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基于区块链的跨境食品追溯框架建立及应用
作者:王 虹1,2 杨 旭2 钱 青2 刘联峰2 王 震3
王 虹1,2 杨 旭2 钱 青2 刘联峰2 王 震3
摘 要 随着我国进口食品贸易量的提升,食品质量和安全成为监管部门和消费者关注的重点。为应对进口食品带来的监管压力,优化口岸营商环境,我国政府部门提出了采用溯源体系建设手段,构建从“从境外源头到境内消费”的全程监管模式,完成食品安全由目标管理到过程管理的转变。同时,区块链技术具有数据分布式存储、不可篡改的特点,具有提升溯源体系的可信度的作用。本文介绍了区块链溯源体系的框架及应用模式,为进口食品质量安全保障和促进跨境贸易提供了一种思路。
关键词 进口食品;区块链;溯源
Establishment and Application of Cross-border Food Traceability Framework Based on Block Chain
WANG Hong1,2 YANG Xu2 QIAN Qing2 LIU Lian-Feng2 WANG Zhen3
Abstract With the growth of trade in imported food in China, the quality and safety of food has become the focus of regulators and consumers. In order to deal with regulatory pressures and improve business environment of imported food, Chinese government has put forward the traceability framework and is attempting to build the whole-chain regulatory model "from abroad source to domestic consumption" by traceability system construction, and shift its target management to process management of food safety. At the same time, the block chain technology characterized by data distributed storage and inability to be tampered has significant effect in improving the credibility of traceability system. This paper introduces the framework and application mode of the block chain traceability system, which may shed some light on the assurance of imported food quality and safety and the promotion of cross-border trade.
Keywords import food; block chain; traceability
随着我国经济的迅速发展,人民对高质量生活要求的提高,中国进口食品的种类、数量、总额不断增加[1]。根据2019中国进口食品行业峰会上发布的《2019中国进口食品行业报告》显示,2018年中国进口食品增长迅速,进口总额达735.69亿美元,比2017年净增长119.15亿美元,同比增长19.33%;中国进口食品来源地达185个,水海产品及制品、肉类及制品、乳品进口额突破百亿美元规模,与此同时,跨境电商进口食品市场日益繁盛[2],但相应的食品安全问题不断凸显。海关总署公布了2018年进出口商品抽检监测情况,进口食品接触产品不合格率为2.9%,保障进口食品质量和安全成为监管部门和国内消费者关注的重点[3]。
为保障进口食品安全,同时优化口岸营商环境,2015年12月国务院发布了《关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》,商务部等七部门共同推进重要产品信息化追溯体系建设,2020年国家重要产品追溯管理平台建成运行[4],鼓励自由贸易试验区开展进口乳粉、红酒等产品追溯体系建设。通过进口食品追溯体系,将供应链上生产、贸易、物流以及产品质量等各节点信息进行采集、验证、共享,一方面,可以帮助生产企业、贸易企业更好地管控产品质量风险,提升消费认可度;另一方面,可以帮助消费者更便捷地选购放心、可靠的境外商品,同时向政府监管部门传递客观、真实的商品追溯信息,大大提高了口岸及市场监管效率,促进进口商品贸易通关便利化。
虽然溯源体系通过境外企业的认证信息、产品质量信息、运输信息和流向信息进行智能管理,实现了过程管理,但同时存在数据真实性、可靠性的问题[5-6]。区块链技术的应用为提高经营者造假成本,降低主观造假意愿,建立一个互信共识的营商环境提供了一种解决方式。区块链采用去中心化的数据存储方式,实现了多中心记账,可以提高溯源流程的透明度和可信度[7],同时区块链具有数据共享的特点,便于进口食品溯源信息的获取,为口岸执法部门提供可靠的信息,有效传递进口食品的品质和安全信息。因此,基于区块链的食品追溯体系将成为提升进口食品流通环境的重要技术手段。
1 区块链的跨境食品追溯框架
区块链溯源体系的技术架构分为数据中心层、平台层和应用层。在数据层存储进口食品的基础信息和事件信息,每个信息都具有区块链的时间戳和一对一的哈希值。同时,由于采用分布式多节点完整数据存储的方式,在区块链多节点参与下,如采用联盟链的方式建立涵盖司法机构、监管部门、公正机构、检测机构、保险机构、消费者的公信力大体系,录入系统的数据无法单一节点篡改,保障了数据的真实可靠。在平台层实现账号/权限管理、数据管理和分析等功能。在应用层完成进口食品的全过程信息监控管理。
图1 一种基于区块链的溯源体系技术架构
Fig.1 A technical architecture of traceability system based on block chain
图1展示了一种基于区块链的溯源体系技术架构,通过区块链溯源体系的构建,可以完成食品、农产品、化矿、消费品等各类商品的追溯。
在进口食品的区块链溯源流程实现中,为保障信息的准确性,一般采用“线上+线下”的服务模式,即:线上采用溯源系统实现了信息的管理,线下由第三方机构采用实地验证、工厂检测的方式,对进口食品的产地真实信息、境外流通信息等进行确证,保障溯源场景信息真实、可查证。在具有公信力的第三方机构的背书下,通过“线下+线上”的质量追溯模式(如图2所示),即可在区块链上为海关提供可靠的数据,推动通关监管便利化。
2 区块链追溯体系业务流程
进口食品的区块链溯源过程一般包括数据采集、数据传输、追溯系统数据分析、数据验证、数据展示等环节。在进口食品的溯源服务中,首先分析进口食品的属性,确定溯源单元的颗粒度,通过赋码(追溯码)的方式对溯源单元进行身份标识。然后,利用自动信息采集设备或人工方式采集食品的批次信息、进口订单、境外加工、原产地认证、境外检验、物流、报关信息,并上传系统。在此过程中,筛选并确定溯源关键信息,规定必要信息和非必要信息,减少溯源数据的数量,可以提高采集溯源信息的效率,同时在追溯系统服务阶段,加强数据管理,对数据进行统计、分析。
进口食品由海外产地至境内消费的全过程中,溯源信息会在不同的环节使用,常见的验证信息有原产地认证、物流、报关、原产国、起运港、目的港、到达时间、提单号等(如表1所示),对于在不同环节同时使用2次及以上的信息进行核对,即可完成信息交叉验证工作,核实数据的真实性。在区块链溯源系统中完成信息的采集、管理和验证等工作后,通过区块链节点分配,监管部门、供应商、消费者通过扫描追溯码即可获取溯源全程信息。
表1中列举了一种划分必要信息和非必要信息的方式,规定了产品名称、批次编号等为必要信息,进口商地址和加工企业名称等为非必要信息,并对信息的上传格式进行规定,规范信息的表现形式。
图2 “线下+线上”的质量追溯模式
Fig.2 "Offline + Online" quality traceability mode
表1 进口食品的追溯信息
Table 1 Traceability information of imported food products
追溯环节 | 栏目名称 | 是否必填 | 表现形式 |
批次信息 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
产品编号 | 是 | 单行文本框 | |
产品名称 | 是 | 单行文本框 | |
追溯码数量 | 是 | 数字 | |
追溯码号码段 | 是 | 单行文本框 | |
进口订单 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
订单号码 | 是 | 单行文本框 | |
进口商名称 | 是 | 单行文本框 | |
进口商地址 | 否 | 单行文本框 | |
出口商名称 | 是 | 单行文本框 | |
出口商地址 | 否 | 单行文本框 | |
境外加工 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
加工企业名称 | 否 | 单行文本框 | |
加工企业介绍 | 否 | 单行文本框 | |
加工企业宣传图片 | 否 | 图片上传 | |
加工企业资质图片 | 否 | 图片上传 | |
生产批次 | 否 | 单行文本框 | |
原产地认证 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
原产地证书编号 | 是 | 单行文本框 | |
发证机构 | 是 | 单行文本框 | |
发证日期 | 是 | 单行文本框 | |
证书图片 | 是 | 图片上传 | |
境外检验 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
检验机构名称 | 否 | 单行文本框 | |
检验报告编号 | 否 | 单行文本框 | |
检验日期 | 否 | 日期控件 | |
报告图片 | 否 | 图片上传 | |
物流信息 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
起运港 | 是 | 单行文本框 | |
起运时间 | 是 | 日期控件 | |
目的港 | 是 | 单行文本框 | |
到达时间 | 是 | 日期控件 | |
提单号 | 是 | 单行文本框 | |
报关信息 | 批次号码 | 是 | 单行文本框 |
提单号 | 是 | 单行文本框 |
3 区块链溯源的优势
3.1 推动通关便利化
监管部门作为区块链溯源的重要节点参与其中,有利于提升监管效率。利用区块链数据共享的特点,进口食品的数据自动实时同步共享至海关,为其通关执法提供可靠信息,从而实现进口食品的便利通关。
区块链溯源体系中海关节点的建立,对于进口食品的跨境贸易具有直接的促进作用。图3展示了通过数据标准接口建立海关区块链节点的模式,在区块链上共享数据,进口食品在境外运输过程中即可实现商品信息、检测报告信息提前送达口岸执法部门,数据的真实性经过第三方的境外核验,海关可以预先获取信息,现场扫描追溯码进行商品信息核对,实现通关食品的快速放行。由此,一方面,提高了海关的工作效率;另一方面,缩短了进口食品的口岸储藏期,延长了境内的货架期。整体上看,区块链溯源在口岸执法中具有信息共享、监管前移、通关便利的优势。
以进口新西兰鲜奶为例,以往鲜奶在到达中国海关后,监管环节需要经过受理报检、审单布控、现场检验检疫和签证等流程,通常需要3~4个工作日,如遇到实验室抽检还需要增加4~5个工作日,对于保质期只有7~15天的鲜奶而言,通关时间成本非常高。相比之下,经过对境外鲜奶全程信息的采集,配置追溯方案,建设物联网设备实现全程温控数据对接,在区块链上对接海关,经过全程溯源的产品进入口岸监管环节时,海关关员通过溯源信息在现场就能全面掌握进口产品的质量安全状况,进而对产品实施快速通关放行,通关时限将由原来的3~4个工作日减少到0.5~1个工作日,实现了3天内境外鲜奶到达中国餐桌。
图4显示了通过扫描追溯码展示的进口鲜奶的溯源信息,通过手机等终端设备扫描追溯二维码,即可获取进口订单、境外牧场、境外加工、境外检验、境外运输、航空运输、口岸查验、全程温控等信息,特别是对于境外牧场展示,让国内消费者直观了解了鲜奶的产地情况,提升了消费信心。
图3 通过数据标准接口建立海关区块链节点
Fig.3 The customs block chain node established through the data standard interface
图4 进口鲜奶的溯源信息展示
Fig.4 Display of the traceability information of imported fresh milk
3.2 进口食品的全程和实时追溯
在进口食品的溯源过程中,物联网设施的应用对于溯源信息的采集和传输具有重要作用,合理布局物联网设备,能够实时获取溯源商品的状态信息,并降低全程溯源的难度。
图5 进口奶粉的全程溯源
Fig.5 The entire traceability of imported milk powder
进口奶粉的溯源需经过奶源地认证、配方核查、海外检验、物流监控、装运前检验/监装、风险点分析、通关和国内对接监管等过程(如图5所示),其中,部分阶段可以通过布置物联网的方式自动实现,从而降低溯源的成本并提高工作效率。例如,在进口奶粉的溯源过程中,奶源地认证可以通过标识地理坐标的摄像头传输实景状态,对采集设备编号并赋予时间戳、哈希值,保障境外采集图像及视频资料的真实性。在运输过程中,采用北斗/GPS 精准定位,实现商品位置信息的实时监控;利用多元传感器监控物流集装箱内的储藏温湿度环境等。
3.3 问题产品的追溯和召回
区块链溯源系统的建立,有助于产品问题来源的发现,修正或提升生产、物流等方式,同时便于快速召回问题产品,避免造成更大的损失。《中华人民共和国食品安全法》第六十三条明确规定,国家建立食品召回制度,食品生产者发现其生产的食品不符合食品安全标准或者有证据证明可能危害人体健康的,应当立即停止生产,召回已经上市销售的食品,通知相关生产经营者和消费者,并记录召回和通知情况。但在传统的贸易模式下,当销往一个区域的产品发现问题时,并不能及时告知其他区域的产品消费者,进而造成损失或危害。而经过溯源的产品则可以避免此问题,由于溯源系统已记录产品的来源及去向,因此,企业能够调取产品的准确流向,进行定向召回,从而降低造成的损失或危害。
同时,根据溯源信息回溯,可以寻找产品出现问题的原因,如鲜奶的巴氏杀菌温度是否达标,储运过程中集装箱温度是否过高,均可以通过全程溯源信息进行查看,从而进行修正。
总体上看,由于进口食品的产地遍布全球,跨国运输距离远,导致溯源成本较高,而区块链溯源技术通过建立共识互信的营商环境,实现了可靠信息的便捷获取,降低了进口食品的溯源成本,便于溯源过程的推广应用,从而简化进口食品的监管环节,优化跨境贸易环境。
4 区块链溯源存在的问题
虽然越来越多的科技企业、零售商参与区块链的应用,并利用区块链实现多种目标[8],但区块链溯源仍然存在一定的技术问题及应用上的阻碍。
在应用层面,区块链技术尚未得到大家的广泛认可,技术落地还需要得到消费者、流通部门的认可和持续推动[9];物联网技术尚未完全普及,阻碍了商品物流信息的实时呈现;进口食品溯源缺乏相应的法律法规支撑,区块链中的智能合约缺乏足够的法律效力[10]。在技术层面,区块链技术在逻辑层面是基于去中心化、去信任化的机制,但是其底层的技术中包含的数据存储、通信网络数据传输等技术的可靠性仍然需要改进和优化[11]。综上所述,构建安全、可靠的区块链技术平台及应用平台,完善相应的法律法规,对于区块链溯源的发展非常重要,也是迫切需要解决的问题。
5 结语
区块链溯源体系通过采集管理进口食品由境外产地至境内流通的全过程信息,利用去中心化的数据存储技术和不可篡改技术,构建了跨境食品贸易的可信环境和过程管理模式,在口岸环节有利于进口食品的安全监管和便利通关的协调统一,实现了进口食品从“境外农田到境内消费者餐桌”的质量全程追溯,有利于改善进口食品跨境贸易环境,优化监管模式,并构建国内的进口食品可信消费环境。
【该文经CNKI学术不端文献检测系统检测,总文字复制比为7.1%。】
基金项目:国家重点研发计划资助项目(2018YFC1603604)
第一作者:王虹(1968&—),女,汉族,天津人,硕士,高级工程师,现任中国检验认证集团副总裁,主要从事质量追溯研究,E-mail:wangh@ccic.com
1.武汉大学质量发展战略研究院 武汉 430072
2.中检集团溯源技术服务有限公司 北京 100028
3.中国检验认证集团研究院 北京 100028
1. Institute of Quality Development Strategy, Wuhan University, Wuhan 430072
2. CCIC Traceability Technology Service Co.,Ltd. , Beijing 100028
3. The Research Institute of CCIC , Beijing 100028
参考文献
[1] 叶李涛. 中国进口食品质量结构研究[D]. 浙江: 浙江工业大学, 2019.
[2]艾瑞咨询.食遍全球——2019年中国进口食品消费白皮书[EB/OL]. https://www.sohu.com/a/319212478_286549. [2019-06-08].
[3] 费威, 马跃. 我国进口食品不合格率的影响因素[J]. 华南农业大学学报(社会科学版), 2016, 15(05): 99-109.
[4] 杨蕾. 七部门共同推进重要产品信息化追溯体系建设2020年国家重要产品追溯管理平台建成运行[J]. 中国品牌与防伪, 2017, (3): 29-29.
[5] 张国英, 毛燕琴. 一种基于区块链的去中心化数据溯源方法[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版), 2019, 39(02): 95-102.
[6] 张帆, 谭鹤毅, 张伟轶, 等. 基于区块链的农产品溯源研究 [J]. 农家参谋, 2019, 624 (13): 44.
[7] 王晶, 曾水英, 郭建伟, 等. 区块链技术在食品安全信用体系建设中的应用[J]. 无线互联科技, 2019, 16(21): 137-140.
[8] 董莉. 区块链上的“进口”问题[J]. IT经理世界, 2018, (Z3): 8-11.
[9] 韩辉. 农业农村部农产品质量安全监管司徐观华: 区块链溯源技术落地,流通部门是否采用很关键[EB/OL]. https://www.sohu.com/a/322204165_115362. [2019-06-21].
[10]李启明, 张倩. 基于区块链技术的国际贸易业务模式研究 [J]. 海南金融, 2019, (02): 70-74.
[11] 柳叶. 区块链应用现状及安全风险研究 [J]. 科技创新与应用, 2018, (30): 23-24.
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