基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)構(gòu)建

　　摘要：目的 研究區(qū)塊鏈技術(shù)在食品安全領(lǐng)域，尤其是在生鮮食品冷鏈物流質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用，以加強(qiáng)食品質(zhì)量安全管理，提高食品冷鏈供應(yīng)鏈效益。方法 分析生鮮食品冷鏈物流質(zhì)量安全管理的薄弱環(huán)節(jié)，論證區(qū)塊鏈技術(shù)的食品冷鏈質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)適用性基礎(chǔ)上，以區(qū)塊鏈為底層技術(shù)構(gòu)建食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)，研究區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)食品冷鏈質(zhì)量安全管理的提升效果。結(jié)果 應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)統(tǒng)一、運(yùn)營(yíng)高效的生鮮食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)，對(duì)食品質(zhì)量安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)即時(shí)預(yù)警、質(zhì)量安全問(wèn)題有效溯源，有助于重塑食品質(zhì)量安全生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)論 區(qū)塊鏈作為分布式賬本、數(shù)字簽名、溯源存證等一系列核心技術(shù)的組合，基于區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)建食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)，能夠強(qiáng)化微生物污染監(jiān)測(cè)、縮短食品冷鏈在途時(shí)間并使質(zhì)量安全問(wèn)題得到有效追蹤溯源，對(duì)于加強(qiáng)食品質(zhì)量安全管理、促進(jìn)生鮮食品供應(yīng)鏈優(yōu)化有重要意義。

　　本文源自包裝工程 發(fā)表時(shí)間：2021-03-30《包裝工程》雜志由中國(guó)兵器裝備集團(tuán)公司主管，中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所主辦，是國(guó)內(nèi)包裝、印刷技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威性主導(dǎo)科技期刊。辦刊宗旨：以科技進(jìn)步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。雜志長(zhǎng)期被各大數(shù)據(jù)庫(kù)收錄，是全國(guó)包裝雜志唯一連續(xù)四版中文核心期刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊、中國(guó)期刊網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》用刊、“萬(wàn)方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”全文上網(wǎng)期刊、中國(guó)科技期刊精品數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、美國(guó)《劍橋科學(xué)文摘》(CSA:MI)收錄期刊，代表著中國(guó)包裝科技的最高水平和發(fā)展方向，

　　關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;食品安全;生鮮食品;冷鏈;信息技術(shù)

　　食品安全是民生重中之重[1]。產(chǎn)生食品安全問(wèn)題的根本原因，在于信息不對(duì)稱導(dǎo)致的逆向選擇和道德風(fēng)險(xiǎn)[2]。依托新技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代冷鏈物流信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)食品冷鏈各環(huán)節(jié)質(zhì)量安全問(wèn)題的實(shí)時(shí)監(jiān)控與及時(shí)預(yù)警，意義非常重要[3]。當(dāng)前冷鏈物流信息系統(tǒng)大都采用中心化的解決方案，出現(xiàn)了一系列信任問(wèn)題[4]。區(qū)塊鏈具有去中心化、信息透明、數(shù)據(jù)不可篡改等特性[5]，為食品供應(yīng)鏈管理提供了一種去中心化整合資源、消除信息不對(duì)稱的解決方案[6]。區(qū)塊鏈在連通農(nóng)產(chǎn)品與食品供應(yīng)鏈、推動(dòng)食品供應(yīng)鏈優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)食品溯源、提高食品安全水平等方面的作用正引起學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[7-10]。2019 年 5 月 9 日，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化改革加強(qiáng)食品安全工作的意見(jiàn)》，提出建立基于大數(shù)據(jù)分析的食品安全信息平臺(tái)，推進(jìn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)在食品安全監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用。本文以食品冷鏈質(zhì)量安全管理薄弱環(huán)節(jié)分析為基礎(chǔ)，論證區(qū)塊鏈應(yīng)用于食品冷鏈質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)下的食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)及其運(yùn)作機(jī)制做出闡述。

　　1 食品冷鏈質(zhì)量安全管理的薄弱環(huán)節(jié)

　　經(jīng)營(yíng)生鮮食品必須采用冷鏈系統(tǒng)，且應(yīng)保證冷鏈各環(huán)節(jié)緊緊相扣[11]。隨著食品流通中冷鏈運(yùn)輸方式需求的不斷擴(kuò)大，冷鏈物流質(zhì)量安全管理中的一些問(wèn)題更加凸顯。

　　1.1 包裝破損導(dǎo)致交叉污染

　　水果、蔬菜、肉類等生鮮食品是參與冷鏈運(yùn)輸?shù)闹黧w[12]，若與其他物品混裝運(yùn)輸和配送，容易導(dǎo)致包裝破損、食品污染等[13]。市面上現(xiàn)存不少小型冷鏈物流公司，因運(yùn)輸車輛價(jià)格較為高昂而使用同一運(yùn)輸車輛運(yùn)送不同種類的貨物。不同類型的食品及食材混合裝載，若存在包裝物強(qiáng)度不夠或被物理?yè)p毀等情況時(shí)，會(huì)引起外物混入，甚至造成細(xì)菌微生物在不同產(chǎn)品之間交叉污染，容易釀成嚴(yán)重質(zhì)量安全事故。包裝破損后容器器具及包裝物上細(xì)菌病毒的侵入，也是食品被二次污染、引發(fā)消費(fèi)環(huán)節(jié)質(zhì)量安全事故的一個(gè)源頭。如美國(guó)在 2020 年 5 月發(fā)生一起因食用冷鏈金針菇而發(fā)生的感染李斯特菌事件。該事件一共造成 30 多人感染，其中有 4 人死亡，并有 2 名孕婦因病菌感染而造成流產(chǎn)。

　　1.2 冷鏈斷鏈造成食品腐爛

　　溫度是影響生鮮果蔬采后品質(zhì)和貨架期的關(guān)鍵因子[14]，冷鏈運(yùn)輸或儲(chǔ)存溫濕度不適宜、包裝材料不標(biāo)準(zhǔn)等，都可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量受損[15]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)冷鏈物流企業(yè)多數(shù)通過(guò)租用第三方冷庫(kù)來(lái)儲(chǔ)存貨物，雙方合作過(guò)程中缺少一站式的信息溝通媒介，冷鏈運(yùn)輸與低溫倉(cāng)儲(chǔ)之間銜接不順暢。我國(guó)冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備技術(shù)含量低，生產(chǎn)地缺乏冷處理相關(guān)設(shè)施，造成冷鏈中斷[16]。部分冷鏈運(yùn)輸商在物流環(huán)節(jié)“能省則省”，運(yùn)輸途中將制冷機(jī)關(guān)閉，快到目的地時(shí)再打開(kāi)，是造成冷鏈中斷的另外一個(gè)因素。冷鏈斷鏈?zhǔn)沟蒙r食品長(zhǎng)時(shí)間暴露在溫濕度不適宜的環(huán)境下。果蔬和水產(chǎn)品等易腐食品在常溫下不僅鮮度下降很快，而且腐敗變質(zhì)也更加迅速[17]。腐爛變質(zhì)的食品會(huì)產(chǎn)生黃曲霉素、亞硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)，流入終端消費(fèi)市場(chǎng)會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量安全事故。

　　1.3 質(zhì)量安全問(wèn)題難以追蹤溯源

　　生鮮食品在物流配送環(huán)節(jié)最容易出質(zhì)量安全問(wèn)題[18]。當(dāng)前我國(guó)食品冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后[19]，生產(chǎn)商、分銷商、物流企業(yè)及冷庫(kù)之間，缺乏信息共享的平臺(tái)和機(jī)制，不能有效保障生鮮食品質(zhì)量安全。冷鏈物流行業(yè)整體的信息化水平較低，大大影響了生鮮食品在途質(zhì)量監(jiān)管的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。現(xiàn)有食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)往往將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在中心化的數(shù)據(jù)庫(kù)中[20]，這種集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式會(huì)帶來(lái)兩方面的問(wèn)題，一是數(shù)據(jù)篡改問(wèn)題，二是遭受黑客攻擊或存儲(chǔ)介質(zhì)損壞時(shí)，數(shù)據(jù)資料可能損壞。此外，現(xiàn)有食品質(zhì)量監(jiān)管與溯源系統(tǒng)通常針對(duì)特定品種在較窄范圍內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量追溯[21]，消費(fèi)者不能查詢到完整的質(zhì)量安全信息，發(fā)生質(zhì)量安全事故時(shí)問(wèn)題產(chǎn)品也難以被有效追蹤溯源。

　　2 區(qū)塊鏈技術(shù)提升食品冷鏈質(zhì)量安全的機(jī)理

　　區(qū)塊鏈因其擁有分布式記賬、數(shù)字簽名及溯源存證等一系列核心技術(shù)，而與分布式架構(gòu)的信息平臺(tái)建設(shè)需求具有極高的契合度[22]。以區(qū)塊鏈為底層技術(shù)建設(shè)食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)，有助于強(qiáng)化微生物污染監(jiān)測(cè)、縮短食品冷鏈物流在途時(shí)間，并助力對(duì)質(zhì)量安全問(wèn)題進(jìn)行有效溯源。

　　2.1 分布式記賬技術(shù)強(qiáng)化微生物污染監(jiān)測(cè)

　　區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的本質(zhì)是一個(gè)公開(kāi)記賬系統(tǒng)，整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制都是公開(kāi)的，區(qū)塊鏈記錄的信息在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上均有備份。系統(tǒng)上的所有節(jié)點(diǎn)都能夠通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)接口，對(duì)生鮮食品供應(yīng)鏈上的所有相關(guān)信息進(jìn)行查詢。區(qū)塊鏈上任何數(shù)據(jù)的修改和傳遞都需要各節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證，在秘鑰封裝機(jī)制和數(shù)據(jù)封裝機(jī)制的協(xié)助下完成加密過(guò)程。從種植飼養(yǎng)場(chǎng)地選擇、產(chǎn)品加工過(guò)程到運(yùn)輸銷售等食品生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)，都以數(shù)據(jù)的形式記錄到區(qū)塊鏈中，并附上時(shí)間戳。根據(jù)區(qū)塊鏈上的時(shí)間戳，可以進(jìn)行時(shí)間確認(rèn)，保障對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息的追蹤。數(shù)據(jù)塊由整個(gè)系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來(lái)共同維護(hù)，生鮮食品在整個(gè)供應(yīng)鏈中任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生被污染的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都能夠收到報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)生鮮食品冷鏈物流過(guò)程中微生物污染問(wèn)題的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　2.2 數(shù)字簽名技術(shù)縮短食品冷鏈在途時(shí)間

　　數(shù)字簽名技術(shù)能夠提供比手寫簽名或印章更多的安全保障，帶來(lái)多場(chǎng)景模式下的便利流通[23]。區(qū)塊鏈采用數(shù)字簽名技術(shù)使交易方在無(wú)第三方擔(dān)保情況下實(shí)現(xiàn)互信，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的在途、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量安全。數(shù)字簽名規(guī)定兩種互補(bǔ)的機(jī)制，一個(gè)用于簽名，另一個(gè)用于驗(yàn)證。簽名機(jī)制對(duì)物流運(yùn)輸中的所有車輛做數(shù)字簽名，車輛類型、產(chǎn)品種類、車內(nèi)溫度等信息儲(chǔ)存在公有鏈，同時(shí)以私有鏈的形式將簽名發(fā)送到對(duì)應(yīng)的倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)。驗(yàn)證機(jī)制確保倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)收到簽名，并將空余倉(cāng)位信息以唯一的代碼發(fā)回至物流企業(yè)。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的交易無(wú)需第三方審核，基于雙方的即時(shí)簽名和驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)物流需求與倉(cāng)位之間的匹配，縮減生鮮食品冷鏈物流在途時(shí)間，降低因食品腐爛變質(zhì)而誘發(fā)消費(fèi)端質(zhì)量安全事故的概率。

　　2.3 溯源存證技術(shù)助力質(zhì)量安全問(wèn)題溯源

　　區(qū)塊鏈溯源存證技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息流、資金流和物流等要素去中介化的自由流通[24]，解決生鮮食品供應(yīng)鏈上下游之間的信息不對(duì)稱問(wèn)題，完成食品質(zhì)量與產(chǎn)地等信息的溯源存證工作。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)都能得到及時(shí)更新，基于溯源存證技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)和交易進(jìn)行確認(rèn)。數(shù)據(jù)區(qū)塊由具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，交易信息的真實(shí)性需要通過(guò)所有節(jié)點(diǎn)的共同認(rèn)證，消除了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)遭受黑客攻擊的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈溯源存證技術(shù)為各利益相關(guān)方共建產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)提供技術(shù)支撐，質(zhì)量追溯體系中的信息維護(hù)工作由各參與主體共同實(shí)施，降低個(gè)別參與主體篡改數(shù)據(jù)的概率。因此，基于溯源存證技術(shù)構(gòu)建質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，能夠保障系統(tǒng)穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)可靠性，對(duì)存在質(zhì)量安全問(wèn)題產(chǎn)品的批次、產(chǎn)地等信息進(jìn)行有效溯源。

　　3 基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)構(gòu)建

　　區(qū)塊鏈技術(shù)促使信息技術(shù)朝著更加先進(jìn)和科學(xué)的方向邁進(jìn)[25]。加快生鮮食品供應(yīng)鏈平臺(tái)化進(jìn)程，不僅有助于降低生鮮食品物流成本，還能夠?qū)ιr食品供應(yīng)鏈體系進(jìn)行優(yōu)化[26]。以下構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的食品質(zhì)量安全信息平臺(tái)(圖 1)，為實(shí)現(xiàn)生鮮食品冷鏈物流質(zhì)量安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奠定設(shè)施基礎(chǔ)。

　　3.1 質(zhì)量安全信息采集模塊

　　質(zhì)量安全信息采集模塊以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，通過(guò)多用戶多畫(huà)面、遠(yuǎn)程控制設(shè)備、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品冷鏈物流數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集。硬件方面主要采用 HMI 微控器及傳感器采集并處理數(shù)據(jù)。HMI 微控器采用 Cortex-A8 高效能處理器，并自帶即時(shí)精簡(jiǎn)內(nèi)核的 LINUX 操作系統(tǒng)及 QTouch2.0 跨平臺(tái)組態(tài)軟件，通過(guò)串口連接 RS485 總線上環(huán)境傳感器。通過(guò) QTouch2.0 人機(jī)交互界面對(duì)可編程控制器進(jìn)行邏輯控制，并通過(guò)傳感器對(duì)冷鏈物流環(huán)境溫濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)采集。

　　3.2 技術(shù)資源模塊

　　技術(shù)資源模塊的硬件部分涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB 服務(wù)器、接口服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器等，各服務(wù)器之間采用 TTL 電平進(jìn)行通信，并通過(guò) OS、4G/5G、Zigbee、WIFI 等現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。軟件部分使用內(nèi)置的 AT 指令，通過(guò)配置端口號(hào)與云端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。技術(shù)資源層采用基于橢圓曲線算法的非對(duì)稱加密技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程進(jìn)行加密，使冷鏈物流信息在各節(jié)點(diǎn)之間安全傳輸、防止數(shù)據(jù)被非法篡改。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在區(qū)塊中哈希值、Merkle 樹(shù)的形式存儲(chǔ)，前后區(qū)塊首尾相接構(gòu)成相互關(guān)聯(lián)的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)集。

　　3.3 質(zhì)量安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊

　　質(zhì)量安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造雙模存儲(chǔ)機(jī)制，基于 Hyperledger Fabric 技術(shù)并使用 GO 語(yǔ)言編寫智能合約，在智能合約協(xié)議中設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及范圍閾值。軟件部分通過(guò)調(diào)用部署在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的智能合約對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸效果進(jìn)行校驗(yàn)。冷鏈物流及交易信息即時(shí)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播，各節(jié)點(diǎn)對(duì)上傳數(shù)據(jù)達(dá)成共識(shí)后，再將經(jīng)哈希算法轉(zhuǎn)換生成的數(shù)據(jù)打包成區(qū)塊保存到分布式賬本中，最后在區(qū)塊和數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)出一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，通過(guò)雙模存儲(chǔ)機(jī)制保存到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中。

　　3.4 系統(tǒng)應(yīng)用界面

　　為在系統(tǒng)應(yīng)用界面形成可視化的系統(tǒng)操作界面，以 Bootstrap、Query、Ajax 技術(shù)棧為基礎(chǔ)，采用 JavaScript、Html、Css 語(yǔ)言進(jìn)行可視化編程。通過(guò)門戶網(wǎng)站調(diào)用后端服務(wù)器提供的 API 接口，實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)、信息采集、信息查詢、實(shí)時(shí)監(jiān)控等各項(xiàng)功能。在調(diào)用用戶注冊(cè)信息時(shí)，區(qū)塊鏈密鑰封裝機(jī)制賦予用戶一個(gè)唯一的私鑰。信息應(yīng)用層，用戶一般被授權(quán)使用私鑰執(zhí)行數(shù)據(jù)維護(hù)操作，同時(shí)使用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢。

　　4 “區(qū)塊鏈+”食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)運(yùn)作機(jī)制

　　基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建食品質(zhì)量安全信息平臺(tái)，對(duì)食品質(zhì)量安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在保障信息安全、數(shù)據(jù)透明的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、信息溯源，有助于重塑食品質(zhì)量安全生態(tài)系統(tǒng)。

　　4.1 質(zhì)量安全信息實(shí)時(shí)采集

　　生鮮食品冷鏈物流質(zhì)量安全信息的實(shí)時(shí)采集工作，主要在冷鏈物流數(shù)據(jù)層應(yīng)用新型無(wú)線射頻技術(shù)(RFID)來(lái)完成。RFID 閱讀器從 RFID 標(biāo)簽中獲取無(wú)線電信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，然后將其發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)中。生鮮食品生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)主要由溫濕度監(jiān)測(cè)儀及微生物敏感測(cè)試儀來(lái)完成，通過(guò)傳感器和掃描設(shè)備將食品產(chǎn)地信息、品種規(guī)格、貨號(hào)批號(hào)、生產(chǎn)人員信息等輸送至質(zhì)量安全信息采集模塊。在運(yùn)輸開(kāi)始前開(kāi)啟 RFID 溫度標(biāo)簽，可確定產(chǎn)品所處環(huán)境溫度。帶有 RFID 標(biāo)簽的產(chǎn)品通過(guò)安裝在工廠或倉(cāng)庫(kù)關(guān)鍵點(diǎn)的 RFID 閱讀器，標(biāo)簽就會(huì)被自動(dòng)掃描和定位，產(chǎn)品的位置和溫度信息也會(huì)在質(zhì)量安全信息采集模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)更新。安全信息采集模塊所采集的數(shù)據(jù)需通過(guò)區(qū)塊鏈智能合約進(jìn)行校驗(yàn)，并由通過(guò)哈希算法生成的二進(jìn)制密碼進(jìn)行加密保護(hù)。

　　4.2 質(zhì)量安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)

　　質(zhì)量安全信息采集模塊所獲取的質(zhì)量安全信息，需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷鄠€(gè)步驟的處理，最后在合約層形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息。技術(shù)資源模塊將食品質(zhì)量安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鹘K端節(jié)點(diǎn)，通過(guò)共識(shí)機(jī)制的驗(yàn)證后形成新的區(qū)塊并增加到總區(qū)塊鏈上。各終端節(jié)點(diǎn)硬件及操作系統(tǒng)存在差異，要求存儲(chǔ)和傳輸?shù)男畔⒔Y(jié)構(gòu)完整、格式統(tǒng)一。技術(shù)資源模塊的軟硬件設(shè)施可自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)言分析、圖像和語(yǔ)音識(shí)別等智能化技術(shù)，將產(chǎn)品在途溫濕度信息、車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、冷鏈物流企業(yè)信息等半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诒孀R(shí)和存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

　　4.3 質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)即時(shí)預(yù)警

　　區(qū)塊鏈智能合約可自動(dòng)執(zhí)行代碼設(shè)計(jì)中的原定功能，對(duì)超出設(shè)定閾值的交易和數(shù)據(jù)自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)“代碼即法律”的目標(biāo)。基于智能合約編寫設(shè)計(jì)面向冷鏈物流各相關(guān)方的數(shù)據(jù)接口，其中面向消費(fèi)者的接口提供數(shù)據(jù)查詢功能，面向冷鏈物流相關(guān)企業(yè)除查詢接口外還增加了數(shù)據(jù)上傳接口。智能合約為終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、閾值及自動(dòng)判別機(jī)制，對(duì)包括產(chǎn)品種類、物流運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)信息、質(zhì)量信息、交易信息、環(huán)境信息等的鏈上數(shù)據(jù)進(jìn)行自主審核。食品質(zhì)量安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊與信息采集模塊之間通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)通信，并實(shí)時(shí)生成并更新指令。通過(guò)設(shè)定質(zhì)量特征參數(shù)變動(dòng)的閾值，排除異常數(shù)據(jù)的影響并鑒別出潛在的食品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)事件。區(qū)塊鏈技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)體系依靠智能合約規(guī)則對(duì)食品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行快速識(shí)別，并在去中心化架構(gòu)下將質(zhì)量安全信息向所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反饋。任意一個(gè)在線節(jié)點(diǎn)一旦感應(yīng)到食品存儲(chǔ)環(huán)境中的溫度、濕度等參數(shù)超出設(shè)定的閾值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警，并通過(guò)智能合約中的約定規(guī)則，對(duì)質(zhì)量安全隱患及異常狀況采取應(yīng)急防范措施，降低食品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　4.4 質(zhì)量安全信息有效追溯

　　應(yīng)用界面為各終端節(jié)點(diǎn)提供了可視化的操作平臺(tái)，信息采集、存儲(chǔ)、傳輸與即時(shí)維護(hù)等工作可同步進(jìn)行。授權(quán)操作人員根據(jù)設(shè)定的權(quán)限登錄到界面，依據(jù)權(quán)限等級(jí)，執(zhí)行信息錄入維護(hù)或檢索查詢等操作。生產(chǎn)企業(yè)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的種植養(yǎng)殖信息、園區(qū)環(huán)境、水源狀況、包裝與溯源信息等進(jìn)行維護(hù)。物流企業(yè)將產(chǎn)品備案、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸及分裝信息等實(shí)時(shí)上傳至區(qū)塊鏈，并即時(shí)查詢上下游的供應(yīng)與需求情況。分銷商發(fā)布采購(gòu)意向、詢價(jià)情況以及其他交易信息，同時(shí)查詢產(chǎn)品產(chǎn)地、規(guī)格、存儲(chǔ)條件、質(zhì)量狀況等。零售商則可實(shí)時(shí)進(jìn)行詢價(jià)、發(fā)盤、接單及訂單處理等操作，同時(shí)對(duì)所售產(chǎn)品質(zhì)量情況及索賠信息進(jìn)行即時(shí)維護(hù)。鏈上各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)即時(shí)互聯(lián)互通，克服了傳統(tǒng)物流信息平臺(tái)普遍存在的數(shù)據(jù)壁壘等問(wèn)題，確保食品質(zhì)量安全信息能夠有效得到追溯。在發(fā)生食品質(zhì)量安全事故時(shí)，監(jiān)管人員可以第一時(shí)間通過(guò)區(qū)塊鏈溯源技術(shù)進(jìn)行分析研判，使不合格批次食品及時(shí)下架及進(jìn)行后續(xù)處理。區(qū)塊鏈技術(shù)下的食品質(zhì)量安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)，由于采用了去中心化的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，廣大消費(fèi)者也可以通過(guò)終端接口實(shí)時(shí)查詢食品質(zhì)量安全數(shù)據(jù)，并對(duì)質(zhì)量安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，在食品質(zhì)量安全管理工作中形成群防群控的新格局。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　食品安全問(wèn)題一直以來(lái)都得到全社會(huì)的廣泛關(guān)注。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)質(zhì)量安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，是保障食品質(zhì)量安全的關(guān)鍵舉措。基于傳統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建生鮮食品物流信息平臺(tái)，存在數(shù)據(jù)中心化等問(wèn)題，信息安全性、可靠性及可追溯性難以得到有效保障。區(qū)塊鏈以其體系架構(gòu)去中心化、交易流程透明、數(shù)據(jù)不可篡改等技術(shù)特性，而與食品質(zhì)量安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)有很高的契合度。本文應(yīng)用區(qū)塊鏈分布式賬本技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)及溯源存證技術(shù)，構(gòu)建生鮮食品質(zhì)量安全信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)食品質(zhì)量安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)的即時(shí)預(yù)警及質(zhì)量安全信息的有效追溯，在食品質(zhì)量安全管理領(lǐng)域做出拓展性研究。