區塊鏈技術下農產品供應鏈溯源系統研究

張夢琦

一、引 言

我國是農業大國，傳統粗放型的農業發展模式已經無法適應現代農業發展的需要，而區塊鏈新時代技術的發展趨勢，為現代農業發展道路提供了新思路。區塊鏈新技術能夠保證數據的安全，不可篡改，使數據記錄更加透明，使消費者可以對農產品流通的每一個步驟都了如指掌，大大提高可信度，從而使其在農產品供應鏈方面得到了快速發展。在鄉村振興背景下，我國農村地區雖然已經初步形成了廣覆蓋、多層次、多元化的農產品供應鏈體系，但是質量安全不確定等問題依然存在。因此，對農產品供應鏈的溯源系統的構建顯得極為重要，“區塊鏈+農產品供應鏈”的模式就是重點研究如何解決區塊鏈技術在農產品供應鏈溯源方面的問題。

二、研究現狀

2020 年中央一號文件明確提出加強現代農業設施建設的具體要求，并將農業產業鏈、農產品供應鏈的建設上升到全新的高度。關于農產品供應鏈的研究，早在2004年時，就有學者在農產品物流的研究中應用了供應鏈理論，并提出了供應鏈應該如何適應于農產品管理的建議。自此，與農產品供應鏈相關的研究蓬勃發展，在知網以“農產品供應鏈”為關鍵詞進行檢索，共得到4 383 篇有關文獻。而基于區塊鏈技術農產品供應鏈的研究則是在2017年才開始的，而且已經有115篇相關文獻。隨著時代的發展，農產品區塊鏈研究方面的問題開始出現，當初的管理結論已經慢慢跟不上時代的節奏了。雖然區塊鏈作為新技術在農產品供應鏈上的研究剛剛開始，但是其具有的去中心化、分布式存儲、開放透明、共識機制、安全性、信息加密、匿名性等特點，為適應現代農產品供應鏈管理過程提供了重要途徑。

經過近20年的發展，農產品供應鏈已經初具規模，但是從一些研究案例中，可發現存在以下問題。一是用戶之間缺乏信任。農產品供應鏈上下游用戶之間的關系主要是簡單的買賣關系，彼此間沒有安全感，相互不信任，未形成利益共同體，穩定性差。二是用戶之間獲得的信息嚴重不對稱。在整個供應鏈上，不同階段的用戶憑借不同的角色參與其中，掌握的信息非常不對稱。為了維護自身利益，相互之間不共享信息，信息壁壘嚴重，導致整個產業供銷過程脫節。三是獲得的信息安全得不到保障。隨著信息技術的不斷發展和應用，在農產品生產過程中的每個環節都積累了大量的數據，成為參與該環節用戶的重要資產，但是因為用戶的隱私及商業機密等沒有辦法得到保障，也進一步限制了整個供應鏈信息的共享。四是供應鏈各個環節之間的協調效率低。農產品的生產主要依賴生產者個人意志，如果沒有經過統一的調度，用戶信息資源利用率就不會高，就形不成優勢互補來增強競爭力。五是農產品質量安全得不到保證，難以追溯源頭。當前，追溯系統大部分以中心化的方式建設，由中心機構提供信任擔保，但是用戶對中心機構的公信力存在很大質疑。所謂眼見為實，如果不是親眼所見供應鏈的全過程，很難相信農產品的質量安全；但是如果全部可見，也會出現很多問題：一方面是因為商業機密，另一方面是因為數據比較復雜且難以操作。

因為農產品供應鏈存在的傳統問題，開放共享數據是必然的趨勢。信息使用的邊際收益是遞增的，所以當信息傳播分享的范圍越廣，其創造的價值就越高，而信息大范圍流動的兩大前提是線上、線下數據共同化以及數據的開放分享。根據多次研究和假設分析發現，利用區塊鏈去中心化、去信任的優點可以集體維護一個可靠的且具有公開透明特征的分布式數據庫。同時，可利用區塊鏈自身的密碼學算法，將這些數據進行加密存儲用以保證信息安全，其對于農產品供應鏈是一個切實可行的技術方案。

基于區塊鏈的農產品供應鏈方案設計，應該注意以下幾個原則: 開放數據共享流通渠道，數據交易流程需要合法、嚴密，交易數據應該公開透明，數據加密存儲安全可靠，交易記錄可追溯、可查詢、可申訴，隱私數據歸屬各成員所有。因為農產品的種類比較多，生產具有地域性以及周期性的特點，農產品供應鏈可以根據地區性、農產品種類以及市場定位三種類型分別建設，針對當地的實際情況，建設符合自身條件的區塊鏈結構。

自將區塊鏈應用于農產品供應鏈開始，便是將其應用于構建農產品的溯源系統，在農產品的生產、加工、存儲、物流、銷售等環節包含著溯源需要的基礎信息，是實現農產品供應鏈全過程追蹤溯源的保障。根據區塊鏈的特性構建農產品供應鏈系統，基本構架可以分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層，而區塊鏈主要作用于數據層、網絡層、共識層和應用層。在此系統中，數據層就是運用數字化方式將采集到的農產品數據進行分布式存儲；網絡層主要承擔的是將農產品數據進行傳播并驗證；共識層則通過采用拜占庭容錯協議，以保證這些數據在網絡傳播和存儲過程中不會被惡意節點篡改，確保了數據的不可篡改性；應用層為供應鏈上不同的用戶提供對應的權限和接口，供應鏈上的每個用戶都可通過此系統界面，向區塊鏈輸入指定農產品的主要信息。與此同時，相關用戶也能通過相應的系統平臺，對農產品進行查詢、追溯和驗證，政府權威機構則需要負責制定標準，進行實時監督。

基于區塊鏈的農產品追溯系統架構的研究還有很多，本文摘選一個比較典型的架構進行分析，如果有興趣可以參見張曉蝶構建的系統。但是值得注意的是，知網上155篇論文中并沒有具體呈現哪一家企業或者地方應用了該系統，說明該系統只是處于理論建設中，并沒有應用于實際。

三、結 論

本文通過對近3年關于區塊鏈構建農產品供應鏈的文章進行分析，得出區塊鏈技術具有的去中心化、分布式存儲、開放透明、共識機制、安全性、信息加密、匿名性等特點，使其在追蹤現代農產品供應鏈溯源中具有廣泛的應用前景。本文系統梳理了傳統農產品供應鏈存在的問題、區塊鏈應用的可行性以及應用的原則，并摘選了基于區塊鏈的農產品供應鏈的邏輯架構。該架構將區塊鏈應用于農產品供應鏈的框架摘列出來，為簡要了解和分析基于區塊鏈的農產品供應鏈追溯系統提供了便利。