動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

鐘林憶 孟祥寶* 劉紅剛 劉朝陽 汪 洋

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630；2.廣州市健坤網(wǎng)絡科技發(fā)展有限公司，廣州 510630）

1 引言

動物檢疫是食品安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)，動物檢疫電子出證則是一項保障食品安全的重要工作。動物檢疫合格證和動物產(chǎn)品檢疫合格證，是畜牧、家禽及其它肉類產(chǎn)品安全走向市場流轉的憑證，具備查詢檢疫信息快、全程追蹤動物及產(chǎn)品流向、疫病追溯及責任管理優(yōu)勢，關系食品安全與居民健康[1]。

由于經(jīng)濟利益的驅使，動物檢疫開證弄虛作假現(xiàn)象時有發(fā)生，給傳統(tǒng)的動物檢疫開證系統(tǒng)帶來巨大的挑戰(zhàn)，也給社會食品安全帶來嚴重的影響。如：2012年1 月至2013 年3 月，廣東省高州市的1 名獸醫(yī)站站長，先后30 多次違規(guī)為來源不明的乳豬開具動物檢疫合格證497 張，獲利9 萬多元；2016 年9 月，一輛從山東省運往廣東省的拉有250 只貂和貉的貨車被查獲，貨主私刻公章偽造動物檢疫合格證；2017年11月至2019 年4 月，廣東省梅州市的1 名檢疫員，多次違規(guī)為冷凍豬肉開具“合格證明”，獲利5 萬多元。動物檢疫開證弄虛作假現(xiàn)象主要包括：檢疫出證過程信息造假開證；私刻公章偽造檢疫合格證；換證過程制造信息不對稱作假，等。

區(qū)塊鏈本質上是一個分布式數(shù)據(jù)庫，集合密碼學、分布式存儲、智能合約、共識算法技術[2]，因其去中心化、防篡改、公開獨立、匿名安全、可追溯等特點，被視作為價值互聯(lián)網(wǎng)和信任互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐，天然與“存證”相匹配。巢燕在電子證照管理系統(tǒng)的設計中，引入了區(qū)塊鏈技術，將電子證照數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)不可篡改和安全可信的區(qū)塊鏈上，實現(xiàn)了對海量電子證照數(shù)據(jù)的安全存儲、安全查詢、可信數(shù)據(jù)共享，提高了電子證照數(shù)據(jù)的安全性、可信性和一致性[3]。孫國梓等人，面對傳統(tǒng)電子數(shù)據(jù)存證系統(tǒng)存在的第三方信任危機、數(shù)據(jù)安全隱患等問題，設計與實現(xiàn)了基于區(qū)塊鏈技術的電子數(shù)據(jù)存證系統(tǒng)，通過編寫智能合約，將關鍵數(shù)據(jù)上鏈，保證電子數(shù)據(jù)的不可篡改，同時對用戶訪問數(shù)據(jù)的權限進行約束，有效地解決了電子數(shù)據(jù)存證的篡改和安全問題[4]。孫志國等人，分析了食品溯源系統(tǒng)面臨的問題，并對將區(qū)塊鏈技術應用于食品安全領域進行了展望，提出了區(qū)塊鏈技術可以低成本高效率地解決食品安全領域存在的信任難題，變對人的信任轉為對機器的信任，可以產(chǎn)生不受人干擾的食品安全可信追溯體系[5]。

針對“區(qū)塊鏈+檢疫證”，探索建立一套連接養(yǎng)殖場、屠宰場、經(jīng)銷門店和監(jiān)管方的動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)，遵循業(yè)務流程的鏈上流轉，檢疫員、養(yǎng)殖場等相關方在區(qū)塊鏈賬本上共同記錄票據(jù)信息和交易信息，通過去中心化、無法篡改，保證動物檢疫出證換證過程安全透明。

2 區(qū)塊鏈的概念及技術選擇

2.1 區(qū)塊鏈基本概念

在區(qū)塊鏈經(jīng)典概念中，區(qū)塊鏈被定義為去中心化和去信任可靠數(shù)據(jù)庫的方式，對于任意鏈條節(jié)點的全部交易的數(shù)據(jù)，通過加密算法進入到一個數(shù)據(jù)塊，共同來認定記錄是否為真實[6‐7]。區(qū)塊鏈涉及密碼學、分布式賬本、共識機制、智能合約四項核心技術，用一個家譜維護的通俗例子來說明區(qū)塊鏈的特性：一個家族，每個同姓氏的家庭都有本自己版本的家譜記載自己的人丁變化，這就是去中心化；每個家庭的家譜對整個家族都是公開的，這就是開放性；家族整體家譜維護和更新需要在重大節(jié)日，經(jīng)過族里絕大多數(shù)人的認可，不是隨便哪個家庭說改就改的，這保證了信息的不可偽造和篡改；大家都是根據(jù)中國傳統(tǒng)文化規(guī)則分年幼尊長，親疏遠近及生老病死更新的家庭變化，并不需要那一個人說三到四，這就是數(shù)據(jù)自治性。

站在技術的角度，區(qū)塊鏈其實是一個分布式的公共賬本技術，所有用戶可以查看這個賬本的內(nèi)容，可以參與賬本的更新維護。隨著區(qū)塊鏈的不斷發(fā)展和創(chuàng)新應用，面向多樣的應用場景，要求區(qū)塊鏈技術在去中心化程度、用戶參與程度等方面有所不同，區(qū)塊鏈隨后發(fā)展成了3 種技術分支，即“公有鏈”、“聯(lián)盟鏈”和“私有鏈”。

（1）公有鏈。公有鏈屬于完全去中心化，任何節(jié)點都向任何用戶開放，每個用戶都可以下載獲取完整的區(qū)塊鏈賬本數(shù)據(jù)，都可以對賬本進行讀取、寫入[8]。公有鏈的優(yōu)點在于基于共識機制的完全去中心化，具有高度安全性，不受任何個人或組織控制，所有賬本數(shù)據(jù)公開、透明；缺點在于每一次有用戶對賬本數(shù)據(jù)進行維護時，所有的節(jié)點需要達成共識，而公有鏈通常節(jié)點眾多，這就帶來公有鏈處理數(shù)據(jù)的效率問題，也對節(jié)點所需的存儲、帶寬和計算能力有較高的要求。

（2）聯(lián)盟鏈。聯(lián)盟鏈屬于部分去中心化，它并不是對任何用戶開放，只有被提前指定的若干組織或機構用戶，在被賦予讀寫權限的前提下，才能相應地對賬本進行讀取、寫入[9]。也就是說，聯(lián)盟鏈是被指定的若干組織機構共同參與管理、共同記錄賬本數(shù)據(jù)。聯(lián)盟鏈的優(yōu)點在于節(jié)點數(shù)量和用戶讀寫權限已經(jīng)提前規(guī)定好，可控制性強，處理賬本數(shù)據(jù)的速度快、效率高；缺點在于對用戶節(jié)點賦予一定的信任度，不能排除多個用戶節(jié)點出現(xiàn)合謀篡改數(shù)據(jù)的可能性。

（3）私有鏈。相比較而言，私有鏈不具備去中心化，賬本數(shù)據(jù)的讀取、寫入權限完全被一個組織掌握，由這個組織來決定參與者是否可以參與賬本數(shù)據(jù)的維護、是否可以查看賬本數(shù)據(jù)[10]。私有鏈的優(yōu)點在于可以由自己制定策略，讀取速度極快，隱私保護性高，不容易被惡意攻擊；缺點在于過于中心化，跟區(qū)塊鏈倡導的“去中心化”理念有所背離，跟其他中心化數(shù)據(jù)庫差別不大。

2.2 區(qū)塊鏈技術選擇

動物檢疫電子開證或存證業(yè)務，是由指定檢疫機構用戶進行寫入操作的，并且檢疫證數(shù)據(jù)具有敏感性，它只能存儲于檢疫機構、檢疫監(jiān)督機構、檢疫業(yè)務領導部門、第三方信任單位等有限的節(jié)點上，并非任何人可以下載獲取完整的檢疫證數(shù)據(jù)；因此，檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)，不適宜采用公有鏈。而為了防止單個機構用戶對數(shù)據(jù)進行篡改，需要多個組織機構共同來管理檢疫證數(shù)據(jù)，以保障檢疫證數(shù)據(jù)的可靠性；因此，檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)，也不適宜采用私有鏈。而聯(lián)盟鏈具備部分去中心化、提取指定寫入和讀取的用戶權限、由多個組織機構共同維護賬本數(shù)據(jù)；因此，聯(lián)盟鏈是檢疫證區(qū)塊鏈應用的最佳選擇。

超級賬本Hyperledger 是以聯(lián)盟鏈為出發(fā)點的開源區(qū)塊鏈技術[11‐12]，于2015 年由Linux 基金支持發(fā)起，目的是推進區(qū)塊鏈軟件和系統(tǒng)的開發(fā)，提升數(shù)據(jù)的防偽防篡改性。Hyperledger Fabric 是超級賬本的三大賬本平臺項目之一（另外兩個項目分別是SAW‐TOOTH 和IROHA），是一個帶有可插入各種功能模塊架構的區(qū)塊鏈實施方案，也是目前比較有影響力的聯(lián)盟鏈技術解決方案。Hyperledger Fabric 框架提供了成員管理服務、區(qū)塊鏈服務、鏈碼服務，支持Node.Js、Python 和Java 等多種語言，支持拜占庭容錯等新的共識機制，支持權限管理。通過Hyperledger Fabric平臺，可以很輕松地搭建起企業(yè)應用級的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。

3 系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)業(yè)務梳理

從養(yǎng)殖場、屠宰場再到經(jīng)銷門店，整個動物檢疫及追溯流程包括：（1）養(yǎng)殖場填寫相關資料，向檢疫部門提交檢疫申請；（2）檢疫部門收到檢疫申請后，安排檢疫人員進行產(chǎn)地檢疫，對于檢疫合格的動物，生成并發(fā)放動物檢疫合格證；（3）動物被運送到屠宰場時，屠宰場用戶進行動物進場信息登記；（4）動物被屠宰后，檢疫人員進行屠宰檢疫，對于檢疫合格的動物產(chǎn)品，生成并發(fā)放動物產(chǎn)品檢疫合格證；（5）質檢員對動物肉品進行品質檢查后，對于肉品品質檢查合格的動物產(chǎn)品，生成并開具肉品品質檢驗合格證。整個業(yè)務流程如圖1所示。

從圖1 中可以看出，一個完整動物檢疫信息鏈條包括：動物檢疫申請信息、動物檢疫合格證、動物屠宰進場信息、動物產(chǎn)品檢疫合格證、肉品品質檢驗合格證。傳統(tǒng)的動物檢疫開證系統(tǒng)中，在任何一個動物檢疫信息鏈條里，都存在著人為造假和篡改的可能性，如從動物檢疫合格證換成動物產(chǎn)品檢疫合格證過程中，就存在人為操作風險（如把動物產(chǎn)品數(shù)量虛假填大，與對應的動物數(shù)量并不匹配），造成各個鏈條信息不對稱、無法關聯(lián)上，使得傳統(tǒng)的動物檢疫系統(tǒng)難以將動物檢疫的各個信息鏈條有效地串聯(lián)起來，這也加大了監(jiān)管部門對動物檢疫弄虛作假現(xiàn)象的監(jiān)管難度，讓高州的某獸醫(yī)站站長、梅州的某檢疫員能夠長期屢次違規(guī)而未及時發(fā)現(xiàn)。

通過對動物檢疫業(yè)務流程的梳理，確定了動物檢疫區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)涉及到區(qū)塊鏈賬本數(shù)據(jù)包括動物檢疫申請數(shù)據(jù)、動物檢疫合格證數(shù)據(jù)、動物屠宰進場數(shù)據(jù)、動物產(chǎn)品檢疫合格證數(shù)據(jù)、肉品品質檢驗合格證數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈賬本數(shù)據(jù)寫入用戶包括養(yǎng)殖場用戶、產(chǎn)地檢疫檢疫員、屠宰場用戶、屠宰檢疫檢疫員、質檢員。

而由于動物檢疫數(shù)據(jù)的敏感性和有限公開性，它只能存儲于檢疫機構、檢疫監(jiān)督機構、檢疫業(yè)務領導部門、第三方信任單位等，所以確定以檢疫機構、檢疫監(jiān)督機構、檢疫業(yè)務領導部門、第三方信任單位等為聯(lián)盟鏈節(jié)點，共同維護賬本數(shù)據(jù)。

3.2 系統(tǒng)架構設計

在確定區(qū)塊鏈賬本數(shù)據(jù)來源、賬本數(shù)據(jù)寫入用戶、節(jié)點管理組織機構后，底層采用開源的Hy‐perledger Fabric 區(qū)塊鏈技術框架，對動物檢疫區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)的總體架構進行設計，總體架構設計圖如圖2所示。

系統(tǒng)總體架構設計為3 層，上層為對象層，中間層為應用層，底層為區(qū)塊鏈層。這樣分層的好處是，有效地把用戶交互與數(shù)據(jù)存儲分離了開來。對于用戶而言，只需要像操作傳統(tǒng)的系統(tǒng)一樣，考慮如何去操作和使用系統(tǒng)應用功能，而不需要去考慮底層的數(shù)據(jù)是如何存儲和賬本數(shù)據(jù)是如何入鏈的。通過這樣的分層，系統(tǒng)的結構非常清晰明了。

（1）對象層。對象層是系統(tǒng)服務和證件的對象，包括養(yǎng)殖場用戶、屠宰場用戶、檢疫用戶、監(jiān)管用戶、經(jīng)銷門店用戶、消費者用戶和第三方用戶等服務對象，包括動物檢疫合格證、動物產(chǎn)品檢疫合格證、肉品品質檢驗合格證等證件對象。

（2）應用層。應用層主要是為服務對象進行應用操作產(chǎn)生證件對象，應用層主要提供開證申請（檢疫申請）、接受開證、證件信息固定（證件信息確認）、鑒偽查詢等應用服務。

（3）區(qū)塊鏈層。區(qū)塊鏈層是整個系統(tǒng)的底層框架，包括了用于數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫，也包括了基于Hyperledger Fabric 區(qū)塊鏈技術框架的區(qū)塊鏈賬本記賬服務。

在系統(tǒng)總體架構中，對象層和應用層服務也廣泛應用于傳統(tǒng)系統(tǒng)，并沒有本質的區(qū)別，重點和難點在于區(qū)塊鏈層，這是區(qū)塊鏈系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)的本質差別所在。區(qū)塊鏈層的關鍵核心在于身份管理、賬本節(jié)點、交易管理共識機制和智能合約（鏈碼服務）[13‐14]。

（1）身份管理

一般的區(qū)塊鏈中，任何組織或個人都可以創(chuàng)建節(jié)點，可以對讀取和下載賬本數(shù)據(jù)。但對于動物檢疫業(yè)務來說，其關鍵操作和賬本數(shù)據(jù)是嚴格保密的，只有有限的組織機構才能讀取或保存賬本數(shù)據(jù)，這就要求對身份的管理和權限的管理。作為聯(lián)盟鏈的代表，Hyperledger Fabric 提供了強大的角色管理和權限把控功能，其身份管理模塊定義了角色管理和權限把控的核心機制，它可以標識、驗證和管理用戶。

MSP（Membership Service Provider）是可拔插的接口，有著自定義身份、身份管理（身份驗證）、身份認證（生成與驗證簽名）規(guī)則。Hyperledger Fabric 默認實現(xiàn)的MSP 實例，即Fabric‐CA。Fabric‐CA 實現(xiàn)使用PKI方法和X.509 證書，同時提供了用戶登記和注冊的數(shù)字證書管理功能。通過身份管理模塊的設計，當有新的組織機構，如食品安全管理部門申請參與時，系統(tǒng)可以為食品安全管理部門進行身份和權限的配置，讓其參與賬本數(shù)據(jù)的管理。

（2）賬本節(jié)點

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡節(jié)點包括存證節(jié)點（即：客戶端節(jié)點）和共識聯(lián)盟節(jié)點（即：記賬節(jié)點）。存證節(jié)點代表最終用戶操作的實體，包括養(yǎng)殖場用戶、屠宰場用戶、檢疫用戶等，負責提交交易請求（網(wǎng)上申請檢疫、產(chǎn)地檢疫電子出證、屠宰檢疫電子出證、品質檢驗電子出證等操作，都看作是區(qū)塊鏈上的一筆交易）。

共識聯(lián)盟節(jié)點是在網(wǎng)絡中負責接受交易請求、維護賬本一致性的Peer節(jié)點實例。本系統(tǒng)中，共識聯(lián)盟節(jié)點包括檢疫機構（憑證管理中心）、檢疫監(jiān)督機構（監(jiān)督管理中心）、檢疫業(yè)務領導部門（鑒偽服務中心）、第三方信任單位（系統(tǒng)服務中心）等組織機構用戶建立的節(jié)點，每個節(jié)點都由MSP 頒發(fā)身份認證證書，共同組成一個P2P網(wǎng)絡。當存證節(jié)點提交交易請求時，共識聯(lián)盟節(jié)點通過交易管理共識機制達成共識后，進行廣播記賬。

（3）交易管理共識機制

本系統(tǒng)中，由于檢疫機構、檢疫監(jiān)督機構、檢疫業(yè)務領導部門、第三方信任單位等，都是基于身份認證的參與者，所有Peer 節(jié)點不存在未知的角色，所以整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡是在一定程度信任的治理模型下運行的，因此本系統(tǒng)不需要麻煩的共識算法，采用PBFT（拜占庭容錯）或SBFT（簡化版拜占庭容錯）共識機制即可，這些共識機制不需要花費昂貴的挖礦成本。

PBFT 是一種狀態(tài)機副本復制算法，即服務作為確定有限狀態(tài)機進行建模，狀態(tài)機在分布式系統(tǒng)的不同節(jié)點進行副本復制，每個狀態(tài)機的副本都保存了服務的狀態(tài)，同時也實現(xiàn)了服務的操作。動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)采用PBFT作為交易管理的共識機制。

（4）智能合約

在Hyperledger Fabric 中，賬本是一個有序的、防篡改的全記錄流程的區(qū)塊哈希鏈，它用于記錄所有的寫入狀態(tài)，同時提供了對賬功能，能進行SQL 形式的查詢。智能合約（在Hyperledger Fabric 也稱鏈碼，即chaincode）是客戶端程序與賬本之間的橋梁，賬本通過智能合約進行操作或修改的。通過智能合約，客戶端程序可以發(fā)起交易和查詢交易。通過智能合約，為存證節(jié)點和共識聯(lián)盟節(jié)點之間進行通信提供了渠道，它為檢疫信息的數(shù)據(jù)入鏈和防偽查詢提供了支持。

3.3 系統(tǒng)功能設計

在系統(tǒng)業(yè)務梳理和系統(tǒng)架構設計的基礎上，對系統(tǒng)功能進行設計。系統(tǒng)的功能設計為三部分，分別為用戶交互部分、區(qū)塊鏈服務部分和節(jié)點管理部分。系統(tǒng)功能設計圖如圖3所示。

（1）用戶交互

用戶交互主要為客戶端用戶提供用戶注冊與登錄，動物檢疫申請信息填寫、動物檢疫合格證信息生成、動物屠宰進場信息登記、動物產(chǎn)品檢疫合格證信息生成、肉品品質檢驗合格證信息生成等數(shù)據(jù)上鏈操作，檢疫信息及證件防偽查詢操作。

注冊與登錄。養(yǎng)殖場用戶、檢疫員、屠宰場用戶、質檢員等各類需要將信息寫入賬本的用戶，在注冊時直接將自己的信息捆綁到能夠唯一標識身份的DID(分布式身份標識）上，然后將其作為交易數(shù)據(jù)的一部分，打包存放至區(qū)塊鏈中；當用戶想要操作的時候通過區(qū)塊鏈查找到其DID，然后實現(xiàn)自主身份認證，避免忘記密碼的苦惱。

交易操作。檢疫申請、產(chǎn)地檢疫開證、屠宰信息登記、屠宰檢疫開證、品質檢驗開證等，每一次的信息寫入或開證操作，都看作是區(qū)塊鏈上的一筆交易，將其數(shù)據(jù)上鏈。

防偽查詢。通過查詢、區(qū)塊鏈哈希數(shù)值比對，證明檢疫證信息的真?zhèn)巍?/p>

（2）區(qū)塊鏈服務

區(qū)塊鏈服務用于實現(xiàn)交易數(shù)據(jù)的入鏈和出鏈。包括哈希運算、智能合約、共識機制、賬本存儲等功能。

哈希運算。區(qū)塊鏈存儲的是哈希值，用戶寫入時，將用戶寫入的信息以及用戶身份標識，打包進行哈希運算，得到哈希值；當用戶查詢時，將根據(jù)關鍵字，查詢數(shù)據(jù)庫并進行相同的哈希運算，并將得到的哈希值與區(qū)塊鏈中存儲的哈希值數(shù)據(jù)進行比對。

智能合約。智能合約是定義交易和進行交易的指令，當哈希運算生成的哈希值需要入鏈時，由程序調用，通過執(zhí)行自身邏輯來提交交易提案。

共識機制。交易消息被網(wǎng)絡廣播發(fā)送到各個共識聯(lián)盟節(jié)點，通過共識機制確保交易消息在各個共識聯(lián)盟節(jié)點上的最終一致性。

賬本存儲。實現(xiàn)交易數(shù)據(jù)的入鏈與區(qū)塊存儲。

區(qū)塊鏈服務功能網(wǎng)絡拓撲圖如圖4所示。

（3）節(jié)點管理

這里的節(jié)點指的是共識聯(lián)盟節(jié)點，節(jié)點管理包括節(jié)點添加、憑證中心認證、節(jié)點刪除等功能。每個新增的節(jié)點都要經(jīng)憑證中心認證，獲得身份認證證書。新增的節(jié)點與其他共識聯(lián)盟節(jié)點第一次連接時，主動發(fā)送消息進行身份驗證。當刪除節(jié)點時，憑證中心認證重新更新節(jié)點身份認證證書。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 實現(xiàn)流程

通過對系統(tǒng)業(yè)務梳理、系統(tǒng)架構設計和系統(tǒng)功能設計，以廣東省為例，對動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)進行了實現(xiàn)。系統(tǒng)的實現(xiàn)流程如圖5所示。

（1）客戶端用戶登陸系統(tǒng)，根據(jù)客戶端程序設置的用戶操作權限，進行相關的應用操作，如養(yǎng)殖場用戶填寫檢疫申請、檢疫員填寫檢疫信息并生成檢疫證書等，這些信息將寫入數(shù)據(jù)庫并添加客戶端用戶的身份標識。

（2）客戶端后臺程序將客戶端用戶寫入的信息以及用戶身份標識，進行哈希運算，得到哈希值，發(fā)起交易請求，通過實例化的智能合約（Chaincode），經(jīng)共識聯(lián)盟節(jié)點通過PBFT 算法達成共識之后，主節(jié)點打包交易數(shù)據(jù)入鏈，其他節(jié)點進行同步數(shù)據(jù)入鏈。調用鏈碼，執(zhí)行交易事務的部分代碼如下：

（3）經(jīng)由不同的客戶端用戶寫入操作，將動物檢疫申請數(shù)據(jù)、動物檢疫合格證數(shù)據(jù)、動物屠宰進場數(shù)據(jù)、動物產(chǎn)品檢疫合格證數(shù)據(jù)、肉品品質檢驗合格證數(shù)據(jù)等整個動物檢疫過程節(jié)點信息入鏈，形成動物檢疫溯源鏈。創(chuàng)建塊文件：

（4）當進行動物檢疫信息查詢時，將數(shù)據(jù)庫中查詢到的數(shù)據(jù)進行相同的哈希運算，將哈希運算得到的哈希值與區(qū)塊鏈中存儲的哈希值進行對比，驗證哈希值數(shù)據(jù)是否一致。調用鏈碼，查詢交易記錄的部分代碼如下：

（5）如哈希值一致，說明數(shù)據(jù)信息未進行篡改，系統(tǒng)將查詢結果進行顯示，并生成防偽溯源鑒定報告或檢疫證鑒證報告。

動物檢疫證防偽數(shù)據(jù)查詢界面如圖6所示。

4.2 系統(tǒng)運行

系統(tǒng)進行了初步運行，主要在檢疫開證環(huán)節(jié)進行了區(qū)塊鏈驗證，如：從動物檢疫合格證到動物產(chǎn)品檢疫合格證的換證過程，每一批屠宰后的動物產(chǎn)品數(shù)量，均有對應屠宰前的動物數(shù)量，并由區(qū)塊鏈將屠宰前和屠宰后的信息進行了串聯(lián)，這杜絕了換證后的“合格證明”中摻入冷凍肉的可能性，保障了食品安全。但動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)還處于1.0版本的試運行階段，應用環(huán)節(jié)主要集中在檢疫開證環(huán)節(jié)，要將整個鏈條打通，還需要政府從行政角度加大力度推行。當前，廣東省出臺了《廣東數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展行動計劃（2020‐2025年）》，提出了“探索‘區(qū)塊鏈+存證’應用，推進養(yǎng)殖、屠宰、飼料、獸藥企業(yè)等數(shù)據(jù)直聯(lián)直報”。下一版本的動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)，將考慮把飼料和獸藥等數(shù)據(jù)納入?yún)^(qū)塊鏈，形成鏈條完善的動物檢疫區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈。

5 結束語

為提高動物檢疫證防篡改和防偽溯源功能、消除換證過程操作風險和食品安全隱患，基于區(qū)塊鏈的聯(lián)盟鏈思想和開源的Hyperledger Fabric 技術，設計與實現(xiàn)了動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)。系統(tǒng)遵循業(yè)務流程的鏈上流轉，養(yǎng)殖場用戶、動物檢疫員、屠宰場用戶、質檢員等相關方在區(qū)塊鏈賬本上共同記錄票據(jù)信息和交易信息，去中心化、無法篡改，保證出證換證過程安全透明，檢疫監(jiān)督機構可獲得監(jiān)管節(jié)點對檢疫證出證換證全流程進行監(jiān)管，有效提升檢疫證應用的安全性和可追溯性，減少過程漏洞和提升風險管控能力。這套基于區(qū)塊鏈技術的系統(tǒng)，將“技術信任背書”與“存證信任背書”相融合，實現(xiàn)“雙信合一”，成為保障肉類食品安全的重要支撐。

我國已將區(qū)塊鏈技術上升為國家戰(zhàn)略技術，并強調把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展[15]。動物檢疫證區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，為區(qū)塊鏈技術在農(nóng)業(yè)領域的應用提供了一種新的實現(xiàn)方式。持續(xù)將區(qū)塊鏈技術與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結合，推動食用農(nóng)產(chǎn)品合格證、“三品一標”認證、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源等信息上鏈，面向不同的場景，建設相應的農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)，將有效解決農(nóng)產(chǎn)品質量安全、防偽及信任問題，推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展，重塑農(nóng)業(yè)行業(yè)。