阿布都熱合曼·卡的爾，申炳豪，陳 茜

（新疆財(cái)經(jīng)大學(xué) 信息管理學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830012）

一、引言

2020年初，新冠肺炎疫情的突然暴發(fā)，給中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重?fù)p失，全國(guó)各地迅速啟動(dòng)疫情防控一級(jí)響應(yīng)，有效遏制了疫情的傳播，但是，同時(shí)也阻斷了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)物資供應(yīng)和人民生活的物質(zhì)保障。這次疫情對(duì)乳業(yè)的飼料生產(chǎn)、乳牛養(yǎng)殖、乳品加工與銷售、奶業(yè)貿(mào)易等產(chǎn)生了巨大的影響，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年3月，全國(guó)乳制品產(chǎn)量為195.1萬噸，同比增長(zhǎng)－8.9%；至2020年12月，全國(guó)乳制品總產(chǎn)量為251.1萬噸，同比增長(zhǎng)－1.9%，新冠肺炎疫情的暴發(fā)，嚴(yán)重沖擊了中國(guó)奶業(yè)的發(fā)展，中國(guó)乳品行業(yè)步履艱難。

后疫情時(shí)代，信息可追溯在食品質(zhì)量安全管理中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)追溯系統(tǒng)為食品供應(yīng)鏈的質(zhì)量監(jiān)控和追溯提供了可行的解決方案，然而，這些可追溯系統(tǒng)幾乎是集中式的，存在追溯結(jié)構(gòu)集中化、信息易泄露、易篡改等問題，難以保證食品的質(zhì)量安全。而區(qū)塊鏈作為一種新型分布式分散技術(shù)，被廣泛用于解決信息透明度和防止篡改等信任安全問題。區(qū)塊鏈技術(shù)特征與供應(yīng)鏈需求相耦合，因此，將區(qū)塊鏈技術(shù)與供應(yīng)鏈管理相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)信息的自動(dòng)更新，保證信息的完全一致和公開透明，降低管理成本，有效地削弱供應(yīng)鏈的“牛鞭效應(yīng)”，利于信息的防偽溯源。

二、文獻(xiàn)綜述

追溯和認(rèn)證食品供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)信息對(duì)于識(shí)別和解決問題至關(guān)重要，這有助于實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈的可持續(xù)、可追溯性管理，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此展開一系列研究。

物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展為食品供應(yīng)鏈可追溯性研究提供技術(shù)支撐，借助射頻識(shí)別（RFID）、無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）、近場(chǎng)通信技術(shù)（NFC）等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以監(jiān)控和存儲(chǔ)生產(chǎn)、加工、配送和銷售等環(huán)節(jié)的事件信息，為食品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)和追溯提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。Chen基于RFID電子標(biāo)簽、物聯(lián)網(wǎng)、二維碼標(biāo)簽等技術(shù)，建立了食品安全追溯系統(tǒng)，分析并設(shè)計(jì)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在餐飲和食品安全追溯系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的應(yīng)用[1]；徐靜等探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在乳制品供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制點(diǎn)（HACCP）監(jiān)管管理中的應(yīng)用[2]；Bo等設(shè)計(jì)和開發(fā)了基于射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）和電子產(chǎn)品代碼（EPC）物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)食品供應(yīng)鏈可追溯平臺(tái)，并著重于設(shè)計(jì)水產(chǎn)食品的對(duì)象名稱服務(wù)（ONS）和電子產(chǎn)品代碼信息服務(wù)（EPCIS）[3]；Zhang等為了實(shí)現(xiàn)食品生命周期的安全可追溯性，提出了一種基于RFID技術(shù)的食品安全追溯網(wǎng)絡(luò)模型，并在特色食品上設(shè)計(jì)了RFID標(biāo)簽和EPC編碼規(guī)則，基于B/S和C/S構(gòu)架進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[4]；李婷婷利用漢信碼作為追溯碼的信息載體，提出并設(shè)計(jì)了乳制品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫以及追溯碼，并對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)施提出建議[5]。但是，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品可追溯系統(tǒng)都是集中式的“服務(wù)器—客戶端”范式，利益相關(guān)者和消費(fèi)者必須依賴單個(gè)信息節(jié)點(diǎn)來存儲(chǔ)、傳輸和共享可追溯性信息，因此，難以追溯整個(gè)食品供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)隱私和防篡改問題在食品可追溯性中至關(guān)重要，解決食品安全和質(zhì)量問題的關(guān)鍵是提高可追溯性的透明度、安全性、持久性和完整性，這已成為生產(chǎn)者、冷鏈管理者、消費(fèi)者、政府以及研究學(xué)者關(guān)注的緊迫問題，而區(qū)塊鏈技術(shù)的功能特征很好地滿足了食品溯源需求。

2019年10月25日，習(xí)近平在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。政府政策的驅(qū)動(dòng)，為區(qū)塊鏈技術(shù)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。區(qū)塊鏈這一概念首次出現(xiàn)在比特幣白皮書[6]中，但該書并未對(duì)區(qū)塊鏈做出精確定義。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠稚⒌摹⒉豢尚诺木W(wǎng)絡(luò)，由許多節(jié)點(diǎn)組成，形成P2P對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，沒有集中的設(shè)備和管理機(jī)制，不需要第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)，任何節(jié)點(diǎn)的破壞或丟失都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，安全性、可靠性高；業(yè)務(wù)內(nèi)容和規(guī)則編譯部署在區(qū)塊鏈上，通過智能合約和共識(shí)機(jī)制可自動(dòng)化處理交易活動(dòng)，允許參與者跟蹤業(yè)務(wù)流程并驗(yàn)證合同規(guī)則，防止數(shù)據(jù)篡改；區(qū)塊鏈技術(shù)允許區(qū)塊鏈中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)以分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的形式獲取完整的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)由各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，單一節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)改變是無效的，除非整個(gè)供應(yīng)鏈中超過51%的節(jié)點(diǎn)被控制[7]，保證了數(shù)據(jù)的完整性；區(qū)塊鏈運(yùn)營(yíng)的所有規(guī)則和信息對(duì)訪問區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的參與者是公開透明的，每個(gè)活動(dòng)事件對(duì)所有節(jié)點(diǎn)都是可見的，并且每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)都是匿名的，保證數(shù)據(jù)信息的可追溯性、安全性、及時(shí)性和透明度。

在“區(qū)塊鏈+”大環(huán)境下，董云峰等基于區(qū)塊鏈技術(shù)特征，構(gòu)建了一種新型糧油食品全供應(yīng)鏈可信追溯模型，解以決目前追溯系統(tǒng)中存在的集中式結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)安全性低、信息孤立等問題[8]；許繼平等通過“鏈上鏈下”雙模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制和智能合約，構(gòu)建了一種基于區(qū)塊鏈的糧油食品全供應(yīng)鏈信息安全管理模型，保證糧油食品供應(yīng)鏈信息存儲(chǔ)和傳輸?shù)陌踩院涂煽啃訹9]；Lin等通過分析主流食品可追溯系統(tǒng)中用戶的主要需求，設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)和電子產(chǎn)品代碼信息服務(wù)的分散式食品安全追溯體系[10]；為了進(jìn)一步提高供應(yīng)鏈管理的靈活性、持續(xù)性和可靠性，Oscar N[11]、Ana R[12]、Alfonso P[13]等學(xué)者探究區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新的可能性。然而，區(qū)塊鏈技術(shù)尚且處于萌芽發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題，Leng[14]、Giovanni M[15]等學(xué)者對(duì)“區(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈”研究熱潮背后的問題進(jìn)行了“冷思考”。

綜上，盡管區(qū)塊鏈被認(rèn)為是一項(xiàng)潛在的突破性技術(shù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，但對(duì)乳制品供應(yīng)鏈可追溯性的開發(fā)和應(yīng)用研究嚴(yán)重不足，對(duì)如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)提高乳制品供應(yīng)鏈信息的完全透明度、安全性和可追溯性的研究非常有限，在實(shí)際操作、系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施、互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化問題方面的主要優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)仍存在一些研究空白。鑒于此，本研究回顧了區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)和功能，總結(jié)出基于區(qū)塊鏈可追溯系統(tǒng)的性能標(biāo)準(zhǔn)，分析了乳制品供應(yīng)鏈可追溯性需求，設(shè)計(jì)出乳品供應(yīng)鏈的可追溯性框架和應(yīng)用程序流程圖，并強(qiáng)調(diào)了基于區(qū)塊鏈的可追溯性系統(tǒng)實(shí)施過程中面臨的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，以進(jìn)一步提高可追溯過程的透明度和效率，更好地保障乳品鏈的質(zhì)量安全，重塑消費(fèi)信息，促進(jìn)乳制品行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，為研究人員和從業(yè)人員提供有價(jià)值的可追溯性管理信息。

三、乳制品供應(yīng)鏈現(xiàn)狀

乳制品是以生鮮畜乳及其制品作為主要的原料，經(jīng)過再生產(chǎn)、加工制成液體乳類、乳脂肪類、干酪類、乳粉類等一系列乳制品類。乳制品供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)復(fù)雜，涉及乳畜的養(yǎng)殖、原奶生產(chǎn)、再生產(chǎn)及深加工、倉儲(chǔ)、配送、銷售等環(huán)節(jié)。以乳制品加工企業(yè)為核心，通過鏈接上游養(yǎng)殖商和下游乳制品銷售商，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈商流、物流、信息流和資金流的控制。乳制品供應(yīng)鏈參與主體主要包括乳畜養(yǎng)殖商、奶農(nóng)、奶站、乳制品加工制造商、分銷商、配送商、零售商和最終消費(fèi)者，如圖1所示。

圖1 乳制品供應(yīng)鏈流程

乳制品本身鮮活易腐的特性，使整個(gè)乳制品供應(yīng)鏈具有環(huán)節(jié)復(fù)雜、信息多源異構(gòu)、風(fēng)險(xiǎn)因素多的特點(diǎn)。其中，控制奶源的品質(zhì)是保證整個(gè)乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全的首要環(huán)節(jié)。乳畜的養(yǎng)殖環(huán)境、飼養(yǎng)方式、飼料和獸藥的使用、產(chǎn)奶設(shè)備、消毒方式等對(duì)原奶的供應(yīng)和產(chǎn)出質(zhì)量有極大影響。在生產(chǎn)、加工、倉儲(chǔ)、配送和銷售環(huán)節(jié)中，對(duì)溫度、濕度、供應(yīng)鏈設(shè)備性能、存儲(chǔ)條件、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸條件、保質(zhì)期等條件要求非常高。在乳制品供應(yīng)過程中，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則該風(fēng)險(xiǎn)會(huì)繼續(xù)沿著供應(yīng)鏈傳遞集聚直至爆發(fā)一系列質(zhì)量安全問題。

四、基于區(qū)塊鏈的乳制品供應(yīng)鏈可追溯性探析

（一）乳制品供應(yīng)鏈溯源需求分析

乳制品供應(yīng)鏈溯源需求主要是為了實(shí)現(xiàn)“四流”（商流、物流、信息流、資金流）的可追溯管理：其中，商流是乳品流通過程中的形態(tài)變化，它需要流通過程中交易活動(dòng)的安全，資金結(jié)算便利，流通信息可追溯；物流包含的內(nèi)容較多，包括乳品運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、包裝、裝卸搬運(yùn)、流通加工、配送以及物流信息等，在乳品供應(yīng)鏈中，它要求準(zhǔn)確把控物流環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)監(jiān)管用戶服務(wù)、訂單處理、需求預(yù)測(cè)、倉庫管理、包裝等信息，為追溯管理提供關(guān)鍵可追溯信息；信息流是整個(gè)乳制品供應(yīng)鏈涉及的有關(guān)從乳畜養(yǎng)殖到消費(fèi)終端所有節(jié)點(diǎn)的信息，它要求交易信息安全可靠、物流信息可控、乳品鏈監(jiān)管便利和可追溯；資金流需要乳品鏈業(yè)務(wù)活動(dòng)安全可靠，資金結(jié)算便捷。而區(qū)塊鏈信息共享、數(shù)據(jù)安全可靠、智能合約及其可追溯性的技術(shù)特征，與乳制品供應(yīng)鏈的溯源需求相耦合，如圖2所示。以下主要從技術(shù)要求、性能要求和參與主體進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

圖2 區(qū)塊鏈技術(shù)特征與乳制品供應(yīng)鏈溯源需求耦合

1.技術(shù)要求

乳制品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)的基本技術(shù)要求是不需要權(quán)威機(jī)構(gòu)的存在，各參與主體能夠在不可信的環(huán)境中運(yùn)行，可追溯性信息是安全、可靠和透明，基于區(qū)塊鏈的可追溯性可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式傳輸共享，可解決供應(yīng)鏈交易信息透明度問題和防篡改的信任、安全問題。

2.性能要求

乳制品供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，從乳牛養(yǎng)殖到銷售需要記錄、上傳的數(shù)據(jù)信息多源異構(gòu)，需要消耗更多的計(jì)算能力資源，而基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和共享需要由第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)驗(yàn)證事務(wù)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，時(shí)效性也很差。存儲(chǔ)容量、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和處理能力是乳制品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，而基于區(qū)塊鏈的可追溯系統(tǒng)低功耗、高速度和高安全等性能與其耦合性較強(qiáng)。

3.參與主體需求

參與乳制品供應(yīng)鏈可追溯過程的主體主要有乳制品企業(yè)、消費(fèi)者和政府監(jiān)管部門，各參與主體對(duì)乳制品供應(yīng)鏈可追溯性需求是不同的。其中，乳制品企業(yè)要求供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)上傳到區(qū)塊鏈上的關(guān)鍵信息是可訪問的、共享的，通過數(shù)字簽名技術(shù)為核心企業(yè)提供機(jī)密性服務(wù)，以防止企業(yè)敏感信息的泄漏；消費(fèi)者則追求簡(jiǎn)單便捷、個(gè)性化的信息追溯服務(wù)，要求追溯的乳制品供應(yīng)鏈上游到下游的數(shù)據(jù)信息是不可篡改、真實(shí)可靠的；政府監(jiān)管部門需擁有乳制品供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)的最高訪問權(quán)限，一旦發(fā)生食品質(zhì)量安全事件，相關(guān)部門會(huì)第一時(shí)間追溯到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并查辦違法企業(yè)，監(jiān)管部門也有權(quán)確保各節(jié)點(diǎn)企業(yè)上傳的關(guān)鍵可追溯信息是合法的，經(jīng)過驗(yàn)證的。

（二）可追溯性框架設(shè)計(jì)

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的乳制品供應(yīng)鏈可追溯框架由業(yè)務(wù)層、物聯(lián)網(wǎng)層、聯(lián)盟鏈層和應(yīng)用層組成（如圖3），能為乳制品的防偽溯源提供了更有效的解決方案。

圖3 基于區(qū)塊鏈的乳制品供應(yīng)鏈可追溯性框架

物聯(lián)網(wǎng)層：該層主要為區(qū)塊鏈系統(tǒng)提供可追溯性數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)乳制品溯源管理的基礎(chǔ)。利用RFID、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)收集乳品質(zhì)量信息、資產(chǎn)交易、物流信息等，數(shù)據(jù)經(jīng)過簡(jiǎn)單處理后由客戶端上傳帶區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，與區(qū)塊鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)輸送。

聯(lián)盟鏈層：聯(lián)盟鏈層也稱為數(shù)據(jù)管理層，基于聯(lián)盟鏈部分去中心化的特點(diǎn)，利用區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)、共識(shí)機(jī)制和哈希算法等核心技術(shù)，對(duì)乳制品供應(yīng)鏈的關(guān)鍵可追溯數(shù)據(jù)信息進(jìn)行驗(yàn)證處理、上傳和共享，是乳制品溯源體系發(fā)揮效用的核心。即采用“鏈上鏈下”數(shù)據(jù)協(xié)同管理模式將采集到的數(shù)據(jù)部署到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的智能合約上，智能合約對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證處理，將驗(yàn)證結(jié)果發(fā)布到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)上傳的數(shù)據(jù)達(dá)成一致后，再通過哈希算法生成摘要信息數(shù)據(jù)區(qū)塊，最后將數(shù)據(jù)區(qū)塊中存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的分布式賬本中，同時(shí)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息和智能合約返回的數(shù)據(jù)區(qū)塊一一對(duì)應(yīng)且都儲(chǔ)存在鏈下數(shù)據(jù)庫中，記錄乳制品是如何從生產(chǎn)商到加工商、分銷商到零售商最后到消費(fèi)者整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流動(dòng)軌跡，旨在實(shí)現(xiàn)整個(gè)乳制品供應(yīng)鏈信息透明度，提高乳制品信息的安全性。

應(yīng)用層：該層是溯源鏈中參與主體與信息平臺(tái)交互的中間層。按照國(guó)家規(guī)定的食品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)法律法規(guī)對(duì)乳制品的質(zhì)量信息進(jìn)行檢測(cè)和審核，安全可靠的乳制品信息將會(huì)通過應(yīng)用層向消費(fèi)者開放，消費(fèi)者可在企業(yè)、政府等相關(guān)網(wǎng)站查詢追溯乳制品商流、物流、信息流和資金流等數(shù)據(jù)信息。

（三）性能評(píng)價(jià)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、密碼學(xué)、博弈論、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等技術(shù)的創(chuàng)新型價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交易數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和記錄都是分布式的，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可通過P2P網(wǎng)絡(luò)等算法參與鏈上數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，沒有絕對(duì)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，是一種去中心、防篡改、可追溯、信息透明的創(chuàng)新型數(shù)據(jù)架構(gòu)。其中，公有鏈不需要用戶注冊(cè)和授權(quán)就可以通過公鑰匿名參與和訪問區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；私有鏈僅由組織使用，其讀寫權(quán)、記賬權(quán)等也是由私有組織制定，核心企業(yè)通過私鑰訪問，以防止機(jī)密文件的泄露和外部攻擊，管理其他節(jié)點(diǎn)?；趨^(qū)塊鏈的乳品供應(yīng)鏈可追溯性系統(tǒng)是改善溯源管理的戰(zhàn)略目標(biāo)，其適宜性評(píng)價(jià)對(duì)于用戶和管理者來說是非常重要的，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)乳制品供應(yīng)鏈過程優(yōu)化和質(zhì)量管理控制。在以往研究學(xué)者的理論成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)出基于區(qū)塊鏈的可追溯系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）區(qū)塊鏈的去中心化、數(shù)據(jù)完整性、信息透明化、數(shù)據(jù)傳輸效率高的技術(shù)性能，有效彌補(bǔ)了目前乳品追溯過程中存在的問題。比如：過于依靠第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)，為提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，會(huì)賄賂第三方，竊取相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)信息，而且，第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和選擇需要考慮的因素較多，這無疑加重了企業(yè)負(fù)擔(dān)和運(yùn)營(yíng)成本，而區(qū)塊鏈無需第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)的存在，通過P2P網(wǎng)絡(luò)為各參與主體提供一個(gè)無需信任、安全可靠的交易環(huán)境。

（2）基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)具有高度靈活性、防篡改性、可靠性、穩(wěn)定性、低風(fēng)險(xiǎn)性和交易速度。比如：面對(duì)環(huán)節(jié)多、鏈條長(zhǎng)、信息多源異構(gòu)的乳制品供應(yīng)鏈，區(qū)塊鏈?zhǔn)构?yīng)鏈上信息交互數(shù)字化，通過智能合約技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的校驗(yàn)，使用數(shù)字簽名和加密技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，提高工作效率，保障信息的安全可靠性和完整性?/p>

五、溯源實(shí)現(xiàn)方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全可追溯系統(tǒng)主要是利用一個(gè)集中式數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到消費(fèi)所有產(chǎn)品環(huán)節(jié)質(zhì)量信息的溯源，而基于區(qū)塊鏈的乳制品供應(yīng)鏈溯源管理體系利用聯(lián)盟鏈部分去中心化、分布式存儲(chǔ)、信息公開透明等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能為乳制品供應(yīng)鏈的防偽溯源提供更有效的解決方案，但是區(qū)塊鏈技術(shù)并不完全成熟，在實(shí)際應(yīng)用過程中依然面臨技術(shù)、法律等方面的挑戰(zhàn)。

（一）溯源流程

主要對(duì)乳制品供應(yīng)鏈的乳畜養(yǎng)殖環(huán)節(jié)、原奶生產(chǎn)環(huán)節(jié)、乳品加工環(huán)節(jié)、物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)、乳品倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)以及終端溯源環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，以進(jìn)一步了解HACCP、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)在乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全監(jiān)管、數(shù)據(jù)收集和信息共享以及溯源管理中的作用和運(yùn)行機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)乳制品供應(yīng)鏈全過程數(shù)據(jù)信息的透明化監(jiān)管，保證乳品信息的質(zhì)量安全，便于客戶端的逆向溯源。

1.乳畜養(yǎng)殖環(huán)節(jié)

總之，新時(shí)期新疆的漢語文學(xué)創(chuàng)作，這種因群體千差萬別的文化背景以及各具特色的美學(xué)追求、藝術(shù)素養(yǎng)、成長(zhǎng)土壤和個(gè)人氣質(zhì)，其作品表現(xiàn)出的敘事方式、張力、文化觀念、審美意識(shí)、民族性格不盡相同，使得新疆文化和新疆新時(shí)期文學(xué)呈現(xiàn)出多元的、充滿活力與互補(bǔ)性的文學(xué)文化景觀，更加凸顯出新疆“多元一體”的文化結(jié)構(gòu)特征和發(fā)展規(guī)律，作家們文學(xué)生命形態(tài)的形成與變化，是對(duì)新疆當(dāng)代地域文學(xué)特殊性的可持續(xù)深化挖掘，同時(shí)也為邊地文學(xué)提供了新的“表述中國(guó)”的學(xué)術(shù)契機(jī)。

主要指乳牛養(yǎng)殖環(huán)節(jié)。養(yǎng)殖場(chǎng)通過采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)所有乳牛的身份ID信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并輸入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)中，創(chuàng)建與之相對(duì)應(yīng)信息文檔，然后在系統(tǒng)中上傳乳畜養(yǎng)殖環(huán)境、牧草種植信息、飼料質(zhì)量、防疫信息、獸藥使用等信息。養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的參與主體除了養(yǎng)殖戶還有質(zhì)檢部門，對(duì)該環(huán)節(jié)一系列操作按照HACCP體系進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)管，并運(yùn)用數(shù)字簽名技術(shù)進(jìn)行安全認(rèn)證。養(yǎng)殖戶在乳畜養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的主要職責(zé)是：①進(jìn)行牧草種植、飼料加工或采購(gòu)和乳畜養(yǎng)殖活動(dòng)，確保原料奶的正常供應(yīng)；②創(chuàng)建養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的活動(dòng)信息，上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；③將養(yǎng)殖信息發(fā)送給原奶加工商。

2.原料奶生產(chǎn)環(huán)節(jié)

也稱為原料奶的供應(yīng)環(huán)節(jié)。乳牛產(chǎn)奶時(shí)，需要對(duì)乳牛身份進(jìn)行識(shí)別并查詢其文檔信息，然后在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中上傳產(chǎn)奶環(huán)境信息、產(chǎn)地暫存信息、產(chǎn)奶設(shè)施設(shè)備信息等。之后，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)會(huì)向下一環(huán)節(jié)（加工環(huán)節(jié)）發(fā)出請(qǐng)求，利用私鑰和加工環(huán)節(jié)部署在區(qū)塊鏈上的智能合約記錄整個(gè)交易流程并自動(dòng)賦予加工環(huán)節(jié)管理權(quán)限，加工節(jié)點(diǎn)便成為新的被授權(quán)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)跟蹤并維護(hù)乳品信息文檔。原奶生產(chǎn)商在該環(huán)節(jié)的主要職責(zé)是：①根據(jù)HACCP準(zhǔn)則規(guī)范擠奶，并對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單殺菌儲(chǔ)存；②創(chuàng)建本環(huán)節(jié)的信息文檔，并將產(chǎn)奶信息公布至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；③將原料奶以及相關(guān)信息輸送給乳品加工商。

3.乳品加工環(huán)節(jié)

加工企業(yè)在收到奶站提供的原料奶后，就擁有訪問和維護(hù)乳品信息文檔的權(quán)限，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中寫入乳品加工信息、乳品質(zhì)量檢測(cè)信息、加工流程指標(biāo)、加工批次信息、包裝材料等。其中加工環(huán)節(jié)包括初加工和深加工，初加工主要是對(duì)原料奶進(jìn)行過濾、殺菌處理等，深加工就需要添加其他原材料（比如添加劑等）、分離、閃蒸等。其中原材料是其他食品供應(yīng)鏈的產(chǎn)物，擁有獨(dú)立的身份標(biāo)識(shí)和產(chǎn)品信息文檔，在加工過程中，原材料的物理身份標(biāo)識(shí)會(huì)自動(dòng)取消，產(chǎn)品信息也會(huì)寫入乳品加工信息文檔中，生產(chǎn)乳制品的物理標(biāo)簽為消費(fèi)者可追溯客戶端提供便利。在本環(huán)節(jié)中，需要質(zhì)檢部門參與奶制品加工過程的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，并通過數(shù)字簽名技術(shù)進(jìn)行乳品質(zhì)量的認(rèn)證。乳品加工商的主要職責(zé)是：①將原料奶加工成液體乳、乳粉、干酪等乳制品；②創(chuàng)建當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的信息文檔，并上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)；③將加工后的乳制品進(jìn)行儲(chǔ)存和分銷。

4.倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)

主要對(duì)半成品或者產(chǎn)成品進(jìn)行儲(chǔ)存。通過掃描乳制品的物理標(biāo)簽，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)可以在乳品信息文檔中寫入倉庫位置信息、出入庫時(shí)間、數(shù)量、倉庫儲(chǔ)存環(huán)境等信息。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的主要職責(zé)是：①根據(jù)乳制品的生產(chǎn)時(shí)間和類別合理安排存儲(chǔ)位置，制定合理的出入庫順序；②創(chuàng)建、記錄、上傳、共享乳制品的存儲(chǔ)信息文檔；③根據(jù)客戶需求進(jìn)行乳制品的出庫活動(dòng)。

5.物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)

由于乳制品鮮活易腐和保質(zhì)期短的屬性，冷鏈物流成為乳制品供應(yīng)鏈過程中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。物流公司根據(jù)客戶信息利用GPS、GIS等信息技術(shù)，為乳制品物流活動(dòng)規(guī)劃合理的運(yùn)輸路線。在運(yùn)輸過程中，通過無線遙感等信息技術(shù)嚴(yán)格監(jiān)控冷藏車的微環(huán)境，同時(shí)，在繼承上一環(huán)節(jié)乳品儲(chǔ)存信息文檔的基礎(chǔ)上，寫入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的配送線路、配送時(shí)間、配送人員、配送設(shè)備等信息。此外，大型冷藏運(yùn)輸設(shè)備的信息文檔中也應(yīng)該包含乳制品的信息標(biāo)識(shí)，以便于物流公司統(tǒng)一規(guī)劃管理。物流運(yùn)輸商在運(yùn)輸環(huán)節(jié)的主要職責(zé)是：①根據(jù)客戶需求完成相應(yīng)的物流運(yùn)輸任務(wù)；②創(chuàng)建乳制品的物流信息文檔，并將交易活動(dòng)公示至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；③將乳制品的物流信息傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

6.銷售環(huán)節(jié)

參與銷售環(huán)節(jié)的主體可分為分銷商和零售商。分銷商是生產(chǎn)商和零售商的中間商，主要將乳制品從生產(chǎn)商運(yùn)送到各個(gè)商超、乳品批發(fā)市場(chǎng)等零售商手中；而零售商是將乳制品銷售給消費(fèi)者。乳制品進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)，銷售企業(yè)必須核實(shí)乳制品的信息來源，并進(jìn)一步完善乳品信息文檔，寫入銷售人員、銷售價(jià)格、銷售時(shí)間、銷售地點(diǎn)、銷售企業(yè)等信息，確保區(qū)塊鏈系統(tǒng)中乳品信息文檔的完整性。銷售商的主要職責(zé)是：①完成乳制品的銷售任務(wù)；②記錄當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的交易信息并上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。

7.追溯環(huán)節(jié)

消費(fèi)者在進(jìn)行乳品消費(fèi)時(shí)，利用手機(jī)或電腦客戶端對(duì)乳品包裝上的EPC碼、RFID或二維碼等進(jìn)行訪問查詢?nèi)槠返奈臋n信息，如果發(fā)現(xiàn)乳品信息異常，可以向質(zhì)量監(jiān)管部門投訴。質(zhì)量監(jiān)管部門收到消費(fèi)者投訴時(shí)，向溯源管理系統(tǒng)發(fā)出信息查詢請(qǐng)求，經(jīng)過驗(yàn)證確認(rèn)后對(duì)相關(guān)乳品企業(yè)進(jìn)行監(jiān)管、問責(zé)和整治處理，及時(shí)遏制食品安全事件的擴(kuò)張蔓延。企業(yè)可通過私鑰查詢和認(rèn)證溯源體系中乳制品的機(jī)密信息。為了維護(hù)溯源管理的成本，聯(lián)盟鏈中可以采用風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制，向用戶提供追溯溢價(jià)產(chǎn)品，當(dāng)消費(fèi)者購(gòu)買追溯溢價(jià)產(chǎn)品時(shí)，節(jié)點(diǎn)企業(yè)從中獲取相應(yīng)的產(chǎn)品溢價(jià)收益，從而增加乳品企業(yè)利潤(rùn)，提高企業(yè)參與溯源網(wǎng)絡(luò)體系的積極性。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的主要職責(zé)是：①客戶根據(jù)乳制品碼進(jìn)行信息查詢追溯；②相關(guān)部門核查區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)信息；③相關(guān)部門處理乳品安全事件，嚴(yán)懲問題企業(yè)，并將其公示在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。

（二）機(jī)遇與挑戰(zhàn)

區(qū)塊鏈技術(shù)在乳制品供應(yīng)鏈可追溯管理研究和實(shí)踐應(yīng)用中有著深遠(yuǎn)的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中依然面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1.機(jī)遇

（1）透明度高。共識(shí)機(jī)制將信息存儲(chǔ)在基于區(qū)塊鏈的可追溯系統(tǒng)中，參與主體對(duì)交易活動(dòng)達(dá)成一致共識(shí)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性。之后，數(shù)據(jù)會(huì)公布在整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了交易數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了信息透明度和交易效率。

（2）數(shù)據(jù)不可篡改。乳制品供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)信息通過時(shí)間戳、加密技術(shù)等存儲(chǔ)在分散式分布式數(shù)據(jù)庫中，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平等參與數(shù)據(jù)信息的維護(hù)管理，有效避免單一節(jié)點(diǎn)的攻擊和管理員腐敗等問題，乳品信息的質(zhì)量安全得到有效保障。

（3）協(xié)作能力強(qiáng)。區(qū)塊鏈可以為乳制品供應(yīng)鏈參與主體提供一個(gè)無需信任的交易環(huán)境，不同組織業(yè)務(wù)之間可進(jìn)行互操性和集成性活動(dòng)，降低交易風(fēng)險(xiǎn)性和復(fù)雜性，提高供應(yīng)鏈參與主體業(yè)務(wù)協(xié)作能力，同時(shí)，安全的數(shù)據(jù)信息也有助于供應(yīng)鏈管理者進(jìn)行乳制品保質(zhì)期的預(yù)測(cè)和評(píng)估，從而減少經(jīng)濟(jì)損失和乳品資源浪費(fèi)。

2.挑戰(zhàn)

（1）可擴(kuò)展性差。與“物聯(lián)網(wǎng)+”乳制品可追溯性應(yīng)用的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性要求相比較，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的乳制品供應(yīng)鏈溯源管理體系可能會(huì)受到容量、算法和數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的限制，不能完全確保基于“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在溯源管理應(yīng)用中的持續(xù)穩(wěn)定性和安全性，因此，需要測(cè)試區(qū)塊鏈的損耗率、存儲(chǔ)容量以及延遲性等。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施薄弱。目前，關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究尚且處于萌芽發(fā)展?fàn)顟B(tài)，相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施并不完善，很難滿足乳制品供應(yīng)鏈溯源管理的所有需求。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化程度低?？缃M織業(yè)務(wù)流程之間的互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化在可追溯系統(tǒng)中很重要，需要開發(fā)區(qū)塊鏈架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，允許各方案之間靈活變動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作信任和信息保護(hù)。此外，區(qū)塊鏈應(yīng)用領(lǐng)域并沒有明確的法律法規(guī)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，需要建立健全法律監(jiān)管機(jī)制，監(jiān)測(cè)區(qū)塊鏈技術(shù)在食品溯源管理方面的適用性。

六、結(jié)論與展望

本文回顧了區(qū)塊鏈技術(shù)在食品溯源管理中的應(yīng)用，立足后疫情時(shí)代的背景，分析中國(guó)乳品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，探究區(qū)塊鏈技術(shù)在乳制品供應(yīng)鏈溯源管理中應(yīng)用的可能性，以進(jìn)一步推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在溯源管理體系中的應(yīng)用。作為一項(xiàng)基于綜述的研究，本文具有一定的局限性，提出的乳制品供應(yīng)鏈可追溯框架是基于理論概念的，還需要做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，但這種局限性也為未來的研究提供了機(jī)會(huì)，比如，未來的研究可以在試點(diǎn)應(yīng)用中從多角度測(cè)評(píng)基于區(qū)塊鏈的可追溯性系統(tǒng)的操作方法、系統(tǒng)架構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)。此外，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代，學(xué)者們也可考慮將區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算等信息技術(shù)的集成創(chuàng)新，完善食品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)。