引言

随着食品安全的问题日益凸显，人们也越来越关注农产品溯源的问题。农产品的溯源需要通过食品来源的具体识别以及通过供应链的多次数据交换来收集、通信和管理关键信息[1]。传统的溯源技术[2]大多采用RFID（Radio Frequency Identification Devices）和二维码技术，普遍存在以下问题：传统供应链是一个中心化的系统，中心管理者拥有对数据的所有管理权限，数据容易被篡改、信息不透明、可信度低[3-5]。区块链可被描述为不可破坏的分布式数据库或分类账[6]，具有去中心化、不可篡改、防篡改、可追溯等特点。将区块链技术引入溯源系统，对供应链中产品进行追踪，具有降低管理成本、提高信息可信度、实现信息可追溯等优点[7-9]。

近些年一些学者将区块链技术融入到供应链系统中，Shahid[10]提出了一个基于以太坊区块链的农业供应链溯源系统，解决了线下运输、评论等问题。Salah[11]提出了一个大豆溯源系统。Tse[12]采用PEST分析法对区块链在食品供应链中的应用进行分析、对比和论证研究，并针中国的现状提出了一个去中心化时评供应链认证模型。Wang[13]提出了基于联盟链农产品溯源系统，以汕尾绿丰公司为例进行展示。Tian[14]结合区块链和物联网提出了基于危害分析和关键控制点的食品供应链追溯系统。Leng[15]提出了基于双链架构的溯源系统，考察双链结构及其存储模式、资源寻租和匹配过程以及共识算法。

现有的基于区块链的溯源系统都是利用区块链本身的特性进行溯源，存在溯源效率低下的问题。以以太坊为例，以太坊将值存储在默克尔帕特里夏树(Merkle Patricia Tree, MPT)中，访问与哈希码相关的值需要从分散在磁盘上的数十万个文件中随机读取，非常耗时[16]。现有的溯源系统是通过交易的HASH进行溯源，所以溯源效率十分低下。

本文的贡献在于利用以太坊智能合约设计了一个高效的农产品溯源系统，并对该溯源系统进行实验和安全性分析。

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作者信息：

刘卫春，黄海，郑军红

（浙江理工大学 计算机学院，浙江 杭州 310000）