区块链技术.doc
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1、市场营销学期末考查课程论文论文题目 年级/班级 学 号 学生姓名 指导教师 分 数 完成时间 年 月广东理工学院经济管理学院区块链技术对食品防伪和溯源的影响以众安科技“区块链+肉鸡溯源”项目为例摘要:食品安全一直都是各国政府十分关注的民生问题。如何应对虚假的产品信息、斩断造假链条,就成了推动食品安全行业发展过程中所必须解决的问题。本文主要说明食品安全存在的问题及现状,并介绍区块链的算法,介绍区块链的应用情况,了解区块链如何解决食品的生产、加工、存储、运输以及销售等任何一个环节出现的非透明问题。重点研究以众安科技为代表的公司如何通过“步步鸡”项目运用区块链技术解决食品防伪溯源存在的信任等难题。最
2、后提出区块链对人民生活的重大改变及意义。关键词:食品安全;防伪溯源;区块链;众安科技;目 录一、食品安全存在的问题1(一)食品安全出现的问题1(二)国家对于改善食品安全做出的举措1(三)食品溯源体系及其当前存在的问题2二、区块链概念及关键技术3(一)区块链概念3(二)区块链的关键技术31.哈希(Hash)算法32. Merkle 树33. 时间戳34.工作量证明(PoW)机制45. 权益证明(PoS)机制46. 非对称加密算法47. 共识机制48.智能合约4三、众安科技“步步鸡”项目5(一)众安科技安链5(二)众安科技“步步鸡”6(三)“步步鸡”项目架构6(四)“步步鸡”的不足7四、结论8参考
3、文献9一、食品安全存在的问题(一)食品安全出现的问题根据中华人民共和国国家卫生健康委员会的统计数据显示,2008年至2015年我国因食品安全所引发的食物中毒事件共达到1597起,涉及人数达到58235人,共计死亡1023人。其中,年均食物中毒事件达到199.63起、中毒人数为7279.38人、死亡人数为127.88人、年均死亡率达到1.76% (表1)。另外,2008年全国中毒事件380件,中毒人数12073人,死亡人数126人。在食品安全法颁布之后,2009年中毒情况减少192件,中毒人数7783任,死亡人数128人,在此基础上,食品安全的情况已经逐渐好转。但是09年到15年以来,中毒人数、
4、中毒情况甚至中毒之后的死亡人数还在不断上升。 1表1 2008-2015 年全国中毒事件数据统计年份中毒事件数量中毒人数死亡人数死亡率数量比重数量比重数量比重200838023.79%1207320.73%12612.32%1.04%200919212.02%778312.36%12812.51%1.64%201018811.77%668611.48%15415.05%2.3%201118911.83%832414.29%13713.39%1.65%201217310.83%627210.77%14614.27%2.33%20131509.39%54559.37%10810.56%1.98%2
5、0141599.96%56279.66%10610.36%1.88%201516610.39%601510.33%11811.53%1.96%(二)国家对于改善食品安全做出的举措我国目前所推出的食品安全保障体系主要是从两个大方向出发来建立的,一是法律层次,二是安全监测层次。从法律层次出发,需要重新建立新型的法律法规来规范食品安全系统,如新食品安全法的提出就在这方面提供了新的思路,即升高最低处罚标准以规范市场。对于安全检测层次方面来说,需要建立一个标准的食品安全体系或认证体系来同一判断食品安全,保证消费者的合法权益。与此同时,还需要加强舆论监督与社会监督,让全社会的群众都加入到监督的队伍当中,这
6、样也可以进一步提升全社会的食品安全责任意识。(三)食品溯源体系及其当前存在的问题对于食品溯源的定义,目前认可度比较高的定义是国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commissio,CAC)和国际标准化组织 (International Organization for Standardization,ISO)。CAC对食品溯源的定义是在指定的生产、加工、分销环节中,可以提供食品运转情况的手段与能力。ISO对食品溯源的定义是对产品在需考虑范围内的来源、应用及其所在处进行回溯或追踪的能力。2然而,以上溯源体系在落实过程中会有一些问题:1、信息反馈还停留在质量合格等级、产品生产
7、地址、产品添加物含量、生产产品生产日期、食品生产许可证编号等方面的低层次阶段,而真正具有可追溯性的产品还应当记有产地情况、产品生产的参与者等高层次信息,这对信息自动采集技术、数据存储技术等方面都比较困难;2、中心化的食品溯源系统若要提高其监管水平,需要权威组织和政府机构介入并作为第三方信任中介,这不仅影响系统运行效率,同时中心服务器的安全将影响到整个系统的正常运转;3、企业之间的信息交换太过依赖第三方,但是当前监管部门社会诚信力下降,所以企业间的诚信度下降。食品可追溯体系的核心是解决不对称性,就在处理风险管控的基础上解决食品生产与消费信息的二向性问题。当前食品安全溯源系统依赖政府机构管理中心数
8、据库,由于产品的产前、产中、产后过程具有“点多、线长、面广、错综交叉”的特点,使得食品安全监管和溯源尤为困难,食品供应链中各角色间信息传递的可靠性问题尚有待解决。这个时候随着区块链的出现,开始有人提出将区块链技术应用到产品溯源中去,可以大幅度避免出现以上问题。二、区块链概念及关键技术(一)区块链概念所谓区块链,就是指中国区块链技术和应用发展白皮书2016当中提出的,利用对应的是链式数据来访问信息并生成更新数据,并且在此基础上,还要利用密码学的原理来保证访问数据的安全性与合理性,然后构造一种全新的计算范式与基础架构,这种基础架构基于的是自动化脚本构成的智能合约。因此,对于区块链也有另外一种理解方
9、式,这是一种无需信任的、去中心化的共享账簿,也可以被叫做新型数据架构。由区块链网络中的所有节点共同参与及维护。技术特点在于去中心化、去信任、可集体维护、可靠。这种技术由一系列数据块所构成,并采用密码学的方式来进行加密与安全保护。因此,“区块链”就是来源于“区块”这一词源,即根据时间的发展顺序,再有序链接形成的链条结构。3简单的说,区块链就是账本数据库,其特点在于去中心化。去中心化与传统中心化的方式不同,这里是没有中心;分布式账本数据库就是指记载方式不只是将账本数据存储在节点当中并且为节点共享数据。(二)区块链的关键技术1.哈希(Hash)算法 散列(也称为哈希)算法将任何数值在一定程度上转化为
10、二进制,即散列值,也叫作哈希值。在日常生活当中,工作量证明算法(Proof of Work,PoW)、Merkle 都采用了这一算法。在此基础上,区块链保存的是散列值,而非原始数据4-5。2. Merkle 树 Merkle树基于数据哈希构建,在分布式环境下,尽可能的减小数据的传输量和计算的复杂度。其数据结构是一棵树,叶子节点是数据块的哈希值,非叶子节点则是所有子节点的哈希值。区块链中的每个区块都包含了记录于该区块的所有交易,Merkle树对这些交易进行归纳表示,同时生成该交易集合的数字签名。3. 时间戳 每一个区块哈希值后盖上时间戳,使用时间戳进行标记证明有效性防止重复或者混淆,证明行为确实
11、发生,从而形成一个按时间顺序发展的正确链表。4.工作量证明(PoW)机制 工作量证明(Proof of Work)指为了找到一个合理的哈希值就要进行大量的计算,如果找到了那个哈希值,那就证明已经进行了大量的计算。5. 权益证明(PoS)机制 权益证明是根据货币持有量和时间来分配利息,计算量小。6. 非对称加密算法 非对称加密算法在某种程度上是区块链系统的所有权验证机制的基础。在区块链上,账户信息被加密,但是区块链信息被公开。每个区块链节点使用者拥有公钥(他人可知)和私钥(本人可知)。因此,安全性的保证就需要数据授权6-7。7. 共识机制共识机制的核心是在某个协议(共识算法)保障下,指定的变更操
12、作在分布式网络中是一致的、被多方共同承认的、不可篡改的。区块链根据于不同的应用场景应用多种共识机制,既保证效率和又保证安全性。8.智能合约智能合约(Smart Contract)这个术语由计算机科学家加密大师 Nick Szabo 提出,是一种区块链技术演进后的一个应用协议,用于促进、验证或者执行合约的协商或履行9-11。智能合约的工作原理是当满足一个预先编好的条件时,智能合约就被触发执行。区块链技术为智能合约的运行提供了可信的执行环境,将其作为一段写在区块链上的代码,一旦某个事件触发合约中的条款,代码即自动执行。智能合约允许在不依赖第三方的情况之内进行可信、可追踪且不可逆的合约交易。三、众安
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