基于区块链技术的烟草专卖打假溯源系统研究

李婉瑜

摘要：烟草行业的专卖管理工作始终保持打假打私高压态势，持续加大了对制假走私源头和物流寄递环节等重点领域的打击治理力度。随着互联网的快速发展，烟草专卖打假的技术水平有待进一步提高。本文从区块链技术的理论研究出发，分析区块链在烟草专卖打假溯源领域的适用性，然后对基于区块链技术的烟草专卖打假溯源系统进行方案设计，最后总结了基于区块链技术的烟草专卖打假溯源系统的优势，实现烟草制品的有效追溯，为行业专卖管理工作提供新的技术理论思路。

关键词：区块链;打假溯源;烟草专卖

1 区块链技术的概念

区块链技术是一种分布式记账技术，狭义上，区块链是以时间顺序把数据块组合在一起的链式数据结构，一旦储存，不得随意篡改。广义上，区块链技术采用块链数据结构进行数据验证和存储，以互联网为基础，运用分布式节点、协商一致的算法完成数据的生成和更新，同时采用密码技术提高数据传输与访问的安全性，通过去中心化和去信任的方式共同维护数据库的可靠性，区块链出现任何变动，都会扩散到整个系统，实现全网区块链副本的更新。

2区块链技术的应用现状与烟草商品溯源应用

当前，众多行业运用区块链具有可靠、透明和不可篡改的特性解决业务问题，逐步形成“区块链+行业应用”的解决方案。我国《十三五国家信息化规划》把区块链作为一项重点前沿技术，明确指出要加强区块链等新技术的创新、试验和应用，以实现抢占新一代信息技术的主导权，目前我国在供应链金融、电子存证、商品溯源等多方面均开始应用区块链技术解决实际生产销售问题。

应用区块链技术可以记录烟草制品在供应链管理中的来源、交易和运输的各节点过程，将这些数据链条用于烟草溯源，以可靠的商品溯源倒逼商品打假。在烟草商品溯源过程中，建立烟叶种植、烟草生产、烟草制品销售等多方参与的联盟链，进行联合性烟草商品溯源，进而防止人为篡改烟草数据信息、提高烟草生产和销售链的公开透明性，以增强溯源结果的权威性。同时，可靠的烟草商品溯源有助于解决烟草供应链中的串货问题。

3 區块链在烟草专卖打假溯源领域上的适用性分析

3.1 运用区块链技术的分布式存储，达到烟草供应链信息共享

传统的信息存储系统采用中心化存储方式，有诸如存储空间有限，信息不能共享、易被篡改等问题。分布式存储结构把供应链上各节点发生的信息生成带有时间戳的链式区块，并形成一条共享链条，所有区块链参与者都能通过共享账本对烟草商品信息进行实时追踪。

3.2 运用区块链技术的共识机制，防范烟草商品信息篡改

依托区块链共识机制，我们可以把烟草供应链中各环节产生的信息原原本本的存储于共享账本上。烟叶种植、烟草产品生产和烟草制品销售等参与者各自负责维护其所对应的区块链上的一个节点。由于共识机制算法存在约束条件，若参与者需要更改信息，则须通过区块链上共享的公钥信息计算出这个链上 51%以上成员的私钥才能进行信息更改操作，同时，任何恶意篡改烟草商品节点信息的行为都将被参与者节点排斥和压制，使信息数据篡改受阻，这将显著提高制假贩假烟草商品的难度，分布式信息溯源系统模式为烟草专卖打假提供有力的技术支持。

4基于区块链技术的烟草打假溯源系统方案设计

4.1 基于区块链技术的烟草商品信息溯源系统方案

要实现烟草商品从原料生产到消费整个产品生命周期的可追溯，就需要对烟草的原料供应、生产、加工、运输和销售等环节的信息进行记录。（参见图1）基于区块链技术的烟草商品信息溯源系统方案流程。

4.2基于区块链技术的烟草商品溯源系统整体架构

区块链溯源系统采用分布式架构，由三部分组成。（参见图2）

物理层：通过RFID、条形码、二维码等方式，记录烟草商品原料、运输、生产和销售等流通全过程和数据信息，通过网络和接口把信息传输到烟草商品溯源系统中。

服务层：这一层是溯源系统的业务逻辑实现层，是应用层与物理层之间数据交互的处理层，为前端与物理层的数据交互提供可能。各参与者之间通过 P2P 网络传递、依托共识机制进行确认，确认后的结果被存入指定的区块中，形成可追溯的区块链分布式账本。各参与者只有在注册成功后才能在链条上进行交易，每位参与者有唯一的公私钥对，每次发布烟草商品私匙时用私钥进行信息数据签名，随后产生并存储烟草商品的溯源防伪码，每件烟草商品在进行区块链记录时，都会检验本系统是否存在此商品的溯源防伪码，系统能自动禁止已有数据的录入，因而在服务层实现了商品在系统中的唯一性。

应用层：各参与者可以在此层直接操作，系统采用WEB页面形式提供服务，通过页面的功能进行各种商品操作。在原料生产者、卷烟制造者、卷烟销售者、消费者等所有参与方共同维护的前提下，基于业务逻辑开展交易。同时，应用层具备交易结果查询和信息溯源的功能，烟草商业企业的专卖管理部门可以实时查询商品流通的环节，烟草消费者能通过验证码查询商品来源。

4.3基于区块链技术的烟草商品溯源系统运行模式

根据我国烟草流通的一般环节，结合烟草商品溯源的规模效应和管理效率，可将区块链烟草商品溯源系统的参与方确定为烟草原料生产、工业卷烟制造、商业卷烟销售、卷烟物流配送、卷烟零售客户、消费者六个主要节点。在确保相关数据真实的基础上，实时共享每个节点的数据，进而做到对数据信息的有效跟踪和可靠溯源。（参见图3）

基于区块链技术的烟草商品溯源系统由多个参与方共同维护。烟草商业企业的专卖监督管理部门负责卷烟商品的流通与溯源管理。烟草原料生产者信息是区块链数据的首要来源，他们按照合同规则和交易规则，开展烟叶种植和产出等工作，为工业卷烟制造方（即：烟草工业企业）提供原料、辅料、配料等生产资料，这个过程记录在工业卷烟制造的区块中。工业卷烟制造方接收原料后，按照相关规定进行生产，把生产成品销售给卷烟商业企业，并记录烟草商品ID、原料来源、生产厂商等烟草商品数据信息，此过程的交易信息记录在商业卷烟销售方（即：烟草商业企业）的区块中，多个卷烟商业企业涉及多个交易关系，每交易一次就生成一个新区块，各个区块都包括商品来源、生产、各销售关系的交易节点信息。商业卷烟销售方将烟草商品卖给卷烟零售客户的数据信息记录在卷烟零售客户的区块中，当卷烟零售客户把卷烟最终卖给消费者后，交易节点上就包括了从烟草原料生产开始的各交易节点信息，消费者和监督者可以输入商品验证码查询商品来源的真实性。

参考文献：

[1]Mermer G B，Zeydan E，Arslan S S.An overview of blockchain technologies：principles，opportunities and challenges[C].In：Proceedings of the 2018 26th Signal Processing and Communications Applications Conference（SIU），Izmir，Turkey，2018.1-4

[2]工业和信息化部信息中心.2018 年中国区块链产业白皮书[EB/OL].https：//download.csdn.net/download/qq_34252468/10404821，2018 年 5月30日

[3]工业和信息化部部长苗圩在 2019 年全国烟草工作会议上的讲话.国烟办通报2019年（第2期）