汪麗雯,祝振乙,王利強(qiáng)

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,吉林 吉林 132101)

0 引言

中醫(yī)藥學(xué)是中國古代科學(xué)的瑰寶。藥材好,藥才好。隨著野生藥材的日漸枯竭,大部分中藥采用人工種植。中草藥質(zhì)量安全成了中草藥行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,使得利用區(qū)塊鏈技術(shù)完成中草藥溯源系統(tǒng)的建立,實(shí)現(xiàn)從源頭開始記錄中草藥種植到被消費(fèi)者購買的全過程。區(qū)塊鏈等技術(shù)和溯源碼的應(yīng)用,在具備去中心化、去信任化、去風(fēng)險(xiǎn)化、信息不可篡改等特點(diǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)一物一碼,為每個(gè)產(chǎn)品生成唯一標(biāo)識(shí),建立一個(gè)信息完整準(zhǔn)確,用戶操作簡單的溯源系統(tǒng)對于保證中草藥質(zhì)量具有重要意義[1]。

1 國內(nèi)中草藥溯源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,消費(fèi)者對于中草藥質(zhì)量和安全的關(guān)注度持續(xù)提高,因而對中草藥溯源的需求也在不斷增加。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,越來越多的中草藥企業(yè)開始嘗試使用基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)。中國政府也高度重視中草藥產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量和安全,出臺(tái)了一系列政策和法規(guī),要求加強(qiáng)中草藥的溯源管理[2]?？傮w來說,我國在相關(guān)政策、技術(shù)應(yīng)用以及企業(yè)實(shí)踐等方面為國內(nèi)中草藥溯源系統(tǒng)建設(shè)提供了良好的發(fā)展條件和機(jī)遇。但同時(shí),由于當(dāng)前國內(nèi)中草藥溯源系統(tǒng)還處于起步階段,因此,其內(nèi)在機(jī)制仍有所欠缺[3]。

2 中草藥溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 需求分析

2.1.1 數(shù)據(jù)可追溯性

中草藥溯源系統(tǒng)需要追溯每一批次中草藥的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷售等環(huán)節(jié),確保數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。該系統(tǒng)通過區(qū)塊鏈技術(shù),可以將每一步操作記錄在不可篡改的區(qū)塊中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯性。

2.1.2 數(shù)據(jù)安全性

中草藥溯源系統(tǒng)需要保證數(shù)據(jù)的安全性,防止數(shù)據(jù)被篡改、偽造或泄露。該系統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化和加密特性可以提供更高的數(shù)據(jù)安全性,確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。

2.1.3 透明度和公平性

中草藥溯源系統(tǒng)需要具備透明度和公平性,讓消費(fèi)者能夠了解每一批次中草藥的來源和質(zhì)量。該系統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供公開的賬本和共識(shí)機(jī)制,確保數(shù)據(jù)的透明度和公正性。

2.1.4 效率和可擴(kuò)展性

中草藥溯源系統(tǒng)需要具備高效率和可擴(kuò)展性,能夠處理大量的數(shù)據(jù)和交易。該系統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供分布式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力,提高系統(tǒng)的效率和可擴(kuò)展性。

2.1.5 參與方的合作和共享

中草藥溯源系統(tǒng)需要促進(jìn)不同參與方之間的合作和數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供信任和合作的基礎(chǔ),建立參與方之間的共識(shí)和協(xié)作機(jī)制。

2.1.6 可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)

中草藥溯源系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)來吸引更多的參與方和用戶加入。該系統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供激勵(lì)機(jī)制和去中心化的運(yùn)營模式,推動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。

2.2 系統(tǒng)搭建與數(shù)據(jù)整合

在中草藥溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐中,系統(tǒng)搭建與數(shù)據(jù)整合是確保系統(tǒng)正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)全面記錄的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)將建立一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的平臺(tái),集成生產(chǎn)企業(yè)、加工企業(yè)、流通環(huán)節(jié)等多個(gè)參與方的數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)中草藥從種植、采摘、加工到銷售的全程數(shù)據(jù)記錄。該平臺(tái)旨在構(gòu)建一個(gè)高效、可靠的中草藥溯源系統(tǒng),為中草藥產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量管理和發(fā)展提供有力支持[4]。

2.2.1 平臺(tái)架構(gòu)與設(shè)計(jì)

該平臺(tái)將采用分布式的區(qū)塊鏈技術(shù)作為平臺(tái)的核心架構(gòu),以確保數(shù)據(jù)的去中心化記錄和共享。平臺(tái)將采用多節(jié)點(diǎn)的方式,確保數(shù)據(jù)被多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)記錄和驗(yàn)證,從而增加數(shù)據(jù)的可靠性和防篡改性。同時(shí),本文將設(shè)計(jì)智能合約,用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化流程,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和記錄。

2.2.2 數(shù)據(jù)整合

種植環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)記錄:該平臺(tái)收集種植過程中的數(shù)據(jù),包括種植基地、種植地塊、土壤改良、施肥、灌溉、病蟲害防治等。這些數(shù)據(jù)將通過智能合約自動(dòng)記錄在區(qū)塊鏈上,確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。藥材種植頁面可視圖,如圖1所示。

圖1 藥材種植可視圖

加工環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)記錄:該平臺(tái)收集中草藥加工過程中的數(shù)據(jù),包括加工原料、半成品、成品數(shù)等。這些數(shù)據(jù)將同樣通過智能合約記錄在區(qū)塊鏈上,實(shí)現(xiàn)對加工環(huán)節(jié)的全程追溯。

流通環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)記錄:該平臺(tái)記錄中草藥產(chǎn)品的流通信息,包括運(yùn)輸路徑、批次號(hào)等。這些信息通過智能合約的自動(dòng)記錄,達(dá)到流通環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性。

2.3 功能模塊設(shè)計(jì)

對于消費(fèi)者來說,第一個(gè)需求為“溯源”,即可方便地查詢到關(guān)于中草藥的溯源信息。消費(fèi)者可以通過輸入中草藥包裝上的溯源編碼查詢到中草藥的種植記錄、加工作業(yè)、質(zhì)量檢測等信息。消費(fèi)者的第二個(gè)需求為“防偽”,即可查詢到中草藥是否為假冒偽劣產(chǎn)品,保證自身的健康與安全。

對于中草藥生產(chǎn)企業(yè)來說,主要需求是將中草藥的種植、采摘、流通環(huán)節(jié)中的各種信息全部錄入系統(tǒng),具體需求包括中草藥的種植記錄、加工、質(zhì)量檢測等信息批量生成帶有溯源信息的溯源編碼。

對于中草藥監(jiān)管部門來說,主要需求是通過中草藥溯源系統(tǒng)可以對中草藥生產(chǎn)企業(yè)的基礎(chǔ)信息進(jìn)行管理,確保中草藥生產(chǎn)企業(yè)的真實(shí)性和有效性,并且可以通過溯源編碼查詢中草藥的所有相關(guān)信息。

中草藥溯源系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu),如圖2所示。

圖2 中草藥溯源系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3 中草藥溯源系統(tǒng)的技術(shù)原理

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種分布式賬本技術(shù),具有去中心化、不可篡改、透明等特點(diǎn),非常適合用于解決數(shù)據(jù)真實(shí)性和安全性的問題。在中草藥溯源系統(tǒng)中,該系統(tǒng)將采用區(qū)塊鏈技術(shù)來構(gòu)建一個(gè)可信賴的數(shù)據(jù)記錄和驗(yàn)證機(jī)制[5]。

每一批中草藥產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工和流通信息將被記錄在一個(gè)個(gè)區(qū)塊中。當(dāng)一個(gè)新的生產(chǎn)批次產(chǎn)生時(shí),相關(guān)數(shù)據(jù)將被記錄在一個(gè)新的區(qū)塊中,并與前一個(gè)區(qū)塊形成鏈接。這樣的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)的逐步累積和不斷完善,同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的不可篡改性。一旦數(shù)據(jù)被記錄在區(qū)塊鏈上,就無法再進(jìn)行修改或刪除,從而確保數(shù)據(jù)的安全性和真實(shí)性[6]。

3.2 RFID標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)化為溯源編碼

該系統(tǒng)首先進(jìn)行RFID技術(shù)標(biāo)識(shí)讀取,使用RFID讀寫器或手持設(shè)備,對中草藥進(jìn)行RFID技術(shù)標(biāo)識(shí)的讀取。RFID技術(shù)標(biāo)識(shí)可以是一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)碼,用于標(biāo)記每一批次的中草藥。進(jìn)行標(biāo)識(shí)信息提取,從RFID技術(shù)標(biāo)識(shí)中提取出相關(guān)的標(biāo)識(shí)信息,如批次號(hào)、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地等信息。這些信息可以通過RFID技術(shù)標(biāo)識(shí)的編碼規(guī)則進(jìn)行提取[7]。溯源編碼生成,將提取出的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行編碼,生成溯源編碼。溯源編碼可以是一串?dāng)?shù)字、字母或符號(hào)組成的唯一編碼,用于標(biāo)識(shí)每一批次的中草藥。最后進(jìn)行溯源編碼關(guān)聯(lián),將生成的溯源編碼與中草藥的其他信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),如中草藥的種類、生產(chǎn)商、質(zhì)量檢測結(jié)果等。這樣用戶可以在溯源查詢時(shí),通過溯源編碼查找到中草藥的詳細(xì)信息。

4 結(jié)語

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的中草藥溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐,不僅是理論研究的延伸,更是解決實(shí)際產(chǎn)業(yè)問題的有效途徑。在全球范圍內(nèi),中草藥產(chǎn)業(yè)作為重要的中醫(yī)藥資源,對于人類健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。然而,該產(chǎn)業(yè)在質(zhì)量管理和溯源方面面臨著一系列挑戰(zhàn),如數(shù)據(jù)可信度不高、信息不透明等問題。因此,需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同努力,通過區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用,在中草藥產(chǎn)業(yè)中建立起一個(gè)可信賴的溯源系統(tǒng),為中草藥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。