(dòng)態(tài)圖像掃描、云端數(shù)據(jù)比對(duì)等技術(shù),保證了商品從源頭到終端的唯一性。
2.形成集聚效應(yīng)、降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)
在中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)背景下,自主養(yǎng)殖的散戶占據(jù)絕大多數(shù)的地位,在這樣的前提條件下,將區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)有效地結(jié)合起來將大大地優(yōu)化我國(guó)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)成本配置,我國(guó)養(yǎng)殖場(chǎng)當(dāng)前的缺陷也能得到有效彌補(bǔ)。在飼養(yǎng)環(huán)境中所需要使用的感應(yīng)裝置,可智能收集溫度、水質(zhì)、空氣污染物等數(shù)據(jù),以協(xié)助養(yǎng)殖戶及時(shí)改變喂養(yǎng)方法,從而確保了飼養(yǎng)環(huán)境滿足步步雞的正常生活需要,同時(shí)產(chǎn)品還增加了圖片、影像采集等技術(shù),可以通過分析步步雞日常生活中的影像圖片情況,以協(xié)助養(yǎng)殖戶及時(shí)確定其健康狀況,這也對(duì)時(shí)常出現(xiàn)的禽流感有著不錯(cuò)的預(yù)防效果,不但能夠縮小防疫范圍,也能夠降低飼養(yǎng)損失。除此之外,在對(duì)步步雞的智能監(jiān)測(cè)上,引入了計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)手段,通過對(duì)家禽日常影像和圖片的收集,得到步步雞的每日活動(dòng)量、飲水量等數(shù)據(jù),可以自主判定步步雞體內(nèi)是否發(fā)生了變異,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)疫情和預(yù)警。為了將步步雞更好地推向養(yǎng)殖戶,眾安科技和連陌科技共同斥資打造了眾源聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖、銷售、售后的一體化,大大提高了養(yǎng)雞場(chǎng)盈利能力的同時(shí),保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和消費(fèi)者權(quán)益以及產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)管的效果。
(一)技術(shù)缺陷
憑借其數(shù)據(jù)不可篡改性的特點(diǎn),區(qū)塊鏈技術(shù)廣泛應(yīng)用于溯源機(jī)制和數(shù)據(jù)防偽,但是在良好匹配數(shù)據(jù)安全性能的同時(shí),區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用也存在一定風(fēng)險(xiǎn)和漏洞。例如,假設(shè)存在上傳虛假數(shù)據(jù)到區(qū)塊鏈的情況,一連串的數(shù)據(jù)交互也將受到錯(cuò)誤信息的影響,特別是在數(shù)據(jù)量十分龐大的現(xiàn)代生產(chǎn)生活中,較少的數(shù)據(jù)信息也有可能引起網(wǎng)絡(luò)信息反饋的“蝴蝶效應(yīng)”。一旦食品生產(chǎn)線、運(yùn)輸線等信息上傳數(shù)據(jù)存在隱患,將會(huì)給食品企業(yè)及消費(fèi)者帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。為了修正錯(cuò)誤的相關(guān)數(shù)據(jù),其存在的區(qū)塊鏈需要整體更新,因此十分影響工作效率。同時(shí),區(qū)塊鏈技術(shù)本身所具有的不可篡改性對(duì)后續(xù)系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)等也是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn),特別是龐大數(shù)據(jù)橫向擴(kuò)容后帶來的傳輸、存儲(chǔ)等諸多問題。
(二)應(yīng)用缺陷
目前信息溯源技術(shù)下,食品鏈信息數(shù)據(jù)的獲取形式及防偽形式大多數(shù)依賴于條形碼、二維碼等形式,便于消費(fèi)者查閱的情況下也一定程度上給了不法分子利用食品的二維碼、條形碼進(jìn)行信息轉(zhuǎn)嫁、捏造虛假匹配數(shù)據(jù)等違法行為的空間。針對(duì)此類問題,目前的解決方法大多是將包含信息溯源的內(nèi)容放置于商品內(nèi)部,如將查詢碼表面覆蓋涂層,刮開涂層才能進(jìn)行掃碼查詢,但這樣又為消費(fèi)者帶來了時(shí)間和試錯(cuò)成本,由此借助區(qū)塊鏈技術(shù)的食品防偽和溯源,還需要從消費(fèi)者端口進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。
(三)平臺(tái)缺陷
區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用有著極其鮮明的領(lǐng)域“偏科”現(xiàn)象,當(dāng)下大部分區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域主要有:金融、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)物流等,但與農(nóng)業(yè)以及基層食品生產(chǎn)領(lǐng)域不太匹配,缺乏符合鄉(xiāng)村特點(diǎn),特別是我國(guó)基本國(guó)情下極具鮮明特色的散戶食品生產(chǎn)等相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。區(qū)塊鏈溯源技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)身份信息以及節(jié)點(diǎn)信息傳輸,在食品安全領(lǐng)域還沒有足夠的基礎(chǔ),只有擁有龐大的用戶群體參與區(qū)塊鏈,同時(shí)構(gòu)建起完善的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸平臺(tái)架構(gòu),區(qū)塊鏈技術(shù)其強(qiáng)大的特征價(jià)值才能體現(xiàn)出來。
為更好地利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)食品安全進(jìn)行溯源,我們以“步步雞”項(xiàng)目為例,通過企業(yè)、國(guó)家監(jiān)管部門、國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),結(jié)合了大眾可使用技術(shù)特點(diǎn),從技術(shù)基礎(chǔ)出發(fā),到平臺(tái)框架的構(gòu)建,再到體系運(yùn)作模式的整合,構(gòu)建了一個(gè)符合我國(guó)發(fā)展要求、順從時(shí)代發(fā)展規(guī)律的食品安全溯源系統(tǒng),保證消費(fèi)者從源頭到餐桌的飲食健康,做到從企業(yè)生產(chǎn)到市場(chǎng)銷售的高效率。
(一)平臺(tái)構(gòu)建和模式構(gòu)想
想要解決食品安全溯源問題,首先要保證數(shù)據(jù)上鏈的真實(shí)有效性,除了嚴(yán)控自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集之外,更要設(shè)置多道數(shù)據(jù)檢驗(yàn)關(guān)卡以及人為數(shù)據(jù)抽查,做到生產(chǎn)流水線和小微企業(yè)在監(jiān)管部門的有力監(jiān)測(cè)下,同時(shí)做好流通環(huán)節(jié)和市場(chǎng)終端的及時(shí)有力檢測(cè)。在“步步雞”項(xiàng)目的整個(gè)產(chǎn)品體系中,從雞苗選擇養(yǎng)殖、到培育生產(chǎn)的監(jiān)控、再到加工、生產(chǎn)、包裝出廠、食品冷鏈或者普通物流網(wǎng)絡(luò)、食品批發(fā)和分銷企業(yè)、最后到監(jiān)管部門以及消費(fèi)者,這一完整環(huán)節(jié)下想要訪問食品溯源系統(tǒng)需要先進(jìn)行注冊(cè)管理,例如依托于支付寶或微信小程序的個(gè)人信息認(rèn)證,不僅便捷了數(shù)據(jù)查詢等操作,也為數(shù)據(jù)傳輸反向監(jiān)控提供了“雙保險(xiǎn)”。監(jiān)管部門可以監(jiān)控該供應(yīng)鏈流程的信息真實(shí)性與否,發(fā)現(xiàn)某一環(huán)節(jié)出了問題,可以通過該方法立即追蹤具體責(zé)任人,如圖1所示。
圖1 基于區(qū)塊鏈產(chǎn)品溯源網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
用戶注冊(cè)成功之后,每一位用戶將依托IP和錢包地址生成一個(gè)公鑰和一個(gè)私鑰,同時(shí)在身份信息驗(yàn)證的保險(xiǎn)措施下,將數(shù)據(jù)安全信息匹配做到最佳。其中公鑰對(duì)接數(shù)據(jù)傳輸鏈條,以公開信息方式登錄網(wǎng)絡(luò),整個(gè)系統(tǒng)參與方都能夠直接在公鑰查詢數(shù)據(jù),同時(shí)也可以驗(yàn)證信息真?zhèn)巍6借€則是由用戶自己保存,作為登錄食品系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)以及反向驗(yàn)證消費(fèi)者或是監(jiān)管方身份的關(guān)鍵。例如“步步雞”整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈下,從雞苗的選育到養(yǎng)殖生產(chǎn)再到加工銷售的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中,其完整過程的生產(chǎn)和物流信息都存儲(chǔ)在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的步步雞溯源系統(tǒng)中。憑借事先擬好調(diào)試完善的智能合約,整個(gè)生產(chǎn)銷售過程數(shù)據(jù)的生成傳輸無需太多人工干預(yù),同時(shí)存儲(chǔ)在獨(dú)立隔離條件下的技術(shù)代碼使得任何人無法修改該溯源機(jī)制的運(yùn)行規(guī)則,因此基于區(qū)塊鏈的步步雞溯源方法可以保證溯源信息的真實(shí)性和可靠性,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被非法節(jié)點(diǎn)隨意更改。
(二)區(qū)塊鏈溯源編碼設(shè)計(jì)
溯源編碼在溯源方案中貫穿了整個(gè)供應(yīng)鏈流程,是保證基于區(qū)塊鏈的食品安全管理溯源有效性的基礎(chǔ)。溯源編碼記錄了產(chǎn)品從采集、生產(chǎn)加工、出入境檢疫、物流倉儲(chǔ)到銷售流通全流程的關(guān)鍵信息,一個(gè)產(chǎn)品僅對(duì)應(yīng)一個(gè)編碼。一方面,消費(fèi)者能夠通過掃描溯源編碼進(jìn)入到溯源界面,查詢到自己需要的關(guān)于步步雞的具體信息,確認(rèn)步步雞的來源和質(zhì)檢報(bào)告等關(guān)鍵信息是否準(zhǔn)確無誤。另一方面,當(dāng)步步雞出現(xiàn)安全問題時(shí),相關(guān)監(jiān)管部門可以通過掃碼和登錄進(jìn)入權(quán)限更高的溯源信息界面,查詢產(chǎn)業(yè)鏈全程的管控信息,快速追蹤定位到安全事故責(zé)任人,及時(shí)召回雞苗,最大限度地保障了消費(fèi)者的權(quán)益,也提高了管理部門的監(jiān)管效率。
(三)政策支持和立法需求
在系統(tǒng)構(gòu)建、部門檢測(cè)、戰(zhàn)略支持齊頭并進(jìn)的腳步下,國(guó)家法制建設(shè)也應(yīng)當(dāng)緊跟時(shí)代腳步,完善相關(guān)法律法規(guī)。對(duì)于數(shù)據(jù)惡意破壞,不按照行業(yè)規(guī)范行使企業(yè)職能的,或者妄想鉆法律空子的不法分子,應(yīng)當(dāng)采取及時(shí)嚴(yán)厲的法律制裁,以保證食品安全溯源系統(tǒng)安全高速發(fā)展,同時(shí)國(guó)家也應(yīng)當(dāng)出臺(tái)政策,大力扶持新興企業(yè)發(fā)展,加快構(gòu)建產(chǎn)業(yè)新格局。
區(qū)塊鏈可以看作是一種分布式的賬本,它具有成本低、效率高、數(shù)據(jù)安全透明等優(yōu)點(diǎn),能夠很好地解決傳統(tǒng)溯源系統(tǒng)中信息不透明、數(shù)據(jù)難共享以及信用缺失等難題?;趨^(qū)塊鏈的去中心化溯源體系對(duì)傳統(tǒng)溯源體系產(chǎn)生巨大的沖擊,隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,相信在不久的將來會(huì)有越來越多食品用到區(qū)塊鏈安全溯源,讓消費(fèi)者能真正買到放心的食品。我國(guó)應(yīng)當(dāng)提倡合理使用,采取戰(zhàn)略規(guī)劃,平臺(tái)構(gòu)建,軟件開發(fā),技術(shù)突破,同時(shí)也需要正視技術(shù)缺陷,取其精華去其糟粕,選擇性搭配使用技術(shù)的情況下,完善區(qū)塊鏈技術(shù)食品安全溯源系統(tǒng)的構(gòu)建,包含政策法規(guī),宏觀調(diào)整,行業(yè)監(jiān)管,技術(shù)運(yùn)用,平臺(tái)構(gòu)建等,多方協(xié)調(diào)不可或缺。