區塊鏈技術在農產品供應鏈的應用與挑戰

江雪 王旭

[摘要]現階段，區塊鏈技術在農業方面應用相對較少，以善糧味道為首的區塊鏈數字共享農場將區塊鏈技術與農產品供應鏈結合起來，可以為傳統農產品供應鏈領域帶來重大變革，注入新的活力。但是現階段區塊鏈與農產品供應鏈結合仍然面臨巨大的挑戰，用戶接受程度低，需要加強技術、監管和人員培訓等方面的建設。

[關鍵詞] 區塊鏈技術；農產品供應鏈；善糧味道

[中圖分類號] F323；F49 [文獻標識碼] A

1 區塊鏈概述

1.1 區塊鏈技術

區塊鏈是基于密碼學算法產生的，即在各個網絡節點中采用特定的密碼學算法得出一個個數據塊，每個數據塊都是組成區塊鏈的個體，然后根據時間順序有序的鏈接在一起成為一個數據鏈，這個數據鏈由網絡中所有節點共同維護，最終形成分布式的數據庫系統，并且具有去中心化的特質。區塊鏈生成和更新數據是通過分布式節點共識算法來進行的、驗證與存儲數據是通過鏈式數據結構來進行的、編程和操作數據是由自動化腳本代碼組成的智能合約來完成的、數據傳輸和訪問的安全是通過密碼學的方式保證。

根據區塊鏈的性質又可以分為公共區塊鏈（Public blockchains）、聯盟區塊鏈（Consortium blockchains）和完全私有區塊鏈（Fully private blockchains）

1.2 區塊鏈技術的特征

1.2.1 去中心化。區塊鏈采用的是分布式核算和存儲，每一個節點都可以儲存和讀取數據，區塊鏈中的數據塊由系統中的每一個節點來共同維護，區塊鏈中所有的節點都是一樣的，沒有主次之分，任意一個或少量節點停止或者丟失都不會影響區塊鏈整體的運行。

1.2.2 去信任化。區塊鏈的產生建立在有著固定的算法的密碼學基礎之上，區塊鏈中流轉的信息都經過各個節點的確認，無須通過公開身份的方式讓其他節點產生信任。同時，區塊鏈的數據庫和運行方式是公開的，在其規則和時間范圍內，信息必須得到其他所有節點的確認，因此節點之間的交易無需擔心虛假信息。

1.2.3 開放性。區塊鏈的數據是公開透明的，每個人都能通過公開節點查詢區塊鏈數據和開發相關應用（交易各方的私人信息是被加密保護）。區塊鏈是由其中所有具有維護功能的節點共同維護的，每個節點都可以任意讀取區塊鏈中的信息。

1.2.4 信息不可篡改。區塊鏈中所有節點都有完整數據庫的復制拷貝，同時系統會自動比較，認定出現相同數據記錄次數最多的為真，除非能夠掌握區塊鏈中超過51%的節點的計算力，否則修改少量節點的數據庫是沒有用的，而且區塊鏈將會永久存儲經過驗證的信息。

2 區塊鏈技術在農產品供應鏈方面的應用——以

善糧味道為例

善糧味道是“中南建設”聯合“北大荒”成立農業區塊鏈技術平臺公司，其采用大規模集約化土地資源和高度組織化的管理模式，建立了“交易平臺+生產基地+農戶”管理模式的封閉自治農業組織。以北大荒集團的優質土地建立的全球范圍內處于領先地位的區塊鏈數字共享農場和覆蓋全國的共享云農場，覆蓋種植生產全過程的運營管理體系，以物聯網及人工智能為基礎的智能終端，實現作業全程數字化、信息化、管理智能化，為消費者提供優質的生產服務。

2.1 數據真實可靠

善糧味道采用高度組織化的管理模式，利用土地資源集約化，將收割機、物流車、曬場、倉儲加工站等信息并入善糧味道的區塊鏈信息鏈中，形成智能化區塊鏈的封閉自治農業體系。開發的智能終端——農工寶，每一個智能終端都有綁定的硬件編號，能自動獲取時間信息、地理信息和基礎性種植信息與管理數據，通過智能終端實現糧食種植物聯網化。傳統農產品供應鏈中的每一個階層，包括供應商、制造商、分銷商、客戶，每個身處這條交易鏈上的人，都會對交易信息進行記錄，保證交易安全進行。

2.2 質量安全可追溯

傳統農業產業化過程中，消費者對生產者的生產信息缺乏了解渠道，對糧食生產信息的信任度較低。善糧味道在區塊鏈技術的基礎上開發出的農產品追溯系統，可以保證數據一旦記錄到區塊鏈賬本上將不能被改動，依靠不對稱加密的數學算法從根本上消除了人為因素，讓糧食安全信息變得更加透明，與市場權威檢測機構進行系統對接，為糧食交易提供品控保障。

2.3 供應鏈管理效率提高

善糧味道平臺利用區塊鏈技術的數據不可篡改和交易可追溯兩大特性，徹底解決了傳統農產品供應鏈的產品流轉過程中出現的假冒偽劣問題，使供應鏈管理效率獲得極大增強。平臺的交易各方之間的信息公開透明，信息流轉度和可信度高，消費者可實時追蹤訂單情況，訂單履約信用合約，合約條款區塊鏈程序化，系統自動執行合約結果，有效解決交易各方合約信用問題。一旦供應鏈系統運行過程中出現的問題，參與各方能夠及時發現并找出相應的解決辦法，從而提高供應鏈管理的效率。還可以在供應鏈體系內各參與主體之間發生糾紛時實現舉證與責任追究，有效避免供應鏈內糾紛的發生。

2.4 農村金融更加方便

缺乏信用抵押機制使得農民貸款整體上比較難。區塊鏈技術的信息透明度高、篡改難度高、使用成本低，以其點對點交易的特點取代中心化的管理，完善其信用數據，利用程序算法自動記錄信息并存儲至區塊鏈網絡的每一個節點上。善糧味道與各大金融機構合作建立善糧農業新金融平臺，搭建起了農業新金融信息服務平臺，服務于包括農戶、貿易商、物流商、倉儲商在內的全產業鏈階層，提供貸款、保險、代付代扣、信用查詢、第三方支付等全方位的服務。

3 區塊鏈技術與農產品供應鏈結合存在的問題

3.1 用戶接受程度

新技術的應用往往會對原來的農產品供應鏈模式造成巨大的改變。采用區塊鏈技術革新農產品供應鏈模式，勢必將大范圍更新引進新型技術設備，這將會增加農產品的生產成本。同時，采用區塊鏈技術后，勢必將需要引進高層管理人員，這些管理者的薪資將會增加管理成本。因此銷售的農產品價格將高于原有的食品，大眾群體可能不會為此買賬，進而限制農產品產業鏈中各個階層的投資意愿。所以在目前階段，區塊鏈技術的應用規模不大，用戶接受程度不高。

3.2 51%攻擊問題

區塊鏈采用的是分布式核算和存儲，每一個節點都可以儲存和讀取數據，區塊鏈中的數據塊由系統中的每一個節點來共同維護，因此從理論上來講，如果掌握全網超過51%的計算力，那么區塊鏈上數據信息就可以被篡改和偽造。而且善糧味道采用的是聯盟區塊鏈，聯盟區塊鏈的節點相對比較少，所以數據被篡改的可能性相對來說比較高。

3.3 信息丟失

區塊鏈技術可以保證節點內記錄的數據信息安全，但是用戶自身的隱私信息安全卻很難保證，存在用戶機密信息的泄露、密鑰丟失等現象。同時由于區塊鏈不依賴任何第三方可信機構，網絡上的部分不法分子可能會盜取用戶的私鑰，如果用戶的私鑰被竊取，由于區塊鏈技術的去中心化和去信任化的特點，造成這些犯罪行為難以追蹤，而且用戶丟失區塊鏈信息也很難找回。善糧味道所采用的聯盟區塊鏈結合農場品供應鏈技術，雖足夠便利，但是區塊鏈本身的技術問題導致的用戶個人隱私信息可能會遭到別有用心的人的竊取或泄露。

3.4 人員素質問題

大型集約化農場原本對于基礎人員素質要求不高，但是善糧味道采用區塊鏈技術打造的“平臺+基地+農戶”的標準化管理模式，采用的智能終端隨時需要與“物聯網”平臺連接并上傳數據，要求生產人員掌握全程數字化操控，監督人員及時記錄數據信息，這對于基礎人員的素質還是有一定的要求。現代農業發展缺乏高素質的信息化人才，大多數從事農業的生產人員不懂信息化知識，在運行初期會造成一定的困難。而且區塊鏈技術與農產品供應鏈的結合在世界范圍內都屬于新興領域，原本的管理模式與方法都需要改變，更需要與時俱進，對于管理人員的素質要求比以前更高。

4 對于區塊鏈技術與農產品供應鏈結合提出的建議

4.1 加強推廣

農村基層政府機構應加強農村信息化的宣傳普及，讓更多的農戶了解信息化帶來的好處，并適當給予相應的政府補助和技術支持，鼓勵更多的農戶進行信息化的推廣。其次，需要大力宣傳區塊鏈技術對于食品質量安全的保障，食品安全信息可追溯的作用，突出“放心糧”的概念，使得大眾接受信息化帶來的高附加值，從消費終端向農產品供應鏈前端進行反向推動。

4.2 增加外部監管

區塊鏈的信息雖然看上去近乎不可能被篡改，但是，只要掌握了區塊鏈中的大部分信息節點，那么區塊鏈技術所謂的不可篡改的說法就成了一個笑話。善糧味道采用的是區塊鏈的私有鏈模式，屬于金字塔的監督機構，一層層向下監督，數據信息被篡改的可能性遠高于公有鏈。所以，即使是“去中心化”的體系也需要“中心化”的部門進行監管。區塊鏈技術與農產品供應鏈結合需要提供一個篡改難度極高的“賬本”，不能完全放任不管。可以引入第三方信用中心對其進行監控和實時響應，一旦發現信息篡改立即進行阻止，保證信息的真實可靠。

4.3 保證信息安全

區塊鏈不僅應在理論上，而且要在實踐中確保客戶數據的安全，防范惡意攻擊。對于信息的丟失問題，可以在其私有鏈節點中設置儲備信息的節點，針對消費者的個人信息安全做出相應的保護策略，保證問題發生時消費者能夠及時的找回丟失信息。

4.4 加強專業技術人員的培訓

人才是農業信息化發展的重要因素，只有大量經驗豐富的信息化人才投入到農業經濟發展中，才能使信息化得到有效的利用。首先，要對基礎工作人員進行培訓，學習如何進行數字化操控和數據信息的記錄，不斷提高現有技術人員的信息化水平。其次，要積極引進信息化人才，鼓勵更多的專業人員投入到農業發展中，促進農村的信息化建設。同時，建立一套標準化的管理模式，適應區塊鏈技術帶來的改變。

5 結語

區塊鏈自誕生以來，因其具有的去中心化、去信任化、開放性、信息不可篡改等特性，以及應用的廣泛性，與農產品供應鏈結合起來，可以有效地降低農產品物聯網成本，食品數據真實可靠，糧食質量安全追溯，農村金融更加方便、合理。但同時，也應該清醒地看到區塊鏈技術的局限性，例如51%攻擊問題，信息丟失，以及在現實應用中的成本問題，人員素質問題等等。

區塊鏈技術與農產品供應鏈結合的應用在世界范圍內仍處于起步階段，本文系統地梳理了區塊鏈技術的基本原理、技術、方法與應用，以及與農產品供應鏈結合后存在的問題與相應的解決建議，以期為未來區塊鏈技術與農產品供應鏈結合的相關研究提供有益的啟發與借鑒。

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