探索区块链在水产品追溯系统中的应用

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民以食为天，食以安为先。每年的“315”，食品安全都是热门话题。食品安全涉及到从田间地头、交通运输、加工生产等环节，一直到家家户户的餐桌饭碗，涉及链条长，涉及面广，这些都需要企业严格把控和市场严格监管，同时大力推进农产品溯源体系建设，或许食品安全问题才能得以保障。因此，农产品的安全追溯是全国乃至全世界关注的热门问题。 2020年2月12日，农业农村部印发《2020年农药管理工作要点》，其中提到2020年农药管理工作包括完善质量追溯体系。利用区块链等现代信息技术，加快构建全国统一的质量追溯系统，逐步实现全国农药质量追溯“一张网”。完善标签管理办法，推行农药内外包装二维码关联，逐步实现农药生产、经营、使用全链条可追溯。2020年2月13日，农业农村部制定并印发了《2020年农产品质量安全工作要点》，该《要点》提到，2020年要大力推动智慧监管，谋划建设智慧农安平台，运用大数据、物联网、区块链等现代信息技术推动监管方式创新，推动传统“人盯人”监管向线上智慧监管转变。与国家政策文件相呼应，我国“区块链+农业”的应用同样多是围绕农产品的安全溯源展开。目前，国内学者已经做过不少农产品追溯系统的研究和实践，但这些研究仍不能完全解决农产品追溯系统中心化管理及数据易被篡改的问题。区块链作为一种基于非对称加密算法和共识机制的分布式数据库，通过各节点的集体维护保证网络的稳定运行，具有去中心化、可追溯性、一致性与不可篡改等特性。笔者以水产品为例介绍区块链溯源典型应用场景，尝试探索区块链在水产品追溯系统中的应用，以提高水产品追溯系统的鲁棒性和数据的可靠性。

NO.1一、水产品区块链溯源的需求分析为了能够将水产品基本信息更加透明、可信地展现给消费者，也为了更高效地管理中下游产品物流、经销信息，采用区块链技术这种去中心化、不可篡改性、公开透明的分布式技术进行水产品的全程溯源管理。随着物联网技术的普及，所有物品都可以被信息化，水产品从养殖、生产到流通的全流程数据都能通过网络和区块链技术进行非人工干预的智能信息登记，存储记录到安全可信任的分布式数据库上，使追溯体系从过去对单一数据中心的信任和依赖，转化为对去中心化的、公开透明的、不可篡改的数据链的信任。区块链还通过去除第三方平台的中介，实现降低成本，提高效率，实现了对水产品供、产、销全程信息追溯的真实、可靠和及时。这样就能够让水产品供应链上的原料供应商、生产加工者、经销商、监管部门以及消费者随时获取到水产品的来源与状态真实信息，及时追踪有问题的水产品，有效地对水产品的生产和经营进行管控。水产品全供应链追溯包含以下几个环节：上游养殖和生产/加工环节是产品追溯的基础信息，在企业自身内部进行管理；中游物流环节需要与物流公司系统打通，进行数据共享，进一步追踪；下游销售和消费环节是对产品的运营统计分析，包含对供应商和消费者的数据统计分析。

NO.2二、基于区块链的水产品追溯系统建立一套全程追溯管控平台和追溯服务平台，采集从养殖到生产再到流通直至销售终端的所有必要信息，结合水产品实际的生产情况和管理要求，灵活处理企业多生产线、多包装工位、多包装规范等需求，实现最小销售单位的全程可追溯。同时利用二维码/RFID建立防伪防窜全方位跟踪追溯功能，并对营销活动提供更全面的服务。水产品全供应链包含原产地（养殖池）、工厂、仓储、物流、渠道、终端消费者等环节，结合物联网技术，对养殖、生产和仓储进行自动化、智能化管控，采集关键信息登记到贯通全产业链的区块链平台上，进行透明公示，区块链联通中游物流系统，进一步延伸产品追溯信息，最后到下游渠道经销商，消费者将看到区块链系统上的产品上中下游数据信息，进而产生对产品的信任，而消费者作为最后一环，同样可以接入基于区块链的水产品追溯系统，对产品生产者进行数据反馈，从生产者的角度讲即为产品营销数据，对这些数据进行挖掘与分析，能够更好地扩展产品销售。

NO.3三、区块链+水产品溯源的典型应用场景以鱼肉制品为例，探讨基于区块链的水产品追溯系统架构在鱼肉制品追溯中的应用。监管节点可借助区块链平台客户端初始化数据生成创世区块，自行创建的过程中，需要定义区块的时间戳、hash值、共识算法等数据结构；随即监管节点将包含创世区块、域名数组、IP地址数组等基础组件的区块链向外发布对外接口；鱼肉制品追溯环节的相关单位第一次访问该区块链都将创建一个节点；追溯环节的相关单位通过私钥连接网络，在系统中输入数据，数据验证成功后，信息将以序列化的数据形式存储在产品信息电子档案中。在追溯系统中，产品信息电子档案是农产品信息的表现方式。产品信息电子档案包括以下几个方面:追溯环节中相关单位的信息、时间戳、农产品信息。以鱼肉制品为例，分析其在生产、加工、销售和追溯等环节中数据的录入与追溯。首先，在追溯过程中涉及到的个人或企业要由权威机构认证其身份信息，并由审计系统对相关的外部条件进行验证，验证通过后，参与者在基于区块链的水产品追溯系统上注册登记身份账户，系统自动分配对应的1对密钥（1个公钥和1个私钥），密钥决定了与参与者身份相对应的权限。养殖(生产)中，养殖场为所有鱼类进行身份标识，并将属性、所处位置、饲料信息、检测免疫等数据输入系统中，区块链根据地理位置和生产时间自动生成唯一的ID号。ID号与数据记录相连，一起存储在区块链中，随后系统平台为每个鱼肉制品自动生成附带时间戳的产品信息电子档案。在鱼肉加工成新产品的过程中，产品信息电子档案发生转移，权威机构需要事先确定合理的加工用料的计算方法，并将实施过程存储于区块链合同中用于验证，加工环节中的参与者将产品类型、用料含量、包装材料、保质期等信息数字化存储于区块链中，随即更新产品信息电子档案，经过加工后的鱼肉成了罐头、鱼块等不同的新产品，新产品最终分销到超市、鱼贩、餐厅等不同场所。销售企业或个人必须明确产品来源，同时将产品价格、售出时间等信息写入产品信息电子档案，保证区块链中数据的完整性和连贯性。最终，消费者、企业、相关机构均可通过二维码、条形码、RFID等访问产品信息电子档案，追溯和查询水产品的整个流通过程。在鱼肉生产加工的每个环节中，认证机构都可介入审核数据，另外，不同身份对应查询到不同的产品信息，消费者只能看到与产品相关的主要信息，如保质期、生产地、生产时间、产品价格等。相关监管机构可以查询到各环节中的参与者信息、加工流程等细节，水产品的标识符通过区块链传递，区块链是所有数字化信息存储和流通的载体。

总之，为满足水产品全产业链追溯体系建设要求，需要打通水产品企业供应链和营销数据的通道，通过一物一码“数字身份”将集中水产养殖池塘、水产品生产加工主体、渠道商、销售终端、销售员、促销员和消费者全部关联起来，对全供应链环节进行生态管控。防止假货、窜货，以及渠道激励、终端激励、返点、积分等，促使水产品企业管理人员可以清晰洞察供应链环节状态、渠道销售量、库存、终端销售量、促销活动即时评估等，进而实现对销售费用的有效监控，同时进行大数据分析，提高企业管控能力，增强企业核心竞争力。

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