摘要：猪肉作为我国主要肉类，保障猪肉的供应显得举足轻重，对国民生活影响重大。受本次2019年非洲猪瘟在国内扩散的影响，猪肉的供应全国范围供应不足，肉价上涨幅度大， 即使国家将储存的猪肉投入市场，但依然许多地区出现不足。直至2020年3月，猪肉价格仍然较高。本次瘟疫的扩散若有完善的追溯体系，可以从源头遏制瘟疫的扩散，本文基于区块链技术的公开透明、不可篡改、去中心化等特点，结合RFID、区块链的私有链和公有链、比特币的交易过程等构建一个追溯体系，建立有效的监管机制，更加有效地追溯源头，保障数据的真实完整。

　　关键词：区块链;猪肉质量;追溯体系

　　生猪行业为我国首要畜牧业，据官方消息自2018年8日在我国辽宁沈阳首例非洲猪瘟的爆发，猪瘟也随之扩散。经统计，截止2020年1月31日，全国31省发生了162起非洲猪瘟，全国无污染处理生猪高达120万只。据农业农村部畜牧兽医局副局长魏宏阳介绍，进入今年3月后，全国陆续报告13起非洲猪瘟疫情，其中12起疫情涉及到家猪，共扑杀了1313头生猪[1]。

　　地方政府各监管部门采取大量措施，加强防护和排查工作，确保猪肉质量安全，抓好市场农场品保供工作，健全农业生产联防联控机制。目前相关疫情已得到有效控制，但造成的损失和影响不容小确，养殖户损失重大，猪肉供需平衡关系被打破，市场上猪肉价格上涨了20.1%，随之也影响了牛羊肉、鸡蛋等其他食品的价格上涨。非洲猪瘟临床症状类似普通猪瘟，只能依靠实验室检测确诊，因此要追踪猪瘟发生在养殖哪一环节显得尤为困难。

　　区块链作为比特币的底层技术，新型的分布式数据库，以其特有的去中心化、公开透明，不可篡改、安全性等特点，能更加保障数据的安全[2]。区块链技术与猪肉质量监管的结合，构成更有效的追溯体系。一经发现问题，可以快速准确地追溯源头，采取有效措施遏制问题的恶性扩张。

　　一、猪肉供应链

　　生猪生产流程可分为四环节，分别是养殖过程、屠宰过程、物流过程、销售过程[3]。其中养殖过程是非常重要的一个环节，对猪崽做好相应的标识，建立养殖档案，以及相关疫苗档案，供应链源头的控制才更好地保证后面环节的正常，也是在为区块链技术构建的追溯体系打下基础。

　　1.养殖过程

　　养殖户引进猪种后，转入隔离舍饲养两个月，由专业人员临床检查，隔离期间按免疫程序进行疫苗接种，免疫合格后才转入生产区猪舍。信息的录入可通过RFID技术建立猪的档案信息，通过读写器扫描猪耳上的耳标，耳边记录着该猪的生产记录、日龄、生长发育情况、疫苗接种情况、各方面健康数据，经当地动物检验，检验合格后开具相关证明，方可出场流通到下一环节。

　　2.屠宰过程

　　屠宰环节是由生猪转化为猪肉产品的转化环节。猪进场检验，由专业的检验人员，扫描耳标将信息录入该环节的信息系统，再次确认信息是否符合出场规定，对猪进行临床健康检查，健康合格后，检验人员签发《宰前合格证》。对屠宰流水线设备进行消毒，检查设备正常运行后，生猪进入屠宰程序，整猪出场和分割后部位来源猪都录入屠宰流程信息。

　　3.物流过程

　　生猪在屠宰环节将被分不同部位进行分割，根据部位、储存或直接销售进行包装，部位来源猪也记录进物流信息系统。运输过程的物流信息详细记录相关操作人员、车辆信息、冷藏温度、运输时间节点活动、运输路线等。

　　4.销售过程

　　销售作为供应链的最后环节，这一环节也是极其容易出现混乱的一个环节。销售商通过物流进货，检验员检查猪肉在运输过程没有受到污染，各项指标达标后方可入库，再经过分块切割后重新包装后，销售给消费者或个体销售商。这一环节销售商极易好坏混卖，因此完善体系的构建是十分必要的。

　　二、现今监管体系存在的问题

　　猪肉依旧占我国肉类消费的主导地位，占比长期保持在60%以上，监管体系的存在的需要和加强是必须的，生猪的生产过程包括养殖、屠宰、物流、运输等过程，均涉及到数据的安全性，保障数据的准确真实显得尤为重要，为保证数据的准确，降低监管力度和监管成本，需解决以下几个问题：

　　第一，监管的对象受我国养殖规模的不一样，零散度高，监管部门难以监管各大养殖场的生猪养殖情况，生猪检疫力度不足;屠宰户可能存在私屠滥宰的情况，屠宰过程信息缺漏，无法监管到位导致这部分私屠滥宰的猪流进市场，物流信息可能出现被篡改的情况，销售商销售不明来源的猪。这些方面都涉及到数据的安全性，数据容易被篡改，无法保障数据的原始性，导致造假情况频频发生，追溯性难度指数性增加，极有可能追溯的是假源头，投入的资源被白白浪费。

　　第二，责任主体难以确定，各环节存在侥幸心理，只顾及个人利益。追溯成本高，监管部门需要投入大量精力和耗费大量时间，现有的追溯体系难以时效性地确认各节点是生产状况，发生质量问题无法快速准确确定责任主体，无法确认责任主体意味着政府需要去承担发生质量问题造成的社会损失，监管成本大幅的增加。

　　第三，在措施上，受现今监管体系的缺陷影响，事前措施机制存在明显缺陷与不足，难以起到预防质量问题的发生，监管力度虽然加大，但跟监管效果不成正比，猪肉的质量难以保证，猪肉市场混乱现象严重。发生质量问题采取事后措施，监管反馈速度慢、导致损失范围扩大。

　　第四，监管的管理难度大。我国面积广大，监管覆盖城市和农村，参与主体众多且分布广泛，人工的监督时常会出现差错且难以发现，在生猪生产的过程中涉及养殖、屠宰、运输、销售环等环节，影响现今监管体系的不确定因素众多，没有较好的数据监管体系协助监管部门的监督，通过数据的监督更容易发现监管过程的问题，降低管理难度，降低各方面的监管成本。

　　三、区块链技术

　　区块链又称分布式总账技术，作为比特币底层的支持技术。狭义上按时间顺序将数据块连接成数据链;广义上，利用加密链式结构验证和存储数据，分布式节点共识算法生成数据。由诸多相互独立的节点共同参与和维持，具有去中心化、不可篡改、公开透明、安全性、匿名性的特征[2、4]。这些特征使得区块链有效地做到信息公开透明，精准追溯信息，且保障数据的原始性。目前区块链技术还未找到合适的落脚点，但是却已经有部分企业采用了这项新技术，这说明区块链已发展到了可以应用的阶段，例如迅雷和支付宝中的蚂蚁金融，均已应用。

　　1.区块链特征

　　1.1去中心化

　　在区块链中，分布式数据库中的数据块通过哈希算法直接将其连接，双方发生交易不存在交易的中介，双方之间交易不再需要银行，即交易不再需要通过管理机构，从而达到去中心化。这也意味着双方发生金钱交易不再需要经过银行，替代银行的信用中介职能。人人可以参与其中，且共同维护。

　　1.2公开透明

　　区块链最初的形式是公有链，即共享数据库，对所有节点公开区块链中的所有数据信息，每个人都有权限查看数据，也意味着双方若发生了一笔交易，这笔交易数据将同步到区块链中所有的数据块，即一块数据块中就存储这一整条区块链的数据信息，那么所有人都能看到这两者发生交易的数据信息。

　　1.3匿名性

　　各节点不再需要公开身份或验证身份，因不存在信用中介这一结构，节点数据的交换也不再需要信任，双方确认交易金额即可，不需双方证明自己身份，整个过程可以匿名完成，可以保护用户的个人隐私。虽说可以匿名完成，但双方交易的时候依然是可以要求公开身份的。

　　1.4不可篡改性

　　由于哈希算法的存在使得篡改区块链中的数据几乎不可能，恶意篡改某一数据块只会让该数据块的显示是一串乱码。信息的同步共识使得每一块数据块均存储了整个区块链的数据，若想修改数据，需修改超过51%的节点中的数据，一个节点可以粗略地认为是一台计算机，只有获得计算机的权限才能修改该计算机的数据，参与的节点越多，篡改数据就越接近不可能，从而达到不可篡改。

　　1.5安全性

　　不可篡改的存在使得区块链中存储的数据尤准确，信息一经存入无法修改，保障了数据的原始性。除了公开的信息以外，通过加密处理的数据，基于椭圆曲线数学签名算法所制造的动态密钥，一把密钥只能用一次，保障了数据的安全。

　　2.区块链类型

　　2.1公有链

　　公有链是区块链的原始形式，用户不需要授权，成为区块链中的节点即可参与记账，且共享区块链中的数据，任何节点均可自由进出，归属节点共有且共同维持，公开透明得到充分的体现，能够做到真正的去中心化。

　　2.2联盟链

　　联盟链仅对联盟成员所开放，数据的存储经联盟的权限和规定所限制，半公开，不具备完全的公开透明性，去中心化程度有限。

　　2.3私有链

　　私有链只对单独的个体开放，完全封闭，仅在私有组织或公司内部使用，数据的读写受到私有组织的限制，节点的有限控制使得交易成本降低、速度更快、不易受到攻击且更好的保护用户隐私。

　　四、基于区块链技术的追溯体系构建

　　改善现今猪肉追溯可靠性和有效地对猪瘟起到预防的作用，针对区块链的不可篡改、公开透明、去中心化的特点，构建了如图所示的追溯体系。在区块链中有公有链、私有链和联盟链，针对各类型链的适用范围，本体系采用了RFID、公有链和私有链相结合所构建。

　　图1-1如图1-1所示，采用公有链的部分是从RFID、养殖户、屠宰、物流、销售到顾客这一部分。首先，通过RFID技术将猪的信息录入到区块链信息库中，采用一猪一标签的对策，这个标签将伴随这只猪从猪崽到猪肉的整个过程。

　　相关信息一经录入将无法篡改，且各环节猪肉销售量将受到限制，若某一环节出现交易超过所录入的数量，超出的部分将无法获得监管部门的授权销售，则违法销售不明来源的猪肉。例如，个体A养殖品种1的猪500只，则个体A私自将100头品种2 的猪混进去销售，在流通进屠宰环节时，只能流通500只，剩下的100只无法获得批准进入流通程序，从而控制销售商好肉混坏肉卖的现象，同理，其他环节相互流通的数量也是如此。这样也能更加准确的预测每年猪肉的产量。

　　1.公有链构成部分

　　公有链存储着每个环节彼此之间的“交易”信息，即养殖环节记录了每一只猪分别何时被录入在那个养殖场，直到猪崽成长至成年猪后，“交易”至下一环节中的哪一屠宰场，则养殖环节信息记录完毕;屠宰环节记录了屠宰场从哪个养殖户收购的猪，何时经过屠宰分割，整猪还是非完整猪，非完整猪会记录每一部分猪肉的来源，经过专业包装分类后，承包给哪家物流公司运输，屠宰环节信息录入完毕;物流环节记录了何时从屠宰场揽件，每一只经屠宰的半成品猪的详细运输信息，到达销售商则录入完毕;最后是销售环节，此环节则记录了半成品猪的入库信息和销售记录，何时、何地、何人购买了这块猪肉。

　　顾客购买后可以通过购买记录所提供的二维码，查看这块猪肉的整个流程，例如在何时、何地在哪里的养殖场进行养殖，养殖户何时将成年猪销售给哪个屠宰承包方进行屠宰，屠宰承包方通过什么物流运输到所购买猪肉的销售处。因为公开透明这一特征，顾客可以很清晰明了地看到这一块猪肉从头到尾的信息，且每一环节的尾部信息和头部信息相同，较大程度上避免信息的不相符。

　　2.私有链构成部分

　　不同环节将按各环节分成四条相互独立的私有链，环节中的各节点将信息上传到相应的区块链中，再由监管部门作为各环节中的一个节点接进区块链中进行监督，核实信息的属实。各环节中节点的信息均经过加密处理，彼此无法查看彼此的信息，但是存储的信息在同一条区块链上。

　　养殖信息链存储每一只猪的成长物理环境、食用的饲料、疫苗注射等涉及猪崽健康的信息及相关过程的负责人;屠宰信息链记录相关的屠宰信息，检验员、《宰前合格证》、何时进入屠宰程序、屠宰流水线设备情况和卫生情况等;物流信息链记录物流人员、车辆、运输条件、路线等信息;销售信息链记录销售商猪肉的入库、仓库储存信息、出库信息、销售门店、交易记录等。

　　私有链除了只有经过授权的节点和验证身份才能记录信息，还能通过加密处理有效地保障每个节点的私密性;个环节的信息链也是相互独立的，不在同一条区块链之中，能避免特殊情况的相互影响和防止上下游彼此之间的信息泄露，若上游运行成本信息泄露，则导致下游压榨上游的利润空间，彼此之间相互压价。

　　3.监管机制

　　监管上可以借鉴比特币的交易过程，在比特币交易的过程中，因是虚拟货币，存在着是否可信该用户确实拥有比特币，因此有了基于椭圆曲线数学签名算法所创造的密钥，这个密钥是一个动态密钥，且每把密钥只能使用一次，则一条密钥只能用于一次交易，密钥分公钥和私钥两部分。

　　若用户A想卖一个比特币给用户B，但是用户B无法确认用户A是否有该比特币，且这个比特币是否属于用户A。通过椭圆曲线数学签名算法创造的电子签名，即用户A则需先讲公钥发送给用户B，用户B通过公钥确认用户A确实拥有该比特币，且该比特币存在，确认该比特币确实存在后，用户A再将私钥发送给用户B，用户B再将流通货币转给用户A，这笔交易就完成了。公钥的作用在于确认节点的信息确实存在且属于该节点，私钥则可以认为是密码，输入私钥就可以获得该信息。

　　图2-1

　　如图2-1所示在监管过程中，信息链中的节点需先提供自身储存信息块的公钥给监管部门，监管部门以核实该信息块存在且属于该节点，有效地预防冒用其他节点信息;其次，节点再提供私钥给监管部门，通过输入私钥查看该信息块的信息。公钥可以防止冒用他人信息，再通过私钥的再次验证可以确认信息的属实。

　　五、总结

　　区块链技术作为如今前沿的技术，尚无确切的落脚点，我国也积极支持发展区块链技术，可运用于生活的多个方面，提供一种创新性方法，以改善食品认证并实现供应链的可追溯性，构建猪肉质量追溯和管理方面的有效管理体系，充分实现猪场养殖的信息数字化，管理系统化，过程清晰化。结合RFID、公有链和私有链的功能为监管部门提供高效的质量监控和管理，确保猪肉质量安全性，并通过区块链技术公开透明、不可篡改、去中心化等特点为消费者的利益提供了保障。在运用区块链技术建立清晰的质量管理体系与突破可追溯性的方向前提下，采取创新和有力的行动，实现养殖、屠宰、物流到销售整个过程的有效管理。C

　　(作者单位：广州工商学院 广州 510800)[课题项目]广州工商学院2020年大学生创新创业训练计划项目“基于区块链技术的猪肉质量追溯体系研究”。

　　参考文献

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　　[4] 柳祺祺，夏春萍.基于区块链技术的农产品质量溯源系统构建[J].高技术通讯，2019,29(03):240-248.

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