《电子技术应用》
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基于Hyperledger Fabric的食品溯源系统设计与实现
2021年电子技术应用第3期
段冉阳,周文辉,魏 骁,王 龙
华北计算机系统工程研究所,北京100083
摘要: 现有的传统食品安全溯源系统中存在共享数据较为匮乏和信息存储中心化、孤岛化等问题,利用区块链系统去中心化、防篡改、可信任等特性,提出了一种基于Hyperledger Fabric区块链的食品溯源系统;然后对Hyperledger Fabric区块链技术进行深入分析和研究,明确Hyperledger Fabric区块链技术的技术原理与技术特性,并综合食品安全溯源系统的实际使用,对基于Hyperledger Fabric区块链的食品溯源系统进行详细设计;最后对基于Hyperledger Fabric区块链的食品溯源系统进行了实际的搭建,并对该系统进行相关功能测试和性能测试,验证了整体方案的可行性与有效性。
中图分类号: TN929.5;TP311
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200303
中文引用格式: 段冉阳,周文辉,魏骁,等. 基于Hyperledger Fabric的食品溯源系统设计与实现[J].电子技术应用,2021,47(3):55-60.
英文引用格式: Duan Ranyang,Zhou Wenhui,Wei Xiao,et al. Design and implementation of food traceability system based on Hyperledger Fabric[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(3):55-60.
Design and implementation of food traceability system based on Hyperledger Fabric
Duan Ranyang,Zhou Wenhui,Wei Xiao,Wang Long
National Computer System Engineering Research Institute of China,Beijing 100083,China
Abstract: In the traditional food safety traceability systems, there are many problems such as lack of shared data, centralization and islanding of information storage. Since blockchain systems have the characteristics of decentralization, tamper-resistance, and trustworthiness, this paper proposes a food traceability system based on Hyperledger Fabric blockchain.Then Hyperledger Fabric was described in detail. The technical principles and characteristics of Hyperledger Fabric blockchain technology was clarified. Comprehensive practical use of food safety traceability system and detailed design of food traceability system based on Hyperledger Fabric blockchain were expounded. Finally, the food traceability system based on the Hyperledger Fabric blockchain was set up,and the related functional test and performance test of the system verified the feasibility and effectiveness of the plan properly.
Key words : blockchain; food traceability; Hyperledger Fabric

0 引言

    食品安全溯源体系是指在食品产供销的各个环节(包括种植养殖、生产、流通以及销售与餐饮服务等)中,食品质量安全及其相关信息能够被顺向追踪(生产源头-消费终端)或者逆向回溯(消费终端-生产源头),从而使食品的整个生产经营活动始终处于有效监控之中[1]。但目前使用的食品溯源技术方案仍然以传统记录方式为主,存在以下几方面的问题:

    (1)数据共享仍然缺乏[2]。目前食品安全溯源主要依托于物流网络等进行实现,但物流信息仅仅是整个供应链上的部分信息,供应链中如食品生产信息、包装信息等无法进行记录和追溯,而这些信息的完整性与真实性对于增加产品的可信度有着极大的帮助。更多的信息录入可以让消费者能够更完整、更直观地了解到产品从产生到消费的全部流程,让更多的参与方加入进来,在提高产品溯源信息完整性的同时,加入更多的背书主体,提高产品溯源信息的真实性与可靠性。

    (2)信息存储中心化[3]。在目前主流的产品溯源供应链中,主要采用中心化的信息存储模式,需要参与产品供应链上的某一方进行管理和维护。但是,不论是生产方、运输方还是销售方,均为产品供应链上的利益相关方,当有不利于其自身的信息产生时,很有可能出现篡改账本或者谎称账本信息由于技术原因而丢失的情况出现,很难保证产品溯源信息的真实性和有效性。

    (3)信息存储孤岛化[4]。目前主流的系统在整个商品供应链中,存在信息孤岛问题。通常情况下,参与产品供应链的各方具有多个不同的信息系统,各个信息系统之间很难进行交互,这会导致信息同步困难、信息核对繁琐、数据交互不均衡等问题,为日后的使用埋下诸多隐患。尤其是随着使用时间增长,产品溯源系统产生的数据量增多,对多个系统的重复审计成本也将大大增加。

    区块链技术被认为是近年来最具颠覆性和革命性的创新之一[5],已在金融、贸易[6]、物流[7]、征信[8]、公益、物联网、共享经济等诸多领域崭露头角[9],其本质上是提供信任保障的技术,具有去中心、自动化和可信任的理念与特性,能提供较为有效的数据保护[10],十分契合人们对新型食品安全溯源系统的需求。因此,为了解决上述传统食品溯源系统中存在的问题,本文提出一种基于区块链技术的食品溯源系统设计方案。




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作者信息:

段冉阳,周文辉,魏  骁,王  龙

(华北计算机系统工程研究所,北京100083)

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