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基于区块链的果蔬农产品追溯体系研究

范文

史亮张复宏刘文军

[摘要]区块链技术在追溯体系的探索方面实现了农产品的防伪溯源，为食品质量安全监管开启了一个新的时代。基于区块链技术具有的数据公开透明、不可篡改等特征和优势，在传统的果蔬追溯体系中植入了区块链技术，构建了一套基于区块链的果蔬农产品追溯体系，使消费者能通过简单的扫码就能获取果蔬农产品从农田到餐桌的所有信息，同时又降低了政府监管的成本，大大地提高了政府监管的效率和企业供应链的管理效率。基于区块链的果蔬农产品追溯体系不仅保护了企业的品牌，实现了品牌溢价，也重塑了广大消费者购买优质品牌农产品的信心。

[关键词]区块链;果蔬农产品;追溯体系;质量安全

[中图分类号]S126;G623.58[文献标识码]A

引言

随着人们物质生活水平的不断提高，消费者对农产品的需求逐渐由数量增长型向质量增长型转变，虽然近年来我国陆续出台了《农产品质量安全法》、《农产品产地安全管理办法》，对农产品质量安全的监管政策不断完善，使农户安全生产意识和行为得到明显提高，但近年来农产品及食品质量安全事件数量又呈现出反弹之势，据国家食品药品质量监督总局的数据统计（见表1），2017年食品药品监管部门共查处食品案件（含保健食品）25.7万件，与2016年的171221件、2015年的241834件、2014年的247459件相比，依然居高不下，严重影响着消费者的身心健康及我国农产品的竞争力。

根据2017年国家统计局调查总队对1000位北京市居民开展的食品安全公众满意度调查显示，粮油、蛋禽、豆制品、瓜果、蔬菜5类食品安全满意度与上年同期相比有所下降。从调查结果看，居民对优质安全的农产品需求十分强烈，99.3%的受访者对食用农产品的安全知识和信息有需求。从消费者需求内容上看，为了实现农产品的优质优价，“如何甄别品牌农产品和优质农产品的真伪”位居首位，选择比重为52.6%。由此不难看出，食品质量安全问题依然要警钟长鸣，监管稍有放松问题就会反弹，其中果蔬农产品的质量安全问题仍然是消费者关注的焦点。与畜产品较为健全的追溯监管体系相比，现行的果蔬农产品质量安全保障监管体系不仅效率低下，而且还存在着诸多不足之处。因此，如何借鉴现代信息技术，加强农产品全产业链的安全监管，确保果蔬农产品的产业链从下游到上游实现信息的公开透明，实现产业链的正向追踪和逆向追溯，并快速地完成产业链的逆向问责成为问题的关键。而区块链技术正是一种汇集去中心化、信息无法篡改及底层开放等特性于一身的监管利器。运用物联网和区块链技术可以使信息安全公开透明，消除生产者和消费者之间的信息不对称，加强政府相关部门对农产品信息监管，还可以剔除假冒伪劣商品净化市场，并不断发展与完善我国果蔬农产品安全的监管体系。

1 区块链技术的优势

区块链是一种按时间顺序组合分散数据块的链式数据机构，其数据公开透明，并以密码学算法保证数据不可篡改、不可伪造，属于多节点去中心化的分布式账本。从区块链技术的特征可知，区块链技术在安全可靠、数据公开透明以及数据不可篡改等方面具备较大优势，如图1所示。首先，区块链技术具有去中心化特征，大大减轻了中心计算的压力降低了系统运营维护的成本，同时与中心化的存储结构相比更加安全，并且区块链内每个节点都具有均等的权利与义务，节点之间可以数据共享，从而使系统整体效率提高;其次，区块链技术具有开放性，系统是开源的，有利于更多经济主体对其进行创新，并且整个系统的数据也是公开透明的，有利于多方监督的实行;最后，区块链的数据一旦上链便不可篡改，上链的数据更加真实，传输访问数据更加安全，进而可以大大加强系统的公信力。

2 基于區块链的果蔬农产品安全追溯体系

近年来，我国果蔬农产品安全追溯体系虽然在不断发展进步，但是依旧存在着诸多不足。可追溯的信息不完整且人工参与较多，所得数据无法判定是否为原始数据;供应链的各参与主体产生的数据无法通过追溯体系整合，导致各个参与主体之间的信息无法互通共享，消费者无法实现信息的完全对称和追溯，同时监管部门实施监管时效率低下，甚至供应链各参与主体之间在出现质量问题时容易产生纠纷。而基于区块链技术的果蔬追溯体系中，数据的采集、上传都借助机器完成，没有人工的干预，且采用密码算法保证数据的传输过程安全可靠;采用分布式存储，节点之间可以共享信息，同时不仅能实现果蔬农产品的正向跟踪还能实现逆向追溯，消费者和相关企业都可以对果蔬农产品的全产业链各个环节进行查询，监管部门也可以非常方便的进行逆向追责，从而构建出监管部门、相关企业、消费者构成的“多方”监管体系，从根本上解决果蔬农产品的质量安全监管问题（见图2）。

2.1 种植信息

通过在农田里部署传感器等农业物联网设备，采集包括种植单位、种苗质量、种植时间、种植地点、种植环境、化学投入品用量及频次、采收时间等农业原始生产数据。采集到农业种植的相关数据后，区块链会根据生产地点和生产时间等相关信息，自动生成一个溯源码，加密并上传到区块链云平台。溯源码号与数字签名相连，一起存储在区块链中，随后区块链会为每个果蔬农产品自动生成附带时间戳的果蔬信息记录。

2.2 加工信息

果蔬农产品经过加工环节，加工成新产品的过程中，果蔬的电子信息记录会发生转移。加工环节中的参与者将加工单位、加工环境、添加剂的种类及用量、包装材料、包装设备、保质期等信息数字化存储于区块链中，随即更新果蔬信息记录，并加以数字签名，果蔬信息记录会进入一个全局区块链里，由此表明新产品的诞生。

2.3 储运信息

加工完成后的新产品要被运送到批发商、经销商、分销商、零售商，在这一过程中需要进行仓储和运输，仓储和运输过程中，根据各种传感器探测温度、湿度、保鲜剂的残留以及运输车辆的环境和路线等信息，再上传并更新果蔬信息记录。

2.4 销售信息

果蔬农产品进入销售阶段后，产品被送达到销售企业或个人，清点产品数量，明确产品信息，核查产品数据，同时将产品价格、售出时间、售出地点等销售信息写入果蔬电子信息记录。消费者可通过手机扫码或者通过网站查询来获取产品从种植、采摘、加工、仓储、运输、直到销售全过程的数据信息。

种植信息、加工信息、储运信息和销售信息在区块链技术下相互连通，各个环节的数据不再是孤立的信息，而是组成了一个全产业链的完整数据信息，提高了监管的效率，同时也保障了逆向追溯的有效畅通（见图3）。

3 基于区块链的果蔬农产品追溯系统的作用及优势

3.1 基于区块链的果蔬农产品追溯系统的作用

3.1.1 提升了果蔬农产品供应链的管理效率。区块链技术记录了整个供应链中各个环节的果蔬农产品的所有信息，由于产业链中的各参与主体都能通过追溯系统查看数据，因此产业链的各参与主体可以通过平台及时发现供应链系统运行中出现的问题，并做出针对性解决，有效地帮助了企业的经营管理从而提高了供应链的整体效率。

3.1.2 厘清了果蔬农产品供应链上下游的责任边界。基于区块链的果蔬农产品追溯系统的数据都是基于物联网设备采集，数据真实可靠，采集的数据一旦上链便不可篡改，对于供应链中各参与主体之间的责任可以界定明确，同时也可以轻松实现举证与追责，有效地避免了各种纠纷，提高了参与主体的协同能力。而且区块链技术还具有产品防伪功能，区块链技术通过对追溯信息区块链加密对发码的数量和扫码次数进行控制，并实现一物一码，可从根本上消除果蔬供应的假冒伪劣问题，保护了企业的果蔬品牌。

3.1.3 提高了果蔬农产品的追溯能力。基于区块链技术的果蔬农产品追溯系统，对整个供应链进行了实时跟踪，完整地记录了整个过程的全部信息，保证了数据从种植、加工、仓储运输到销售的完整性，且区块链上的所有数据皆可通过链式结构追溯其本源，监管部门、相关企业、消费者可轻松地查询出全产业链的数据，极大地提高了监管的效率、提升了政府追责的能力。

3.1.4 提升了农业参与主体的信用拓宽融资渠道。在传统的果蔬农产品供应链中，中小企业融资难、成本高，银行出于风控的考虑，银行仅愿意对供应链上游的大企业供应商提供保理业务，这就导致了下游中小供应商的巨大融资需求得不到满足，而区块链技术数据公开透明、不可篡改的属性，为去中心化的信任机制提供了可能，从而为中小企业的融资提供了更大的机会。

3.2 基于区块链的果蔬农产品追溯系统的优势

区块链模式下果蔬农产品追溯系统节约数据存储成本的同时又能提高其运行效率。传统中心化追溯体系结构下，存储设备的管理和维护费用相对高昂，尤其随着数据量的不断增加，中央服务器的压力将越来越大，甚至导致不堪重负。而区块链模式下，可以实现点对点直接互联的方式的传输数据，因此去中心的区块链可以同步处理大量点对点的交互，不必依赖中心系统，效率更高;第二，基于区块链的果蔬农产品追溯系统提供了多个角色权限管理，消费者、监管部门、相关企业都可以查询相关的数据，提高了监管的效率和监管的强度;第三，区块链技术保证了数据的真实有效可靠，提高了果蔬的溯源能力，更有效地保护了产品品牌，同时凭借区块链技术可以实现数据的交易与买卖，增加区块链参与主体的收入，并有助于提升信用，拓宽企业融资渠道;第四，区块链技术把整个产业链的数据连接起来，实现了数据的透明，又通过加密算法保护了供应链中各参与主体的隐私（见表2）。

4 基于区块链的果蔬质量安全追溯体系的案例分析

农产品市场劣币驱逐良币的现象时有发生，受经济利益的驱使，大量假赣南脐橙充斥市场，而消费者往往真伪难辨而无法买到原产的赣南脐橙，致使赣南脐橙的品牌商誉及产业链正常运营深受影响，生产者和消费者的利益都会受到不同程度的损失。2017年11月20日上午10时，中粮旗下的“我买网”售卖了一批特殊的脐橙，他们每一个都拥有独特“身份证”，这批脐橙叫做“链橙”，颇受消费者青睐，在试预售中，仅半个小时就被消费者抢购一空。据悉，这批“链橙”是全球首款渗入了区块链技术的赣南脐橙。这些橙子从产地、生产阶段、采摘、收获、加工再到上市的所有环节都被透明化地展示在消费者面前，这些信息被记录到区块中，最终被添加至链上，无论是消费者还是果农或是监管部门都可以看见详细的信息，通过简单的扫码都可以获取从田间到餐桌的具体信息，从而实现了“链橙”在整个产业链的正向跟踪和逆向追溯，确保了赣南脐橙的有效防伪，保护了买卖双方的经济利益，同时也可以提高企业产品质量，提高企业的品牌声誉。例如：如果消费者向企业提供了出现质量问题的脐橙的标签信息，质检员就可以根据脐橙包装上的标签到系统上查询到种植地点、种植时间、采摘时间、所处环境的温湿度等信息展开逆向追溯，找出问题产生的原因。首先判断橙子是否是真的赣南脐橙，而不是假冒为劣，如果不是假冒伪劣，然后再通过系统迅速监测整个产业链的运作情况，找到问题所在，及时解决脐橙在产业链各个环节中引发质量安全的具体问题并消除有可能存在的安全隐患。此外，这套平台系统还可以利用区块链和温湿度标签，通过网关和管理中心持续记录来自GPS和温湿度传感器对脐橙的配送车和所处仓储环境温湿度的实时追踪，实现全过程的智能化管控，从而减少了脐橙在仓储、运输过程中可能引发的质量安全问题。同时，区块链模式下的果蔬追溯系统具有正向跟踪和逆向可追溯的功能，系统平台还可以有效地把脐橙种植、采摘、仓储运输、销售等产业链关键节点的种植信息、采摘信息、仓储物流信息、销售终端与消费者的信息连接起来，使消费者可以轻松地查询到脐橙从始至终质量安全方面的所有信息，有效解决脐橙等果蔬农产品以假乱真、品质难以评估和质量安全溯源信息不实等难题。

5 结论与启示

总之，基于区块链的果蔬追溯体系不仅实现了整个果蔬供应链的智能化管控，而且能实现果蔬的防伪溯源。因此，新型农业企业可以借助该体系构建资料投入、种植、采购、加工、储运及销售的正向跟踪和逆向追溯机制，有效地保障果蔬的质量安全，促進多方监管，实现防伪溯源促进品牌溢价，重塑广大消费者购买“品牌”果蔬、 “三品一标”果蔬的信心。

為此，建议政府部门及相关企业加快构建区块链全程控制下的跨区域果蔬质量安全平台管控系统，运用区块链综合集成技术从潜在危害的角度对果蔬农产品的质量安全关键控制点进行全程监控，逐步完善质量安全监控的宏观构架和微观系统，使果蔬农产品供应链上的全体成员都可以对果蔬农产品的生产进行跟踪和溯源，真正做到让广大消费者买得放心、吃得安心、活得开心。

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