物聯網和區塊鏈技術在農產品安全領域應用探析

汪垚

[摘要]隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平也在逐步提高，大眾對于食品安全以及品質的追求也在不斷提升，越來越多的人開始青睞于綠色有機食品。但是目前所謂的綠色食品也越來越多，導致消費者無法識別其真偽，其根本原因就是缺乏有效可追蹤的數據進行真偽性的支撐。物聯網技術和區塊鏈技術在食品安全領域的應用，特別是區塊鏈技術不可逆、分布式數據庫等特點可以為農產品等食品提供可靠的生產數據，這些數據都是能夠追溯且不可能改的，可以有效的解決食品領域的信息不對稱問題，助力現代農業的快速發展。

[關鍵詞]食品安全;區塊鏈;物聯網;信息不對稱

[中圖分類號] TP393.08 [文獻標識碼]A

1 前言

目前我國正處在農業供給側改革的重要節點，因此，近期國家多次發文要確保農產品質量安全，而農產品安全保障系統的建設更是刻不容緩，同時這項工程也是國家適應國際間競爭以及居民消費升級的必經之路。隨著居民消費水平的提升，普通民眾對于有質量保證的高端農產品接受程度也在逐步增大，但是由于高端農產品也存在信息不對稱的狀況，導致大眾對于產品質量依然抱有懷疑的態度。目前，在農產品領域，供求的信息不對稱問題是個普遍存在的問題，而安全保障性信息無法有效、真實的傳遞到消費者手中，是農產品安全性問題的一個主要原因，也是普通消費者目前最為關注的一個問題。

2 農產品安全問題現狀

我國是人口大國，隨著人們生活水平的不斷提高，食品安全也越來越引起人們的重視。目前，我們國家的農產品供給中，粗放式的種植和不透明的原材料供應模式依然占據較大比例，而這種方式也不可避免的存在質量管理上的部分缺失，從而導致食品安全問題頻發。

導致食品安全問題的原因是多方面的，以我們比較常見的果蔬等農產品為例，造成其質量問題的原因就是多種多樣的。首先，在其源頭，也就是其種植的土地，有可能因為土壤成分、水分等問題，導致種植出來的農產品質量上得不到保障;其次，即使種植出來的農產品是安全的，但是還需要經過運輸、儲運等多個環節才能夠到達市民的餐桌上，在運輸和存儲環節，若技術上達不到要求，也會造成食品的腐爛變質，更有甚者在運輸過程中還會使用違規的化學試劑以達到保鮮的效果，這都會給食品安全帶來隱患;另外，在最后一個銷售環節，售賣者很可能使用化學方法對農產品進行保鮮，以確保其銷售利潤，這也會對食品安全造成很大的影響。

因此對于農產品的安全問題，單獨從某一個環節進行監控，是沒辦法確保其最終質量的，必須對產品的生產、儲藏運輸、銷售等整個過程都進行嚴密的監控，才可以使得民眾吃到真正安全的食品。

3 農產品信息不對稱原因分析

由于產品的真實信息無法傳遞到消費者手中，因此對于一些真實的綠色產品，消費者也會抱有一種懷疑的態度，這就導致了很多正真綠色的農產品并不能實現高價格出售。所以，分析信息不對稱問題存在的原因，并加以解決，是當前農產品安全面臨的一個重要問題。

3.1 信息不透明

對于一般的農產品來說，我們在購買的時候，是沒有辦法獲取其在種植生產時，是否使用了農藥、農藥的殘余量是否達標、在運輸和倉儲等過程中是否使用了化學防腐劑、售賣點出售的農產品是否使用了保鮮劑等信息，對于一些保質期較短的食品，我們也無法知道其具體的采摘時間。對于消費者而言，所購買的農產品的質量安全信息，可以說是毫無知曉，所以對于高端農產品持懷疑態度也在情理之中。很多時候，普通民眾對于農產品的好壞、是否有機等信息的判斷，只能靠自己的經驗去推測，在這個過程中，消費者往往會選擇看起來比較新鮮的農產品，而這些農產品又恰恰可能是使用了農藥或者化學試劑進行保鮮的，這些存在安全問題的產品反而受到了大眾的歡迎，從而導致了正真有機的農產品由于外觀問題而被市場拋棄，也就是所謂的劣質農產品驅逐綠色農產品的現象。信息的不對稱也使得我們無法去追蹤農產品的真實信息。

3.2 信息不可靠

3.2.1 數據易修改。一些農產品生產者，為了提升自己的品牌，都會對自己的產品進行產地信息等注冊，并將自家的產品貼上標簽，以此來區別于一般的農產品。但是這種標示，只是一種簡單的聲明，并不是每個產品與數據信息的真實綁定，這種標簽所代表的信息是可以進行修改的，而且非法生產者還可以仿這種標簽并貼在自己的產品上，從而造成市場的混亂，導致消費者不確定到底該相信哪些信息。

3.2.2 數據的采集不可靠。在傳統的農業系統中，農產品信息的采集，大多是通過人工的形式進行收集并錄入的，這種方式，使得信息造假的成本很低，因此，在初始的數據可靠性上就得不到保障。譬如，錄入信息的人員，可以對數據進行刷選，只留下對產品有利的信息，抹掉不利信息，這就導致信息的真實性存在很大的疑問。

3.2.3 數據存儲不可靠。在傳統的防偽數據系統中，其數據的存儲往往是中心化的存儲，這種存儲方式，存在著被數據控制人員修改的可能性，而且中心化的方式也容易導致網絡攻擊，因為這種存儲的模式，都是依靠一個中心數據庫，攻擊者只需要攻破這個數據庫，就可以對所有的數據進行破壞，而且還會對整個存儲系統造成極大的安全隱患。

4 解決方案探析

要想使我國農業可以長遠發展，一定要解決信息不對稱問題。解決信息不對稱的主要措施就是建立一套農產品安全信息的溯源體系，使得農產品所有信息可查可信賴。基于物聯網技術的信息溯源系統，能夠進行數據的綁定，即利用物聯網系統中的傳感器來綁定具體的農產品生產，從而實現將現實世界與虛擬數字領域的關聯，并且確保了這種關聯是唯一的。利用各種傳感器將農產品的各種數據上傳，過程中沒有人工干預，從而確保了原始數據的可靠性。數據的存儲也是解決信息不對稱的重要環節，區塊鏈技術可以很好地解決數據存儲中遇到的各種問題。區塊鏈技術的特點就是去中心化和分布式數據庫等，非對稱加密以及時間戳等技術的應用，使得數據無法私自修改，保障了數據的完整性。

4.1 數據源頭

農產品數據的來源，就是依靠物聯網系統中各種傳感器進行采集。傳感器首先將采集到的各種原始信號轉換為電信號，再變換為利于在現代網絡中進行傳輸的各種信號，通過網絡進行傳輸。這些數據會被傳輸到數據中心進行收集，然后再根據規劃的時間節點傳輸到基站，再對外傳遞。

4.2 數據存儲

在傳感器將原始數據收集以后，數據的存儲也是比較重要的環節，要確保整個存儲過程數據的完整性和可靠性，這個時候需要利用區塊鏈技術，將原始數據上鏈。由于傳感器每時每刻都在采集數據，因此原始數據量會非常巨大，無法直接傳輸到區塊鏈上，此時可以將數據先存放在分布式文件存儲系統中。區塊鏈系統會使用對應的算法將存儲文件的摘要進行對應的計算，然后發布到鏈上，再將計算的返回值進一步存到數據庫中，從而得到該文件的時間戳以及數字簽名等信息，并存放在區塊鏈上，這樣存儲系統中的文件將無法再進行任何修改。

4.3 數據驗證

在農產品最終被民眾購買后，消費者可以通過農產品上的RFID芯片，查詢該產品的生產地、采摘時間、用藥用肥情況、存儲運輸等具體情況，而且可以通過區塊鏈最后的交易地址信息，去核對查詢，通過比對獲得信息的文件數字簽名與區塊鏈上的簽名和時間記錄等是否一致，進而確定該產品的信息是否被修改。

5 結語

我國當前正處在農業供給側改革的關鍵時期，農產品的安全問題是一個急需解決的重要問題，這關系到廣大群眾的日常飲食安全，也是發展新型農業所要面臨的一個嚴峻挑戰。物聯網技術和區塊鏈技術在農業中的應用，可以為當前農業安全問題的解決帶來新的思路，并提供完整有效的解決方案，使得農產品從生產、采摘、運輸、儲存到銷售整個流程的安全性數據都能夠利用區塊鏈技術，實現安全可靠的收集、傳輸，而且消費者可以獲取這些信息，可以方便地判別農產品的優劣，從而使我國農業朝著好的方向良性發展。

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