區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品溯源分析中的應(yīng)用*

重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院財(cái)經(jīng)與旅游學(xué)院 黃玥

本文研究的主要內(nèi)容是，針對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，分析不同類型農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)；分析當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈在轉(zhuǎn)移過(guò)程中存在的問(wèn)題；分析農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈與新信息技術(shù)，特別是區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)；對(duì)新技術(shù)下的智慧農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈進(jìn)行定義與分析。

0 引言

農(nóng)產(chǎn)品是指人類日常生活所需的糧食、蔬果、畜禽、奶類、蛋類、菌類、水產(chǎn)品等。農(nóng)產(chǎn)品要完成從生產(chǎn)到消費(fèi)，需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、制造加工業(yè)、分銷商、零售商，乃至終端客戶參與其中。特別在新技術(shù)時(shí)代下，電子商務(wù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，以及項(xiàng)目中研究的區(qū)塊鏈技術(shù)，影響和改變著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的供應(yīng)鏈[1]。

1 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的類型與問(wèn)題分析

1.1 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的類型與問(wèn)題分析

農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中既是原材料又需其他材料，也需要農(nóng)業(yè)供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商參與其中，通過(guò)整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)使用價(jià)值的轉(zhuǎn)移與增值。在分析農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合之前，先對(duì)現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈基本結(jié)構(gòu)模型和類型進(jìn)行分析。可以將農(nóng)產(chǎn)品初步分為:種植業(yè)產(chǎn)品、漁業(yè)產(chǎn)品、畜牧業(yè)產(chǎn)品、林業(yè)產(chǎn)品、其他植物。本項(xiàng)目從農(nóng)產(chǎn)品分類角度出發(fā)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈進(jìn)行劃分，主要研究的農(nóng)產(chǎn)品類型為:種植業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈類型[2]。

1.2 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈問(wèn)題分析

農(nóng)業(yè)作為社會(huì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與現(xiàn)代信息技術(shù)的交集正逐步加深。雖然隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代物流技術(shù)不斷融入，改進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的運(yùn)行模式，但依舊存在一定的問(wèn)題。我們通過(guò)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的初步研究，發(fā)現(xiàn)主要的問(wèn)題集中在:（1）上下游用戶缺乏信任。（2）信息不對(duì)稱。（3）信息安全難以保障。（4）協(xié)調(diào)效率低。（5）質(zhì)量安全追溯難。本文將對(duì)重慶區(qū)域內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和數(shù)據(jù)搜集，進(jìn)一步分析當(dāng)前不同類型的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在的問(wèn)題。

2 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合領(lǐng)域分析

本文重點(diǎn)研究區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中重點(diǎn)問(wèn)題的結(jié)合領(lǐng)域，以及技術(shù)運(yùn)用。主要應(yīng)用領(lǐng)域如圖1所示，包括:智慧農(nóng)業(yè)，種植養(yǎng)殖過(guò)程中與新技術(shù)的結(jié)合使用；信息共享，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，避免信息傳遞失真；市場(chǎng)分析，基于區(qū)塊鏈信息平臺(tái)，掌握市場(chǎng)與客戶需求，進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)測(cè)；安全追溯，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)中數(shù)據(jù)的真實(shí)性和難以篡改性，進(jìn)行信息追溯，保證農(nóng)產(chǎn)品安全放心使用；農(nóng)業(yè)金融會(huì)計(jì)安全，將區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品金融與會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)相結(jié)合，推動(dòng)貸款機(jī)構(gòu)快速調(diào)取數(shù)據(jù)信息，確保客戶信用安全。

圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的應(yīng)用結(jié)合領(lǐng)域Fig.1 Application areas of blockchain technology and agricultural product supply chain

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)特征

區(qū)塊鏈?zhǔn)请S著數(shù)字貨幣的應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種分布式賬本技術(shù)，由區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)共同參與及維護(hù)。區(qū)塊鏈技術(shù)在金融與會(huì)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛應(yīng)用，目前區(qū)塊鏈技術(shù)受到政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)的高度關(guān)注。因?yàn)榫邆淙ブ行幕⒉灰藗卧齑鄹?、可追溯等特點(diǎn)，區(qū)塊鏈的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)展到金融會(huì)計(jì)之外的社會(huì)其他行業(yè)，包括農(nóng)業(yè)、食品行業(yè)、藥品行業(yè)、奢侈品行業(yè)、跨境電商行業(yè)等[3]。

2.2 區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和加密、同步機(jī)制

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度看，區(qū)塊是區(qū)塊鏈的基本組成單元，包括區(qū)塊ID、時(shí)間戳、上個(gè)區(qū)塊哈希值、交易信息等內(nèi)容，如圖2所示。

圖2 區(qū)塊鏈的基本數(shù)據(jù)結(jié)Fig.2 The basic data structure of the blockchain

每個(gè)區(qū)塊的信息由哈希函數(shù)抽取計(jì)算后生成一個(gè)哈希值存放在下一個(gè)區(qū)塊中，這也就是區(qū)塊的數(shù)字簽名。

2.3 區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

區(qū)塊鏈創(chuàng)新地融合了關(guān)鍵技術(shù)和架構(gòu)設(shè)計(jì)，具備了前文所述的幾種優(yōu)點(diǎn)。

3 區(qū)塊鏈在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系

智慧農(nóng)業(yè)既是一種發(fā)展理念，也是一種綜合技術(shù)應(yīng)用。隨著智慧農(nóng)業(yè)的規(guī)模發(fā)展，也相繼引發(fā)了大數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)的實(shí)可靠性、挖掘分析、網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題，智慧農(nóng)業(yè)如何持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，就是如何成功應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題。所以，區(qū)塊鏈恰逢其時(shí)地興起了，為智慧農(nóng)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定基礎(chǔ)[4]。

區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中將起著兩點(diǎn)重要的作用:（1）它與人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)和等技術(shù)一起構(gòu)成智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵支撐技術(shù)；（2）區(qū)塊鏈也承擔(dān)著維護(hù)數(shù)據(jù)安全、建立誠(chéng)信機(jī)制、傳遞價(jià)值等重要的工作。

3.2 區(qū)塊鏈幫助農(nóng)產(chǎn)品溯源試點(diǎn)實(shí)例研究

區(qū)塊鏈具有的特征，結(jié)合農(nóng)業(yè)的智能化，變革已在進(jìn)行中。例如，中新互聯(lián)互通項(xiàng)目中，已經(jīng)有新加坡的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在重慶榮昌建立智慧農(nóng)場(chǎng)，給榮昌豬打電子標(biāo)簽進(jìn)行監(jiān)控。在生產(chǎn)鏈上的各個(gè)主體部署區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)，將傳感器收集的數(shù)據(jù)通過(guò)實(shí)時(shí)或離線等方式寫成區(qū)塊鏈中無(wú)法篡改的電子證據(jù)，這樣使造假的成本大大提升，有利于理清供應(yīng)鏈各方的責(zé)任界限。此外，區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，有利于企業(yè)追本溯源，實(shí)時(shí)搜集的數(shù)據(jù)，及時(shí)了解農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的最新進(jìn)展，采取必要的應(yīng)對(duì)措施，增強(qiáng)多方協(xié)作。區(qū)塊鏈技術(shù)具有低成本、高效率、分布式、全網(wǎng)記錄、安全可靠等特點(diǎn)，應(yīng)用在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上能夠降低監(jiān)管成本和交易風(fēng)險(xiǎn)，提高可信度。

3.3 區(qū)塊鏈幫助食品安全問(wèn)題的確認(rèn)和追查

三聚氰胺、瘦肉精、非洲豬瘟、過(guò)期熟食等引起消費(fèi)者的信任危機(jī)，給國(guó)家發(fā)展誠(chéng)信社會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。食品溯源系統(tǒng)能夠標(biāo)識(shí)食品來(lái)源，提供其從生產(chǎn)到餐桌全過(guò)程中的詳細(xì)信息，一旦發(fā)生了食品安全事件，通過(guò)溯源系統(tǒng)可以快速準(zhǔn)確地定位到問(wèn)題環(huán)節(jié)，明確責(zé)任主體。這是食品安全管理和控制的有效方法之一。區(qū)塊鏈技術(shù)可用于解決傳統(tǒng)追溯系統(tǒng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)完整性缺失和去中心化等問(wèn)題，針對(duì)性地解決目前食品溯源系統(tǒng)中面臨的問(wèn)題，從而增加消費(fèi)者的信任度，拓展市場(chǎng)空間。

3.4 區(qū)塊鏈幫助特色農(nóng)產(chǎn)品的溯源和防偽

產(chǎn)品供應(yīng)鏈的溯源和產(chǎn)品防偽也是區(qū)塊鏈技術(shù)有很大潛力的一個(gè)應(yīng)用方向。當(dāng)前區(qū)塊鏈防偽主要應(yīng)用在一些附加值比較高的產(chǎn)品或場(chǎng)景中，例如奢侈品、重要藥品、跨境電商等。傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在信息化程度不高、各個(gè)主體較為分散致使信息流通不暢、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后等情況。隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的完善，用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行特色農(nóng)產(chǎn)品的溯源和防偽也成為可能，農(nóng)產(chǎn)品和食品可以追溯的信息也不再只是生產(chǎn)日期、產(chǎn)品質(zhì)量合格等級(jí)、添加成分等，還能包括原產(chǎn)地情況、生產(chǎn)過(guò)程工藝等更深度的信息，相關(guān)研究有很大的應(yīng)用潛力和價(jià)值。

高品質(zhì)高附加值的特色農(nóng)產(chǎn)品，例如榮昌豬肉、陽(yáng)澄湖大閘蟹、青海牦牛肉、新疆羊肉等，由于市場(chǎng)紅利巨大，普遍會(huì)遇到被仿冒的問(wèn)題。消費(fèi)者缺乏足夠的渠道難以鑒別真?zhèn)?，消費(fèi)者權(quán)益難以保障，原產(chǎn)地農(nóng)戶和廠家也會(huì)被仿冒產(chǎn)品沖擊而影響收入和品牌聲譽(yù)，并且這類仿冒產(chǎn)品如果沒(méi)有食品安全問(wèn)題的話往往很難發(fā)現(xiàn)、監(jiān)管、認(rèn)定。

仿冒特色農(nóng)產(chǎn)品常見(jiàn)的造假方式包括農(nóng)產(chǎn)品的品相仿冒、農(nóng)場(chǎng)和廠商信息造假、防偽標(biāo)簽造假、經(jīng)銷商信息造假、篡改虛假物流信息等。利用區(qū)塊鏈技術(shù)的信息公開(kāi)透明、分布式架構(gòu)難篡改、可向上追溯等特性，可以有效的針對(duì)這些造假手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，從根本上消除造假的空間。如果采用區(qū)塊鏈方案來(lái)防偽，可能采取的路徑包括:認(rèn)證農(nóng)場(chǎng)資格，對(duì)農(nóng)場(chǎng)和產(chǎn)地信息、認(rèn)證農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)品的出產(chǎn)日期和每批次數(shù)量、銷售數(shù)據(jù)、物流信息等都上傳區(qū)塊鏈登記，建立基于區(qū)塊鏈技術(shù)的信息追溯系統(tǒng)。有了這些不可被篡改，并且可被查看、追溯的區(qū)塊鏈登記，消費(fèi)者通過(guò)掃碼等方式就可以一次確認(rèn)上述個(gè)環(huán)節(jié)的信息，消費(fèi)者權(quán)益得到保障，品牌的信譽(yù)得到維護(hù)，合法農(nóng)戶和廠家的利益也得到保障。

上述的兩類農(nóng)產(chǎn)品追溯方向研究的重點(diǎn)在于如何在農(nóng)產(chǎn)品追溯中有效的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，將區(qū)塊鏈恰當(dāng)植入溯源體系，并對(duì)采用方案后的溯源體系的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際案例與具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)論證設(shè)計(jì)方案的有效性。

4 結(jié)論

綜上所述，本論文分析的關(guān)鍵問(wèn)題是如何在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈追溯中有效的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，分析基于區(qū)塊鏈技術(shù)的溯源體系的運(yùn)行機(jī)制，并結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景與實(shí)際案例來(lái)論證設(shè)計(jì)方案的有效性，例如農(nóng)產(chǎn)品防偽、食品安全。通過(guò)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的類型與問(wèn)題分析、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合領(lǐng)域分析、區(qū)塊鏈在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了更具體的研究。