基于区块链技术的砀山酥梨溯源系统研究

汪星礼 高铭悦 杨娟

【摘 要】采用基于区块链的技术，对砀山酥梨采用溯源的方式，来保证市场上砀山酥梨来源的可靠性，同时也为消费者提供可靠的食品安全保障。利用区块链技术中的去中心化、公开透明、数据块链防伪、数据分享、P2P数据传输等特点，将农场、农户、销售企业、物流仓企业、认证机构、食品加工企业等加入到组织链上，可以将每个重要节点上的信息都构成一个价值和信息的共享链条，做到可以溯源，从技术上打破了传统的溯源平台信息不透明、数据内容容易被修改、安全性差、相对封闭等弊端。

【关键词】去中心化;共享链条;区块链

一、引言

砀山酥梨栽种历史源远流长，是我国传统三大名梨之首，以其汁多味甜且具化痰止咳的功能而驰名中外。2017年10月13日，中华人民共和国国务院发布文件《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》，该建议提及的重要项目：创新农业产业组织体制;提高农牧业生产系统化技术水平;提高质量安全性的可追溯功能。强化农作物和食品冷链设施及规范化建设，降低流通成本和损耗。

如果将区块链技术即时应用到农产品，可以完成下面三个功能：

（1）农业人员可以更快、更安全地向消费者销售农作物;

（2）购买者可以明确地了解到农产品的来源，以及生产日期，安心食用食品;

（3）农作物生产者和加工商可以清楚地知道哪一个环节出现了问题，以便及时改进。

二、基于区块链技术的砀山酥梨溯源系统总体设计

建立基于区块链技术下的砀山酥梨溯源系统，该框架主要包括线下产品信息采集、在线数据搜索、数据分析预测及改进管理应用，其中线下产品采集主要是对酥梨从种植到被售卖的一整套信息的采集;在线数据查询平台是将采集的信息以区块的方式发布到网上，以支撑分析预警与优化管理的应用系统建设。整个系统由信息的收集，刷选，处理，优化等组成，观察项目实施效果是否达到四个方面的目标：一是保证信息的来源可靠，二是保证信息的直观明了，三是保证信息的及时有用，四是提供及时的服务。区块链相关技术在农产品追溯系统中的应用，不再是由原来的产品追溯系统向基于区块链底层协议支持的中央服务器端平台的技术变革，而是需要提供一个分散的数据和信息交互网络[1]。

农产品可追溯系统是农产品生产、加工、销售的产业链各个节点的信息认证，通过溯源代码可以追查出农产品在各个节点的信息数据，明确责任，确保的安全性。追溯目前采用的智能标签（RFID）和二维码（或条形码）技术已经较为成熟，区块链可以切入的方向有2个。

（一）数据安全

目前，溯源信息储存在溯源平台系统中，这种集中存储模式存在安全问题，例如，网络攻击、数据损毁、人为修改伪造，都可能会造成无法弥补的重大损失。利用区块链的相关技术，可以将农产品从生产到加工以及衍生的物流、销售等各个环节产生并把这些数据信息上链[2]，记录储存在区块链分布式网络中，数据信息一旦上链便不可修改，克服了数据安全的难题。

（二）新商业模式

溯源系統依靠于记录在数据库中的溯源数据，但是难以确保人工录入溯源信息时不出现错误。农产品溯源产业链中的农民（或生产的企业）、销售公司、物流公司、加工企业、顾客等都是相互隔离的，缺少信任机制。基于区块链的通证经济可以通过智能合约的形式，实现溯源节点间的信任机制，并随着溯源信息在节点中推进，向节点发送电子币作为奖赏，使其从溯源系统的参加者变成拥有者，可以有效地保证录入的质量。

三、关键技术

（一）分布式账本

区块链是一种分散的记录技术，它由分布在不同地方的多个节点共同完成交易记账，参与该系统的节点有可能来自不同的组织，每一个正常的节点都可以记录完整的账目。因此，区块链数据由所有节点共同维护，每个维护节点都能拷贝取得一份完整或着部分记录的副本。另外，由于记账节点够多，从理论上看，除非全部的节点被攻击或者破坏，否则账目会一直保持它的完整性，从而确保了账目数据的可靠性。

（二）非对称加密算法

经常使用的非对称加密算法包括RSA加密算法、Elgamal加密算法、D-H矩阵、椭圆曲线加密算法（ECC）等。交易信息是存储在区块链上的，并且是透明公开的状态，高度加密的是账户的身份信息，并且会同时产生并拥有公钥和私钥，其他人是可以知道公钥的，但是只有数据拥有者才知道私钥信息，只有经过数据拥有者授权才有权力访问，从而确保了数据安全性和个人隐私。其框架如图一所示。

（三）时间戳伺服器

时间戳是跟在每一个区块的哈希后，并发布出去，每一个时间戳是用来证明资料的时效性，每个时间戳都使用前面的戳进行哈希计算，从而形成一种用来保证区块序列的链条。

四、结语

将区块链相关技术应用在农产品溯源系统中，从技术上讲，不仅将原来的产品追溯系统转变为以区块链底层协议为支撑的中央服务器平台，还需要数据信息交互网络和获取一个各方弱中心化的数据。在这个网络中，农户、种子商、农产品质量检测有关部门、批发商、销售商、以及提供金融服务的相关企业都可以通过链上同步共享数据，通过链上账本、对身份验证进行严格加密以及链上的各种接口共享区块链带来的高效、便捷和信任增强，同时这些节点要想提高对这些权利的享有程度，必须肩负着保障数据可靠性的责任。

【参考文献】

[1]王馨迪.科技投入项目（应用类）绩效评价体系研究[D].北京交通大学，2017（10）：13-15.

[2]熊爱宗.以太坊，发展前景广阔[J].世界知识，2017（13）：14-16.

作者简介：汪星礼 （1998-），男，安徽合肥，本科，现在宿州学院信息工程学院。

基金项目：2018年安徽省大学生创新创业项目（201810379100）;2018年安徽省宿州学院质量工程项目（szxy2018ccjy01）;2018年第二批产学合作协同育人项目（201802070215）。