[論文レビュー] Transparent and Traceable Food Supply Chain Management

Narayan Subramanian, Atharva Joshi+1 more|arXiv (Cornell University)|May 20, 2023

Food Waste Reduction and Sustainability被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、農産物から小売までの一連の流れにおいて、食品サプライチェーンにおけるエンド・ツー・エンドの透明性とトレーサビリティを実現するブロックチェーンベースのシステムを提案している。分散型レッセターと暗号技術を活用することで、不正検出の向上、廃棄の削減、サプライチェーン全体におけるステークホルダーの責任体制の強化を実現する。

ABSTRACT

The food supply chain has a number of challenges, including a lack of transparency and disengagement among stakeholders. By providing a transparent and traceable digital ledger of transactions and movements for all supply chain actors, blockchain technology can provide a resolution to these problems. We propose a blockchain-based system for tracking a product's full path, from its raw components to the finished item in the store. Many advantages of the offered system include improved quality assessment, increased product transparency and traceability, and sophisticated fraud detection capabilities. By reinventing the way transactions are carried out and enabling stakeholders to obtain a complete record of each product's journey, the system has the potential to completely alter the food supply chain. Also, by minimising inefficiencies, waste, and fraudulent activities that have a negative influence on the supply chain, the deployment of this system can remove limits imposed by the current supply chain. Overall, the suggested blockchain-based system has the potential to significantly increase the efficiency, transparency, and traceability of the food supply chain.

研究の動機と目的

• 現在の食品サプライチェーンにおける透明性の欠如とステークホルダー参加の不足に対処すること。
• 曇りのないかつ断片的な取引記録が原因となる非効率、不正、廃棄を是正すること。
• 原材料から最終小売製品に至るまでの完全な製品トレーサビリティを可能にすること。
• 不変のデジタルレッセターを通じた品質評価と不正検出の向上。
• すべての取引および移動記録を完全かつ検証可能な形で提供することにより、サプライチェーン運用の見直しを図ること。

提案手法

• データ整合性とアクセス制御を確保するため、承認制のブロックチェーンアーキテクチャを設計すること。
• 各取引を検証可能で改ざん不能なレッセターに束ねるため、暗号ハッシュを実装すること。
• IoTおよびRFIDのデータ収集を統合し、製品の移動状況と状態をリアルタイムで記録すること。
• スマートコントラクトを用いてサプライチェーンイベントの検証と承認を自動化すること。
• 製品の移動履歴データをオンチェーンに保存することで、改ざん不能性と公開監査可能性を確保すること。
• ロールベースのアクセス権限とゼロ知識証明を用いて、ステークホルダーのプライバシーを保護すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーン技術は、食品サプライチェーンにおける透明性とトレーサビリティをどのように向上させるか？
• RQ2 農産物から小売までの一連の流れを追跡可能な技術的アーキテクチャは、どのようなものか？
• RQ3 このシステムは、不正検出の向上とサプライチェーンの非効率性低減にどのように寄与するか？
• RQ4 分散型システムにおいて、データ整合性とステークホルダーの信頼を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 このシステムは、食品物流における廃棄削減と品質評価の向上に、どの程度寄与できるか？

主な発見

• 提案されたシステムにより、原材料から最終販売地点に至るまでの食品製品の完全かつ不変の追跡が可能になった。
• 暗号ハッシュとブロックチェーンの不変性により、データ整合性が保証され、改ざんが不可能になった。
• スマートコントラクトにより検証プロセスが自動化され、人的ミスや遅延が大幅に削減された。
• ステークホルダーは検証済みの製品履歴をリアルタイムで取得でき、信頼性と責任体制が向上した。
• 不正や偽造製品の発生機会が顕著に減少した。
• データのスロットリングや非効率の低減により、食品廃棄が削減され、サプライチェーン全体のパフォーマンスが向上した。