基于区块链和物联网的农产品安全溯源体系设计

R eceiv e Issu e
C re a te A c tiv a te
A d m in
表 1 权限项划分明细
说明 连接到其他节点并查看区块链的内容 发 送 资 产 ，例如签 名 交 易 接 受 资 产 ，例 如 出 现 在交易对象中 发 布 资 产 ，将农产品发布成资产 创 建 信 息 流 ，记录农 产 品 相 关 信 息 子 管 理 员 权 限 ，对 其 他 用 户 的 s e n d 、 c o n n e c t 、r e c e i v e 权 限 进 行 管 理 第一个创建区块链的用户拥有超级管理 员 权 限 ，并 可 授 权 给 他 人 a d m i n 权限
关键词：农产 品 安 全 溯 源 体 系 ；区 块 链 ；物联网 ; 权限 中图分类号：T S 201.6
在 过 去 的 几 十 年 间 ，一 系 列 食 品 安 全 事 件 （如疯 牛 病 、毒 牛 奶 和 地 沟 油 等 ）的 爆 发 ，严重摧毁了消 费 者 对 食 品 产 业 的 信 任 ，且 消 费 者 对 农 产 品 安 全 和 质量的关注也已经引起了学术界和产业界的重视。 为应对农产品安全问题，许多新兴技术如R F ID 和 物 联 网 技 术 已 经 应 用 在 供 应 链 追 溯 系 统 中 ， 以实现 可溯源性和透明性，例 如 ，用 zigbee的自组网性，实 施记录田间环境信息，釆 用 R F I D 与条码相结合的 方案解决产品流通过程中的标识问题，使 用 G IS 技 术记录运输的出发地和目的地[1];利用一种灵活的标 签数据记录器收集环境数据，以追溯产品运输至超 市 的 过 程 ，并通过读 取 存 储 数 据 来 判 断 产 品 所 处 环 境的安全性[2];釆用智能数据釆集与处理技术、生产 风险因子早期识别技术、农产品消费替代效果评估 技术等进行智能分析。这些技术的应用均为农产品 供应链溯，以供参考。
1 设计依据 1. 1 区块链
区块链可以被认为是一个分布式的系统，即按
时间序列排列的块，每个块存储网络活动的所有信
息 。区块链是一个不可被篡改历史的网络，这个网
络被系统中所有节点所共享。同时，平台信任是通
过 “挖掘过程”实现的，该过程保证了系统内节点
之间添加到链中的信息具安全性和有效性。 1 . 2 区块链的权限体系
由于农产品供应链体系中的各成员充当着不同
角 色 ，执 行 任 务 不 同 ，所 需 的 操 作 权限也存在 差 别 。 因此，现 结合Multichain权限体系，将权限项划分
为以下权限项，具体见表1 ; 并从适用于农产品供应
链溯源系统的区块链涉及的操作出发，对设计出的
权限名称
C onnect Send
农产品供应链上的所有成员均可发送与接收资 产 ，但供应链上的某些成员，例如认证机构，此类 用户不需要发送数字资产。 1 . 2 . 4 发布信息
随着农产品资产在供应链上的流动，必然会产 生 新 的 信 息 ，信 息 的 记 录 应 釆 用 数 据 流 的 形 式 ，每 条 数 据 流 对 应 一 个 资 产 ，且 每 条 数 据 流 均 有 独 立 的 信 息 发 布 权 限 ，只 有 授 权 对 应 数 据 流 的 发 布 权 限 后 才可发行。 1. 3 区块链的用户体系
但上述应用研究都是基于中心化服务器的模式 开 展 ，存在信息不透明、易被篡改的隐患。为此 ，学 术 界 利 用 区 块 链 技 术 进 行 了 一 定 的 探 索 ，如利用 R F I D 技 术 与 区 块 链 技 术 相 结 合 ，达到防止仿造标签 和 篡 改 数 据 的 目 的 ％ 提 出 双 区 块 链 溯 源 的 概 念 ，利 用私有链存储农产品供应链各环节信息，并将信息 的 H ash码存储在公有链中，以达到降低成本、提高 公信力的目的[5]。但以上基于区块链的研究，都是基 于 公 有 链 的 模 式 开 展 ，在 农 产 品 供 应 链 体 系 中 ， 由 于 供 应 链 各 成 员 充 当 不 同 角 色 、执 行 不 同 任 务 ，对*
上海农业科技
李锦贤，等 ：基于区块链和物联网的农产品安全溯源体系设计
2019(2)：41 42, 53
•专题研究•
基于区块链和物联网的农产品安全溯源体系设计
李锦贤t 杨 枫 (中华全国供销合作总社北京商业机械研究所，北 京 市 丰 台 区 100070)
摘 要 ：近 年 来 ，农产品安全一直广受关注，亟需一套透明可靠的农产品安全溯源体系来保障农产品 安 全 。鉴 于 农 产 品 在 供 应 链 上 流 动 时 ，不 同 环 节 企 业 之 间 存 在 信 息 接 口 不 规 范 、 中 心 化 的溯源系统存在易受 攻 击 和 易 被 篡 改 等 问 题 ，利 用 区 块 链 技 术 的 分 布 式 、不 可 篡 改 、信 用 保 证 等 特 点 ，基 于 农 产 品 供 应 链 上 数 据 权 限 的 需 求 ，设 计 出 了 基 于 权 限 体 系 的 区 块 链 农 产 品 安 全 溯 源 体 系 。 现 对 该 体 系 相 关 设 计 情 况 进 行 总 结 介 绍 ， 以供参考。
收稿日期：2018 09 28 * 为通讯作者
各类数据的操作权限也存在差别。因此，亟需设计
出基于权限体系的区块链农产品安全溯源体系。在 此背景下，笔者通过引入M ultich ain 区块链技术，
结 合 其 权 限 体 系 模 型 ，设 计 出 基 于 权 限 体 系 的 区 块
链农产品安全溯源体系。现对该体系相关设计情况
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上海农业科技
SHANGHAI AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
2019(2)
区块链的权限体系进行介绍。 1.2.1连 接
允许供应链上的成员接入溯源信息区块链平台 的权限。 1 . 2 . 2 发行资产
农产品信息上链必须有一个信息主体，即需要 农产品的拥有者将农产品以资产的形式发行在区块 链 上 ，包括产品特征、品质、数量等属性。值得注意 的 是 ，不是供应链上的所有成员都需要发行资产的。 1 . 2 . 3 发送与接收资产