馮韡

近幾年，各類食品質(zhì)量安全事件的出現(xiàn)，使得消費者對于我國的食品安全現(xiàn)狀產(chǎn)生了嚴重的信任危機，人們對于食品安全的重視程度也不斷提高，在此背景下，各種溯源技術應運而生。針對食品安全的溯源主要是指能夠通過相應標識實現(xiàn)對食品來源的溯源，并提供從開始生產(chǎn)階段到最終食品端上餐桌全過程各種信息的詳細展示。一旦出現(xiàn)食品安全質(zhì)量問題，通過標識能夠溯源并定位問題發(fā)生的具體環(huán)節(jié)，將其相應的責任明確到個人，從而進一步縮小食品安全事件的影響范圍。由于當前食品的種類和數(shù)量越來越多，使得傳統(tǒng)的食品安全溯源技術已經(jīng)無法適應現(xiàn)狀，逐漸出現(xiàn)了食品安全溯源不及時、溯源信息不準確等問題。于是，區(qū)塊鏈技術憑借低成本、高效率、分布式等應用優(yōu)勢，在各個領域得到了十分廣泛的應用。綜合上述食品安全溯源存在的問題，本文在引入?yún)^(qū)塊鏈技術的基礎上，開展對其溯源體系的設計研究。

一、基于區(qū)塊鏈的食品安全溯源體系設計

1.基于EPC編碼的食品標記識別。將食品有效標識作為食品安全溯源體系的核心，為實現(xiàn)對食品信息的追蹤和溯源，需要對食品加工企業(yè)生產(chǎn)出的每一件食品都進行準確地標識。在對食品進行標識時，可以采用EPC編碼的方式，結合帶有RFID技術的掃描裝置，對每一個食品的編號進行掃描，通過掃描裝置可以獲取到與該產(chǎn)品線相關的電子信息文檔，并將其顯示在掃描裝置的顯示屏中。同時，也可通過掃描裝置將電子信息自動錄入到區(qū)塊鏈結構中，方便對其進行安全存儲。除此之外，在對食品進行標記識別時，還需要對其重要組成材料和相關物品的信息進行識別。

2.基于區(qū)塊鏈的食品溯源信息錄入。為了進一步保證食品溯源過程中的信息安全，并實現(xiàn)對食品更準確地追蹤，避免出現(xiàn)非法行為影響信息存儲和信息傳輸?shù)?，可以引入?yún)^(qū)塊鏈技術，結合該項技術中的智能合約，自動對相應的責任節(jié)點進行權限設置，并通過非對稱加密算法實現(xiàn)對食品溯源信息的錄入。圖1為基于區(qū)塊鏈的食品溯源信息錄入流程示意圖。

按照圖1所示的流程實現(xiàn)對食品溯源信息的錄入，在食品生產(chǎn)加工廠和物流公司授權時，均需要引入智能合約實現(xiàn)對其授權，并在確保身份驗證成功的基礎上完成被授權的操作，對各類相關信息進行錄入。同時，針對溯源體系當中各類食品信息的維護和交易過程，都需要通過區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)日志記錄，并將記錄的內(nèi)容存儲在各個數(shù)據(jù)區(qū)塊當中。通過區(qū)塊鏈中的時間戳技術和非對稱加密技術，能夠保證食品溯源信息的不可篡改和存儲的可靠性。

3.食品溯源信息的訪問與查詢。設計食品安全溯源體系的最終目的是實現(xiàn)對食品從生產(chǎn)到最終送到消費者手上這一過程各類信息的訪問和查詢，為了實現(xiàn)這一目的，需要記錄人員在食品信息電子文檔中記錄每一條信息，并完成電子簽名。為了實現(xiàn)對相應電子信息內(nèi)容的訪問權限設定，需要結合智能合約當中的編寫規(guī)則代碼實現(xiàn)。根據(jù)溯源體系當中不同用戶的身份信息，為其提供相應的溯源信息讀取權限，其中體系用戶以及相應的監(jiān)管用戶應當具有最高的訪問權限，在發(fā)生食品安全事故時，應當由監(jiān)管用戶和執(zhí)法用戶通過溯源體系分配的私鑰對食品在整個供應鏈當中的詳細數(shù)據(jù)信息進行追溯訪問和查詢，從而實現(xiàn)對食品問題根源的快速確定，并將產(chǎn)生這一問題的責任追溯到個人。同時，針對存在問題的食品，還應當在完成食品溯源信息訪問和查詢后，確定其當前所在區(qū)域位置，并對問題產(chǎn)品進行召回。

當消費者購買食品后，同樣可以通過掃描或輸入溯源碼的方式對與食品質(zhì)量安全相關的信息進行查詢，但無法查詢到食品在供應鏈中其他階段的信息，無法獲取到錄入人員以及其他涉及用戶個人隱私的信息，在保證了消費者參與到溯源過程的同時，也保證了溯源用戶隱私的安全性。

二、對比實驗

上文從理論方面實現(xiàn)了對基于區(qū)塊鏈技術的溯源體系的設計，為進一步驗證該體系的構建能否實現(xiàn)對食品安全的溯源可行性，我們選擇以針對奶粉的溯源作為案例，按照上述設計內(nèi)容實現(xiàn)溯源體系對奶粉產(chǎn)品溯源的主要功能。同時，為了確保實驗結果具有可對比性，選擇以傳統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的溯源體系作為對照組，通過兩種溯源體系的應用效果對比，完成實驗驗證。兩種溯源體系除設計內(nèi)容不同外，其他條件完全相同，均選擇在32位、4G內(nèi)存、總硬盤為500G的PC機當中完成相應的運行操作。我們選擇將兩種溯源體系當中的鏈碼調(diào)試時間作為評價指標，兩種溯源體系均按照圖2所示的流程完成鏈碼調(diào)試工作。

按照圖2所示流程完成鏈碼的調(diào)試后，利用PC機當中的時鐘程序完成對兩種溯源體系鏈碼調(diào)試耗時的記錄，并將其繪制成表1所示。

從表1中的對比數(shù)據(jù)可以看出，本文設計的基于區(qū)塊鏈的溯源體系針對五個不同編號奶粉進行鏈碼調(diào)試能夠全部正常啟動，并且保證調(diào)試時間均在3.00s以內(nèi)。傳統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的溯源體系在應用過程中無法針對編號為NF003和NF005的奶粉進行鏈碼調(diào)試正常啟動，無法為食品安全管理提供可靠的溯源信息，同時其他正常啟動的鏈碼調(diào)試耗時也明顯高于區(qū)塊鏈溯源體系。因此，通過上述得出的實驗結果進一步證明，本文提出的基于區(qū)塊鏈的溯源體系在實際應用中可以有效縮短鏈碼調(diào)試耗時，進一步提高溯源效率。

綜上，針對傳統(tǒng)溯源體系存在容易受到外界攻擊、企業(yè)之間無法實現(xiàn)信息共享以及溯源效率低等問題，引入?yún)^(qū)塊鏈技術就顯得很有必要。通過研究及實驗證明，在引入?yún)^(qū)塊鏈技術后，利用其具備的分布式和不可篡改的優(yōu)勢，在確保溯源信息安全的條件下可提高溯源效率。但由于研究能力有限，本文設計的溯源體系在實際應用中仍然存在某些方面不足，例如性能有待進一步完善、應當在數(shù)據(jù)錄入過程中引入真實性機制等，因此，在后續(xù)的研究當中，針對上述兩個問題還將開展更加深入的研究。