探索區塊鏈技術在種業的應用

秦煥榮 南 軍 張愛瑛

（1 陜西省渭南市臨渭區農業技術推廣中心，渭南 764000；2 陜西省渭南市種子工作站，渭南 764000）

近年來，科技進步正以前所未有的速度顛覆著人們的認知，改變著人們的生活。區塊鏈技術是近年來新興的一項信息處理技術。其本質是一個公開透明、可信賴的賬務系統，它能安全地存儲交易數據，并且無需任何中介化機構的審核，這個過程完全是由整個網絡來完成的。因此，該技術具有區塊化、公開透明、不可篡改和機制的共識等核心特性；通過去中心化、自我管理以及集體維護客觀地記錄真實數據，全程公開透明并且單方面不可篡改，使信息的安全性和真實性得到保障，在如今信息大爆炸的社會背景下，區塊鏈技術無疑具有巨大的吸引力和商業應用前景。

1 區塊鏈的概念和原理

1.1 區塊鏈的概念區塊鏈是指用來管理以時間為記錄順序的數據，并保證數據不可篡改的分布式數據庫，其數據結構是由以時間順序排列的數據塊組成，每個數據塊都包含一段時間內的交易信息，并加蓋時間戳和指向上一個區塊的指針[1]。本質是利用密碼學的方法解決實際問題中進行的搜索查詢、任務提交等一系列操作。目的是提供信任和保障數據安全[2]的措施。

1.2 區塊鏈的基本原理首先，區塊鏈是通過密碼學的方法，讓所有參與者參與記賬的一個分布式記賬方式且集體維護一個可靠數據庫，來解決信任和真實性問題的技術解決方案。其次，區塊鏈是一個以區塊作為基本單元的數據記錄活動。如果把數據記錄比作記賬的話，區塊鏈就是不再依賴中心化的記賬（非中心化），而是通過一種密碼學方式，讓所有參與者隨機記賬，最后把賬本發布給所有參與者保存的一整套技術。最后，在該技術方案中，通過分布式（區塊化）記賬且共同遵守統一標準的規則（共識機制），讓所有人都擁有完全一模一樣的一份賬本（人人都知道），使得所有參與者的信息公開透明，解決了數據的可靠性（真實性），以此建立了信任（任何單方面都不可修改數據，所有人都有權查看）的問題。使用去中心化的數據，可提升數據安全性、降低數據維護成本、推動組織智能化發展。

2 區塊鏈技術的發展和應用

2.1 區塊鏈的發展區塊鏈技術最開始被用于金融領域發行數字貨幣，例如比特幣。比特幣是一種P2P（即點對點）形式的數字貨幣，P2P 的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。比特幣最初由中本聰在2008 年11 月1 日提出，2009 年1 月3 日親手創建了第1 個區塊——比特幣的創世區塊，是第1 個區塊鏈在金融領域的最早應用，號稱區塊鏈的1.0時代，屬于虛擬加密數字貨幣范疇，目前已在全球貨幣市場流通?，F代市場以區塊鏈為底層技術設計的數字貨幣都是起源于此，但又高于此，如以太坊為代表的2.0 時代，不光有幣，還增加了鏈，有幣有鏈。

目前國內區塊鏈的發展不光借鑒了比特幣1.0的區塊技術，還發展了以太坊2.0 的“區塊—鏈”技術，更增加了許多實際生活應用場景，例如為中小企業賦能，讓普通百姓利用碎片化時間給互聯網貢獻數據和流量，并真實參與平臺價值的再分配的i 生活分布式智慧商業平臺區塊鏈3.0 技術，包含幣—鏈—賦能實體。

未來，隨著區塊鏈技術的不斷創新和發展，新的區塊鏈技術會被逐步開發出來，并應用到各個行業的各種場景，從而解決一些目前用傳統技術手段無法解決的問題，并在數字化、智慧化和人工智能化的城市建設中發揮積極作用。

2.2 區塊鏈技術的應用

2.2.1 在金融領域的應用除去數字貨幣，區塊鏈目前也逐漸在跨境支付、供應鏈金融、保險、數字票據、資產證券化、銀行征信等領域開始應用，其目的都是為了降低成本和金融風險，保障資金安全。最初的區塊鏈是比特幣的底層技術，目的是為了解決銀行（中心）和借貸雙方信任的問題而推出了一套算法（共識），由于去掉了銀行（中心）的中介環節，使得借貸雙方都認可（信任），實際上是用技術的手段（區塊）約束雙方履行合約（鏈接）的一種解決方案，因此大大縮減了借貸成本，并打通了地域的限制，讓貨幣在全球市場真正高效地流通起來。

2.2.2 在商業領域的應用在物聯網方面，區塊鏈技術提供了一個解決高成本和信息安全等問題的渠道。區塊鏈所有傳輸的數據都經過系統加密處理，無需再布置信息中心樞紐，節約了巨大的設備成本，也避免了后續昂貴的運營維護費用，并可以確保用戶個人信息更加安全；區塊鏈技術的信用保證體系還使人們可從物聯網采集到最真實也最有價值的數據，并對數據綜合利用，最大限度地發揮數據價值；還可以實現經濟共享，讓終端設備不再是簡單的設備，可以打通不同設備主體之間的信息溝通屏障，促進閑置資源的共用，從而獲得共享經濟利益[3]。

2.2.3 在農業領域在食品和農產品溯源方面，區塊鏈允許系統內多人參與記賬，每個人都有相同的賬本，但每個人或者是機構都不可以刪除或修改賬本的內容，所以信息的透明度、真實性都相對較高，使所有參與記錄的數據無法被更改，實現對數據有效追溯，同時減少不公平報價、記錄產品產地、發展本地化經濟[3]等。通過技術進步解決因食品安全導致的社會問題，提升政府公信力。此外，由于農業生產活動中產生大量資源和能源消耗，影響生態安全，可利用區塊鏈降低資源和能源的浪費。在農業信息化現代化過程中還可利用區塊鏈技術，低成本提升農業的智能化水平。

3 探索利用區塊鏈技術建立種業綜合服務平臺體系（種業鏈）

作為糧食安全的根本和糧食生產的基礎，種子與農民的切身利益息息相關，一旦出現問題損失大、維權難。必須將種子按照特殊流通領域商品看待，解決種子在品種的真實性以及市場監管中缺少執法依據而陷入執法困難等問題。

3.1 內容和作用種業鏈是一個利用區塊鏈技術建立的種業綜合服務平臺，包括種質資源數據信息、育種信息查詢、審定品種和登記信息以及種子市場監管信息等板塊內容，方便涉農企業，行政機關、市場監管機構以及農民自己查詢了解，對照判別，確認解決以及協同生產各環節管理等作用，從根本上解決糧食生產上存在的諸多問題。

3.2 區塊鏈技術在種業服務管理中的應用探討（建立各區塊）

3.2.1 在種質資源保護方面的應用區塊（建立國家種質資源數據庫平臺）種質資源是生物界長期自然演化形成的基因資源，是現代育種的物質基礎，一旦破壞將給農業生產造成無法挽回的損失。伴隨全國第三次農作物種質資源普查與收集行動的進行，資源種類劇增，保存就成為種質資源最重要的環節，但利用又是種質資源普查保護的核心內容。怎樣讓育種者方便查詢、高效利用種質資源材料，選育市場需要的品種，這就需要利用高科技網絡技術來建設國家（地方）種質資源信息平臺和種質資源庫，便于查詢和使用。

3.2.2 育種創新區塊（農作物育種信息查詢服務平臺）長期以來，糧食生產周期長、經濟效益不明顯，導致種業研發中前沿性、公益性育種的投入嚴重不足，種子企業的自主研發投入也十分有限，因此，種業市場上修飾性、模仿性品種增多；加之信息的不公開、不對稱，造成低水平重復品種多，有突破性的原始創新品種少；這些都十分不利于我國農業的發展和糧食安全。通過建立從育種到種子生產各個環節的數據信息查詢平臺，可方便查詢育種方面的信息，減少育種的重復性和低水平性。

3.2.3 品種管理區塊（全國農作物品種審定信息查詢服務平臺）品種審定制度是我國品種管理的重要制度，在實踐中對良種推廣發揮了積極重要的作用，但也存在很多問題，如品種審定與保護脫節、一品多名、多品一名等現象比較普遍，更重要的是查詢和檢測品種的真實性非常麻煩，造成假冒偽劣種子充斥市場，亂象叢生。國務院農業行政主管部門和省、自治區、直轄市人民政府農業行政主管部門是對主要農作物品種審定的法定部門，應建設公共的品種管理服務平臺，要求種子企業和科研院所及高校使用，建立試驗數據的留痕和可追溯性。設立審定通過品種專欄，對特定性狀進行重點源頭追溯。

3.2.4 市場監管區塊（市場監管信息反饋服務平臺）種子市場監管涉及農業、工商、市場監管等多個部門，多環節、多渠道、多形式。為了使農業生產更加規范，并加強聯動執法力度，各部門要心往一處想、勁往一處使，才能真正破解監管中存在的推諉頑疾。首先，《種子法》是保障農業生產，特別是保障老百姓衣食安全來源的重要法律基礎，需要不斷完善、細化法律法規；其次，應對市場亂象嚴管重罰，提高種子生產企業的違法成本，讓不法分子望而卻步；最后，還要靠區塊鏈這一現代化的科技手段建立方便查詢的農業相關法律平臺，開設方便農民學習、查詢和問責農業監管部門的行政管理專欄，方便及時徹底解決存在的問題。

3.3 建立共識機制，有效鏈接各區塊，最大限度發揮最大效能

3.3.1 共識機制的建立共識機制如同人體的大腦一樣有意識，能制定標準、統領全局。對于種業綜合服務平臺體系來說，共識機制的規則制定一定是國家農業行政主管部門來協調種業鏈上的各部門共同商議制定行之有效的標準，讓所有參與者按照標準統一記錄數據信息和共同維護數據庫，確保信息的公開透明和數據的真實性。

3.3.2 有效鏈接區塊鏈是一項依附于互聯網絡，與大數據、云計算、人工智能等同的一種基礎信息數字技術，目的是讓信息系統變得更優化、更公平、更可信、更安全。種業綜合服務平臺體系中的種業鏈把各區塊有效進行鏈接，讓參與的各區塊依據統一的規則真實記錄數據，所有參與者集體共同來維護這個公開透明的可靠數據庫，從而建立信任，起到安全保障作用。

3.3.3 最大限度地發揮作用區塊鏈畢竟是一門新興的互聯網技術，但其特性優勢已經在金融領域的應用發揮了超乎人們想象的能量?，F在探索區塊鏈應用的行業越來越多，它和大數據、云計算、人工智能領域的結合應用也越來越多，隨著5G 的推廣使用，遠程實時的醫療手術都可通過區塊鏈技術來完成，更何況在種業方面的應用。只要建好鏈、串聯各區塊，協調好各種關系，定能讓區塊鏈技術發揮其更大的作用，讓農民選品種不再作難，讓市場管理不再難管，讓農業豐收、農民增收不再是奢望！

4 討論

區塊鏈是一門解決信任問題的技術，將對國家重新構建信用體系起到重要的作用；但區塊鏈畢竟是一項基礎的信息處理技術，和云計算、大數據、人工智能一樣，是互聯網技術發展的新階段。離開了具體的問題，區塊鏈本身沒有多大價值。只有把區塊鏈技術與實體經濟結合起來，利用區塊鏈解決傳統技術無法解決的行業痛點，才是區塊鏈發展的根本。也只有和實體經濟高度融合，讓技術真正賦能實體企業創造價值，才是區塊鏈技術未來發展的方向和研究的重點。