區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的發(fā)展

趙宇晨

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 山西省晉中市 030800）

中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，至今仍是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，發(fā)展農(nóng)業(yè)大有可為。農(nóng)產(chǎn)品是農(nóng)業(yè)的主要輸出形式，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售狀況決定著它的價(jià)值?？v觀世界發(fā)展史，每次技術(shù)的大革新都推動(dòng)著社會(huì)走向新的巔峰。如今，新興的區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)涉及金融、科技等諸多領(lǐng)域，并取得了令人驚嘆的成績(jī)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的發(fā)展深受信息閉塞、信息安全等問題的困擾，體現(xiàn)在農(nóng)戶對(duì)已接收的信息反應(yīng)遲緩、供應(yīng)鏈內(nèi)部存在不合理的利益傾斜現(xiàn)象要求農(nóng)戶的利益迫切需要得到保證，也體現(xiàn)在消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量問題的擔(dān)憂。利用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈管理，利用區(qū)塊鏈的特點(diǎn)，將存儲(chǔ)于區(qū)塊中的共享信息，將農(nóng)戶與買家通過區(qū)塊鏈聯(lián)系起來，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)跟蹤管理，降低信任管理成本，助力政府的有效監(jiān)管，也可保障農(nóng)戶和消費(fèi)者的最大利益。

1 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的內(nèi)涵及特點(diǎn)

我國(guó)農(nóng)業(yè)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，至今仍是我國(guó)第一產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在漫漫歷史長(zhǎng)河中不斷發(fā)展，但仍然無法擺脫“靠天吃飯”的特征，農(nóng)產(chǎn)品從種植到生產(chǎn)再經(jīng)過運(yùn)輸和銷售，最終到達(dá)餐桌之上的過程中仍然存在著較大的不確定性，農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)具有不穩(wěn)定的影響因素。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來及發(fā)展，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。在國(guó)家和政府的正確決策和領(lǐng)導(dǎo)下，全國(guó)多地因地制宜，推進(jìn)地區(qū)內(nèi)部和地區(qū)間的農(nóng)業(yè)發(fā)展改革，積極探尋農(nóng)業(yè)的新發(fā)展理念及發(fā)展模式，在促進(jìn)農(nóng)民脫貧致富的過程中貢獻(xiàn)了重要力量。[1]我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈不斷發(fā)展逐漸成熟，如今大致包含農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、深層次加工、運(yùn)輸配送和分銷售賣等環(huán)節(jié)。在農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)戶主體供應(yīng)到最終的消費(fèi)者主體的過程中，漫長(zhǎng)且復(fù)雜的農(nóng)產(chǎn)品鏈條涉及到農(nóng)民、加工企業(yè)、運(yùn)輸商、銷售商和消費(fèi)者等不同主體，涉及到的環(huán)節(jié)繁雜眾多，存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)量巨大。

1.2 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的現(xiàn)存問題

1.2.1 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體系尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)地大物博，在我國(guó)的許多地域，農(nóng)業(yè)資源十分豐富，但也存在著標(biāo)準(zhǔn)的衡量與制定不統(tǒng)一的問題。沒有統(tǒng)一嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，就可能存在著某些不法分子尋求法律漏洞而損害他人利益的隱患。從區(qū)位方面來看，我國(guó)仍有部分地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較慢以致于農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)范圍受地理位置的局限，只能供應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地周圍的區(qū)域，加之農(nóng)戶不能主動(dòng)尋求拓寬市場(chǎng)，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的物流和供應(yīng)體系未能相應(yīng)地拓寬和完善。從人員方面來看，許多農(nóng)戶為獲取更多利益，不能嚴(yán)格保證產(chǎn)品的質(zhì)量，使得農(nóng)產(chǎn)品無法被打造成優(yōu)質(zhì)品牌，難以得到外界消費(fèi)者的信賴。由于政府尚未出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致缺乏規(guī)范化的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體系給政府的有效監(jiān)管加大了難度。[2]

1.2.2 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在信息安全問題

農(nóng)產(chǎn)品在供應(yīng)鏈流通的過程中出現(xiàn)的信息安全問題尤為突出：

（1）農(nóng)產(chǎn)品在流通過程中涉及眾多運(yùn)營(yíng)主體和不同區(qū)域，主體間的信息接收和處理能力導(dǎo)致其間的信息不完全對(duì)稱，極易造成信息安全隱患；

（2）在整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品的物流供應(yīng)鏈中，無人可以保障消費(fèi)者的信息隱私不被泄露。在這個(gè)信息化的時(shí)代，不乏用戶的海量信息在網(wǎng)上被公開銷售的現(xiàn)象，部分不法分子通過這些信息肆意進(jìn)行造假、篡改訂單信息等行為，嚴(yán)重?fù)p害用戶利益；

（3）如今農(nóng)產(chǎn)品多為線上交易，某些無良商家通過虛假的視頻和圖片資料以次充好，無法保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，以致于消費(fèi)者對(duì)交易市場(chǎng)和交易產(chǎn)品心存質(zhì)疑，交易雙方的身份信息不明確也使得交易雙方缺乏信任，甚至存在網(wǎng)絡(luò)欺詐的問題。[3]

1.2.3 農(nóng)產(chǎn)品的溯源問題

這里講的溯源問題來自于食品安全問題，近年來不乏消費(fèi)者購(gòu)買并食用農(nóng)產(chǎn)品后產(chǎn)生身體不適的案例，這給農(nóng)產(chǎn)品的溯源工作帶來了挑戰(zhàn)。僅在對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行早期生產(chǎn)的過程中，化肥施用量的不確定性就給農(nóng)產(chǎn)品安全造成了隱患。農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的兩端是農(nóng)戶和消費(fèi)者，對(duì)于靠近農(nóng)戶這端的生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)而言，他們無法對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)能力較差，尤其是對(duì)鮮活農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)之后，復(fù)雜的環(huán)境因素影響時(shí)農(nóng)戶不能嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)靠近消費(fèi)者這端的配送、銷售環(huán)節(jié)來講，產(chǎn)品一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，由于供應(yīng)鏈的上游環(huán)節(jié)和加工環(huán)節(jié)難以定責(zé)，許多銷售商成為了責(zé)任承擔(dān)者，也加重了消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的信任危機(jī)。[4]在農(nóng)產(chǎn)品自身信息的傳遞過程中，存在著不透明性和滯后性，這對(duì)農(nóng)產(chǎn)品溯源帶來了消極影響。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)研究

2.1 區(qū)塊鏈概述

區(qū)塊鏈?zhǔn)且豁?xiàng)新興技術(shù)，被美國(guó)麥肯錫公司認(rèn)為是繼蒸汽機(jī)、電力和互聯(lián)網(wǎng)之后的第四代顛覆性的技術(shù)。對(duì)區(qū)塊鏈的理解見仁見智，它可以被認(rèn)為是一種結(jié)合了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的賬本，每個(gè)區(qū)塊作為賬本頁面組合成鏈，鏈上的每個(gè)人都有記錄自己交易信息的賬本，當(dāng)所有人對(duì)賬本進(jìn)行確認(rèn)后賬本生效。區(qū)塊鏈可將所有發(fā)生在區(qū)塊鏈上的交易信息全部記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，因而具備了去中心化的特征；區(qū)塊鏈也可以被認(rèn)為是一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以時(shí)間順序結(jié)合密碼學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，數(shù)據(jù)被記錄到庫(kù)中便不可被修改，因而具備了數(shù)據(jù)不可被纂改的特征。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)區(qū)塊通過共識(shí)機(jī)制和智能合約等技術(shù)構(gòu)成可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈的特征應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸這一供應(yīng)鏈中可以有效解決信息不對(duì)稱、數(shù)據(jù)不真實(shí)和網(wǎng)絡(luò)安全的問題。[5][6]

2.2 區(qū)塊鏈的主要技術(shù)

區(qū)塊鏈的架構(gòu)包含數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層。在共識(shí)層，主要包含工作量證明（proof of work, POW）和權(quán)益證明（proof of stake,POS）等技術(shù)。POW 常用的技術(shù)原理是散列函數(shù)，通過輸入任意長(zhǎng)度的x 值來壓縮映射為一個(gè)固定長(zhǎng)度的f(x)，基本可以認(rèn)定不可能通過f(x)值來唯一確定x 值，利用幾乎不可能從散列值確定出輸出值的特征可以為用戶進(jìn)行大量的窮舉運(yùn)算提供保證，應(yīng)用于區(qū)塊鏈中即可實(shí)現(xiàn)的工作量的證明。而POW的缺點(diǎn)便在于過于追求強(qiáng)大的計(jì)算能力而加重了硬件設(shè)備和時(shí)間資源的損耗。為此，權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制POS 則通過利用內(nèi)部的電子加密貨幣來加快產(chǎn)生區(qū)塊的速度，通過提升自身效率而減少了外部的資源損耗。

合約層主要用到了智能合約的技術(shù)，注冊(cè)區(qū)塊鏈的用戶在獲得賬戶的公鑰和私鑰后，根據(jù)交易情況建立合約，并通過私鑰的簽名來激活合約。智能合約是針對(duì)某個(gè)具體環(huán)境條件下的一套固定邏輯的程序，程序以外部環(huán)境的影響作為輸入，觸發(fā)合約中的預(yù)置條件，進(jìn)而觸發(fā)合約響應(yīng)的規(guī)則，隨后完成修改數(shù)據(jù)庫(kù)操作等響應(yīng)，最后將更新后的信息寫入?yún)^(qū)塊，完成輸出。智能合約可以建立的透明可靠的供應(yīng)鏈，應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈可以高效完成農(nóng)產(chǎn)品的溯源工作和農(nóng)產(chǎn)品跨平臺(tái)的供應(yīng)工作。[6]

2.3 區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

當(dāng)前，依托農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在獲取和存儲(chǔ)方面遇到挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)完成了物與物、物與人的互聯(lián)，但在相互信任方面仍存在問題。將農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈結(jié)合，可拓寬區(qū)塊鏈的容量，利用區(qū)塊鏈不可篡改的存儲(chǔ)性質(zhì)，節(jié)點(diǎn)信息私密性得以保證。[7]大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心在于預(yù)測(cè)，可以通過分析農(nóng)產(chǎn)品在鏈中的流通數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)未來農(nóng)產(chǎn)品的流通狀況，出現(xiàn)問題可以更早地發(fā)現(xiàn)并制定對(duì)策，為供應(yīng)鏈的穩(wěn)健運(yùn)行提供幫助。傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)相對(duì)較多，在對(duì)數(shù)據(jù)的安全維護(hù)和監(jiān)防數(shù)據(jù)的虛假性時(shí)較為乏力。將區(qū)塊鏈和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，可以改進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)以中心化為主要特征的組網(wǎng)模式，減少服務(wù)器的運(yùn)行壓力，降低運(yùn)營(yíng)成本。[8]此外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和上鏈、數(shù)據(jù)的查詢和驗(yàn)證等系統(tǒng)中保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性，涉及到的數(shù)據(jù)有如農(nóng)產(chǎn)品的種植時(shí)間及地域、化肥的施用量和殘余量、土壤的酸堿度及濕度和空氣的溫濕度等信息。將區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)甚至是5G 技術(shù)的結(jié)合，可以為農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體系的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)中的一些應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展催生了很多的區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，平臺(tái)大多利用區(qū)塊鏈去中心化的優(yōu)勢(shì)，通過加密算法和分布式存儲(chǔ)，利用智能合約保證信息存儲(chǔ)的安全和可靠傳輸?；诖蟛糠洲r(nóng)戶面臨對(duì)市場(chǎng)的可靠預(yù)測(cè)和對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)應(yīng)對(duì)的局限，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)可完成農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理平臺(tái)的開發(fā)，農(nóng)戶的農(nóng)廠變得透明，農(nóng)戶和消費(fèi)者更加親近。消費(fèi)者可通過APP 實(shí)時(shí)掌握農(nóng)場(chǎng)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史，深入了解農(nóng)產(chǎn)品從土地到餐桌的過程，[9]農(nóng)戶也可以根據(jù)消費(fèi)者的購(gòu)買意向采取及時(shí)的措施，規(guī)避市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，增加收益。農(nóng)產(chǎn)品訂單平臺(tái)利用區(qū)塊鏈解決了農(nóng)戶的資金短缺問題、農(nóng)戶對(duì)市場(chǎng)需求的盲目性和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中存在的信息壁壘問題，可避免農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷供的脫節(jié)，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的價(jià)值增加提供了重要途徑。[10]區(qū)塊鏈電商平臺(tái)的建立，給品牌企業(yè)防止假冒產(chǎn)品以次充好提供了幫助，正宗的產(chǎn)品通過在生產(chǎn)、采摘、收獲和加工階段透明地呈現(xiàn)給消費(fèi)者和政府監(jiān)管人員面前，通過區(qū)塊鏈讓產(chǎn)品增加了公信力，區(qū)塊鏈?zhǔn)沟闷髽I(yè)的利益得到了保證，企業(yè)也得到了消費(fèi)者的信賴。農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)的出現(xiàn)，讓農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)加工到運(yùn)輸配送再到銷售的供應(yīng)經(jīng)歷變得透明，供應(yīng)鏈上的每個(gè)環(huán)節(jié)都可以實(shí)時(shí)知曉產(chǎn)品的質(zhì)量安全信息。當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)，可以找到確定的責(zé)任主體，也便利了政府對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管。[4]

4 未來的發(fā)展任務(wù)與方向

區(qū)塊鏈從起初應(yīng)用于虛擬貨幣領(lǐng)域到如今發(fā)展和應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域只用了十多年的時(shí)間，而我國(guó)農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了數(shù)千年，從當(dāng)下來看，區(qū)塊鏈的諸多開放觀點(diǎn)在被逐步接受，其先進(jìn)性不可否認(rèn)，但其存在的劣勢(shì)如技術(shù)成熟度較低、部署運(yùn)營(yíng)成本較高和相關(guān)政策尚未正式出臺(tái)等也不應(yīng)當(dāng)被忽視。新興技術(shù)是否可以長(zhǎng)久指導(dǎo)我國(guó)的農(nóng)業(yè)的發(fā)展值得深思和深入實(shí)踐。

利用區(qū)塊鏈這一新技術(shù)可以有效解決我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的現(xiàn)存問題，可以滿足市場(chǎng)需求，也可以推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)更加穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)的區(qū)塊鏈技術(shù)剛剛興起，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈未來的發(fā)展需要大量的資金投入，其中要建立完善農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，制定合理規(guī)范專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，離不開基礎(chǔ)硬件的研發(fā)和專業(yè)人員的培養(yǎng)?！皡^(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”也是未來我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向之一，可以先建立試點(diǎn)地區(qū)起到先鋒帶頭作用，吸引更多人員看到優(yōu)勢(shì)，從而加入其中，更好地發(fā)展農(nóng)業(yè)。[5][11]

總之，區(qū)塊鏈技術(shù)有利有弊，需要我們?cè)诔醪綄?shí)踐的過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，再不斷進(jìn)行冷靜客觀全面地認(rèn)識(shí)，結(jié)合實(shí)際再進(jìn)行實(shí)踐-認(rèn)識(shí)-再實(shí)踐-再認(rèn)識(shí)的循環(huán)往復(fù)，真正理解區(qū)塊鏈，真正應(yīng)用區(qū)塊鏈。