摘要：食品安全事件影响国民健康，让食品产业链的生产及交换过程透明化，是解决食品安全问题重要的第一步。基于食品追溯制度，阐述食品管理与追踪追溯的关联，通过架构分析，探究区块链技术在食品追踪追溯中应用的可行性及其应用范围，进行区块链技术的适用性原则探讨，在此基础之上提出区块链技术可能在食品成分溯源、下架召回、保鲜期限和生产规范等方面提供助益。
关键词：区块链,食品,追溯,应用
食物是人类赖以维生的营养来源，食品工业也是历史相当悠久的产业，从人类数千年甚至上万年的文明历史来看，食品的供给与消费应具有相当成熟的运作管理机制，然而事实并非如此———自进入工业时代至今，食品安全问题频发，甚至进入信息时代以来，在人类科技文明大幅进步的同时，食品安全事件却有增无减。出现问题的主要原因在于，进入工业时代以后，商人积极追求利润的同时，刻意寻求降低成本，有意或无意间对于道德的底线便不再那么留意。
一般共识认为，让食品产业链的生产及交换过程透明化，是解决食品安全问题重要的第一步。让食品来源透明化，建立上下游生产及交易过程的资料追踪追溯，有助于寻找问题的根源，也能探究影响的范围。
区块链技术的发展不但让我们看到了比特币这种虚拟货币发展的盛况，也为信息界带来了很大的启发，纷纷积极探讨未来可能的变化及尝试各式各样的应用。作为分散式帐本成功的典范案例，区块链向我们展示了它去中心化、不可窜改等大幅相异于传统信息系统的特性，令人目眩神迷。因此，笔者希望深入探讨区块链的发展与应用，尝试运用于食品来源的追踪追溯，一方面验证区块链的可行性，另一方面也可以了解实施追踪追溯采用区块链技术的适用性有无不足或需要补强的地方。
1 食品安全事件影响国民健康
在我国，食品安全问题由来已久，造成的食品安全事件也相当多样，有蓄意掺假的，也有误用的。新世纪以来，我国发生了很多令人印象深刻的食品安全事件：
2005年6月，《河南商报》记者对湖北、河南等地的养鱼场和水产品批发市场进行的调查，辽宁《华商晨报》记者对辽宁的养殖场和鱼药商店的调查结果都表明：很多商户售卖孔雀石绿，很多渔民用它来预防鱼的水霉病、小瓜虫病等，鱼贩也常使用它给鳞片受损的鱼延长生命。化合物孔雀石绿在水产养殖中的使用屡禁不止。孔雀石绿具有高毒素高残留的副作用，具有致癌、致畸、致突变等效应，严重威胁人类的身体健康。
2006年11月，北京市场上出现了一些白洋淀“红心”鸭蛋，经检测这些鸭蛋中含有偶氮染料苏丹红IV号，含量最高达到了0.137 mg/kg。苏丹红IV号属于工业染料，有致癌性。
2008年，很多食用三鹿集团生产奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在奶粉中发现三聚氰胺。截至2008年9月21日，因使用三鹿婴幼儿奶粉而接受门诊治疗咨询且已康复的婴幼儿累计39 965人，正在住院的有12 892人，死亡4人。
2010年3月，有媒体报道，我国每年返回餐桌的地沟油有200万～300万t。医学研究称地沟油中的黄曲霉素强烈致癌，“地沟油”事件引发了一场社会震荡。
2014年7月，上海福喜食品公司提供过期变质肉品给麦当劳，日本的麦当劳和全家便利商店也受到波及。
食品相当多元而复杂，食品安全问题也千头万绪，想要解决食品安全问题并不容易。但是一般共识认为，让食品产业链的生产及交换过程透明化，是解决食品安全问题重要的第一步。
2 食品管理与追踪追溯的关联
在食品管理控制上，依据其影响程度主要区分为食品安全及食品质量两个部分。食品安全涉及对健康的危害，无论有意还是无意，都是现代社会重要的研究课题。食品质量则程度较轻微，以不符合规范为主，例如过期或用低价成分取代。两者虽有程度上的差别，但是追踪追溯是食品领域的基本要求，唯有做到追踪追溯，才能获得完整的信息，其他的管理措施才能具体落实。
可追溯性本身并不能保证食品安全，然而当涉及食品安全问题，它便是一种风险管理工具。追踪追溯的重要性体现在两个方面：
首先，从健康角度来说，有了追踪追溯机制，对民众健康就有多一层的保障。发现食品有问题后，能立即追踪有问题食品的去向，通知下架，可以减少或防止民众食用；食品安全事件发生后，能藉此找出问题的根源，进一步追踪该批原料被用于哪些尚未被发现问题的成品，提早防止被食用。
其次，从产业角度来说，有了追踪追溯机制，也能避免更大程度的经济损失。因为追踪追溯机制的完整，先期就可找出问题的根源，减少成本的损失，进一步快速找到影响范围，做好损害管控，以免因无法第一时间确认影响范围，以致后来只好让产品全面下架，给产业带来更大程度的损失，造成更加严重的社会影响。
食品追踪追溯的意义涵盖许多不同的见解，不过一般概念是指在食品生产及交易的运送过程中，相关的信息都能完整记录，以利查询其成分来源，或得知其销售去处。国际标准组织对此多有规范： (1) 依据ISO 8402的标准，对于追溯的定义为：藉由记录的指向，达成追溯其历史、应用或地点等的能力。 (2) ISO9000则加以延伸，不只限于已经发生的事实，规划中的项目也包含在内。ISO的指导原则也强调，追踪追溯应包含原物料的来源、生产过程，以及产品销售后的去处信息。 (3) 欧盟的规范178/2002也针对食品产业的追踪追溯有所要求，认为追溯指的是追踪食物、饲料、生产食品的物质的能力；对于食品生产过程的各个阶段，包含生产、加工、运销等，认为要有能力向上下游追溯，跟踪其信息。
从追踪追溯的供应链来看，追踪追溯可区分为内部追溯和链追溯（外部追溯），分别是针对整个供应链上的单一厂商作业内部的追踪追溯和整体供应链跨厂商间的追踪追溯。
3 区块链技术的适用性分析
本文以食品来源的追踪追溯为标的，探讨使用区块链技术的应用架构，因此接下来面临的问题就是：这需要使用区块链吗？区块链是否是合适的解决方案？有些人会质疑是否政府主管机关一声令下，由政府单位主办，采用集中式的服务管理机制，就可以解决这个问题。其实观察世界各国的执行情形就可以了解，虽然各国都有程度不一的管理机制，但是迄今并无国家实施全国统一的食品追踪管制系统。
3.1 不适合使用统一的中心管理机制的情形
3.1.1 社会对该议题缺乏共识
缺乏共识的议题很广，从要不要全面实施，政府该介入多深，到追踪追溯要做到何种程度，民众需求为何，政府是不是要补助从业者，都有待商榷。再加上共识会随着时间改变，食品安全事件接二连三爆发之际，民众对于黑心厂商深恶痛绝，在此情况之下，规划相对深化，厂商配合意愿也较高；但是事过境迁，厂商态度也有了相对的变化，诸如成本太高、系统需大幅调整，甚至会问到这对厂商有何好处？如果民众并没有特别青睐，有高度意愿采购有追溯来源的食品，政府及厂商这样的投资并没有太大的意义等等。
倘若社会共识度不够高，政府出面要求整合的力道便不够强。食品的议题已经是共识度相对较高的项目，尚且仍有推行意见的不同，如果换成其他议题，能否有统一的中央管理者出面，就不那么乐观了。
3.1.2 厂商间相互缺少信任
集中式的管理机制，需要各厂商将追踪追溯相关的资料传送到指定的管理中心。这些传送的资料，许多都是厂商相当在意的机密资料，包含向谁采购、采购数量、采购金额以及发货的对象客户是谁、订单数量、发货数量等。厂商一方面担心政府的管理机制是否完善，另一方面也担心其他厂商经由特殊管道获取资料，影响彼此间竞争的态势。
3.1.3 标准未定难以推行
集中管理的资料要能收集运用，需要有统一的标准。这包含传输标准与资料标准，资料标准还包含格式、栏位意义等，甚至于资料ID编码的方式。有些项目统一成一致性的标准是相当困难的。以食品项目的编码为例，每个公司有自家的ERP系统，ERP系统内对于食品品项（包含原料、半成品、成品）都有自己的编码，这些编码都是依据公司内部的需求设计而来，一方面要方便IT系统辨识，要考虑唯一性，避免重复；另一方面要让工作人员易于读懂，便会有些分类上的意义编码。因此明显不同公司间的编码会有相当的不一致。产品从A公司传递到B公司，再从B公司传递到C公司……传递过程中，要能串起各品项的信息，才能达到追踪追溯的效果。如果相同的产品在不同公司间的编号不一样，则无异于是巨大的灾难，完全无法达成预定的效果；但是如果要建立全国一致的食品项目编码，不只编撰不易，强制在各公司推行恐怕引起的纷争会更大。因此，只有建立一个中央的取号系统，各公司将各自食品的品项注册之后，取得唯一的标准码，其后并行自家编码与标准码，才能达成公司及主管机关的双重目的。这样一来除了增加设计上的负担，也增加风险，万一取号系统出现故障，整个机制就只好停顿了。
鉴于以上各点，可以发现食品来源追踪追溯并非全然不可以集中式架构实施，只不过先决条件是要有足够权威的单位，有足够的驱动力来掌管全局。因此如果可以寻求缓和进行模式，以分散式架构的区块链方式推行，则相对容易。
3.2 适于使用分散式区块链架构的情境
3.2.1 不必等全部的共识，有意愿的先实施
不同的厂商对于信息揭露有不同的考虑，固然有厂商考虑会增加管理的复杂性，甚至系统变动，导致成本增加；但是也会有厂商考虑社会责任，愿意多负担一些成本，甚至于揭露信息就是企业经营整体策略的一环，借此导向差异化，以树立在客户心目中的形象。因此无需等待或特意把大家搭在一起，有意愿的厂商就可以先行聚合，以供应链为基础，形成区块链的网络。
进一步来说，不同厂商对于信息揭露的程度，也会有不同的考虑。例如以品牌商为主要客户的，揭露内容就会以食材成分及来源为主，甚至包含检验报告，以利于进入品牌商的供应链，符合品牌商的供货标准并提高作业效率；以终端消费者为主的，揭露内容可能就以产地、符合HACCP食品安全标准等为主，甚至有生产现状等故事性情节，以打动消费者为主的诉求。由于需求不同，在个别的区块链组成下，可以先就有效益的部分先行推动，等到更多的厂商都逐渐采用，更多的民众也视其为标准配备时，自然在量变而后质变的风潮下，更多的后进企业会跟着实施。
3.2.2 采用区块链技术，容易建立厂商间的信任
厂商的信任问题可以分成两部分讨论，一是厂商不想让别人知道自己的资料，除非是有交易来往的厂商，或是经过特别授权同意的；二是要确认其他厂商提供的资料是真实可信的。这样的需求乍听之下似乎有些矛盾，但是确实是厂商在实际运作的商场上，同时对于隐匿性及可信赖性的双重需求。
首先食品来源追踪追溯性质的区块链应用，多半规划为私有链或联盟链，这与公有链不同，不是相对应的来往厂商不易进入区块链的查询区域。再者，区块链的应用系统基本上是分散式帐本的机制，设计上可以仅将杂凑值置于区块链上而不提供原始资料，如此一来即使是区块链的成员，未经授权而直接查询到的内容也没有意义，因为杂凑值是无法还原成原始资料的。
相反的，往来厂商提供资料过来时，为了确认其真实性，可以从区块链的帐本资料查证是否有窜改过。帐本上的资料一旦确认即无法窜改，因此可以确保资料在过程中的可信度。至于来源则可由第三方的确认获得担保，例如该份交易有第三方确认货物的质量，由其随附的佐证资料（检验报告），经由区块链的杂凑值验证机制，也可确认是否真为指定的检验机构所发出。又或者往来厂商的资料显示该货品的原料来源为特定的上游厂商，要确认其真实性，可经由上游交易资料的杂凑值验证，获得可信的答案。
经由上述技术上的验证，确保不可否认性，这是区块链这种分散式帐本的机制优于集中管理的原因之一。
3.2.3 厂商两两对接，不需采用统一标准
采用区块链架构，可以交易双方先形成共识，将双方都同意的资料纳入帐本之中，以前述的食品品项编号为例，两家不同的公司来往时，可以在交易资料中列出两者各自的编号，同时存放到区块链的帐本上，如此一来不需建立中央一致的标准编号，追溯追踪时可以依据编号的两两对应，取得品项的流向。
3.3 区块链技术的适用性原则探讨
依据前述讨论，从组织间对应关系探讨，可以发现影响区块链适用性的三个主要因素，分别是中央控制力、节点互动性和节点互信度。
其中中央控控制力及节点互信度越大者，越不需要采取区块链技术；反之则适合采用区块链技术。当今信息科技的技术发展日益完备，针对不同问题架构、不同需求的系统，可以使用不同的技术架构来提供更合适的解决方案。食品来源追踪追溯的问题，明显在厂商间的互信度是很低的，由于竞争的关系，成分配方甚至于原料来源及销售对象都是厂商的保密项目。
至于节点互动性的探讨，则依互动性的强弱及中央控制力的高低，适用的信息化管理机制也有所不同。节点互动性强且中央控制力弱的体系，适合使用区块链技术。其中互动性有单向与双向之分，节点间互有收发者为双向，有的节点专司发、有的节点专司收，则为单向。双向者互动强度大于单向者，而单向中有多层次迭代者互动强度又大于单层次单向关系，这是因为单向关系经过多层次迭代，每一节点也具有类似双向互动需求，只是互动的对象为不同的两个对象。
4 食品追溯区块链的应用
食品追溯的建立，主要是将各厂商与其上下游伙伴交易作业的过程资料汇整串接后，展现出食品经历生产、加工、包装、运输、贩售等各个程序的过程，掌握每个处理环节的交易对象、品项、批次、数量等信息。这些信息可能的运用，包含以下几个项目：
4.1 成分溯源
消费者希望知道自己食用的东西，成分及来源为何；厂商也希望更清楚地了解自家产品的相关信息，可以对自己的产品更有把握，再者也涉及品牌形象，可以作为推销的资料。
4.2 下架召回
除了可以追溯来源之外，对于产品流向，在区块链的追踪资料里也可以清楚掌握。因此万一发生食品污染的食品安全事件时，受污染原料用在哪些成品里，哪些批次受影响，要下架召回就有清楚的信息可以遵循。政府单位可以清楚地知道影响的范围有多大，及时采取紧急措施管控，掌握先机，避免被动，防止造成更多不利影响。
4.3 保鲜期限
借由冷藏的技术可以提高食品的保存期限，但是冷藏及运用过程的质量，却是厂商难以完全掌握的。特别是农产品冷链质量的掌握，直接影响产品可以上架销售的天数、卖场间的调度、消费者购回后最佳品尝的天数，甚至于过期报废而致浪费的数量。倘若有区块链的协助，冷链过程中各个时间点的冷藏信息都能清楚分享，那么不但厂商对于食品销售管理能更有效率地运作，减少浪费，民众也能从中获得更多的好处。
4.4 生产规范
食品加工厂生产的过程都要符合HACCP等安全规范，以确保厂商有遵循SOP的标准程序，然而相关资料是否也会有不确定的情形？管理单位为了内部稽查的目的，确保生产过程都能符合规范，可以将生产设备所记录的资料直接载入区块链，如此可防止资料造假。分析由设备提供的连续性资料，可以发掘许多在线的工作习惯，从检查是否符合安全规范到工作流程的改善，对于组织内部精实管理，也能提供一定的助益。
小结
本文的目的主要在于探讨要建立食品来源追踪追溯机制，是否适合使用区块链技术来处理。笔者企图建立一个处理问题的架构———区块链系统应用在食品来源追踪追溯上的发展架构。可从客观情境及主观意愿两个角度，判断一个系统是否适合使用区块链技术来处理。从客观角度来说，食品厂商间互动的程度相当高，现有的系统透过编码的对应也已经具备串接系统所需的对应资料，因此要建立跨厂商间的追踪追溯，技术层面上没有问题。值得探讨的是厂商的主观意愿问题。区块链由于具备隐匿信息的技术，可以让厂商将平常不愿释出的资料（如配方）存在自家机房内，并将处理过的杂凑值置于区块链上，确保各家厂商没有篡改资料，如此或可让厂商配合的意愿大幅提高。
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