區塊鏈:區塊鏈溯源行業研究報告

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Overview概述

在人類歷史上，我們從未像現在這樣擁有過如此大規模的貿易活動。今天，我們生活在一個擁有復雜的供應鏈的全球貿易網絡中，這些供應鏈可以以一個國家為起點，與多至十多個國家相連。盡管縱觀歷史，糧食生產與供給一般以本國為主。但如今，人類消費的糧食中估計有23％來自國際貿易。木材產品供應鏈也同樣復雜，甚至可以繞過某些國家的法律制度。這些復雜情況為違法行為提供了溫床。據估計，全球GDP的1.5％由非法、未報海關審批或不受管制的商品提供。為了保障產品安全和完整性，我們必須擁有一個從供應鏈端到客戶端的合法的、可追溯的系統。

Report報告

溯源的必要性

中國海關總署1月14日發布數據顯示，我國2018年外貿進出口總值達30.51萬億元，比2017年的歷史高位多出2.7萬億元，同比增長9.7%，規模再創歷史新高。中國作為世界第一大出口國，在商品出口的過程中難免會遇到進口國對于我國出口商品的檢測，此時溯源技術便能夠解決基礎信任的問題，從而提高供應鏈整體效率。

同時，政府法規和大型零售商也在推動使用產品溯源技術。歐盟自2005年1月以來便對建立可追溯性系統提出了要求。企業必須能夠識別所有食品和食品供應商以及向其提供食品或飼料的所有企業。由于該指令要求所有信息必須按需提供給檢查機構，因此，以系統的方式存儲信息來便于訪問的必要性就隨之凸顯出來了。美國2005年12月頒布的《生物恐怖主義法》則要求保留記錄以識別先前的直接來源與隨后的直接接收者。溯源系統因國家\u002F地區的大小，供應鏈的復雜性和其他因素而異。

供應鏈溯源流程

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來源：標準共識

目前溯源技術的挑戰

供應鏈協調中的不信任

復雜的全球供應鏈涉及許多獨立的參與者，其中包括生產者、經紀人、運輸者、加工者、批發商、零售商和消費者。他們未必信任彼此，而這種不信任會大大限制全鏈協作效率。例如，這些參與者可能不愿共享數據。

摩根大通為區塊鏈及數字貨幣項目設立新部門:摩根大通全球批發支付業務負責人Takis Georgakopoulos表示，該公司的數字貨幣JPM Coin日前首次被一家大型技術客戶用于在全球范圍內進行商業支付。Georgakopoulos在接受采訪時表示，這一進展，以及其他幾項幕后行動，使得摩根大通創建了一個新部門以容納其名為Onyx的區塊鏈和數字貨幣業務，該部門有100多名員工。（CNBC）[2020/10/27]

繁重且成本高昂的數據對帳流程

隨著業務擴展到多個國家和地區，溯源需求可能難以滿足跟蹤庫存并管理眾多數據和當地法律法規要求。通常，供應鏈管理會導致大量重復數據，并會為從頭到尾的單個產品跟蹤和協調數據付出巨大的努力。

其中許多當事方最終得到的文件副本是相同的，并且存在數據不同步現象，這樣就很難識別原始版本或破譯其準確性。在許多情況下，這些對帳過程仍然是基于人工和紙張載體的，而且，錯誤和數據重復會提高對帳成本，增加供應鏈溯源的復雜性。例如，牛肉是經過高度加工的商品，需要通過整個保管過程和產銷鏈改變其產品標識，各方之間可靠數據的需求因這種復雜性而凸顯。

缺乏產品可追溯性

2011年美國食品制造商協會的報告顯示，大多數經歷一級召回的的公司會帶來超過1000萬美元的財務影響。接近四分之一的公司報告單次召回產生的財務影響超過3000萬美元。

可追溯性的主要挑戰是產品信息的模糊性——這是由難以追蹤且不確定的產品特性導致的。糟糕的人工保存的記錄致使供應鏈復雜性以及識別滯后可能正是這種問題的出現原因。當不止一種產品被混合保存、運輸時，抑或當使用原材料制成半成品或成品時，溯源就變得極具難度了。當產品更改了標識符或所有權，重新包裝或在命名和標簽上的方法均發生變化時，也會出現追溯性的問題。

商品溯源現狀

目前來說，全球的供應鏈行業都在致力于的商品可追溯性的追求。消費者的需求以及有關食品安全和合法性的政府法規的訂立都助長了這一趨勢。聯合市場研究公司2014年的一份報告預測，全球食品可追溯技術市場將以每年8.7％的速度增長，其規模會于2020年達到141億美元。

在美上市區塊鏈中概股普遍收跌:今日美股收盤，在美上市區塊鏈中概股普遍收跌。嘉楠科技收跌3.99%，人人網收跌3.45%，中網載線收跌15.28%，寺庫收跌5%，迅雷收跌4.64%，獵豹移動收漲3.9%，蘭亭集勢收漲5.45%。[2020/3/14]

長期以來，供應鏈溯源產業缺乏有效、相對便宜且易于使用的技術。如今溯源技術已經發生了相當大的變化，不同種類的技術解決方案也層出不窮。然而，尋找一種介入程度深的、具有全鏈可追溯性的技術解決方案仍然是一個挑戰，當前技術是否可以提供全鏈可追溯性也仍是一個未知數。

識別和跟蹤產品的最基本方法是通過紙質文檔追蹤。但一個明顯的缺點是文檔易被偽造。在所有供應鏈中，對物種和起源的錯誤識別和虛假宣傳一直是一個問題。舉個很簡單的例子，曾經有一段時間，中國的某些公司利用洞庭湖大閘蟹來冒充更加昂貴的陽澄湖大閘蟹。

下表中列出了一些識別和溯源工具：

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其中，最主要的溯源技術為以下三種：

RFID無線射頻溯源技術

RFID無線射頻技術是在產品包裝上加貼一個帶芯片的標識，產品進出倉庫和運輸過程就可以自動采集和讀取相關信息，并將產品的流向記錄在芯片上。隨著該技術成本的降低，RFID被越來越多地應用于提高產品可追溯性方面。一些零售商和政府機構使用RFID智能標簽來跟蹤整個供應鏈中的產品移動。這一過程通過以下步驟實現：將智能標簽放置在產品上，標簽依靠智能標簽與便攜式存儲設備和主機之間的射頻通信來交換數據。RFID標簽可以使用多種信息進行編碼，然后用RFID閱讀器進行收集。RFID不需要人工干預，它可以被動地用于跟蹤封閉系統內產品的移動而無需掃描條形碼或標簽，并且可以同時讀取多個RFID智能標簽。

二維碼溯源技術

二維碼是一個標簽，貼上二維碼標簽就相當于給產品加了一個身份證，系統錄入后直接掃描二維碼可查詢產品的來源。消費者只需要通過帶攝像頭的手機拍攝二維碼，就能查詢到產品的相關信息，查詢的記錄都會保留在系統內，一旦產品需要召回就可以直接發送短信給消費者，實現精準召回。這個系統也可以幫企業數字化管理自己的產品，做到渠道管理，銷售管理，庫存管理，防止竄貨，辨別真假。

聲音 | 中國一汽董事長徐留平：區塊鏈等新技術推進汽車產業高質量發展:12月2日消息，中國一汽董事長徐留平在2019中國企業家博鰲論壇作主旨演講時表示，當下及未來一段時間，汽車產業面臨消費的巨大變化，人群更加年輕化，市場容量進一步增長，消費渠道融合化，同時消費內容升級。而在新能源、新工藝、新材料、大數據以及人工智能、區塊鏈等一系列新技術的驅動下，汽車產業正在向電動化、網聯化、智能化與共享化方向發展。（中證網）[2019/12/2]

條碼溯源技術

還有一種方式是用條碼加上產品批次信息，采用這種方式的生產企業基本不增加生產成本。從市場來看，所有的商超銷售的產品都需要注冊商品條碼。這個條碼是全球唯一的，通過它，可以在全球范圍內進行貿易的往來。只要掃描條碼，就可以獲取商品的一些基礎的信息，包括生產企業的信息等等。條碼是產品唯一的標識，可以理解成是一個產品的身份證。因此，用條碼來作為這種追溯的一個溯源手段，或者溯源的、檢索的工具是非常方便也易于實現的。

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來源：digitimes

區塊鏈溯源技術

該技術是通過以加密鏈接的區塊結構，記錄并存儲整個網絡上的每一事務。該結構在網絡參與者之間復制，每個塊都有一個哈希、哈希是算法的輸出，該算法將塊的內容轉換為字母和數字的隨機混合。參與分布式網絡的相關參與者或組織可以充當「節點」以參與共識，這一過程使每個區塊鏈節點都能保持同步，它也能處理新區塊的添加，同時還可以使用不同的機制來建立共識，這些機制需要在機密性，吞吐量和安全性之間進行權衡，并取決于現實情況和具體案例。

區塊鏈溯源技術的三種架構

公共區塊鏈

公共區塊鏈使用復雜的算法，在網絡參與者之間達成共識，但在許多情況下，它可能不適合公司，因為與私有區塊鏈相比，它們的隱私保護有限。在公共區塊鏈的追溯過程中，產品的質量由不同的節點控制。供應鏈中的相關參與者在公共渠道中記錄所有產品信息，所有節點都通過共識機制確認信息，并以數字貨幣獲得獎勵。

動態 | Ava Labs啟動基于雪崩協議的區塊鏈測試網絡:由康奈爾大學教授Emin Gun Sirer創建的區塊鏈初創公司Ava Labs在通證峰會上向開發者和用戶開放其基于雪崩協議（Avalanche）的私人測試網。Emin Gun Sirer表示，代碼還沒有完全開源，一旦代碼被進一步“仔細檢查”，測試網的公共版本將被開放供更廣泛的使用。[2019/5/17]

聯盟區塊鏈

聯盟區塊鏈是有若干個機構或者組織共同參與管理的區塊鏈，每個參與的機構或者組織都運行著里面的某個或多個節點，其中的數據只允許系統內不同的機構進行讀寫和發送交易，并且共同來記錄交易數據。通過參與機構的交叉驗證，實現商品信息的可追溯、可查詢、可驗偽能夠成為現實。

私有區塊鏈

私有區塊鏈通過使用訪問控制層來指定網絡參與者，并通常使用高吞吐量的共識機制。目前為止，溯源系統中并無私有區塊鏈的應用。

根據所使用的區塊鏈平臺的類型，可以設計區塊鏈以提供對區塊鏈上的數據的不同級別的訪問。這意味著它既可以提高數據的透明度，也能必要地維護隱私。例如，區塊鏈可以使患者控制自己的健康數據并選擇誰可以訪問其健康數據。

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來源：幣乎

區塊鏈在溯源產業的價值

盡管相對較新，但是區塊鏈已經在溯源行業嶄露頭角。區塊鏈技術擁有以下幾項優勢，而這些優勢對于供應鏈中的各個參與者都是寶貴的。

透明度和可審核性

缺乏一致的數據驗證功能和數據共享功能使整個供應鏈中的信息共享變得困難。而區塊鏈恰恰可以提高透明度、簡化共享信息的過程。因為每個參與者都可以上傳有關其產品的信息和數據，所以這種透明性還有助于信任度的提高。區塊鏈還可以顯示有關產品的近實時更新。供應鏈的任何一方都可以通過一個共有平臺查看產品的位置、制造者、制造方式以及預期的交付時間。通過明顯簡化的流程，參與方能夠達成更短的交貨時間，從而減少冗余和延遲。

動態 | 西弗吉尼亞州利用區塊鏈平臺成功完成投票:據cointelegraph報道，西弗吉尼亞州州務卿在一份報告中稱，在2018年中期選舉中，西弗吉尼亞州的144名駐海外軍人能夠在基于區塊鏈的Voatz移動平臺上成功投票。[2018/11/17]

基于區塊鏈的信息共享解決方案可以提供關于合同和協議是否得到遵守和正確記錄的公開驗證。由于每筆交易都是按順序記錄的，因此區塊鏈提供了永久性的審計追蹤，可以驗證產品的真實性并通過產銷監管鏈進行追蹤。當前流程的許多復雜性、高成本和低效率可以通過啟用區塊鏈系統來減少，從而有效地減少數據重復。

產品可追溯性

供應鏈參與者正在越來越多地投資于食品安全追溯軟件，使他們能夠查看產品的位置以及產品在供應鏈中的來源。

利用區塊鏈技術研發的溯源平臺還可以在發生召回事件時滿足美國食品藥品管理局的合規性要求，使他們可以更快地訪問數據并檢測到問題，包括批號、生產和有效期以及產品訂單號。在這里，區塊鏈可以通過在這些各種可追溯性解決方案之間實現互操作性而成為一個重要的游戲規則改變者，而無需更換應用程序或為供應鏈上的所有實體使用單一解決方案。當供應鏈上有多個實體不需要或不想彼此直接集成或受到另一個實體的技術或業務決策的影響時，這是非常有價值的。雖然目前中國藥監局并沒有像美國般如此具體的溯源要求，但這種真實需求依然是存在的。

區塊鏈可以實現數據共享而無需更改每個實體擁有的系統，從而可以跨多個合作伙伴、位置和設施實現更大的產品可追溯性。每個參與者都可以在產品的生命周期中查看相同的數據。

簡化運營和采購流程自動化

由于目前供應鏈主要基于紙張記錄和手動流程，因此跟蹤產品可能既昂貴又耗時。借助區塊鏈，關鍵信息得以存儲并幾乎實時地提供給需要它的用戶。位于區塊鏈平臺之上的應用程序可通過人工輸入或自動流程或技術將數據移至區塊鏈。

智能合約是基于區塊鏈系統而組成部分，可以自動執行參與者同意的規則和流程步驟，從而簡化、驗證和執行交易對手之間的協議條款，而無需人工干預。用傳統的數據庫術語來說，智能合約就像「存儲過程」一樣，但是在這種情況下，它代表了多個實體之間的協議，例如服務付款或裝運授權。由于區塊鏈是分布式且可擴展的，因此它可以建立并支持全球合作伙伴關系并簡化通信過程。

區塊鏈溯源行業應用案例-食物供應鏈

技術概述

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來源：標準共識

我們發現區塊鏈解決方案主要分為六個主要部分：

用戶交互界面

用戶界面是為不同的用戶設計的，主要分為三類：

終端用戶-消費者

這些用戶使用他們的移動設備和專用的應用程序來解決該問題。首先，該終端應用應該是只讀程序，因此不需要任何登錄。然后，消費者可以通過掃描條形碼，RFID傳感器或QR碼的方式訪問與該特定產品有關的信息。根據解決方案的選擇，消費者既可以訪問供應鏈中的所有步驟，也可以僅訪問生產地點和食品說明。

專業用戶–批發商、零售商、貨運公司、農戶以及加工和包裝公司

其中的每一方都能具有通過移動設備或臺式機或集成在ERP系統中的接口。他們將了解供應鏈中的上一方和下一方，以及食品的來源和各種規格，在某些情況下，他們能得到比消費者所需更多的信息。

智能合約-軟件管理員

這些用戶將為其他用戶管理合同。如果流程或合同必須更改，他們則將通過此界面來管理。管理者可以是受信任的公共機構、公司、公司集團。通常來說，合同代碼應該是開源的，以便所有參與者都可以看到任何更改，如果有對此進行治理的設置，參與者也可以提出質疑。

文件存儲

添加到區塊鏈的信息通常受到限制。區塊鏈中的內容不會包含所有信息，而是包含合同驗證，哈希以及添加此信息的人員的標識。例如，如果一位農民拍攝了農作物的照片并將其添加到區塊鏈中，則該照片可以是：

上傳到區塊鏈，對于區塊鏈中的節點完全透明，但這需要區塊鏈存儲大量信息。

上傳到單獨的數據庫，但由區塊鏈訪問。與區塊鏈進行交互的每個人都可以限制訪問或開放訪問。

存儲在由上傳照片的個人或組織擁有或控制的數據庫中，但無法通過區塊鏈進行訪問。只有文件\u002F照片的創建者才能決定與誰共享數據。

區塊鏈

在諸如比特幣和以太坊之類的公共區塊鏈中，任何人都可以成為節點并保留總賬的副本。它們可以是驗證并接受將存儲在區塊中的交易和信息的節點，或者也可以簡單地保存其他人對區塊鏈的承諾記錄。在實踐中，那些想成為驗證交易的節點的人需要很高的處理能力才能有機會成為系統的一部分。由于交易成本，公鏈架構在溯源項目中不能成為合理替代方案。即使以太坊的交易成本大大降低，交易能力也受到限制，交易成本將成為對價格敏感行業的限制。目前來看，許可是網絡才是物聯網區塊鏈的發展關鍵。

智能合約引擎

應用程序或合同引擎是解決方案的關鍵要素。以太坊是最著名的應用程序區塊鏈解決方案。在以太坊中，合同被稱為分布式應用程序。應用程序由所有節點在區塊鏈上運行，它們是分布式的。在某些情況下，合同不在區塊鏈上運行。它們在區塊鏈中得到確認，可以說，其驗證嵌入在區塊鏈中，但整個應用程序不是由區塊鏈網絡運行。

身份認證和授權

必須對要授權流程中不同步驟的參與者進行確定——這是區塊鏈解決方案遇到的的主要挑戰之一。對于比特幣來說，擁有正確的私鑰就足以授權使用相關的比特幣。問題在于密鑰的存儲是件至關重要的事：大多數消費者無法長期安全地存儲其私鑰，如果私鑰丟失或被盜，所有比特幣都會丟失。在大多數情況下，消費者信任保管人并委托他們照料鑰匙。就糧食而言，安全性就不是那么關鍵了。IBM在許多情況下可能足以應付這一點。但是，如果要使該系統具有全球性，一個更廣泛的治理系統就有必要了。小型IT公司甚至在本地實施中也需要一些外部信任提供者、公共機構或大型公司來使用產品識別解決方案。

區塊鏈可能是將來創建產品識別解決方案的首選技術，而且，通過區塊鏈增加產品識別解決方案的安全級別可能相當簡單。例如，如果公共機構或個人希望以駕駛執照副本的形式獲得更高的安全性，制作副本并將其添加到區塊鏈中的合同是非常容易做到的。通過區塊鏈調整產品認證解決方案，保證靈活性也不是難事。

食品項目注冊人

對于食品，有許多組織和機構可能會對使用其證書的食品標簽感興趣。相關機構可以為某種食物分配特定的配額。公共機構可以分配一個代碼來跟蹤農民\u002F漁夫\u002F食品生產者等及其生產。農作物\u002F魚類等的農民生產或銷售的數量將在區塊鏈中獲得此代碼。在這些情況下，區塊鏈為參與者提供解決方案，以跟蹤與特定食品身份相關的特定特征或證書的使用。當數據上傳到區塊鏈中時，例如MSC之類的組織就可以跟蹤供應鏈中經過MSC認證的魚類的數量。如果市場上銷售的MSC認證魚太多，MSC可以檢查誰在過度使用其認證，因此，可以保證只有帶有MSC標簽的魚才能到達消費者手中。證書頒發機構的信譽取決于經過驗證的農民或生產者正確使用的數據標簽。因此，追蹤誰使用標簽并防止其被重復使用的能力至關重要。例如，如果生產者專門銷售有機產品，但根據這些標準生產三分之一，則僅給生產者有限的代碼配額。如果生產者嘗試多次使用相同的代碼，則會受到系統的關注與懷疑，乃至被給予相應的處罰。

Conclusion結語

本文第一部分簡單概述了區塊鏈溯源的必要性、行業現狀、主流溯源技術以及區塊鏈技術的價值。本文第二部分將從食品行業供應鏈的視角切入，詳細闡述區塊鏈技術從設計到應用的具體案例。

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