區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

孫道權(quán)，莊 愉，孫寧苓

（鑫緣繭絲綢集團股份有限公司，江蘇 海安 226600）

“區(qū)塊鏈”是近年最火爆的詞，對于區(qū)塊鏈技術(shù)的通用屬性也令無數(shù)的行業(yè)感到興奮，幾乎所有的行業(yè)都在關(guān)注區(qū)塊鏈的落地應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈及其特征

1.1 區(qū)塊鏈的概念

從學術(shù)角度來解釋，區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模式。其實，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈上的每個區(qū)塊就像一個硬盤，把以上這些信息全部保存下來，再通過密碼學技術(shù)進行加密。這些被保存的信息就無法被篡改。區(qū)塊鏈系統(tǒng)每10 min會檢驗期間產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)（比如交易記錄以及該區(qū)塊何時被編輯或創(chuàng)新的記錄等），并將這些數(shù)據(jù)儲存的一個新的區(qū)塊上，這個區(qū)塊與前一個區(qū)塊連接，從而形成一根鏈條。每個區(qū)塊都必須包含前一區(qū)塊的相關(guān)信息才能生效。

1.2 區(qū)塊鏈的特征

1.2.1 異常安全

不同于公司或政府機構(gòu)集中化數(shù)據(jù)庫，區(qū)塊鏈不受任何人或?qū)嶓w的控制，數(shù)據(jù)在多臺計算機上完整地復制（分發(fā)）。與集中式數(shù)據(jù)庫不同，攻擊者沒有一個單一的入口點，數(shù)據(jù)的安全性更有保障。

1.2.2 不可篡改性

一旦進入?yún)^(qū)塊鏈，任何信息都無法更改，甚至管理員也無法修改信息，一個東西一旦出現(xiàn)就再也沒法改變，這種屬性對于人類目前所處的可以更改、瞬息萬變的網(wǎng)上世界而言意義重大。

1.2.3 可訪問

網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點可以輕松訪問信息。

1.2.4 無第三方

因為區(qū)塊鏈的去中心化，它可以幫助點對點交易。因此，無論用戶是在交易還是交換資金，都無需第三方的批準，區(qū)塊鏈本身就是一個平臺。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)，是衣食之源，是一切生產(chǎn)活動的基本保障，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全關(guān)系每個人的切身利益。區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過分布記賬將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中每個環(huán)節(jié)信息都記錄在不同區(qū)塊中，并且這些信息都是不可篡改、不可刪除的。通過區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，可以不依靠第三方機構(gòu)進行監(jiān)管，大幅降低管理成本，同時也提高了農(nóng)產(chǎn)品信息透明度，解決人們對農(nóng)產(chǎn)品安全的不信任問題。近年來，我國通過在農(nóng)場管理、農(nóng)產(chǎn)品安全追溯體系、農(nóng)產(chǎn)品銷售等領(lǐng)域應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，給我國農(nóng)業(yè)升級提供有效技術(shù)支持[1-2]。

2.1 區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)并不是獨立存在的一種新行業(yè)，而是與不同領(lǐng)域的傳統(tǒng)行業(yè)深度結(jié)合，由物聯(lián)網(wǎng)給傳統(tǒng)行業(yè)賦能，在此基礎(chǔ)上形成的一種新生態(tài)模式。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，在中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中起到重要技術(shù)支撐作用的同時，也受限于農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，其中最主要的問題在于中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以小規(guī)模生產(chǎn)模式為主，目前制約農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大面積推廣的主要因素就是應(yīng)用成本和維護成本高、性能差。而且物聯(lián)網(wǎng)是中心化管理，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的暴增，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施投入與維護成本難以估量。區(qū)塊鏈的去中心化機制可以解決當農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中接入設(shè)備過多導致的成本和效率問題，但是就中國目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀而言并不迫切。中國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸在于占主體地位的小規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者缺乏購買物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的意愿。除了在技術(shù)上對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提升，區(qū)塊鏈的另一個用途是對經(jīng)濟方式的改造。采用區(qū)塊鏈技術(shù)最大的優(yōu)勢在于能夠提供去信任中介的直接交易，通過智能合約的方式制定執(zhí)行條款，當條件達到時，自動交易并執(zhí)行。這種方式可以產(chǎn)生很多應(yīng)用場景，比如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備除了監(jiān)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還有一個重要產(chǎn)出——監(jiān)控數(shù)據(jù)，這是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析、農(nóng)業(yè)模型構(gòu)建、農(nóng)業(yè)智能控制的重要基礎(chǔ)。監(jiān)控數(shù)據(jù)在通證經(jīng)濟中被認為是有價值的資產(chǎn)，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以設(shè)計智能合約，當物聯(lián)網(wǎng)生成一條監(jiān)控數(shù)據(jù)，就自動給予對農(nóng)戶一定的代幣獎勵，這將有效提升農(nóng)戶使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的意愿。此外，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈的結(jié)合將使這些設(shè)備實現(xiàn)自我管理和維護，省去了以云端控制為中心的高昂的維護費用，降低互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的后期維護成本，有助于提升農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能化和規(guī)?；絒3-5]。

2.2 區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)

未來隨著信息進村入戶工程的進一步推進，政務(wù)信息化的進一步深入，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集體系的建立，如何以規(guī)?；姆绞絹斫鉀Q數(shù)據(jù)的真實性和有效性，這將是全社會面臨的一個亟待解決的問題。而以區(qū)塊鏈為代表的這些技術(shù)，對數(shù)據(jù)真實有效不可偽造、無法篡改的這些要求，相對于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫來講，是一個新的起點和新的要求。

農(nóng)業(yè)的發(fā)展在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、消費三大環(huán)節(jié)中，因信息不對稱、地域等限制導致農(nóng)產(chǎn)品供需不平衡，運輸與維護成本高，產(chǎn)品質(zhì)量保證與回溯機制下的信息真實性與有效性、農(nóng)民生產(chǎn)資金籌集困難背后的農(nóng)業(yè)信用抵押機制匱乏等諸多問題，大數(shù)據(jù)+區(qū)塊鏈則為上述問題的解決提供了方法與思路。

為保證數(shù)據(jù)的真實可靠，在線上線下形成閉環(huán)，通過物聯(lián)網(wǎng)收集海量的數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)和人工智能進行分析，最后的數(shù)據(jù)放在區(qū)塊鏈平臺上，區(qū)塊鏈實現(xiàn)信息的公開透明、不可篡改、建立公平信任機制。通過區(qū)塊鏈技術(shù)可以滿足產(chǎn)業(yè)鏈上所有人的知情權(quán)，選擇自己信任的農(nóng)產(chǎn)品；讓采購商通過對種植過程以及大數(shù)據(jù)分析，選擇信任農(nóng)戶；農(nóng)戶也可以根據(jù)市場需求來生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品，提供信用證明獲得資金[6]。

2.3 區(qū)塊鏈+質(zhì)量安全追溯

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化過程中，生產(chǎn)地和消費地距離拉遠，消費者對生產(chǎn)者使用的農(nóng)藥、化肥以及運輸、加工過程中使用的添加劑等信息根本無從了解，消費者對生產(chǎn)的信任度降低?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)，所有的數(shù)據(jù)一旦記錄到區(qū)塊鏈賬本上將不能被改動，依靠不對稱加密和數(shù)學算法的先進科技從根本上消除了人為因素，使得信息更加透明。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯源系統(tǒng)區(qū)塊鏈構(gòu)架，應(yīng)參照區(qū)塊鏈系統(tǒng)的層次（數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、契約層、認識層、獎勵層和應(yīng)用層）構(gòu)建。圍繞農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系運行規(guī)則，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，所有節(jié)點的權(quán)限和義務(wù)都是平等的。在加密技術(shù)、共享可靠的數(shù)據(jù)保障下，可追溯系統(tǒng)參與者在掌握真實信息、相互信任的前提下，根據(jù)業(yè)務(wù)操作流程完成工作的各個環(huán)節(jié)。整個系統(tǒng)不設(shè)置集中的管理核心，企業(yè)甚至不需要建立服務(wù)器。終端設(shè)備等硬件系統(tǒng)，可大大降低系統(tǒng)建設(shè)、協(xié)作的成本，提高信息和數(shù)據(jù)的完整性和準確性及產(chǎn)業(yè)鏈價值[7]。

可以應(yīng)用于我國“三農(nóng)一標”優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通及監(jiān)管環(huán)節(jié)，解決困擾農(nóng)產(chǎn)品高質(zhì)不高價問題，提高消費者以及監(jiān)管者的信息透明性。同時，還可以避免優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷不一致[8]；可應(yīng)用于農(nóng)藥產(chǎn)品流通領(lǐng)域的進貨、銷售、使用3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如在銷售環(huán)節(jié)，生產(chǎn)者或銷售者甲向使用者乙發(fā)出交易指令，銷售及交易記錄在共享網(wǎng)絡(luò)中的“區(qū)塊”中記錄保存，并將該事項信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的所有成員，在區(qū)塊鏈中留下不可修改的事務(wù)記錄，成員可驗證事務(wù)的有效性；在產(chǎn)品分配環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。生產(chǎn)商或賣方甲向用戶乙下達產(chǎn)品發(fā)放指令，產(chǎn)品分配記錄在網(wǎng)絡(luò)的“區(qū)塊”中?！皡^(qū)塊”將物料分配信息傳遞給網(wǎng)絡(luò)所有成員，完成物料分配，然后加入塊鏈，留下未修改和刪除的物料分配記錄，每個成員可驗證物料分配的有效性；在銷售結(jié)算環(huán)節(jié)的應(yīng)用。生產(chǎn)商或賣方甲向用戶乙下達結(jié)算指令，銷售結(jié)算記錄在網(wǎng)絡(luò)的“區(qū)塊”中?！皡^(qū)塊”將結(jié)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的所有成員，完成銷售結(jié)算，然后塊鏈接到塊鏈，留下不可修改和不可刪除的結(jié)算記錄，成員可驗證結(jié)算的有效性[9]。

2.4 區(qū)塊鏈+農(nóng)村金融

農(nóng)業(yè)融資難、融資貴現(xiàn)象制約著我國農(nóng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展，其問題根源在于農(nóng)民缺乏信用抵押機制，而區(qū)塊鏈公開透明、不可篡改的屬性，為去中心化的信任機制提供了可能。區(qū)塊鏈依靠程序算法自動記錄海量信息，信息被儲存在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)連接的每臺電腦上，篡改難度系數(shù)大。因此，農(nóng)戶申請貸款時可不再依賴銀行、征信公司等中介機構(gòu)提供的信用證明，而貸款機構(gòu)通過調(diào)取農(nóng)戶區(qū)塊鏈的相應(yīng)信息數(shù)據(jù)即可做出決策。為解決農(nóng)業(yè)融資中普遍存在的抵押品不足和信用體系建立困難的問題，農(nóng)業(yè)銀行推出了“農(nóng)銀e管家”電商金融服務(wù)平臺。這是一款針對生產(chǎn)企業(yè)、分銷商、縣域批發(fā)商、農(nóng)家店以及農(nóng)戶的線上“ERP+金融”綜合服務(wù)平臺。通過應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，農(nóng)戶的歷史交易數(shù)據(jù)和每天產(chǎn)生的新數(shù)據(jù)都會入鏈登記，用來反映客戶的真實信用狀況[10]。

2.5 區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)保險

保險公司入鏈。農(nóng)業(yè)保險是一個覆蓋面大、關(guān)聯(lián)性廣的保險領(lǐng)域，涉及眾多的農(nóng)業(yè)部門以及銀行等金融機構(gòu)，然而目前的狀況是，不同的部門之間信息數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)有效對接，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象明顯。保險公司從自身利益出發(fā)，更是不愿意將信息資源分享給相關(guān)機構(gòu)，由此就極大阻斷了信息資源的流通渠道，限制了數(shù)據(jù)共享的空間。但是，區(qū)塊鏈的去中心化、公開性、保密性能夠讓各個機構(gòu)共享信息數(shù)據(jù)，從而形成共贏互惠的效果，普惠大眾。運用區(qū)塊鏈的去中心化與共識機制，客戶可以輕松地在平臺上的自己的入口處下定單，保險公司不再需要雇傭大量銷售人員進行離線促銷，智能合約可將紙質(zhì)合同轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊檀a，不需再對紙質(zhì)合同進行客戶管理，后期數(shù)據(jù)都會實現(xiàn)自動更新，無須投入大量人力物力對數(shù)據(jù)進行維護，這極大節(jié)省了人力與材料成本。根據(jù)相關(guān)機構(gòu)估計，區(qū)塊鏈技術(shù)可以為保險業(yè)節(jié)省15%～20%的營運費用。此外，由于農(nóng)業(yè)保險品種小、覆蓋范圍低，經(jīng)常會出現(xiàn)騙保事件。將區(qū)塊鏈與農(nóng)業(yè)保險結(jié)合之后，農(nóng)業(yè)保險在農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護和農(nóng)業(yè)產(chǎn)權(quán)交易方面將有很大的提升空間，而且會極大的簡化農(nóng)業(yè)保險流程。另外，因為智能合約是區(qū)塊鏈的一個重要概念，所以將智能合約概念用到農(nóng)業(yè)保險領(lǐng)域，會讓農(nóng)業(yè)保險賠付更加智能化，以前如果發(fā)生大的農(nóng)業(yè)自然災害，相應(yīng)的理賠周期會比較長，將智能合約用到區(qū)塊鏈之后，一旦檢測到農(nóng)業(yè)災害，就會自動啟動賠付流程，這樣賠付效率更高[11]。

2.6 區(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈

區(qū)塊鏈技術(shù)是以去中心化和去信任的方式，通過分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)，來集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案，其對解決農(nóng)產(chǎn)品中主體間協(xié)調(diào)效率等問題具有較高針對性。產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售，從原材料到成品到最后抵達客戶手里，整個過程中涉及到的所有環(huán)節(jié)，都屬于供應(yīng)鏈的范疇。區(qū)塊鏈技術(shù)可以在不同分類賬上記錄下產(chǎn)品在供應(yīng)鏈過程中涉及到的所有信息，包括涉及到的負責企業(yè)、價格、日期、地址、質(zhì)量以及產(chǎn)品狀態(tài)等，交易就會被永久性、去中心化地記錄，則降低了時間延誤、成本和人工錯誤[12]。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的前景

中美為代表的貿(mào)易紛爭，讓我國農(nóng)業(yè)也受到了一定程度的傷害，緣由只有一個，我國農(nóng)業(yè)大而不強。面對歐美農(nóng)業(yè)咄咄逼人的競爭態(tài)勢，決定了我們必須要自強。我們需要盡快推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢。中國農(nóng)業(yè)如此大體量，若未來進行徹底的區(qū)塊鏈等顛覆性技術(shù)改造，可助推我國農(nóng)業(yè)快速進入下一個高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型期。

3.1 解決農(nóng)產(chǎn)品信任問題

農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈被外界看好，是因為農(nóng)業(yè)存在諸多的社會問題。區(qū)塊鏈平臺可建立追溯體系，采集記錄產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、消費等環(huán)節(jié)信息，實現(xiàn)來源可查、去向可追、責任可究。還能強化全過程質(zhì)量安全管理與風險控制，解決終端大眾食品安全、消費者與基地農(nóng)產(chǎn)品信任問題。

3.2 改變農(nóng)產(chǎn)品流通現(xiàn)狀

一方面，我國農(nóng)業(yè)上游極度分散，規(guī)?；?、品牌化、標準化程度相對較低，決定了大部分農(nóng)產(chǎn)品的流通效率并不高，與之形成對立的是交易成本過高。區(qū)塊鏈技術(shù)未來可以優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)和產(chǎn)供銷體系。另一方面，我國農(nóng)產(chǎn)品流通的兩端（產(chǎn)與銷）極度分散，無論從地域上還是從交易鏈條上，生產(chǎn)者與消費者距離都太遠，導致流通環(huán)節(jié)雜亂無序，流通成本畸高，區(qū)塊鏈技術(shù)未來可以優(yōu)化交易的兩端。

4 結(jié)語

區(qū)塊鏈技術(shù)從最早應(yīng)用在虛擬貨幣領(lǐng)域逐步發(fā)展到應(yīng)用在生活的方方面面，只用了10年時間。從這10年的發(fā)展歷程中可以看到，區(qū)塊鏈技術(shù)中特有的去中心化、開放性、自治性、可追溯性等觀念正逐漸被接受，雖然區(qū)塊鏈技術(shù)的全面推廣面臨著技術(shù)成熟度不高、運營成本大、政策風險高等挑戰(zhàn)，但基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建新的社會形態(tài)。當然也要清楚地認識到，區(qū)塊鏈技術(shù)并不是萬能的，區(qū)塊鏈技術(shù)備受關(guān)注同時，要冷靜、客觀地看待它的成長，有步驟、有階段地推進區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。