基于区块链技术的果蔬农产品溯源体系研究

食品安全关系到国计民生。我国作为农产品生产与消费大国，“舌尖上的安全”成为各领域关注的重点。果蔬农产品是农产品的核心组成部分。农业部的数据显示，近年来，因农产品污染、农药残留、重金属超标导致的农产品安全问题频发。构建完善的果蔬农产品溯源体系是保障该产品质量安全的关键，它能够精确追踪从生产到销售之间的各环节，一旦发现问题，可以迅速定位并采取措施，避免大规模销毁。因此，运用区块链技术构建完善的果蔬农产品质量安全溯源体系，确保果蔬农产品从田间到餐桌的每一环节都可追溯。

1.我国果蔬农产品安全问题现状

1.1 果蔬农产品信息不对称

近年来，我国精神文明发展的速度跟不上经济的快速发展，果蔬农产品安全问题频发。果蔬农产品的信息不对称是这些安全问题的原因之一，导致信息不对称的源头则在于大量信息掌握在果蔬农产品生产商和中间流通商手上，存在隐瞒大量可造假产品信息不对外公布的情况。这种情况下，消费者无法追溯果蔬农产品信息，这不仅侵害了消费者的权益，更对整个果蔬农产品行业的健康发展产生影响。因此，全面、透明地公示果蔬农产品安全信息，是保障食品安全关键措施。

1.2 原料信息填写不准确

除了供货商隐瞒不报外，由于信息是人工录入，果蔬农产品原料地填写的原料信息不够准确，果蔬农产品信息溯源会因为找不到准确信息而中断。以蔬菜为例，许多蔬菜在进行杀虫后，没有对杀虫剂的具体型号进行标注，导致蔬菜溯源信息不准确。原料信息填写不准确，不仅影响蔬菜信息溯源，也可能导致后续加工环节出现问题。而对于食品监督部门，在追查事故问题时也会由于原料信息填写不准确而无法追责。因此，准确填写原料信息对于果蔬农产品溯源是的一个必要条件。

1.3 产品信息被篡改

在整个果蔬农产品供应链中，从生产、运输到销售全部过程信息的真实性至关重要。为了自己的安全，消费者在采购产品的时候都会查看产品相关信息。如果看到的信息都是篡改过假的信息，食品安全将面临巨大的诚信危机。目前，一些不法商家为牟取短期利益，减少果蔬农产品生产成本，不惜铤而走险，对产品信息进行篡改。例如，生产日期就是非常重要的信息，某些不法商家篡改生产日期再销售，若时间遭遇篡改，则会影响果蔬农产品的货架期。消费者购买保质期内的产品很可能是篡改了时间的过期产品，严重损害了消费者的健康。

因此，如何避免生产、销售等信息只掌握在生产商和中间流通商手中，防止不良厂商私自篡改，对于果蔬农产品行业的健康发展至关重要。

2. 区块链技术的特点

区块链是一种块链式存储、防篡改、安全可靠的去中心化分布式账本。这种分布式账本在比特币、物联网、供应链管理等领域得到了广泛的应用。

2.1 去中心化特性

区块链技术是由无数个节点组成的共享分布式账本。链上记录的信息在多个节点上都有备份，通过区块链网络端口可对这些节点存储的信息进行查询。区块链技术通过无数个节点组合的方式，实现了信息的全面备份与高效查询，从而打破了传统中心化管理的模式。各参与实体一起维护这一分布式账本，能够实现信息的即时访问与共享。在果蔬农产品信息溯源中，区块链技术以独特的去中心化特性，有效解决了果蔬农产品溯源的难题。

2.2 防篡改性

在传统的分布式系统中，由于节点之间没有信任机制，容易受到恶意节点的攻击导致系统数据被篡改。区块链设计了一种共识算法机制，该机制能够在多个不可靠节点网络中实现一致性。区块链的数据是由网络中的节点共同验证和确认的，每个节点都需要通过一定的算法来竞争打包区块的权利。想要修改区块链上的数据必须攻击至少51%的节点，或者至少51%的节点认同修改这一数据才能实现。因此，篡改区块链上的数据难度极大，安全性。

2.3 可追溯性

区块链是一种由多个区块组成的链式数据存储结构，每个区块的区块头中都嵌入了前一个区块的哈希值。此外，每个区块都包含了Merkle树结构与唯一的时间戳标识。通过利用Merkle树结构和时间戳以及各区块之间的联系，可以对区块信息进行可靠的追溯。因此，区块链可以实现对数据源头的追溯，为溯源领域的应用提供了新全新的思路。

3.构建基于区块链果蔬农产品溯源体系

区块链技术具备了去中心化、防篡改、公开透明性等优势，能够在复杂的网络中建立安全可靠的信息存储和交换。发挥区块链技术这些优势可以解决当前果蔬农产品溯源的难题。把区块链技术应用到果蔬农产品溯源中，构建区块链果蔬农产品溯源体系是关键。

图1是基于区块链的果蔬农产品溯源体系框架。

在种植与生产加工环节，借助先进的物联网技术对果蔬农产品的种植、生长加工情况实时监测。这一过程中，完整记录农产品生长时的各项环境条件、农药化肥使用情况、加工工艺等关键数据。为确保数据的真实性与不可篡改性，把实时监测的数据上传到区块链中。所有参与溯源数据的主体（包括企业、监管单位、消费者）只有查看的权限，不能修改数据。

在存储运输环节，已完成生产加工的果蔬农产品需要统一存储后，再运输到市场销售。在存储运输过程中，利用物联网技术实时监测存储环境、运输路径、产品入库等信息，并将这些信息实时上传到区块链中。通过对存储运输过程数据的实时监测，能够准确追溯果蔬农产品的相关信息，确保每一环节的信息都可追溯。

在最后的销售环节，每一份果蔬农产品都会赋予一个的二维码。二维码记录了果蔬农产品从种植到销售过程的全部数据。消费者只需扫描二维码，便能够获取果蔬农产品的全部的真实信息。消费者根据自己的需要查看相对应的数据。

4. 提出基于区块链的果蔬农产品溯源体系建议

区块链以其不可篡改、分布式、去中心化的特点，在果蔬农产品安全溯源领域展现出显著优势。然而，果蔬农产品溯源体系涉及多学科交叉、多角色协同与多方面监管。在此背景下，提出以下建议。

4.1 健全果蔬农产品溯源安全体系

为推进果蔬农产品安全体系良好发展、加快区块链技术在果蔬农产品溯源中的应用，采取重点企业试点与一般企业跟进的策略。以果蔬农产品的当地龙头企业为突破口，大力推动其率先采纳区块链溯源技术，以此形成示范效应，进而引领并带动一般企业积极跟进，健全果蔬农产品溯源体系。同时联合农业监管部门与市场监管部门，共同组建专门的果蔬农产品监管工作小组，以实现对果蔬农产品监管工作的统一指挥与协调。此举旨在有效避免多头监管、多部门监管以及多段监管等问题的出现，确保监管工作的高效与有序。

4.2 完善果蔬农产品溯源标准

果蔬农产品相关监管部门应当尽快形成溯源体系统一标准。规范果蔬农产品溯源体系的应用，使该产品的溯源信息在全网具有一致性。各企业、农户、散户等在使用基于区块链技术的果蔬农产品溯源体系时，用一种数据格式就可以完成所有数据信息的同步上传，不需学习更多繁杂的操作技术。这为果蔬农产品溯源体系中的数据信息管理提供了便捷，进一步推动了果蔬农产品溯源体系的构建、应用以及推广。

4.3 促进区块链技术与物联网融合

区块链技术以其独特的优势，能够弥补当前果蔬农产品溯源体系的不足。现有系统数据录入依赖人工，缺乏自动化监控手段。通过与融合物联网技术进行融合实现各类数据的实时监测与传输。区块链的溯源由多方参与，溯源的每个环节都是一个独立的节点，通过为各个节点安装物联网设备如传感器、摄像头等硬件设备，采集果蔬农产品环境监测数据，生长视频和虫情灾害等信息，能够实时掌握果蔬农产品的各类数据。且所有数据在采集后可直接导入区块链数据库中，避免了人为操作的可能性，从源头上保证了数据的精确性和实时性。这种深度融合将提升果蔬农产品溯源的效率和准确性，从而更好地服务于果蔬农产品的溯源体系。

结语

在区块链技术快速发展的背景下，本文对果蔬农产品溯源体系进行了分析研究。区块链技术以其独特的去中心和不可篡改的特点，为果蔬农产品的溯源体系提供了技术保障。该体系对果蔬农产品全流程的实时监控与精准溯源，提高果蔬农产品安全预警和风险防控能力。同时，本文进一步提出构建果蔬农产品安全体系的相关建议，为我国果蔬农产品产业的可持续和健康发展提供一个新的思路。

基金项目

吉安职业技术学院2021年校级自然科学项目《区块链技术在果蔬农产品溯源体系中的应用研究》（项目编号：21KX103）（项目类别：一般项目）。

作者简介

彭胜喜（1989-），男，汉族，宁波大学硕士，助教；研究方向：电子信息、计算机技术。