區(qū)塊鏈技術(shù)

 BlockChain 

What is blockchain?

一，區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?/strong>？

    區(qū)塊鏈相當(dāng)于一個(gè)去中心化的數(shù)據(jù)庫，它是由一串?dāng)?shù)據(jù)塊組成的，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊都包含了一次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息，而這些都是用于驗(yàn)證其信息的有效性和生成下一個(gè)區(qū)塊的。

    廣義上：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算方式，是用于保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問安全的。

    狹義上：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序來將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連接的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)的方式來保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

    區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特點(diǎn)有以下三點(diǎn)：

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(xiàn)在分布式結(jié)構(gòu)，即使一個(gè)節(jié)點(diǎn)被攻擊或宕機(jī)也不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。只有成本極高的“51%攻擊”才能威脅整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

3.去信任：一切社會(huì)行為都要建立在”信任“的基礎(chǔ)上，這也是區(qū)塊鏈解決的最根本的問題。

Food supply chain pain points

二，食品供應(yīng)鏈痛點(diǎn)

食品供應(yīng)鏈主體眾多

    從食品的初級生產(chǎn)者到消費(fèi)者各環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)利益主體所組成的整體，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而非線性。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，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?yàn)槭称钒踩珕栴}罹患疾病，而現(xiàn)實(shí)中由于缺乏有效的食品數(shù)據(jù)存儲和追溯能力，導(dǎo)致準(zhǔn)確及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(yīng)鏈上每一個(gè)環(huán)節(jié)的重要問題。食品供應(yīng)鏈上的食品從生產(chǎn)加工，到儲存運(yùn)輸，直到最后到達(dá)消費(fèi)者的手中，生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，責(zé)任主體難以認(rèn)定，這些都導(dǎo)致了食品供應(yīng)鏈溯源難的問題。

    如果有更好的可追溯手段在第一時(shí)間找出問題食品的來源，并能確定為特定農(nóng)場或養(yǎng)殖場，這樣只需要丟棄較少數(shù)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(huì)的恐慌，而且還能使很多無辜的制造商和產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)聯(lián)方免受傷害。區(qū)塊鏈的應(yīng)用可以加強(qiáng)食品追蹤、可追溯性和安全性的合作，提升食品供應(yīng)鏈的透明度，進(jìn)一步保障消費(fèi)者飲食安全。

Typical case

三，區(qū)塊鏈的典型應(yīng)用案例

summary

     區(qū)塊鏈在沃爾瑪食品中的應(yīng)用體現(xiàn)在沃爾瑪與 IBM 聯(lián)合宣布了兩項(xiàng)概念驗(yàn)證（POC）——區(qū)塊鏈技術(shù)提供了一種“從農(nóng)場到餐桌” 對食品進(jìn)行溯源和真實(shí)性驗(yàn)證的快速、準(zhǔn)確、可行的解決方案。這兩項(xiàng)概念驗(yàn)證關(guān)注了區(qū)塊鏈解決方案中的兩個(gè)核心要素：溯源與真實(shí)性。

（一）豬肉追蹤

   1. 傳統(tǒng)豬肉供應(yīng)鏈

    在傳統(tǒng)條件下，一頭生豬從養(yǎng)殖場到加工廠，再到儲運(yùn)中心再到零售門店，一系列流程中存在著大量可能的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)，包括因篡改、誤傳和串標(biāo)等引起的不可控因素，毒物、害蟲、細(xì)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(zhì)等，均可導(dǎo)致相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失、法律責(zé)任和社會(huì)影響。

2. 區(qū)塊鏈在豬肉供應(yīng)鏈中的應(yīng)用

基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用將豬肉的養(yǎng)殖場來源細(xì)節(jié)、批號、工廠和加工數(shù)據(jù)、到期日、存儲溫度以及運(yùn)輸細(xì)節(jié)等各種產(chǎn)品信息，以及每一個(gè)流程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都記載在安全的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫上，實(shí)現(xiàn)全流程的數(shù)字化管理，以全面提升豬肉供應(yīng)鏈管理的效率和水平。所記錄的數(shù)據(jù)具體包括養(yǎng)殖場基本數(shù)據(jù)、生產(chǎn)批號、工廠和處理數(shù)據(jù)、到期日期、儲存溫度以及運(yùn)輸配送細(xì)節(jié)等。

具體流程如下：

    a.加工廠——豬肉產(chǎn)品——包裝盒，貼標(biāo)簽，建二維碼——上傳數(shù)據(jù)——授權(quán)用戶

    b.供應(yīng)商發(fā)貨點(diǎn)——?jiǎng)?chuàng)建運(yùn)輸記錄——沃爾瑪配送中心——運(yùn)輸車牌號，采購訂單——上傳單據(jù)圖片——不可篡改，隨時(shí)讀取

    c.食品安全管理人員讀取數(shù)據(jù)

   該流程能達(dá)到多方受益的效果：

    1.養(yǎng)殖戶——掌握生豬流向，規(guī)劃養(yǎng)殖品種

    2.屠宰企業(yè)——獲得產(chǎn)品數(shù)據(jù)，判斷保質(zhì)期，了解流向

    3.零售商——把控豬肉全流程

    4.消費(fèi)者——獲得高質(zhì)、安全的產(chǎn)品

（二）芒果溯源

1. 傳統(tǒng)芒果供應(yīng)鏈

    典型的芒果供應(yīng)鏈?zhǔn)菑拿⒐烧聛砗髸?huì)被分揀裝箱，由貨車或船只運(yùn)送出境；進(jìn)口后，芒果將被進(jìn)一步清潔和加工，有時(shí)還會(huì)被切割成片，再運(yùn)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(xiàn)質(zhì)量問題，責(zé)任追蹤十分困難，期間，每一個(gè)利益相關(guān)方必須與其供應(yīng)鏈上的下一個(gè)環(huán)節(jié)合作才能找到這些芒果的源頭，門店花了 6 天零 18 小時(shí) 26 分鐘才查到這些芒果采摘自哪個(gè)農(nóng)場。

  2. 區(qū)塊鏈技術(shù)在芒果供應(yīng)鏈中的應(yīng)用

    運(yùn)用區(qū)塊鏈之后，供應(yīng)鏈上的農(nóng)場、包裝廠、運(yùn)輸公司、跨境進(jìn)出口商、加工廠、配送中心和門店等每一個(gè)利益相關(guān)方都將數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)，并通過區(qū)塊鏈將這些數(shù)據(jù)聯(lián)接起來，形成了芒果從農(nóng)場到門店的流通數(shù)據(jù)。

具體流程如下：

a.種植環(huán)節(jié)：芒果種植期需要采集這一階段是否使用化學(xué)農(nóng)藥、施肥狀況、是否雇傭童工以及在收摘過程中是否出現(xiàn)腐爛或表面缺陷等。

    b.加工儲運(yùn)環(huán)節(jié)：利用區(qū)塊鏈連接相關(guān)設(shè)備和智能傳感器記錄儲運(yùn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)。

    c.營銷和零售環(huán)節(jié)：記錄包括芒果的外觀、新鮮度、銷售價(jià)格、促銷措施等數(shù)據(jù)。

    d.消費(fèi)和售后環(huán)節(jié)：記錄顧客在購買后的消費(fèi)狀況數(shù)據(jù)。

Advantages and limitations

四，優(yōu)勢與局限

（一）優(yōu)勢

    沃爾瑪與 IBM 進(jìn)行過芒果和豬肉溯源試點(diǎn)項(xiàng)目后，多家公司共同創(chuàng)建 food trust，借助區(qū)塊鏈技術(shù)維護(hù)食品供應(yīng)鏈，那么將區(qū)塊鏈應(yīng)用的幾點(diǎn)好處如下幾個(gè)方面。

1

提高供應(yīng)鏈效率

消除瓶頸，加快供應(yīng)鏈速度；提高管理效率，降低物流成本

        在使用區(qū)塊鏈之前，沃爾瑪對一家分店的芒果進(jìn)行了溯源測試。用了六天零十八小時(shí)二十六分鐘溯源到芒果采摘最初農(nóng)場。而使用區(qū)塊鏈，沃爾瑪可以在 2.2 秒內(nèi)提供給消費(fèi)者想要的所有信息。

        一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助上下游企業(yè)建立一個(gè)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(shù)，我們可以把企業(yè)間的協(xié)議內(nèi)容以代碼的形式記錄在賬本上，一旦協(xié)議條件生效，代碼自動(dòng)執(zhí)行。譬如采購方從供應(yīng)商進(jìn)行交易時(shí)，即可在鏈上創(chuàng)建一條合約，合約內(nèi)容是物流數(shù)據(jù)表明貨物已經(jīng)抵達(dá)地點(diǎn)時(shí)，貨款發(fā)送給供應(yīng)商；這樣一來只要物流抵達(dá)的信息發(fā)出，貨款將自動(dòng)轉(zhuǎn)出。

     由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)是安全不可變的，智能合約上代碼的強(qiáng)制執(zhí)行性使得賴賬和毀約不可能發(fā)生。利用智能合約能夠高效實(shí)時(shí)更新和較少人為干預(yù)的特點(diǎn)，企業(yè)可實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商隊(duì)伍的動(dòng)態(tài)管理，以及對供應(yīng)鏈效率的提升。

        利用區(qū)塊鏈技術(shù)對零配件供應(yīng)商的設(shè)備等相關(guān)信息登記和共享，可以幫助在生產(chǎn)淡季有加工需求的小型企業(yè)直接找到合適的生產(chǎn)廠商，甚至利用智能合約自動(dòng)下單采購，從而達(dá)到準(zhǔn)確執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)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(zhì)量方面的聲譽(yù)

  質(zhì)安碼（防偽碼）借助區(qū)塊鏈技術(shù)所搭建的可信網(wǎng)絡(luò)，在幫助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高品牌形象以及建立更高效的產(chǎn)品銷售體系方面優(yōu)勢凸顯。產(chǎn)品包裝上的?維碼，準(zhǔn)確記錄了產(chǎn)品從原材料到市場終端銷售全部過程的信息，商家?旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量有問題，便可以及時(shí)召回產(chǎn)品，風(fēng)險(xiǎn)可控。可以使企業(yè)更好地管控和提升產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)通過精準(zhǔn)的鏈上數(shù)據(jù)做出精準(zhǔn)的營銷推廣舉措，激發(fā)消費(fèi)者更多的潛在消費(fèi)價(jià)值。

        在提高消費(fèi)者的體驗(yàn)度的基礎(chǔ)上，讓消費(fèi)者在購物的過程中，通過掃描產(chǎn)品防偽碼查看的溯源認(rèn)證信息就能知道商家的實(shí)際生產(chǎn)流程，降低消費(fèi)者首次購買的信任度門檻。再通過分享經(jīng)濟(jì)，讓首批消費(fèi)者分享產(chǎn)品并帶動(dòng)更多的人消費(fèi)，形成一個(gè)良性循環(huán)的商業(yè)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(yīng)鏈的透明度

        食品安全相關(guān)文件電子化后可被分享，豬肉產(chǎn)品可以追溯到位于臨沂的試點(diǎn)農(nóng)場，生產(chǎn)日期、批次等信息一目了然。區(qū)塊鏈具有的去中心化的特點(diǎn)，使得供應(yīng)鏈上各企業(yè)都是信息記錄者的同時(shí)，也都是賬本的監(jiān)督者，提高信息的可信度。同時(shí)，不同于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中信息壁壘的問題，區(qū)塊鏈技術(shù)使得供應(yīng)鏈上各方可以在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄，大大提升信息共享效率與透明度。

        區(qū)塊鏈的不可篡改和透明化降低了監(jiān)管難度：將供應(yīng)鏈的任何一次交易操作都永久地記錄在某一個(gè)區(qū)塊上，并透明化于區(qū)塊鏈上。無論是對于假冒商品、不合格商品的監(jiān)督，還是對于供應(yīng)鏈上產(chǎn)生糾紛后的舉證和責(zé)任認(rèn)定，相關(guān)部門的介入要簡單很多，使得問題易于解決。區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)，可供相應(yīng)的監(jiān)管部門對產(chǎn)品的信息進(jìn)行儲存、傳遞、核實(shí)與分析，并可在不同部門之間實(shí)時(shí)高效的流轉(zhuǎn)，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)擁有統(tǒng)一憑證、全程記錄、企業(yè)征信等效益的智能信息管理系統(tǒng)，從而有效地解決多方參與、信息碎片化、流通環(huán)節(jié)重復(fù)審核等現(xiàn)實(shí)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(huì)讓每個(gè)食品體系的參與者站在陽光下，沃爾瑪認(rèn)為這會(huì)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(xié)助企業(yè)內(nèi)部做好質(zhì)量控制。

        當(dāng)發(fā)生食品質(zhì)量問題時(shí)，供應(yīng)鏈上的企業(yè)就可以利用區(qū)塊鏈上記載的信息，進(jìn)行溯源，查找問題所在，將責(zé)任落實(shí)到具體的單位或個(gè)人，優(yōu)化企業(yè)管理，降低發(fā)生質(zhì)量事故的風(fēng)險(xiǎn)。

        食品供應(yīng)鏈可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)，有效防止其他偽冒產(chǎn)品。在使用區(qū)塊鏈技術(shù)后，供應(yīng)鏈上各企業(yè)之間都會(huì)使用同一個(gè)賬本記錄下產(chǎn)品信息，這就使得其他企業(yè)的造假成本大大提高，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量能夠得到保障。

5

監(jiān)測食品新鮮度與減少食物浪費(fèi)

準(zhǔn)確判斷剩余保質(zhì)期，最代限度減少食物浪費(fèi)

        優(yōu)化食品流通決策的結(jié)果之一是食品浪費(fèi)的大量減少，這符合沃爾瑪?shù)陌l(fā)展方向——沃爾瑪承諾 2025 年前在重點(diǎn)市場實(shí)現(xiàn)垃圾填埋零浪費(fèi)，銷售有益于可持續(xù)發(fā)展的商品，同時(shí)持續(xù)滿足顧客對平價(jià)的期望。

（二）兩者相結(jié)合面臨的難題

        區(qū)塊鏈技術(shù)的許多功能都可以為供應(yīng)鏈管理使用,它能夠提供每一筆交易的記錄,為整個(gè)供應(yīng)鏈中的每一項(xiàng)提供準(zhǔn)確、無誤的實(shí)時(shí)迫蹤,使其更具透明度和可追溯性。區(qū)塊鏈本身的比特幣優(yōu)勢備受社會(huì)相關(guān)學(xué)者的關(guān)注,供應(yīng)鏈管理只是區(qū)塊鏈被公認(rèn)的最強(qiáng)解決方案的案例之一,但區(qū)塊鏈技術(shù)與供應(yīng)鏈管理如何更高效地結(jié)合使用是需要探索與發(fā)掘的。

1

信息吞吐量面臨壓力

  隨著大數(shù)據(jù)的不斷引入,由于區(qū)塊鏈需要承載復(fù)制之前產(chǎn)生的全部信息,加之數(shù)據(jù)量每天都有新的增長,區(qū)塊鏈中的每一塊都會(huì)增加大量數(shù)據(jù),整體也會(huì)降低其處理速度,會(huì)帶來信息存儲、驗(yàn)證、容量等問題。如何增強(qiáng)設(shè)備對數(shù)據(jù)吞吐量的處理,是區(qū)塊鏈面臨的挑戰(zhàn)之一

2

安全性需要加強(qiáng)防范

當(dāng)前,供應(yīng)鏈各階段數(shù)據(jù)的獲取主要依靠物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,但該設(shè)備的安全性較低,如何保證數(shù)據(jù)的安全輸入是有待解決的問題。另外,授權(quán)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(qū)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(dāng)前需要研究的問題。

3

 隱私性需要加強(qiáng)保障

  區(qū)塊鏈技術(shù)利用識別私鑰進(jìn)行交易,授權(quán)擁有者無法通過讀取賬本信息直接識別真實(shí)身份,這使非授權(quán)者有了可乘之機(jī),他們可以通過多個(gè)固定交易模式推斷授權(quán)擁有者的真實(shí)身份。在如今信息越來越透明的時(shí)代,用戶隱私權(quán)的及時(shí)解決顯得格外重要,可以采用一些注冊認(rèn)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(shù)的挑戰(zhàn)

    雖然區(qū)塊鏈技術(shù)被很多人看好,但推動(dòng)人類發(fā)展的技術(shù)不僅有區(qū)塊鏈技術(shù),哪種技術(shù)更快捷更高效,人們就會(huì)傾向使用哪種技術(shù)。例如,區(qū)塊鏈在通信領(lǐng)域的應(yīng)用,給全網(wǎng)人發(fā)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(shù)也可以做到,信息傳遞需要利用量子通信進(jìn)行量子糾纏效應(yīng),也具備高效安全的效果,并在科學(xué)界頗有成效,是區(qū)塊鏈技術(shù)強(qiáng)有力的對手之一。

5

傳統(tǒng)觀念、法律法規(guī)的制約

 區(qū)塊鏈自身的管理特點(diǎn)具有創(chuàng)新性,不同于以往的生產(chǎn)生活方式,淡化了國家監(jiān)管的概念,沖擊了現(xiàn)行的法律規(guī)定。現(xiàn)在,區(qū)塊鏈在這方面缺少制度規(guī)范,對區(qū)塊鏈系統(tǒng)相關(guān)監(jiān)管的爭論已經(jīng)產(chǎn)生。廣義而言，爭論主要圍繞以下三點(diǎn)展開:不合法性、分類以及法律效力。相關(guān)法律法規(guī)不足以監(jiān)督區(qū)塊鏈的應(yīng)用，或者未來過多的約束都不利于其應(yīng)用與進(jìn)一步發(fā)展。