基于区块链的粮油食品全供应链可信追溯模型

奥鹏网院作业

基于区块链的粮油食品全供应链可信追溯模型基于区块链的粮油食品全供应链可信追溯模型

董云峰，张 新*，许继平，王小艺，孔建磊，孙鹏程

（北京工商大学人工智能学院，食品安全大数据技术北京市重点实验室，北京 100048）

摘要：粮油食品是人类的生活必需品，其供应链安全直接关系着人民健康。粮油食品具有供应链复杂、循环周期长、风险因素多等特点，如何从生产、加工、储运、销售全供应链环节有效保障粮油食品安全，是国内外共同关注的难题。本研究基于区块链技术，构建了粮油食品全供应链可信追溯模型，以解决目前追溯系统的中心化结构严重、数据安全性低、存在信息孤岛等问题，保证全供应链环节数据安全可靠，追溯信息精确可信。在此基础上，设计了粮油食品全供应链可信追溯原型系统，并结合具体的应用场景和案例论证了设计方案的有效性和可行性。

关键词：区块链;粮油食品;可信追溯;全供应链;智能合约;食品安全

近年来，食品安全事故、安全问题屡见不鲜，“苏丹红鸭蛋”、“三聚氰胺奶粉”、“地沟油”、“镉大米”等事件令人触目惊心，消费者的身体健康安全受到严重威胁，公众对食品质量安全的要求不断提高[1-2]。粮油食品包括成品粮、原粮油脂及相关加工产品等，是人类赖以生存的必需品，保障粮油食品供应的安全，对国民生命健康、社会和谐发展具有非常重大的意义。目前粮油食品供应环节存在的安全问题很多，如农药残留超标、工业污染造成的食源性疾病问题，生产加工环节操作违规、违法使用食品添加剂，储运安全问题，产品假冒伪劣等。因此有必要提高食品供应链的透明度，并进行可信、准确有效的食品安全追溯[3-6]。

目前建立的食品追溯系统的控制方式过于集中化[7-8]，供应链上的核心企业具有相关信息的管理、控制权利，数据安全性低，供应链各环节企业之间流通的数据是否经过篡改更难以验证;因此无法保证传递的信息真实有效，最终形成了一座座信息孤岛，数据完整性无法辨别，消费者对系统提供信息的真实性、可靠性存疑，追溯效果不理想。

细想，我那次“近乡情怯”也不是没有缘由：插队伊始，我和同学二人分到一个生产队，房东姓于，按年龄称于叔于婶。于叔家三个孩子，女儿桂霞姐和我俩同岁，两个男孩则小些。于叔是典型的老实巴交的农民，很少说话，高兴了也只是嘿嘿一笑。于婶则是极开朗又外面能张罗的人。她一天说的话，够于叔说上半年了。

为针对性地解决目前食品溯源系统面临的问题，通过结合区块链技术，建立具有去中心化、数据安全不可篡改、信息可靠的食品安全溯源体系，可进一步提高食品的可追溯性和供应链的安全性，并提高食品供应链的透明度[9-10]。Manevich等根据区块链平台Hyperledger Fabric的服务，认为应用区块链技术的分布式应用程序潜力巨大，各方在互不信任的情况下不借助中央可信任的权威机构依然能够安全协作，因此可应用到食品安全追溯领域[11];贾建华提出在食品安全追溯方面，区块链是解决食品透明度和控制问题的最好方案，可改善系统并降低欺诈风险[12];Ahmed等提出应用区块链技术为食品分配独特的数字标识符，消费者通过追溯可以获取食物的生态足迹，因此可以防止欺诈并可识别食源性疾病的来源[13];Tian Feng分析了利用射频识别和区块链技术构建农业食品供应链追溯系统，实现了整个农业食品供应链的可信追溯，可有效保障食品安全[14];陶启等构建了基于区块链技术的大米全产业链质量安全的风险评估与安全溯源技术，实现了大米质量安全的高效管控[15]。关于溯源系统，目前具体实现的案例很少或者实现的系统尚不完整，还需要进一步完善。一般食品供应链追溯体系包括：食品加工企业发展的供应链、物流公司发展的供应链、零售商发展供应链、批发或代理公司发展的供应链等，普遍存在的情况是追溯环节较短，只对食品供应链的一个或者某几个环节进行追溯，而粮油食品的供应链十分复杂，其风险因素多、循环周期长、涉及面广，每个环节的分节点众多，甚至不同环节交替重复流通，因此导致内、外源危害物产生过程复杂多变、主动针对性防控难度大。面对如此庞大的环节与数据量，传统食品追溯系统的资源消耗大、速度慢、效率低，沃尔玛公司曾对一家商店的芒果进行追溯测试，用了6 d 18 h 26 min才追溯到芒果原产农场，而引入区块链技术后，仅在2.2 s内就完成了追溯并获取了所有的相关信息。因此建立基于区块链的粮油食品全供应链的可信追溯模型，不仅可高效解决粮油食品供应的安全问题，其覆盖范围大的特点亦可作为通用模型解决其他食品供应链安全问题。区块链技术面向粮油食品全供应链并且把基于区块链的智能合约应用在粮油食品安全可信追溯模型构建中没有先例[16-19]，需要进一步研究。

本研究应用区块链技术，设计了一套粮油食品全供应链的可信追溯模型，提供从生产环节最终到消费者手中整个过程的信息，并保证数据安全可靠。在发生食品安全事故时，食品溯源系统可以快速准确高效地定位问题发生的环节，并找到问题的根源、追踪问题产品去向，明确责任企业并追究责任，降低食品安全事故造成的不良影响，对解决食品安全问题具有十分重要的意义[20-22]。

1 区块链与食品供应链1.1 区块链基本概述

区块链可以理解为一种分布式数据库，将存储数据的区块按照诞生时间以链条的形式不断连接而成，数据的记录与存储都为分布式，所有节点均拥有并管理链上全部数据，没有中心机构具有绝对控制权利，其涉及的对等网络（peer to peer，P2P）、密码学算法和共识算法等决定了区块链技术具有去中心化、数据不可篡改、信息透明、可追溯等特性。

济阳县曲堤镇白庄的宋庆亮经理是当地黄瓜种植大户，自己承包了3个大棚种植黄瓜，看着长势喜人的黄瓜，宋庆亮笑着说：“看现在的黄瓜生长状况，和去年相差无几，但是用鲁西牌液体肥的这个棚就不一样，这个棚里的苗出的比较齐，颜色也乌黑发亮，比之前用过的任何肥料效果都要好，而且鲁西液体肥省时省工，绿色环保，肥效期长，能够满足黄瓜生长周期的需要。”

区块链中的每个数据区块都由区块头和区块体组成[23]，区块头包含当前区块版本、父级区块的哈希值、Merkle根、时间戳以及随机数等信息，区块体中存放所有数据及交易信息。新生成的区块将存储上一区块的哈希值并以此为区块的标识，通过该方式形成一条从最新区块追溯到初始区块的数据链条;区块体通过散列函数中的哈希算法对数据进行运算，最终得到一个根哈希值成为区块头的Merkle根，由于哈希算法的特性，两个完全相同的Merkle根包含的数据也完全相同，若某一基础数据发生改变，则Merkle根亦随之改变，据此可逐级定位到发生变化的数据[24]，保证了供应链系统中各主体的每条数据都可以追溯，便于追责和监管。

区块链技术由共识算法来确保数据的一致性，单一节点的数据篡改行为会受到全网所有节点监控和排斥，因此保证了信息流通和交易各方数据的公开透明，打破了传统系统存在的信息孤岛问题，实现供应链的流通、交易、信息传递的数据记录，能够保证数据的可靠性、准确性和透明性。

1.2 食品供应链区块链体系架构

在食品供应链领域，区块链的架构可分为：数据层、网络层、共识层、合约层和应用层（图1）。

     

图 1 食品供应链区块链体系架构
Fig. 1 Food supply chain blockchain architecture

数据层包括不同企业上传经过共识机制验证的食品相关数据，存于分布式数据库的数据区块，数据区块按时间顺序衔接组成了区块链系统。通过特定的哈希算法和Merkle树数据结构，将一段时间内接收到的食品流通数据、交易数据等存入带有时间戳和根哈希值的数据区块;网络层封装了区块链系统的组网方式（P2P网络）和数据验证机制等要素;共识层建立共识机制，包含工作量证明（proof of work，PoW）、权益证明机制（proof of stake，PoS）、拜占庭容错（Byzantine fault tolerance，BFT）、实用拜占庭容错（practical BFT，PBFT）等共识算法[25]，食品领域的联盟区块链系统，应用更加契合的委托权益证明（delegated proof of stake，DPoS）和PBFT等来实现各节点针对食品数据的有效性达成共识[26-27];合约层封装了建立的食品供应链上各节点执行的合约脚本代码，基于区块链的智能合约的执行在达到预期触发条件时自动执行;应用层包括食品供应链各企业客户端以及用户和监管部门进行追溯查询的客户端。

1.3 智能合约

由于涉及到的粮油食品数据多源异构且十分复杂，存储和管理工作困难，因此需要对所有环节采集上传的数据进行处理。

智能合约由尼克萨博最早提出，是通过传统承诺合约应用数字形式来定义的，封装了预定义的预置状态、转换规则、触发条件以及应对操作等，但其需要可信的执行环境，因此无法应用到实际产业[28]。区块链技术的出现使智能合约的执行获得了可信的环境，经合约各方签署后以程序代码的形式部署在区块链上，经对等计算机网络传播和节点共同验证后存入各个节点的分布式账本中，而不需要中心信用机构来保证其有效性。食品溯源区块链系统可以实时监控整个智能合约的状态[29]，在满足写入的特定触发条件后自动执行合约，因此能够扩大信任、弱化风险以及实现数据管理等，合约代码、执行过程以及执行结果对链上各节点均公开透明，并通过所有节点的共识验证，其结果不可篡改，提升了系统的可信度。

四川大学申开智及其团队[13-15]研制了压力振动注塑成型装置，如图2所示。该装置由模具、通阀、注射杆、储料筒、连接杆、弹簧销和挤出机等组成。物料经挤出机均匀塑化后,挤入振动注塑料缸内，从而将振动力场引入注塑成型的充模和保压过程。研究结果表明，振动力场的引入会极大提高聚丙烯(PP)的拉伸强度和冲击强度，这是由于振动力场的加入改变了PP的晶型结构。

2 基于区块链的粮油食品全供应链可信追溯模型2.1 粮油食品全供应链环节

粮油食品全供应链由生产环节、加工环节、仓储环节、物流环节和销售环节组成。每个环节采集的信息通过验证之后存入系统，从而建立真实可靠的完整数据库，可以实现对同一批次产品的整个供应流程进行完备的监管和追溯，供应链环节如图2所示。

     

图 2 粮油食品全供应链环节
Fig. 2 Grains and oils supply chain

生产环节指对粮油食品进行收获，记录其相关信息（种植时间、收获时间、产品批次等），加工环节包括对收获产品的干燥处理、去壳、加工等工作并记录信息（产品编号、处理工序等），仓储环节记录其仓储库（库房编号、入出库时间等）信息，物流环节包括收获产品以及加工后成品的物流运输（运输车辆、运输人员等），销售环节指对加工完成的成品进行销售（销售地点、销售员等），从而完成从粮油食品收获到成品销售的整个供应环节的监管与追溯。

2.2 粮油食品全供应链可信追溯模型

粮油食品生产及流通过程错综复杂，生产环节亦包括干燥等初加工工艺、仓储、运输等工序，而物流环节中，省、市、县级的不同企业也需要货仓来贮存产品，因此嵌套相应的仓储环节。针对如此的繁多的供应链环节，结合区块链技术与目前其他食品相关领域中企业对应区块链网络节点的研究，设计粮油食品全供应链领域的监管与追溯过程，与供应链环节相对应的企业节点，建立覆盖农田到餐桌所有环节的粮油食品全供应链可信追溯模型，如图3所示。

     

图 3 粮油食品全供应链可信追溯模型
Fig. 3 Credible traceability model for grains and oils supply chain

由于粮油食品全供应链是食品供应链中最复杂的，基于其环节较多，从生产到销售需要采集、记录、上传的数据量庞大且复杂，存在区块链上会造成系统成本高、负担大、效率低的问题，因此本模型设计“链上+云数据库”的数据存储模式，将庞大的产品基础数据存入云数据库，再将每个环节的全部数据经哈希运算得到的哈希值存入区块链中，从而保证区块链系统运行的成本与效率。

粮油食品全供应链大量的多源异构数据十分繁琐，因此本模型引入智能合约，各个节点上传系统的粮油食品数据要遵循智能合约的规范，只有满足智能合约条件要求的数据才能上传成功。由于不同企业上传的信息数据格式不尽相同，因此不同节点的数据通过智能合约来进行判断，再通过数字签名技术对数据进行验证并上传存储至数据库。具体过程为：对产品数据进行哈希运算获得数据摘要，系统通过非对称密码学来生成公钥和私钥，由私钥对数据进行加密，加密后的签名数据上传到数据库后，数据库会通过公钥对收到的加密签名数据进行解密，解密完成后与用同样哈希运算方法获得的数据摘要进行对比，若对比结果一致则证明数据真实可靠未经篡改，若结果不一致则数据未通过验证，无法存入数据库。通过数字签名技术，各个企业节点存入云数据库的数据均有效可信，因此云数据库中大量基础数据的真实性得到保证。

     

图 4 区块数据结构示意图
Fig. 4 Schematic of block data structure

每个环节的产品简要信息与数据库中基础数据的哈希值共同运算得到根哈希值，经独自维护的区块链节点将摘要发送到区块链上，随后广播至全网，全网所有节点通过共识过程验证之后存入最新的数据区块，并链接到上一级数据区块从而完成将数据存入区块链的过程，如图4所示。其中区块头封装父级区块哈希值、当前区块版本号、时间戳、目标哈希值等，区块体包含通过验证的某一环节的简要信息数据（日期、产品批次等）和数据库哈希值。追溯过程为：消费者用户或者监管机构通过系统输入待查询批次的产品代码进行追溯，产品代码直接定位到包含本产品信息的特定区块头，调出本产品所有流通环节数据进行产品追溯。

针对大量的多源异构粮油食品数据，通过智能合约来对数据进行处理，将不同格式、不同类型、不同长度的数据进行判断之后方可上传，做进一步的共识验证，智能合约的执行过程如图5所示。

     

图 5 智能合约执行过程示意图
Fig. 5 Schematic diagram of the smart contract execution process

供应链中各环节的企业根据实际要求制定协议条款内容，根据协议条款来设置智能合约对数据处理的预置触发条件，数据上传时，判断数据是否符合上传的要求，若当前节点采集上传的数据符合系统的预置条件，则数据可以进行上传并继续进行下一步的完整性验证。若数据不符合预置条件，则通过预置代码对数据处理后再进行判断，之后方可进行下一步的数据完整性验证。对于粮油食品的全供应链，各个环节的之间的交易、信息传递等均依照制定好的智能合约进行，本系统中智能合约模型架构如图6所示。

     

图 6 粮油食品中的智能合约模型
Fig. 6 Smart contract model for grains and oils

合约各方指定合约内容，编写并生成代码，编译后发布到区块链网络节点上，各个节点对合约内容的有效性进行验证，所有节点通过共识验证后进行全网播报完成部署，部署后的合约存于区块链，每次达到触发条件时会自动调用并运行。某个节点的数据验证通过调用智能合约接口来执行，数据上传时即达到触发条件合约开始执行，执行完毕后各个节点验证结果是否正确，验证通过后，系统会将执行的结果播报至全网各个节点，并将此结果存入到各节点的区块链中。

订单的完成意味着交易过程的暂时完成，后期的退货、更换等也是交易过程的组成部分。因此，特色农产品订单的生成、订单上的内容、订单发票的开出和售后服务也是该销售管理系统App应该具备的基础性功能。在整个流程过程中，需要专门的核查人员定期组织开展订单的查询。通过此项基本功能，可以建立相对应的客户管理模块，利用当前的大数据、云计算技术，挖掘消费者群体行为及心理，也为发现新的客户提供重要的信息来源和支撑。当前，根据深度学习理论，可以实现消费者区域、年龄、购买时段等指标特性，通过一定时期的大数据累积，可以实现精准定向的营销。

3 基于可信追溯模型的原型系统设计3.1 粮油食品全供应链可信追溯原型系统架构

以粮油食品全供应链可信追溯模型为核心，搭建粮油食品全供应链可信追溯原型系统架构，其中包括粮油食品全供应链环节的数据采集终端、分布式节点构成的P2P网络、云数据库和溯源系统客户端组成，具体如图7所示。

     

图 7 粮油食品供应链可信追溯原型系统示意图
Fig. 7 Schematic diagram of the credible traceability prototype system for grains and oils supply chain

粮油食品全供应链上的生产企业、加工企业、仓储企业、物流企业、销售企业通过数据采集终端采集数据并通过客户端进行数据上传，每个企业节点均包含区块链的全部内容，共同对数据进行共识管理与维护。智能合约脚本代码已部署到区块链，数据上传过程中达到合约触发条件时会自动执行，在完成数据完整性验证后存入云数据库，同时云数据库中基础数据的哈希值与粮油食品简要信息经过全网所有节点签名验证，最终达成共识之后存入区块链。P2P网络的方式实现了各节点间的点对点传输，数据验证机制可使得区块链系统中生产、加工、仓储、物流、销售环节每一个对应节点都能参与区块数据的校验和存储过程，当区块数据通过所有节点验证后，才能记入区块链，用户和监管部门通过溯源系统客户端对数据进行查询与追溯。

区块链技术平台分为：公有链、联盟链、私有链[30]。公有链以比特币为代表，可理解为公共区块链，链上行为完全公开，不设访问权限并且每个节点可自由的加入与退出，是完全去中心化的区块链，但共识时间与资源消耗较大;私有链由一个实体（企业或组织等）建立，在实体内部进行访问交易，且数据读取权限可以选择性开放，它为了安全和效率已经演化成为一种“中心化”的技术;联盟链只允许预设的节点（联盟成员）参与记账及共识，加入的节点需要身份验证和权限授予，实质上是在确保安全和效率的基础上进行的“部分去中心化”;在联盟链中，可访问到账本的合法用户仅是被授权的指定节点，权限以及规则可由成员链内部进行制定，并且由联盟参与成员共同维护，便于数据对接和传递，可增强系统可扩展性与执行效率，在食品供应链的应用上联盟链是最佳选择。

案例4：学生在观察完植物园的植物后，交流各自看到了哪些生命特征。有的说生物能繁殖后代，有的说生物有复杂的细胞，有的说生物能放出氧气……这表明学生的基础不错，但通过深层次思考不难发现，我们的学生还不会观察，对雨后挂着水珠、吐着清香的生命现象视而不见，却说他看到了本来用肉眼看不见的东西，这违背了科学观察必须实事求是的基本准则。

表1为目前两大区块链平台的对比分析[31]。以太坊首先实现了区块链和智能合约的完整契合，与以太坊相比，Hyperledger区块链是一种更受欢迎的许可区块链平台，其中的P2P节点形成了一个联盟，且便于部署和二次开发，且扩展性强，支持多种共识算法，它提供了强大的灵活性，可以比较自由地应用商业逻辑。智能合约可直接在所有节点部署，因此选择Hyperledger进行开发。

表 1 区块链平台的对比分析
Table 1 Comparative analysis of blockchain platforms

     

特性 以太坊 Hyperledger Fabric平台描述 通用区块链平台 模块化、可扩展区块链平台应用领域 独立于任何特定领域 医疗、金融供应链等各个行业管理公司 以太坊基金会 Linux基金会运行模式 无授权，可公开和私有 有授权，私有共识机制 基于PoW 支持多种共识机制智能合约代码 Solidity 链码

目前Fabric提供的共识算法有3 种，分别是solo、kafka和PBFT。其中solo是用于开发测试的单点共识;kafka是一种支持多通道分区的集群时序服务，可以容忍部分节点失效，但不能容忍恶意节点，即无法识别和处理篡改或者无效的恶意数据;PBFT是目前主流共识算法，BFT主要解决了缺少可信的中央节点和可信任的通道情况下，分布在网络中的各个节点如何达成共识的问题，PBFT是BFT的改进，主要改进了BFT效率不高的问题，故系统的共识机制选择PBFT。

3.2 案例分析测试

通过对河北某面粉厂进行实地调研考察，获取各个生产环节的数据，对本粮油食品全供应链可信追溯模型的可行性进行分析验证。该面粉厂涉及从小麦到面粉销售的完整供应链环节，包含小麦收获、干燥加工处理、储存，面粉加工、包装、仓储，产品运输以及销售等。由于该面粉厂流通环节审查力度低、把关不严，且企业内部操作违规、利益驱使导致的管理不到位，最终导致面粉产品出现质量问题;另外从生产到销售的数据过于庞大，难以进行数据查询且存在质量问题的某一批次产品无法定位到具体环节，无法精确责任主体，造成的后果严重却难以解决。结合本粮油食品全供应链可信追溯模型，搭建粮油食品全供应链可信追溯的原型系统（图8），为上述问题提供解决方案。

虽然常规潜艇环境未增加肾结石的患病率，但是肾结石作为外科急腹症，仍是影响潜艇战斗力的疾病之一。平时需积极落实体检制度，积极宣教，做好预防工作及紧急处置预案，减少非战斗减员。

     

图 8 粮油食品全供应链可信追溯平台
Fig. 8 Credible traceability platform for the whole supply chain of grains and oils

本系统由前端网页、服务器和区块链网络组成。前端网页采用前端语言（HTML、CSS、JavaScript）并辅以Bootstrap+AngularJS框架开发，服务器部分由WebService技术实现，区块链网络基于Hyperledger Fabric开源框架开发。在信息录入环节，对产品相关测试数据进行上传，数据合法时，经过验证后写入数据库。小麦收获之后，区块链系统根据本测试批次产品数据制定出唯一的追溯码（产品ID），追溯码跟随本批次产品的生产加工要求流通到下一环节，加工、仓储、物流和销售环节均扫描上一环节的追溯码，并将信息上传到区块链系统。在加工环节对追溯进行人为修改，追溯码由区块头中的哈希值得到，因此在仓储环节扫描追溯码时无法与数据库中的哈希值对应，在区块链系统中不能通过共识验证，数据无法存入数据库。所以供应链环节中任何数据篡改行为都会被检测到，保证数据的真实有效。最终在检测时，通过追溯系统客户端输入追溯码进行查询获得产品的全部数据，如图9、10所示，由于仓储环节处理不当，导致产品质量不达标，通过数据对比，可以精准定位到出现问题的仓储环节。

山东目前已建成及核准在建秸秆直燃发电项目共计43个。截至2016底，投入运行的秸秆直燃发电项目32个，总装机容量约为760MW，占全国总装机容量的14%左右。

     

图 9 追溯码查询界面
Fig. 9 Query interface of tracing codes

     

图 10 溯源结果
Fig. 10 Results of origin tracing

若面粉的检验出现疏漏且问题产品未被监管部门抽检到，问题产品被销售至消费者手中，通过追溯对比产品ID是否一致，若消费者手中的产品ID经过篡改，在追溯结果页面可迅速定位至对应的问题发生环节，召回问题产品来减小事故后果并对责任者进行处罚，加强对问题发生环节的监管，保证面粉产品的质量安全。因此，通过本粮油食品全供应链可信追溯模型实现产品溯源是可行的，能覆盖面粉厂产品流通的所有环节，保障粮油食品质量以及消费者权益和身体健康。

4 结 论

本研究应用区块链技术，设计研究的粮油食品全供应链可信追溯模型，实现了粮油食品从生产到销售完整流通环节的监管与产品溯源，使得粮油食品供应链上所有环节的数据更加透明可靠，打破了不同环节企业之间的信息孤岛，并且可以精确定位到问题发生环节，可解决目前食品安全面临的信任问题，改善当前社会公众对食品安全的信任度与政府监督抽查合格率存在落差这一窘境，进一步加强了食品可追溯性和安全性，提升中国粮油食品供应链的透明度，本模型亦可作为通用模型应用在其他食品领域的追溯，对保障食品质量安全对保障国民饮食健康具有一定的意义。

因此，在新背景下，开展3D打印技术人才的培养研究相当重要，高校如何培养能够满足社会需求的专业人才，值得探索。

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Blockchain-Based Traceability Model for Grains and Oils Whole Supply Chain

DONG Yunfeng, ZHANG Xin*, XU Jiping, WANG Xiaoyi, KONG Jianlei, SUN Pengcheng
(Beijing Key Laboratory of Big Data Technology for Food Safety, Artificial Intelligence Academy,Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

Abstract: Grains and oils are necessities for human life, and grains and oils supply chain security is directly related to people’s health. Due to the features of the grains and oils supply chain such as complex nature, long cycle time and multiple risk factors, how to effectively protect the safety of grains and oils during production, processing, storage, transportation and sale is a common concern for the whole world. Based on the blockchain technology, this paper constructs a credible traceability model for the whole supply chain of grains and oils which can solve the drawbacks of the current traceability system including serious structural centralization, low data security and the existence of information islands, and can ensure data security and reliability in the entire supply chain as well as provide accurate and credible traceability information.Further, a credible traceability prototype system for the whole supply chain of grains and oils is designed, and the effectiveness and feasibility of the design scheme are demonstrated based on specific application scenarios and cases.

Keywords: blockchain; grains and oils; credible traceability; whole supply chain; smart contract; food safety

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190418-227

中图分类号：TP391.9

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2020）09-0030-07

引文格式：

董云峰, 张新, 许继平, 等. 基于区块链的粮油食品全供应链可信追溯模型[J]. 食品科学, 2020, 41(9): 30-36.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190418-227. http://www.spkx.net.cn

DONG Yunfeng, ZHANG Xin, XU Jiping, et al. Blockchain-based traceability model for grains and oils whole supply chain[J]. Food Science, 2020, 41(9): 30-36. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190418-227.http://www.spkx.net.cn

收稿日期：2019-04-18

基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFC1600605）;

基本科研业务费——青年教师科研能力提升计划项目（PXM2019_014213_000007）;

北京市教育委员会科技计划一般项目（PXM2019_014213_000007-KM201910011010）

第一作者简介：董云峰（1993—）（ORCID: 0000-0001-9651-5874），男，硕士研究生，主要从事粮油食品区块链研究。E-mail: 1145082858@qq.com

*通信作者简介：张新（1989—）（ORCID: 0000-0003-0475-9746），男，讲师，博士，主要从事区块链与IoT&AI融合应用研究。E-mail: zhangxin@btbu.edu.cn