基于区块链技术的农产品溯源体系研究
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（西安邮电大学经济与管理学院，陕西西安 ７１００６１）
摘要：目前农产品溯源体系存在较多问题，以中心化的传统管理运作方式和数据信息维护整合较为困难，同时存 在农产品不同环节的信任问题。针对这些问题，提出借助区块链技术，结合时间戳技术、防篡改技术、加密技术和共识 机制构建区块链技术下的农产品溯源体系，从数据采集层、数据层、网络层、应用层对数据录入、数据查询和系统环节 应用进行研究，以实现农产品在生产、加工、监管、运输、零售环节中信息记录的防篡改、可追溯性，并通过去中心化的 网络特性解决农产品溯源体系中存在的数据孤岛问题。区块链技术应用于农产品溯源可防止传统溯源方法的数据乱 象丛生现象，也将大大保证农产品质量安全和溯源的发展。 关键词：区块链；农产品；溯源；信任；防篡改 中图分类号：Ｓ１２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０１９）１３－０２４５－０４
江苏农业科学 ２０１９年第 ４７卷第 １３期
张 利，童 舟．基于区块链技术的农产品溯源体系研究［Ｊ］．江苏农业科学，２０１９，４７（１３）：２４５－２４９． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１９．１３．０５９
— ２４５—
基于区块链技术的农产品溯源体系研究
张 利，童 舟
国内对农产品溯源体系及技术的研究虽起步较晚，但发 展迅速，在 ２０１７年通过文献搜索农产品溯源相关文献已达到 ２００多篇。对于农产品溯源的解决办法最早由郑大宇等提出 基于 ＲＦＩＤ的农产品包装追踪与溯源是最有效的方法 。 ［７］ 邓 勋飞等通过分析我国农产品的加工生产及流通环节，应用地 理信息系统（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，简称 ＧＩＳ）技术结 合农产品适宜养殖情况进行同集成开发展工具（ＩＤＥ）的编码 关联，实现了产地信息的可视化表达［８］。随着通信技术和物 联网技术的逐步应用，郑火国等基于通用分组天线服务持术 （ＧＰＲＳ）研发出 农 产 品 移 动 终 端，为 监 管 机 构 及 消 费 者 实 时 对农产品质 量 进 行 溯 源 追 踪 ［９］。 李 成 等 通 过 稳 定 同 位 素 质 谱技术对农产品原产地溯源应用进行研究，并展望了稳定同 位素技术在农产品溯源中的未来发展趋势 。 ［１０］ 杨彦提出将 物联网、电 商 平 台 和 二 维 码 与 农 产 品 生 产 进 行 结 合，利 用 ＲＦＩＤ和二维码技术构建一套适合农产品溯源系统的电商平 台［１１］。而对于传统 ＲＦＩＤ和二维码的专门查询装备不便的情 况，张友桥等 结 合 智 能 手 机 中 的 近 距 离 无 线 通 信 技 术 （ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，简称 ＮＦＣ）模块对农产品溯源信息存储和 存储权限提供了可靠易操作的平台设计［１２］。近年来，随着云 计算、大数据、人工智能概念的火热，也有不少运用在农产品 溯源的研究，马丽平等针对目前农产品溯源系统中的问题，提 出基于云计算的农产品系统设计平台方案 。 ［１３］ 吴成伟等通 过微信平台对农产品的生产、加工及销售环节结合商密算法 的二维码技术对溯源系统进行监控及管理 。 ［１４］ 在农产品溯 源体系建立的问题中，黄全高以物联网技术及新技术的快速 发展为农产品质量溯源体系建立了难得的契机［１５］，而马婵华
现阶段，溯源信息化一直是学术界和技术界的研究热点， 国外学者对农产品溯源的研究较早，Ｂｅａｍｏｎ提出了农产品供 应链溯源的几个关键指标及测量设计［１］；Ｈｕａｎｇ等提出了一 种基 于 供 应 链 运 作 参 考 模 型 （ｓｕｐｐｌｙ－ｃｈａｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ－ｍｏｄｅｌ，简称 ＳＣＯＲ）的信息化供应链溯源方案，可
收稿日期：２０１８－０４－１１ 基金项目：陕西省教 育厅哲学社会科 学重点 研究基 地项目 （编 号：
１７ＪＺ０６７）；西安市 ２０１８年度社会科学规划基金（编号：１８Ｊ７７）；西 安邮电大学研究生创新基金（编号：ｃｘｊｊ２０１７０７２）。 作者简介：张 利（１９６８—），男，陕西澄城人，博士，教授，从事产业链 理论与信息产业价 值 链 整 合 和 电 子 商 务 研 究。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｏｚｈａｎｇｌｉ ＠１２６．ｃｏｍ。 通信作者：童 舟，硕 士 研 究 生，研 究 方 向 为 区 块 链 与 电 子 商 务。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｔｊｍａｌ＠１２６．ｃｏｍ。
近年来，农产品安全一直是百姓和政府关注的焦点，化学 农药、化肥、催熟剂和禽流感、瘦肉精等一系列农产品安全问 题愈加受到重视，其中有 ３大痛点一直是农产品安全亟须解 ห้องสมุดไป่ตู้的问题。一是消费者对食品加工生产企业的信任问题。随 着国家对农产品安全的整治力度加大，违法农产品加工企业 暴露在社会公众的面前，其中不乏大型知名企业被查出农产 品安全问题，更加重了百姓对农产品生产加工行业的不信任 感。二是农产品溯源问题依旧突出。多数农产品的质量水平 受到环境等因素的影响，而添加剂的滥用和环境污染将直接 影响农产品质量的高低。一旦出现产品质量问题，供应链的 上游环节及加工环节很难被认定责任，因此多数零售业和餐 饮业成为主要责任者。三是相比国外发达国家的追溯体系建 设，我国农产品追溯系统仍处于摸索阶段，多数细节问题仍存 在技术和管理的落后。虽然大型农产品生产加工企业拥有自 己的溯源平台，但在标准建立和信息传递时仍存在较大的欠 缺。２０１６年国家食品药品监督管理总局发布《进一步完善食 品药品追溯体系的意 见 （征 求 意 见 稿 ）》，鼓 励 生 产 加 工 企 业 运用自身或第三方信息技术企业提供产品追溯专业服务，实 现行业、企业与政府之间的信息互通互联共享。
以借助计算机进行信息辅助监控［２］；Ｙａｎ等设计了一种基于 射频识别（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，简称 ＲＦＩＤ）与物联网 技术结合 的 溯 源 信 息 交 互 模 型，提 升 了 信 息 流 通 效 率 ； ［３］ Ｓｅｕｒｉｎｇ分析了农产 品 在 供 应 链 管 控 中 的 各 种 建 模 方 法 的 可 行性［４］；Ｓｔａｄｔｌｅｒ论述了农产品供应链管控的关键因素及设计 方向 ［５］；Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ指沃尔 玛 超 市 利 用 物 品 条 形 码 技 术 与 射 频通信技术建立了一条高效率的溯源信息监控系统［６］。
摘要：目前农产品溯源体系存在较多问题，以中心化的传统管理运作方式和数据信息维护整合较为困难，同时存 在农产品不同环节的信任问题。针对这些问题，提出借助区块链技术，结合时间戳技术、防篡改技术、加密技术和共识 机制构建区块链技术下的农产品溯源体系，从数据采集层、数据层、网络层、应用层对数据录入、数据查询和系统环节 应用进行研究，以实现农产品在生产、加工、监管、运输、零售环节中信息记录的防篡改、可追溯性，并通过去中心化的 网络特性解决农产品溯源体系中存在的数据孤岛问题。区块链技术应用于农产品溯源可防止传统溯源方法的数据乱 象丛生现象，也将大大保证农产品质量安全和溯源的发展。 关键词：区块链；农产品；溯源；信任；防篡改 中图分类号：Ｓ１２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０１９）１３－０２４５－０４
江苏农业科学 ２０１９年第 ４７卷第 １３期
张 利，童 舟．基于区块链技术的农产品溯源体系研究［Ｊ］．江苏农业科学，２０１９，４７（１３）：２４５－２４９． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１９．１３．０５９
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基于区块链技术的农产品溯源体系研究
张 利，童 舟
国内对农产品溯源体系及技术的研究虽起步较晚，但发 展迅速，在 ２０１７年通过文献搜索农产品溯源相关文献已达到 ２００多篇。对于农产品溯源的解决办法最早由郑大宇等提出 基于 ＲＦＩＤ的农产品包装追踪与溯源是最有效的方法 。 ［７］ 邓 勋飞等通过分析我国农产品的加工生产及流通环节，应用地 理信息系统（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，简称 ＧＩＳ）技术结 合农产品适宜养殖情况进行同集成开发展工具（ＩＤＥ）的编码 关联，实现了产地信息的可视化表达［８］。随着通信技术和物 联网技术的逐步应用，郑火国等基于通用分组天线服务持术 （ＧＰＲＳ）研发出 农 产 品 移 动 终 端，为 监 管 机 构 及 消 费 者 实 时 对农产品质 量 进 行 溯 源 追 踪 ［９］。 李 成 等 通 过 稳 定 同 位 素 质 谱技术对农产品原产地溯源应用进行研究，并展望了稳定同 位素技术在农产品溯源中的未来发展趋势 。 ［１０］ 杨彦提出将 物联网、电 商 平 台 和 二 维 码 与 农 产 品 生 产 进 行 结 合，利 用 ＲＦＩＤ和二维码技术构建一套适合农产品溯源系统的电商平 台［１１］。而对于传统 ＲＦＩＤ和二维码的专门查询装备不便的情 况，张友桥等 结 合 智 能 手 机 中 的 近 距 离 无 线 通 信 技 术 （ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，简称 ＮＦＣ）模块对农产品溯源信息存储和 存储权限提供了可靠易操作的平台设计［１２］。近年来，随着云 计算、大数据、人工智能概念的火热，也有不少运用在农产品 溯源的研究，马丽平等针对目前农产品溯源系统中的问题，提 出基于云计算的农产品系统设计平台方案 。 ［１３］ 吴成伟等通 过微信平台对农产品的生产、加工及销售环节结合商密算法 的二维码技术对溯源系统进行监控及管理 。 ［１４］ 在农产品溯 源体系建立的问题中，黄全高以物联网技术及新技术的快速 发展为农产品质量溯源体系建立了难得的契机［１５］，而马婵华
现阶段，溯源信息化一直是学术界和技术界的研究热点， 国外学者对农产品溯源的研究较早，Ｂｅａｍｏｎ提出了农产品供 应链溯源的几个关键指标及测量设计［１］；Ｈｕａｎｇ等提出了一 种基 于 供 应 链 运 作 参 考 模 型 （ｓｕｐｐｌｙ－ｃｈａｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ－ｍｏｄｅｌ，简称 ＳＣＯＲ）的信息化供应链溯源方案，可
收稿日期：２０１８－０４－１１ 基金项目：陕西省教 育厅哲学社会科 学重点 研究基 地项目 （编 号：
１７ＪＺ０６７）；西安市 ２０１８年度社会科学规划基金（编号：１８Ｊ７７）；西 安邮电大学研究生创新基金（编号：ｃｘｊｊ２０１７０７２）。 作者简介：张 利（１９６８—），男，陕西澄城人，博士，教授，从事产业链 理论与信息产业价 值 链 整 合 和 电 子 商 务 研 究。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｏｚｈａｎｇｌｉ ＠１２６．ｃｏｍ。 通信作者：童 舟，硕 士 研 究 生，研 究 方 向 为 区 块 链 与 电 子 商 务。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｔｊｍａｌ＠１２６．ｃｏｍ。
近年来，农产品安全一直是百姓和政府关注的焦点，化学 农药、化肥、催熟剂和禽流感、瘦肉精等一系列农产品安全问 题愈加受到重视，其中有 ３大痛点一直是农产品安全亟须解 ห้องสมุดไป่ตู้的问题。一是消费者对食品加工生产企业的信任问题。随 着国家对农产品安全的整治力度加大，违法农产品加工企业 暴露在社会公众的面前，其中不乏大型知名企业被查出农产 品安全问题，更加重了百姓对农产品生产加工行业的不信任 感。二是农产品溯源问题依旧突出。多数农产品的质量水平 受到环境等因素的影响，而添加剂的滥用和环境污染将直接 影响农产品质量的高低。一旦出现产品质量问题，供应链的 上游环节及加工环节很难被认定责任，因此多数零售业和餐 饮业成为主要责任者。三是相比国外发达国家的追溯体系建 设，我国农产品追溯系统仍处于摸索阶段，多数细节问题仍存 在技术和管理的落后。虽然大型农产品生产加工企业拥有自 己的溯源平台，但在标准建立和信息传递时仍存在较大的欠 缺。２０１６年国家食品药品监督管理总局发布《进一步完善食 品药品追溯体系的意 见 （征 求 意 见 稿 ）》，鼓 励 生 产 加 工 企 业 运用自身或第三方信息技术企业提供产品追溯专业服务，实 现行业、企业与政府之间的信息互通互联共享。
以借助计算机进行信息辅助监控［２］；Ｙａｎ等设计了一种基于 射频识别（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，简称 ＲＦＩＤ）与物联网 技术结合 的 溯 源 信 息 交 互 模 型，提 升 了 信 息 流 通 效 率 ； ［３］ Ｓｅｕｒｉｎｇ分析了农产 品 在 供 应 链 管 控 中 的 各 种 建 模 方 法 的 可 行性［４］；Ｓｔａｄｔｌｅｒ论述了农产品供应链管控的关键因素及设计 方向 ［５］；Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ指沃尔 玛 超 市 利 用 物 品 条 形 码 技 术 与 射 频通信技术建立了一条高效率的溯源信息监控系统［６］。