區塊鏈在農產品流通中的應用模式與實施

劉如意 李金保 李旭東

摘要：區塊鏈技術具有信息共享、數據真實安全、信息與憑證可追溯、智能合約等特征，與農產品流通需求存在多重耦合，有助于解決農產品流通中的痛點問題，并在農產品流通中得以局部應用。不過，區塊鏈技術在農產品流通領域的應用尚處于起步階段，存在全產業鏈應用整合程度較低、數據共享與可靠性未能完全實現、農業融資區塊鏈落地難等一系列問題。目前具備可實現條件的農產品流通領域的區塊鏈項目，一是跨境農產品交易聯盟鏈，能夠提高交易的公平性和透明度，降低交易風險，可由核心企業、產業基金、信息技術企業等主體共同參與開發，并建立上下游產業協同關系；二是跨境農產品物流聯盟鏈，能夠實現物流全程可控與費用自動結算，需要在行業內部增強互信并建立協調與激勵機制，同時融合應用多種信息技術；三是農產品溯源聯盟鏈，能夠實現從生產源頭直到消費者的農產品溯源，而為確保全鏈共查共享和監管，需要通過制度設計來賦予鏈上各方信任，應用多種技術、借助線上線下共同作用來防止一切造假；四是高效傳遞價值的農業融資區塊鏈，其基于智能合約的融資征信與自動履約功能可有效滿足農業融資需求，降低征信成本，需要建立風險控制制度、信用自證的認證標準、技術體系以及金融業內部技術業務標準，以實現征信信息跨鏈共享。農產品流通領域任何區塊鏈具體項目的實施都要遵循嚴謹的實施步驟，依次是判斷適用性、開展區塊鏈培訓、構思理論模型、尋找內外部資源合作、開發原型和項目實施。

關鍵詞：區塊鏈；農產品流通；農產品物流；農產品溯源；農業融資

中圖分類號：F323.7文獻標識碼：A文章編號：1007-8266（2020）03-0043-12

一、引言

近年來，區塊鏈成為各國競相發展的一種前沿科技項目。2018年，英國計劃投資1 900萬英鎊用于區塊鏈等新興科技領域[ 1 ]。2018年3月，歐盟委員會批準通過馬士基與國際商業機器公司（IBM）共建合資公司，利用區塊鏈技術為國際航運提供更高效、更安全的服務[ 2 ]。新加坡打造政策特區，大力支持區塊鏈創新[ 3 ]。我國政府提前部署區塊鏈產業，2016年國務院發布《“十三五”國家信息化規劃》等文件，對區塊鏈技術及其應用的發展方向做出了規劃部署[ 4 ]；2019年10月，中央政治局集體學習會議確定將區塊鏈作為一項自主創新技術的重要突破口[ 5 ]。各地紛紛推出相應的政策，以阿里、騰訊、華為、京東為代表的企業加快區塊鏈布局，全國上下掀起了前所未有的區塊鏈學習熱潮。

農業在我國國民經濟中占據著重要的基礎地位。2019年12月21日，習近平總書記在中央農村工作會議上指出，沒有農業農村現代化，就沒有整個國家的現代化，要將農業立國確定為最根本的命題[ 6 ]。農業農村部印發的《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》要求加快推進農業管理服務智能化，健全重要農產品全產業鏈監測和預警體系，加強農產品信息新技術的基礎研發與前沿布局[ 7 ]。農產品流通是農產品價值實現的過程，在調節供需、引導農業生產、提供農業擴大再生產所需要的資金等方面具有非常重要的意義。隨著物聯網、大數據、智能傳感與監控等技術向農業領域的逐漸滲透，我國農產品流通領域信息化建設初見成效，政策與技術的共振將進一步引導農產品流通領域科技革命的到來。

區塊鏈的技術特征與農產品流通需求之間存在多重耦合，可用來解決農產品流通中存在的交易安全、物流監控、產品溯源、農業融資等多方面的需求痛點，對我國農產品流通加快“四流”合一、提高科技含量、降低成本具有積極意義。

二、文獻回顧

區塊鏈技術的普及起源于虛擬貨幣。2008年，中本聰[ 8 ]在一篇論文中首次提出了比特幣的概念，標志著區塊鏈1.0時代的到來。區塊鏈2.0時代以智能合約為特征，智能合約與貨幣的結合在金融場景下具有天生的應用優勢，能夠實現無需第三方介入的跨行跨境轉賬、結算、兌換等功能。作為去中心化和不易被篡改的交易數據分類賬，區塊鏈技術如今被視為一種普遍的共識基礎設施，以此作為底層基礎，可以建立各種應用系統，并應用于各種商業或者非商業場景，這就是區塊鏈3.0時代[ 9 ]。

區塊鏈具備安全、透明、共識、智能合約等核心特征，一旦與農業產業鏈治理的制度邏輯實現耦合，就有望通過提供網絡制度供給打破農業產業鏈治理的信息約束和認知約束，從而誘致當前農業產業鏈制度變遷[ 10 ]。

由于傳統農產品交易流程較長，價格不公平，交易不透明，因此交易主體之間互信程度低。基于區塊鏈技術開發的可供農業食品供應鏈從業人員使用的數據系統，能夠驅動農業食品供應鏈運作的信息化[ 11 ]。區塊鏈能夠解決農產品訂單交易過程中出現的互信問題，在分析傳統訂單交易過程的基礎上設計基于區塊鏈技術的農產品訂單交易平臺，可以實現農產品產地生產環境信息的實時上傳、更新和共享[ 12 ]。

目前農產品物流存在成本高、信息平臺建設滯后、配送效率低、信息追溯難等問題，區塊鏈具有去中心化、非對稱加密、智能合約等特征，有助于實現物流數據加密與共享、物流費用信用支付等功能[ 13 ]。

區塊鏈的基礎框架包括數據網絡層、共識層、數據層、智能合約層和應用層，每一層都有自己的核心功能。其中，數據層可以實現數據錄入、存儲、查詢等功能，結合去中心化的網絡特性，能夠解決農產品溯源體系中存在的數據孤島問題[ 14 ]。以魚肉制品為例，可以借助區塊鏈技術打通魚肉制品的生產、物流、質檢、認證等環節，提供可靠的溯源服務[ 15 ]。

區塊鏈與農業融資相結合，可產生新的應用場景。區塊鏈技術在完善信用體系、改善信息不對稱問題、提高效率、降低成本方面對傳統訂單農業融資具有較大突破[ 16 ]。區塊鏈能夠有效提高農業融資的違約成本，在具體應用上，可與互聯網等信息技術相結合，防止貸款被挪用，有助于精準支農的實現[ 17 ]。

盡管區塊鏈技術有助于供應鏈的透明化，但其發展并非一帆風順，仍然面臨技術、教育、政策、管理等方面的諸多挑戰[ 18 ]。

綜上，國內外學者對區塊鏈技術在農產品流通領域的應用已經進行了一些研究，從技術框架、治理機制、訂單管理、溯源、融資等方面提出了基于區塊鏈的農產品供應鏈解決方案，但也存在一些不足之處。一是研究重點比較單一，并沒有把農產品流通的商流、物流、信息流、資金流作為一個整體來加以研究；二是未能解決農產品流通領域各類區塊鏈項目落地實施面臨的諸多難題；三是沒有提出區塊鏈技術在農產品流通領域實施的具體步驟。

三、區塊鏈技術特征與類型

（一）技術特征

區塊鏈是一種數據庫，由不同的區塊組成，區塊是存儲交易數據的載體[ 19 ]。區塊鏈上的節點彼此連接，彼此背書，共享同一本分類賬，共同維護數據，并通過密碼學原理來確保數據不被篡改。一旦有新的信息添加進來，賬本就會馬上更新，并被其他節點接收。智能合約的出現實現了鏈上自動編程與自動操作，為區塊鏈在各行各業的應用創造了新的商業價值。區塊鏈在技術上的優勢特征比較明顯，主要體現在信息共享、信息安全、信息可追溯、智能合約等幾個方面。

1.信息共享

區塊鏈的核心在于共識機制。區塊鏈作為一種去中心化的數據存儲技術，其上各個節點（參與者）彼此交互，以獲得并同意共享狀態，即區塊鏈網絡中所有的節點都可以共享賬本，鏈上的信息是透明的、可靠的。

2.數據真實安全

區塊鏈基于密碼學原理進行數據保護，只有配合使用私鑰和公鑰，并有超過51%的節點達成共識，才能確認數據的真實性。分布式賬本消除了故障點（Point of Failure，SPF），即使其中某個節點不可用或者被破壞，網絡仍然能夠正常工作而不會受到干擾。可見，區塊鏈技術能夠保障數據的安全。

3.信息與憑證可追溯

每個區塊都由區塊頭和區塊體組成，并被標記上時間戳。區塊頭記錄著上一個區塊的哈希值，區塊的哈希值由交易信息和時間戳利用哈希算法生成。如果上一個區塊的信息發生了變化，那么它的哈希值就會發生變化，與下一個區塊頭記錄的哈希值就會不一致，這個產生變化的信息就不能得到下一個區塊的認可。這就是鏈上數據完全不能被非法篡改的原因。全部數據傳輸是區塊鏈系統中典型的數據傳輸方式，鏈上所有的節點都擁有全鏈賬本的副本，因此任何一個數據的改變都會被察覺到，任何一個數據都能沿著鏈條精準追蹤到它的起源點。

4.智能合約

智能合約是區塊鏈上運行的一段由特定語言編寫的無需人為干預即可自動執行的代碼。當鏈上的數據滿足一定條件時，智能合約就能夠自動驗證并執行事先約定的合同，無需第三方授權就能夠實現值得信任的交易和資產轉移。基于智能合約，可以開發出很多具有商業價值的去中心化應用。

（二）區塊鏈的類型

根據數據的共享程度，區塊鏈可以分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈三種[ 20 ]。公有鏈面向所有人開放，不需要特別的入網批準，任何個人都可以在公有鏈上發送數據或者讀取數據，并且能夠獲得有效確認。聯盟鏈由若干彼此相關的組織共同參與和管理，每個組織控制其中一個或者幾個節點，這些組織通過數據上鏈來實現信息共享和操作交易，并非對所有人開放。私有鏈則是完全屬于個人或者某個組織私有的區塊鏈，數據寫入權限完全掌控在個人或者該組織手中。三類區塊鏈的特征具體參見表1。

目前正在廣泛使用的主流區塊鏈的實現方式有以太坊和超級賬本。其中，以太坊屬于公有鏈，數據保密性不強；超級賬本屬于聯盟鏈，數據安全性高。聯盟鏈不涉及數字貨幣的發行和炒作行為，可控性更強，數據和交易處理能力更強，更適合在實體產業中應用。

四、區塊鏈技術與農產品流通需求的耦合

農產品產業鏈鏈條長，涉及利益相關方多。價格波動、供需關系變化等外部因素以及行業內部信息不透明、各利益相關方之間存在利益沖突、物流系統不完善等內部因素，均會增加農產品流通鏈條的脆弱性[ 21 ]，進而導致信息難以共享、物流過程難以監控、農產品信息難以溯源、農產品生產與分銷企業難以融資等問題。區塊鏈技術能夠解決上述問題，并將對整個農產品流通領域的效益產生質的影響。

如圖1所示，農產品流通包括商流、物流、信息流和資金流，在這四個方面，交易安全、結算快捷、物流可控、產品可溯源、融資方便、主管部門監管便利等需求交叉重疊，成為難以解決的痛點問題。區塊鏈的技術特征與上述需求痛點之間存在多重耦合。將區塊鏈應用到農產品流通領域，能夠破除農產品流通中各相關者之間的利益藩籬，化解沖突，最大限度地消除農產品生產、分銷、物流、融資、監管中存在的信息不對稱問題，提高整個產業鏈上信息的透明度，重建信任體系與利益格局[ 22 ]。

五、區塊鏈技術在農產品流通領域的應用現狀

（一）應用現狀

1.行業分布

截至2019年8月，全球區塊鏈企業達到2 450家之多，其中中美英三國的區塊鏈企業數量位列前三，占據了大半壁江山[ 23 ]。從行業的分布來看，全球大約有61%的區塊鏈企業致力于技術研究與虛擬貨幣開發[ 23 ]。在2019年福布斯雜志公布的全球區塊鏈企業50強中，科技企業有18家，金融企業有17家，食品飲料企業有5家[ 24 ]（參見表2）。在這5家食品飲料企業中，金槍魚罐頭制造商、釀酒制造商、動物營養和農產品制造商、全球食品分銷與加工商以及食品制造商各一家。這5家企業在供應鏈上均處于核心地位。

2019年，我國區塊鏈企業注冊數量呈現出井噴之勢，全年新增經營范圍包含區塊鏈的企業多達11 406家。從其行業分布來看，批發和零售業有5 385家，信息技術服務業有3 091家，租賃與商務服務業有1 680家，而農林牧漁業僅有3家。2019年我國新增名含“區塊鏈”字樣的企業928家，其中批發和零售業有745家，租賃與商務服務業有29家，信息技術服務業有25家，農林牧漁業僅有1家。具體參見表3。

2.技術應用

農產品流通生態系統包括農產品供應鏈、客戶需求滿足及周邊服務等。其中，農產品供應鏈的上中下游以交易相互連接，涉及農機、養殖、采摘、加工、物流以及零售等諸多活動。此外，農產品流通生態系統還要滿足客戶溯源、快捷支付等方面需要以及各種不同的喜好。而融資、農產品品質鑒定、農業技術服務等機構和保險公司則為農產品流通生態系統提供周邊服務。具體參見圖2。目前，國內外農產品流通領域先行開展的區塊鏈應用項目主要集中在農產品溯源、農業融資服務以及大宗糧食交易等方面。

在區塊鏈溯源領域，美國嘉吉公司火雞區塊鏈項目開展得比較早，消費者可以通過在該公司的網站上輸入火雞包裝上標注的標簽代碼來追溯火雞養殖信息[ 25 ]。此外，還有沃爾瑪啟用區塊鏈技術來實現旗下超市生鮮產品的端到端溯源[ 25 ]，螞蟻金服聯合騰訊和中國平安發起“步步雞”項目，可從雞苗養殖開始溯源它們的養殖環境和養殖過程[ 26 ]。

在區塊鏈農業融資領域，中國農業銀行借助區塊鏈技術推出農產品電商融資服務，將農產品電商企業的歷史交易數據上鏈，形成不可篡改的交易記錄并在此基礎上進行信用評估[ 27 ]；中國工商銀行建立金融服務鏈，將精準扶貧助農資金的審批流程上鏈，讓每個流程都責任到人，目前該項目已在貴州省得以開展[28]。此外，一些區塊鏈保險項目也在開展。

大宗農產品交易方面的實踐較少，比較典型的案例是路易達孚公司使用區塊鏈平臺來縮短中美之間大豆交易的時間，讓交易過程涉及的相關合同和文件直接上鏈，以降低交易風險并消除大量文件工作所帶來的額外勞動消耗[ 29 ]。

（二）存在的不足

從現實情況來看，區塊鏈在農產品流通領域的應用仍然處于起步階段，其應用模式尚不成熟，效果也尚未顯現。

1.全產業鏈應用整合程度較低

目前，在農產品流通領域，區塊鏈項目的發起者多為農產品供應鏈的核心企業、信息技術企業以及金融機構，全產業鏈應用整合程度低。這是因為，一方面，區塊鏈應用初期投入大，投資周期長且伴隨著高風險，基礎設施維護成本高，在行業整體毛利率較低的現實下，體量較小的農產品種植養殖企業和分銷商無力承擔高昂的開發和運維成本；另一方面，對大部分企業而言，區塊鏈技術只是一種工具，并沒有注意到其本質上是一種全產業鏈共享思維，尚未建立相應的共享激勵機制。

缺乏全產業鏈參與的區塊鏈無法形成交易閉環并提供基礎性農業服務，也就無法有效地改造上游的生產力、生產技術和生產關系，從而在整個流通效益上只能做到局部優化，不能使整個交易鏈條的成本得到明顯降低。

2.數據共享與可靠性問題未能完全解決

區塊鏈平臺可以承載海量的數據。從目前的實際應用情況看，企業之間的信息壁壘尚未完全打破，全流程動態數據共享仍然存在較多盲點，線上數據與線下實際操作的一致性還不能完全得到保障。

以農產品物流為例，物流流程的碎片化特點十分適合區塊鏈技術的應用，一些領先的物流核心企業也開始尋求在區塊鏈中獲取價值，但是農產品物流領域區塊鏈項目推進的速度比人們預期的速度要慢，將可信數據全程上鏈仍然存在比較大的困難。究其原因，一是物流鏈條上的參與者共享信息的意愿比較弱，產業互信生態還沒有建立起來；二是新一代信息技術在物流流程中的融合應用還不夠。

另外一個典型的例子是農產品溯源。區塊鏈技術能夠保證鏈上的數據不被篡改，但不能保證數據的來源真實可靠。線下分銷商聯合造假或將包裝內的農產品調包等類似事件是無法單純依靠區塊鏈技術來解決的。

3.農業融資區塊鏈落地仍然面臨諸多挑戰

與其他業務場景相比，區塊鏈技術在金融領域的應用比較早，并將金融風險控制的基礎逐步轉變為實物、數據與場景的組合。農業融資區塊鏈作為當前各國競相發展的熱點，相關項目層出不窮，但現有項目只能解決農產品流通企業面臨的一部分融資問題。

第一，在供應鏈上，成員越靠近核心企業越容易獲得更高的融資信用評級和更低的風險控制要求[ 30 ]，而農產品供應鏈的核心企業往往集中在中下游。農產品種植養殖企業、農戶、農民專業合作社、初加工企業等上游主體規模較小且分布區域較廣，位于中下游的核心企業的信用很難傳遞到這些上游主體。以典型的應收賬款質押為例，核心企業對這些賬款進行確權會占用自身信用額度，因此其參與積極性不高。

第二，農產品流通產業鏈上中小微主體的商流、物流、資金流數字化水平偏低，導致其信用自證能力較弱，需要新的科技助力。

第三，各金融機構獨自開發區塊鏈業務系統，尚未形成信用數據共享，這在一定程度上形成了新的信息孤島，且會造成社會資源的重復浪費。

六、區塊鏈技術在農產品流通領域的應用探索

區塊鏈技術價值的彰顯取決于項目能否落地以及是否具有經濟效益。目前，具備可實現條件的農產品流通區塊鏈應用項目有農產品交易、農產品物流、農產品溯源、農業融資等。

（一）跨境農產品交易聯盟鏈

1.應用模式

農產品銷售渠道有多種類型，其中環節最少的是生產者直銷渠道和產地批發直銷渠道，這兩種銷售渠道交易成本低，但適用范圍非常有限，主要面向電商直采、網絡銷售、中央廚房等模式。大部分情況下，農產品銷售歷經環節多、時間長，農產品流通的上下游之間會產生信息不對稱、價格不公平、交易費用高等問題，阻礙農戶增收與市場穩定。近年來，農產品滯銷的消息頻頻出現在新聞媒體中，滯銷數量大，分布區域廣。滯銷與產能過剩存在些許關系，但更主要的原因是生產與消費之間的對接問題。區塊鏈技術在農產品交易領域的應用能夠賦予傳統農業新的時代內涵。隨著“一帶一路”倡議影響的深入，區塊鏈應用的一個典型場景就是跨境農產品交易。具體參見圖3。

跨境農產品交易涉及利益相關者眾多，包括農戶、批發市場、農產品經紀人、農產品出口加工企業、本國和外方外貿公司、海關、口岸、本國分銷商、監管部門等。跨境農產品交易聯盟鏈模式下，上述市場主體作為鏈上的節點，把與農產品交易有關的具有數字簽名的各類可信憑證上傳到鏈上，通過私鑰和公鑰在聯盟鏈內共享，消除信息不對稱、價格不公平、交易不透明等屏障。如果憑證滿足交易要求，智能合約可以實現自動驗證、物權轉移、自動劃賬、自動繳納關稅等功能。海關、口岸和食品安全監管部門可以通過應用程序端口（Application Programming Interface，API）接入的方式進入該聯盟鏈，發布關稅標準、出入境信息、監管辦法、價格指導等官方信息，獲取交易過程中各部門需要的憑證信息，發揮通關放行、出入境管理、市場價格監控等功能。這種模式比較適合大宗農產品的跨境交易，如糧食、蔗糖以及大批量水果的跨境貿易。

2.難題破解

為解決全產業鏈中小微主體上鏈困難，在應用開發上，既可由農產品供應鏈下游核心企業（如龍頭電商企業和“新零售”企業）主導進行，也可由產業基金、信息技術企業以投資的方式參與進來。主導開發企業負責搭建架構，做好模塊和組件，上游農產品種植和分銷企業只要通過應用程序端口加入即可。

此外，企業聯盟還要尊重經濟與技術發展的規律，打造產業學習平臺，締結協同作戰關系，在產業鏈上下游之間建立起產能共享激勵機制，以訂單傾斜、信用數據評價、技術扶持等方式幫助上游企業獲取融資補助，幫助下游鎖定生產資源，促進農產品生產、銷售與監管的對接。

（二）跨境農產品物流聯盟鏈

1.應用模式

農產品作為具有生命特性的動植物產品，其物流組織形式和儲運要求與工業品存在明顯區別。而且，農產品的生產往往具有區域性和季節性，這與消費的分散性存在時間和空間上的矛盾。因此，農產品物流對組織和時間的要求更高。

區塊鏈框架下，農產品流通所有物流環節的數據都被節點組織打包上鏈，在鏈上各方之間共享，確保物流全程可監控。流程最為復雜的跨境農產品物流就是一個典型的應用場景。具體參見圖4。

在跨境農產品物流聯盟鏈中，分布式賬本可以確保每條上鏈信息的可靠性。從農產品被攬貨開始，到裝車封車、陸運、流通加工、裝船離港、海運、到港卸貨、陸運、進入儲存基地，再到配送直至交付等全過程的物流憑證和數字簽名信息都由各節點組織打包上鏈，實現鏈內共享，降低紙質憑證容易丟失損耗的風險。

上述跨境農產品物流聯盟鏈在以下幾個方面具有優勢：一是每張憑證都有與負責人對應的數字簽名和時間戳，不容易被偽造和篡改，一旦貨物在途丟失或者滅失，可以快速找到責任方；二是各節點可在線查詢、實時校對和進行業務的快速對接，實現物流與信息流的完全一致；三是智能合約實現了物流費用的自動電子結算，可以縮短資金周轉的時間，有利于對資金流的有效管理；四是聯盟鏈內部的物流信息被共享，增加了各物流企業與港口、收發貨人之間合作的透明度，提高了彼此之間的互信程度。

2.難題破解

物流行業需要強化內在的互相信任與協同，由行業領導者或者產業聯盟確定協調機制和激勵機制。在區塊鏈管理上，憑借共識和信任，為履約良好的參與者增加一定額度的權益和信用值，讓參與者獲益，從而引導價值取向，保障鏈上所有參與者利益的最大化。

對車載全球定位系統（GPS）、物聯網（IOT）、智能傳感器等輔助工具應融合運用，以確保實時收集和傳送動態物流信息，比如使用裝置著智能傳感器的標準農產品共享托盤、標準農產品物流周轉箱等工具進行儲運動態追蹤和逆向追溯。

（三）農產品溯源聯盟鏈

1.應用模式

近年來，隨著我國國民收入的進一步增長和居民消費的不斷升級，農產品安全問題成為社會關注的熱點，消費者對農產品溯源的需求日益增加。目前，無論是國家立法和各地監管部門的多方位激勵，還是廣大企業的多方努力，都未解決農產品溯源中的防偽問題。溯源碼的偽造和原產地標志的濫用擾亂了市場秩序，損害了消費者利益。農產品溯源聯盟鏈可從農產品種植或養殖開始進行信息記錄，一直到消費者手中，覆蓋整條供應鏈，實現全鏈的共查共享（參見圖5）。

在農產品溯源聯盟鏈中，從生產的源頭開始，農產品種植或養殖環節的生產詳情（包括生產環境、土壤、肥料、飼料等）、質檢報告、原產地證書等信息被上鏈，借助溯源碼或電子標簽等載體來固定信息，隨后的包裝、加工、干線運輸、儲存、配送、抵達零售終端等環節對農產品質量有影響的所有相關操作信息也同樣全部打包上鏈，這些信息區塊以時間戳為依據進行前后次序的排列，不能被篡改。

消費者在零售終端或網絡購物平臺購買農產品后，可利用手機應用程序（APP）或者個人計算機（PC）終端，通過溯源碼或電子標簽追溯查詢農產品的種植環境、質檢信息、原產地信息、加工情況以及流通過程，判斷所購買的是否正品，保護自身消費權益。每條鏈上的參與者都能夠在產品的全生命周期中查看數據，有利于保護參與者自身權益。食品安全監管部門接入農產品溯源聯盟鏈，通過查看數據區塊對農產品種植或養殖、加工以及流通過程中所有的步驟進行監控，進而方便鎖定責任主體。

隨著區塊鏈技術的升級，農產品溯源的顆粒度會越來越小，溯源對象可從一筆訂單縮小到一個單品甚至單個商品。在未來的銷售場景下，哪怕消費者僅僅購買了單個農產品（比如一個土豆或者一顆白菜），也可以通過這個農產品銷售包裝上標注的溯源碼或電子標簽追溯到它從播種到后續流通所有環節的信息。

2.難題破解

在農產品溯源聯盟鏈規劃之初，就應當明確溯源的本質是建立信任機制。這種信任并不是自然產生的，而是由區塊鏈內部的制度設計賦予的。一是需要以協議的形式規定各節點對各自上傳數據的真實性承擔法律責任和商譽損失風險；二是將權威機構引入鏈條，參與全流程監管和信息認證。

為實現防偽溯源，不能僅僅依靠單一的區塊鏈技術，還要與物聯網技術、智能傳感技術、人工智能視覺技術、大數據采集分析技術等結合起來。比如，將農產品生長期間以及收獲時的狀態以圖像的形式上鏈，并與溯源碼、電子標簽、腳環、耳標等身份標志相對應，這樣既可以防止分銷商在流通過程中調包和竄貨，也可以實現精準召回。

此外，在農產品流通的重要集散環節（如區域倉配中心、一級二級供應商節點等）建立配套的第三方快速抽檢體系，使自動監管與主動監管相結合，線上與線下共同發揮作用，防止任何一個環節造假。

（四）高效傳遞價值的農業融資區塊鏈

1.應用模式

農業區塊鏈金融包括融資和保險等，其中推進農業融資是加快我國經濟發展、全面深化改革的重要內容。完善的融資制度可以助力農業健康發展，從而更好地提升農產品流通質量。

區塊鏈技術可以解決農產品流通主體融資征信難題。具體參見圖6。在這種模式下，需要融資的流通主體其企業資質、現有訂單規模、現有設施設備、應收賬款及往期貸款記錄等信息被上傳，這些信息將通過智能合約與信用評級標準進行比對，自動完成信用評級，并形成數字身份區塊。上鏈信息越多，意味著借款方畫像越精確，越有利于減少貸款后履約難等現象。金融機構作為區塊鏈上獨立的節點，可通過與應用程序端口對接的方式，查詢區塊鏈上的數字身份，根據借款方的可抵押物、企業資質、往期借款還款按時履約情況等，決定是否批復貸款申請和確定授信額度。監管機構可以超級節點的身份進入農產品流通主體融資征信區塊鏈，無需再次重復收集、存儲、協調、匯總數據，從而提高監管審核流程的速度和質量，更好地發揮監管的作用。

在自動履約方面，智能合約發揮著非常重要的作用（參見圖7）。農業融資活動既可依托有形的物資所有權，如物權（設施設備的所有權）、貨權（可長期存儲的農產品的所有權），也可依托農產品應收賬款等流動資產。在區塊鏈內部，農產品流通主體、金融機構、保險企業、質檢部門等利益相關方對擬抵押設備、貨物、訂單、應收賬款等的權屬狀態達成共識，形成不可篡改的共享賬本信息，為各方創造可相互信任的環境。智能合約能夠根據借款協議自動鎖定質權（被抵押物的物權），自動劃賬給借款方并完成物權變更；借款方通過智能合約進行相關費用的支付，減少清算延遲現象。同時，智能合約還可自動計算借款方已用的授信額度，調整剩余可用的授信額度，加強風險管理[ 31 ]。

2.難題破解

為促使區塊鏈技術在農業融資業務中高效地傳遞價值，需要解決項目落地的問題。

（1）建立風險控制制度，降低核心企業參與區塊鏈融資業務的風險

以應收賬款融資為例，核心企業應收賬款產生后，由最靠近核心企業的一級供應商將應收賬款記錄到區塊鏈上，再經過其上游多級供應商的分拆流轉，通過數字簽名層層確認，讓信任由核心企業向供應鏈上游傳遞。在質押物融資與保兌融資活動中，同樣需要鏈上各方彼此背書，以維護整個區塊鏈的信用。銀行和監管方基于區塊鏈的可視化查詢功能，監督多層級交易數據的可信度。

（2）建立信用自證體系

一是行業協會、金融機構和監管部門需要事先確定農產品流通主體的信用評級標準以對接鏈上智能合約；二是融合使用多種信息技術，對資產類可質押物進行準確的動態核查，如星際文件系統（IPFS）、三維（3D）攝影技術等。

（3）建立金融業內部技術業務標準

通過跨鏈技術，讓征信信息在各金融機構之間共享，讓金融資源得到更加高效的配置，避免征信工作重復進行。以融資征信區塊鏈作為底層，接入各金融機構的應用層，開發更多、更靈活的金融業務。

七、農產品流通領域區塊鏈項目的實施步驟

盡管區塊鏈技術在農產品流通領域具有廣闊的發展前景，但任何新技術的實施都會打破原有的模式，需要進行嚴謹的論證，并獲得一些適當的資源和組織支持。區塊鏈在農產品流通領域具體項目的實施需要遵循以下六個步驟：

（一）在部署區塊鏈之前，判斷其適用性

如圖8所示，是否啟用區塊鏈技術取決于農產品流通各項業務流程是否需要使用多方數據、是否存在信任問題、業務是否需要存證、數據是否需要在多方之間流轉等，并不是所有的場景都適合采用區塊鏈并能夠帶來效益，企業需要通過判斷其適用性來進行決策。

前面已經討論了區塊鏈的技術特征及其與農產品流通需求的多重耦合，此處利用決策樹能夠更加清楚地判定，區塊鏈安全、可靠、可追溯、不可篡改[ 32 ]的特征有助于促使農產品流通供應鏈上的各節點組織共同創建一個彼此互信的關系。因此，區塊鏈技術在農產品流通領域將大有作為。

（二）開展區塊鏈培訓

在明確了區塊鏈技術的適用性之后，參與農產品流通區塊鏈建設的組織和人員還需要進行完整的培訓以更好地認識區塊鏈。培訓內容應包括但并不局限于區塊鏈的概念、運作原理、技術特征、商業價值、成功范例等。各參與者還要思考農產品流通中可以在區塊鏈上運行的流程以及部署區塊鏈需要支付的成本、可能帶來的風險等。充分的培訓有助于各參與者更好地構思，從而為后續工作奠定基礎。

（三）構思農產品流通區塊鏈的理論模型

在各參與者基本了解區塊鏈并進行了跨組織、跨部門的思考和討論后，農產品流通區塊鏈部署工作就可以進入構思階段了。構思階段需要眾多利益相關者共同參與，合力發掘農產品流通中亟需解決的痛點，跳出各種框架，集思廣益，尋求最合適的應用場景。各參與者需要對不同的構思進行分類，并劃定優先級，進而以此為基礎規劃農產品流通區塊鏈的理論模型。

（四）尋找內外部資源合作

區塊鏈技術新而復雜，各參與者需要與行業聯盟、上下游企業、監管機構合作，尋找技術外包對象，確定技術開發方案，對標行業標準提煉已有的構思，并進行概念測試。在這個步驟中，引入食品安全和質量監管、信貸監管等部門以及金融機構的參與是農產品流通區塊鏈開發成功的重要保障。

（五）開發農產品流通區塊鏈原型

農產品流通區塊鏈原型的開發需要從農產品生產、分銷、物流、監管、融資以及消費者等各方充分收集信息和具體需求，明確所要使用的資源，確定開發的成本預算和時間期限。原型開發出來之后，還要通過一定數量的用戶測試來驗證其穩定性和可靠性，并通過迭代優化不斷加以改良，同時做好安全評估與風險緩釋工作。

（六）實施農產品流通區塊鏈

在這個步驟中，區塊鏈將在真實的農產品流通業務場景中運行。此外，各參與者還要對區塊鏈進行維護，關注各節點動態，做好跟進和記錄，預防系統攻擊，并進行持續優化。

八、結論與展望

區塊鏈的本質是分布式數據存儲賬本以及建立在互信基礎上的共識。區塊鏈的技術特征適合解決農產品流通需求方面的痛點問題。目前，已有一些區塊鏈在農產品流通領域應用的案例，但仍然存在一些不足之處。區塊鏈技術需要被理性地應用于可真正落地的農產品流通業務場景。在跨境農產品交易方面，區塊鏈技術的應用能夠提高交易的安全性、公平性、透明性并實現自動結算；在跨境農產品物流方面，區塊鏈技術的應用能夠實現物流全過程可控與物流費用的自動結算；在農產品溯源方面，區塊鏈技術的應用能夠有效防止偽造，有利于監管與全過程溯源；在農業融資方面，區塊鏈技術的應用有助于農產品流通主體征信工作的開展，并通過智能合約讓履約變得自動化，能夠降低融資成本。上述應用的落地面臨諸多難題，需要各方協同，融合運用激勵機制、制度設計、信息技術、標準對接以及多種工作方法等予以破解。區塊鏈應用項目的具體開展需要多方合作，需要制定科學的步驟，嚴謹布局。

上述研究只是一些初步嘗試。區塊鏈作為一項新的底層技術，如何與原有業務系統融合，如何將其維護成本分攤到鏈上各節點組織，這些問題都需要進一步的學習和探索。展望未來，隨著云計算、機器學習、數字孿生等技術與區塊鏈技術的進一步融合，區塊鏈在農產品流通中應用的場景將會更多，并創造更大的價值。

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Application Mode and Implementation of Blockchain in Circulation of Agricultural Products

LIU Ru-yi1，LI Jin-bao2and LI Xu-dong1

（1.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou，Guangdong510650，China；2.South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong510641，China）

Abstract：Blockchain technology has the technical characteristics of information sharing，real and secure data，information and certificate traceability，smart contract and so on. There are multiple couplings between blockchain technology and circulation demand of agricultural products. Nowadaysblockchain technology has been partially applied in the circulation of agricultural products，but there are still some deficiencies，such as the low degree of application integration of the whole industrial chain，the failures of data sharing and reliability，and the difficulties of the implementation of the agricultural financing blockchain. There are some application scenarios. First，the alliance chain of agricultural products cross-border trade can improve the fairness and transparency of trade and reduce the risk of trade；and it can be jointly developed by core enterprises，industrial funds，and information technology enterprises to establish the upstream and downstream industrial synergy. Second，the alliance chain of agricultural products logistics can realize the whole process control of logistics and automatic settlement of expenses；and this mode needs to strengthen mutual trust，establish coordination and incentive mechanism within the industry，and integrate and apply various information technologies. Third，agricultural product whole life cycle tracingblockchain can realize the traceability of agricultural products from production origins to end consumers；and in order to ensure the data sharing and supervision through the whole chain，it needs to give trust to all parties in the chain through system design，and use a variety of technologiesand integrate activities online and offline to prevent any fraud. Fourth，agricultural financing blockchain，which will effectively deliver value，has the function of credit investigation and automatic fulfillment based on smart contract；and this function can effectively meet the needs of agricultural financing and reduce the cost of credit investigation；and the implementation of this application mode requires the establishment of risk control system，certification standard and technical system of selfcertification，as well as the technical business standard agreed by the financial industry，so as to realize cross-chain sharing of credit information. The implementation of specific projects of agricultural products circulation blockchain needs to plan rigorous implementation steps，including judging its applicability，carrying out blockchain training，conceiving theoretical models，looking for cooperation of internal and external resources，developing prototypes and implementation.

Key words：blockchain；circulationofagriculturalproducts；logisticsofagriculturalproducts；traceability；agriculturalfinance