Truy xuất nguồn gốc nông sản ứng dụng blockchain

Hoàng Mạnh Thắng, Hoàng Thị Thu 
TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN 
ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN
Hoàng Mạnh Thắng, Hoàng Thị Thu 
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 
Tóm tắt:1Hiện nay vấn nạn hàng giả, hàng nhái, hàng 
lưu thông không có nguồn gốc xuất xứ, sản phẩm chứa 
chất cấm, độc hại đang ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe 
người tiêu dùng, truy xuất nguồn gốc được xem là một 
giải pháp để giải quyết vấn nạn trên và thực sự truy xuất 
nguồn gốc đang trở thành vấn đề nóng được quan tâm trên 
toàn cầu. Giải pháp truy xuất kiểm tra nguồn gốc sản 
phẩm ezCheck [1] đã được phát triển nhằm giải quyết vấn 
đề nêu trên. Tuy nhiên, hiện nay dữ liệu của ezCheck 
được lưu trữ tập trung trên một nhóm server. Các thông 
tin này có thể bị sửa xóa bởi người quản trị, bởi hacker; 
dẫn tới độ tin cậy của dữ liệu chưa cao. Bài báo này tập 
trung trình bày giải pháp tăng cường độ tin cậy của hệ 
thống ezCheck bằng cách ứng dụng công nghệ 
Blockchain thông qua một số kịch bản thử nghiệm. 
 Từ khóa: Blockchain, ezCheck, QRcode, chống giả, 
truy xuất nguồn gốc. 
I. MỞ ĐẦU 
Các hệ thống truy xuất nguồn gốc hiện nay vẫn còn 
những hạn chế nhất định, chưa đáp ứng mong muốn của 
người tiêu dùng. Hệ thống ezCheck là giải pháp xác thực 
nguồn gốc (XTNG) sản phẩm, hàng hóa được phát triển 
bởi Viện công nghệ Thông tin và Truyền thông CDIT [1], 
chống hàng giả và gắn kết người tiêu dùng với doanh 
nghiệp trong thời đại số bằng cách tạo ra kênh thông tin 2 
chiều thông suốt, minh bạch giữa doanh nghiệp và người 
tiêu dùng (NTD) cùng với một cơ chế xác thực thông 
minh. Giải pháp sử dụng các công nghệ bảo mật tiên tiến 
và thông minh nhất nhằm tạo thuận lợi tối đa cho người 
sử dụng sản phẩm (NSD). 
Ngoài việc XTNG sản phẩm và hàng hóa, ezCheck 
còn cung cấp thêm các thông tin mà người tiêu dùng 
(NTD) cần biết khác như thông tin về lô hàng, về sản 
phẩm, về nhà sản xuất (NSX). NTD sẽ được cảnh báo khi 
một gói hàng/lô hàng có nguy cơ bị làm giả hay khuyến 
cáo về hạn sử dụng đã hết. Với thao tác tải ứng dụng 
ezCheck về smartphone và đăng ký một tài khoản trên hệ 
thống, ta đã có thể dễ dàng kiểm tra được nguồn gốc hàng 
hóa định mua. Một khách hàng thường xuyên, thân thiết 
còn được tiếp cận nhanh nhất tới các chính sách khuyến 
mãi hiện thời của NSX. 
Tác giả liên hệ: Hoàng Mạnh Thắng, 
Email: thanghm@ptit.edu.vn 
Đến tòa soạn: 06/2019, chỉnh sửa: 7/2019, chấp nhận đăng: 8/2019. 
Việc áp dụng các công nghệ mới như các bản ghi số 
hóa (Digital Ledger Technologies –DLT) đã cải thiện 
đáng kể các quy trình cung ứng sản phẩm, hàng hóa với 
các yêu cầu bảo đảm an toàn thực phẩm, chất lượng sản 
phẩm [2]. Công nghệ số hóa như DLT đã được phát triển 
và ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh vực nông nghiệp. 
Tuy nhiên, các vấn nạn hàng giả, các hành vi làm sai 
lệch sản phẩm, đặc biệt là các mặt hàng nông sản đang có 
nguy cơ gia tăng, dẫn đến những thiệt hại lớn đối với sản 
xuất và kinh doanh, đồng thời làm sói mòn lòng tin của 
người sử dụng. Đây là vấn đề thách thức lớn đặt ra đối với 
các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu giải pháp công nghệ, 
với cơ quan quản lý, với người tiêu dùng và các bên liên 
quan. 
Việc theo vết và xác thực sản phẩm đã trở thành một 
nhu cầu thực tế cấp thiết, đòi hỏi có giải pháp mới để định 
danh, xác định và xác thực nguồn gốc xuất xứ. 
Một giải pháp giải quyết vấn đề theo vết và xác thực 
sản phẩm là sử dụng công nghệ blockchain để lưu trữ dữ 
liệu theo trình tự thời gian, chống việc thay đổi giả mạo 
trong toàn bộ quy trình sản xuất, cung ứng, phân phối sản 
phẩm tới tay người tiêu dùng [2,3,4]. 
Bài báo này trình bày giải pháp tăng cường độ tin cậy 
của hệ thống ezCheck bằng cách ứng dụng công nghệ 
Blockchain. Phần tiếp theo của bài báo như sau. Phần 2 là 
tổng quan về giải pháp ezCheck và những vấn đề còn tồn 
tại của giải pháp. Phần 3 trình bày giải pháp tích hợp 
Blockchain với hệ thống ezCheck để tăng cường độ tin 
cậy. Phần 4 là kết quả thử nghiệm trong thực tế. 
II. TỔNG QUAN EZCHECK VÀ VẤN ĐỀ CÒN TỒN 
TẠI 
A. ezCheck 
ezCheck là giải pháp truy xuất nguồn gốc hàng hóa, 
chống hàng giả và gắn kết Người tiêu dùng (NTD) với 
Doanh nghiệp (DN)/Nhà sản xuất (NSX) [1]. Hệ thống 
ezCheck thực thi bằng cách tạo ra kênh thông tin hai chiều 
thông suốt, minh bạch giữa DN và NTD cùng với một cơ 
chế xác thực thông minh. 
TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN 
Hình 1. Mô hình hệ thống ezCheck 
Hai chức năng cơ bản của ezCheck là: Truy xuất 
nguồn gốc sản phẩm; Kênh thông tin hai chiều giữa DN 
và NTD. 
Khi DN sử dụng Tem/Nhãn có chứa mã của ezCheck, 
NTD có thể quét mã các sản phẩm đó để xác thực nguồn 
gốc sản phẩm hàng hóa. Mỗi đơn vị sản phẩm sẽ được 
gán một mã duy nhất, thể hiện dạng QR code. Nhà sản 
xuất sẽ thu thập và cung cấp thông tin ban đầu trên hệ 
thống thông qua giao diện Web (CMS module). Người sử 
dụng dùng smartphone quét QR code để truy xuất và xác 
thực thông tin của sản phẩm (Client module). 
Hình 2. Quy trình nghiệp vụ hệ thống 
Hệ thống ezCheck được thiết kế thành các module 
con, các module này có thể triển khai cùng trên một máy 
tính với mô hình nhỏ hoặc có thể triển khai trên nhiều 
máy tính với mô hình lớn. 
Hình 3. Mô hình kết nối hệ thống ezCheck 
B. Vấn đề còn tồn tại 
Các thành phần của hệ thống được tập trung trên một 
hoặc một nhóm nhỏ các server, do một hoặc một nhóm 
người quản trị, điều này dẫn tới những nguy cơ như: 
- Thông tin lưu trữ trên server có thể bị chỉnh sửa một 
cách đơn giản, dễ dàng bởi Hacker hoặc chính người 
quản trị hệ thống; 
- Dữ liệu lưu trữ tập trung, có thể có backup dự phòng 
nhưng rất dễ bị xóa với những cuộc tấn công có chủ 
đích; 
- Thông tin về sản phẩm, hàng hoá tập trung ở từng bộ 
phận, chưa có mối liên hệ giữa các khâu trong chuỗi 
cung ứng với nhau. 
Như vậy, do tính chất tập trung, phụ thuộc vào con 
người mà các giải pháp hiện nay có độ tin cậy, tính minh 
bạch chưa cao. Để khắc phục vấn đề này, một trong 
những giải pháp hiện nay là chuyển mô hình hệ thống 
sang mô hình phân tán. Dữ liệu sẽ được phân tán ra các 
server vật lý khác nhau, không thể thêm, bớt, sửa, xóa dữ 
liệu khi chưa có sự đồng thuận của các bên tham gia. Đây 
cũng là đặc tính cơ bản của công nghệ Blockchain. 
Trong phần tiếp theo, bài báo trình bày về giải pháp 
tích hợp công nghệ Blockchain vào hệ thống ezCheck để 
khắc phục các vấn đề hạn chế nêu trên. 
III. GIẢI PHÁP TÍCH HỢP BLOCKCHAIN VÀO HỆ 
THỐNG EZCHECK ĐỂ TĂNG CƯỜNG ĐỘ TIN 
CẬY 
A. Giới thiệu công nghệ Blockchain 
Công nghệ Blockchain bắt đầu nổi lên từ năm 2008, 
ban đầu được coi là thành phần nền tảng của tiền ảo 
Bitcoin [5,6]. Blockchain cung cấp tính năng sổ cái dùng 
cho phân phối và chuyển giao dữ liệu tin cậy, có thể hoạt 
động không cần trợ giúp của hệ thống xác thực trung tâm. 
Các bản ghi sổ cái được cập nhật và đánh nhãn mã hóa 
theo thời gian phù hợp với tiến trình ghi dữ liệu. Tính 
năng phân tán, tin cậy của Blockchain tỏ ra đặc biệt hữu 
ích khi sử dụng cho các hệ thống tài chính lớn, đồng thời 
cũng hứa hẹn áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác trên phạm 
vi rộng. 
Kể từ năm 2017, công nghệ Blockchain đã được 
nghiên cứu áp dụng cho lĩnh vực cung ứng thực phẩm [7]. 
Nó cho phép NTD có thể truy xuất nguồn gốc xuất xứ 
thực phẩm thông qua ứng dụng trên điện thoại di động. 
Đã có một số giải pháp áp dụng công nghệ Blockchain 
cho nông nghiệp như đã nêu trong [7]. Tuy nhiên, việc áp 
dụng công nghệ Blockchain phụ thuộc vào từng hệ thống 
sử dụng. 
B. Sự phù hợp của Blockchain trong việc tăng cường độ 
tin cậy 
Blockchain là công nghệ lưu trữ dữ liệu theo chuỗi. 
Mỗi khối dữ liệu được móc nối với nhau thông qua các 
thuật toán phức tạp nhằm đảm bảo khi khối dữ liệu đã 
được thêm vào chuỗi thì không thể sửa, xóa, thay đổi thứ 
tự với các công nghệ tính toán hiện nay trong khoảng thời 
gian cho phép. Với kỹ thuật này, công nghệ Blockchain 
mang những đặc điểm như: 
Hoàng Mạnh Thắng, Hoàng Thị Thu 
Không thể làm giả, không thể phá hủy các chuỗi 
Blockchain: chỉ có máy tính lượng tử mới có thể can thiệp 
vào và giải mã chuỗi Blockchain và nó chỉ bị phá hủy 
hoàn toàn khi không có internet trên toàn cầu. 
Tính minh bạch: Blockchain cung cấp nhiều bước tiến 
to lớn trong việc cải tiến tính minh bạch khi so sánh với 
cách thức ghi chép hồ sơ và sổ cái hiện hành trong các 
ngành công nghiệp. 
Loại bỏ đơn vị trung gian: các hệ thống được xây 
dựng dựa trên công nghệ Blockchain cho phép loại bỏ các 
đơn vị trung gian liên quan đến hoạt động lập hồ sơ và 
chuyển giao tài sản. 
Tính bất biến: khi giao dịch hoặc dữ liệu đã được ghi 
bởi người nắm giữ khóa bí mật, chỉ riêng người khởi tạo 
Blockchain mới có, dữ liệu đó không thể sửa chữa, nó sẽ 
lưu lại mãi mãi. 
Tính phi tập trung: các hệ thống xây dựng dựa trên 
công nghệ Blockchain có thể hoạt động trên mạng lưới 
máy tính phi tập trung, nhằm giảm thiểu rủi ro bị tấn 
công, thời gian chết máy chủ và thất thoát dữ liệu. 
Độ tin cậy: các hệ thống xây dựng dựa trên công nghệ 
Blockchain gia tăng độ tin cậy giữa các bên giao dịch nhờ 
tính minh bạch được cải thiện và mạng lưới phi tập trung. 
Đồng thời loại bỏ các đơn vị trung gian tại các quốc gia 
nơi con người khó có lòng tin vào đơn vị trung gian trong 
giao dịch. 
Như vậy, các ứng dụng dựa trên công nghệ 
Blockchain sẽ kế thừa các thuộc tính, đặc điểm 
Blockchain, đặc biệt là về độ tin vậy. Thực tế, các nghiên 
cứu trên thế giới và ở Việt Nam đều chỉ ra rằng, công 
nghệ Blockchain là ứng cử viên hàng đầu cho các giải 
pháp xác thực. 
C. Mô hình ứng dụng công nghệ Blockchain vào sản 
phẩm ezCheck 
Blockchain hoạt động theo mô hình mạng phân tán, 
mỗi khối dữ liệu được thêm vào chuỗi cần phải có sự 
đồng thuận của tất cả các node mạng, đồng thời các khối 
dữ liệu này cũng được thêm vào tất cả các node, số lượng 
node mạng càng lớn, độ tin cậy càng cao, dữ liệu được 
nhân bản nhiều hơn, số lượng cần đồng thuận cao hơn. 
Như vậy, để tăng cường độ tin cậy, Blockchain đã đánh 
đổi với không gian lưu trữ và tốc độ xử lý. Đó cũng là lý 
do mà Blockchain rất phù hợp với tiền điện tử và cũng đã 
phát triển rất mạnh cùng với tiền điện tử. 
Do đó, để phát huy được ưu điểm của Blockchain thì 
các ứng dụng trên nền công nghệ Blockchain thường có 
hai loại dữ liệu là dữ liệu on-chain và dữ liệu off-chain: 
Dữ liệu on-chain: là dữ liệu lưu trên mạng Blockchain, 
thường là các dữ liệu ngắn gọn, ý nghĩa như các mã băm, 
các sự kiện sinh ra trong quá trình thêm, bớt, sửa, xóa 
thông tin khi thực hiện quy trình nghiệp vụ của dịch 
vụ/ứng dụng. 
Dữ liệu off-chain: là dữ liệu multimedia có kích thước 
lớn, có thể thay đổi sinh ra trong quá trình thực hiện quy 
trình nghiệp vụ của dịch vụ/ứng dụng. 
Hình 4. Mô hình ứng dụng Blockchain 
Khi tích hợp Blockchain vào hệ thống ezCheck, những 
dữ liệu hiện tại của hệ thống được coi là dữ liệu off-chain, 
còn những dữ liệu on-chain là những dữ liệu sẽ được sử 
dụng để xác thực thông tin là đúng hay sai, có bị chỉnh 
sửa gì không như: 
Mã băm của các dữ liệu offchain (Text, hình ảnh, âm 
thanh, video về sản phẩm) 
Lịch sử của những giao dịch trong hệ thống ezCheck 
như kích hoạt mã, thêm/sửa/xóa thông tin về sản phẩm, 
Hình 5. Kiến trúc hệ thống xác thực nguồn gốc ứng 
dụng Blockchain 
Các đối tượng (actor) của hệ thống: 
- Nhà sản xuất/đóng gói, 
- Nhà trung gian (vận chuyển, đóng gói lại, siêu 
thị, bán lẻ), 
- Người tiêu dùng. 
Các đối tượng tham gia giao dịch trong hệ thống đều được 
cấp một địa chỉ Blockchain, địa chỉ này được cấp khi 
đăng ký sử dụng hệ thống. Các đối tượng tham gia hệ 
TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN 
thống có quyền thêm các thông tin trong hệ thống, mỗi 
hành động này là một giao dịch. Thông tin được tạo ra 
trong giao dịch này là hình ảnh, mô tả, ngày giờ, được 
băm ra và gửi lên trên hệ thống Blockchain với FromID là 
địa chỉ Blockchain của các đối tượng tạo ra thông tin. 
IV. THỬ NGHIỆM TRONG THỰC TẾ 
A. Mô hình triển khai thử nghiệm 
Xét về độ tin cậy, Public Blockchain được coi là có độ 
tin cậy cao nhất vì dữ liệu on-chain được public và lưu trữ 
phân tán trên toàn mạng, nhưng việc gửi dữ liệu lên chuỗi 
sẽ bị tính phí. Việc này phù hợp với những sản phẩm có 
giá trị cao, còn những sản phẩm khác có thể có những giải 
pháp khác phù hợp hơn như một nền tảng Private 
Blockchain chẳng hạn. 
Trong phạm vi nghiên cứu, hướng tới một một giải 
pháp có độ tin cậy cao nhất cũng như sẵn sàng làm chủ 
nền tảng Blockchain, nhóm thực hiện đã dựng một hệ 
thống Blockchain nội bộ dựa trên nền tảng opensource 
Ethereum. Đây là một trong những nền tảng Public 
Blockchain V2.0 phổ biến nhất hiện nay. 
B. Case study: 
Trong quá trình thực hiện, nhóm nghiên cứu đã tiến 
hành thử nghiệm hệ thống xác thực nguồn gốc ứng dụng 
công nghệ Blockchain vào quản lý chuỗi hành trình và 
truy xuất nguồn gốc của giống cây trồng tại viện Sinh thái 
rừng và môi trường được thành lập theo Quyết định số 
1583/QĐ/BNN-TCCB, ngày 01/06/2006 của Bộ trưởng 
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, trực thuộc 
Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Địa chỉ: Thị trấn 
Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, Hà Nội. 
Sơ đồ mô hình hệ thống thử nghiệm được biểu thị trên 
Hình 6. 
Với ý tưởng là coi mỗi cây giống là một đối tượng với 
các thuộc tính riêng với các thông số cần theo dõi (vị trí 
trồng, điều kiện môi trường, kích thước cây, chế độ chăm 
sóc, các hoạt động của người chăm sóc tác động lên 
cây...). Dữ liệu của đối tượng này được lưu tập trung trên 
server. Mỗi đối tượng (cây) được định danh bằng 1 ID 
duy nhất (dưới dạng đường link web) và thể hiện dưới 
dạng QR code, QR code này được gắn tại vị trí trồng cây. 
Người chăm sóc hàng ngày sẽ sử dụng smarphone với 
phần mềm SCAN QR code để cập nhật các thông tin 
thông số (dạng trạng thái, số đo hay hình ảnh) tại thời 
điểm kiểm tra lên server. Phía server sẽ tự động phân tích 
dữ liệu tạo ra các báo cáo, các cảnh báo hay các sự kiện 
nhắc lịch cho người chăm sóc. Ngoài ra, hệ thống cũng 
cung cấp chức năng XTNG cây giống khi được bán trên 
thị trường đồng thời tạo ra kênh hai chiều giữa người tạo 
ra cây giống cũng như những NSD. 
Hình 6. Mô hình triển khai thử nghiệm của hệ thống 
Hoàng Mạnh Thắng, Hoàng Thị Thu 
Hệ thống triển khai thử nghiệm được mô tả chi tiết ở 
hình 7 dưới đây: 
Hình 7. Giao diện sản phẩm trước khi bị sửa xóa thông 
tin 
V. KẾT LUẬN 
Bài báo đã trình bày một ứng dụng của Blockchain 
trong việc tăng cường độ tin cậy của giải pháp xác thực 
nguồn gốc hàng hóa ezCheck. Việc sử dụng tem ezCheck 
và dịch vụ xác thực nguồn gốc của ezCheck có thể giúp 
đảm bảo các sản phẩm của DN khi ra thị trường luôn 
được xác thực nguồn gốc rõ ràng và có kênh kết nối trực 
tiếp tới NTD. 
Hiện sản phẩm này đã được chuyển giao công nghệ 
cho Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam VNPT để 
cung cấp dịch vụ trên cả nước với thương hiệu VNPT 
Check. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Báo cáo khoa học đề tài cấp Bộ Thông tin và Truyền thông 
“Nghiên cứu, xây dựng thử nghiệm hệ thống xác thực 
nguồn gốc sản phẩm, hàng hóa ứng dụng blockchain.”. Mã 
số 022.18. 
[2] C. Po-Chen, H.Shiang, C.Yang, A Blockchain-Based 
Traceable Certification System. Interntl. Conference on 
Security with Intelligent Computing and Big-data Services. 
SICBS 2017: Security with Intelligent Computing and Big-
data Services, pp 363-369. 
[3] P.S. Faye. Use of Blockchain Technology in Agribusiness: 
Transparency and Monitoring in Agricultural Trade. 4th 
International Conference on Management Science and 
Management Innovation (MSMI 2017). Advances in 
Economics, Business and Management Research, volume 
31. 
[4] A.Ashiq, S.Manu, S.Alan. Blockchain standards for 
compliance and trust. Report of Texas Tech University 
2017. 
[5] M.Tripoli, J.Schmidhuber. Emerging Opportunities for the 
Application of Blockchain in the Agri-food Industry. 
Journal of Agriculture, 2018. FAO and ICTSD: Rome and 
Geneva. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. 
[6] J.F.Galvez, J.C. Mejuto, J.S. Gandara. Future challenges 
on the use of blockchain for food traceability analysis. 
Trends in Analytical Chemistry (2018), doi: 
10.1016/j.trac.2018.08.011. 
[7] G.Sylvester (Editor). E-Agriculture in Action: Blockchain 
for Agriculture, Opportunities and Challenges. UN. ITU. 
Bangkok. 2019. 
[8] Website: ezcheck.vn 
[9] Website: vnptcheck.vn 
TRACING ORIGINAL AGRICULTURAL 
RESOURCES APPLICATION BLOCKCHAIN 
Abstract: At present, the problem of counterfeit goods, 
pirated goods, circulating goods of non-origin origin, 
products containing banned and toxic substances that are 
negatively affecting consumer is health, traceability is 
considered a solution. To solve this problem and actually 
traceability is becoming a hot issue of global concern. 
Solution of traceability inspection of ezCheck products [1] 
has been developed to address the above problem. 
However, currently the data of ezCheck is stored centrally 
on a group of server. This information can be deleted by 
the administrator, by the hacker, leading to low data 
reliability. This paper focuses on presenting solutions to 
enhance the reliability of ezCheck system by applying 
Blockchian technology through a number of test 
scenarios. 
Keywords: Blockchain, ezCheck, QRcode, anti-
counterfeiting, tranceability. 
Hoàng Mạnh Thắng, ThS (2012). 
Hiện công tác tại Viện Công nghệ 
thông tin và truyền thông CDIT. Học 
viện Công nghệ Bưu chính Viễn 
thông. Lĩnh vực nghiên cứu: Mật mã 
hạng nhẹ, An toàn bảo mật hệ thống, 
Blockchain, AI. 
Hoàng Thị Thu, ThS (2019). Hiện 
công tác tại Viện Công nghệ thông tin 
và truyền thông CDIT. Học viện Công 
nghệ Bưu chính Viễn thông. Lĩnh vực 
nghiên cứu: IoT, WSN, Mạng di động, 
Blockchain, AI.