区块链技术在改善食品安全中的应用分析

◎ 管晓雯

（吉林财经大学 管理科学与信息工程学院，吉林 长春 130022）

信息爆炸时代的到来是大数据深入发展的必然结果。在此环境下，食品和食品生产作为世界领头行业之一，必然要朝着数字化、多元化和多渠道化方向变革。当前传统的食品供应链由于涉及多方参与主体，影响了沟通的及时性和准确性，导致上下游各方之间消息闭塞，极易形成信息孤岛的局面。除此之外，交易过程中较低的透明度水平并不足以满足消费者和参与方的实际需求，也对他们之间的相互信任提出了更高的要求。另外，目前市场上频频出现的食物中毒、篡改生产日期、成分不安全等问题，加剧了消费者与生产加工厂商间的信任危机。

1 区块链技术及其概述

1.1 区块链的起源

比特币作为区块链的起源，是一种基于点对点和去中心化网络的源代码，区块链是比特币的底层技术，是一种新型分布式架构和计算范式，主要通过密码学原理对数据信息的传输和访问过程进行加密[1]。2008年，一场波及全球的金融危机在美国发生。同年的11月1日，一位自称中本聪的人发表了文章《比特币：一种点对点的电子现金系统》，这标志着比特币有了理论基础，正式诞生，并于两个月后步入实践阶段[2]。

1.2 区块链的概念

狭义的区块链通常是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并使用密码学方式进行，保证不可伪造和不可篡改的分布式账本[3]。而从广义来说，区块链技术是利用块链数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生产和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问安全、利用自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新分布式基础架构和计算方式[4]。通俗来说，区块链是程序设计人员形成的一种网络环境，为了保证交易的开放透明，参与各方的行为都是互相可知的，它是共同遵守交易规则的人共同记录联系信息的一个过程。

1.3 区块链的特征

1.3.1 去中心化

去中心化指区块链采用分布式计算和存储，取代依靠第三方中介以及硬件设备的方式。与中心化相对而言，节点不必再依赖于中心，中心对节点也不再具有强制性。通俗来说，就是所有在整个区块链网络里面跑的节点，都具有记账的权力。这毫无疑问可以降低企业的成本，提高信息传输的效率，降低时间上的延误等，可实现点对点的信息传输，提高了使用者的经济效益。

1.3.2 不可篡改性

基于“区块+链”的独特账本，不可篡改性是指留有交易的区块会按照时间顺序接连地加到链的尾部，因此如果想要修改某个区块中的数据，只能重新生成它之后的所有区块，只对单个或几个客户端节点进行数据修改是不起作用的[5]。除此之外，区块链借鉴了传统意义上的记账方式，即对于错误的交易记录，只能进行更正交易，记录在新的区块里，并不能废弃原交易，也不能进行无痕迹化的修改。

1.3.3 开放透明

在公有链中，区块链中存储了从历史到现在的所有数据，除了被加密的交易各方的私有信息之外，任何人在任何时间都可以通过公开的接口查看区块链历史上储存的数据[6]。

1.3.4 去信任化

区块链的算法规定其并非以个人身份进行寻址，而是以地址来寻址的。由于节点之间的交换遵循一些固定的算法，其数据交互是无需信任的，因此交易对手无须通过公开身份的方式与对方产生信任，这十分有利于信任的积累。区块链的参与者信息都是匿名管理的，其对于用户隐私的保护性非常高。

1.3.5 智能合约

智能合约也被称为区块链的自治性。区块链采用基于协商一致的规范和协议使系统中的所有节点都能在去信任的环境中自由安全地交换数据，自动判别各节点执行合约的条件和需履行的义务，并自动执行满足条件的相应合约事项，基于这些可信的不可篡改的数据，区块链可以自动化的执行一些预先确定好的规则和条款，提升执行效率，减少不必要的资源浪费。例如，在淘宝购物时，一旦买家确认收货，平台将自动将钱转给卖家。

1.3.6 时间戳

区块链是在时间上有序的、由记录块（区块）组成的一根链条。其为链条上的每一笔交易都烙上了“时间的烙印”，使得每笔交易都可溯源，并使其不可篡改不可伪造，这进一步保证了数据的真实准确性。

2 我国食品供应链的发展现状

《中国现代物流发展报告》已经提出了我国详细的食品供应链流程，我国的食品封闭供应链也曾经历过集成物流管理阶段，目前正处于向供应链管理阶段过渡的重要时期[7]。自2020年7月以来，全国多个地区都在进口冷链食品或包装中检测出了新冠疫情病毒。食品安全问题在后疫情时代尤其不容小觑，因涉及面广阔，所以从源头上严控食品的出厂质量，将安全隐患扼杀在摇篮的同时，食品运输及零售过程中的细节安全问题也丝毫不能放松。

从食品的加工和流通全过程来看，当前我国食品供应链存在下列问题。①信任危机问题。厂商上下游及同行之间缺乏沟通协作，常常出现部分参与方为追求自身利益，不惜采用非法手段进行交易，不利于信任的构建。②食品安全问题。在过去几年，不同国家地区均发生过如农药残留、使用激素、卫生不达标等不同程度的食品安全问题，在食品包装分拣过程中，也存在二次污染的风险。③运输损耗问题。据统计，我国每年大约有总值750亿元人民币的食品在运输过程中腐烂变质。④食品监管问题。当前食品供应链的流通环节过多，食材来源复杂，管理困难。⑤信息准确性问题。供应链汇集了农民、加工企业、零售终端等，各方对于信息的记录方式各有不同，涵盖了纸质、电子等多种方式，导致记录效率低下、准确性有待提高。

3 区块链技术在改善食品安全中的作用

3.1 生产流通方面

食品生产流通过程中的参与者可以在区块链技术的强大支撑下，实现将此过程中产生的信息数据上传，记录到数据库中，并及时反馈货物状态。这是提升供应链的透明度，强化追溯水平的有效手段。

传统对食品的追溯行为通常使用电脑或者纸质进行记录。但由于食品供应链的复杂性及特殊性，传统的追溯方法及其耗时，且易产生不必要的错误增加工作量，这对其工作态度提出了更高的要求。另外，部分企业出于私密性考虑，其可追溯性的数据库并不能适用于其他参与者，导致利益相关者之间缺乏沟通交流合作，不利于产品追溯。而区块链技术将供应链当中各个环节的有关信息均实现数字化，储存在区块链网络当中，大大强化了追溯的及时性和准确性。

3.2 消费者方面

通过区块链技术在食品行业的应用，消费者只要扫描食品包装袋上的二维码，就可以轻松得知产品生产流通所历经的全过程，且信息真实可信，防止产品假冒伪劣造成的恐慌以及食品污染引发的身心伤害。这也大大加强了企业与消费者之间的联系，强化了消费者对于企业的信任，使得消费者买着放心，吃着安心。

3.3 市场监管方面

区块链技术可以大大提高监管效率，监管组织可随时抽检，了解产品的数据及来源去向，减少人力、物力的投入，降低监管成本。一旦发生安全事故，可以让监管人员在短时间内快速获得非常精准有效的信息，达到理想化的监管效果。据调查，区块链在沃尔玛猪肉溯源中的应用，使得其追溯时间从几周缩短到了2.2 s。

4 区块链技术发展痛点与改进措施

4.1 信息篡改

区块链技术是通过数据收集传感器收集信息，但在通过扫描条形码来传递跟踪数据时已经连接到了区块链网络。因此区块链技术只能保证信息在上链之后数据保持不变，运输过程开放可信，但信息在上链之前是否有人为因素对原数据进行篡改并无法得知。

4.2 企业上链动机弱

部分企业当前供应链系统已经长时间稳定运行，而区块链作为一项新兴技术，它的应用在增加资金流负担的同时也存在很大的风险，使得企业不愿支付成本搭建区块链网络来改变原有的供应链模式，也不愿将内部数据共享。另外，设备的引入最终需要消费者分担部分成本，而消费者是否有意愿支付额外的费用也需要考量。

4.3 隐私泄露的问题

在公有区块链中，区链的隐私保护措施并不是很健全，任何机构、个体都可以跟踪公有链上的交易数据，并参与其共识过程[8]。另外，虽然区块链不需公开身份，但也并非完全匿名。通过地址寻址的方式虽然并不直接对接用户身份，但随着技术的发展，仍存在目标定位或识别的风险。

4.4 法律法规不适用性

区块链作为一种新兴技术，截至目前，尚无社会公认标准，存在着与现行法律冲突以及法律空白的双重问题。传统物权法中所界定的实体物品与虚拟财产、数据信息等内容存在差异。在前文中提到的智能合约特性表明，区块链在一定条件下会自动执行合约内容，这会与传统合约法规中的部分要求产生冲突。“法无授权不可为”，基于此问题，需要立法部门高度重视，制定高效可行的法律法规，切实保护系统参与者的合法利益，在上层建筑层面为区块链技术提供保护。

4.5 社会认知存在误区

当前区块链技术仍处于发展的初级阶段，尚未成熟，盲目跟风、过分依靠、过度吹捧的潜在威胁会对区块链发展产生阻碍，社会对区块链技术功能有限、并非万能、具有场景局限性并没有形成清晰的认知。

5 结语

食品安全是一个亘古不变的话题，它事关国计民生，与社会的和平稳定密不可分。近年来，食品安全问题引发了非常严重的信任危机，并导致了不必要的损失，而区块链技术的出现为其提供了全新的解决思路。目前基于区块链的食品供应链溯源体系发展呈上升趋势，但绝大多数研究都仍仅限于理论层面，其在未来的实际应用中仍是一条艰辛的漫漫长路。

当前区块链技术所表现出的在食品安全领域的特定优势，也对食品行业有一定的启示作用。在未来仍应在源头加强食品安全的监管，加强区块链、大数据、物联网及人工智能等技术的融合；建立标准统一、科学严密的食品安全溯源国际体系等，为行业发展提供一个公平可靠的平台；助力重塑国际监管体系，使其成为保障食品安全、推动行业发展的源泉和动力。相信区块链技术所具备的不可篡改性、去中心化等特点，定会成为引领新一轮技术变革和产业变革的推动力量，加快实现“信息互联网”向“价值互联网”的伟大转变。