區塊鏈技術與宿遷市農業深度融合的路徑

馮雨軒?汪玉婷?周愛?王玲

一、緒論

（一）研究背景

1.社會背景

雖然我國一直十分重視農業生產的發展和升級，但相對于制造業與服務業來說，農業在數字化方面還是處于相對落后的狀態。2019年底至今全球都受到新型冠狀病毒疫情的影響，各行各業都在進行產品升級和銷售轉型，許多農產品商家希望進行線上交易實現產品銷售的增長，區塊鏈是解決農業線上交易信任，供應鏈串聯等問題的強有力手段，因此面對疫情常態化的社會背景下，應當利用區塊鏈技術與農業深度融合促進其發展。

2.政策背景

近年來我國及各地政府陸續發布許多區塊鏈應用的文件和出臺許多扶持鄉村振興的政策。2017年10月，國務院發布《關于積極推進供應鏈創新與應用的指導意見》提出要研究利用區塊鏈、人工智能等新興技術，建立基于供應鏈的信用評價機制。2017年2月南京市辦公廳發布《關于印發“十三五”智慧南京發展規劃的通知》，提出加快人工智能、生物識別、區塊鏈等新技術的突破和應用。由此可見，從整體到部分，從國家到江蘇省都給予區塊鏈技術和農業科技發展十足的重視，因此將區塊鏈技術與宿遷市的農業深度融合具有巨大的可行性。

（二）研究目的與意義

2.研究目的

本研究的目的在于通過分析目前宿遷市農業發展的方法總結出當前痛點：投入資金不足，未能帶動產業發展;缺乏先進技術，生產資源利用不當;農民文化素養較低，高技術人才短缺;缺乏交易安全保障系統。在宿遷市內進行區塊鏈實施的可行性與應用性調研，通過區塊鏈與農業發展互促機制框架的設計，在可行能力模式的實施路徑研究及典型案例的應用性研究，保障層面及改進措施的研究的基礎之上，將區塊鏈技術進行普及。首先最主要的是將區塊鏈技術加入最基本的農業技術之中，再逐漸深入直至完全深度融合;其次，使管理層人員透徹理解區塊鏈技術與農村技術的組織架構關系;將區塊鏈作為底層的技術支撐平臺，要和不同的農業產業鏈數字化一體化的業務環節和場景進行多效結合，形成體現獨特的區塊鏈業務價值的場景;中國是農業大國，傳統農業作為第一產業，生產粗放且附加值低，因此要通過區塊鏈技術增加農業產品的附加值，真正發揮宿遷市的農業價值。

2.研究意義

區塊鏈是近年來最具革命性的新興技術之一，其以去中心化的方式建立信任，對于提高數據傳輸存儲安全和促進信息有效傳播具有深遠影響。對于目前農業領域，區塊鏈即建立面向全國范圍村一級基礎數據，通過建立基于區塊鏈關鍵指標數據標準化規范，建設基于區塊鏈數據采集平臺，實現數據的安全存儲、高效分發及應用，為各級政府部門提供鄉村治理和基層黨建工作管理決策指標化、規范化支持體系。

（1）理論意義：區塊鏈技術的到來將來很有可能會顛覆各行各業原有的運行模式，而農業作為最基礎的行業之一也在其中。農業問題關乎民生大計，區塊鏈作為現代科技之一，其與農業的結合可有力推動農業的更好更快發展。

（2）實踐意義：對社會而言，區塊鏈作為數字時代的前沿技術，近年來逐漸成為中央和地方政府關注的對象，被視為具有國家戰略意義的新興產業。

（三）文獻綜述

我國在2017年信息發展開始探索將區塊鏈技術與食品安全追溯相結合，“區塊鏈+食安追溯”已成為信息發展開拓創新的重點領域，經過努力攻堅與潛心研發，目前信息發展基于區塊鏈的食安溯源技術已被首屆進口博覽會所采用。2020年8月，信息發展參與制定的《食品追溯區塊鏈技術應用要求》團體標準暨《食品追溯區塊鏈上鏈行動》正式發布 。信息發展立足于智慧農業領域，以農業信息資源管理為核心，運用云計算、大數據、區塊鏈、人工智能等新一代信息技術，應用三產融合、綠色發展等理念，分別在基于區塊鏈的食品安全流通溯源技術應用、基于人工智能的農作物病蟲害綠色防控、農產品合格證系統平臺等方面進行了有力的探索。

和我國尚處在摸索狀態不同，一些起步較早的國家早在諸多領域實現了區塊鏈技術的成功應用：

新加坡物流領域公司Yojee基于區塊鏈技術之上的軟件可以將貨物的運輸流程清晰地記錄到鏈上。

在美國一家農業新聞網站報道中，Filament公司已采用區塊鏈技術的農場進行生產模式。

一家澳大利亞農業供應鏈追蹤企業利用區塊鏈技術為農民實現實時交易和支付服務。

二、理論基礎

（一）概念界定

1.區塊鏈

區塊鏈在本質上是一個去中心化的分布式賬本數據庫，具有數據不可篡改、去中心化管理、信息同步等應用特點。區塊鏈可根據不同場景下的信任構建方式分為完全公開，任何人都可以參與其中的非許可鏈和半開放式的許可鏈，在數字貨幣，智能合約，記錄保全，證券等方面有重要應用價值。

曾詩欽等人研究指出區塊鏈的工作流程主要包含生成區塊，共識驗證，賬本維護3個步驟。

（1） 生成區塊。區塊鏈節點收集廣播在網絡中的交易——需要記錄的數據條目，然后將這些交易打包成區塊——具有特定結構的數據集。

（2）共識驗證。節點將區塊廣播至網絡中，全網節點接收大量區塊后進行順序的共識和內容的驗證，形成賬本——具有特定結構的區塊集。

（3）賬本維護。節點長期存儲驗證通過的賬本數據并提供回溯檢驗等功能，為上層應用提供賬本訪問接口。

2. 新零售

隨著電商行業的發展，線上線下融合銷售的方式正在不斷打破原有零售活動的規則，形成延伸范圍更加廣闊的零售概念。新零售在一定程度上幫助賣家擴大自己零售的地理范圍和產品服務范圍，使得零售受到的物理限制減小，賣家能夠更好地了解買家的需求，滿足其消費心理。

3.供應鏈協同管理

供應鏈是分散的，可以通過協同管理，在價值創造增值環節例如供應、物流和營銷以具有特定優勢，獨立性的聯合企業以信息交換和協作機制為前提的協作技術為基礎，促進供應鏈內外的協調發展，并最大限度地提高連接其供應鏈的公司的效率，從而開拓“多利”的局面。

（二）理論支撐

1.區塊鏈六層次理論

區塊鏈技術從立體角度上來看可以被分為六個層次，其中的數據層、網絡層和公式層是區塊鏈技術缺一不可的3個部分：

（1）數據層：曾詩欽等人曾在研究中表明區塊鏈之所以具備防篡改特性，得益于鏈狀數據結構的強關聯性。在農業新零售的供應鏈中，涉及多方提交的數據，因此保證數據的安全可靠對于完成一筆交易是至關重要的，區塊鏈技術可以將其每個節點的數據進行收集并與收集時間進行捆綁，達到一定程度時進行公布，加強了數據的安全性及買賣雙方進入數據系統的方便性，降低了云端數據儲存及保護的成本。

（2）網絡層：曾詩欽等人指出區塊鏈網絡層由組網結構、通信機制、安全機制組成。在農業新零售供應鏈中，買賣雙方直接通過區塊鏈網絡點對點與對方進行交流，防止出現中間商賺取差價的現象發生。同時，買賣雙方的信息通過區塊鏈網絡層的匿名網絡來進行加密保護，在驗證雙方身份的同時防止交易過程中買賣雙方的信息泄露。

（3）共識層：在農業新零售供應鏈中，區塊鏈技術的共識機制能夠幫助不同環節的農業人員將其碎片化信息整合，實現供應鏈的協同管理，從而有效提升農業生產銷售的效率及降低因信息不對稱而出現的人工出錯成本。數字貨幣和紙質貨幣區塊鏈技術共識層封裝網絡節點的各類共識機制算法，能夠讓在總體上彼此獨立存在的各個環節及碎片化的信息在去中心化的區塊鏈網絡中針對區塊鏈數據的有效性達成共識，曾詩欽等人指出，非許可鏈完全開放，需要抵御嚴重的拜占庭風險，多采用 PoX、BFT類協議并配合獎懲機制實現共識;許可鏈擁有準入機制，網絡中節點身份可知，一定程度降低了拜占庭風險，因此可采用BFT 類協議、CFT類協議構建相同的信任模型。

三、案例分析

（一）泗陽八集小花生案例基本概述

八集小花生，江蘇省宿遷市泗陽縣特產，全國農產品地理標志。八集小花生對生產質量技術表現為三個特定方面：

（1）特定品種：選用油脂含量較高的“天府3號”。

（2）特定種植方式：播種時間，施肥用量及肥料品種都有嚴格規定;生產的全過程都要建立生產檔案，農事記錄和產品加工、入庫、銷售檔案，及時、真實記載，并妥善保管，以備查閱。

（3）特定加工方式：加工前對原材料進行精選;特定的烘炒方法進行烘炒。

（二）區塊鏈引入前案例發展難點

（1）供應鏈中多方介入，無法保障交易信息的安全性。

（2）無法保障產品質量，難以獲得消費者的信任。

（3）生產全過程都需要記錄數據，數據的儲存、管理成本過高并無法保障數據安全性

（4）面對疫情常態化現象，線下銷售變得困難，缺少線上銷售的經驗。

（5）缺少激勵機制和高新技術，供應鏈缺少創新性。

（三）區塊鏈技術與案例融合

利用區塊鏈技術可以有效解決八集小花生在生產經營過程中遇到的問題。我們可以按照公畝對農田區域劃分不同的業務節點進行數字化管理，利用區塊鏈數據層封裝底層數據區塊的鏈式結構加強了供應鏈節點信息的對稱性，有利于確保種植生產過程中的高度透明化，提高了顧客對于農戶的信任度和用戶黏性。同時，相關非對稱公私鑰數據加密技術和時間戳等技術將生產銷售過程中的數據全部采用分布式賬本記錄，數據和時間一一對應，保證數據不可被篡改，在包裝上印上每件產品的專屬二維碼供農戶和消費者進行產品數據的查詢，提高了對產品質量追溯的效率，匿名網絡對農戶和消費者的個人信息加密保護，在驗證雙方身份的同時防止交易過程中買賣雙方的個人信息泄露，提供交易的安全保障;區塊鏈其去中心化管理防止第三方介入，有效降低了傳統信息交換過程中的成本發生。“區塊鏈+供應鏈”的概念引入可以幫助生產技術相對落后的宿遷市與其他擁有高新技術的企業進行合作，實現供應鏈的協同管理和開展新零售的局面，例如可以與京東簽訂合作協議，農戶為京東提供優質，可以進行質量追溯的優惠折扣產品，京東為農戶提供線上銷售、物流、倉儲等方面的充分支持，兩方進行供應鏈的協同管理和區塊鏈信息共享，使雙方市場信息互補，提高營運業績，減少市場的不穩定性帶來的干擾;和抗擊疫情的企業進行供應鏈協作管理，農戶為其提供優惠商品，抗擊疫情的企業參與農戶生產供應鏈中可以為農戶的商品帶來良好的社會影響和聲譽。區塊鏈技術的共識層與激勵層可幫助農戶實現“區塊鏈+創新鏈”，趙照曾在研究中表明區塊鏈的運用對提高創新鏈上的創新資源權益保障、創新資源共享效率、創新主體信用水平等都有積極的作用，使得區塊鏈在創新鏈中的運用有著天然的優勢 ，因此可以利用其為宿遷市吸引高新技術人才和創新主體，例如利用區塊鏈對創新資源進行保護和管理，為創新主體提供創新認證證明和區塊鏈技術創新資源所有權證書等。

結 語

本研究以宿遷市泗陽縣八集小花生產品為例，分析問題，通過研究國內外區塊鏈技術進一步培育壯大農業新業態，使其真正成為農業發展的新動能。通過運用區塊鏈技術六層次理論和新零售、供應鏈協同管理等概念與宿遷市農業進行深度融合，使宿遷市農業向“三產化”轉化，功能多元化發展，使得宿遷市乃至全國的農業技術得以提高。