韓封三祝

摘要：道地藥材的溯源是中藥材流通追溯體系中重要的組成部分。區(qū)塊鏈技術(shù)通過去中心化網(wǎng)絡(luò)、分布式記賬等核心技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)信息的真實性和不可篡改性，反過來，也為數(shù)據(jù)信息的溯源提供了技術(shù)支持。本文主要介紹了區(qū)塊鏈的概念、技術(shù)、特征，探討了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的道地藥材溯源，發(fā)現(xiàn)只有在監(jiān)管下的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)才能夠保證道地藥材溯源的真實可靠。作為一種新的技術(shù)手段，區(qū)塊鏈技術(shù)在道地藥材溯源場景中的順利應(yīng)用，不僅為道地藥材的溯源提供了新的解決方式，也為中藥材的流通溯源體系建設(shè)提供了新的參考。

Abstract： The retrospection of geo-authentic medicinal herb is the important part in the circulation and trace of Chinese medicinal herb. Based on the core technology of decentralized network and distributed bookkeeping， blockchain technology not only assures the authenticity and immutability of information data， but also offers technical support for the retrospection of information data. This paper mainly introduces the conception， technology and characteristics of blockchain， and explores the retrospection of geo-authentic medicinal herb by blockchain. The results show that true and reliable retrospection of geo-authentic medicinal herb depends on the strict supervision of blockchain hierarchy. Used as a new internet technology， the application of blockchain provides a new resolve way to the retrospection of geo-authentic medicinal herb. Meanwhile， blockchain technology can be taken as new reference for the reconstruction system in the circulation and trace of Chinese medicinal herb.

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;道地藥材;中藥溯源

Key words： blockchain;geo-authentic medicinal herb;retrospection

中圖分類號：R288;TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0217-03

0 ?引言

中藥材溯源歷來為保證中藥材在生產(chǎn)流通領(lǐng)域的重要工作，商務(wù)部于2011年、2014年分別提出建立中藥材溯源體系，2017年頒布的《中華人民共和國中醫(yī)藥法》也鼓勵中藥材流通追溯體系建設(shè)[1]。全國常用的中藥材有400-500種，道地藥材有200余種，是常用中藥品種的40%，其用量和產(chǎn)值占據(jù)全部中藥材經(jīng)營的80%[2][3]，它是中藥材生產(chǎn)系統(tǒng)各中影響因子長期作用下的最優(yōu)結(jié)果[4]。道地藥材作為具有特定的地域性、加工、遺傳背景、文化內(nèi)涵、傳播方式[5]以及臨床和經(jīng)濟價值，作為中藥材溯源性研究具有很強的代表性和試驗性。區(qū)塊鏈技術(shù)作為以共識機制、去中心化、智能合約為特征，通過其數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、合約層、應(yīng)用層邏輯架構(gòu)中所表現(xiàn)的溯源優(yōu)勢，逐漸成為信息時代以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為普遍溯源模式的彌補和轉(zhuǎn)變。因此，嘗試運用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決道地藥材的溯源問題，以期為中藥材溯源工作提供一些參考。

1 ?區(qū)塊鏈的核心技術(shù)與特征

1.1 區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

為實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的去中心化網(wǎng)絡(luò)、分布式記錄等目標(biāo)，區(qū)塊鏈邏輯架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、合約層、應(yīng)用層，其中最上層的應(yīng)用層是區(qū)塊鏈技術(shù)與實際應(yīng)用場景相結(jié)合的最終表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層和合約層才是區(qū)塊鏈技術(shù)真正哲學(xué)實踐的核心架構(gòu)（見表1），本節(jié)將主要介紹哈希算法、共識算法、智能合約三個核心技術(shù)。

哈希算法，是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層的核心技術(shù)，又叫做散列算法，是一種通過密碼學(xué)數(shù)學(xué)算法，將任意長度的和語言轉(zhuǎn)化成二進制的字符串，從而得到一個256位的二進制Hash值，所以也稱為SHA-256算法，其具有單向性、確定性、不可篡改性等特點。

共識機制，是網(wǎng)絡(luò)層的核心機制，為了保證有效的哈希值，需要巨大的算力和經(jīng)濟成本，以此來防止數(shù)據(jù)被篡改;權(quán)益證明機制（Pos），由于PoS機制需要提供一定量的保證金來參與交易，相對于Pow來說，減少了時間和能源上消耗，達成共識便利。因為選出了一些代理人來進行驗證和記賬，此機制更加縮小了時間上的成本，可以快到秒，可以說是最安全有效的去中心化共識機制。

智能合約，是合約層的核心機制。它是一段放在區(qū)塊鏈上的代碼，只有在區(qū)塊鏈上，它才能有效地防止數(shù)據(jù)的被篡改;這是一種新的參與者之間達共識的新方式，并且移除了第三方信任[6]。

綜上，無論是數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層還是合約層，區(qū)塊鏈技術(shù)通過各種技術(shù)手段，使數(shù)據(jù)信息達到安全、穩(wěn)定，使數(shù)據(jù)達到了不可篡改的目的，保證了數(shù)據(jù)信息的安全，這就是一種更加安全、高效的數(shù)據(jù)存儲記錄方式。

1.2 區(qū)塊鏈的核心特征

區(qū)塊鏈的最核心機制和理念，就是分布式記賬，或者叫做分布式賬本，我們可以將去中心化和分布式記賬放在一起來談?？梢哉f，在區(qū)塊鏈概念出現(xiàn)以前，人類歷史上的記賬、記載信息的方式一直都是中心化的，總是有一個作為中心的主體在把握者信息，而且這個主體的權(quán)威極端的大，可以對信息作出各種極端的處理，包括篡改和銷毀。相對于主體之外的任何參與者，只能聽之任之，這種對信息或數(shù)據(jù)的不平的記錄方式，給各級參與者帶來了各種不便，包括對中心化的主體，也會擔(dān)心別人對齊數(shù)據(jù)的控制和篡改，也會擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失。

分布式賬本，其實就是一種去中心化的記賬方式，這其中可以引入一個節(jié)點概念。節(jié)點就是在區(qū)塊鏈上的每臺計算機，在這樣一個去中心化的網(wǎng)絡(luò)里，對于分布式記賬和儲存，任意節(jié)點的權(quán)利、義務(wù)都是平等的。在區(qū)塊鏈中有眾多節(jié)點，節(jié)點間通過數(shù)字簽名技術(shù)和既定的規(guī)則，無需信任，便能夠驗證點與點之間的數(shù)據(jù)交換，所有節(jié)點共同維護數(shù)據(jù)，節(jié)點間無法且不能欺騙其他節(jié)點，這就是利用了區(qū)塊鏈的共識機制，去除了第三方的信任機制，參與者個人就可以控制個人的歷史數(shù)據(jù)，不需要擔(dān)心數(shù)據(jù)的泄露和篡改。除非控制半數(shù)（51%）以上的節(jié)點，這在一個開放的系統(tǒng)中難度非常大，因為在一個單一節(jié)點上對數(shù)據(jù)修改是無效的，其中的時間戳功能記錄了數(shù)據(jù)的創(chuàng)建時間，能夠有效防止有人對數(shù)據(jù)進行惡意篡改，加強并解決了各環(huán)節(jié)的信任問題。所以說，去中心化的分布式記賬方式，就是各節(jié)點或參與主體之間儲存、協(xié)作、維護方式，在去中心網(wǎng)絡(luò)上人人記賬、人人存儲、共同維護，所有交易（數(shù)據(jù)信息）公開、透明、不可篡改，保證了數(shù)據(jù)庫的確定性、完整性和安全性。

2 ?區(qū)塊鏈技術(shù)在道地藥材溯源場景的應(yīng)用

區(qū)塊鏈的概念、邏輯、技術(shù)、理念，讓我們知道，其最明顯、最突出的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)的不可篡改性。數(shù)據(jù)的不可篡改，從區(qū)塊鏈的底層邏輯數(shù)據(jù)層開始，再到網(wǎng)絡(luò)層、合約層，最終到達應(yīng)用層，在技術(shù)層面和價值層面都是可實踐的，最好的實踐場景就是溯源。

道地藥材是公認的，具有優(yōu)良品質(zhì)，在歷史、品質(zhì)、產(chǎn)量、抗逆性和經(jīng)濟價值等方面優(yōu)于非道地藥材的突出特征。獨特的醫(yī)療功效，即用藥成分含量符合《中國藥典》的所有質(zhì)量要求，具有良好的臨床療效[7]。其藥材的特殊性、重要性、安全性等一系列特性，符合人們對于數(shù)據(jù)信息真實、可靠的一切要求，加之道地藥材從生產(chǎn)到流通環(huán)節(jié)也并不復(fù)雜，是區(qū)塊鏈技術(shù)實踐實驗的難得的行業(yè)“試驗田”。因此，道地藥材的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用勢在必行。

2.1 道地藥材的溯源場景分析

溯源的在區(qū)塊鏈技術(shù)的通用場景中包含，存在證明、時間證明、順序證明、身份證明、作者證明、所有權(quán)證明。存在證明用來存儲數(shù)據(jù)，時間證明用來追蹤事件發(fā)生的順序，順序證明用來追蹤事件的順序而非具體的時間，身份證明用來存儲證明某人、某事的發(fā)生數(shù)據(jù);作者證明用于防止沒有權(quán)限的人在區(qū)塊鏈上添加數(shù)據(jù)，他可以證明特定的人特定的事在區(qū)塊鏈上添加了特定的數(shù)據(jù)。所有權(quán)證明，依賴前述證明和識別、驗證、授權(quán)三要素，來認證和管理所有權(quán)[8]。綜上所述，區(qū)塊鏈在道地藥材溯源主要包括存儲與共享（存在證明和身份證明）、時間與順序（時間證明和順序證明）、確權(quán)與維權(quán)（作者證明和所有權(quán)證明）三大主要場景。

存儲與共享場景，也就是存在證明場景，即對數(shù)據(jù)信息的可獲得性，在區(qū)塊鏈技術(shù)中，公有鏈上的公開信息可以對道地藥材的生產(chǎn)、加工等一系列環(huán)節(jié)的信息進行記錄驗證，用來對道地藥材數(shù)據(jù)信息的交換和共享、鑒真和防偽。

時間越順序場景，也就是時間證明場景，區(qū)塊鏈的時間戳可以將道地藥材在種植、加工、運輸各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息標(biāo)識、記錄下來，用于追溯藥材的來源即原產(chǎn)地證明，及時追蹤藥材的完整履歷信息即供應(yīng)鏈管理，區(qū)塊鏈的公開、透明、不可篡改的特性恰恰是對道地藥材質(zhì)量的保證。

確權(quán)越維權(quán)場景，也就是作者證明和所有權(quán)證明。當(dāng)藥農(nóng)、藥商、消費者等道地藥材供應(yīng)鏈上的節(jié)點都能夠在區(qū)塊鏈上實時記錄存儲登記等數(shù)據(jù)，后續(xù)流通環(huán)節(jié)依然會被實時記錄，每一環(huán)節(jié)、每一步驟在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中都能夠得到原產(chǎn)地、真實性、擁有者等方面的證明，而隨著鏈上區(qū)塊的增加，數(shù)據(jù)造假會因算力問題而越發(fā)艱難和不可能。反過來，因為區(qū)塊鏈上的快速準(zhǔn)確的確權(quán)機制，侵權(quán)問題也會快速的發(fā)現(xiàn)并實時記錄下來，維權(quán)工作也會容易起來。

2.2 道地藥材的區(qū)塊鏈場景應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)的溯源必須要實現(xiàn)信息在環(huán)節(jié)上的追蹤和在數(shù)據(jù)在源頭上的追溯[8]。溯源就是要解決道地藥材要在傳統(tǒng)環(huán)節(jié)諸如地域、種植、加工、運輸?shù)纫幌盗袉栴}，利用區(qū)塊鏈的核心技術(shù)和核心特征，來完成道地藥材的溯源，通過追蹤、追溯藥材信息，在去中心化的網(wǎng)絡(luò)上、分布記賬的技術(shù)中由于區(qū)塊鏈上各個節(jié)點都進行了記賬，也就是記錄數(shù)據(jù)信息，從而保證了數(shù)據(jù)記錄的真實性和正確性。

區(qū)塊鏈的溯源性，在區(qū)塊鏈中的每一筆交易，均是基于密碼學(xué)方法將相鄰的兩個區(qū)塊串聯(lián)在一起，所以我們可以追溯到任何一筆交易，其中的時間戳功能還可以記錄創(chuàng)建時間。這可以幫助企業(yè)追溯商品的來源、時間和順序，共享的分類賬本可以讓上下游的參與者隨時查看到商品的出處。

在中藥材產(chǎn)業(yè)中，種植加工環(huán)節(jié)難以保證原材料質(zhì)量;在中藥材倉儲環(huán)節(jié)集約化程度底下;在流通環(huán)節(jié)呈現(xiàn)環(huán)節(jié)多、效率低下;溯源系統(tǒng)，基本是基于某一環(huán)節(jié)的溯源，無法全面把控藥材質(zhì)量;生產(chǎn)端缺乏檢測技術(shù)人員，送至第三方檢測機構(gòu)，時間成本、經(jīng)濟成本高，藥農(nóng)藥商承受不起[10]。因此，在道地藥材溯源應(yīng)用架構(gòu)中，要將藥農(nóng)、藥商、質(zhì)檢部門、消費者等各參與主體的需求（見圖1）放入考慮其中，在各環(huán)節(jié)中尤其要考慮到監(jiān)管的重要性。

在一個監(jiān)管的良好環(huán)境中藥農(nóng)需要在區(qū)塊鏈上標(biāo)注道地藥材的產(chǎn)地、生產(chǎn)、加工、倉儲、物流等數(shù)據(jù)信息。藥商最需要了解藥農(nóng)的所有生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，以及藥材的質(zhì)檢、倉儲、物流和買賣信息。質(zhì)檢部門可以在對藥農(nóng)和藥商的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)中得到數(shù)據(jù)信息，并生成質(zhì)檢報告，在廣播給區(qū)塊鏈上的各節(jié)點，這樣數(shù)據(jù)就真正記錄下來了。藥農(nóng)、藥商、質(zhì)監(jiān)部門，各為數(shù)據(jù)的輸入和輸出者，各部門各司其職，相輔相成。當(dāng)消費者購買道地藥材時，要以最簡便的方法、最快的速度，實時了解公開、記錄在區(qū)塊鏈上的道地藥材數(shù)據(jù)信息，因區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)不可篡改的特性，消費者不用進行辨?zhèn)蔚倪^程，就可以直接在去中心化的分布式記賬語境下認可信息，這就是一次完整的道地藥材溯源系統(tǒng)。

3 ?結(jié)語和展望

區(qū)塊鏈技術(shù)在道地藥材溯源場景中的應(yīng)用，有助于推動道地藥材的生產(chǎn)、加工、流通的各環(huán)節(jié)，乃至文化傳播等方面在理論層面上的改革與創(chuàng)新，在實踐層面上彌補了以往技術(shù)經(jīng)驗的不足，也在技術(shù)層面上提供了解決問題的可能性。

溯源不是道地藥材各級參與主體對數(shù)據(jù)信息和數(shù)字的收藏鑒賞，而是對于確信的數(shù)據(jù)的真正分析和利用，培養(yǎng)的不是純粹的技術(shù)，這一技術(shù)里包含著對生命的責(zé)任。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)在道地藥材溯源場景中的應(yīng)用，為作為單一的、可控的、樣本式的場景——道地藥材溯源提供了新的技術(shù)，為區(qū)塊鏈技術(shù)的場景選擇和場景應(yīng)用提供了新的思路，保證了中藥材質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性、穩(wěn)定性、可控性[11]，為推動我國中醫(yī)藥溯源工作提供了新的可能性和實實在在的參考。

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