區塊鏈在食品供應鏈中的應用
區塊鏈技術
BlockChain
What is blockchain?
一，區塊鏈是什么？
區塊鏈相當于一個去中心化的數據庫，它是由一串數據塊組成的，每一個數據塊都包含了一次比特幣網絡交易的信息，而這些都是用于驗證其信息的有效性和生成下一個區塊的。
廣義上：區塊鏈是一種分布式基礎架構與計算方式，是用于保證數據傳輸和訪問安全的。
狹義上：區塊鏈是一種按照時間順序來將數據區塊以順序相連接的方式組合成的一種鏈式數據結構，并以密碼學的方式來保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
區塊鏈技術的主要特點有以下三點：
1.去中心化：沒有第三方中介，一切都由程序來完成；
2.安全性：主要體現在分布式結構，即使一個節點被攻擊或宕機也不會影響網絡的運行。只有成本極高的“51%攻擊”才能威脅整個網絡。
3.去信任：一切社會行為都要建立在”信任“的基礎上，這也是區塊鏈解決的最根本的問題。
Food supply chain pain points
二，食品供應鏈痛點
食品供應鏈主體眾多
從食品的初級生產者到消費者各環節的經濟利益主體所組成的整體，是網狀結構而非線性。據世界衛生組織統計，每年全球有 40 多萬人死于受污染的食物，全球每年有約 10%的人口因為食品安全問題罹患疾病，而現實中由于缺乏有效的食品數據存儲和追溯能力，導致準確及時發現和控制食源性疾病的傳播蔓延十分困難。
食品安全問題是貫穿于食品供應鏈上每一個環節的重要問題。食品供應鏈上的食品從生產加工，到儲存運輸，直到最后到達消費者的手中，生產環節眾多，責任主體難以認定，這些都導致了食品供應鏈溯源難的問題。
如果有更好的可追溯手段在第一時間找出問題食品的來源，并能確定為特定農場或養殖場，這樣只需要丟棄較少數量有問題的食品，這就既能避免更大的損失，也有助于消除社會的恐慌，而且還能使很多無辜的制造商和產業鏈的關聯方免受傷害。區塊鏈的應用可以加強食品追蹤、可追溯性和安全性的合作，提升食品供應鏈的透明度，進一步保障消費者飲食安全。
Typical case
三，區塊鏈的典型應用案例
summary
區塊鏈在沃爾瑪食品中的應用體現在沃爾瑪與 IBM 聯合宣布了兩項概念驗證（POC）——區塊鏈技術提供了一種“從農場到餐桌” 對食品進行溯源和真實性驗證的快速、準確、可行的解決方案。這兩項概念驗證關注了區塊鏈解決方案中的兩個核心要素：溯源與真實性。
（一）豬肉追蹤
1. 傳統豬肉供應鏈
在傳統條件下，一頭生豬從養殖場到加工廠，再到儲運中心再到零售門店，一系列流程中存在著大量可能的數據風險，包括因篡改、誤傳和串標等引起的不可控因素，毒物、害蟲、細菌病毒引起的污染以及溫度、濕度和有效期等引起的腐敗變質等，均可導致相應的經濟損失、法律責任和社會影響。
2. 區塊鏈在豬肉供應鏈中的應用
基于區塊鏈的應用將豬肉的養殖場來源細節、批號、工廠和加工數據、到期日、存儲溫度以及運輸細節等各種產品信息，以及每一個流程產生的數據都記載在安全的區塊鏈數據庫上，實現全流程的數字化管理，以全面提升豬肉供應鏈管理的效率和水平。所記錄的數據具體包括養殖場基本數據、生產批號、工廠和處理數據、到期日期、儲存溫度以及運輸配送細節等。
具體流程如下：
a.加工廠——豬肉產品——包裝盒，貼標簽，建二維碼——上傳數據——授權用戶
b.供應商發貨點——創建運輸記錄——沃爾瑪配送中心——運輸車牌號，采購訂單——上傳單據圖片——不可篡改，隨時讀取
c.食品安全管理人員讀取數據
該流程能達到多方受益的效果：
1.養殖戶——掌握生豬流向，規劃養殖品種
2.屠宰企業——獲得產品數據，判斷保質期，了解流向
3.零售商——把控豬肉全流程
4.消費者——獲得高質、安全的產品
（二）芒果溯源
1. 傳統芒果供應鏈
典型的芒果供應鏈是從芒果采摘下來后會被分揀裝箱，由貨車或船只運送出境；進口后，芒果將被進一步清潔和加工，有時還會被切割成片，再運送到沃爾瑪門店；顧客在門店查看和挑選后，將芒果帶回家食用。
如果出現質量問題，責任追蹤十分困難，期間，每一個利益相關方必須與其供應鏈上的下一個環節合作才能找到這些芒果的源頭，門店花了 6 天零 18 小時 26 分鐘才查到這些芒果采摘自哪個農場。
2. 區塊鏈技術在芒果供應鏈中的應用
運用區塊鏈之后，供應鏈上的農場、包裝廠、運輸公司、跨境進出口商、加工廠、配送中心和門店等每一個利益相關方都將數據輸入區塊鏈系統，并通過區塊鏈將這些數據聯接起來，形成了芒果從農場到門店的流通數據。
具體流程如下：
a.種植環節：芒果種植期需要采集這一階段是否使用化學農藥、施肥狀況、是否雇傭童工以及在收摘過程中是否出現腐爛或表面缺陷等。
b.加工儲運環節：利用區塊鏈連接相關設備和智能傳感器記錄儲運環節數據。
c.營銷和零售環節：記錄包括芒果的外觀、新鮮度、銷售價格、促銷措施等數據。
d.消費和售后環節：記錄顧客在購買后的消費狀況數據。
Advantages and limitations
四，優勢與局限
（一）優勢
沃爾瑪與 IBM 進行過芒果和豬肉溯源試點項目后，多家公司共同創建 food trust，借助區塊鏈技術維護食品供應鏈，那么將區塊鏈應用的幾點好處如下幾個方面。
1
提高供應鏈效率
消除瓶頸，加快供應鏈速度；提高管理效率，降低物流成本
在使用區塊鏈之前，沃爾瑪對一家分店的芒果進行了溯源測試。用了六天零十八小時二十六分鐘溯源到芒果采摘最初農場。而使用區塊鏈，沃爾瑪可以在 2.2 秒內提供給消費者想要的所有信息。
一方面，區塊鏈技術可以幫助上下游企業建立一個安全的分布式賬本，賬本上的信息對各交易方均是公開的；另一方面，通過“智能合約”技術，我們可以把企業間的協議內容以代碼的形式記錄在賬本上，一旦協議條件生效，代碼自動執行。譬如采購方從供應商進行交易時，即可在鏈上創建一條合約，合約內容是物流數據表明貨物已經抵達地點時，貨款發送給供應商；這樣一來只要物流抵達的信息發出，貨款將自動轉出。
由于區塊鏈數據是安全不可變的，智能合約上代碼的強制執行性使得賴賬和毀約不可能發生。利用智能合約能夠高效實時更新和較少人為干預的特點，企業可實現對供應商隊伍的動態管理，以及對供應鏈效率的提升。
利用區塊鏈技術對零配件供應商的設備等相關信息登記和共享，可以幫助在生產淡季有加工需求的小型企業直接找到合適的生產廠商，甚至利用智能合約自動下單采購，從而達到準確執行生產計劃的目的。
2
建立品牌信任
一物一碼，貨物追溯可控，提高品牌在安全和質量方面的聲譽
質安碼（防偽碼）借助區塊鏈技術所搭建的可信網絡，在幫助企業提升產品質量、提高品牌形象以及建立更高效的產品銷售體系方面優勢凸顯。產品包裝上的?維碼，準確記錄了產品從原材料到市場終端銷售全部過程的信息，商家?旦發現產品質量有問題，便可以及時召回產品，風險可控。可以使企業更好地管控和提升產品的服務質量，同時通過精準的鏈上數據做出精準的營銷推廣舉措，激發消費者更多的潛在消費價值。
在提高消費者的體驗度的基礎上，讓消費者在購物的過程中，通過掃描產品防偽碼查看的溯源認證信息就能知道商家的實際生產流程，降低消費者首次購買的信任度門檻。再通過分享經濟，讓首批消費者分享產品并帶動更多的人消費，形成一個良性循環的商業化模式。
3
保障食品安全
追蹤食品安全問題的源頭，提高供應鏈的透明度
食品安全相關文件電子化后可被分享，豬肉產品可以追溯到位于臨沂的試點農場，生產日期、批次等信息一目了然。區塊鏈具有的去中心化的特點，使得供應鏈上各企業都是信息記錄者的同時，也都是賬本的監督者，提高信息的可信度。同時，不同于傳統供應鏈中信息壁壘的問題，區塊鏈技術使得供應鏈上各方可以在產品生產環節實時監控記錄，大大提升信息共享效率與透明度。
區塊鏈的不可篡改和透明化降低了監管難度：將供應鏈的任何一次交易操作都永久地記錄在某一個區塊上，并透明化于區塊鏈上。無論是對于假冒商品、不合格商品的監督，還是對于供應鏈上產生糾紛后的舉證和責任認定，相關部門的介入要簡單很多，使得問題易于解決。區塊鏈上的數據，可供相應的監管部門對產品的信息進行儲存、傳遞、核實與分析，并可在不同部門之間實時高效的流轉，進而構建一個擁有統一憑證、全程記錄、企業征信等效益的智能信息管理系統，從而有效地解決多方參與、信息碎片化、流通環節重復審核等現實問題。
4
打擊食品造假
降低食品造假空間，打擊食品造假
透明度的提高會讓每個食品體系的參與者站在陽光下，沃爾瑪認為這會讓造假者有所顧忌，對食品造假形成震懾。全鏈信息的可溯源可以協助企業內部做好質量控制。
當發生食品質量問題時，供應鏈上的企業就可以利用區塊鏈上記載的信息，進行溯源，查找問題所在，將責任落實到具體的單位或個人，優化企業管理，降低發生質量事故的風險。
食品供應鏈可以通過區塊鏈技術，有效防止其他偽冒產品。在使用區塊鏈技術后，供應鏈上各企業之間都會使用同一個賬本記錄下產品信息，這就使得其他企業的造假成本大大提高，從而使得產品質量能夠得到保障。
5
監測食品新鮮度與減少食物浪費
準確判斷剩余保質期，最代限度減少食物浪費
優化食品流通決策的結果之一是食品浪費的大量減少，這符合沃爾瑪的發展方向——沃爾瑪承諾 2025 年前在重點市場實現垃圾填埋零浪費，銷售有益于可持續發展的商品，同時持續滿足顧客對平價的期望。
（二）兩者相結合面臨的難題
區塊鏈技術的許多功能都可以為供應鏈管理使用,它能夠提供每一筆交易的記錄,為整個供應鏈中的每一項提供準確、無誤的實時迫蹤,使其更具透明度和可追溯性。區塊鏈本身的比特幣優勢備受社會相關學者的關注,供應鏈管理只是區塊鏈被公認的最強解決方案的案例之一,但區塊鏈技術與供應鏈管理如何更高效地結合使用是需要探索與發掘的。
1
信息吞吐量面臨壓力
隨著大數據的不斷引入,由于區塊鏈需要承載復制之前產生的全部信息,加之數據量每天都有新的增長,區塊鏈中的每一塊都會增加大量數據,整體也會降低其處理速度,會帶來信息存儲、驗證、容量等問題。如何增強設備對數據吞吐量的處理,是區塊鏈面臨的挑戰之一
2
安全性需要加強防范
當前,供應鏈各階段數據的獲取主要依靠物聯網設備,但該設備的安全性較低,如何保證數據的安全輸入是有待解決的問題。另外,授權擁有者常常通過保存私鑰來維持賬戶的安全性,如果私鑰丟失,區塊鏈就無法保障私鑰的安全性,所以在私鑰丟失的情況下如何保證信息安全是當前需要研究的問題。
3
隱私性需要加強保障
區塊鏈技術利用識別私鑰進行交易,授權擁有者無法通過讀取賬本信息直接識別真實身份,這使非授權者有了可乘之機,他們可以通過多個固定交易模式推斷授權擁有者的真實身份。在如今信息越來越透明的時代,用戶隱私權的及時解決顯得格外重要,可以采用一些注冊認證的方法來緩解該狀況,但還是存在一些漏洞。
4
面臨競爭性技術的挑戰
雖然區塊鏈技術被很多人看好,但推動人類發展的技術不僅有區塊鏈技術,哪種技術更快捷更高效,人們就會傾向使用哪種技術。例如,區塊鏈在通信領域的應用,給全網人發短信,但是只有有私鑰的人才能解開信件,能夠保證信息傳遞更加安全。同樣,量子技術也可以做到,信息傳遞需要利用量子通信進行量子糾纏效應,也具備高效安全的效果,并在科學界頗有成效,是區塊鏈技術強有力的對手之一。
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傳統觀念、法律法規的制約
區塊鏈自身的管理特點具有創新性,不同于以往的生產生活方式,淡化了國家監管的概念,沖擊了現行的法律規定。現在,區塊鏈在這方面缺少制度規范,對區塊鏈系統相關監管的爭論已經產生。廣義而言，爭論主要圍繞以下三點展開:不合法性、分類以及法律效力。相關法律法規不足以監督區塊鏈的應用，或者未來過多的約束都不利于其應用與進一步發展。
