鄭曉茹

摘要：本文基于EPBFT算法構(gòu)建食品安全監(jiān)管可追溯體系，食品安全監(jiān)管可追溯體系是一個軟硬件綜合系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺或者手機等移動設(shè)備實現(xiàn)對食品采購、生產(chǎn)、流通整個周期的質(zhì)量安全管理和相關(guān)信息進(jìn)行查詢。監(jiān)管者和消費者可以通過食品包裝上的標(biāo)識信息回溯查詢到食品生產(chǎn)流通到終端消費者所經(jīng)歷過的關(guān)鍵節(jié)點以及全流通過程。

Abstract： This paper builds a food safety supervision traceability system based on EPBFT algorithm. The food safety supervision traceability system is a software and hardware integrated system. It implements quality and safety management and related information query for food procurement， production and circulation through mobile devices such as Internet platforms or mobile phones. Regulators and consumers can retrospectively query the key nodes and full circulation processes that food production flows to end consumers through the identification information on the food packaging.

關(guān)鍵詞：EPBFT算法;食品安全;可追溯;區(qū)塊鏈

Key words： EPBFT algorithm;food safety;traceability;blockchain

中圖分類號：TQ460.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）02-0244-02

0? 引言

近年來，肯德基的“蘇丹紅”，三鹿的“三聚氰胺”毒奶粉，染色饅頭，爆炸西瓜，地溝油，石蠟大米等食品安全事件在食品市場頻發(fā)。社會公眾對食品安全問題表現(xiàn)出空前的關(guān)注度，學(xué)術(shù)界食品安全相關(guān)研究如雨后春筍紛紛涌現(xiàn)。政府也出臺了相應(yīng)的約束性政策法規(guī)來約束食品供應(yīng)鏈上的參與方的行為。如：2004年山東省標(biāo)準(zhǔn)化研究院助推的食品供應(yīng)鏈溯源研究。為了加快建設(shè)食品安全監(jiān)管步伐，需建立一套有效并具有中國特色的食品安全監(jiān)管溯源體系。

1? 食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)設(shè)計

安全監(jiān)管溯源系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，它其實就是一種可以對產(chǎn)品進(jìn)行源頭到終端、終端到源頭或者不定向節(jié)點追蹤的監(jiān)管追溯系統(tǒng)。通過超市終端或者平臺可以讓你查詢了解食品，并對食品進(jìn)行全方位的追根溯源：被生產(chǎn)加工的食品原材料來源于哪里;食品采購生產(chǎn)流通過程中，各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生了哪些需要控制的節(jié)點信息;這些節(jié)點信息以及參數(shù)招標(biāo)是否都符合政府相關(guān)食品機構(gòu)或者第三方食品檢測機構(gòu)的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)[1]。

食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)提供給食品監(jiān)管部門、生產(chǎn)商和消費者對所購買食品的生產(chǎn)流通關(guān)鍵節(jié)點信息的查詢與及時追蹤，進(jìn)而達(dá)到食品監(jiān)管部門、政府、生產(chǎn)商、分銷商、零售商和終端消費者利用可追溯系統(tǒng)對食品生產(chǎn)加工、經(jīng)營、零售和食用等全過程的實時監(jiān)管和信息查詢。食品可追溯系統(tǒng)讓食品消費者查詢出食品原材料采購、生產(chǎn)加工流程、包裝、存儲節(jié)點、運送環(huán)節(jié)、配送環(huán)節(jié)、生產(chǎn)廠家、監(jiān)管方以及監(jiān)管檢測報告等。食品安全監(jiān)管可以追溯體系可以劃分為以下幾個大的功能模塊：原材料管理、采購管理、運送與配送管理、生產(chǎn)加工管理、質(zhì)量管控、檢測報告管理、質(zhì)量標(biāo)簽打印等。

2? 食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)通過借助全球統(tǒng)一標(biāo)識管理平臺，加強我國對食品質(zhì)量的控制的同時，提高食品產(chǎn)業(yè)鏈上各參與企業(yè)的社會責(zé)任，為企業(yè)信譽提供強有力的技術(shù)約束;實施食品可追溯，可以查詢食品市場上的危害源信息提供技術(shù)支持，切實滿足食品消費者利益，迫使存在安全隱患的食品企業(yè)退出市場;不僅如此，還可以幫助企業(yè)尋找產(chǎn)生危害的原因，通過管控手段將食品生產(chǎn)流程中的危險因素降到最低水平;當(dāng)然最重要的是，使消費者保留其合理知情權(quán)，使其能通過終端查詢系統(tǒng)查到食品的“來龍去脈”，并決定自己的購買行為;在貿(mào)易全球化經(jīng)濟背景之下，食品安全追溯系統(tǒng)在食品產(chǎn)業(yè)物流眾多環(huán)節(jié)建立與國際貿(mào)易接軌的標(biāo)準(zhǔn)體系，實現(xiàn)對供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確統(tǒng)一標(biāo)識，增強食品來源的可靠性，提高溯源信息的傳輸處理速度，為電子商務(wù)、電子數(shù)據(jù)交換和全球貿(mào)易一體化奠定堅實的基礎(chǔ)[2]。消費者可以通過超市終端的標(biāo)簽或溯源平臺查詢食品種植、生產(chǎn)、加工、運輸、檢測等信息。

3? 食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)擬采用的關(guān)鍵技術(shù)

國際上已有對可追溯體系衡量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，參考已有的指標(biāo)體系，可知食品安全監(jiān)管可追溯體系水平高低可以由四個維度來衡量，分別是寬度、深度、精確度以及可獲得性[3]。

一方面是由于區(qū)塊鏈技術(shù)相對于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈所具有的突出優(yōu)勢，另一方面通過構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的食品安全監(jiān)管可追溯體系，能夠提高食品安全可追溯的深度、寬度、精確度以及可獲得性，所以將區(qū)塊鏈的技術(shù)應(yīng)用于食品安全監(jiān)管可追溯體系的構(gòu)建上。區(qū)塊鏈技術(shù)具有開放性、集體維護(hù)、信息不可篡改和去中心化這四個特點，可以有效地與食品安全監(jiān)管可追溯體系相融合，本文擬采用基于EPBFT算法來構(gòu)件食品安全監(jiān)管可追溯體系。

區(qū)塊鏈技術(shù)與食品安全監(jiān)管可追溯體系構(gòu)建的契合點正是區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的四個特點：開放性、集體維護(hù)、信息不可篡改和去中心化。

區(qū)塊鏈技術(shù)有助于可追溯體系構(gòu)建和實施的四個方面（也即兩者之間的四個契合點）表現(xiàn)為：寬度、深度、精確度、可獲得性。

寬度是指系統(tǒng)內(nèi)包含的可追溯信息的范圍。在寬度上，由于區(qū)塊鏈具有開放性特征，食品供應(yīng)鏈上各節(jié)點的參與企業(yè)相互信任并且能夠充分合作，同時各節(jié)點企業(yè)能夠最大限度地共享信息，其中共享的信息包括食品原材料采購、生產(chǎn)加工、食品流通、分銷零售和運輸物流等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的追溯信息。深度是指在食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)內(nèi)向供應(yīng)鏈上游或向供應(yīng)鏈下游追溯食品安全信息所能夠達(dá)到的最大距離。在深度上，由于區(qū)塊鏈所具有集體維護(hù)的特點，增加了區(qū)塊鏈上下游食品企業(yè)的數(shù)目，追溯的安全信息從原材料采購源頭開始，終止于終端消費者，使消費者能夠最大程度的掌握食品供應(yīng)的全流程溯源信息。精確度指食品安全監(jiān)管可追溯系統(tǒng)所擁有的一種快速找尋“問題源”的能力。在精確性上，由于區(qū)塊鏈所上的信息具有不可篡改的特征，保證了區(qū)塊鏈上可追溯信息鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的完整性和精確性，而完整準(zhǔn)確的信息為實現(xiàn)食品安全溯源提供了重要前提?？色@得性值得是供應(yīng)鏈上各參與節(jié)點、消費者以及政府部門、第三方權(quán)威監(jiān)管部門對食品安全溯源信息的獲取程度，在突發(fā)緊急事件后的快速獲取與相應(yīng)機制就變得尤其重要。由于區(qū)塊鏈具有去中心化的特點，使得供應(yīng)鏈上參與交易的各節(jié)點企業(yè)能夠利用區(qū)塊鏈系統(tǒng)隨時查詢關(guān)于食品的溯源信息。除此之外，區(qū)塊鏈的功能性擴展性有助于加強食品安全監(jiān)管部門或第三方機構(gòu)保持對食品溯源系統(tǒng)的訪問與信息同步更新，這就為相關(guān)機構(gòu)監(jiān)管水平和監(jiān)管效率的有效提高的保駕護(hù)航。

4? 基于區(qū)塊鏈的食品安全監(jiān)管可追溯體系的構(gòu)建

建立食品安全監(jiān)管可追溯體系是為了實現(xiàn)對食品的生產(chǎn)流通全過程的信息記錄、查詢、追溯和監(jiān)管。因而食品安全監(jiān)管可追溯體系設(shè)計有三個關(guān)鍵目標(biāo)，一是確保食品區(qū)塊鏈上各節(jié)點企業(yè)信息流的完整性，促進(jìn)供應(yīng)鏈上各參與方信息共享的意愿，進(jìn)而實現(xiàn)“食品來源可查、去向可追、責(zé)任可究”。二是使食品供應(yīng)鏈上各流程各環(huán)節(jié)的信息變得公開透明化，加強食品供應(yīng)鏈上的信息共享，減少節(jié)點信息共享的難度同時降低信息共享的成本，維護(hù)食品消費者的合法知情權(quán)，樹立良好的食品企業(yè)形象與社會形象，提升消費者對食品企業(yè)的信任，形成良性的循環(huán)機制[4]。三是提高政府對食品生產(chǎn)流通企業(yè)的監(jiān)管力度，加強對食品生產(chǎn)經(jīng)營流通企業(yè)的質(zhì)量安全監(jiān)管，促進(jìn)食品市場競爭的規(guī)范化。

5? EPBFT算法在食品安全監(jiān)管可追溯體系構(gòu)建的應(yīng)用

由于食品購買者容易依據(jù)個人經(jīng)驗和個人的情感信任來進(jìn)行購買行為，所以食品安全質(zhì)量的信息在買賣雙方之間容易出現(xiàn)不對等。信息不對稱在各行各業(yè)存在，信息不對稱也是在食品市場中是最普遍存在和廣受關(guān)注的最基本事實，輕微的信息不對稱可能使一方在交易中利益受損，另一方從交易中獲得投機收益，這種利益不均衡的交易關(guān)系不能為企業(yè)獲取長期的利益。信息不對稱情況如果較嚴(yán)重，則會使市場這只無形的手發(fā)揮其最大的調(diào)控作用，甚至引發(fā)低質(zhì)量與低效益的交易。嚴(yán)重的信息不對稱。往往容易出現(xiàn)賣方市場[5]，企業(yè)的道德選擇受到考驗，食品交易市場容易出現(xiàn)次品市場，食品安全事件頻頻爆發(fā)，公民身心安全受到嚴(yán)重威脅。

6? 改進(jìn)的實用拜占庭容錯共識算法的優(yōu)勢

改進(jìn)的區(qū)塊鏈實用拜占庭容錯共識算法是解決信息不對稱問題以及由此引發(fā)的市場失靈的重要手段，提高食品生產(chǎn)流通鏈條上的各參與企業(yè)的信息共享意愿，使食品供應(yīng)鏈上的信息變得真實而透明，成為消費者獲取食品質(zhì)量安全信息的重要途徑。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N新型的去中心化協(xié)議，它將數(shù)字加密技術(shù)、共識算法、分布式記賬存儲、時間戳等技術(shù)結(jié)合，通過共識算法實現(xiàn)不同節(jié)點的分布式記賬存儲。區(qū)塊鏈的共識算法可以有效的解決拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題抽象于現(xiàn)實世界，可能存在于點對點的P2P網(wǎng)絡(luò)中，由于現(xiàn)實世界的軟件故障、硬件故障、網(wǎng)絡(luò)擁堵、黑客惡意攻擊等突發(fā)事件。因為提案的成本很低，所以系統(tǒng)在任意時刻可能存在多個提案。共識算法除了要處理這些事務(wù)之外，還要完成提案的最終一致性，在區(qū)塊鏈中有著非常重要的作用。

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