Abstract： The fresh agricultural product information traceabilitysystem is a specialized platform for tracking and tracing the information of fresh agricultural products fromproduction， circulation to use throughout the entire process.It is an important means to achieve \"traceable destination\" and \"traceable source\" of fresh agricultural products. The supporting technology of the platform is the core to ensure the credible， efficient and safe traceability ofinformation.Theadvantages of blockchain technology are also the technical advantages of the fresh agricultural product information traceability system， and thisadvantage becomes more obvious with the rapid development ofa new generation of information technologies such as the internet of things， cloud computing， quantum information， mobile internet，artificial intelligence，and big data.Based on theanalysis of the characteristics ofthe fresh supply chain of freshagriculturalproductsand the architectureof theinformation traceability system， this paper discusses the technical advantagesand development trends of the fresh agricultural product information traceability system based ‘on blockchain technology，providinga reference for further promotingtheapplication of blockchain technology in the information traceabilitysystemof fresh agricultural products.

Key words： fresh agricultural products; blockchain technology; information traceability system; technical advantages; development trends

0引言

生鮮農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)是食品安全的前提和保障，是關(guān)系著人民群眾身體健康和生命安全的根本問題，也是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)工作必須解決的重大問題。多種風(fēng)險(xiǎn)源如農(nóng)作物種植和養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中的有害物質(zhì)濫用問題、生鮮農(nóng)產(chǎn)品保存與運(yùn)輸階段的隱患、生鮮農(nóng)產(chǎn)品本身生長(zhǎng)發(fā)育期間的風(fēng)險(xiǎn)以及新型農(nóng)業(yè)技術(shù)的運(yùn)用所引發(fā)的問題等都對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的保障構(gòu)成威脅。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平得到不斷改善，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題已成為公眾關(guān)注焦點(diǎn)和科研研究熱點(diǎn)d。為提升消費(fèi)者的生鮮農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)意愿、提高生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的管理能力、提高職能部門對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管水平、提高生鮮農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈信息傳遞能力、提高生鮮農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化等，世界各國(guó)相繼建立生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯制度與管理辦法，研發(fā)基于不同技術(shù)支持的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)[-3]。生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息追溯是指利用信息技術(shù)手段，采集記錄生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、消費(fèi)等環(huán)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，建立生鮮農(nóng)產(chǎn)品可視化產(chǎn)品檔案，向消費(fèi)者展示產(chǎn)品安全與品質(zhì)相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)來(lái)源可查、去向可追、責(zé)任可究。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、量子信息和人工智能等新興信息技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯體系的技術(shù)支撐獲得了顯著提升，特別是近年來(lái)以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)的信息追溯系統(tǒng)取得迅速進(jìn)展和推廣應(yīng)用。

本文在分析生鮮農(nóng)產(chǎn)品生鮮供應(yīng)鏈特性及信息追溯系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，探討基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì)，為進(jìn)一步推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)在生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用提供參考。

1生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈特性及信息追溯系統(tǒng)架構(gòu)

1.1生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈特性

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈不同于其它產(chǎn)業(yè)鏈，特別是我國(guó)生鮮農(nóng)產(chǎn)品為人們生活所必需，市場(chǎng)大、剛性需求彈性小，同時(shí)具有鮮活性、區(qū)域性以及季節(jié)性等特點(diǎn)，因此，生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈具有質(zhì)量安全要求高、物流成本高、產(chǎn)業(yè)鏈高度復(fù)雜、損失風(fēng)險(xiǎn)性大等特性[5-7]。

（1）質(zhì)量安全要求高。生鮮農(nóng)產(chǎn)品的安全直接關(guān)系到社會(huì)公眾的生命安全和身體健康，人們對(duì)食品安全和食品質(zhì)量的需求隨著生活條件改善不斷上升，特別關(guān)注生鮮農(nóng)產(chǎn)品的新鮮程度、環(huán)保特性和安全性；生鮮農(nóng)產(chǎn)品的安全問題與我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展高度相關(guān)，農(nóng)業(yè)為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展提供關(guān)鍵支撐，其中最重要的是確保安全，因此要提高我國(guó)的農(nóng)業(yè)國(guó)際化水平，推進(jìn)農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)和加工是目前的首要任務(wù)，亦是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保證；生鮮農(nóng)產(chǎn)品的安全狀況還將深度影響新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，對(duì)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，只有大力提高生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全水平，才能更好地優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，助力新農(nóng)村建設(shè)。

（2）物流成本高。由于生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有時(shí)效性和地域分布性，物流環(huán)節(jié)在產(chǎn)業(yè)鏈流通過程中的重要地位日益凸顯。同時(shí)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的易損耗性對(duì)產(chǎn)品在物流環(huán)節(jié)的配送時(shí)間和配送設(shè)備提出較高要求，尤其需要特定或指定的冷藏倉(cāng)庫(kù)和包裝容器，以嚴(yán)格控制生鮮農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度，因此，生鮮農(nóng)產(chǎn)品在流通環(huán)節(jié)的物流成本居高不下。

（3）產(chǎn)業(yè)鏈高度復(fù)雜。一個(gè)完整的生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈包括從農(nóng)產(chǎn)品種植采摘，到進(jìn)入市場(chǎng)流通、再到完成銷售的所有環(huán)節(jié)，覆蓋生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)商、零售商和消費(fèi)者等所有參與者。生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)需要根據(jù)市場(chǎng)需求波動(dòng)隨時(shí)做出調(diào)整，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)鏈中的所有環(huán)節(jié)來(lái)對(duì)接市場(chǎng)。我國(guó)幅員遼闊，但生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模不大，且生產(chǎn)基地不集中，產(chǎn)業(yè)鏈成員多但分散，導(dǎo)致生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈高度復(fù)雜且越來(lái)越復(fù)雜。

（4）風(fēng)險(xiǎn)性大。 ① 區(qū)域內(nèi)生鮮農(nóng)產(chǎn)品種類同質(zhì)化比較嚴(yán)重； ② 旱、澇、風(fēng)、雹、霜凍等氣象災(zāi)害影響較大； ③ 受消費(fèi)者需求和季節(jié)影響，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求波動(dòng)較大； ④ 產(chǎn)業(yè)鏈流通節(jié)點(diǎn)多，存在新鮮度下降及損耗大等風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)商以農(nóng)業(yè)部門、農(nóng)業(yè)合作社組織和農(nóng)戶個(gè)體為主，缺乏完整的產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略，風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力總體較低。

1.2生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)架構(gòu)

將生鮮農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集匯總并建立檔案，使得消費(fèi)者能夠準(zhǔn)確查詢到相關(guān)信息，從而讓生鮮農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到家庭的過程可以雙向追溯，這一過程就是生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯，生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯信息如圖1所示。

圖1生鮮農(nóng)產(chǎn)品追瀕信息

圖2生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)架構(gòu)

我國(guó)生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)研究起步較晚，但發(fā)展成果顯著。自2000年以來(lái)，中央和地方的相關(guān)主管部門積極推進(jìn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯行動(dòng)，如農(nóng)業(yè)部在北京、上海等八個(gè)城市啟動(dòng)生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)試點(diǎn)工作，北京和河北省聯(lián)合開展“進(jìn)京蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量追溯制度試點(diǎn)項(xiàng)目”，山東省濰坊壽光田苑蔬菜基地和洛城蔬菜基地先后實(shí)施蔬菜安全可追溯性信息系統(tǒng)研究及應(yīng)用示范工程，上海市建立農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量安全信息查詢平臺(tái)，江蘇省南京市也推出生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量IC卡管理體系等。同時(shí)，云馬追溯系統(tǒng)、廣西慧云信息技術(shù)有限公司、北京瑞德金穗信息技術(shù)開發(fā)中心、北京中園搏望科技發(fā)展有限公司、杭州百代信息工程有限公司、深圳悅厚科技有限公司、中企信誠(chéng)（北京）防偽技術(shù)有限公司等機(jī)構(gòu)積極探索基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、量子信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)的追技術(shù)領(lǐng)域并且已經(jīng)成功研發(fā)出多款生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯平臺(tái)[9-10]，特別是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、開放性、自治性、匿名性與信息不可篡改等核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品從種植到銷售的全流程數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)于全網(wǎng)絡(luò)多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份，形成一個(gè)規(guī)模巨大的存儲(chǔ)資源池，數(shù)據(jù)詳實(shí)、保真度高，使得生鮮農(nóng)產(chǎn)品的可信溯源功能得以實(shí)現(xiàn)。典型的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的追溯平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示]。

在圖2所示的構(gòu)架中，生產(chǎn)種植模塊中通過環(huán)境溫度及濕度感知器、視頻監(jiān)控等對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的相關(guān)信息進(jìn)行采集；采摘加工模塊中通過產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、感知芯片等對(duì)加工過程的信息予以采集、記錄；物流運(yùn)輸模塊則借助環(huán)境監(jiān)控設(shè)備對(duì)運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)的過程進(jìn)行記錄；銷售終端模塊中借助二維碼、條碼等來(lái)對(duì)銷售情況進(jìn)行記錄。不同環(huán)節(jié)所采集信息傳遞到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行儲(chǔ)存應(yīng)用。各參與節(jié)點(diǎn)是生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息傳遞的重要環(huán)節(jié)，每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)都設(shè)置密鑰，銷售終端環(huán)節(jié)發(fā)起者通過自己的密鑰對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行身份驗(yàn)證，從而啟動(dòng)整個(gè)交易流程[2]。圖2中采用智能合約方法將生鮮農(nóng)產(chǎn)品任意信息傳遞和坐標(biāo)變化準(zhǔn)確有效地記錄在區(qū)塊鏈上，確保產(chǎn)品可追溯性的全過程透明且不可篡改，解決傳統(tǒng)可追溯性的完整性問題。同時(shí)圖2中采用共識(shí)算法以確保數(shù)據(jù)的公開性和透明性，借助一致性算法和密碼學(xué)兩者保證信息不被篡改，產(chǎn)品信息在區(qū)塊鏈中所有節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后被分發(fā)并存儲(chǔ)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式賬本中[13]。

2基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)也就是區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是個(gè)基于時(shí)間戳技術(shù)、加密技術(shù)、P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的共享數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)其中的數(shù)據(jù)和信息具有去中心化、防篡改性及集體維護(hù)、開放性、可追溯性、安全性及保密性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.1數(shù)據(jù)的防篡改性提升生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源數(shù)據(jù)的完備性與可靠性

相對(duì)于傳統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)，區(qū)塊鏈利用加密技術(shù)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式共識(shí)算法來(lái)新增和更新數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)共同參與驗(yàn)證交易和出塊。區(qū)塊鏈每個(gè)節(jié)點(diǎn)處于相對(duì)獨(dú)立地位，聯(lián)合共識(shí)機(jī)制的集體維護(hù)保證存儲(chǔ)的一致性和數(shù)據(jù)的安全性。載有交易數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)為開放式訪問狀態(tài)，但在算法設(shè)計(jì)、密碼學(xué)和共識(shí)機(jī)制的共同保護(hù)下，任何人不得隨意修改區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)或變更區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)記錄。同時(shí)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品區(qū)塊鏈的整體正常運(yùn)作不會(huì)因任一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)出錯(cuò)或清空而停止，在算法的自我約束機(jī)制下，任何違背系統(tǒng)規(guī)定的行為都會(huì)被其他節(jié)點(diǎn)阻攔，因此生鮮農(nóng)產(chǎn)品區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)保護(hù)特性能有效防止數(shù)據(jù)被惡意篡改或被操縱修改的情況出現(xiàn)，極大程度地降低各類風(fēng)險(xiǎn)，具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性[1415。

2.2區(qū)塊鏈去中心化提升生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈信息溯源的管理效率

區(qū)塊鏈技術(shù)以去中心化特征為核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，圍繞去中心化進(jìn)行技術(shù)顛覆和創(chuàng)新。在去中心化的技術(shù)特征下，區(qū)塊鏈不依賴任何中心化的硬件或第三方，由各節(jié)點(diǎn)的終端應(yīng)用程序獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、傳輸和交易任務(wù)。任何個(gè)人都無(wú)法操控修改全局?jǐn)?shù)據(jù)，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)停止工作也不會(huì)阻礙系統(tǒng)的整體運(yùn)作，這將極大地提升生鮮產(chǎn)業(yè)鏈管理效率[6-1]。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)可以永久全面地記錄涵蓋生產(chǎn)者、加工、物流運(yùn)輸、價(jià)格、銷售等環(huán)節(jié)在內(nèi)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈信息，降低成本，減少人工失誤和時(shí)間延誤，提高交易效率，且供應(yīng)鏈上數(shù)據(jù)公開透明，各節(jié)點(diǎn)完全自主掌握相關(guān)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的信息，使得供應(yīng)鏈成員可以快速識(shí)別、分析并及時(shí)解決生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中存在的問題，從而提升產(chǎn)業(yè)鏈管理的整體效率[18]

2.3區(qū)塊鏈技術(shù)的可溯源性杜絕生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的欺詐與失信行為

基于分布式記賬結(jié)構(gòu)的不可逆特性，區(qū)塊鏈能夠保證鏈上的所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)清晰完整、透明公開，任何人都可以以公開接口為媒介，以數(shù)據(jù)查詢的形式對(duì)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)行為進(jìn)行實(shí)時(shí)追溯追蹤和監(jiān)控。區(qū)塊鏈上的所有交易數(shù)據(jù)經(jīng)鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)固化到區(qū)塊數(shù)據(jù)，同時(shí)輔以密碼學(xué)算法對(duì)所有區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加式HASH加密處理，并予以追溯端口和特定追溯方式，這就保證數(shù)據(jù)的安全可靠與可溯源性[。利用區(qū)塊鏈的追溯特性，實(shí)現(xiàn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中生產(chǎn)、裝卸、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)人协h(huán)節(jié)的公開透明可追溯，不但可以進(jìn)一步保證生鮮農(nóng)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全，也可以對(duì)供應(yīng)鏈上的所有參與者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，有效提高供應(yīng)鏈參與者的自覺性，杜絕偽造、欺詐等失信行為[20]。

2.4區(qū)塊鏈技術(shù)的匿名性保障生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯信息中保密信息的安全性

基于正確的地址及算法，可以免去區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)間對(duì)真實(shí)身份、實(shí)名識(shí)別的彼此驗(yàn)證環(huán)節(jié)，同時(shí)將保障數(shù)據(jù)傳遞、數(shù)據(jù)交互及數(shù)據(jù)管理等過程的數(shù)據(jù)安全。如區(qū)塊鏈上的他人只能查到轉(zhuǎn)賬記錄，無(wú)法掌握你在區(qū)塊鏈上的資產(chǎn)數(shù)量以及和誰(shuí)進(jìn)行轉(zhuǎn)賬及轉(zhuǎn)賬地址背后更多的信息，根據(jù)隱私需要可以按基本級(jí)、高級(jí)、極致級(jí)等級(jí)別匿名加密這些保密信息。此外，利用區(qū)塊鏈的高度匿名特性，生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的所有環(huán)節(jié)參與者采取私鑰簽名、公鑰地址和身份認(rèn)證等方法，避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不安全的問題[21]。

2.5區(qū)塊鏈技術(shù)的開放性確保生鮮農(nóng)產(chǎn)品追溯體系的不斷完善與隨機(jī)擴(kuò)充

由于區(qū)塊鏈具有開放性的特征，生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈參與者可以自由訪問區(qū)塊鏈，安全高效地對(duì)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢。除了被供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)參與方已加密的私有數(shù)據(jù)信息，區(qū)塊鏈公有鏈上的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高度透明且對(duì)所有人開放，任何人可以通過區(qū)塊鏈公開接口查詢鏈條數(shù)據(jù)，并支持相應(yīng)的開發(fā)，如對(duì)賬戶身份信息進(jìn)行高度加密、定義智能合約、開發(fā)應(yīng)用終端等。同時(shí)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)是由分布在任何不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)組成的扁平化網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)塊鏈的公有鏈中，任何計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加人或退出，體現(xiàn)絕對(duì)自由性[22]。

3基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)算力的不斷發(fā)展，尤其是量子計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步，與其它區(qū)塊鏈系統(tǒng)一樣，生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)也在分布式共識(shí)算法、密碼安全性、網(wǎng)絡(luò)安全方面仍面臨許多風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，全球主要國(guó)家和地區(qū)都在針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)開展理論和應(yīng)用技術(shù)研究，使得基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)具有如下技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[23]。

3.1加密算法的不斷改進(jìn)與優(yōu)化，促進(jìn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)更為安全

密碼學(xué)技術(shù)是區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全的基本保證，加密算法是確保區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和身份驗(yàn)證的基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈加密算法主要包括哈希函數(shù)、非對(duì)稱加密算法和共識(shí)算法。哈希函數(shù)可用于系統(tǒng)內(nèi)驗(yàn)證信息是否被篡改，非對(duì)稱加密技術(shù)（公鑰和私鑰技術(shù)）用于身份驗(yàn)證，共識(shí)算法用于定義交易校驗(yàn)和產(chǎn)生區(qū)塊鏈執(zhí)行規(guī)則。隨著計(jì)算機(jī)算力的不斷發(fā)展，加密算法也在不斷改進(jìn)。自 2015年以來(lái)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）、歐洲量子密碼和工業(yè)界研究者聯(lián)合組織相繼推出SHA3新算法、加密和授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)等，極大增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性和防篡改能力；2020年，DARPA啟動(dòng)“零知識(shí)證明”研究，能夠在不向驗(yàn)證者提供任何有用信息的情況下，顯著提高驗(yàn)證的正確性。2021—2023年間，NIST又推出公鑰、數(shù)字簽名和密鑰交換新算法，同期微軟公司也發(fā)布“基于格”密碼庫(kù)，提高密碼系統(tǒng)的安全性和效率。此外，隨著量子計(jì)算的發(fā)展、多因素認(rèn)證的普及和人工智能發(fā)展，加密算法將得到不斷改進(jìn)與應(yīng)用，傳統(tǒng)的加密算法不斷被破解與替代，信息追溯系統(tǒng)中許多安全問題也將迎刃而解[24]。

3.2區(qū)塊鏈技術(shù)不斷迭代更新，大幅生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)運(yùn)行效能

區(qū)塊鏈?zhǔn)菈K鏈結(jié)構(gòu)，其技術(shù)框架一般包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層等，每個(gè)部分的分工明確功能各不相同且特定。區(qū)塊鏈技術(shù)雖已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但主要應(yīng)用場(chǎng)景還是在存證、清算等低頻交易場(chǎng)景中，對(duì)于實(shí)時(shí)大量交易、物聯(lián)網(wǎng)等高頻交易，區(qū)塊鏈的通量嚴(yán)重不足、運(yùn)行效能低下，這也限制其應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。與多種區(qū)塊鏈的應(yīng)用系統(tǒng)一樣，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)也是通過加密實(shí)現(xiàn)權(quán)屬明晰，利用大量冗余的存儲(chǔ)低成本地建立系統(tǒng)信任，因此存儲(chǔ)效率與運(yùn)行效能低下；為解決這一因存儲(chǔ)而導(dǎo)致的問題，很多應(yīng)用系統(tǒng)都把現(xiàn)有區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)由單一鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)向融合IPFS、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等方向發(fā)展[5]。區(qū)塊鏈技術(shù)不斷迭代更新的另一方面是從單一的共識(shí)機(jī)制向多類混合的共識(shí)機(jī)制演變，同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)加以云計(jì)算技術(shù)將帶來(lái)服務(wù)定制化多樣化，如此區(qū)塊鏈技術(shù)不斷迭代更新，將大幅增加生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)運(yùn)行效能。

3.3區(qū)塊鏈技術(shù)與其他智能技術(shù)融合，促進(jìn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)提質(zhì)升級(jí)

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、量子信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)正快速發(fā)展，生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)的提質(zhì)升級(jí)必然與其他智能技術(shù)融合。為保證數(shù)據(jù)在鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的真實(shí)性和可靠性，需要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取鏈上可靠數(shù)據(jù)并確保網(wǎng)絡(luò)暢通且運(yùn)行高速，基于區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改特性來(lái)形成生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的信任體系2]。同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)與諸如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等智慧技術(shù)相互融合，對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，能應(yīng)對(duì)鏈上數(shù)據(jù)量過度增加的情形，并提高鏈上信息的對(duì)稱性，克服生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的信息不透明、信息監(jiān)控困難等現(xiàn)象。同時(shí)，通過對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)的模塊化處理，運(yùn)維理念被引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)逐步與多種成熟的運(yùn)維工具進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)。區(qū)塊鏈技術(shù)和云管理理念融合而生的區(qū)塊鏈服務(wù)應(yīng)用模式大幅提高區(qū)塊鏈的可用性和安全性2。

4結(jié)束語(yǔ)

生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈特性具有質(zhì)量安全要求高、物流成本高、產(chǎn)業(yè)鏈高度復(fù)雜及風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是個(gè)基于時(shí)間戳技術(shù)、加密技術(shù)、P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的共享數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)其中的數(shù)據(jù)和信息具有去中心化、防篡改性及集體維護(hù)性、開放性、可追溯性、安全性及保密性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)促進(jìn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)的日益完善與應(yīng)用。

隨著新一代智能信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯體系的加密算法將得到不斷改進(jìn)與應(yīng)用，傳統(tǒng)的加密算法不斷被破解與替代，信息追溯系統(tǒng)中許多安全問題也將迎刃而解，區(qū)塊鏈技術(shù)不斷迭代更新，尤其是由單一鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)向融合IPFS、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等方向發(fā)展，將大幅提升生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)運(yùn)行效能。區(qū)塊鏈技術(shù)與如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、量子信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代智能信息技術(shù)融合，將促進(jìn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)提質(zhì)升級(jí)。

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