區(qū)塊鏈技術(shù)下農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)研究

張夢琦

一、引 言

我國是農(nóng)業(yè)大國，傳統(tǒng)粗放型的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，而區(qū)塊鏈新時代技術(shù)的發(fā)展趨勢，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路提供了新思路。區(qū)塊鏈新技術(shù)能夠保證數(shù)據(jù)的安全，不可篡改，使數(shù)據(jù)記錄更加透明，使消費者可以對農(nóng)產(chǎn)品流通的每一個步驟都了如指掌，大大提高可信度，從而使其在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈方面得到了快速發(fā)展。在鄉(xiāng)村振興背景下，我國農(nóng)村地區(qū)雖然已經(jīng)初步形成了廣覆蓋、多層次、多元化的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系，但是質(zhì)量安全不確定等問題依然存在。因此，對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的溯源系統(tǒng)的構(gòu)建顯得極為重要，“區(qū)塊鏈+農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈”的模式就是重點研究如何解決區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源方面的問題。

二、研究現(xiàn)狀

2020 年中央一號文件明確提出加強現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)的具體要求，并將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的建設(shè)上升到全新的高度。關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的研究，早在2004年時，就有學(xué)者在農(nóng)產(chǎn)品物流的研究中應(yīng)用了供應(yīng)鏈理論，并提出了供應(yīng)鏈應(yīng)該如何適應(yīng)于農(nóng)產(chǎn)品管理的建議。自此，與農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈相關(guān)的研究蓬勃發(fā)展，在知網(wǎng)以“農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈”為關(guān)鍵詞進行檢索，共得到4 383 篇有關(guān)文獻。而基于區(qū)塊鏈技術(shù)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的研究則是在2017年才開始的，而且已經(jīng)有115篇相關(guān)文獻。隨著時代的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品區(qū)塊鏈研究方面的問題開始出現(xiàn)，當(dāng)初的管理結(jié)論已經(jīng)慢慢跟不上時代的節(jié)奏了。雖然區(qū)塊鏈作為新技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的研究剛剛開始，但是其具有的去中心化、分布式存儲、開放透明、共識機制、安全性、信息加密、匿名性等特點，為適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理過程提供了重要途徑。

經(jīng)過近20年的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈已經(jīng)初具規(guī)模，但是從一些研究案例中，可發(fā)現(xiàn)存在以下問題。一是用戶之間缺乏信任。農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上下游用戶之間的關(guān)系主要是簡單的買賣關(guān)系，彼此間沒有安全感，相互不信任，未形成利益共同體，穩(wěn)定性差。二是用戶之間獲得的信息嚴重不對稱。在整個供應(yīng)鏈上，不同階段的用戶憑借不同的角色參與其中，掌握的信息非常不對稱。為了維護自身利益，相互之間不共享信息，信息壁壘嚴重，導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)供銷過程脫節(jié)。三是獲得的信息安全得不到保障。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)都積累了大量的數(shù)據(jù)，成為參與該環(huán)節(jié)用戶的重要資產(chǎn)，但是因為用戶的隱私及商業(yè)機密等沒有辦法得到保障，也進一步限制了整個供應(yīng)鏈信息的共享。四是供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)效率低。農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)主要依賴生產(chǎn)者個人意志，如果沒有經(jīng)過統(tǒng)一的調(diào)度，用戶信息資源利用率就不會高，就形不成優(yōu)勢互補來增強競爭力。五是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到保證，難以追溯源頭。當(dāng)前，追溯系統(tǒng)大部分以中心化的方式建設(shè)，由中心機構(gòu)提供信任擔(dān)保，但是用戶對中心機構(gòu)的公信力存在很大質(zhì)疑。所謂眼見為實，如果不是親眼所見供應(yīng)鏈的全過程，很難相信農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全；但是如果全部可見，也會出現(xiàn)很多問題：一方面是因為商業(yè)機密，另一方面是因為數(shù)據(jù)比較復(fù)雜且難以操作。

因為農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在的傳統(tǒng)問題，開放共享數(shù)據(jù)是必然的趨勢。信息使用的邊際收益是遞增的，所以當(dāng)信息傳播分享的范圍越廣，其創(chuàng)造的價值就越高，而信息大范圍流動的兩大前提是線上、線下數(shù)據(jù)共同化以及數(shù)據(jù)的開放分享。根據(jù)多次研究和假設(shè)分析發(fā)現(xiàn)，利用區(qū)塊鏈去中心化、去信任的優(yōu)點可以集體維護一個可靠的且具有公開透明特征的分布式數(shù)據(jù)庫。同時，可利用區(qū)塊鏈自身的密碼學(xué)算法，將這些數(shù)據(jù)進行加密存儲用以保證信息安全，其對于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈是一個切實可行的技術(shù)方案。

基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈方案設(shè)計，應(yīng)該注意以下幾個原則: 開放數(shù)據(jù)共享流通渠道，數(shù)據(jù)交易流程需要合法、嚴密，交易數(shù)據(jù)應(yīng)該公開透明，數(shù)據(jù)加密存儲安全可靠，交易記錄可追溯、可查詢、可申訴，隱私數(shù)據(jù)歸屬各成員所有。因為農(nóng)產(chǎn)品的種類比較多，生產(chǎn)具有地域性以及周期性的特點，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈可以根據(jù)地區(qū)性、農(nóng)產(chǎn)品種類以及市場定位三種類型分別建設(shè)，針對當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，建設(shè)符合自身條件的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)。

自將區(qū)塊鏈應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈開始，便是將其應(yīng)用于構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)，在農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、存儲、物流、銷售等環(huán)節(jié)包含著溯源需要的基礎(chǔ)信息，是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈全過程追蹤溯源的保障。根據(jù)區(qū)塊鏈的特性構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈系統(tǒng)，基本構(gòu)架可以分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層，而區(qū)塊鏈主要作用于數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層和應(yīng)用層。在此系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)層就是運用數(shù)字化方式將采集到的農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行分布式存儲；網(wǎng)絡(luò)層主要承擔(dān)的是將農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行傳播并驗證；共識層則通過采用拜占庭容錯協(xié)議，以保證這些數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳播和存儲過程中不會被惡意節(jié)點篡改，確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性；應(yīng)用層為供應(yīng)鏈上不同的用戶提供對應(yīng)的權(quán)限和接口，供應(yīng)鏈上的每個用戶都可通過此系統(tǒng)界面，向區(qū)塊鏈輸入指定農(nóng)產(chǎn)品的主要信息。與此同時，相關(guān)用戶也能通過相應(yīng)的系統(tǒng)平臺，對農(nóng)產(chǎn)品進行查詢、追溯和驗證，政府權(quán)威機構(gòu)則需要負責(zé)制定標準，進行實時監(jiān)督。

基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)架構(gòu)的研究還有很多，本文摘選一個比較典型的架構(gòu)進行分析，如果有興趣可以參見張曉蝶構(gòu)建的系統(tǒng)。但是值得注意的是，知網(wǎng)上155篇論文中并沒有具體呈現(xiàn)哪一家企業(yè)或者地方應(yīng)用了該系統(tǒng)，說明該系統(tǒng)只是處于理論建設(shè)中，并沒有應(yīng)用于實際。

三、結(jié) 論

本文通過對近3年關(guān)于區(qū)塊鏈構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的文章進行分析，得出區(qū)塊鏈技術(shù)具有的去中心化、分布式存儲、開放透明、共識機制、安全性、信息加密、匿名性等特點，使其在追蹤現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文系統(tǒng)梳理了傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在的問題、區(qū)塊鏈應(yīng)用的可行性以及應(yīng)用的原則，并摘選了基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的邏輯架構(gòu)。該架構(gòu)將區(qū)塊鏈應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的框架摘列出來，為簡要了解和分析基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)提供了便利。