基于区块链技术的进口奶粉溯源体系构建研究

□ 杨 芮 鞠国泉 杨 帆 河北经贸大学生物科学与工程学院

近年来，随着我国社会经济发展战略的实施，国家经济发展已经步入了高质量发展阶段，消费者对食品的安全需求与日俱增。奶粉是关系婴幼儿健康的重要食品，但国内奶粉安全事件频发，如2020 年5 月的湖南郴州永兴县“大头娃娃”假特医奶粉事件，很多人为了安全性选择购买进口奶粉，但是一些进口奶粉也存在假货横行、质量低下等问题，进口奶粉的原产地、运输信息、营养元素等信息也存在虚假现象，因此，进口奶粉溯源成为很多消费者所关心的事情，也是保证进口奶粉安全的重要手段。

欧盟于1900 年为应对“疯牛病”推出了食品安全追溯体系，接着美国、日本先后提出一系列溯源系统。我国也于2002 年开始使用溯源技术。从2012 年飞鹤乳企举行的“飞鹤乳业全产业链产品可追溯系统上线仪式”，到2020 年7 月启动的南沙全球溯源体系，我国越来越重视奶粉溯源体系建设。但如今溯源系统大多利用中心化的管理平台数据，存在卖家和消费者信息不对称、数据也可以人为修改或被网络攻击等缺陷，区块链技术因其信息公开透明、数据不可篡改、可追溯等优势具有极大的潜力。

目前关于进口奶粉溯源体系的研究大多建立在传统溯源方法上，本文利用新兴的区块链技术，构建基于区块链技术的进口奶粉溯源体系，实现进口奶粉供应链的各环节信息可追溯，保障数据的真实性，具有一定创新性，为弥补完善传统溯源体系提供了一定的帮助。

1 基于区块链的进口奶粉溯源体系

1.1 区块链在进口奶粉溯源系统中的应用

区块链是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的记账技术，也称为分布式账本技术，具有泛中心化、透明化、不可篡改和匿名等特点[1]，可以有效改良溯源系统，保证真实可信性。①销售者、消费者、政府等作为节点加入区块链网络，关键环节的操作人员使用唯一的数字身份进行注册，物联网存储从生产到销售全流程的交易信息和数据，大大提高了数据可信度，每个节技术点的数据存储和各阶段行为的数字签名保证了数据的可追溯和不可篡改。②销售商、核心企业、银行等作为节点加入区块链网络，可以确认销售商和核心企业之间的关系，确保各参与交易的主体信息的真实性，还可对流通各环节进行多次认证，对进口奶粉的质量安全问题作出提前防范。

图1 基于区块链技术的进口奶粉溯源体系架构

1.2 基于区块链的进口奶粉溯源体系架构

区块链进口奶粉溯源体系涉及的对象有消费者、政府相关部门、进口奶粉供应链相关企业和销售商等。将原国家工商总局2014年3月颁布的《网络交易管理办法》作为政策基底，构建基于区块链技术的进口奶粉溯源体系，分为采集层、数据层、网络层和应用层4 个层面，具体架构如图1。

由图1 可知，采集层主要通过采集终端、FRID 标签、传感器等工具上传生产记录、加工记录、存储记录、配送记录和销售记录等数据；数据层利用去中心化存储、加密技术、时间戳等实现全流程数据追溯和信息的无法篡改；网络层利用共识机制等将试图篡改信息的节点从网络中剔除；应用层为消费者、销售商、政府等提供溯源信息查询。

在数据采集层，配合“时间戳”等技术，区块链将系统成立以来的所有交易全部记录在数据区块中，可以对供应链所涉及的各方信息追溯，还可对进口奶粉本身的安全信息进行追溯。打破传统中心化、孤岛式的数据存储模式，实现数据各方共享，让数据的价值得到充分发挥，便于对交易活动的追踪，可以有效解决交易验证和交易后续纠纷等问题。如进口奶粉销售商想将国产奶粉作为进口奶粉进行出售，而供应链上的数据是无法篡改的，只能在供应链的源头篡改，但是数据采集层的数据采集是多方确定的，进口奶粉的生产地和运输方都能证明该奶粉的产地，所以进口奶粉的造假无法实现。

在网络层，当交易节点接收到交易请求后，区块链系统向所有交易节点发送一道数学难题，此难题具有难以解答、但很容易验算答案准确性的特征，第一个破解难题的交易节点可以获得这笔交易区块的记账权。本体系依据所有交易节点保存的交易数据生成区块，且不可更改，所有区块以链的形式连接起来，形成一个完整的“区块+链”特殊结构。这种结构保障最新区块被准确添加至区块链、所有交易节点存储的区块链信息是一致的，一旦进行修改就会破坏区块的链式结构，因此能够抵挡恶意攻击。例如，有网络销售商低价购入了一批快到保质期限的进口奶粉，想要修改生产日期后高价卖出，由于区块链技术的限制，进口奶粉的原始信息是无法篡改的，销售商无法高价卖出那批进口奶粉，交易数据和溯源体系的录入数据保持一致，保证整个体系的顺利运行。

数据应用层主要包括对销售进口奶粉数据的处理、追溯和各系统之间的交流。各用户通过门户、APP、应用接口可以直接查询数据，政府、生产者、消费者等可以在应用层直接录入交易信息，包括进口奶粉从奶源、生产到运输、销售的数据信息，如是否进行无菌包装等。

2 基于区块链的进口奶粉溯源体系的优势

2.1 利用时间戳实现数据溯源，实现全流程监控

时间戳是使用数字签名技术产生的数据，可以证明原始文件在数字签名之前就已经存在，以此保证数据信息的完整性和无法篡改性。利用时间戳对数据产生的各个阶段进行认证，从而对数据进行全流程监控。如，进口奶粉的生产期限和生产地等信息，也可以通过这种方式保证它的真实性，有效解决交易后续纠纷问题。

2.2 不可篡改性保证了数据的可靠性和安全性

传统的进口奶粉交易一般发生在各网购平台上，网购平台的交易系统保证了全部交易的运行，一旦网购平台受到恶意攻击，交易的安全性就无法得到保障。区块链技术利用共识机制可以保证整个区块链的安全，即使有个别区块崩溃，也不影响整体区块链的运行。

2.3 提升消费者信任和质量水平

全流程关键可信数据的公开，使消费者能够通过扫码查询商品全生命周期的流转情况[2]，即通过网络共享进口奶粉从生产到销售的关键数据，提升消费者对销售商的信任度。区块链技术利用公钥地址代替用户的身份信息，确保了用户的匿名性，用户们在不会暴露自己的真实身份信息的前提下实现信息透明化，保护了个人隐私。

3 基于区块链的进口奶粉溯源体系的不足及建议

3.1 销售商对搭建溯源体系的态度

区块链技术的实施成本高，部分企业、销售商不愿支付成本、共享数据信息。此时需要政府和各大企业带头推动，或采取强制手段。

3.2 数据源真实难保证

区块链虽然可以在技术上解决一些消费者的信任和质量问题，但是仍然存在风险，人为的干预无法保证数据源的真实性。一方面，可以提高相关从业人员的道德水平，自觉保证产品的真实性；另一方面，新兴的物联网（Intenet of Things，简称IoT）信息技术，具备将各种信息传感设备与互联网结合的功能，可以利用IoT 设备降低人们参与溯源体系搭建和运作的可能性或通过技术手段检查不实信息；此外，还可以通过消费者等的举报，加大处罚力度。

3.3 消费者成本偏高

区块链溯源体系的建立等需要昂贵的成本，除了企业的支出，还有部分由消费者平分。可以通过重塑消费者的消费观念、加大政府的扶持力度，减少消费者负担。

4 总结

区块链技术的去中心化、不可篡改、信息公开透明等特点对于解决进口奶粉来源的可靠性和消费者的信任度问题有一定的帮助。本文构建了基于区块链技术的进口奶粉溯源体系，以期实现购买进口奶粉的全方面溯源目的，保证奶粉的来源等信息安全可靠。随着区块链技术的进一步发展，搭建区块链网络的成本和人为干预的信任度等问题也肯定能得到解决，理论阶段的溯源体系仍处于探索阶段，还需要进一步探索和实施，才能真正实现进口奶粉的安全溯源。