区块链食品溯源应用简析

背景

前段时间，北京突然再次爆发新冠疫情，相关部门在新发地农贸市场的三文鱼案板上查出了新冠病毒，动摇了北京人民对生活必须品供应是否充足的信心，也再次将食品安全推到了“风口浪尖”。

此次“新发地”疫情带动了全国性农贸市场食品安全大排查，大溯源。食品源头大检查很可能将成为常态化工作，因为人民的生命财产安全是第一位的。

传统溯源发展情况及短板

1997年，欧盟为了应对疯牛病问题的挑战，最早提出了食品安全溯源概念，并将其逐步完善为一项食品安全管理制度。2002年，我国开始进行食品溯源体系研究，并逐步制定了一些相关的标准和指南。

目前传统食品溯源主要有三种方式：RFID无线射频技术、QR二维码和条形码。

RFID技术全称叫做无线射频识别即射频识别技术（Radio FrequencyIdentification，RFID），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。但是由于RFID成本较高，所以在高净值的产品溯源中应用较多。

QR二维码中的QR意为QuickResponse二维码，反映出具有快速识读的功能。QR二维码最早由日本丰田子公司Denso Wave于1994年发明，具有信息容量大、可靠性高、成本低等优点。但是QR二维码容易复制，安全程度较低。

条形码（barcode）是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。条形码在小商品和图书识别中应用较为广泛，但是条形码能够存贮的信息容量较小，和QR二维码一样也有容易复制、安全性较低的短板。

以上三种溯源技术都是中心化数据存储的模式，一方面如果系统出现故障，数据容易丢失，另一方面，数据容易被篡改，安全性较低。

区块链食品溯源的优势及发展现状

优点

区块链食品溯源的优势主要有四点：信息链条全面完整、链上信息不可篡改、利用非对称加密技术保护相关参与方隐私、信息登记智能化。

首先是信息链条全面完整，食品的溯源流程可以从农场生产（包括地点、种植日期、收割日期等）到工厂加工（加工日期、出厂日期、原料添加情况等）到分销商、零售商以及中间的物流环节的所有信息都可以上链记录。所以说区块链食品溯源是可以做到从田间地头到餐桌贯穿食品生产加工运输销售的全生命周期的所有相关信息。

第二点，链上信息不可篡改，这是区块链作为分布式账本的一大特点。由于信息的变更需要联盟链内的相关参与方验证或者交由公证人节点验证，所以信息的变更会留痕且全网可见，使得信息篡改失去意义。

第三，利用非对称加密技术保护相关参与方的隐私。非对称加密算法需要两个密钥即公开密钥（简称公钥，对所有人公开）和私有密钥（简称私钥，只有自己知道）。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。运用到食品溯源中，例如消费者可以查询食品的运输过程，但食品加工企业或者分销商和哪家物流公司进行了合作这类信息，由于涉及到部门商业机密，其实可以对消费者保密，但监管部门或者相关参与方可以查询到具体记录。

最后，区块链食品溯源的过程可以实现信息登记智能化。在种养殖、加工制造、销售物流等各个环节，结合物联网和传感设备的进一步应用，数据采集通过机器采集和机器智能信息登记，进行非人工干预的智能信息登记（这是关键所在，一定要保证信息登记非人工化），然后通过区块链技术记录到安全可信任的分布式数据库中，确保信息公开透明。

发展现状

正是由于区块链技术在解决食品溯源方面具有以上多种优势，所以近些年行业发展也比较迅速。根据链塔智库发布《2018中国区块链溯源行业研究报告》，全球食品药品行业防伪溯源市场规模在2018年约为190亿美元，是2016年的 1.4倍，预计该数字在2021年将达到320亿美元。在全球市场中，北美是全球最大的食品溯源市场，2018年的市场规模估算约为73.27亿美元。而中国市场凭借着巨大的人口基数约占全球市场规模的15%左右，约为28.5亿美元，折合人民币约为199.5亿元。

在国内，目前已经有京东与洋河经典、阿里与茅台、IBM与五粮液的合作案例，但基本都集中在高端白酒这类高单位价值、假冒伪劣品众多的行业。

区块链食品溯源的短板及解决方案探讨

区块链食品溯源也不是万能的，目前主要有两大短板：一是成本较高，二是无法保证上链原始信息的真实性。

首先是成本较高，比如咱们想对某个苹果进行溯源，这要从零售商追溯到经销商、果农以及串联这些关联方的物流信息。尤其是果农这边的信息，从苹果的选种、种植、农药的使用到成熟采摘，这些琐碎且时间跨度很大的信息采集会大大增加人力和系统维护成本，最终都摊销到每个苹果上。由于苹果的单位价值比较低，所以摊销的占比就会相对较高，导致苹果价格的大幅上涨，影响销量。所以这也是为什么上文提到的国内案例基本都是高端白酒这类高单位价值产品的溯源方面的应用。

对于该问题，我们相信随着区块链技术的应用不断成熟，可以降低整个行业技术开发及应用的成本；同时区块链与物联网技术的结合可以减少信息上链的人工成本，随着物联网的不断发展，两者的耦合程度会越来越高，应用场景会越来越广，成本也会越来越低。

其次是无法保证上链原始信息的真实性，虽然区块链技术可以保证链上信息不被篡改，但是无法保证人为上传的原始信息一定真实，这其实也是传统溯源方式的通病。

解决上链信息真实性问题的解决方案主要有三种：落实上传虚假信息的责任、通过中心化机构背书、通过物联网与区块链的结合减少人为上传信息的机会。落实上传虚假信息的责任，由于信息上链后无法篡改，所以在产品出问题时可以倒追查哪个环节出了问题，一旦查出了上传虚假信息的情况，对相关责任人进行事先约定的惩罚，提高作弊成本。通过中心化机构背书，即通过将食品检验机构的相关证书上链作为背书，增强该环节的可信度。通过物联网与区块链的结合，物联网的最终目标是让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络，若物体能自动上传时间地点等信息上链，那么会减少很多人为修改原始信息的机会，从而增强原始信息的可信度。

区块链食品溯源的意义及未来展望

食品安全是近年来社会持续关注的话题，利用区块链技术可以对食品进行追踪溯源。从民生角度，一方面保证食品的安全性，另一方面，当食品出现安全问题时，能够快速查找到出现问题的环节以及同类食品在市场上的流向，从而进行靶向解决。从商业价值角度，尤其是对高单位价值的产品，有了可信的溯源资料，可以对商品品质进行背书，从而增加销量并进一步提高商品价值。

对于区块链食品溯源的未来，随着技术不断成熟、成本不断降低，未来绝大多数食品都会采用区块链溯源来进行品质背书，进一步压缩假冒伪劣产品的市场，从而提高人民生活质量。