基于区块链技术的广西水产品质量监管系统设计*

□ 唐凤范

(北海职业学院,广西 北海 536000)

1 引言

水产品从养殖到餐桌，经历养殖、加工、仓储、运输、销售等环节，每个环节均存在着自然或人为影响而造成水产品质量问题。因此，在水产品供应链过程中，水产品质量监管必不可少，需要供应链节点各个企业、个体、政府部门共同参与，彼此关联。而分析广西水产品监管对象及存在问题，水产品质量隐患，水产品信息不透明、可修改等问题，导致了水产品信息无法实现共享、追溯、安全性差等问题对水产品质量监管工作带来了很多困难，导致监管效率差，同时为不法分子提供了可乘之机。

区块链是一种采用共识机制算法的去中心化的分布式账本技术，具有可追溯性、去中心化及去可信化的特点。融入广西水产品质量监控问题，通过区块链技术的共识机制将养殖户、加工企业、物流公司、销售商、消费者链接到同一个平台上,采用分布式存储模式,将广西水产品供应链节点与水产品质量相关的信息记录到区块链上。本系统利用区块链技术防止了信息被篡改,保证广西水产品供应链信息畅通、真实可靠，解决当前广西水产品质量监管中存在的问题，提高监管水平。

2 广西水产品质量监管对象及存在问题分析

2.1 基于供应链的广西水产品监管对象

从供应链视角，围绕广西水产品质量监管对象，对广西水产品供应链各个环节水产品质量问题进行分析，从问题产生的原因入手，总结水产品监管对象、主体，为后续水产品监管存在问题分析及监管系统设计提供依据。

2.1.1 养殖户

通常养殖户进行水产养殖涉及水产种种苗、饲料、水资源环境、鱼药等，种苗的种类、饲料的生产企业、质量检查合格证，水资源环境监测，鱼药的投放量及种类等信息、数据的采集及录入是水产品质量监控的一项重要工作，也是第三方监控部门、加工企业、销售商、消费者对产品质量进行追溯、查询的依据。

2.2.2 物流公司

水产品物流过程中，运输采用冷藏运输，需要专门的运输容器，仓储则需对温度进行严格控制，相关信息数据的录入是生产加工企业、销售商、消费者追踪、查询水产品物流信息保障。

2.2.3 加工企业

水产品加工设备、工艺流程、加工原材料、添加剂、包装材料、包装方法等信息的真实采集录入是监管部门进行水产品质量监管的依据，是销售商、消费者查询水产品加工信息及质量的其中一环。

2.2.4 销售商

水产品进入销售环节，与质量相关信息的真实录入是保证消费者权益的重要手段，水产品产地信息、生产企业信息、产品品质信息等是监管内容一部分，也是消费者进行产品质量追踪的重要信息。

综上所述，水产品供应链节点上的养殖户、加工企业、物流企业、销售商均为监管对象，养殖户、加工企业、物流企业、销售商、监管部门、消费者为监管主体。但由于广西水产品养殖户均为个体，加工企业以中小型生产者为主，且较为分散，增加了监管难度，造成监管不全，不法分子钻漏洞谋取不正当利益；水产品物流企业主要是以运输为主的小型企业而非专业的第三方物流企业。对现有监管系统认识不全面，水产品信息采集、录入工作难度大较大，主要表现为录入信息不全、信息失真、信息被篡改。其次，销售商为了追求更多的经济利益，存在改换水产品包装、更换水产品质量信息等的不法行为。再者，水产品供应链节点信息传递不畅，时效性差、无法实现信息共享、水产品质量发生问题时监管部门进行责任追查难度大、耗时长也是一个亟待解决的问题。

2.2 目前基于供应链的广西水产品质量监管存在问题

从供应链视角出发，分析广西水产品质量监管对象，分析监管现状，对广西水产品质量监管存在问题做如下总结。

2.2.1 利益导向，水产品质量从根源上受影响

水产养殖的水资源品质，鱼苗种类，使用的饲料质量等从源头商影响着广西水产品质量。而为了追求更少的投入成本、更可观的经济收入，水产品养殖户存在使用没有质量合格证明的饲料、劣质鱼药等行为，更是忽略对养殖水产资源的品质监测。水产养殖对环境污染越来越严重，水环境特别是近海海洋环境不同程度被污染，如金属含量超标、微生物超标、有害物质超标等；与此同时，养殖户为了追求更多的经济利益，使用无质量标准、无质量检验合格、无生产许可证、过期的饲料，饲料添加剂超标等。综上，水产品质量受到了很大威胁，水产品有害物质超标，水产品质量存在安全隐患。

2.2.2 水产加工企业准入把控不严，政府相关部门监管不利

随着水产业发展，广西水产品加工业经历了从无到有，从小变大，从简单粗加工向精加工，由低端产品向中高端产品的转变过程。同时也存在着良莠不齐的现象，一些加工企业为了追求经济利益，在进行水产品加工时使用超标的防腐剂或化学物质，如菌落总数超标、大肠菌群超标等，究其原因主要有：一是水产品加工企业市场准入把控严，存在无证生产、经营的现象；二是加工企业为了减少对先进生产设备、原材料购买等成本投入，对加工工艺流程、加工原料进行了改变，从而水产品质量也发生改变；三是政府相关部门监管手段落后、监管力度不够。

2.2.3 广西水产品供应链环节信息传递不畅、时效性差、无法实现共享

广西水产品质量监管从养殖、加工、物流、销售直到消费者餐桌的全过程中,供应链节点相关水产品质量的信息采集及录入需要各对应主体完成，包括本文分析的水产品质量监管对象，而实际上各节点信息的采集及录入存在滞后、不完整、不真实等常态现象。故难以保证信息传递的流畅、高时效性及共享。

2.2.4 广西水产品质量追溯体系不完善

广西水产品供应链节点企业(如养殖户、加工企业)等呈大中型生产者较小，小型生产者居多，生产分散，集约化程度低的现状，其结果为供应链不完整，供应链节点信息采集困难，全面覆盖广西水产品业的可追溯体系难以建立，导致产品质量可追溯性差，防伪性和信息时效性差，无法实现整个供应链的透明化管理。

3 基于区块链技术的广西水产品质量监控系统设计

3.1 设计思路

利用区块链技术可追溯、去中心化和去信用化的特点，结合广西水产品生产、流通、监管等业务，设计广西水产品质量监控系统，以期实现对广西水产品质量在整个供应链中的全程监控。整个设计主要充分紧扣区块链的三大特点展开。

一是系统采用分布式储存模式，实现供应链信息共享。系统利用区块链技术，由供应链节点对应的人员将对应节点产品质量信息存储到对应区块上，建立共享的分布式账本，形成分布式储存模式，这种模式将供应链上各个节点的产品质量信息转化为带有时间戳的区块，各个带有时间戳的区块构成了信息共享的区块链条，且链上的被授权人员在特定的条件下可追查水产品的质量信息。这种分布式存储模式下的共享分布式账本很好地解决了因采用中心化存储而使信息无法共享和被篡改的问题。

二是利用区块链共识机制，增强监控系统安全性，提高信用度。利用区块链技术将水产品质量信息以分布式模式存在于共享账本，数据透明、公开，相关人员要对质量信息进行更改，由于共识机制算法的约束，(在非法算力不足50%时，数据无法伪造或篡改)必须通过水产品供应链上的共享公共钥匙信息计算出超过50%以上人员的私密钥匙才能实现，大大增加了质量信息的伪造和篡改的难度，提高信息可信度。

三是利用去中心化，巩固监控系统稳定性及信息可追溯性。利用区块链技术，供应链上的企业、个人、监管部门以水产品质量监控为对象，构建了去中心化的网络平台，信息、数据采用分布式账本存储，避免了中心化，因此，只要不是系统内所有电脑均受到攻击，系统都可以回复到原始的状态，保证了系统的稳定性、增加修改信息的难度。

3.2 基于区块链技术的广西水产品质量监管系统构建

基于区块链技术的广西水产品质量监管系统对供应链上各个业务环节与主体进行分析，同时通过二维码技术对水产品从养殖到加工到运输直到用户消费的全过程信息进行贯穿，并利用区块链技术对信息封装及存储，最大限度提升了水产品信息的查找速度及数据防篡改能力。具体系统构建如下图：

图1

①养殖户提供能证明养殖环境、负责人、水资源检测报告、饲料生产厂、饲料型号、饲料检验合格证、种苗产地等信息的材料；水产加工企业提供企业信息、加工工艺流程、操作人员信息、加工原料检验合格证书、产品检验合格证、包装材料、包装体积重量等信息的材料；物流公司提供运输工具、司机、运输设备、存储容器及仓库温度控制记录、存储记录等信息；销售商提供水产品产地、产品检验合格证、产品信息、配送人员信息，通过移动端APP扫描水产品的二维码，快速精准的完成相应信息的录入；同时在水产养殖环节生就成水产品对应的唯一二维码。

②第三方监管部门对水产品全过程信息进行质量检验并对上述录入的相关数据的真实性进行审核。

③供应链节点对应的系统人员上传经审核后的信息，区块链技术将带有时间戳的关系水产品质量信息转化为区块，并采用分布式账本存储，同时受共识机制算法约束，信息不易被篡改；结合物联网技术，养殖户、物流公司、第三方监管部门、销售商、消费者可以通过信息平台扫码快速查询水产品质量信息。

④消费者可通过移动端APP扫描快速查阅水产品信息，并能对水产品的质量进行评价及反馈，完成整个水产品信息的闭环跟踪，并为后续的水产品产销流程优化提供决策辅助。

4 小结

基于区块链技术的广西水产品质量监控系统，利用区块链技术及分布式存储模式，使得信息更加稳定可靠，供应链环节信息传递时效性提高，解决了监管部门在处理供应链主体纠纷和维护消费者权益时需耗费大量人物财力进行举证和追责的老大难问题；区块链技术中的共识机制算法，很好地遏制了供应链各方为谋私利，供应链成员传递虚假信息、篡改信息的现象，解决了在广西水产品供应链上养殖户、加工企业、物流公司、销售商、消费者各主体为了获取非法利益而对已经记录在数据库中的数据进行修改而导致消费者查询出的结果是虚假的，使得消费者对信息的安全性产生不信任的问题。

本系统结合区块链技术中的去中心化构建了水产品可溯源系统，保证了水产品的可追溯性，实现了水产品从养殖、加工、运输、仓储、配送、销售到消费者的透明化管理。综上所述，充分体现了区块链技术在广西水产品质量监管中应用的必要性及可行性。