[论文解读] 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 5

一句话总结

本文提出了一种基于区块链的系统，用于实现食品供应链中端到端的透明度和可追溯性，支持从原材料到零售的实时产品追踪。通过利用分布式账本和密码学安全机制，该系统增强了欺诈检测能力，减少了浪费，并提升了供应链各利益相关方的责任感。

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.

研究动机与目标

• 解决当前食品供应链中透明度不足和利益相关方参与度低的问题。
• 克服因交易记录不透明和碎片化导致的低效、欺诈和浪费问题。
• 实现从原材料到最终零售产品的完整产品可追溯性。
• 通过不可篡改的数字账本提升质量评估和欺诈检测能力。
• 通过提供每笔交易和物流的完整、可验证记录，重新构想供应链运营模式。

提出的方法

• 设计许可型区块链架构，以确保数据完整性和访问控制。
• 实施密码学哈希技术，将每笔交易绑定到可验证、防篡改的账本上。
• 集成物联网和RFID数据采集技术，记录产品实时移动状态和环境条件。
• 使用智能合约自动验证和确认供应链事件。
• 将产品旅程数据存储在链上，以确保不可篡改性和公开可审计性。
• 通过基于角色的权限和零知识证明技术，保障利益相关方的访问权限和隐私。

实验结果

研究问题

• RQ1 区块链技术如何提升食品供应链中的透明度和可追溯性？
• RQ2 何种技术架构能够实现从源头到零售的食品产品端到端追踪？
• RQ3 该系统如何提升欺诈检测能力并减少供应链低效问题？
• RQ4 在去中心化系统中，通过何种机制确保数据完整性和利益相关方信任？
• RQ5 该系统在多大程度上可减少浪费并改善食品物流中的质量评估？

主要发现

• 所提出的系统可实现从原材料到最终销售点的食品产品完整、不可篡改的追踪。
• 密码学哈希与区块链的不可篡改性确保了数据完整性，防止篡改。
• 智能合约自动化了验证流程，减少了人为错误和延迟。
• 利益相关方可实时访问经验证的产品历史记录，提升了信任度和责任感。
• 该系统显著减少了欺诈和假冒产品的机会。
• 通过减少数据孤岛和低效环节，系统有助于降低食品浪费并提升供应链整体表现。