丁錦城 吳清烈

(東南大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210096)

近年來(lái)，全球食品安全問題頻發(fā)，可追溯性已被視為保障食品質(zhì)量和安全的重要工具，但現(xiàn)有的食品供應(yīng)鏈溯源體系無(wú)法保證溯源結(jié)果的可靠性。此外，在現(xiàn)今的食品供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)追溯的過程既耗時(shí)又復(fù)雜。

區(qū)塊鏈技術(shù)的橫空出世為食品供應(yīng)鏈溯源體系的升級(jí)完善提供了全新的發(fā)展思路。區(qū)塊鏈于2008年首次出現(xiàn)在中本聰(Satoshi Nakamoto)發(fā)表的《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》[1]中。區(qū)塊鏈架構(gòu)和設(shè)計(jì)的固有屬性使其具有去中心化、不可篡改、可追溯等特點(diǎn)。

現(xiàn)如今，食品供應(yīng)鏈的溯源體系已成為區(qū)塊鏈技術(shù)的重要應(yīng)用方向，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用能夠提高溯源體系的追溯效率和保證溯源結(jié)果的真實(shí)性。

1 相關(guān)研究論文分布與關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜

于2020年10月20日在Web of Science網(wǎng)站中選擇數(shù)據(jù)庫(kù)Web of Science核心合集，點(diǎn)擊基本檢索，以“blockchain”和“traceability”為主題進(jìn)行搜索，經(jīng)過篩選和去重，共篩選出387篇相關(guān)文獻(xiàn)，按時(shí)間分布如圖1所示。

從圖1可以看出，從2016年開始，逐漸有學(xué)者對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈溯源體系中的應(yīng)用進(jìn)行研究；從2018年開始，相關(guān)研究論文呈爆發(fā)式增長(zhǎng)；2019年達(dá)到168篇，增長(zhǎng)勢(shì)頭延續(xù)至今。2020年，截至10月20日已有143篇相關(guān)論文相繼發(fā)表。

如圖2所示，中國(guó)在基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源體系的研究中處于領(lǐng)先地位，累計(jì)發(fā)表133篇相關(guān)論文。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家緊隨其后，美國(guó)累計(jì)發(fā)表63篇，意大利發(fā)表28篇，西班牙發(fā)表27篇，英國(guó)發(fā)表24篇。值得關(guān)注的是，亞洲國(guó)家對(duì)區(qū)塊鏈的關(guān)注度也不低，其中印度累計(jì)發(fā)表25篇，韓國(guó)發(fā)表17篇。

圖1 發(fā)文量分布圖

運(yùn)用CiteSpace繪制了這些論文的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜，如圖3所示。除了一開始搜索的兩個(gè)主題詞“blockchain”和“traceability”以及區(qū)塊鏈的自身特點(diǎn)和原理相關(guān)之外，“Internet of Things”和“safety”兩個(gè)關(guān)鍵詞引人注目，很顯然區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間的聯(lián)動(dòng)已經(jīng)成為了完善食品供應(yīng)鏈溯源體系的重要手段。同時(shí)，食品的安全問題也一直是驅(qū)動(dòng)溯源體系不斷發(fā)展的源動(dòng)力。

2 基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源體系研究現(xiàn)狀

2.1 溯源方案研究

現(xiàn)如今已經(jīng)有很多學(xué)者提出了基于區(qū)塊鏈的實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈溯源的解決方案。Bettin-Diaz等[2]提出了一種將區(qū)塊鏈技術(shù)集成到食品行業(yè)供應(yīng)鏈中的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈全過程的可追溯性?？蛻裟軌颢@取產(chǎn)品來(lái)源的相關(guān)信息，從而作出明智的購(gòu)買決定。Salah等[3]提出了一種利用以太坊區(qū)塊鏈和智能合約有效地進(jìn)行商業(yè)交易，并在整個(gè)農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中進(jìn)行大豆追溯的方案。該方案無(wú)需中間機(jī)構(gòu)，能夠提供交易記錄，提高了追溯效率，保護(hù)了信息安全。Wu等[4]將區(qū)塊鏈技術(shù)引入了供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理中，討論了在可拓展性、吞吐量、訪問控制和數(shù)據(jù)檢索方面的4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，并進(jìn)行了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的食品可追溯系統(tǒng)的案例研究。dos Santos等[5]通過研究配方食品的可追溯性需求，并著重于成分認(rèn)證，提出了全鏈可追溯的解決方案，同時(shí)能夠保證不披露來(lái)自配方食品的商業(yè)敏感數(shù)據(jù)。Bumblauskas等[6]研究了一個(gè)在雞蛋分配中部署區(qū)塊鏈的案例。該案例進(jìn)一步推動(dòng)了如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)以更準(zhǔn)確、透明地在供應(yīng)鏈中轉(zhuǎn)移貨物的研究。Feng等[7]回顧了區(qū)塊鏈技術(shù)的特性和功能，確定了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的解決食品可追溯性問題的方案，并通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架和繪制分析流程圖幫助研究人員在未來(lái)實(shí)際開發(fā)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品溯源系統(tǒng)。趙磊等[8]從信息生態(tài)視角分析用戶需求，提出追溯參與主體的風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償方案，作為追溯平臺(tái)商業(yè)化運(yùn)行的核心能力，進(jìn)行信息鏈流程再造。

圖2 論文作者所屬國(guó)家(地區(qū))分布圖

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜

針對(duì)區(qū)塊鏈應(yīng)用到食品供應(yīng)鏈的溯源方案研究主要集中在3個(gè)方面。首先是供應(yīng)鏈全過程的可追溯性研究，保障消費(fèi)者對(duì)全過程的知情權(quán)，從而作出購(gòu)買決定。其次是如何保證區(qū)塊鏈在溯源體系中應(yīng)用的透明性和準(zhǔn)確性。最后是如何克服數(shù)據(jù)處理和體系容量的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)高效的追溯效率和安全的信息整合。這些解決方案能夠有效解決傳統(tǒng)食品供應(yīng)鏈中存在的痛點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)可追溯性的同時(shí)保證了供應(yīng)鏈中的信息安全與追溯效率，為未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用提供了思路。

2.2 基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源模型設(shè)計(jì)

Malik等[9]提出了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的框架來(lái)追溯供應(yīng)鏈中產(chǎn)品的來(lái)源。該框架由包括政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)在內(nèi)的關(guān)鍵食品供應(yīng)鏈實(shí)體進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品的溯源。Johng等[10]構(gòu)建了一個(gè)利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)增強(qiáng)業(yè)務(wù)流程重組過程中可信賴性的框架，該框架是解決業(yè)務(wù)流程重組過程中利益相關(guān)者之間的信任問題的一種有效方式。Bechtsis等[11]在Hyperledger Fabric框架下通過一個(gè)演示應(yīng)用程序來(lái)研究?jī)呻A段的集裝箱食品供應(yīng)鏈。研究結(jié)果表明，一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入成熟階段；另一方面，在食品供應(yīng)鏈中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以驗(yàn)證關(guān)鍵參數(shù)，增強(qiáng)食品的可追溯性，具有顯著的價(jià)值。Casino等[12]開發(fā)了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)和智能合約的食品供應(yīng)鏈可追溯性的分布式功能模型。George等[13]提出了使用區(qū)塊鏈和食品質(zhì)量數(shù)據(jù)索引的餐廳食品質(zhì)量可追溯性原型。該原型從食品供應(yīng)鏈的各個(gè)利益相關(guān)者處獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合后應(yīng)用食品質(zhì)量指數(shù)(FQI)算法生成FQI值。根據(jù)特定參數(shù)，F(xiàn)QI值有助于確定食物是否適合食用。該原型除了加強(qiáng)食品的可追溯性外，還有助于為人類食用的食品進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)。Zhang等[14]提出了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的糧食供應(yīng)鏈系統(tǒng)架構(gòu)，并設(shè)計(jì)了一種結(jié)合鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的多模式存儲(chǔ)機(jī)制。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)安全可靠、信息互聯(lián)互通、危險(xiǎn)品信息實(shí)時(shí)共享、全程跟蹤可靠等特點(diǎn)。王晶等[15]構(gòu)建了一個(gè)基于聯(lián)盟鏈的食品安全信用系統(tǒng)模型，該模型由食品生產(chǎn)商、加工商、分銷商、經(jīng)營(yíng)者、消費(fèi)者、政府、媒體、銀行和征信機(jī)構(gòu)共同來(lái)維護(hù)日常追溯數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、征信數(shù)據(jù)等信用信息數(shù)據(jù)。朱建明等[16]在分析了區(qū)塊鏈的特點(diǎn)、局限性以及其鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)散列原理的基礎(chǔ)上，提出了基于區(qū)塊鏈的B2B+B2C供應(yīng)鏈各交易主體交易結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及動(dòng)態(tài)多中心協(xié)同認(rèn)證模型。

這些框架模型由供應(yīng)鏈中的所有參與者共同組成，除了能夠加強(qiáng)食品供應(yīng)鏈的可追溯性外，還能夠解決業(yè)務(wù)流程重組過程中參與者之間的信任問題，并且能夠保證食品的質(zhì)量，有助于為某些特定食品進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)。還有部分學(xué)者[17]針對(duì)特定的食品設(shè)計(jì)了特定的模型。如針對(duì)糧食供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)了結(jié)合鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的多模式存儲(chǔ)機(jī)制，這些設(shè)計(jì)結(jié)合了一類產(chǎn)品的特點(diǎn)，為同類產(chǎn)品的溯源模型構(gòu)建打下了基礎(chǔ)。這些設(shè)想對(duì)于未來(lái)溯源系統(tǒng)中的功能模型設(shè)計(jì)都具有重要意義和參考價(jià)值。

2.3 基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

很多學(xué)者已經(jīng)設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)。Suzuki等[18]開發(fā)了基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于產(chǎn)品歷史記錄的追溯，無(wú)需管理即可實(shí)現(xiàn)高度可靠的數(shù)據(jù)管理。Arsyad等[19]提出了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的可可生產(chǎn)供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)將通常的區(qū)塊鏈概念擴(kuò)展為雙因素區(qū)塊鏈，兩個(gè)區(qū)塊鏈之間通過數(shù)字水印相連，一條鏈負(fù)責(zé)儲(chǔ)存具體數(shù)據(jù)，另一條鏈負(fù)責(zé)儲(chǔ)存嵌入的數(shù)字水印。該算法所使用的水印算法保證了每個(gè)階段的信息都是經(jīng)過認(rèn)證的，并且能檢測(cè)到任何數(shù)據(jù)發(fā)生變化或被篡改的情況。

Wang等[20]設(shè)計(jì)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品可追溯性系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用智能合約將所有產(chǎn)品轉(zhuǎn)移的歷史永久記錄在分布式賬本中，并形成可以追溯到產(chǎn)品來(lái)源的鏈條。此外，該系統(tǒng)通過一種事件響應(yīng)機(jī)制來(lái)驗(yàn)證交易雙方的身份，從而可以確保交易的有效性。所有事件均以日志形式永久存儲(chǔ)，作為處理糾紛和跟蹤責(zé)任實(shí)體的基礎(chǔ)。Baralla等[21]設(shè)計(jì)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的溯源平臺(tái)，以確保食品數(shù)據(jù)的儲(chǔ)藏起源。擬議的系統(tǒng)通過區(qū)塊鏈的分布式和不可篡改特性，確保了供應(yīng)鏈的透明性，以期通過促進(jìn)智能食品旅游業(yè)來(lái)推動(dòng)當(dāng)?shù)匕l(fā)展。Borrero[22]提出了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)業(yè)食品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)，以解決對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的信任危機(jī)。區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品可追溯性中的應(yīng)用不僅擴(kuò)展了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍，而且有助于鏈中參與者之間建立信任，探索了區(qū)塊鏈應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的可能性。Chan等[23]構(gòu)建了一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的透明可追溯的馬來(lái)西亞農(nóng)業(yè)食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。Prashar等[24]提出了一種基于區(qū)塊鏈的農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)，該系統(tǒng)引入了包括5個(gè)主要參與者的私有區(qū)塊鏈。系統(tǒng)完全依賴于使用智能合約來(lái)監(jiān)視和管理所有參與者之間的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的通信和交易。系統(tǒng)涵蓋了農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中項(xiàng)目的數(shù)據(jù)收集和信息管理過程，提供了對(duì)農(nóng)業(yè)食品質(zhì)量和安全的監(jiān)控、可視化和問責(zé)機(jī)制，并且可以擴(kuò)展到所有食品部門。金凱[25]搭建了包括數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)核心層、應(yīng)用表示層的三層溯源系統(tǒng)架構(gòu)，通過數(shù)據(jù)接入層的App掃描二維碼獲取食品信息，通過傳感器獲取環(huán)境信息；在數(shù)據(jù)核心層采用區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)溯源數(shù)據(jù)，基于智能合約完成存儲(chǔ)和查詢操作功能；在應(yīng)用表示層以DApp的形式進(jìn)行人機(jī)交互操作，實(shí)現(xiàn)食品信息的可信溯源查詢。

許多國(guó)家都非常重視食品供應(yīng)鏈的溯源問題，也正在投入大量資源研究基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈溯源方案。目前對(duì)于食品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)聚焦于信息的存儲(chǔ)時(shí)效、供應(yīng)鏈的透明性、智能合約的應(yīng)用等方面。擬議的溯源系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于產(chǎn)品歷史記錄的追溯外，還能夠提高供應(yīng)鏈參與者之間的信任，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)于食品質(zhì)量和安全的監(jiān)控。如今，區(qū)塊鏈技術(shù)在PC端和移動(dòng)端的追溯系統(tǒng)中都有所應(yīng)用，未來(lái)研究可以著眼于建立多平臺(tái)適用下的供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)。

根據(jù)以上對(duì)各位學(xué)者的研究的分析可以看出，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于食品供應(yīng)鏈的溯源方案、溯源模型以及溯源系統(tǒng)的研究都取得了很大的進(jìn)展，也都提出了自己的想法，筆者從關(guān)鍵詞、目前業(yè)界關(guān)注的技術(shù)重點(diǎn)以及未來(lái)發(fā)展需要關(guān)注的難點(diǎn)3個(gè)角度對(duì)各位學(xué)者的研究進(jìn)行了歸納總結(jié)，見表1。

2.4 食品供應(yīng)鏈溯源中區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

在物聯(lián)網(wǎng)的中心化網(wǎng)絡(luò)里，許多信息的加密方式較為簡(jiǎn)單，在傳輸過程中易被破解，從而導(dǎo)致個(gè)人隱私產(chǎn)生泄漏。而區(qū)塊鏈運(yùn)用的非對(duì)稱加密技術(shù)，能夠防止信息丟失和篡改，安全性更強(qiáng)。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的安全存儲(chǔ)和防篡改防攻擊，讓物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)更加安全可靠。因而，很多學(xué)者將區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于食品供應(yīng)鏈的溯源系統(tǒng)中。

Tian[26]提出了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈的實(shí)時(shí)食品追蹤食品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于一個(gè)示例場(chǎng)景，演示了該系統(tǒng)如何在危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(hazard analysis and critical control points，HACCP)的食品供應(yīng)鏈中發(fā)揮作用。該文通過引入BigchainDB的新概念填補(bǔ)了分散式信息系統(tǒng)的空白，避免了使用集中式系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，為供應(yīng)鏈中的所有成員提供開放、透明、中立、安全、可靠的信息平臺(tái)。Kim等[27]開發(fā)了一個(gè)“從農(nóng)場(chǎng)到餐桌”的全流程食品供應(yīng)鏈可追溯性應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序集成了以太坊平臺(tái)和可交換GS1 (Globe standard 1)條碼的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。該應(yīng)用程序創(chuàng)建了供應(yīng)鏈中所有利益相關(guān)者訪問的分布式賬本。Tsang等[28]提出了一種基于區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品可追溯性系統(tǒng)，該系統(tǒng)將區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和模糊邏輯的新部署整合到易腐食品的可追溯保質(zhì)期管理系統(tǒng)中。系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)流根據(jù)可追蹤資源單元的級(jí)別與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的部署保持一致，根據(jù)可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行貨架期調(diào)整，利用模糊邏輯進(jìn)行質(zhì)量衰減評(píng)價(jià)，建立起安全可靠的食品供應(yīng)鏈平臺(tái)。Arena等[29]設(shè)計(jì)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用程序BRUSCHETTA，用于特級(jí)初榨橄欖油供應(yīng)鏈的可追溯性和認(rèn)證。BRUSCHETTA通過跟蹤其整個(gè)供應(yīng)鏈來(lái)實(shí)施該產(chǎn)品的認(rèn)證，能使最終客戶訪問產(chǎn)品的防篡改歷史記錄，包括耕種、收獲、生產(chǎn)、包裝、保存和運(yùn)輸過程。BRUSCHETTA利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)連接用于特級(jí)初榨橄欖油質(zhì)量控制的傳感器，并使其在區(qū)塊鏈上運(yùn)行。Lin等[30]開發(fā)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)和EPCIS的食品安全追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過鏈上和鏈下數(shù)據(jù)的協(xié)同管理減少了單節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，能夠有效緩解當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術(shù)下的數(shù)據(jù)爆炸問題。

表1 關(guān)于溯源方案、模型、系統(tǒng)的研究重點(diǎn)梳理

Mondal等[31]提出了一種受區(qū)塊鏈啟發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，該架構(gòu)使用基于對(duì)象證明的身份驗(yàn)證協(xié)議，以及類似于數(shù)字貨幣的工作量證明協(xié)議，并通過在物理層集成基于射頻識(shí)別技術(shù)(radio frequency identification，RFID)的傳感器以及在網(wǎng)絡(luò)層集成區(qū)塊鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的體系結(jié)構(gòu)。RFID提供了產(chǎn)品和傳感器數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)。架構(gòu)通過一個(gè)RFID耦合傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)的采集，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控。劉宗妹[32]構(gòu)建了“區(qū)塊鏈+RFID”兩位一體的協(xié)同共享模式，采用聯(lián)盟鏈構(gòu)建食品溯源系統(tǒng)，打通食品流通渠道，快速定位食品安全事件責(zé)任方。

曾小青等[33]建立了物聯(lián)網(wǎng)加區(qū)塊鏈的食品安全追溯系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了食品追溯流程，并采用聯(lián)盟鏈模式和超級(jí)賬本區(qū)塊鏈開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)食品安全追溯原型系統(tǒng)。肖新清[34]構(gòu)建了冷鏈物流的壓縮感知數(shù)據(jù)采集方法、溫度品質(zhì)耦合建模方法以及可追溯建模方法，并以QR溯源條碼為載體，有效集成并展示了冷鏈物流品質(zhì)感知過程的關(guān)鍵質(zhì)量安全信息，形成了冷鏈物流品質(zhì)感知的物聯(lián)網(wǎng)溯源模式。

物聯(lián)網(wǎng)可以通過各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的這些技術(shù)中，射頻識(shí)別技術(shù)相較于其他識(shí)別技術(shù)，在準(zhǔn)確率、感應(yīng)距離、信息量等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。其透明、全面、準(zhǔn)確的特性非常契合食品溯源體系的需求，結(jié)合區(qū)塊鏈的非對(duì)稱加密技術(shù)，可以有效克服物聯(lián)網(wǎng)信息儲(chǔ)存的不安全性。

整體來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合是目前發(fā)展的主流，兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合有效推動(dòng)了食品供應(yīng)鏈溯源體系的發(fā)展與完善。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與區(qū)塊鏈的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)采集，保證了信息源的可信度。解決了信息在初始采集階段的痛點(diǎn)。

3 基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源體系展望

3.1 主要優(yōu)勢(shì)

3.1.1 信息安全 由于共識(shí)機(jī)制，信息存儲(chǔ)在基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)中更加可靠，這增強(qiáng)了交易數(shù)據(jù)的完整性和安全性。溯源系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確、便捷、安全地幫助政府跟蹤、監(jiān)督和審核食品供應(yīng)鏈，幫助制造商記錄真實(shí)交易、保護(hù)信息安全，幫助消費(fèi)者追蹤食品源頭。

3.1.2 提高效率 區(qū)塊鏈自身具有的不可篡改性能夠有效提高食品供應(yīng)鏈的加工和流通效率。當(dāng)其連接到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，能夠提高系統(tǒng)交易效率。此外，區(qū)塊鏈的引入能夠減少大量中介機(jī)構(gòu)，使得公共資源能夠獲得更加有效的利用。

3.1.3 減少浪費(fèi)和降低經(jīng)濟(jì)損失 使用基于區(qū)塊鏈的可追溯性系統(tǒng)可以獲得可追溯性鏈中每個(gè)階段的可靠數(shù)據(jù)，有助于更準(zhǔn)確地確定食品的貨架壽命，從而減少食物浪費(fèi)，降低經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 面臨挑戰(zhàn)

3.2.1 原始信息的可信度 在依靠RFID標(biāo)簽或條形碼等傳感器來(lái)掃描、傳遞食物跟蹤數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)收集傳感器已連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)雖然區(qū)塊鏈技術(shù)能夠使得數(shù)據(jù)保持不變，但其本身也沒有驗(yàn)證機(jī)制來(lái)證明原始數(shù)據(jù)是否正確。如果有人篡改傳感器，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。

3.2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的成本無(wú)法預(yù)測(cè) 區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)新興技術(shù)，在實(shí)施時(shí)總成本無(wú)法預(yù)測(cè)。當(dāng)前高度成熟的供應(yīng)鏈系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)作了很長(zhǎng)時(shí)間，成本的憑空增加會(huì)增加供應(yīng)鏈中的參與者的負(fù)擔(dān)。消費(fèi)者是否愿意支付增加的成本也值得商榷。

3.2.3 數(shù)據(jù)公開的問題 基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)應(yīng)該公開什么樣的數(shù)據(jù)也值得考慮。尤其是在公有鏈中，所有數(shù)據(jù)默認(rèn)公開透明，如果盲目將供應(yīng)鏈中所有的有關(guān)信息上鏈，很可能會(huì)造成信息泄露。譬如，如果制造商將他們的配方作為商業(yè)機(jī)密，他們將不得不決定是否披露這些配方，如今在這方面沒有明確的政策說(shuō)明。

3.2.4 政府要求和相關(guān)法律法規(guī) 截至目前，尚無(wú)關(guān)于食品供應(yīng)鏈中采用區(qū)塊鏈的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有相關(guān)的政府要求以及法律法規(guī)的制定，區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中的發(fā)展前景仍然是不明朗的。在這種情況下，區(qū)塊鏈的服務(wù)提供商應(yīng)當(dāng)團(tuán)結(jié)協(xié)作，致力于推動(dòng)相關(guān)政策和規(guī)則的制定以及少數(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目的順利實(shí)施。

3.3 突破方向

雖然基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈溯源體系發(fā)展勢(shì)頭良好，但如今絕大多數(shù)研究都仍然在理論設(shè)計(jì)階段，區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈溯源體系中的應(yīng)用仍然有很長(zhǎng)的一段路要走。未來(lái)可以從以下幾個(gè)方向突破。

(1) 推動(dòng)食品供應(yīng)鏈溯源體系中區(qū)塊鏈與各項(xiàng)新技術(shù)的融合。區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)采集，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)記錄關(guān)鍵信息，保證了信息源的可信度，解決了信息在初始采集階段的痛點(diǎn)。再利用區(qū)塊鏈的不可篡改性進(jìn)行儲(chǔ)存，形成食品供應(yīng)鏈所需的信任閉環(huán)。區(qū)塊鏈與人工智能的結(jié)合能夠?yàn)槭称饭?yīng)鏈溯源體系進(jìn)一步提供安全保障。人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)漏洞挖掘和修復(fù)的自動(dòng)化，并利用全系列的設(shè)備支持和多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景，保障了區(qū)塊鏈技術(shù)的安全部署。區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合，能夠遏制數(shù)據(jù)過度集中的現(xiàn)象，提高食品供應(yīng)鏈上企業(yè)的透明度，消滅信息孤島。

(2) 利用區(qū)塊鏈技術(shù)重塑食品供應(yīng)鏈監(jiān)管機(jī)構(gòu)。區(qū)塊鏈可以促使相關(guān)機(jī)構(gòu)以供應(yīng)鏈中的企業(yè)作為節(jié)點(diǎn)來(lái)建立一套新的監(jiān)管體系，能讓監(jiān)管機(jī)構(gòu)更為系統(tǒng)全面地對(duì)食品安全加以監(jiān)控?？梢灶A(yù)見，未來(lái)各國(guó)政府將出臺(tái)區(qū)塊鏈在食品供應(yīng)鏈中應(yīng)用的相關(guān)法律法規(guī)，推動(dòng)監(jiān)管部門的建設(shè)升級(jí)，保障食品安全，提高國(guó)民幸福度。

(3) 基于區(qū)塊鏈建立國(guó)際食品安全溯源體系。食品安全是全世界共同面臨的嚴(yán)峻問題，安全問題的出現(xiàn)不單單只在國(guó)家內(nèi)部發(fā)生，也可能出現(xiàn)在國(guó)家與國(guó)家之間。區(qū)塊鏈的出現(xiàn)不僅僅能夠在技術(shù)層面幫助解決食品供應(yīng)鏈溯源問題，同時(shí)也是一個(gè)推動(dòng)建立全新的國(guó)家之間食品進(jìn)出口溯源體系的契機(jī)。各國(guó)之間應(yīng)該聯(lián)合制定與食品相關(guān)的追溯以及召回體系，以便快速鑒別、調(diào)查和控制食品安全事件，為保障世界人民的人身安全努力。