區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用

戴凱旋

（南京審計大學商學院,江蘇 南京 211815）

區塊鏈技術作為一種創新型分布式賬本技術，近年來在我國得到廣泛關注和應用，區塊鏈技術的核心優勢在于去中心化、安全性高、透明度高、可追溯性強，這些特點使其在眾多領域中具有廣泛應用前景，其中綠色供應鏈追溯系統是區塊鏈技術應用的重要領域之一。綠色供應鏈追溯系統是指通過區塊鏈技術實現對產品從原材料采購、生產制造、運輸物流到銷售全過程進行追溯和管理的系統，通過該系統，企業實現對供應鏈中各個環節進行實時監控和管理，確保產品質量和安全，提高供應鏈的透明度和可靠性[1]。區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中有較大的應用潛力，可以為供應鏈全程追溯、提高透明度、優化管理效率和鼓勵可持續發展提供有力支持。然而，要充分發揮區塊鏈技術優勢，仍需克服一些技術和法律方面的挑戰，通過加強技術研發、完善法律法規、推動信息共享和提升用戶教育，進一步優化綠色供應鏈追溯系統，實現可持續發展的目標。

1 區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用價值

1.1 實現供應鏈全程追溯

區塊鏈技術在供應鏈全程追溯中的應用價值不容忽視，供應鏈全程追溯是指從原材料的采集、加工、生產、運輸到每一個環節得以準確記錄和查詢，從而確保產品真實性和質量。而區塊鏈技術通過其去中心化、不可篡改特性，確保數據的真實性和透明性，每個參與方都可以在鏈上記錄和查詢產品的信息，保證信息的真實性和完整性。此外，區塊鏈技術通過智能合約實現自動化的供應鏈管理，從而提高供應鏈的效率，區塊鏈技術在供應鏈全程追溯中的應用，不僅可以提高產品質量，還可以提高供應鏈效率和透明度，從而提升消費者信任和滿意度。

1.2 提升供應鏈透明度

在當今全球化貿易中，區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中應用顯著提升了供應鏈透明度[2]。借助區塊鏈的分布式賬本特性，每個參與方都可以實時查看產品從原料采集到生產加工，再到分銷零售的每一個環節，確保信息的不可篡改性和可追溯性。例如，通過區塊鏈技術，消費者可以掃描產品上的二維碼，查到產品來源地、生產日期、運輸路徑等詳細信息，確保信息的真實性。對于企業而言，區塊鏈技術可以幫助其更好地監控供應鏈中各個環節，及時發現和解決潛在問題，提高供應鏈的效率和透明度。

1.3 優化供應鏈管理

供應鏈管理是企業運營的關鍵環節，而區塊鏈技術可以實現供應鏈中數據共享和協同操作，減少信息不對稱和溝通成本，企業通過區塊鏈，可以實時掌握供應鏈中各項數據，如庫存水平、運輸狀態等，從而更好地進行決策。區塊鏈技術可以實現供應鏈自動化管理，通過智能合約等機制，區塊鏈可以自動執行供應鏈中的各項任務，如自動完成支付、自動更新庫存等，提高供應鏈效率和準確性，還可以幫助企業實現供應鏈溯源和防偽，進一步提高產品信任度和質量控制。

1.4 鼓勵可持續發展

在當前全球氣候變化和環境問題日益嚴峻的情況下，可持續發展成為企業和社會發展的重要目標，區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用，可以鼓勵和推動企業可持續發展。區塊鏈技術可以幫助企業實現綠色供應鏈追蹤和管理，通過區塊鏈實時監控供應鏈中各項環保指標，如碳排放、能耗等，從而更好地進行環保決策。區塊鏈技術可以實現綠色供應鏈的透明度和可追溯性，消費者通過區塊鏈可以查看產品生產過程和環保措施，從而提高對產品的信任度和購買意愿。區塊鏈技術還可以幫助企業實現綠色供應鏈的協同和創新，通過區塊鏈可以更好地協同合作，共同推動綠色供應鏈的發展和創新。

2 基于區塊鏈的綠色供應鏈追溯系統的架構設計

2.1 分布式賬本

分布式賬本技術是區塊鏈系統核心，為綠色供應鏈追溯系統提供去中心化、安全、透明、不可篡改的數據存儲解決方案，在綠色供應鏈中，涉及多方參與，包括生產商、供應商、分銷商、零售商及消費者，分布式賬本能確保所有節點實時訪問整個供應鏈的透明數據，從而提高協同效率。賬本數據的分布式存儲，意味著每個參與節點都維護一份數據副本，副本通過網絡協議保持同步，一旦數據被寫入，通過密碼學方法保證其不可篡改性，從而建立起各方信任的基礎，通過加密技術，只有授權用戶才能訪問特定信息，保障數據隱私。采用分布式賬本技術，需嚴格遵循數據標準，如國際標準化組織（ISO）的數據管理標準，以及行業特定的數據規范，比如食品行業的可追溯性標準，從而確保供應鏈數據的規范化和標準化，為不同參與方之間的數據交換和共享提供一致的基準。分布式賬本在綠色供應鏈中的應用，還涉及與物聯網（IoT）技術的融合，在供應鏈中，通過傳感器和追蹤設備收集環境數據、運輸狀態數據等，直接記錄到區塊鏈上，促使整個供應鏈透明度得到較大提升，增強消費者對產品的信任，也為企業提供實時監控和優化供應鏈決策支持。

2.2 智能合約

智能合約是區塊鏈技術中關鍵創新，允許在無須信任的各方之間進行可信交易和協議，智能合約的本質是存儲在區塊鏈上的計算機程序，在滿足預設條件時自動執行，涵蓋從采購、生產、物流到銷售的全流程，確保每一步都符合綠色供應鏈要求，當貨物在運輸過程中溫度超出規定范圍時，智能合約則會自動觸發警報，通知相關方采取糾正措施，在綠色供應鏈追溯系統中，智能合約自動強制執行業務規則，確保整個供應鏈各方遵守既定的環保和可持續性標準。通過使用智能合約，企業可以降低交易成本，減少人為錯誤，提高整個供應鏈效率，同時智能合約的透明性和不可篡改性，保證業務規則公正執行，有助于構建更加公平、公正的綠色供應鏈生態系統。智能合約的編寫和部署，需要遵循編碼標準和安全最佳實踐，以確保系統的整體安全，考慮到綠色供應鏈的特殊性，智能合約的設計還要充分考慮環境友好型社會的目標，例如，通過設置獎勵機制來鼓勵采用環保包裝或減少碳排放等行為[3]。

2.3 跨鏈技術

跨鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用，是實現不同區塊鏈之間，乃至區塊鏈與傳統數據庫之間信息的關鍵。在綠色供應鏈中，涉及眾多環節，包括生產、運輸、儲存、銷售等，每個環節采用不同信息系統和數據存儲方式?？珂溂夹g允許不同區塊鏈之間安全、高效的數據交換，依賴于密碼學、分布式計算及網絡通信等領域的先進技術，通過跨鏈技術，綠色供應鏈中的各參與方可以在不泄露隱私的前提下，共享必要的供應鏈信息，從而實現資源優化配置，提高整個鏈條響應速度和靈活性。在實施跨鏈技術時，必須遵循相關安全標準和協議，如國際電信聯盟（ITU）制定的區塊鏈安全標準，確保信息在傳輸過程中的安全性，此外，跨鏈技術的設計和實現，還要充分考慮到系統的可擴展性和互操作性，以適應綠色供應鏈日益增長的信息處理需求。跨鏈技術的應用，不僅局限于區塊鏈之間簡單的數據交換，還可以實現更復雜的數據處理和業務，如通過跨鏈技術，將綠色供應鏈中各種業務規則和激勵機制，以智能合約形式部署在不同區塊鏈上，從而實現全球范圍內的協同和自動化執行。

2.4 數據隱私保護

在綠色供應鏈追溯系統中，數據隱私保護是確保信息安全的關鍵，隨著數據泄露事件頻發，保護供應鏈中的商業秘密和個人隱私變得愈發重要，數據隱私保護技術包括但不限于加密技術、匿名化處理、訪問控制及數據脫敏等。其中，加密技術是保護數據隱私的基礎，通過對數據進行編碼，只有擁有相應密鑰的用戶才能解密和訪問數據，在綠色供應鏈中，加密技術應用于存儲和傳輸過程中的數據保護，確保敏感信息不被未授權訪問。匿名化處理和數據脫敏技術，則是在確保數據可用性的同時，保護個人和企業的隱私，匿名化處理通過移除或混淆數據中的個人標識信息，使得數據在統計分析等用途中不泄露個人隱私，數據脫敏則是對敏感信息進行替換，如將個人信息替換為虛構的或部分公開的信息，從而保護原始數據。訪問控制技術是確保數據隱私的另一個關鍵環節，通過用戶權限和訪問級別，控制用戶對數據的訪問，在綠色供應鏈中，訪問控制可以實現基于角色數據訪問，確保只有具備相應職責的用戶才能訪問特定的數據。

3 綠色供應鏈追溯系統中應用區塊鏈關鍵技術與算法

3.1 共識機制

在綠色供應鏈追溯系統中，共識機制扮演著至關重要的角色，確保交易的一致性和數據的真實性，目前，主流的共識機制包括工作量證明（Proof of Work，PoW）、權益證明（Proof of Stake，PoS）、委托權益證明（Delegated Proof of Stake，DPoS）等。其中，PoW通過算力競爭來達成共識，是最早的共識機制，如比特幣就采用這一機制，然而，PoW機制存在能源消耗大、算力集中化等問題；PoS機制則通過持有幣的數量來分配記賬權，有效降低能源消耗，如以太坊就計劃從PoW切換到PoS，DPoS機制則是在PoS的基礎上，引入了選舉出代表記賬的方式，提高系統的處理速度和效率。在供應鏈追溯系統中，可以根據實際需求，選擇合適的共識機制，比如系統對去中心化要求較高，可以采用PoW或PoS；對處理速度和效率要求較高，則可以考慮DPoS，通過合理的共識機制，可以確保綠色供應鏈追溯系統中每一筆交易都是真實、一致的，從而保障整個供應鏈的透明性和可信度。

3.2 加密算法

在綠色供應鏈追溯系統中，數據安全性至關重要，加密算法作為保護數據安全的重要手段，可以確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性。在區塊鏈中，常見的加密算法包括對稱加密算法和非對稱加密算法，對稱加密算法如AES（高級加密標準），其特點是加密和解密使用相同的密鑰，非對稱加密算法如RSA（公鑰加密算法），其特點是加密和解密使用不同密鑰，即公鑰和私鑰，公鑰加密算法不僅可以保證數據的安全性，還可以確保數據的完整性，防止數據在傳輸過程中被篡改。在綠色供應鏈追溯系統中，采用對稱加密算法和非對稱加密算法相結合的方式，對數據進行加密保護，具體來說，使用非對稱加密算法對數據進行加密，確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性；而對稱加密算法則用于對數據進行壓縮和加密，提高數據傳輸和存儲的效率，通過合理的加密算法，確保綠色供應鏈追溯系統中的數據，在傳輸和存儲過程中都是安全的，從而保障整個供應鏈數據安全。

3.3 存儲優化

在綠色供應鏈追溯系統中，存儲優化是一個關鍵技術，尤其是在面對大數據問題時，其重要性不言而喻。區塊鏈作為一種分布式賬本技術，天然具有去中心化特性，使得能夠處理大量數據，為了優化存儲，綠色供應鏈追溯系統可以采用多種技術手段，如通過數據壓縮技術，可以減少存儲空間的占用，提高數據存儲的效率，此外通過數據分片技術，將大量的數據分散存儲在不同節點上，提高數據的讀寫速度，降低系統延遲，還可以利用分布式文件系統（如Hadoop的HDFS）來存儲大量數據，分布式文件系統可以將數據分散存儲在多個節點上，通過其自身調度算法，將數據讀寫操作分散到各個節點上，從而提高數據讀寫速度。同時，可以通過數據索引技術，提高數據檢索效率，數據索引技術通過為數據建立索引，促使數據快速被檢索到，以驗證供應鏈中各個環節。

3.4 智能分析

在綠色供應鏈追溯系統中，智能分析是一個關鍵的技術，幫助系統挖掘數據價值，為決策提供支持。隨著大數據技術的發展，綠色供應鏈追溯系統產生大量數據，數據包含了供應鏈中各個環節的信息，如生產、運輸、銷售等，智能分析可以通過多種手段來實現，通過數據挖掘技術，發現數據中的模式和關聯，數據挖掘技術通過算法分析數據，找出數據中的隱藏模式，對于理解供應鏈中各個環節之間的關系有著重要作用。此外，還可以利用機器學習技術，對數據進行預測和分類，幫助企業預測市場的變化，并提前做出決策。同時，利用可視化技術，將數據分析的結果以圖形的方式展示出來，幫助用戶更加直觀地理解數據，如通過柱狀圖、折線圖等方式，展示供應鏈中各個環節數據變化。

4 綠色供應鏈追溯系統中存在的問題

4.1 技術成熟度低，實施難度大

在綠色供應鏈追溯系統中，技術的成熟度低和實施難度大是一個顯著的問題，目前，雖然二維碼、RFID、區塊鏈等技術廣泛應用于供應鏈追溯，但由于綠色供應鏈涉及的環節眾多，包括原材料采購、生產制造、物流運輸、銷售等，因此需要多方面技術支持，而目前的技術尚未完全成熟，無法滿足所有環節的需求。技術的實施難度大，需要對現有的供應鏈管理系統進行改造和升級，不僅需要投入大量的資金和人力，還需要改變供應鏈中的各個環節的操作方式，面臨很大的阻力，與之相應的設備和基礎設施，也需要大量資源投入，增加了實施難度。

4.2 法律法規不完善，風險難以控制

綠色供應鏈追溯系統的有效運行需要完善的法律法規體系作為保障，但目前現有的法律法規對綠色供應鏈追溯規范范圍有限，很多環節和行為無法可依，導致系統運行中出現的問題難以處理[4]。同時，法律法規執行力度不足，一些企業和個人會因利益驅動而進行違法操作，破壞綠色供應鏈追溯系統運行，企業在運行綠色供應鏈追溯系統時面臨法律風險，如信息泄露、數據篡改等，阻礙了企業的順利運行。

4.3 數據孤島現象嚴重，信息共享困難

綠色供應鏈追溯系統需要各個環節信息共享和協同合作，但目前企業間存在嚴重數據孤島現象，影響系統的運行效果。由于各個企業間存在競爭關系，大部分企業不愿意共享自己數據，擔心數據泄露會導致自己競爭優勢喪失，即使有的企業愿意共享數據，但由于數據格式、標準不統一，導致數據難以兼容，影響信息的傳遞和共享。此外，由于數據的安全性和隱私性問題，企業在共享數據時會面臨一定的風險。

4.4 用戶接受度低，推廣阻力大

綠色供應鏈追溯系統的推廣和應用需要用戶廣泛參與，由于我國消費者對綠色產品認知度較低，對綠色供應鏈追溯系統的意義和作用缺乏理解，因此不愿意參與其中。企業在推廣綠色供應鏈追溯系統時，會面臨成本上升、操作復雜等問題，導致企業參與意愿降低。由于綠色供應鏈追溯系統的運行效果需要一定的時間來體現，企業在短期內可能無法看到明顯效益，也會影響其參與意愿。

5 區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中應用優化建議

5.1 加強技術研發，提高系統性能

區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用，旨在實現信息透明、降低信任成本、提高供應鏈效率，然而當前區塊鏈技術尚存在一定的局限性，如交易速度慢、能源消耗大、數據存儲受限等，亟待加強技術研發，提高系統性能。在交易速度方面，可以通過優化共識算法、提高區塊容量等手段，降低交易確認時間，滿足綠色供應鏈中大量交易的需求。在能源消耗方面，可以研究新型共識機制，如權益證明（Proof of Stake，PoS）等，減少挖礦過程中的能源浪費。此外，為了解決數據存儲受限的問題，可以探索分布式存儲技術，如IPFS（InterPlanetary File System），實現綠色供應鏈追溯系統中數據分布式存儲和高效檢索，還需關注區塊鏈技術與人工智能、大數據、物聯網等技術的融合，以實現綠色供應鏈追溯系統的智能化、自動化，最終提高系統的整體性能。

5.2 完善法律法規，保障各方權益

綠色供應鏈追溯系統中，各方包括生產商、供應商、分銷商、消費者等，涉及多方利益，為確保系統運行的公平、公正，亟須完善法律法規，保障各方權益。一方面，明確綠色供應鏈追溯系統中各方權利和義務，規范其行為，對于信息泄露、篡改等行為，應當追究主體的相關責任；另一方面，要建立健全監管機制，對綠色供應鏈追溯系統進行有效監管，包括對系統運行過程中的數據真實性、完整性進行審核，確保供應鏈中的產品符合環保標準。此外，還需注重法律法規的國際接軌，以便在全球范圍內推廣綠色供應鏈追溯系統，共同推動綠色供應鏈的發展。

5.3 打破數據壁壘，推動信息共享

在綠色供應鏈追溯系統中，數據壁壘是制約信息共享的關鍵因素，為了實現綠色供應鏈的透明化和協同化，必須采取措施打破數據壁壘，推動信息共享[5]。一方面，建立統一的數據標準，規范綠色供應鏈中各參與方數據格式和接口，從而降低數據交換的難度；另一方面，構建數據交換平臺，通過先進的加密和認證技術，確保數據在傳輸過程中的安全和隱私；還可以利用區塊鏈特性，構建去中心化的數據存儲和查詢系統，使得綠色供應鏈中的數據更加公開、透明、可信。

5.4 提升用戶教育，加快市場推廣

為了推動綠色供應鏈追溯系統的廣泛應用，提升用戶教育至關重要，需要針對不同用戶群體，如生產商、供應商、分銷商、消費者等，提供定制化的教育培訓內容，讓其深入了解綠色供應鏈追溯系統的原理、優勢和應用場景，可以通過線上線下的方式，如開設網絡課程、舉辦研討會、開展實地觀摩等，增強用戶對綠色供應鏈追溯系統的認知和體驗，還可以加強與高校、研究機構的合作，培養一批熟悉綠色供應鏈追溯系統技術的專業人才，為市場推廣提供有力支持。同時，應充分利用各種媒體渠道，如互聯網、電視、報紙等，加大綠色供應鏈追溯系統的宣傳力度，營造良好的市場氛圍，通過政策引導、資金支持等手段，鼓勵企業積極采用綠色供應鏈追溯系統，以實現綠色供應鏈的可持續發展。

6 結語

區塊鏈技術在綠色供應鏈追溯系統中的應用研究顯示出較大的潛力和優勢，通過構建透明、可追溯、不可篡改的數據鏈，有效地解決了傳統供應鏈中信息不對稱、信任缺失和追溯困難的問題。在綠色供應鏈管理中，區塊鏈技術有助于確保產品來源的真實性、環保性和可持續性，提高消費者對產品的信任度，同時也為企業帶來了更高的管理效率和降低成本的可能性。隨著技術的不斷完善和成熟，區塊鏈將與物聯網、大數據、人工智能等前沿技術相結合，形成更加智能、高效的綠色供應鏈管理體系，在國家政策的扶持和市場需求的驅動下，將有更多的企業加入綠色供應鏈追溯的行列，推動整個產業鏈的綠色轉型和升級。