摘要：由于缺乏强有力的市场和产品流通运营系统监管，农畜产品质量安全问题时有发生。同时，中国食品追溯存在技术限制、成本较高、人才缺乏等问题，而区块链追溯凭借信息不可篡改、去中心化、共识信任、可靠数据库等特征，在构建食品质量安全追溯体系中发挥了积极作用。通过对中国农畜产品质量安全问题及管理困境的分析和对中国农畜产品质量安全追溯体系基本类型的归纳，指出了中国农畜产品追溯体系中存在的问题，明确了构建农畜产品区块链可追溯系统的意义，提出了以区块链为核心的追溯系统的未来发展方向。
关键词：区块链；可追溯；去中心化；农畜产品；质量安全；公开透明
引言
随着我国迈入全面小康社会，居民收入逐步增长，消费水平日益提高，乳、禽、蛋、肉等农畜产品消费率逐步提高，但农畜产品生产周期相对较长，市场本身供给有限，超额需求拉动生产者扩大生产规模。同时，市场自发性的影响导致部分生产者进行投机生产，试图用其他非自然手段或者低成本投资缩短农畜产品生产周期，以提高利润。在此情况下，食品安全问题屡屡发生，消费市场受到了严重冲击，越来越多的消费者开始对市场产生怀疑。从“疯牛病”到“禽流感”再到“口蹄疫”，农畜产品质量安全问题始终是社会公众关注的焦点问题，也是国家监管的难题。面对时有发生的农畜产品质量安全问题，监管系统的有心无力显示出诸多无奈，主客观因素的交叉制约使得管理难度加大。因此，构建安全的农畜产品质量追溯体系，重振消费信心，对于推动我国畜牧业健康、快速发展具有重要的现实意义。
1 中国农畜产品质量安全问题及管理困境
1.1 生产者数量较多，生产规模相对较小，且地域分散
根据我国第三次农业普查数据，截止到2016年底，全国总共有农户约2.3亿户，其中有2.1亿户农户人均约承包土地0.53hm2，农户规模较小且分布相对零散。同时，全国登记的食品生产加工类企业有44多万家，其中约有80%的企业实际上只是10人以下的小作坊和小工厂。食品生产加工主体呈现出规模小、分布散、数量多等点多面广的特点，给相关部门加强食品安全监管造成了一定的困难。
1.2 农畜产品供应链长，加工生产环节较多，且来源复杂
综观我国的畜牧业生产，从初始环节的种养殖到后续的生产加工，从产品的流通环节到销售环节再到消费的过程，我国的畜产品供应涉及的环节较多，供应链较长，且农畜产品来源较为复杂，给农畜产品的安全管理造成了极大的困难。
1.3 社会诚信意识相对缺乏，民众的食品安全信心较为匮乏
社会信用体系是社会主义市场经济体制和社会治理体制的重要组成部分。当前，我国的社会信用体系建设虽然取得了一定的进展，但与经济发展水平和社会发展阶段不匹配、不协调、不适应的矛盾仍然突出，社会诚信意识和信用水平偏低，导致农畜产品类的食品出现假冒伪劣和滥用违禁物质等现象，食品药品安全事件时有发生，致使有关农畜产品及食品安全的谣言时有流传，加剧了社会民众对农畜产品及食品安全的不信任程度。
2 中国农畜产品质量安全追溯体系的基本类型
为了能够刺激社会农畜产品消费活力，建立无中心、覆盖广、迅捷真实的信息链进而使质量信号有效传递、生产消费过程透明化，已成为缓解我国农畜产品及食品安全问题的最优解。我国农产品质量安全体系追溯建设始于2006年，在政府支持、企业配合的合作模式下，近年来取得了一定的成效。
2.1 政府主导的农产品追踪体系
食品安全是关系到国计民生的重大战略问题，目前我国的农产品追踪体系仍是以政府部门为主导、依赖政府推动的公共监管体系。以农业农村部为例，其主导的从生产环节出发建设的农产品质量追踪系统，主要包括全国种植产品追踪制度、动物识别和疫病追踪制度、水产品质量安全跟踪制度和农垦农产品质量追踪制度；而商务部则主要负责建立以流通为核心的包括肉类、蔬菜的流通跟踪系统等在内的农产品质量追踪系统。
2.2 社会组织主导的农产品追溯体系
2015年10月1日修订完成的《中华人民共和国食品安全法》强化生产经营者主体责任，鼓励食品生产经营企业采用信息化手段建立食品追溯体系。在此背景下，各级政府和食品加工企业对食品全程追溯制度的建立及追溯体系的信息化管理高度重视，因而各种各样的追溯办法和制度纷纷出台。例如中国物码中心编制的国家食品（产品）安全追溯平台，既为企业提供溯源信息的集中化管理，也为政府监管提供基础数据支持，同时为公众查询溯源信息提供便利。
2.3 企业主导建设的农产品追溯公共服务平台
出于扩大自身品牌影响力的考虑，农畜产品（食品）生产企业自主建设公司内部质量追溯体系或公共服务平台，但各地在追溯体系建立上的标准不统一、制式不统一、接口不统一，给农畜产品质量安全跨区域执法、联合执法及单件商品的历史数据存储与查询带来了极大的困难。按照目前的发展趋势来看，由政府负责主导、全产业链生产经营主体参与建设的农产品安全溯源体系可能会成为未来发展的主要方向。
3 中国农畜产品追溯体系存在的问题
质量安全追溯系统建设对我国农产品质量的提升有重大推动作用，对增强消费者信心、提高农产品生产监管水平具有重要的意义和促进作用。然而，我国农产品溯源历史基础薄弱，目前农产品溯源体系还处在研发推广阶段，尚存在很多有待解决的问题。
3.1 网络建设不到位，技术应用不成熟，难以在大范围内实现技术普及
目前普遍已知应用于农产品质量安全可追溯的技术主要有射频识别（RFID）技术、二维码技术、虹膜识别技术、胴体标签与编码技术以及区块链技术。技术加持的确为消费者提供了信息查询的渠道，缓解了消费者对农产品的担忧，但可追溯技术在操作以及应用普及方面仍有很大的改进空间。例如RFID技术虽然可以对产品的相关属性随时跟踪、溯源和管理，但其无法保证追踪过程中的隐私保护问题，且使用成本高；而二维码技术虽然效率高、成本低，但信息保密性差，且易被更改，公众判别不出食品检测报告的真伪；胴体标签与编码技术和虹膜识别技术则是技术含量高，难以普及。
3.2 可追溯系统的采购和运行成本高，企业使用意愿低，缺乏成熟的商业运作模式
农产品质量安全问题泛滥，食品消费市场低迷，迫使企业承担起社会责任。企业尝试采用农产品溯源体系让农产品“有迹可循”，提高消费者消费意愿，但是其成本也同步提高。我国农产品加工企业大多是中小微企业。即使政府支持给予补贴，设备、技术、人力、物资的投入，再加上交易风险的增加，也使得这些企业采用该溯源的意愿降低。此外，企业之间也缺乏技术合作，没有利益机制驱动。同国外相比，国内居民对可追溯产品附加价格的支付愿意较低。整体来看，国外消费者对可追溯产品的平均溢价支付水平在30%以上，而我国消费者只有在溢价水平低于10%时才会购买可追溯产品。无论是从企业自身还是消费者本身来说，溯源系统的应用都受到了一定的阻力。
3.3 追溯信息易造假，消费知情权得不到保障
追溯系统技术本身还在研究开发当中，国内还未建立起完善的信息保密机制。“生产有记录、来源可追溯、去向可跟踪、信息可查询、责任可追究”的质量安全追溯体系存在数据漏洞，信息无法得到公开，监管政策也还有待完善。
3.4 农业组织化程度低，农户信息化意识不强
农村缺少专业技术人才，农民参与程度不高，限制了溯源系统的推广规模。我国是农业大国而非农业强国，农村人才流失严重，技术化水平整体较弱。农民知识水平有限，除个别农业大省有农业大户承包土地进行规模生产外，很多地区依然是小农户种植模式，技术规模化普及较困难。
4 区块链可追溯系统
近年来区块链技术发展如火如荼，诸多学者都对区块链技术应用于农产品溯源进行了研究，高阳阳等指出区块链技术能够有效针对中心化溯源易篡改的问题，保证产业链上的信息透明度，从源头解决农畜产品的可追踪溯源信任问题，保护消费者的利益。柳祺祺等指出区块链农产品质量安全追溯体系能够明确各主体责任，降低了追溯成本并提高了追溯效率。刘琰等认为区块链技术中的激励机制促进了食品可追溯系统各参与方对食品可追溯的参与热情，可提高各方参与度，形成食品可追溯的良性循环。
区块链技术起源于比特币的技术应用，它是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构，适用于存储简单的、有先后联系的、能在系统内验证的数据。区块链技术除拥有传统互联网的一些共性技术外，还具有自身独有的一些特性，主要表现为链上数据不可篡改、链上数据可追溯、去中心化形成的信任关系、底层的共享式智能合约关系。
相较于其他特点，链上数据的可追溯性贯行无疑最完善，也是市场最迫切的需求之一。从区块链技术的基本结构来看，它的底层数据结构分为多个区块，每一个数据结构区块里都包含着指向上一个区块的所有数据信息，且各个区块之间是按照发生的时间顺序进行连接。这些区块中还包含着不同的时间戳，即区块链中记录的数据信息都是具有各自时间维度的时序数据，由此即可实现溯源的功用。这就表示，产品的消费者无论身处这条数据链的哪一点，都可以凭借区块链上数据的可追溯性，向前或向后自主查询所消费食品的相关生产加工和运输信息。
5 构建农畜产品区块链可追溯系统的意义
对于构建区块链可追溯系统的意义，柴洪等认为基于区块链的农产品质量控制能够有效实现农业生产经营管理从粗放式的“经验管理”向数字化、可视化的“精准管理”转变。汪普庆等认为区块链技术在食品安全管理全过程中有效解决了信息不完全、不公开、不透明引起的信息不对称问题，实现了生产者、消费者和政府等相关主体的多方共赢。吕青等认为实现农产品可追溯制度可以强化产业链各参与方的责任，通过建立优胜劣汰机制，安全隐患多的企业将被迫退出市场，而生产质量好的企业也可以建立信誉。 区块链技术以其独特的去中心化、共识信任、集体维护、可靠数据库等特性应用于农畜产品追踪，能够有效解决传统农业溯源体系中存在的问题。
5.1 提高农畜产品质量，减少食品安全损失
区块链可溯源系统能够实现对农畜产品生产加工、运输包装、零售消费全过程的记录，一旦信息被收集记入溯源链平台便不可篡改、不可伪造，对生产端起到了监管约束作用，促使农畜产品质量得到改善，有利于提高品牌农产品信誉。由于整个供应链各个环节的产品信息都被跟踪追溯，如果发生食品安全事故，就能够准确找出问题所在，及时阻断传播，降低由此带来的损失。
5.2 防范食品安全风险，提高监管效率
农畜产品质量追溯体系的构建与政府的监督管理紧密相关。质检部门等相关机构在确保食品安全问题上发挥主导作用，使用区块链可追溯系统有助于政府部门加强对食品安全的监管，监管部门通过对生产商、采购商、零售商、物流商进行资格认证，将其终端作为节点加入联盟链中，同时将监管信息上链；并根据农产品的生产、加工、运输、储存、销售环节信息和消费者反馈信息对生产商、物流商、采购商、零售商做出相应的调整或奖惩，有效进行食品安全风险管理。
5.3 增强消费信心，缓解信息不对称问题
基于区块链的可追溯体系能够实现农畜产品全过程的系统记录，保证信息透明，消费者可以通过终端查询系统对产品进行详细查询，了解农产品的原产地、生长环境、加工过程等，保障消费者的知情权，有效缓解产销双方信息不对称的矛盾。这有利于消除消费者的疑心与顾虑，增强消费信心和满意度。
5.4 实现生产管理科学化，提高生产经营效率
利用区块链技术、物联网智能设备、全景监控和智能防伪技术等现代信息技术构建农畜产品质量溯源体系，监测农畜产业生产环境，采集农畜产品生产信息，一旦有产品出现问题，可以即时得知并进行改善，实现规范化、科学化管理，减少不必要的人力成本，提高生产经营效率，也可为后续农畜产品品种、培育养殖方式的改进提供支持。农业信息的数字化、信息化、自动化推动农业现代化的发展，有利于我国农业转型升级和增强农畜产品国际竞争力。
6 区块链可追溯系统发展概况
近几年，中央及地方相关部门先后出台政策要求建立和完善产品质量追溯体系。在产品质量被高度关注的今天，基于区块链技术的可追溯体系建设不断得到推进。
6.1 技术层面
区块链溯源系统基于RFID、二维码等物联网技术，结合“一物一码”的编码技术以及便捷的云计算技术，同时融合了产业链上包含生产、加工、运输和销售等全部环节的数据，建设成为一个统一的质量监管与溯源平台，对加强产业链全程的监管与信息追溯有极大的帮助。
6.2 应用层面
基于区块链技术的食品安全追溯系统已被多家巨头投入使用，并在现有的应用基础上不断探索区块链技术的更多应用方向和技术可能，力求在食品安全管理上为消费者提供更值得信任的可追溯数据信息。
6.3 制度层面
2019年我国农业农村部制定颁布《关于农产品质量安全追溯与农业农村重大创建认定、农产品优质品牌推选、农产品认证、农业展会等工作挂钩的意见》，其对已获得食品生产认证标识的企业的溯源系统进行标准化要求。
在国内，电商巨头阿里巴巴在2016年开始将区块链技术和支付宝的爱心捐赠活动结合，力求让每一笔筹集来的善款都透明可追踪。2017年，阿里巴巴和普华永道共同运用区块链等新技术打造更加透明且具有可追溯性的用于跨境贸易的食品供应链。2018年7月，阿里巴巴开始运用区块链技术对自家平台上流通的农产品进行全流程溯源赋能。同时，京东也于2017年5月开始供应链追溯创新项目，陆续推出了如品质溯源防伪联盟、区块链防伪追溯平台等项目，并于2019年7月19日通过区块链溯源平台实现了诸如牛羊肉等农畜产品的一键式全程可追溯的应用。
在国外，区块链技术的可溯源也得到了众多关注。2016年10月，零售巨头沃尔玛与IBM合作，并联合清华大学，一起研究区块链技术在食品供应链管理上的应用。其中，猪肉产品的供应链项目就运用了基于区块链的可追溯技术，确保诸如农场源头、生产加工的各项数据、保质期、产成后存储的温度和运输环节等细节信息的准确性。
长期的实践表明，运用区块链技术可以较为全面详细地对农产品从生产加工环节到零售商的销售环节再到终端消费者的消费环节的全过程进行追溯；而且相关产品的产地、生产批号、加工过程、保质期和运输流程等“从农场到零售店再到餐桌”全部流程中每一个节点的相关信息数据都被记录上传到去中心化的区块链网络中，这个链条上的每个参与者都可以自主进行查询。
7 以区块链为核心的追溯系统的未来发展方向
当前，我国已初步建立起以物联网系统为技术基础的追溯体系，同时在世界范围内已有大量智能传感器和控制器被投入使用，其使用基数仍在上涨。但是就技术的推广使用阶段来说，物联网系统仍面临诸多挑战，在实际操作、应用层面，仍有相当大的信息、技术空层需要填补。而区块链技术的出现为追溯系统的构建提供了新的思路，未来以其为核心的农产品追溯信息系统的发展将主要体现在以下方面：
7.1 搭建信息存储和查询系统
主要以区块链绑定数据库的追溯与存储设计为主。具体利用本地数据库存储追溯明文数据，区块链上存储追溯数据加密后的信息，并在此基础上建立外联数据库索引的查询方法。此方法可有效解决区块链链式结构因追溯记录总量过多而产生的效率过低问题。
7.2 加强架构溯源体系的速率
溯源体系可划分为前后两端。前端为用户主体，通过识别载体系统，如二维码、条形码形式登录和访问食品溯源系统；后端主要由区块链服务和智能合约构成。溯源体系采用综合分布式账本云平台，用于预配区块链网络、加入其他组织，以及部署和运行智能合同来更新和查询账本。
7.3 联盟区块链建设
联盟区块链建设主要表现为中心化控制，联盟区块链的共识过程受制于若干节点。这种形式可通过企业或政府录入数据，既能保证系统正常运行，又能在一定程度上解决基层技术难题。
7.4 净化供应链信息生态圈
从供应链物流系统的建立到功能发挥的全过程来看，信息流居于主导地位。供应链物流系统具有体量大、时效快、主观性影响大、信息化水平要求高等特点。信息主体客户和供应商分解供应链的过程中，极易受到外界环境的影响，使之面临安全问题。因此，在考虑区块链去中心化优势的基础上，可以利用网络层、共识层和应用层3种路径阻断信息泄露，并通过公钥加密、数字签名、信息隐私化来达到净化目的。
7.5 责任落实惩罚机制建设
2013年，十二届全国人大一次会议上表决了一项关于国务院机构改革和职能转变的方案。表决通过后，国家便开始组建国家食品药品监管总局，同时确定生产、流通和消费3个环节使用统一监管食品安全监督的关键步骤，这使我国的食品安全监管职能正式步入全产业链管理模式。这项举措使区块链信息上链由自觉转变为自发，信息篡改问题减少，上链标准统一提高了问题产品的处理速度。
8 结语
区块链作为近年来国内外的新兴技术，应用前景好。以区块链技术为核心构建的溯源系统，作为优化生产消费链的重要推手，已成为破解消费者食品安全信任危机的致胜法宝。无论是生产端还是消费端，区块链溯源系统的数据一致性和可信度毋庸置疑，其高度透明、高度安全和去中心化等优势能够实现食品安全信息全程可追溯，可以更好地优化信息管理、完善信息生态环境。
在区块链溯源系统的实际应用过程中，挑战也不可避免，如分段、分环节监管、“信息孤岛”、标准不兼容、系统信息庞杂导致效率低下等亟待优化。但从传统生产消费端角度看，区块链溯源系统的介入无疑为整个产品链破碎重组优化提供了动力，能够有效解决长期以来农业产业链上农户与企业合作关系不稳定、农业产业链竞争力弱等严重制约中国现代农业发展的问题。从现代市场信用度来看，区块链溯源系统的介入，能够破除市场信用度低下、消费者能买但不敢买的窘境。
在现代信息技术泛应用背景下，基于连网实用集成性网络来说，区块链溯源在理论上能够从根本上解决食品信息造假、消费者信用度低等问题。支撑物联网技术发展的基础信息技术也在不断深入发展，并与生活需求网状相连，未来消费者也会更加依赖、习惯于使用物联网。市场全球化、信息多元化将会是发展的主旋律，而在这个信息与冲击杂糅的未来，区块链可追溯系统注定会凭借其机遇高、市场大、产业活动丰富和包容性强的特点，在未来的人类生活中占据一片高地。
