區塊鏈技術在改善食品安全中的應用分析

◎ 管曉雯

（吉林財經大學 管理科學與信息工程學院，吉林 長春 130022）

信息爆炸時代的到來是大數據深入發展的必然結果。在此環境下，食品和食品生產作為世界領頭行業之一，必然要朝著數字化、多元化和多渠道化方向變革。當前傳統的食品供應鏈由于涉及多方參與主體，影響了溝通的及時性和準確性，導致上下游各方之間消息閉塞，極易形成信息孤島的局面。除此之外，交易過程中較低的透明度水平并不足以滿足消費者和參與方的實際需求，也對他們之間的相互信任提出了更高的要求。另外，目前市場上頻頻出現的食物中毒、篡改生產日期、成分不安全等問題，加劇了消費者與生產加工廠商間的信任危機。

1 區塊鏈技術及其概述

1.1 區塊鏈的起源

比特幣作為區塊鏈的起源，是一種基于點對點和去中心化網絡的源代碼，區塊鏈是比特幣的底層技術，是一種新型分布式架構和計算范式，主要通過密碼學原理對數據信息的傳輸和訪問過程進行加密[1]。2008年，一場波及全球的金融危機在美國發生。同年的11月1日，一位自稱中本聰的人發表了文章《比特幣：一種點對點的電子現金系統》，這標志著比特幣有了理論基礎，正式誕生，并于兩個月后步入實踐階段[2]。

1.2 區塊鏈的概念

狹義的區塊鏈通常是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，并使用密碼學方式進行，保證不可偽造和不可篡改的分布式賬本[3]。而從廣義來說，區塊鏈技術是利用塊鏈數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生產和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問安全、利用自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新分布式基礎架構和計算方式[4]。通俗來說，區塊鏈是程序設計人員形成的一種網絡環境，為了保證交易的開放透明，參與各方的行為都是互相可知的，它是共同遵守交易規則的人共同記錄聯系信息的一個過程。

1.3 區塊鏈的特征

1.3.1 去中心化

去中心化指區塊鏈采用分布式計算和存儲，取代依靠第三方中介以及硬件設備的方式。與中心化相對而言，節點不必再依賴于中心，中心對節點也不再具有強制性。通俗來說，就是所有在整個區塊鏈網絡里面跑的節點，都具有記賬的權力。這毫無疑問可以降低企業的成本，提高信息傳輸的效率，降低時間上的延誤等，可實現點對點的信息傳輸，提高了使用者的經濟效益。

1.3.2 不可篡改性

基于“區塊+鏈”的獨特賬本，不可篡改性是指留有交易的區塊會按照時間順序接連地加到鏈的尾部，因此如果想要修改某個區塊中的數據，只能重新生成它之后的所有區塊，只對單個或幾個客戶端節點進行數據修改是不起作用的[5]。除此之外，區塊鏈借鑒了傳統意義上的記賬方式，即對于錯誤的交易記錄，只能進行更正交易，記錄在新的區塊里，并不能廢棄原交易，也不能進行無痕跡化的修改。

1.3.3 開放透明

在公有鏈中，區塊鏈中存儲了從歷史到現在的所有數據，除了被加密的交易各方的私有信息之外，任何人在任何時間都可以通過公開的接口查看區塊鏈歷史上儲存的數據[6]。

1.3.4 去信任化

區塊鏈的算法規定其并非以個人身份進行尋址，而是以地址來尋址的。由于節點之間的交換遵循一些固定的算法，其數據交互是無需信任的，因此交易對手無須通過公開身份的方式與對方產生信任，這十分有利于信任的積累。區塊鏈的參與者信息都是匿名管理的，其對于用戶隱私的保護性非常高。

1.3.5 智能合約

智能合約也被稱為區塊鏈的自治性。區塊鏈采用基于協商一致的規范和協議使系統中的所有節點都能在去信任的環境中自由安全地交換數據，自動判別各節點執行合約的條件和需履行的義務，并自動執行滿足條件的相應合約事項，基于這些可信的不可篡改的數據，區塊鏈可以自動化的執行一些預先確定好的規則和條款，提升執行效率，減少不必要的資源浪費。例如，在淘寶購物時，一旦買家確認收貨，平臺將自動將錢轉給賣家。

1.3.6 時間戳

區塊鏈是在時間上有序的、由記錄塊（區塊）組成的一根鏈條。其為鏈條上的每一筆交易都烙上了“時間的烙印”，使得每筆交易都可溯源，并使其不可篡改不可偽造，這進一步保證了數據的真實準確性。

2 我國食品供應鏈的發展現狀

《中國現代物流發展報告》已經提出了我國詳細的食品供應鏈流程，我國的食品封閉供應鏈也曾經歷過集成物流管理階段，目前正處于向供應鏈管理階段過渡的重要時期[7]。自2020年7月以來，全國多個地區都在進口冷鏈食品或包裝中檢測出了新冠疫情病毒。食品安全問題在后疫情時代尤其不容小覷，因涉及面廣闊，所以從源頭上嚴控食品的出廠質量，將安全隱患扼殺在搖籃的同時，食品運輸及零售過程中的細節安全問題也絲毫不能放松。

從食品的加工和流通全過程來看，當前我國食品供應鏈存在下列問題。①信任危機問題。廠商上下游及同行之間缺乏溝通協作，常常出現部分參與方為追求自身利益，不惜采用非法手段進行交易，不利于信任的構建。②食品安全問題。在過去幾年，不同國家地區均發生過如農藥殘留、使用激素、衛生不達標等不同程度的食品安全問題，在食品包裝分揀過程中，也存在二次污染的風險。③運輸損耗問題。據統計，我國每年大約有總值750億元人民幣的食品在運輸過程中腐爛變質。④食品監管問題。當前食品供應鏈的流通環節過多，食材來源復雜，管理困難。⑤信息準確性問題。供應鏈匯集了農民、加工企業、零售終端等，各方對于信息的記錄方式各有不同，涵蓋了紙質、電子等多種方式，導致記錄效率低下、準確性有待提高。

3 區塊鏈技術在改善食品安全中的作用

3.1 生產流通方面

食品生產流通過程中的參與者可以在區塊鏈技術的強大支撐下，實現將此過程中產生的信息數據上傳，記錄到數據庫中，并及時反饋貨物狀態。這是提升供應鏈的透明度，強化追溯水平的有效手段。

傳統對食品的追溯行為通常使用電腦或者紙質進行記錄。但由于食品供應鏈的復雜性及特殊性，傳統的追溯方法及其耗時，且易產生不必要的錯誤增加工作量，這對其工作態度提出了更高的要求。另外，部分企業出于私密性考慮，其可追溯性的數據庫并不能適用于其他參與者，導致利益相關者之間缺乏溝通交流合作，不利于產品追溯。而區塊鏈技術將供應鏈當中各個環節的有關信息均實現數字化，儲存在區塊鏈網絡當中，大大強化了追溯的及時性和準確性。

3.2 消費者方面

通過區塊鏈技術在食品行業的應用，消費者只要掃描食品包裝袋上的二維碼，就可以輕松得知產品生產流通所歷經的全過程，且信息真實可信，防止產品假冒偽劣造成的恐慌以及食品污染引發的身心傷害。這也大大加強了企業與消費者之間的聯系，強化了消費者對于企業的信任，使得消費者買著放心，吃著安心。

3.3 市場監管方面

區塊鏈技術可以大大提高監管效率，監管組織可隨時抽檢，了解產品的數據及來源去向，減少人力、物力的投入，降低監管成本。一旦發生安全事故，可以讓監管人員在短時間內快速獲得非常精準有效的信息，達到理想化的監管效果。據調查，區塊鏈在沃爾瑪豬肉溯源中的應用，使得其追溯時間從幾周縮短到了2.2 s。

4 區塊鏈技術發展痛點與改進措施

4.1 信息篡改

區塊鏈技術是通過數據收集傳感器收集信息，但在通過掃描條形碼來傳遞跟蹤數據時已經連接到了區塊鏈網絡。因此區塊鏈技術只能保證信息在上鏈之后數據保持不變，運輸過程開放可信，但信息在上鏈之前是否有人為因素對原數據進行篡改并無法得知。

4.2 企業上鏈動機弱

部分企業當前供應鏈系統已經長時間穩定運行，而區塊鏈作為一項新興技術，它的應用在增加資金流負擔的同時也存在很大的風險，使得企業不愿支付成本搭建區塊鏈網絡來改變原有的供應鏈模式，也不愿將內部數據共享。另外，設備的引入最終需要消費者分擔部分成本，而消費者是否有意愿支付額外的費用也需要考量。

4.3 隱私泄露的問題

在公有區塊鏈中，區鏈的隱私保護措施并不是很健全，任何機構、個體都可以跟蹤公有鏈上的交易數據，并參與其共識過程[8]。另外，雖然區塊鏈不需公開身份，但也并非完全匿名。通過地址尋址的方式雖然并不直接對接用戶身份，但隨著技術的發展，仍存在目標定位或識別的風險。

4.4 法律法規不適用性

區塊鏈作為一種新興技術，截至目前，尚無社會公認標準，存在著與現行法律沖突以及法律空白的雙重問題。傳統物權法中所界定的實體物品與虛擬財產、數據信息等內容存在差異。在前文中提到的智能合約特性表明，區塊鏈在一定條件下會自動執行合約內容，這會與傳統合約法規中的部分要求產生沖突?！胺o授權不可為”，基于此問題，需要立法部門高度重視，制定高效可行的法律法規，切實保護系統參與者的合法利益，在上層建筑層面為區塊鏈技術提供保護。

4.5 社會認知存在誤區

當前區塊鏈技術仍處于發展的初級階段，尚未成熟，盲目跟風、過分依靠、過度吹捧的潛在威脅會對區塊鏈發展產生阻礙，社會對區塊鏈技術功能有限、并非萬能、具有場景局限性并沒有形成清晰的認知。

5 結語

食品安全是一個亙古不變的話題，它事關國計民生，與社會的和平穩定密不可分。近年來，食品安全問題引發了非常嚴重的信任危機，并導致了不必要的損失，而區塊鏈技術的出現為其提供了全新的解決思路。目前基于區塊鏈的食品供應鏈溯源體系發展呈上升趨勢，但絕大多數研究都仍僅限于理論層面，其在未來的實際應用中仍是一條艱辛的漫漫長路。

當前區塊鏈技術所表現出的在食品安全領域的特定優勢，也對食品行業有一定的啟示作用。在未來仍應在源頭加強食品安全的監管，加強區塊鏈、大數據、物聯網及人工智能等技術的融合；建立標準統一、科學嚴密的食品安全溯源國際體系等，為行業發展提供一個公平可靠的平臺；助力重塑國際監管體系，使其成為保障食品安全、推動行業發展的源泉和動力。相信區塊鏈技術所具備的不可篡改性、去中心化等特點，定會成為引領新一輪技術變革和產業變革的推動力量，加快實現“信息互聯網”向“價值互聯網”的偉大轉變。