区块链技术在食品安全管理中的应用研究

王 珊

（菏泽市储备粮油管理有限公司，山东菏泽 274000）

随着全球食品供应链复杂性的增加，食品安全管理面临着前所未有的挑战。传统的食品追溯系统难以确保信息的真实性和可信度，导致监管部门和消费者不能够准确地了解食品的来源和生产过程。区块链技术作为一种去中心化、不可篡改的分布式账本系统，为解决食品安全管理中的信任问题提供了新的可能性。在食品供应链中建立基于区块链的追溯系统，可以实现全程信息记录和公开透明的数据共享。区块链的去中心化特性确保了数据的不可篡改性和安全性，消除了信息篡改和造假的可能性。智能合约技术的引入还可以自动化执行合规性规则，提高监管的效率和可靠性。基于此，本文探讨了区块链技术在食品安全管理中的应用。

1 区块链技术的特点

①不可篡改性。区块链中的数据是以区块的形式存储，每个区块都包含了前一个区块的哈希值。一旦数据被写入区块链，就很难被篡改。因为任何篡改都会破坏链式结构和哈希链接，从而被其他节点检测到。②透明性。区块链中的交易信息公开可见，任何参与者都可以查看和验证交易。这种透明性使得区块链在需要公开和透明的领域（如供应链管理和投票系统）中具有巨大的潜力[1]。③匿名性与隐私保护。尽管区块链上的交易信息公开，但参与者的身份可以匿名。这种匿名性为用户提供了一定的隐私保护，但也引起了一些法律和伦理方面的争议。因此，在设计区块链应用时，需要权衡隐私和透明度之间的平衡。④高安全性。由于区块链的去中心化和不可篡改性特点，它具有较高的安全性。在传统的中心化系统中，攻击者可以通过攻击中心化的单点故障破坏整个系统。而在区块链中，攻击者需要控制多数节点才能改变数据，这使得攻击变得更加困难。

2 食品安全管理存在的问题

2.1 供应链的复杂性和不透明性

食品供应链通常包括生产、加工、运输、分销和零售等多个环节，涉及众多参与者和大量产品种类。供应链的复杂性增加了信息传递和共享的难度，导致监管机构和消费者很难准确地了解食品的来源和生产过程。不透明的供应链使得监管变得困难，食品安全管理面临着巨大的挑战。食品安全管理存在的问题不仅涉及传统食品供应链，还涉及跨国和全球供应链。全球化使得食品供应链更加复杂，食品产品跨越国界流通，监管和协调变得更加困难。国家之间的法规和标准存在差异，监管的协调性和一致性成为制约因素，增加了食品安全风险。

2.2 食品溯源困难

食品溯源是指追踪食品的生产、加工、运输和销售过程，以确定其来源和流向。在食品安全事件发生时，快速、准确地追溯问题食品的来源至关重要。然而，传统的食品追溯系统存在许多问题，如信息不完整、记录不准确、延迟和篡改等，使得食品溯源变得困难，延长了召回食品的时间，增加了食品风险。食品溯源技术的不足以及供应链中信息共享和合作的问题都是食品溯源困难的原因[2]。

2.3 技术标准与互操作性问题

由于食品供应链中的不同环节可能使用不同的系统和技术，区块链的应用可能面临技术标准和互操作性问题。区块链系统之间的互联和数据交换可能不够流畅，导致信息断层和数据丢失。此外，区块链技术本身也在不断发展，可能存在不同版本，导致技术标准不一致。解决这些问题需要制定统一的技术标准和协议，以确保区块链的有效应用。

2.4 整体成本和复杂性

尽管区块链技术在理论上可以提供食品安全管理的透明性和可追溯性，但在实际应用中涉及系统的搭建、维护、升级等一系列过程，需要大量的投入和资源。特别是对于小规模的参与者来说，承担这些成本可能不切实际。此外，区块链技术的复杂性也需要相关人员具备高度的技术能力和培训，这增加了技术应用的难度。

3 区块链技术在食品安全管理中的应用

3.1 构建区块链的食品追溯系统

区块链技术在食品安全管理中的应用包括以下方面。①区块链技术的核心是分布式账本，所有参与者都可以共享和访问相同的数据副本。在食品安全管理中，分布式账本可以记录食品的生产、加工、运输和销售等环节的信息，实现全程、透明追溯。每一次食品交易都会被记录在区块中，并通过密码学算法链接形成不可篡改的数据链，确保数据的可靠性和真实性。②传统的食品追溯系统依赖于中心化的机构进行数据管理和验证，容易出现数据篡改和信息不对称的问题。而区块链技术的去中心化特点可以消除单点故障，提高系统的安全性和可信度。参与区块链的各方都可以通过共识算法验证交易和记录的准确性，构建信任机制，减少信息不对称带来的问题。③区块链技术支持智能合约的执行，这是一种自动执行合同条款的计算机程序。在食品追溯中，智能合约可以设定特定的规则和条件，如产品生产日期、生产工艺、原材料来源等，当这些条件得到满足时，智能合约将自动执行相应的操作，实现自动化的追溯过程，提高追溯效率和准确性。

构建区块链的食品追溯系统的步骤如下。①确定参与食品追溯系统的各方，包括生产商、供应商、分销商、零售商和消费者等。每个参与方都将成为区块链网络中的节点，共同构建食品追溯系统。②确定需要记录的食品信息和数据结构，包括生产日期、批次号、原材料来源、加工工艺等。制定统一的信息标准，确保数据的一致性和可比性。③搭建区块链网络，选择合适的区块链平台或构建自有的区块链网络，确保网络的安全性、可扩展性和性能。④各参与方在食品生产、加工、运输和销售等环节进行数据记录，并通过共识算法验证数据的准确性和完整性。每次交易都会被记录在区块中，形成不可篡改的数据链[3]。

3.2 全程信息记录和公开透明的数据共享

区块链技术在食品安全管理中的应用包括以下内容。①区块链技术通过分布式账本的特性，可以实现对食品生产、加工、运输和销售等环节的全程信息记录。每一步的操作和交易都会被记录在区块链上，形成不可篡改的数据链。生产商、供应商、分销商和零售商等各参与方都可以共享和访问相同的数据副本，确保信息的一致性和真实性。②区块链技术的去中心化和共识机制保证了数据的公开透明。所有参与者都可以通过区块链网络查看和验证交易数据，而且数据的修改需要经过共识算法的验证。这种机制确保了数据的可信度和公正性，消除了传统食品追溯系统中信息不对称和数据篡改的问题。

实现全程信息记录和公开透明的数据共享的关键步骤如下。①确定参与食品安全管理的各方，并进行身份验证构建区块链网络，即选择合适的区块链平台或构建自有的区块链网络，确保网络的安全性、可扩展性和性能，以满足全程信息记录和公开透明的需求。②利用智能合约技术，设置规则和条件，自动监测和执行合规性要求。例如，可以设定温度，超过安全标准时自动发出警报，或者在食品出现质量问题时，根据合约条件自动追溯和召回相关批次的产品。③确保公开透明的信息共享，同时又保护数据的隐私性。参与者可以查看所有与食品相关的数据，但只能通过密钥或权限访问特定信息，从而确保数据的安全性和完整性。区块链的不可篡改性保证了数据的可信度，消费者可以放心查阅食品的溯源信息，增强对食品的信任[4]。

3.3 自动执行智能合约的合规性规则

智能合约是一种自动执行合约条款的计算机程序，它以区块链作为底层技术平台，通过编码和执行合约规则，实现参与方之间的信任和交互。在食品安全管理中，智能合约可以发挥以下作用。①智能合约可以将食品安全管理的合规性规则以代码形式编写，并自动执行。合规性规则可以包括生产标准、质量检测要求、运输条件等，通过智能合约的自动化执行，可以确保各参与方在食品生产、加工、运输和销售等环节中遵守规定的合规性规则，降低违规操作的风险。②智能合约可以与区块链上存储的食品追溯数据进行交互，具有数据验证和溯源功能。通过智能合约的编程，可以实现对食品追溯数据的验证，确保数据的准确性和完整性。同时，可以根据溯源数据进行追溯查询，快速定位问题源头，采取相应的措施，加强食品安全管理的监督和控制。③智能合约可以设定预警条件，一旦发现食品安全问题或违规行为，即可自动触发警报和应急响应机制。通过智能合约的自动化执行，可以及时发现和处理食品安全问题，减少风险的扩大和损失的发生。

实现智能合约的合规性规则中，自动化执行的关键步骤包括以下内容。①在食品安全管理中，确定需要遵守的合规性规则，包括法律法规、行业标准、质量要求等。这些规则应当被具体化为可执行的条件和操作。②将确定的合规性规则转化为智能合约的代码逻辑。智能合约应能够根据输入的数据和条件进行判断，并根据规则执行相应的操作。编写智能合约需要确保代码的准确性、安全性和可靠性。

链接追溯数据和智能合约是将食品追溯数据与智能合约进行关联。智能合约可以通过查询追溯数据的状态和信息，判断是否符合合规性规则。追溯数据应以可靠的方式上链，并确保数据的真实性和完整性。在智能合约中设定触发条件，一旦检测到不符合合规性规则的情况，自动触发警报机制，如设定阈值、时间戳、数据对比等方式进行触发条件的设定。警报机制可以通过消息通知、邮件提醒等方式实现，并及时通知相关参与方[5]。

4 区块链技术在食品安全管理中的应用注意事项

①建立适合的区块链系统。在应用区块链技术之前，需要针对食品安全管理的特点建立适合的区块链系统。这个系统应该能够确保数据的可信性、完整性和不可篡改性，并能够高效地存储和共享数据。同时，还需要考虑隐私保护和数据权限管理等问题。②确保数据的真实性和可追溯性。区块链技术可以确保食品信息的真实性和可追溯性，但需要注意数据的录入和验证环节。应该确保食品信息的录入者和验证者的身份真实可信，并且要建立有效的监管机制。③强化信息共享和协作。区块链技术可以促进食品安全管理部门、生产企业、供应商和消费者之间的信息共享和协作。但要注意协作机制的建立和信息共享的安全性，确保各方的合法权益和数据的安全。

5 结语

综上所述，区块链技术在食品安全管理中的应用潜力巨大，为实现全程信息记录和公开透明的数据共享提供了创新的解决方案。通过构建食品追溯系统并自动执行智能合约的合规性规则，可以有效提高食品安全管理的效率和准确性。然而，要实现区块链技术在食品安全管理中的广泛应用，还需要解决技术标准、隐私保护和参与方的合作等方面的问题。各界应加强合作与交流，共同推动区块链技术在食品安全管理领域的发展。