连年来，食品安全案件每每产生，亟需选择安全、可托、透明的食品安全溯源系统来强化对于食品家产链的监管效用，进步食品安全水平，保险人民饮食强健；而今朝的食品溯源系统主要面临着信息收罗没有规范、数据保存没有安全、焦点系统易受打击以及企业间信断交换历程隐私没有能保险等课题。区块链本领拥有散布式容错、弗成改动与隐私损坏的特征，也许针对于性地束缚今朝食品溯源系统中面临的课题。基于区块链的食品安全溯源系统经过本领架构的分解，提出将区块链失当植入食品溯源编制的规划，即区块链本领利用于系统的数据库层与通信层，并对于选择规划后的食品溯源编制的运行体制施行分解，贯串全部利用场景与理论案例来论证妄图规划的无效性。
1. 食品安全溯源
1.1 食品溯源定义
食品溯源的定义正在国际上尚未一致，行业招供度较高的食品溯源定义来自国际食品法典委员会（CAC）以及国际规范化构造（ISO）。CAC对于食品溯源的定义是正在指定的损耗、加工、分销关节中，追踪食品运转状况的才略。ISO对于食品溯源的定义是对于产物正在需思虑范围内的起因、利用及其住址处施行追溯或追踪的才略。
1.2 食品安全溯源编制
贯串国际食品安全质量保险规范，可得出食品溯源编制概念框架。然而，周全完满的溯源编制正在落实历程中会有以下多少个课题：1）以往溯源信息诉求还停歇正在损耗日期、产物质量合格等第、推广物含量等方面的低层次阶段，而真正拥有可回首性的产物还理应记有产地状况、工艺历程触及的到场者等高层次信息，这对于信息主动收罗本领、数据保存本领等方面都有寻衅；2）焦点化的食品溯源系统若要进步其监管水平，须要各权威构造以及当局机构介入并算作第三方信赖中介，这没有仅作用系统运行效用，同时焦点办事器的安全将作用到整体系统的一般运转；3）企业之间的信断交换依附于第三方信赖中介，而基于现在监管部门社会竭诚力下降现况，企业间的信断交换透明度与可托度没有尽人意。
2、区块链
2.1 区块链概念
区块链也许狭义地领会为去焦点化的、无需信赖的新式数据架构（或共享账簿），由区块链收集中的一切节点独特到场及维护。本领特征正在于去焦点化、去信赖、可团体维护、切实。它由一系列基于明码学方式天生的数据块组成，数据块便是区块链概念中“区块”一词所指。根据区块孕育的时光秩序，区块被有序链接而变成链条组织，进而被称为区块链。
2.2 区块链根底架构
数据层主要封装了下层数据区块、时光戳以及相干的加密数据等外容，是信息纪录安全隐私性的保险；收集层担任散布式组网体制、数据传播体制和数据验证体制，是去焦点化保存办法的组织根底；共鸣层封装收集节点间的各类共鸣体制，是散布式收集一般运行的保险；激发层担任经济激发相干的发行体制与分配体制，是区块链利用于假造钱币场景的须要条件，但正在其他利用场景中没有是必需的；合约层处置各种系统剧本、算法以及智能合约，是区块链可编程性的表示；利用层则封装了区块链的利用场景与案例。区块链改革性地混合了以上枢纽本领，所以区块链系统的主要个性席卷以下多少个方面：1）散布式容错性：收集抗幻化性强，外貌上最高容错50%。2）弗成改动性：经过共鸣体制的区块参加到区块链中，数据弗成被袪除或改动。3）隐私损坏性：明码学本领保险了未经授权者即使能拜候到数据，但没法剖析。
3、基于区块链的食品安全溯源编制妄图
3.1 编制层次及本来现
溯源系统的本领架构主要分为物理层、通信层、数据库层以及接口层。个中，区块链本领利用于数据库层与通信层。物理层中主要蕴含了智能传感器与施行器等，用于数据收罗并转发到下层协议，本性上与物联网组织中的物理层如同。通信层主要席卷收集组织与协议。传统物联网架构的通信层主要选择蓝牙、Zigbee、Wifi、以太网、3G/4G等通信体制。数据库层主要指散布式保存数据库。区块链中每笔记录都蕴含时光戳及仅有的加密出面，同时齐全的买卖纪录可供一切合法用户施行验证与考查。正在产物从损耗到破费的全历程中，触及到的到场者角色及其责任以下：挂号机构：为其他到场节点供给仅有的身份账号；规范化构造：定义规范规则并有改动权力；原质料供应商、损耗企业、加工建造企业、分销商、批发商：向区块链输入指定产物的主要信息；破费者：采办食品产物，有拜候产物一定信息的权力。从到场者角度来看，开始一切到场者正在挂号时会建立出一个对于应的信息档案，档案内应付其企业信息、本能、地方、资历认证等须要信息施行纪录。到场者正在乐成挂号后，将会取得一个公钥以及私钥，公钥向区块链中部分成员秘密，而私钥算作买卖历程中验证身份与信息的枢纽。每个到场者均可以运用已挂号ID登录取户界面，投入指定区块链收集。该软件的开垦与维护处事须由可托任的单元来担任，并要有权威的构造机构来负担挂号机构的责任。从信息流来看，一切信息都保存正在区块链中并且支柱被授权的节点对于其施行拜候。信息存取的权力又取决于到场者正在供应链中的角色与本能。昭彰，食品溯源链条中会触及权力角色职位没有等的各机关以及企业，由此重申选用联盟链的意思。联盟链与私有链的区分没有仅正在于系统焦点化与到场者身份，还有共鸣体制与激发体制上的分裂。选用联盟链意味着：1）区块链系统中的信赖体制没有再要求是PoW或PoS，也许经过升高去焦点化水准的方式削减到场共鸣体制的节点以克服挖矿历程的资源节约课题。2）维护食品溯源系统是联盟链中各到场节点的负担，故区块链系统的运行无需激发体制，即选用联盟链，也许没有依附数字钱币，简化纪录账簿，升高系统运行所需带宽。
3.2 运行体制分解
3.2.1 产物标识
食品溯源系统运行的根底是产物标识与编码，且仅当对于产物施行正确标识，才华完结无效的追踪以及溯源。EAN UCC系统（寰球一致标识系统）是现在较为幼稚的系统，蕴含编码编制、数据载体（如条码、射频判别（RFID）、数据调换（电子数据调换（EDI）以及可扩充符号语言（XML）））。
3.2.2 数据录入历程
正在假想的溯源系统中，每一律商品都正在区块链收集中被数字化，席卷其身份标识及参数信息，信息维护者方可周全全部地维护产物信息，避免溯源信息割据课题。运用产物以及到场者的标识，认证授权焦点也许经过智能合约的办法主动对于产物现在担责节点封闭权力，保险数据维护的有序性与切实性，避让非相干节点违规操作，完结系统有序、严紧、周全地跟踪产物并维护产物信息。企业内部信息维护与企业间买卖历程均可以经过区块链来记载操作日志，时光戳本领与错误称加密本领保险了基于区块链本领的食品溯源系统的切实性以及防改动性。
3.2.3 数据拜候历程
正在溯源系统中，对于一切到场者而言，产物信息的表示办法都是产物信息电子文档。个中，每条信息输入条款都有时光戳并且由所担任的到场方出面，与产物相干的认证机构信息也蕴含正在内。其余，为了掌握用户对于信息文档（席卷指定的产物信息、到场者的精细信息等）的拜候权力，会正在产物文档中嵌入特定的法则代码。正在到场者拜候信息文档时，须要输入其密钥，系统根据其拥有的权力来揭示可见实质。以农产物为例，经过以上食品溯源系统的信息收罗，指定菜蔬产物有一个电子信息文档，文档中理应蕴含了指定信息如产物的播种日期、物流门路与转运的时光节点以及其栽培地等。采办产物的用户有权力读取以上枢纽信息，但理论上，信息文档中还席卷尤其全部的信息，席卷产物损耗的农场或基地、产物的繁殖境况如温度湿度等。这些与主顾无直接联系且触及到企业隐私的信息只可由区块链中被授权的到场者拜候，普通会正在产生食品安全课题后拜候此类信息。
3.2.4 溯源系统利用场景
上文已提出一个基于区块链的食品安全溯源编制，并对于其运行体制施行了简要先容。下文将从理论案例归来，精细形容溯源系统的处事历程。没有妨以火腿肠的食品供应链为例，个中蕴含供应商、加工企业、分销商等到场者角色。须要证实的是，食品供应链的繁复性确定了其主链上还生存诸多分支，此处仅取主链施行过程分解。
3.3 案例分解
3.3.1 案例简介
2011年3月15日，央视暴光了河南等地含有“瘦肉精”的生猪流入济源双汇公司，受事宜作用，双汇公司昔日净成本同比下降51.3%，交易额亏空近200亿 元，同时也大大攻击了破费者对于食品安全的信心。该公司主要以生猪宰杀加工为主，正在火腿肠产物的供应链中处于中游关节，主要与上游供应商交代。根据双聚集团董事长万隆所述，瘦肉精事宜是上游家产链中养殖关节呈现课题，济源双汇的猪源是正在通行关节中因把关没有严流入企业。社会消息中则有概念以为养殖关节虽然是事宜的担责方之一，但双汇企业内部也生存办理力度衰老以至违规操作谋取私利的课题。综上，食品安全课题没法溯源并确切定位到担责方，言论对于社会带来的负面作用是弗成展望的。由此，笔者试图经过基于区块链的食品安全溯源本领，为上述课题供给束缚规划。
3.3.2 改善动机
本文所妄图的食品溯源系统没有仅能施行课题产物溯源，亦支柱危急预警，进而改善食品安全现状，有助于修建更安全切实的食品供应链，保险人民饮食强健。
本文《基于区块链的食品安全溯源编制妄图》起因于《食品迷信》2019年40卷3期279-285页，作家：李明佳、汪登、曾经小珊、白倩兰、孙耀杰。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20171026-299。
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练习编写：冯龙斐；改动/编写：李莹；负担编写：张睿梅
图片起因于百度图片
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