郑晓茹

摘要：本文基于EPBFT算法构建食品安全监管可追溯体系，食品安全监管可追溯体系是一个软硬件综合系统，通过互联网平台或者手机等移动设备实现对食品采购、生产、流通整个周期的质量安全管理和相关信息进行查询。监管者和消费者可以通过食品包装上的标识信息回溯查询到食品生产流通到终端消费者所经历过的关键节点以及全流通过程。

Abstract： This paper builds a food safety supervision traceability system based on EPBFT algorithm. The food safety supervision traceability system is a software and hardware integrated system. It implements quality and safety management and related information query for food procurement， production and circulation through mobile devices such as Internet platforms or mobile phones. Regulators and consumers can retrospectively query the key nodes and full circulation processes that food production flows to end consumers through the identification information on the food packaging.

關键词：EPBFT算法;食品安全;可追溯;区块链

Key words： EPBFT algorithm;food safety;traceability;blockchain

中图分类号：TQ460.8                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）02-0244-02

0  引言

近年来，肯德基的“苏丹红”，三鹿的“三聚氰胺”毒奶粉，染色馒头，爆炸西瓜，地沟油，石蜡大米等食品安全事件在食品市场频发。社会公众对食品安全问题表现出空前的关注度，学术界食品安全相关研究如雨后春笋纷纷涌现。政府也出台了相应的约束性政策法规来约束食品供应链上的参与方的行为。如：2004年山东省标准化研究院助推的食品供应链溯源研究。为了加快建设食品安全监管步伐，需建立一套有效并具有中国特色的食品安全监管溯源体系。

1  食品安全监管可追溯系统设计

安全监管溯源系统已经被广泛应用于各行各业，它其实就是一种可以对产品进行源头到终端、终端到源头或者不定向节点追踪的监管追溯系统。通过超市终端或者平台可以让你查询了解食品，并对食品进行全方位的追根溯源：被生产加工的食品原材料来源于哪里;食品采购生产流通过程中，各个环节产生了哪些需要控制的节点信息;这些节点信息以及参数招标是否都符合政府相关食品机构或者第三方食品检测机构的监管标准[1]。

食品安全监管可追溯系统提供给食品监管部门、生产商和消费者对所购买食品的生产流通关键节点信息的查询与及时追踪，进而达到食品监管部门、政府、生产商、分销商、零售商和终端消费者利用可追溯系统对食品生产加工、经营、零售和食用等全过程的实时监管和信息查询。食品可追溯系统让食品消费者查询出食品原材料采购、生产加工流程、包装、存储节点、运送环节、配送环节、生产厂家、监管方以及监管检测报告等。食品安全监管可以追溯体系可以划分为以下几个大的功能模块：原材料管理、采购管理、运送与配送管理、生产加工管理、质量管控、检测报告管理、质量标签打印等。

2  食品安全监管可追溯系统实现的功能

食品安全监管可追溯系统通过借助全球统一标识管理平台，加强我国对食品质量的控制的同时，提高食品产业链上各参与企业的社会责任，为企业信誉提供强有力的技术约束;实施食品可追溯，可以查询食品市场上的危害源信息提供技术支持，切实满足食品消费者利益，迫使存在安全隐患的食品企业退出市场;不仅如此，还可以帮助企业寻找产生危害的原因，通过管控手段将食品生产流程中的危险因素降到最低水平;当然最重要的是，使消费者保留其合理知情权，使其能通过终端查询系统查到食品的“来龙去脉”，并决定自己的购买行为;在贸易全球化经济背景之下，食品安全追溯系统在食品产业物流众多环节建立与国际贸易接轨的标准体系，实现对供应链各环节的准确统一标识，增强食品来源的可靠性，提高溯源信息的传输处理速度，为电子商务、电子数据交换和全球贸易一体化奠定坚实的基础[2]。消费者可以通过超市终端的标签或溯源平台查询食品种植、生产、加工、运输、检测等信息。

3  食品安全监管可追溯系统拟采用的关键技术

国际上已有对可追溯体系衡量标准的设定，参考已有的指标体系，可知食品安全监管可追溯体系水平高低可以由四个维度来衡量，分别是宽度、深度、精确度以及可获得性[3]。

一方面是由于区块链技术相对于传统供应链所具有的突出优势，另一方面通过构建基于区块链的食品安全监管可追溯体系，能够提高食品安全可追溯的深度、宽度、精确度以及可获得性，所以将区块链的技术应用于食品安全监管可追溯体系的构建上。区块链技术具有开放性、集体维护、信息不可篡改和去中心化这四个特点，可以有效地与食品安全监管可追溯体系相融合，本文拟采用基于EPBFT算法来构件食品安全监管可追溯体系。

区块链技术与食品安全监管可追溯体系构建的契合点正是区块链技术所具有的四个特点：开放性、集体维护、信息不可篡改和去中心化。

区块链技术有助于可追溯体系构建和实施的四个方面（也即两者之间的四个契合点）表现为：宽度、深度、精确度、可获得性。

宽度是指系统内包含的可追溯信息的范围。在宽度上，由于区块链具有开放性特征，食品供应链上各节点的参与企业相互信任并且能够充分合作，同时各节点企业能够最大限度地共享信息，其中共享的信息包括食品原材料采购、生产加工、食品流通、分销零售和运输物流等关键环节的追溯信息。深度是指在食品安全监管可追溯系统内向供应链上游或向供应链下游追溯食品安全信息所能够达到的最大距离。在深度上，由于区块链所具有集体维护的特点，增加了区块链上下游食品企业的数目，追溯的安全信息从原材料采购源头开始，终止于终端消费者，使消费者能够最大程度的掌握食品供应的全流程溯源信息。精确度指食品安全监管可追溯系统所拥有的一种快速找寻“问题源”的能力。在精确性上，由于区块链所上的信息具有不可篡改的特征，保证了区块链上可追溯信息链式结构的完整性和精确性，而完整准确的信息为实现食品安全溯源提供了重要前提。可获得性值得是供应链上各参与节点、消费者以及政府部门、第三方权威监管部门对食品安全溯源信息的获取程度，在突发紧急事件后的快速获取与相应机制就变得尤其重要。由于区块链具有去中心化的特点，使得供应链上参与交易的各节点企业能够利用区块链系统随时查询关于食品的溯源信息。除此之外，区块链的功能性扩展性有助于加强食品安全监管部门或第三方机构保持对食品溯源系统的访问与信息同步更新，这就为相关机构监管水平和监管效率的有效提高的保驾护航。

4  基于区块链的食品安全监管可追溯体系的构建

建立食品安全监管可追溯体系是为了实现对食品的生产流通全过程的信息记录、查询、追溯和监管。因而食品安全监管可追溯体系设计有三个关键目标，一是确保食品区块链上各节点企业信息流的完整性，促进供应链上各参与方信息共享的意愿，进而实现“食品来源可查、去向可追、责任可究”。二是使食品供应链上各流程各环节的信息变得公开透明化，加强食品供应链上的信息共享，减少节点信息共享的难度同时降低信息共享的成本，维护食品消费者的合法知情权，树立良好的食品企业形象与社会形象，提升消费者对食品企业的信任，形成良性的循环机制[4]。三是提高政府对食品生产流通企业的监管力度，加强对食品生产经营流通企业的质量安全监管，促进食品市场竞争的规范化。

5  EPBFT算法在食品安全監管可追溯体系构建的应用

由于食品购买者容易依据个人经验和个人的情感信任来进行购买行为，所以食品安全质量的信息在买卖双方之间容易出现不对等。信息不对称在各行各业存在，信息不对称也是在食品市场中是最普遍存在和广受关注的最基本事实，轻微的信息不对称可能使一方在交易中利益受损，另一方从交易中获得投机收益，这种利益不均衡的交易关系不能为企业获取长期的利益。信息不对称情况如果较严重，则会使市场这只无形的手发挥其最大的调控作用，甚至引发低质量与低效益的交易。严重的信息不对称。往往容易出现卖方市场[5]，企业的道德选择受到考验，食品交易市场容易出现次品市场，食品安全事件频频爆发，公民身心安全受到严重威胁。

6  改进的实用拜占庭容错共识算法的优势

改进的区块链实用拜占庭容错共识算法是解决信息不对称问题以及由此引发的市场失灵的重要手段，提高食品生产流通链条上的各参与企业的信息共享意愿，使食品供应链上的信息变得真实而透明，成为消费者获取食品质量安全信息的重要途径。

区块链是一种新型的去中心化协议，它将数字加密技术、共识算法、分布式记账存储、时间戳等技术结合，通过共识算法实现不同节点的分布式记账存储。区块链的共识算法可以有效的解决拜占庭将军问题。拜占庭将军问题抽象于现实世界，可能存在于点对点的P2P网络中，由于现实世界的软件故障、硬件故障、网络拥堵、黑客恶意攻击等突发事件。因为提案的成本很低，所以系统在任意时刻可能存在多个提案。共识算法除了要处理这些事务之外，还要完成提案的最终一致性，在区块链中有着非常重要的作用。

参考文献：

[1]马青.食品供需网可追溯体系构建与实施的理论研究[D]. 2015.

[2]刘强，蔡健，童启.基于物联网的药品质量安全追溯系统设计与实现[J].企业科技与发展，2016（9）.

[3]钱建平，刘学馨，杨信廷，邢斌，吉增涛.可追溯系统的追溯粒度评价指标体系构建[J].农业工程学报，2014，30（01）：98-104.

[4]潘勇.论声誉管理的内在机理——兼论网络市场声誉管理的特殊性[J].管理科学，2003（04）：21-24.

[5]陈红艳，许长新.我国中小企业信贷融资中的“柠檬”问题[J].统计与决策，2005（10）：160-162.