区块链技术在绿色供应链追溯系统中的应用

戴凯旋

（南京审计大学商学院,江苏 南京 211815）

区块链技术作为一种创新型分布式账本技术，近年来在我国得到广泛关注和应用，区块链技术的核心优势在于去中心化、安全性高、透明度高、可追溯性强，这些特点使其在众多领域中具有广泛应用前景，其中绿色供应链追溯系统是区块链技术应用的重要领域之一。绿色供应链追溯系统是指通过区块链技术实现对产品从原材料采购、生产制造、运输物流到销售全过程进行追溯和管理的系统，通过该系统，企业实现对供应链中各个环节进行实时监控和管理，确保产品质量和安全，提高供应链的透明度和可靠性[1]。区块链技术在绿色供应链追溯系统中有较大的应用潜力，可以为供应链全程追溯、提高透明度、优化管理效率和鼓励可持续发展提供有力支持。然而，要充分发挥区块链技术优势，仍需克服一些技术和法律方面的挑战，通过加强技术研发、完善法律法规、推动信息共享和提升用户教育，进一步优化绿色供应链追溯系统，实现可持续发展的目标。

1 区块链技术在绿色供应链追溯系统中的应用价值

1.1 实现供应链全程追溯

区块链技术在供应链全程追溯中的应用价值不容忽视，供应链全程追溯是指从原材料的采集、加工、生产、运输到每一个环节得以准确记录和查询，从而确保产品真实性和质量。而区块链技术通过其去中心化、不可篡改特性，确保数据的真实性和透明性，每个参与方都可以在链上记录和查询产品的信息，保证信息的真实性和完整性。此外，区块链技术通过智能合约实现自动化的供应链管理，从而提高供应链的效率，区块链技术在供应链全程追溯中的应用，不仅可以提高产品质量，还可以提高供应链效率和透明度，从而提升消费者信任和满意度。

1.2 提升供应链透明度

在当今全球化贸易中，区块链技术在绿色供应链追溯系统中应用显著提升了供应链透明度[2]。借助区块链的分布式账本特性，每个参与方都可以实时查看产品从原料采集到生产加工，再到分销零售的每一个环节，确保信息的不可篡改性和可追溯性。例如，通过区块链技术，消费者可以扫描产品上的二维码，查到产品来源地、生产日期、运输路径等详细信息，确保信息的真实性。对于企业而言，区块链技术可以帮助其更好地监控供应链中各个环节，及时发现和解决潜在问题，提高供应链的效率和透明度。

1.3 优化供应链管理

供应链管理是企业运营的关键环节，而区块链技术可以实现供应链中数据共享和协同操作，减少信息不对称和沟通成本，企业通过区块链，可以实时掌握供应链中各项数据，如库存水平、运输状态等，从而更好地进行决策。区块链技术可以实现供应链自动化管理，通过智能合约等机制，区块链可以自动执行供应链中的各项任务，如自动完成支付、自动更新库存等，提高供应链效率和准确性，还可以帮助企业实现供应链溯源和防伪，进一步提高产品信任度和质量控制。

1.4 鼓励可持续发展

在当前全球气候变化和环境问题日益严峻的情况下，可持续发展成为企业和社会发展的重要目标，区块链技术在绿色供应链追溯系统中的应用，可以鼓励和推动企业可持续发展。区块链技术可以帮助企业实现绿色供应链追踪和管理，通过区块链实时监控供应链中各项环保指标，如碳排放、能耗等，从而更好地进行环保决策。区块链技术可以实现绿色供应链的透明度和可追溯性，消费者通过区块链可以查看产品生产过程和环保措施，从而提高对产品的信任度和购买意愿。区块链技术还可以帮助企业实现绿色供应链的协同和创新，通过区块链可以更好地协同合作，共同推动绿色供应链的发展和创新。

2 基于区块链的绿色供应链追溯系统的架构设计

2.1 分布式账本

分布式账本技术是区块链系统核心，为绿色供应链追溯系统提供去中心化、安全、透明、不可篡改的数据存储解决方案，在绿色供应链中，涉及多方参与，包括生产商、供应商、分销商、零售商及消费者，分布式账本能确保所有节点实时访问整个供应链的透明数据，从而提高协同效率。账本数据的分布式存储，意味着每个参与节点都维护一份数据副本，副本通过网络协议保持同步，一旦数据被写入，通过密码学方法保证其不可篡改性，从而建立起各方信任的基础，通过加密技术，只有授权用户才能访问特定信息，保障数据隐私。采用分布式账本技术，需严格遵循数据标准，如国际标准化组织（ISO）的数据管理标准，以及行业特定的数据规范，比如食品行业的可追溯性标准，从而确保供应链数据的规范化和标准化，为不同参与方之间的数据交换和共享提供一致的基准。分布式账本在绿色供应链中的应用，还涉及与物联网（IoT）技术的融合，在供应链中，通过传感器和追踪设备收集环境数据、运输状态数据等，直接记录到区块链上，促使整个供应链透明度得到较大提升，增强消费者对产品的信任，也为企业提供实时监控和优化供应链决策支持。

2.2 智能合约

智能合约是区块链技术中关键创新，允许在无须信任的各方之间进行可信交易和协议，智能合约的本质是存储在区块链上的计算机程序，在满足预设条件时自动执行，涵盖从采购、生产、物流到销售的全流程，确保每一步都符合绿色供应链要求，当货物在运输过程中温度超出规定范围时，智能合约则会自动触发警报，通知相关方采取纠正措施，在绿色供应链追溯系统中，智能合约自动强制执行业务规则，确保整个供应链各方遵守既定的环保和可持续性标准。通过使用智能合约，企业可以降低交易成本，减少人为错误，提高整个供应链效率，同时智能合约的透明性和不可篡改性，保证业务规则公正执行，有助于构建更加公平、公正的绿色供应链生态系统。智能合约的编写和部署，需要遵循编码标准和安全最佳实践，以确保系统的整体安全，考虑到绿色供应链的特殊性，智能合约的设计还要充分考虑环境友好型社会的目标，例如，通过设置奖励机制来鼓励采用环保包装或减少碳排放等行为[3]。

2.3 跨链技术

跨链技术在绿色供应链追溯系统中的应用，是实现不同区块链之间，乃至区块链与传统数据库之间信息的关键。在绿色供应链中，涉及众多环节，包括生产、运输、储存、销售等，每个环节采用不同信息系统和数据存储方式。跨链技术允许不同区块链之间安全、高效的数据交换，依赖于密码学、分布式计算及网络通信等领域的先进技术，通过跨链技术，绿色供应链中的各参与方可以在不泄露隐私的前提下，共享必要的供应链信息，从而实现资源优化配置，提高整个链条响应速度和灵活性。在实施跨链技术时，必须遵循相关安全标准和协议，如国际电信联盟（ITU）制定的区块链安全标准，确保信息在传输过程中的安全性，此外，跨链技术的设计和实现，还要充分考虑到系统的可扩展性和互操作性，以适应绿色供应链日益增长的信息处理需求。跨链技术的应用，不仅局限于区块链之间简单的数据交换，还可以实现更复杂的数据处理和业务，如通过跨链技术，将绿色供应链中各种业务规则和激励机制，以智能合约形式部署在不同区块链上，从而实现全球范围内的协同和自动化执行。

2.4 数据隐私保护

在绿色供应链追溯系统中，数据隐私保护是确保信息安全的关键，随着数据泄露事件频发，保护供应链中的商业秘密和个人隐私变得愈发重要，数据隐私保护技术包括但不限于加密技术、匿名化处理、访问控制及数据脱敏等。其中，加密技术是保护数据隐私的基础，通过对数据进行编码，只有拥有相应密钥的用户才能解密和访问数据，在绿色供应链中，加密技术应用于存储和传输过程中的数据保护，确保敏感信息不被未授权访问。匿名化处理和数据脱敏技术，则是在确保数据可用性的同时，保护个人和企业的隐私，匿名化处理通过移除或混淆数据中的个人标识信息，使得数据在统计分析等用途中不泄露个人隐私，数据脱敏则是对敏感信息进行替换，如将个人信息替换为虚构的或部分公开的信息，从而保护原始数据。访问控制技术是确保数据隐私的另一个关键环节，通过用户权限和访问级别，控制用户对数据的访问，在绿色供应链中，访问控制可以实现基于角色数据访问，确保只有具备相应职责的用户才能访问特定的数据。

3 绿色供应链追溯系统中应用区块链关键技术与算法

3.1 共识机制

在绿色供应链追溯系统中，共识机制扮演着至关重要的角色，确保交易的一致性和数据的真实性，目前，主流的共识机制包括工作量证明（Proof of Work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS）、委托权益证明（Delegated Proof of Stake，DPoS）等。其中，PoW通过算力竞争来达成共识，是最早的共识机制，如比特币就采用这一机制，然而，PoW机制存在能源消耗大、算力集中化等问题；PoS机制则通过持有币的数量来分配记账权，有效降低能源消耗，如以太坊就计划从PoW切换到PoS，DPoS机制则是在PoS的基础上，引入了选举出代表记账的方式，提高系统的处理速度和效率。在供应链追溯系统中，可以根据实际需求，选择合适的共识机制，比如系统对去中心化要求较高，可以采用PoW或PoS；对处理速度和效率要求较高，则可以考虑DPoS，通过合理的共识机制，可以确保绿色供应链追溯系统中每一笔交易都是真实、一致的，从而保障整个供应链的透明性和可信度。

3.2 加密算法

在绿色供应链追溯系统中，数据安全性至关重要，加密算法作为保护数据安全的重要手段，可以确保数据在传输和存储过程中的安全性。在区块链中，常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法，对称加密算法如AES（高级加密标准），其特点是加密和解密使用相同的密钥，非对称加密算法如RSA（公钥加密算法），其特点是加密和解密使用不同密钥，即公钥和私钥，公钥加密算法不仅可以保证数据的安全性，还可以确保数据的完整性，防止数据在传输过程中被篡改。在绿色供应链追溯系统中，采用对称加密算法和非对称加密算法相结合的方式，对数据进行加密保护，具体来说，使用非对称加密算法对数据进行加密，确保数据在传输和存储过程中的安全性；而对称加密算法则用于对数据进行压缩和加密，提高数据传输和存储的效率，通过合理的加密算法，确保绿色供应链追溯系统中的数据，在传输和存储过程中都是安全的，从而保障整个供应链数据安全。

3.3 存储优化

在绿色供应链追溯系统中，存储优化是一个关键技术，尤其是在面对大数据问题时，其重要性不言而喻。区块链作为一种分布式账本技术，天然具有去中心化特性，使得能够处理大量数据，为了优化存储，绿色供应链追溯系统可以采用多种技术手段，如通过数据压缩技术，可以减少存储空间的占用，提高数据存储的效率，此外通过数据分片技术，将大量的数据分散存储在不同节点上，提高数据的读写速度，降低系统延迟，还可以利用分布式文件系统（如Hadoop的HDFS）来存储大量数据，分布式文件系统可以将数据分散存储在多个节点上，通过其自身调度算法，将数据读写操作分散到各个节点上，从而提高数据读写速度。同时，可以通过数据索引技术，提高数据检索效率，数据索引技术通过为数据建立索引，促使数据快速被检索到，以验证供应链中各个环节。

3.4 智能分析

在绿色供应链追溯系统中，智能分析是一个关键的技术，帮助系统挖掘数据价值，为决策提供支持。随着大数据技术的发展，绿色供应链追溯系统产生大量数据，数据包含了供应链中各个环节的信息，如生产、运输、销售等，智能分析可以通过多种手段来实现，通过数据挖掘技术，发现数据中的模式和关联，数据挖掘技术通过算法分析数据，找出数据中的隐藏模式，对于理解供应链中各个环节之间的关系有着重要作用。此外，还可以利用机器学习技术，对数据进行预测和分类，帮助企业预测市场的变化，并提前做出决策。同时，利用可视化技术，将数据分析的结果以图形的方式展示出来，帮助用户更加直观地理解数据，如通过柱状图、折线图等方式，展示供应链中各个环节数据变化。

4 绿色供应链追溯系统中存在的问题

4.1 技术成熟度低，实施难度大

在绿色供应链追溯系统中，技术的成熟度低和实施难度大是一个显著的问题，目前，虽然二维码、RFID、区块链等技术广泛应用于供应链追溯，但由于绿色供应链涉及的环节众多，包括原材料采购、生产制造、物流运输、销售等，因此需要多方面技术支持，而目前的技术尚未完全成熟，无法满足所有环节的需求。技术的实施难度大，需要对现有的供应链管理系统进行改造和升级，不仅需要投入大量的资金和人力，还需要改变供应链中的各个环节的操作方式，面临很大的阻力，与之相应的设备和基础设施，也需要大量资源投入，增加了实施难度。

4.2 法律法规不完善，风险难以控制

绿色供应链追溯系统的有效运行需要完善的法律法规体系作为保障，但目前现有的法律法规对绿色供应链追溯规范范围有限，很多环节和行为无法可依，导致系统运行中出现的问题难以处理[4]。同时，法律法规执行力度不足，一些企业和个人会因利益驱动而进行违法操作，破坏绿色供应链追溯系统运行，企业在运行绿色供应链追溯系统时面临法律风险，如信息泄露、数据篡改等，阻碍了企业的顺利运行。

4.3 数据孤岛现象严重，信息共享困难

绿色供应链追溯系统需要各个环节信息共享和协同合作，但目前企业间存在严重数据孤岛现象，影响系统的运行效果。由于各个企业间存在竞争关系，大部分企业不愿意共享自己数据，担心数据泄露会导致自己竞争优势丧失，即使有的企业愿意共享数据，但由于数据格式、标准不统一，导致数据难以兼容，影响信息的传递和共享。此外，由于数据的安全性和隐私性问题，企业在共享数据时会面临一定的风险。

4.4 用户接受度低，推广阻力大

绿色供应链追溯系统的推广和应用需要用户广泛参与，由于我国消费者对绿色产品认知度较低，对绿色供应链追溯系统的意义和作用缺乏理解，因此不愿意参与其中。企业在推广绿色供应链追溯系统时，会面临成本上升、操作复杂等问题，导致企业参与意愿降低。由于绿色供应链追溯系统的运行效果需要一定的时间来体现，企业在短期内可能无法看到明显效益，也会影响其参与意愿。

5 区块链技术在绿色供应链追溯系统中应用优化建议

5.1 加强技术研发，提高系统性能

区块链技术在绿色供应链追溯系统中的应用，旨在实现信息透明、降低信任成本、提高供应链效率，然而当前区块链技术尚存在一定的局限性，如交易速度慢、能源消耗大、数据存储受限等，亟待加强技术研发，提高系统性能。在交易速度方面，可以通过优化共识算法、提高区块容量等手段，降低交易确认时间，满足绿色供应链中大量交易的需求。在能源消耗方面，可以研究新型共识机制，如权益证明（Proof of Stake，PoS）等，减少挖矿过程中的能源浪费。此外，为了解决数据存储受限的问题，可以探索分布式存储技术，如IPFS（InterPlanetary File System），实现绿色供应链追溯系统中数据分布式存储和高效检索，还需关注区块链技术与人工智能、大数据、物联网等技术的融合，以实现绿色供应链追溯系统的智能化、自动化，最终提高系统的整体性能。

5.2 完善法律法规，保障各方权益

绿色供应链追溯系统中，各方包括生产商、供应商、分销商、消费者等，涉及多方利益，为确保系统运行的公平、公正，亟须完善法律法规，保障各方权益。一方面，明确绿色供应链追溯系统中各方权利和义务，规范其行为，对于信息泄露、篡改等行为，应当追究主体的相关责任；另一方面，要建立健全监管机制，对绿色供应链追溯系统进行有效监管，包括对系统运行过程中的数据真实性、完整性进行审核，确保供应链中的产品符合环保标准。此外，还需注重法律法规的国际接轨，以便在全球范围内推广绿色供应链追溯系统，共同推动绿色供应链的发展。

5.3 打破数据壁垒，推动信息共享

在绿色供应链追溯系统中，数据壁垒是制约信息共享的关键因素，为了实现绿色供应链的透明化和协同化，必须采取措施打破数据壁垒，推动信息共享[5]。一方面，建立统一的数据标准，规范绿色供应链中各参与方数据格式和接口，从而降低数据交换的难度；另一方面，构建数据交换平台，通过先进的加密和认证技术，确保数据在传输过程中的安全和隐私；还可以利用区块链特性，构建去中心化的数据存储和查询系统，使得绿色供应链中的数据更加公开、透明、可信。

5.4 提升用户教育，加快市场推广

为了推动绿色供应链追溯系统的广泛应用，提升用户教育至关重要，需要针对不同用户群体，如生产商、供应商、分销商、消费者等，提供定制化的教育培训内容，让其深入了解绿色供应链追溯系统的原理、优势和应用场景，可以通过线上线下的方式，如开设网络课程、举办研讨会、开展实地观摩等，增强用户对绿色供应链追溯系统的认知和体验，还可以加强与高校、研究机构的合作，培养一批熟悉绿色供应链追溯系统技术的专业人才，为市场推广提供有力支持。同时，应充分利用各种媒体渠道，如互联网、电视、报纸等，加大绿色供应链追溯系统的宣传力度，营造良好的市场氛围，通过政策引导、资金支持等手段，鼓励企业积极采用绿色供应链追溯系统，以实现绿色供应链的可持续发展。

6 结语

区块链技术在绿色供应链追溯系统中的应用研究显示出较大的潜力和优势，通过构建透明、可追溯、不可篡改的数据链，有效地解决了传统供应链中信息不对称、信任缺失和追溯困难的问题。在绿色供应链管理中，区块链技术有助于确保产品来源的真实性、环保性和可持续性，提高消费者对产品的信任度，同时也为企业带来了更高的管理效率和降低成本的可能性。随着技术的不断完善和成熟，区块链将与物联网、大数据、人工智能等前沿技术相结合，形成更加智能、高效的绿色供应链管理体系，在国家政策的扶持和市场需求的驱动下，将有更多的企业加入绿色供应链追溯的行列，推动整个产业链的绿色转型和升级。