基于區塊鏈技術的廣西水產品質量監管系統設計*

□ 唐鳳范

(北海職業學院,廣西 北海 536000)

1 引言

水產品從養殖到餐桌，經歷養殖、加工、倉儲、運輸、銷售等環節，每個環節均存在著自然或人為影響而造成水產品質量問題。因此，在水產品供應鏈過程中，水產品質量監管必不可少，需要供應鏈節點各個企業、個體、政府部門共同參與，彼此關聯。而分析廣西水產品監管對象及存在問題，水產品質量隱患，水產品信息不透明、可修改等問題，導致了水產品信息無法實現共享、追溯、安全性差等問題對水產品質量監管工作帶來了很多困難，導致監管效率差，同時為不法分子提供了可乘之機。

區塊鏈是一種采用共識機制算法的去中心化的分布式賬本技術，具有可追溯性、去中心化及去可信化的特點。融入廣西水產品質量監控問題，通過區塊鏈技術的共識機制將養殖戶、加工企業、物流公司、銷售商、消費者鏈接到同一個平臺上,采用分布式存儲模式,將廣西水產品供應鏈節點與水產品質量相關的信息記錄到區塊鏈上。本系統利用區塊鏈技術防止了信息被篡改,保證廣西水產品供應鏈信息暢通、真實可靠，解決當前廣西水產品質量監管中存在的問題，提高監管水平。

2 廣西水產品質量監管對象及存在問題分析

2.1 基于供應鏈的廣西水產品監管對象

從供應鏈視角，圍繞廣西水產品質量監管對象，對廣西水產品供應鏈各個環節水產品質量問題進行分析，從問題產生的原因入手，總結水產品監管對象、主體，為后續水產品監管存在問題分析及監管系統設計提供依據。

2.1.1 養殖戶

通常養殖戶進行水產養殖涉及水產種種苗、飼料、水資源環境、魚藥等，種苗的種類、飼料的生產企業、質量檢查合格證，水資源環境監測，魚藥的投放量及種類等信息、數據的采集及錄入是水產品質量監控的一項重要工作，也是第三方監控部門、加工企業、銷售商、消費者對產品質量進行追溯、查詢的依據。

2.2.2 物流公司

水產品物流過程中，運輸采用冷藏運輸，需要專門的運輸容器，倉儲則需對溫度進行嚴格控制，相關信息數據的錄入是生產加工企業、銷售商、消費者追蹤、查詢水產品物流信息保障。

2.2.3 加工企業

水產品加工設備、工藝流程、加工原材料、添加劑、包裝材料、包裝方法等信息的真實采集錄入是監管部門進行水產品質量監管的依據，是銷售商、消費者查詢水產品加工信息及質量的其中一環。

2.2.4 銷售商

水產品進入銷售環節，與質量相關信息的真實錄入是保證消費者權益的重要手段，水產品產地信息、生產企業信息、產品品質信息等是監管內容一部分，也是消費者進行產品質量追蹤的重要信息。

綜上所述，水產品供應鏈節點上的養殖戶、加工企業、物流企業、銷售商均為監管對象，養殖戶、加工企業、物流企業、銷售商、監管部門、消費者為監管主體。但由于廣西水產品養殖戶均為個體，加工企業以中小型生產者為主，且較為分散，增加了監管難度，造成監管不全，不法分子鉆漏洞謀取不正當利益；水產品物流企業主要是以運輸為主的小型企業而非專業的第三方物流企業。對現有監管系統認識不全面，水產品信息采集、錄入工作難度大較大，主要表現為錄入信息不全、信息失真、信息被篡改。其次，銷售商為了追求更多的經濟利益，存在改換水產品包裝、更換水產品質量信息等的不法行為。再者，水產品供應鏈節點信息傳遞不暢，時效性差、無法實現信息共享、水產品質量發生問題時監管部門進行責任追查難度大、耗時長也是一個亟待解決的問題。

2.2 目前基于供應鏈的廣西水產品質量監管存在問題

從供應鏈視角出發，分析廣西水產品質量監管對象，分析監管現狀，對廣西水產品質量監管存在問題做如下總結。

2.2.1 利益導向，水產品質量從根源上受影響

水產養殖的水資源品質，魚苗種類，使用的飼料質量等從源頭商影響著廣西水產品質量。而為了追求更少的投入成本、更可觀的經濟收入，水產品養殖戶存在使用沒有質量合格證明的飼料、劣質魚藥等行為，更是忽略對養殖水產資源的品質監測。水產養殖對環境污染越來越嚴重，水環境特別是近海海洋環境不同程度被污染，如金屬含量超標、微生物超標、有害物質超標等；與此同時，養殖戶為了追求更多的經濟利益，使用無質量標準、無質量檢驗合格、無生產許可證、過期的飼料，飼料添加劑超標等。綜上，水產品質量受到了很大威脅，水產品有害物質超標，水產品質量存在安全隱患。

2.2.2 水產加工企業準入把控不嚴，政府相關部門監管不利

隨著水產業發展，廣西水產品加工業經歷了從無到有，從小變大，從簡單粗加工向精加工，由低端產品向中高端產品的轉變過程。同時也存在著良莠不齊的現象，一些加工企業為了追求經濟利益，在進行水產品加工時使用超標的防腐劑或化學物質，如菌落總數超標、大腸菌群超標等，究其原因主要有：一是水產品加工企業市場準入把控嚴，存在無證生產、經營的現象；二是加工企業為了減少對先進生產設備、原材料購買等成本投入，對加工工藝流程、加工原料進行了改變，從而水產品質量也發生改變；三是政府相關部門監管手段落后、監管力度不夠。

2.2.3 廣西水產品供應鏈環節信息傳遞不暢、時效性差、無法實現共享

廣西水產品質量監管從養殖、加工、物流、銷售直到消費者餐桌的全過程中,供應鏈節點相關水產品質量的信息采集及錄入需要各對應主體完成，包括本文分析的水產品質量監管對象，而實際上各節點信息的采集及錄入存在滯后、不完整、不真實等常態現象。故難以保證信息傳遞的流暢、高時效性及共享。

2.2.4 廣西水產品質量追溯體系不完善

廣西水產品供應鏈節點企業(如養殖戶、加工企業)等呈大中型生產者較小，小型生產者居多，生產分散，集約化程度低的現狀，其結果為供應鏈不完整，供應鏈節點信息采集困難，全面覆蓋廣西水產品業的可追溯體系難以建立，導致產品質量可追溯性差，防偽性和信息時效性差，無法實現整個供應鏈的透明化管理。

3 基于區塊鏈技術的廣西水產品質量監控系統設計

3.1 設計思路

利用區塊鏈技術可追溯、去中心化和去信用化的特點，結合廣西水產品生產、流通、監管等業務，設計廣西水產品質量監控系統，以期實現對廣西水產品質量在整個供應鏈中的全程監控。整個設計主要充分緊扣區塊鏈的三大特點展開。

一是系統采用分布式儲存模式，實現供應鏈信息共享。系統利用區塊鏈技術，由供應鏈節點對應的人員將對應節點產品質量信息存儲到對應區塊上，建立共享的分布式賬本，形成分布式儲存模式，這種模式將供應鏈上各個節點的產品質量信息轉化為帶有時間戳的區塊，各個帶有時間戳的區塊構成了信息共享的區塊鏈條，且鏈上的被授權人員在特定的條件下可追查水產品的質量信息。這種分布式存儲模式下的共享分布式賬本很好地解決了因采用中心化存儲而使信息無法共享和被篡改的問題。

二是利用區塊鏈共識機制，增強監控系統安全性，提高信用度。利用區塊鏈技術將水產品質量信息以分布式模式存在于共享賬本，數據透明、公開，相關人員要對質量信息進行更改，由于共識機制算法的約束，(在非法算力不足50%時，數據無法偽造或篡改)必須通過水產品供應鏈上的共享公共鑰匙信息計算出超過50%以上人員的私密鑰匙才能實現，大大增加了質量信息的偽造和篡改的難度，提高信息可信度。

三是利用去中心化，鞏固監控系統穩定性及信息可追溯性。利用區塊鏈技術，供應鏈上的企業、個人、監管部門以水產品質量監控為對象，構建了去中心化的網絡平臺，信息、數據采用分布式賬本存儲，避免了中心化，因此，只要不是系統內所有電腦均受到攻擊，系統都可以回復到原始的狀態，保證了系統的穩定性、增加修改信息的難度。

3.2 基于區塊鏈技術的廣西水產品質量監管系統構建

基于區塊鏈技術的廣西水產品質量監管系統對供應鏈上各個業務環節與主體進行分析，同時通過二維碼技術對水產品從養殖到加工到運輸直到用戶消費的全過程信息進行貫穿，并利用區塊鏈技術對信息封裝及存儲，最大限度提升了水產品信息的查找速度及數據防篡改能力。具體系統構建如下圖：

圖1

①養殖戶提供能證明養殖環境、負責人、水資源檢測報告、飼料生產廠、飼料型號、飼料檢驗合格證、種苗產地等信息的材料；水產加工企業提供企業信息、加工工藝流程、操作人員信息、加工原料檢驗合格證書、產品檢驗合格證、包裝材料、包裝體積重量等信息的材料；物流公司提供運輸工具、司機、運輸設備、存儲容器及倉庫溫度控制記錄、存儲記錄等信息；銷售商提供水產品產地、產品檢驗合格證、產品信息、配送人員信息，通過移動端APP掃描水產品的二維碼，快速精準的完成相應信息的錄入；同時在水產養殖環節生就成水產品對應的唯一二維碼。

②第三方監管部門對水產品全過程信息進行質量檢驗并對上述錄入的相關數據的真實性進行審核。

③供應鏈節點對應的系統人員上傳經審核后的信息，區塊鏈技術將帶有時間戳的關系水產品質量信息轉化為區塊，并采用分布式賬本存儲，同時受共識機制算法約束，信息不易被篡改；結合物聯網技術，養殖戶、物流公司、第三方監管部門、銷售商、消費者可以通過信息平臺掃碼快速查詢水產品質量信息。

④消費者可通過移動端APP掃描快速查閱水產品信息，并能對水產品的質量進行評價及反饋，完成整個水產品信息的閉環跟蹤，并為后續的水產品產銷流程優化提供決策輔助。

4 小結

基于區塊鏈技術的廣西水產品質量監控系統，利用區塊鏈技術及分布式存儲模式，使得信息更加穩定可靠，供應鏈環節信息傳遞時效性提高，解決了監管部門在處理供應鏈主體糾紛和維護消費者權益時需耗費大量人物財力進行舉證和追責的老大難問題；區塊鏈技術中的共識機制算法，很好地遏制了供應鏈各方為謀私利，供應鏈成員傳遞虛假信息、篡改信息的現象，解決了在廣西水產品供應鏈上養殖戶、加工企業、物流公司、銷售商、消費者各主體為了獲取非法利益而對已經記錄在數據庫中的數據進行修改而導致消費者查詢出的結果是虛假的，使得消費者對信息的安全性產生不信任的問題。

本系統結合區塊鏈技術中的去中心化構建了水產品可溯源系統，保證了水產品的可追溯性，實現了水產品從養殖、加工、運輸、倉儲、配送、銷售到消費者的透明化管理。綜上所述，充分體現了區塊鏈技術在廣西水產品質量監管中應用的必要性及可行性。