引言

隨著食品安全的問(wèn)題日益凸顯，人們也越來(lái)越關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品溯源的問(wèn)題。農(nóng)產(chǎn)品的溯源需要通過(guò)食品來(lái)源的具體識(shí)別以及通過(guò)供應(yīng)鏈的多次數(shù)據(jù)交換來(lái)收集、通信和管理關(guān)鍵信息[1]。傳統(tǒng)的溯源技術(shù)[2]大多采用RFID（Radio Frequency Identification Devices）和二維碼技術(shù)，普遍存在以下問(wèn)題：傳統(tǒng)供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)中心化的系統(tǒng)，中心管理者擁有對(duì)數(shù)據(jù)的所有管理權(quán)限，數(shù)據(jù)容易被篡改、信息不透明、可信度低[3-5]。區(qū)塊鏈可被描述為不可破壞的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)或分類賬[6]，具有去中心化、不可篡改、防篡改、可追溯等特點(diǎn)。將區(qū)塊鏈技術(shù)引入溯源系統(tǒng)，對(duì)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品進(jìn)行追蹤，具有降低管理成本、提高信息可信度、實(shí)現(xiàn)信息可追溯等優(yōu)點(diǎn)[7-9]。

近些年一些學(xué)者將區(qū)塊鏈技術(shù)融入到供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，Shahid[10]提出了一個(gè)基于以太坊區(qū)塊鏈的農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)，解決了線下運(yùn)輸、評(píng)論等問(wèn)題。Salah[11]提出了一個(gè)大豆溯源系統(tǒng)。Tse[12]采用PEST分析法對(duì)區(qū)塊鏈在食品供應(yīng)鏈中的應(yīng)用進(jìn)行分析、對(duì)比和論證研究，并針中國(guó)的現(xiàn)狀提出了一個(gè)去中心化時(shí)評(píng)供應(yīng)鏈認(rèn)證模型。Wang[13]提出了基于聯(lián)盟鏈農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，以汕尾綠豐公司為例進(jìn)行展示。Tian[14]結(jié)合區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)提出了基于危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)的食品供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)。Leng[15]提出了基于雙鏈架構(gòu)的溯源系統(tǒng)，考察雙鏈結(jié)構(gòu)及其存儲(chǔ)模式、資源尋租和匹配過(guò)程以及共識(shí)算法。

現(xiàn)有的基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)都是利用區(qū)塊鏈本身的特性進(jìn)行溯源，存在溯源效率低下的問(wèn)題。以以太坊為例，以太坊將值存儲(chǔ)在默克爾帕特里夏樹(Merkle Patricia Tree, MPT)中，訪問(wèn)與哈希碼相關(guān)的值需要從分散在磁盤上的數(shù)十萬(wàn)個(gè)文件中隨機(jī)讀取，非常耗時(shí)[16]。現(xiàn)有的溯源系統(tǒng)是通過(guò)交易的HASH進(jìn)行溯源，所以溯源效率十分低下。

本文的貢獻(xiàn)在于利用以太坊智能合約設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，并對(duì)該溯源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和安全性分析。

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作者信息：

劉衛(wèi)春，黃海，鄭軍紅

（浙江理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，浙江 杭州 310000）