□殷文杰 都 牧 賈凱文 胡祥培

[大連理工大學(xué) 大連 116024]

引言

構(gòu)建可信、可追溯的農(nóng)產(chǎn)品上行供應(yīng)鏈，杜絕銷售中頻繁發(fā)生的以次充好、產(chǎn)地造假等食品質(zhì)量安全事件，對(duì)于提高城市消費(fèi)者信任、擴(kuò)大銷售市場(chǎng)意義重大。特別是對(duì)于我國(guó)廣袤的偏遠(yuǎn)邊疆地區(qū)而言，高附加值野生農(nóng)產(chǎn)品（例如，松茸、靈芝、冬蟲夏草等，以下簡(jiǎn)稱為野生農(nóng)產(chǎn)品）種類豐富，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的重要經(jīng)濟(jì)來源，一旦出現(xiàn)質(zhì)量安全事件將會(huì)影響當(dāng)?shù)厮袕氖孪嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)農(nóng)戶的收入。因此，基于區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)，建立適應(yīng)于野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的溯源系統(tǒng)，對(duì)于助農(nóng)富農(nóng)、振興鄉(xiāng)村乃至戍邊固防至關(guān)重要，是黨和國(guó)家高度重視的“三農(nóng)”問題之一。

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、透明性、可追溯等特征，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化采集，將它們應(yīng)用到構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)中[1]，可以有效克服傳統(tǒng)中心化的溯源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)易丟失或篡改[2～3]、數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)共享[4～5]、上鏈數(shù)據(jù)真實(shí)性無法保證[6]的難題，已經(jīng)成功應(yīng)用于稻谷[7]、大豆[8]、水果[9]等人工種植環(huán)境下的農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全溯源中。然而，由于野生農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)、生產(chǎn)和溯源具有獨(dú)特特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)中，仍面臨著以下挑戰(zhàn)：

（1）野生農(nóng)產(chǎn)品因其生長(zhǎng)具有周期長(zhǎng)且分布區(qū)域事先未知，無法通過物聯(lián)網(wǎng)采集生長(zhǎng)數(shù)據(jù)[10]，因此如何采集源頭信息形成溯源鏈成為挑戰(zhàn)之一。

（2）野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈具有參與方多且動(dòng)態(tài)變化，村民采集后需要經(jīng)采購(gòu)、零售、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)最后到達(dá)消費(fèi)者，且每個(gè)環(huán)節(jié)都有多個(gè)可選的企業(yè)，因此如何根據(jù)訂單的參與方動(dòng)態(tài)地構(gòu)建信息流與物流共享和追溯鏈成為挑戰(zhàn)之二。

（3）野生農(nóng)產(chǎn)品的溯源數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、類型多的特點(diǎn)，無法全部存儲(chǔ)在鏈上，因此如何設(shè)計(jì)適用于多模態(tài)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)架構(gòu)成為挑戰(zhàn)之三。

（4）野生農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)格和產(chǎn)量隨機(jī)性高，需經(jīng)多次混合和拆分形成統(tǒng)一規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化包裝的產(chǎn)品，如何設(shè)計(jì)分布式記賬記錄批次與批次之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)鏈上數(shù)據(jù)的溯源成為挑戰(zhàn)之四。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，本文以西藏林芝朱拉松茸合作社[11]的野生松茸供應(yīng)鏈為例，基于聯(lián)盟鏈架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）在對(duì)現(xiàn)有野生農(nóng)產(chǎn)品溯源需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了溯源系統(tǒng)架構(gòu)；（2）設(shè)計(jì)了一種基于通道結(jié)構(gòu)的溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的供應(yīng)鏈參與方之間的數(shù)據(jù)共享；（3）設(shè)計(jì)了一種“雙軌”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈中多源異構(gòu)溯源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；（4）設(shè)計(jì)了一種滿足多批次間數(shù)據(jù)鏈可追溯的智能合約，實(shí)現(xiàn)野生農(nóng)產(chǎn)品的信息追溯。

基于上述研究?jī)?nèi)容，本文結(jié)合野生農(nóng)產(chǎn)品的自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套切實(shí)可行的追溯方案，產(chǎn)生的價(jià)值和意義如下：（1）對(duì)供應(yīng)鏈全流程數(shù)據(jù)的監(jiān)控與查詢，大大提升消費(fèi)者對(duì)此類農(nóng)產(chǎn)品的信任程度；（2）基于區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溯源和防偽手段，大大提高市場(chǎng)上不良企業(yè)的造假難度；（3）將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于野生農(nóng)產(chǎn)品，拓展了區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)追溯方面的應(yīng)用范圍。

一、相關(guān)的研究工作綜述

農(nóng)產(chǎn)品的可追溯性是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全問題不僅會(huì)給產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值和聲譽(yù)造成影響，更會(huì)對(duì)公眾健康產(chǎn)生威脅。歐盟第178/2002號(hào)法規(guī)將可追溯性定義為在生產(chǎn)、加工和分銷的所有階段追蹤產(chǎn)品或產(chǎn)品原材料的能力[12]。Bosona等認(rèn)為食品可追溯性是指可以在供應(yīng)鏈的所有階段獲取、存儲(chǔ)和傳輸有關(guān)食品、飼料、食品生產(chǎn)的充分信息，以便在需要的任何時(shí)候檢查產(chǎn)品的安全和質(zhì)量是否得到保障[13]。農(nóng)產(chǎn)品溯源的相關(guān)研究大致可以分為兩類：一類是傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、方法和技術(shù)；一類是以分布式賬本為基礎(chǔ)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。

（一）傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、方法和技術(shù)

農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)主要是用來對(duì)整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中溯源對(duì)象的生產(chǎn)過程進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)[14]，常用的農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)大致可以分為兩類：包裝溯源技術(shù)、生物化學(xué)溯源技術(shù)。包裝溯源技術(shù)主要是在農(nóng)產(chǎn)品的包裝上附加農(nóng)產(chǎn)品的各類生產(chǎn)信息，是一類基礎(chǔ)的溯源技術(shù)，主要包括條形碼和RFID標(biāo)簽兩類。條形碼由于消費(fèi)者需要設(shè)備掃描，以及整個(gè)溯源過程中需要大量的人工干預(yù)，因此在農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)中的使用并不普遍。RFID標(biāo)簽由于其具有操作簡(jiǎn)單、部署方便、可以攜帶多種信息、能夠及時(shí)更新等優(yōu)點(diǎn)，成為農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要手段[15～16]。但高昂的部署成本使得一些中小企業(yè)難以負(fù)擔(dān)。生物化學(xué)方法則是通過同位素標(biāo)記或是DNA檢測(cè)等手段，提升農(nóng)產(chǎn)品溯源的速度和精確度，這類技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，相比于包裝溯源方法，標(biāo)記不會(huì)受到外來因素的破壞，而且自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度較高[17～19]。但這類技術(shù)的部署同樣需要高昂的成本。

農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是利用上述農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)，將溯源信息采集、存儲(chǔ)和傳輸?shù)倪^程與信息系統(tǒng)結(jié)合起來。傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)研究主要聚焦于搭建中心化的溯源系統(tǒng)[20～22]。然而，該中心化的溯源系統(tǒng)一旦中心數(shù)據(jù)庫(kù)受到攻擊或被篡改，將產(chǎn)生災(zāi)難性后果，也缺乏公信力。此外，在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中一般涉及到多個(gè)利益相關(guān)方，各利益相關(guān)方采用的溯源系統(tǒng)各不相同，相互之間信息難以共享，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集格式和交換標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的信任機(jī)制難以建立，這也對(duì)溯源系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用造成了一定的困難。

（二）以分布式賬本為基礎(chǔ)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、方法和技術(shù)

近年來，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)開始采用區(qū)塊鏈技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)的可追溯性、去中心化、不可篡改的特性有效解決了傳統(tǒng)溯源系統(tǒng)的一些問題[23]。去中心化、分布式的特點(diǎn)使得農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的多個(gè)主體能夠充分進(jìn)行信息共享，克服了傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)受限于信息交換標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)，同時(shí)不可篡改的特性也增強(qiáng)了各主體之間的信任。在溯源的技術(shù)和方法上，普遍與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的精確度和可靠性。Salah等利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建大豆追溯系統(tǒng)，為大豆追溯提供了解決方案和通用框架，解決了大豆供應(yīng)鏈中信息交換困難且耗時(shí)的問題[24]。Bumblauskas等基于區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)了雞蛋“從農(nóng)場(chǎng)到餐桌”的追溯體系，利用傳感器在無需人工輸入的情況下為產(chǎn)品的區(qū)塊鏈記錄提供數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)雞蛋追溯中的欺詐問題，增強(qiáng)了供應(yīng)鏈各利益相關(guān)方的信任[25]。Hao等利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中的流動(dòng)，同時(shí)提出了農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的定量分析方法，以減少食品安全事故的發(fā)生[26]。盡管區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品溯源方面的應(yīng)用已經(jīng)較為豐富，但目前的解決方案主要集中在種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，對(duì)于本文研究的野生農(nóng)產(chǎn)品并不適用。野生農(nóng)產(chǎn)品由于其零散的供給，溯源的難度更大，需要針對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品溯源的業(yè)務(wù)特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)溯源流程；此外，野生農(nóng)產(chǎn)品涉及零散的小農(nóng)戶供應(yīng)商，溯源鏈上的成員是動(dòng)態(tài)變化的，現(xiàn)有方案難以適應(yīng)供應(yīng)鏈參與方的動(dòng)態(tài)變化，因此需要重新考慮溯源系統(tǒng)的成員架構(gòu)和智能合約的設(shè)計(jì)。同時(shí)，區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)載過大也是實(shí)際應(yīng)用的難點(diǎn)。而現(xiàn)有的文獻(xiàn)僅針對(duì)溯源系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，沒有過多關(guān)注區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)中多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。

因此，本文針對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品溯源自身的特點(diǎn)，從溯源流程、溯源系統(tǒng)的成員架構(gòu)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式以及智能合約的設(shè)計(jì)這四個(gè)方面做出設(shè)計(jì)與改進(jìn)。其中，本文的創(chuàng)新之處在于：（1）針對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品這一特殊品類，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)，填補(bǔ)了野生農(nóng)產(chǎn)品在該領(lǐng)域的空白；（2）針對(duì)成員松散且關(guān)系動(dòng)態(tài)變化的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈，基于區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)了一種成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法，為解決這類問題提供了一種新的辦法；（3）針對(duì)供應(yīng)鏈中產(chǎn)生的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了一種新的鏈上鏈下協(xié)同、數(shù)據(jù)可驗(yàn)證的存儲(chǔ)方式；（4）針對(duì)供應(yīng)鏈中存在的批次混合拆分過程，設(shè)計(jì)了一種新的基于產(chǎn)品生命周期的智能合約來實(shí)現(xiàn)追溯的功能。

二、野生農(nóng)產(chǎn)品溯源需求分析及系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

（一）野生農(nóng)產(chǎn)品溯源需求分析

當(dāng)前我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)民通常以合作社形式進(jìn)行組織野生農(nóng)產(chǎn)品的采摘和銷售，典型的以合作社為中心的野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈如圖1所示。野生農(nóng)產(chǎn)品由產(chǎn)地村民采摘后，由采購(gòu)商（也可以是合作社采購(gòu)專員）進(jìn)行收購(gòu)，并統(tǒng)一銷售給合作社進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)、分級(jí)，此后按照訂單（電商平臺(tái)或經(jīng)銷商）要求進(jìn)行包裝和發(fā)貨，經(jīng)物流運(yùn)輸最后到達(dá)消費(fèi)者端。實(shí)踐中，上述過程包括了村民、采購(gòu)商、合作社、銷售方（電商平臺(tái)、經(jīng)銷商、零售）、物流方等多個(gè)參與方，且每個(gè)參與方都可以包括多個(gè)企業(yè)。

圖1 以合作社為中心的野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供應(yīng)鏈?zhǔn)纠?/p>

現(xiàn)有產(chǎn)銷供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品的全程溯源，主要原因有以下兩點(diǎn)：供應(yīng)鏈中大部分參與方的信息化程度很低，供應(yīng)鏈流程數(shù)據(jù)記錄缺失；供應(yīng)鏈參與方之間缺乏信息共享渠道。因此，為了實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的信息化形成完整的溯源鏈，需要在提高參與方信息化程度的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有供應(yīng)鏈流程進(jìn)行再造，并增加監(jiān)管機(jī)構(gòu)的參與環(huán)節(jié)，用于提供可信的認(rèn)證服務(wù)和供應(yīng)鏈流程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多方數(shù)據(jù)的安全共享。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本文構(gòu)建了“采摘村民責(zé)任制”，即由監(jiān)管機(jī)構(gòu)向村民和采購(gòu)商進(jìn)行身份認(rèn)證，將身份認(rèn)證信息存入溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，只有經(jīng)過實(shí)名認(rèn)證后的村民和采購(gòu)商才能加入后續(xù)的采銷活動(dòng)中，以實(shí)現(xiàn)野生農(nóng)產(chǎn)品采摘源頭追溯。在該前提下，基于現(xiàn)有的野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供應(yīng)鏈，對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供應(yīng)鏈流程進(jìn)行再造（如圖2所示），主要包括采購(gòu)商采購(gòu)、合作社收購(gòu)、入庫(kù)和分級(jí)以及訂單發(fā)貨這五個(gè)步驟。

圖2 再造后的野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供應(yīng)鏈流程

再造后的野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供應(yīng)鏈具體的各個(gè)步驟中的作業(yè)流程說明如下：

1. 采購(gòu)商采購(gòu)：采購(gòu)商對(duì)村民進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后稱量采摘的農(nóng)產(chǎn)品重量，對(duì)村民的信息以及采摘的農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行上傳，向村民支付相應(yīng)的款項(xiàng)。一個(gè)批次采購(gòu)?fù)瓿珊?，生成與之對(duì)應(yīng)的采購(gòu)碼，采購(gòu)碼包括采購(gòu)商、采摘村民以及采摘農(nóng)產(chǎn)品的信息。

2. 合作社收購(gòu)：采購(gòu)商將采購(gòu)來的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)送至合作社進(jìn)行售賣，合作社對(duì)采購(gòu)商的身份進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后稱量該批次的總重量，掃描第一階段生成的識(shí)別碼，添加收購(gòu)的信息，包括收購(gòu)員的信息和收購(gòu)的時(shí)間等。

3. 入庫(kù)：合作社對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行入庫(kù)操作，與收購(gòu)的流程類似，掃描識(shí)別碼添加倉(cāng)儲(chǔ)和操作信息。

4. 分級(jí)：合作社的分級(jí)人員對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)操作，將入庫(kù)的收購(gòu)批次分成若干分級(jí)批次，掃描識(shí)別碼，上傳相對(duì)應(yīng)的操作和分級(jí)信息，并生成新的分級(jí)批次碼用于下一階段的識(shí)別。

5. 訂單發(fā)貨：收到訂單后，發(fā)貨人員依據(jù)訂單信息，從現(xiàn)有的分級(jí)批次中挑選出符合訂單需求的產(chǎn)品，并依次錄入分級(jí)批次的信息，上傳相應(yīng)的發(fā)貨信息，最后接入物流信息系統(tǒng)信息，實(shí)現(xiàn)全流程追溯。

結(jié)合上述步驟，以下進(jìn)一步對(duì)各個(gè)參與方的溯源業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析和定義，作為溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。上述供應(yīng)鏈的參與方分為企業(yè)（包含合作社和采購(gòu)商）、消費(fèi)者和政府監(jiān)管方三類。具體而言，企業(yè)的主要溯源業(yè)務(wù)需求包括：根據(jù)具體業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)方之間進(jìn)行信息共享；企業(yè)的敏感、隱私數(shù)據(jù)（例如采摘村民信息、企業(yè)采購(gòu)和倉(cāng)儲(chǔ)信息等）的保護(hù)。消費(fèi)者的主要溯源業(yè)務(wù)需求包括：方便、快速地查詢到真實(shí)全面的溯源信息，包括供應(yīng)鏈過程中的視頻和圖片數(shù)據(jù)；個(gè)人的隱私數(shù)據(jù)不被泄露。政府監(jiān)管方的溯源需求包括：具備溯源系統(tǒng)最高的訪問權(quán)限，能夠?qū)λ菰聪到y(tǒng)上的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)食品安全以及產(chǎn)品造假的問題時(shí)，能夠以最快的速率對(duì)相關(guān)的部門進(jìn)行追責(zé)。結(jié)合上述需求，本文設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)框架。

（二）基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的層次框架如圖3所示，包括基礎(chǔ)設(shè)施、區(qū)塊鏈服務(wù)、功能以及交互四個(gè)層次?；A(chǔ)設(shè)施層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。區(qū)塊鏈服務(wù)層，整個(gè)系統(tǒng)的核心，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共享和后續(xù)質(zhì)量追溯的核心模塊。功能服務(wù)層面向具體的溯源需求，基于可追溯性智能合約開發(fā)對(duì)應(yīng)的功能模塊，為后續(xù)農(nóng)產(chǎn)品的溯源防偽的查詢功能提供支持。參與方交互層用來為供應(yīng)鏈中各成員（系統(tǒng)用戶）提供信息共享和查詢的接口，系統(tǒng)用戶可以通過UI界面對(duì)賬本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、查詢并進(jìn)行一些基本的數(shù)據(jù)分析工作。

圖3 基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)層次框架圖

基礎(chǔ)設(shè)施層采用基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和追蹤方案，利用電子身份識(shí)別器、攝像頭、掃碼槍、ERP電子秤等物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)全生命周期數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。此外，為了防止在該過程中可能出現(xiàn)的“真包裝，假產(chǎn)品”的現(xiàn)象，對(duì)包裝進(jìn)行了防偽設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的第一層外包上印刷溯源碼，在包裝內(nèi)另外粘貼防偽標(biāo)簽和溯源碼，利用防偽包裝來保證信息和實(shí)體的對(duì)應(yīng)。

區(qū)塊鏈服務(wù)層采用聯(lián)盟鏈架構(gòu)，基于成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理的方法，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)方之間的動(dòng)態(tài)鏈接，本文設(shè)計(jì)的成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法將在后文進(jìn)行詳細(xì)描述。區(qū)塊鏈服務(wù)層采用“雙軌”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制對(duì)采集到的溯源數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，用以支持供應(yīng)鏈環(huán)境下大吞吐量交易的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢場(chǎng)景，本文設(shè)計(jì)的“雙軌”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法將在后文進(jìn)行詳細(xì)描述。

功能服務(wù)層基于可追溯性智能合約，對(duì)溯源系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行授權(quán)和管理，對(duì)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理整合。具體而言，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)授權(quán)和管理模塊包括節(jié)點(diǎn)證書和授權(quán)管理以及多重可追溯性驗(yàn)證。前者是指區(qū)塊鏈的各個(gè)參與方頒發(fā)證書，用來確保區(qū)塊參與方的合法性，后者基于節(jié)點(diǎn)認(rèn)證智能合約，自動(dòng)地驗(yàn)證用戶權(quán)限、智能地進(jìn)行逐級(jí)信息交互。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理整合模塊包括靜態(tài)信息管理、動(dòng)態(tài)信息管理、溯源防偽碼生成和溯源防偽信息檢索四個(gè)部分。其中，溯源防偽碼是終端消費(fèi)品上可用于查詢溯源防偽信息的二維碼，與系統(tǒng)中的標(biāo)識(shí)碼一一對(duì)應(yīng)，而每個(gè)產(chǎn)品都標(biāo)定一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)碼，可以在系統(tǒng)中輸入該標(biāo)識(shí)碼，調(diào)用智能合約來查詢?cè)摦a(chǎn)品的溯源防偽信息。

系統(tǒng)用戶的交互權(quán)限通過功能服務(wù)層中系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)授權(quán)和管理功能界定，可以基于智能合約實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢和（或）添加。系統(tǒng)用戶分為三類：消費(fèi)者用戶、供應(yīng)鏈用戶（包括合作社、物流方、銷售方等）以及監(jiān)督背書用戶（包括備案中心和認(rèn)證機(jī)構(gòu)等）。系統(tǒng)根據(jù)不同用戶的具體業(yè)務(wù)需求提供不同的接口：面向消費(fèi)者用戶，系統(tǒng)提供查詢接口，根據(jù)訂單基于智能合約授權(quán)查看購(gòu)買的農(nóng)產(chǎn)品當(dāng)前的狀態(tài)信息和溯源信息；面向供應(yīng)鏈用戶，系統(tǒng)提供查詢和添加兩類接口，基于智能合約授權(quán)查詢和添加業(yè)務(wù)相關(guān)的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)，這里在數(shù)據(jù)添加接口中設(shè)置緩存機(jī)制，即添加的數(shù)據(jù)先存入可以撤回的緩存中，經(jīng)二次確認(rèn)再寫入?yún)^(qū)塊鏈中；面向監(jiān)督背書用戶，系統(tǒng)提供查詢接口，基于智能合約授權(quán)查看業(yè)務(wù)相關(guān)的整個(gè)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)。

三、基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文基于野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)整體框架，針對(duì)面向區(qū)塊鏈服務(wù)層的權(quán)限管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及追溯機(jī)制三項(xiàng)系統(tǒng)核心功能，設(shè)計(jì)了成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法、“雙軌”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制以及可追溯性智能合約。

（一）野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法

針對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的參與方多且分散，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，缺乏固定的供應(yīng)鏈模式，無法形成統(tǒng)一穩(wěn)定的信息流與物流過程的這一難題，本文設(shè)計(jì)了一種溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理的方法，使得在供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)參與方動(dòng)態(tài)變化的情況下，仍能進(jìn)行多方數(shù)據(jù)共享以形成完整的溯源鏈。

本文采用聯(lián)盟鏈架構(gòu)搭建溯源系統(tǒng)，利用聯(lián)盟鏈中的通道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)采購(gòu)商、零售商、經(jīng)銷商以及物流配送企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)彈性加入聯(lián)盟鏈中。具體而言，聯(lián)盟鏈由多個(gè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)生成的通道構(gòu)成，將一項(xiàng)業(yè)務(wù)映射為一個(gè)通道，將這項(xiàng)業(yè)務(wù)的參與企業(yè)、業(yè)務(wù)關(guān)系及相關(guān)交易數(shù)據(jù)映射為通道中的共識(shí)節(jié)點(diǎn)、鏈碼（智能合約）和相應(yīng)的賬本。此外，聯(lián)盟鏈中的每個(gè)通道都包括具有政府官方背景的監(jiān)管機(jī)構(gòu)、備案中心和認(rèn)證機(jī)構(gòu)。每個(gè)通道的參與方共同維護(hù)一個(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)，可保障數(shù)據(jù)的不可篡改性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)安全、透明、共享。圖4展示了在聯(lián)盟鏈架構(gòu)下兩組野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷聯(lián)盟的數(shù)據(jù)共享過程。

圖4 聯(lián)盟鏈架構(gòu)下野生農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷聯(lián)盟的數(shù)據(jù)共享過程示例

針對(duì)聯(lián)盟鏈場(chǎng)景下可能出現(xiàn)的隱私泄漏問題，本文分別使用通道和HFL（Hyperledger Fabric Ledger）中的私有數(shù)據(jù)模塊來解決通道間和通道內(nèi)成員隱私數(shù)據(jù)保密的問題。在不同的業(yè)務(wù)聯(lián)盟之間，可以利用通道的性質(zhì)形成業(yè)務(wù)聯(lián)盟間數(shù)據(jù)的天然隔離。在同一個(gè)業(yè)務(wù)聯(lián)盟內(nèi)實(shí)現(xiàn)參與方隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)，聯(lián)盟內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以通過創(chuàng)建私有數(shù)據(jù)集合來實(shí)現(xiàn)通道內(nèi)的組織子集定義，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)。

（二）“雙軌”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制

區(qū)塊鏈作為一種分布式的賬本，受限于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)，賬本的大小不能夠進(jìn)行無限擴(kuò)充，只能夠存儲(chǔ)體量較輕的表單數(shù)據(jù)。然而野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)、數(shù)據(jù)量巨大的特點(diǎn)。因此本文設(shè)計(jì)一種“雙軌”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，將實(shí)現(xiàn)大體量的、有篡改風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)的哈希值存儲(chǔ)到鏈上，而將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到鏈下，利用哈希函數(shù)單向加密的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改。這里，“雙軌”是指一條軌道進(jìn)行鏈上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，另一條軌道進(jìn)行鏈下數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。具體而言，“雙軌”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制包括數(shù)據(jù)上傳機(jī)制與數(shù)據(jù)查詢機(jī)制。

數(shù)據(jù)的上傳機(jī)制包括了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)上傳兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備主要是基于數(shù)據(jù)的防偽和驗(yàn)證需求特性對(duì)上鏈數(shù)據(jù)和下鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，將需要進(jìn)行防偽和驗(yàn)證的數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈，而無防偽和驗(yàn)證需求特性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至線下的數(shù)據(jù)庫(kù)中。本文溯源系統(tǒng)中的鏈下數(shù)據(jù)和鏈上數(shù)據(jù)如表1所示。數(shù)據(jù)上傳分為上鏈數(shù)據(jù)和下鏈數(shù)據(jù)兩類上傳操作，上鏈數(shù)據(jù)可直接上傳至區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)，而下鏈數(shù)據(jù)則需要先通過客戶端上傳至線下或云數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由后端處理生成對(duì)應(yīng)的hash摘要并將hash摘要同上鏈數(shù)據(jù)一同打包上傳至區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)。區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)將打包后的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的提交背書之后進(jìn)行廣播，最終上傳至區(qū)塊鏈賬本。

表1 溯源系統(tǒng)的鏈下數(shù)據(jù)和鏈上數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的查詢機(jī)制包括了鏈上數(shù)據(jù)和鏈下數(shù)據(jù)查詢。具體而言，數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求由客戶端設(shè)備發(fā)起，后臺(tái)處理相應(yīng)的請(qǐng)求并連接區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息的查詢。需要特別說明的是，針對(duì)待查詢的鏈下數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)向后臺(tái)返回相應(yīng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)后將其進(jìn)行hash摘要生成，并與從區(qū)塊鏈上返回的hash摘要數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。若比對(duì)的結(jié)果一致，則向終端返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)；若比對(duì)的結(jié)果不一致，則向終端提示數(shù)據(jù)篡改的風(fēng)險(xiǎn)可能。圖5展示了“雙軌”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制的概念框架。

圖5 “雙軌”存儲(chǔ)機(jī)制的概念框架

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)為野生農(nóng)產(chǎn)品構(gòu)建了一個(gè)多模式的存儲(chǔ)機(jī)制，保證了信息的可追溯性和不可篡改性。同時(shí)，利用hash摘要保證了鏈下數(shù)據(jù)的不可篡改性，為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)擴(kuò)展性提供了一種可行的技術(shù)方案。

（三）可追溯性智能合約

野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈過程的各階段處理批次存在多次的混合和拆分過程，區(qū)塊鏈架構(gòu)下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊中，無法按照關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的表連接方式進(jìn)行存取，難以進(jìn)行溯源。因此本文設(shè)計(jì)一種可追溯性智能合約，按照供應(yīng)鏈的物流邏輯，通過“采購(gòu)批次編號(hào)→收購(gòu)批次編號(hào)→分級(jí)批次編號(hào)→產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼→訂單號(hào)→運(yùn)單號(hào)”的全生命周期數(shù)據(jù)追蹤來鏈接供應(yīng)鏈的處理流程，將相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯封裝在智能合約中，實(shí)現(xiàn)溯源信息的一鍵查詢。

智能合約可以通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)證用戶的權(quán)限，智能地進(jìn)行逐級(jí)信息交互，既能夠?qū)崿F(xiàn)消費(fèi)者訂單的向前追溯，也能夠?qū)崿F(xiàn)前序批次的向后追溯。利用智能合約，可以在供應(yīng)鏈的每一階段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)記，將各個(gè)村民采摘的野生農(nóng)產(chǎn)品作為最小溯源單元。如圖6所示，在采購(gòu)階段以及發(fā)生批次混合的合作社分級(jí)、發(fā)貨階段，對(duì)批次進(jìn)行標(biāo)記，而未發(fā)生批次混合的階段，不做標(biāo)記處理。以圖6中的訂單#4為例，該訂單包含了等級(jí)#2和等級(jí)#3的兩類產(chǎn)品，因此可以追溯到等級(jí)#2和等級(jí)#3的兩個(gè)預(yù)處理（分級(jí)）批次中，在智能合約中實(shí)現(xiàn)分級(jí)批次編號(hào)與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼的對(duì)應(yīng)。等級(jí)#2和等級(jí)#3的分級(jí)批次來源于收購(gòu)批次#1和收購(gòu)批次#2，因此在智能合約中實(shí)現(xiàn)分級(jí)批次編號(hào)與收購(gòu)批次編號(hào)的對(duì)應(yīng)。收購(gòu)批次#1和收購(gòu)批次#2分別來源于采購(gòu)批次#1和采購(gòu)批次#2，因此在智能合約中實(shí)現(xiàn)收購(gòu)批次編號(hào)和采購(gòu)批次編號(hào)的對(duì)應(yīng)。最后通過采購(gòu)批次找到產(chǎn)品的采摘村民，此時(shí)會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)采摘村民。通過標(biāo)定各個(gè)批次之間的聯(lián)系，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的智能合約，最終實(shí)現(xiàn)商品的溯源需求。

圖6 供應(yīng)鏈過程批次的混合、拆分過程（TU為溯源單位）

通過設(shè)計(jì)可追溯性智能合約，擴(kuò)大了產(chǎn)業(yè)鏈中可追溯防偽的范圍，既可以確保關(guān)鍵追溯防偽信息的完整性，又可利用多重可追溯性來進(jìn)行溯源信息的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)高附加值野生可食用農(nóng)產(chǎn)品的溯源防偽。

四、基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在上述系統(tǒng)的分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，本文基于Vue.js、Gin框架和Hyperledger Fabric開發(fā)野生農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)樣例。其中，Hyperledger Fabric提供SDK作為區(qū)塊鏈服務(wù)的接口，F(xiàn)abric Gateway SDK可以創(chuàng)建通道、安裝智能合約，將系統(tǒng)業(yè)務(wù)連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，完成終端與區(qū)塊鏈的交互，包括提交交易、調(diào)用鏈碼、查詢數(shù)據(jù)等操作。

以下分別對(duì)本文提出的溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法、“雙軌”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方法以及可追溯性智能合約進(jìn)行說明。

第一，本文通過PKI（公鑰基礎(chǔ)設(shè)施）和MSP實(shí)現(xiàn)溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理方法。如圖7所示，溯源系統(tǒng)的PKI架構(gòu)主要由證書機(jī)構(gòu)（Certificate Authority）組成，向所有參與方（如合作社、采購(gòu)商、政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)）發(fā)放數(shù)字證書。CA是一個(gè)受信任的一方（例如，政府機(jī)構(gòu)），在本文系統(tǒng)中由Hyperledger Fabric中默認(rèn)的CA授權(quán)機(jī)構(gòu)擔(dān)任，為所有PKI證書提供信任根，并提供服務(wù)來驗(yàn)證、頒發(fā)和撤銷個(gè)人的身份。此后，在通道和本地配置中的MSP對(duì)參與方的權(quán)限進(jìn)行控制，驗(yàn)證參與者的CA是否符合要求，并標(biāo)識(shí)參與者在節(jié)點(diǎn)或通道上擁有的特定特權(quán)，將身份轉(zhuǎn)換為角色。

圖7 身份管理與驗(yàn)證

第二，本文使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鏈下數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，使用LevelDB對(duì)鏈上數(shù)據(jù)（包括鏈下數(shù)據(jù)的hash摘要值）以K-V形式進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的“雙軌”存儲(chǔ)機(jī)制。

第三，本文在各個(gè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)建立相應(yīng)的智能合約實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的向前追溯和向后追溯的功能。如表2列出了智能合約中定義的一系列交易。交易的資源為供應(yīng)鏈過程中的農(nóng)產(chǎn)品，但在不同的環(huán)節(jié)下其單位不盡相同，表現(xiàn)為粒度的大小存在差別。例如在采購(gòu)階段農(nóng)產(chǎn)品的單位為一批次的采購(gòu)單位，而這一批次的采購(gòu)單位由若干個(gè)村民采摘單元組成，前者的粒度大，后者的粒度小。供應(yīng)鏈的參與方對(duì)這些交易資源進(jìn)行操作，每個(gè)參與方都與一個(gè)身份相關(guān)聯(lián)，支持的操作包括：CREATE、READ、UPDATE和DELETE。

表2 智能合約中定義的交易樣本

在實(shí)現(xiàn)上述方法的基礎(chǔ)上，本文基于B/S架構(gòu)、通過Hyperledger Fabric進(jìn)行系統(tǒng)分布式部署，最終實(shí)現(xiàn)溯源系統(tǒng)的原型。系統(tǒng)開發(fā)所使用的語言包括Golang，JavaScript，HTML和CSS，前后端的數(shù)據(jù)處理和交換通過json加以實(shí)現(xiàn)。原型系統(tǒng)使用VMware虛擬機(jī)來部署整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的組織成員包含采購(gòu)商、合作社、物流商、銷售商以及政府監(jiān)管方。各組織成員通過一個(gè)門戶網(wǎng)站作為用戶操作的人機(jī)界面，在網(wǎng)絡(luò)門戶發(fā)送請(qǐng)求，調(diào)用系統(tǒng)的API以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。其中，用戶操作界面如下圖8所示。

圖8 溯源原型系統(tǒng)用戶操作界面圖

在原型系統(tǒng)利用Hyperledger Explorer監(jiān)控區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況。Hyperledger Explorer允許內(nèi)部瀏覽由鏈上成員創(chuàng)建的賬本項(xiàng)目，獲取網(wǎng)絡(luò)和鏈碼狀態(tài)，查看區(qū)塊和交易，按條件過濾區(qū)塊，并獲取新區(qū)塊的實(shí)時(shí)通知。圖9顯示了區(qū)塊18的細(xì)節(jié)，如交易號(hào)、區(qū)塊哈希、數(shù)據(jù)哈希和上一區(qū)塊的哈希。

圖9 Hyperledger Explorer的區(qū)塊信息顯示圖

五、結(jié)論

本文基于Hyperledger Fabric架構(gòu)，考慮高附加值野生農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷過程，結(jié)合區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)，創(chuàng)建了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的野生農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)。論文通過對(duì)現(xiàn)有的野生農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷供應(yīng)鏈流程再造，構(gòu)建了野生農(nóng)產(chǎn)品的完整溯源鏈；針對(duì)根據(jù)具體業(yè)務(wù)而動(dòng)態(tài)變化的信息流和物流參與方，設(shè)計(jì)了一種溯源系統(tǒng)成員信息權(quán)限動(dòng)態(tài)管理的方法；針對(duì)多源海量的溯源數(shù)據(jù)的防篡改與去中心化存儲(chǔ)難題，設(shè)計(jì)了一種“雙軌”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，在鏈上存儲(chǔ)鏈下數(shù)據(jù)的hash映射，實(shí)現(xiàn)鏈上鏈下數(shù)據(jù)的協(xié)同存儲(chǔ)；針對(duì)供應(yīng)鏈過程中存在的多次混合、拆分過程，源頭信息難以定位的難題，設(shè)計(jì)了可追溯性智能合約，實(shí)現(xiàn)溯源系統(tǒng)的向前和向后追溯。

本文針對(duì)野生農(nóng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)了一套可行的追溯方案，并重構(gòu)了現(xiàn)有的高附加值野生農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)鏈全流程數(shù)據(jù)的查詢和異常感知，增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的信任程度，拓展了區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)追溯方面的應(yīng)用范圍。目前，本文相關(guān)成果正在西藏進(jìn)行應(yīng)用落地，針對(duì)林芝松茸進(jìn)行溯源系統(tǒng)的部署，后續(xù)本文的理論和方法將會(huì)進(jìn)一步應(yīng)用于西藏的其他農(nóng)特產(chǎn)品，例如波密天麻、那曲蟲草等等。系統(tǒng)落地應(yīng)用后，本文相關(guān)成果將會(huì)成為西藏自治區(qū)乃至中國(guó)國(guó)內(nèi)第一個(gè)松茸區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)，在為國(guó)內(nèi)松茸行業(yè)的品質(zhì)溯源提供示范應(yīng)用的同時(shí)，能夠進(jìn)一步規(guī)范國(guó)內(nèi)的松茸產(chǎn)銷市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)松茸產(chǎn)業(yè)“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”、“價(jià)值共創(chuàng)”的目標(biāo)。

然而，本文仍然存在一些需要改進(jìn)和優(yōu)化的地方：首先，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境已經(jīng)在一定程度上保證了信息來源的真實(shí)性，但是依舊存在著信息來源失真的風(fēng)險(xiǎn)，因此如何進(jìn)一步確保上鏈數(shù)據(jù)的真實(shí)性是一個(gè)需要進(jìn)一步研究的方向。其次，在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中存在吞吐量較低的問題，單次查詢涉及多個(gè)區(qū)塊時(shí)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的響應(yīng)花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，需要進(jìn)行進(jìn)一步的查詢優(yōu)化，以適應(yīng)大吞吐量的信息查詢。