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我国农产品质量溯源始于2006年农业部正式提出建立农产品质量安全追溯体系。目前，国家层面开展的农产品质量追溯体系主要有农业农村部牵头的国家农产品追溯体系、动物标识和疾病追踪系统、水产品质量安全跟踪体系、农产品质量安全追溯体系以及商务部领导的肉类蔬菜流通溯源系统等。2013年我国食品安全监管体制改革后，食品安全监管职能正式步入“全产业链管理”模式，各地方政府和企业积极推进相关工作，其中北京市、江苏省、上海市、山东省等地已经建立了自己的农产品质量安全溯源体系平台。商务部和财政部分5批支持全国58个试点城市建立肉类蔬菜溯源体系，支持在18个省份建立中药材溯源体系，目前已经形成了全国城乡辐射追踪网络。企业层面上，农产品龙头企业如光明牧业、中粮集团等也在致力于建立从原料到餐桌的农产品全程追溯平台。目前，国内对溯源的研究思路集中在将经济管理学思想与二维码等电子标签技术相结合，构建的农产品质量追溯体系主要存在以下几个问题。
第一，数据安全性差，中心数据库可篡改。
现有溯源系统数据来源于各个流通环节农产品拥有者的数据上传，追溯数据的录入、跟踪主要是依靠企业的自觉自律，数据质量难以保证；农产品溯源标签不具有唯一性，农产品生产及流转数据可修改上传或选择性上传，这就产生了窜货及信息造假的问题。现有平台以中心化数据库为基础进行建设，中心化数据库无论是由政府还是第三方监管，数据安全依赖制度制约，系统漏洞下，中心数据库可以单方面修改数据，无法解决修改后信息的“信任”问题。
第二，农产品质量问题责任主体难以确定，追溯成本高，消费者参与度低。由于现有溯源体系不能精确确认农产品在各个节点的状态，出现农产品质量事故时无法迅速而准确确定责任主体，需额外承担确认成本，不利于政府联动监管、快速响应。由于整个追溯系统效率低下，缺乏便捷的追溯码，进而造成消费者追溯流程烦琐，参与追溯意愿低，只有在农产品质量事故发生之后，才能实现大规模的溯源式查处，无法起到预防作用。
第三，追溯系统的信息获取和共享能力不足。
从追溯系统建设层面上，追溯体系覆盖城乡，建设面较广，参与的主体众多，由于采取分段、分环节的监管制度，各部门依据自身需求，自建数据库并设计开发了不同的追溯系统，造成极大的资源浪费，同时由于技术标准不兼容，追溯链条对接困难，溯源信息无法共享，容易产生信息不对称，难以实现对信息完整的跟踪与追溯。从系统使用主体层面上，农产品生产及流通环节过程中企业本身参与追溯意愿不强，管理不够规范，信息记录难度较大；农户文化水平普遍偏低，不愿意花过多的时间和精力用于采集生产过程信息，也增加了农产品质量安全监管及信息采集的难度。
第四，质量安全追溯体系的管理难度大、效率低。
我国农产品经营具有“长距离、多环节、广流通”的特点，农产品流通的主体不仅是生产者和消费者，还包括购买、存储、运输、销售等环节，影响系统运行效率的不确定因素很多，管理难度大。整个系统的管理分为技术管理和系统管理，技术管理主要包括各种标志、数据存储、数据采集和传输等，系统管理主要是由各监管部门发布的法规和制度，工作量大，内容复杂，人工监督和管理都无法有效地追溯到源头。
根据以上痛点，以及在商品流通领域中遇到的类似问题，区块链为构建完美农产品溯源体系提供了很好的解决方案。区块链技术有如下特征：
（1）去中心/中介化的信任。系统自身保证其真实性，不需要外在信任背书主体介入。
（2）稳定性、可靠性、持续性。因为它是一个分布式的网络架构，不存在单点故障，所以在整体的技术架构方面有着更强的稳定性、可靠性和持续性。
（3）高安全性的加密机制。共识机制不需要第三方的介入，而是通过技术背书，来完成整个交易。
（4）交易的公开透明和不可篡改性。
从上面特征，我们可以看到区块链技术是天然适合解决商品溯源与流通上的痛点，主要体现在以下几个方面：
①我们可以通过区块链多方参与，共同维护同一个账本的形式，争取尽可能多的商品供应链参与方参与其中。参与方越多，共同维护的数据节点就越多，越容易给消费者带来更多的信任背书。
②区块链自身去中心化的特征，分布式的网络天然克服了中心化系统的各种弊端。同时还能回避人为作恶或者数据意外损失的问题。
③多方共同维护同一账本的特性，帮助我们打破不同系统间信息孤岛的问题。同时还可以带来支付即结算的清算功能。减少多方重复对账带来的问题和成本。
另外，对于区块链数据在上链之前的真实性问题，也是大部分人担心的问题。虽然区块链技术能够保证上链后数据真实，不可篡改，但对于尚未上链前的数据并不能确保其真实性，但是目前我们已经存在多种技术手段，现在用得多的是物联网技术和预言机技术，比如说在商品喷码上链的时候，我们可以在包装盒里面放置一个绑定电子标签的GPS设备。通过输入对应实时的GPS数据上链，跟随着该商品记录供应链中实时流转的GPS定位信息，即可保证该商品在区块链前地理位置的真实性。或者说我们通过物体数字指纹技术来鉴别艺术品，通过建立指纹库，来给予物体上链前线下真伪鉴定的方式和手段。
因此，总的来说，区块链可以在保证商品数据记入区块链后，对于整个参与区块链的实体都能透明地看到其中每个环节信息，且信息不会被人为篡改。信息可以回溯到记入的每个交易点，且避免了单点数据损坏没有备份的威胁。可以说，区块链给我们在商品溯源流通领域上带来一个全新的思路，让我们扫除信息盲点，带来更多的交易信息细节价值。
为了解决我国农产品质量溯源体系面临的矛盾，基于区块链的特点，本文设计了基于区块链技术的农产品可追溯系统模型（如图8-1所示），为问题的解决提供了方案。依据目前我国农产品流通的一般环节，充分考虑规模效应和管理难度，将区块链农产品质量追溯系统模式参与方设定为消费者、生产商、物流商、采购商、零售商、监管部门6大节点。各节点之间数据实时共享，在保证真实的前提下，实现数据的有效跟踪和追溯。
农产品质量溯源涉及农产品生产、储运、采购、销售、加工等多个环节，系统各个环节之间高效协作是实现农产品有效追溯的重要保障。应用区块链技术构建的农产品质量溯源系统包括6个核心节点，分别是：生产商节点、物流商节点、收购商节点、零售商节点、消费者节点以及监管部门节点。溯源流程步骤如下：
图8-1 溯源体系系统模型总体设计
步骤1：生产商节点信息采集。
生产商节点在获得相应的权限后，生产农产品并标识唯一RFID溯源码，对生产管理和信息进行采集，将企业主体备案、农业投入和生产使用、交易信息备案、农产品溯源码信息和生产管理和采集信息进行上链。
步骤2：物流商节点信息采集。
物流商节点在获得相应权限后，通过采集管理和信息采集，将物流企业主体备案、运输信息、采集管理和采集信息上链。
步骤3：采购商节点信息采集。
采购商节点在获得相应权限后，通过采集管理和信息采集，将企业主体备案、交易信息、采集管理和采集信息以及流通过程中的商品信息如存储、农产品的质量等数据进行上链。
步骤4：经销商节点信息采集。
经销商节点在获得相应的权限后，通过信息管理和采集，将企业主体备案、采集管理和采集信息、交易信息和流通过程中的商品信息如存储状态、产品质量等数据进行上链。
步骤5：监管和监督流程。
农产品质量追溯具有公益性、复杂性、链条性、系统性、覆盖性的特点。农产品质量追溯体系的建设离不开政府的监督管理，质检部门等相关机构在确保食品安全等问题上起主导作用，政府监督管理职能贯穿农产品追溯的整个流程。监管部门通过对生产商、采购商、零售商、物流商进行资格认证，将其终端作为节点加入联盟链中，同时将监管信息上链；并根据农产品的生产、加工、运输、储存、销售环节信息和消费者反馈信息对生产商、物流商、采购商、零售商做出相应的调整或奖惩。
步骤6：消费者节点追溯流程。
消费者节点在获得相应权限后，在特定的设备上通过扫描RFID电子标签查询整个交易的流程，并通过此设备将反馈信息（如投诉信息、商品的评价信息等）上链。上述过程中，信息在各个节点上链后产生区块，联盟链中所有节点的分布式数据库同步更新，且系统中的所有节点均具有查询和追踪货物的功能。
产品可追溯系统由以下几个功能模块组成。
1．可追溯信息管理功能模块（图8-2）
图8-2 可追溯信息管理功能列表
2．数据统计及追溯管理功能模块（图8-3）
图8-3 数据统计及追溯管理功能列表
传统溯源系统因为节点数量太多，中心平台集中管理数据节点和数据、农业物联网与中心平台数据交互很难实现，而基于区块链的农产品溯源可以通过证书颁发机构（certificate authority，CA）认证机制，物联网数据被采集后无须被中心角色认可，即可直接写入数据区块并记录到区块链，进入整个追溯体系中。
区块链数据库会及时更新，并存储在各个节点数据库中。可以提取整个链中任一节点的数据来验证其他节点数据的正确性，在整个体系中，只有大部分节点（甚至所有节点）都认可这个交易，反馈结果全部通过，此交易才能上传到order节点，生成区块，并广播到所有记账节点。在此框架下，质量追溯系统的交易信息由所有节点共同维护，既方便了各方进行大数据分析，又降低了溯源管理系统被黑客攻击或中央数据库被篡改的风险。
基于区块链单节点上传信息、多节点共同维护的特点，区块链可以创造新的商业信任机制。真正实现农产品“责任主体有备案、生产过程有记录、主体责任可追溯、产品流向可追踪、风险隐患可识别、危害程度可评估、监管信息可共享”的管理理念。
分布式账本使得摧毁部分节点数据库对系统整个数据安全没有任何影响，且数据记录过程公开透明。基于可靠数据库特性，区块链数据无法造假，发现农产品质量问题后通过溯源直接明确产生问题的节点，无须考虑数据真伪，大大降低了责任成本并提高了追溯效率。
一方面，本系统采用RFID电子标签技术，非法商贩不能够复制标签内容；另一方面，区块链经过CA准入机制，具有一次交易被所有节点记录的特点，整条链的数据库无法篡改，保证了从源头遏制假货进入流通。
区块链和RFID技术保证了整条链的数据的真实性，根据此链的大数据对行业现状分析更具有真实性、可靠性。其产生的有效大数据，使行业附加值得以显现，进而引起金融机构和场外资金的关注与支持。
区块链解决的核心问题不是“数字货币”，而是在信息不对称、不确定的环境下，如何建立满足经济活动赖以发生、发展的“信任”生态体系。而这个问题称之为“拜占庭将军问题”，也可称为“拜占庭容错”或者“两军问题”，这是一个分布式系统中进行信息机交互时面临的难题，即在整个网络中的任意节点都无法信任与之通信的对方时，如何能创建出共识基础来进行安全的信息交互而无须担心数据被篡改。区块链使用算法证明机制来保证整个网络的安全，借助它，整个系统中的所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。
区块链技术+农产品质量安全追溯管理系统建设，刚好解决了溯源中数据安全的问题，两者之间具有天然的联系。各级政府主管部门、监督管理部门、农产品及农业投入品经营单位以及消费者也越来越迫切地需要了解并掌握辖区内的农产品及农业投入品质量安全状况。通过应用农产品质量安全追溯管理系统，不仅可以实时把本地区内农产品质量安全信息、监测监管情况、不合格农产品追溯情况等真实、直观地展示出来，也可以宣传、推介本地区优质安全农产品，满足消费者日益增长的对农产品及农业投入品质量现状的监督权和知情权，引导群众健康消费。同时，农产品质量安全追溯管理系统和它的服务子系统还将起到惩戒失信、曝光生产低劣和假冒伪劣农产品及农业投入品生产者的作用，促进全市农产品质量安全工作健康、稳步发展，社会效益巨大。
农产品质量安全追溯管理系统建设，将有助于农业部门加大对农产品质量安全监管工作力度，引发或促使对农产品生产与管理模式的改革，在实现农产品从生产到流通的各个环节逐步实现安全监测和质量追溯的同时，同时还能提升企业的经济效益。
（1）品牌营销
正品防伪食品质量追溯体系的营销模块可以为企业搭载：品牌故事、专题宣传片、企业家专访、品牌防伪、物流防窜货、会员积分营销、大数据精准营销系统、互动问卷调研、商城分销系统等。正品防伪食品质量追溯体系助力企业实现全程溯源和互联网营销的完美结合，帮食品企业打造省心、省时、省钱的品牌营销方案。
（2）强化品控
食品企业追溯体系的建设，势必加强原料采购、原料储存、提料投产、生产加工、抽样质检、成品储存等环节的标准化和规范化，明确各环节责任人，并为落实企业内部的追责提供依据。
（3）规避风险
食品一旦出现质量问题，可以根据正品防伪追溯系统，快速查清责任环节，譬如食品过了保质期，消费者食用后出现肠胃不适，此时就要盘查是由于商超疏于盘货下架，还是厂家库存积压导致的食品过期，查明原因后，就可以明确责任，避免产业链上的供货商、生产商、销售商的相互扯皮或连带责任，有利于企业在食品安全事故中规避风险。
（4）精准召回，及时止损
食品一旦出现质量问题，可以根据产品批次实行精准召回，既可以精确追踪到这批问题产品的销售状态，采取及时下架或召回处理；还可以避免整个品牌大批量地盲目召回。食品追溯体系可以记载消费者的信息，譬如消费者在大型连锁超市购买食品结算时，都需要出示会员卡，营业员会将这批商品和消费者之间建立关联，当发现食品质量问题时，可以通过数据库快速追踪到消费者的信息，然后采用电话通知的方式，及时进行食品的无害化管控，这样就可以减少用户损失而导致的后期赔偿。
案例名称：京东智臻链防伪追溯平台
京东智臻链防伪追溯平台，通过物联网信息采集和区块链技术，针对每个商品，记录从原材料采购到售后的全生命周期闭环中每个环节的重要数据，结合大数据处理能力，与监管部门、第三方机构和品牌商等联合打造全链条闭环区块链追溯开放平台。
平台基于区块链技术，与联盟链成员共同维护安全透明的追溯信息，建立科技互信机制，保证数据的不可篡改性和隐私保护性，做到真正的防伪和全流程追溯。京东智臻链防伪追溯平台已经全面涵盖了生鲜、农业、母婴、跨境商品、美妆、高端酒类、二手3C商品、医药、线下商超等十余个领域，用技术为消费者提供品质保障。
总体来看，京东区块链防伪追溯平台为企业提供了产品流通数据的全流程追溯能力，可以实现商品的防伪验证、品质溯源以及重大安全问题出现时的召回与责任界定。截至目前，落链数据已达10亿级，与1900余家品牌商开展了溯源合作，共计超40万以上SKU入驻，逾1000万次售后用户访问查询。