區(qū)塊鏈技術(shù)解決農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)探索

摘" 要：近幾年區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例越來(lái)越多。理論上區(qū)塊鏈技術(shù)解決農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)，在于通過(guò)信息來(lái)源可信、信息存儲(chǔ)可信、信息傳輸可信和信息管理可信解決農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的信息可信度問(wèn)題。該文通過(guò)案例研究法分析區(qū)塊鏈技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中如何解決信息安全問(wèn)題。該文以臨安山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”為研究對(duì)象，在傳統(tǒng)臨安山核桃產(chǎn)業(yè)安全痛點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，提出區(qū)塊鏈應(yīng)用數(shù)據(jù)的處理框架，并從身份認(rèn)證、品質(zhì)驗(yàn)證、流程溯源和審計(jì)監(jiān)管4個(gè)功能，探討區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)山核桃信息可信問(wèn)題的解決之路。該文最后也提出區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中尚存在的成本障礙和管理規(guī)范化問(wèn)題，并提出對(duì)應(yīng)解決建議。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；農(nóng)產(chǎn)品安全；信息可信；數(shù)字大腦；山核桃身份認(rèn)證

中圖分類(lèi)號(hào)：F322" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-9902（2024）06-0005-06

Abstract： In recent years， there are more and more application cases of blockchain technology in agriculture. In theory， block chain technology is a solution to the trust crisis of agricultural products by solving the problems of information credibility of agricultural products industry chain through credible information sources， information storage， information transmission and information management. Through case study， this paper analyzes how to solve the problem of information security in the application of blockchain technology. Taking the digital brain of Carya cathayensis Sarg. As the research object， this paper puts forward the processing framework of application data of block chain based on the analysis of traditional security pain points of Carya cathayensis industry. From the four functions of identity authentication， quality verification， process traceability and audit supervision， this paper discusses the solution of block chain technology to the problem of trustworthiness of pecan information. Finally， this paper also puts forward the cost obstacles and management standardization problems existing in the application of block chain technology in agricultural field， and puts forward corresponding suggestions.

Keywords： blockchain; agricultural product security; information credibility; digital brain; Carya cathayensisidentity authentication

近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，越來(lái)越多的消費(fèi)者希望購(gòu)買(mǎi)到綠色、無(wú)公害、有機(jī)的農(nóng)產(chǎn)品。但與此同時(shí)，鎘大米、過(guò)水蟹、孔雀石綠、漂白毒蘑菇、地溝油、毒性農(nóng)藥殘留、工業(yè)鹽泡菜和毒粉絲等食品安全事件卻層出不窮；電商交易中刷單、刷評(píng)價(jià)現(xiàn)象屢禁不止；“三品一標(biāo)”名優(yōu)認(rèn)證標(biāo)簽防偽困難；非法認(rèn)證機(jī)構(gòu)不斷曝光……農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)難以解決，要實(shí)現(xiàn)“舌尖上的安全”仍然困難重重。這種信任缺失最終將制約農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的健康發(fā)展，導(dǎo)致“優(yōu)質(zhì)”農(nóng)產(chǎn)品難以“優(yōu)價(jià)”。

從幣圈概念中分離的區(qū)塊鏈3.0技術(shù)，其應(yīng)用正逐漸從金融領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到供應(yīng)鏈、物聯(lián)網(wǎng)、零售領(lǐng)域。截至2020年5月，全球區(qū)塊鏈專(zhuān)利數(shù)量達(dá)到3 924件[1]，美國(guó)、英國(guó)、歐盟均大量投資布局于區(qū)塊鏈領(lǐng)域，IBM、摩根大通、納斯達(dá)克等行業(yè)巨頭在醫(yī)療、公證、社交等方面率先引領(lǐng)區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)，國(guó)內(nèi)外高校如普林斯頓大學(xué)、斯坦福大學(xué)、清華大學(xué)和浙江大學(xué)組建了專(zhuān)門(mén)的研究團(tuán)隊(duì)，研究農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域區(qū)塊鏈作用[2]，2017年開(kāi)始也已經(jīng)應(yīng)用到食品供應(yīng)鏈領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的中國(guó)企業(yè)規(guī)模占全球第2，如央行、農(nóng)行、阿里和萬(wàn)向等都在布局區(qū)塊鏈領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)也正式被納入“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)《2020年鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)工作要點(diǎn)》、2020年中央一號(hào)文件要求加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。表1列舉了自2017年開(kāi)始的區(qū)塊鏈農(nóng)業(yè)應(yīng)用的部分案例。

與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心面向社會(huì)推介2021數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式的優(yōu)秀案例，其中許多案例采用了區(qū)塊鏈技術(shù)。那么區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字農(nóng)業(yè)中扮演怎樣的角色？是否可以解決農(nóng)產(chǎn)品信任問(wèn)題？

1" 原理分析

1.1" 農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)的根源在于信息可信問(wèn)題

盡管大部分農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)爆發(fā)在銷(xiāo)售端，但危機(jī)的根源則更多存在于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷(xiāo)售和管理等各個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。以往應(yīng)用和研究中提出了許多解決農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)的方法，如農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證、農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)和透明農(nóng)場(chǎng)等機(jī)制，但受各種客觀因素影響，農(nóng)產(chǎn)品信任危機(jī)并未能從信息根源上真正解決。電子商務(wù)可縮短信息距離提升信任度[4]，但信息不一定完全可信，比如有刷單刷評(píng)價(jià)的現(xiàn)象；質(zhì)量認(rèn)證是解決安全問(wèn)題的另一重要方法[5]，但近幾年綠色食品、有機(jī)食品或無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品3類(lèi)標(biāo)簽的發(fā)放與管理也遭遇爭(zhēng)議；根據(jù)識(shí)別碼順向跟蹤或掃碼逆向追溯的農(nóng)產(chǎn)品溯源模式曾被認(rèn)為是解決安全問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)，但由于傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品溯源體系由單一機(jī)構(gòu)中心化管理，存在審核監(jiān)督和數(shù)據(jù)維護(hù)困難，甚至還存在數(shù)據(jù)被人為篡改、被攻擊泄露、溯源流程固化等問(wèn)題[6]；借助移動(dòng)5G和寬帶網(wǎng)絡(luò)普及，在農(nóng)場(chǎng)安裝攝像頭讓消費(fèi)者遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)的透明農(nóng)場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，視頻盡管直觀但只能看表面情況，無(wú)法避免內(nèi)容呈現(xiàn)的片面性。

可見(jiàn)，這些技術(shù)可以解決信任中的信息不對(duì)稱(chēng)和傳遞效率問(wèn)題[7]，卻不能解決信息可信度問(wèn)題，而區(qū)塊鏈技術(shù)則是從根本上解決這信息可信度的關(guān)鍵技術(shù)，張?jiān)破鸬萚8]認(rèn)為區(qū)塊鏈電商系統(tǒng)將會(huì)讓消費(fèi)者與商戶(hù)之間信任關(guān)系重新建立。

1.2" 區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)信息可信問(wèn)題的原理

區(qū)塊鏈技術(shù)中涉及加密技術(shù)、認(rèn)證技術(shù)等，加密技術(shù)除了非對(duì)稱(chēng)密鑰加密（RSA算法）之外，還包括消息摘要的加密技術(shù)（Hash函數(shù)算法），這些加密技術(shù)的有機(jī)融合可以保證信息在傳輸過(guò)程中的保密性和不可篡改性；認(rèn)證技術(shù)則可以確保交易主體身份信息的真實(shí)性，從而最大限度地保障信息和信息持有人的信息可信問(wèn)題。

1.2.1" 消息摘要技術(shù)是解決信息傳輸可信的關(guān)鍵

消息摘要，是信息加密技術(shù)中的一種，采用Hash函數(shù)對(duì)需要加密的信息進(jìn)行處理，生成一個(gè)摘要值。但與對(duì)稱(chēng)密鑰加密（加密和解密采用同一個(gè)密鑰）和非對(duì)稱(chēng)密鑰加密技術(shù)（加密與解密采用不同的密鑰）不同，消息摘要對(duì)信息的處理是單向的、不可逆的。

不可逆的消息摘要技術(shù)，使得原信息一旦被Hash算法加密處理，即不能再被解密后重新加密處理，因?yàn)樵畔⑸傻恼凳俏ㄒ坏模@是Hash算法的另一個(gè)顯著的特征。原信息一旦被修改，生成的摘要值一定不同，這就類(lèi)似于人類(lèi)社會(huì)的指紋信息，每一個(gè)個(gè)體的指紋信息都是唯一的。Hash算法生成的摘要值不可逆，可以確保看到摘要值后，并不能還原到原信息，就如只有人類(lèi)的指紋，是不能還原出人類(lèi)的長(zhǎng)相一般，從而實(shí)現(xiàn)信息保密性的要求；而Hash算法生成摘要的唯一性，又可以保證信息不可被他人篡改，或者可以驗(yàn)證信息是否被篡改，因?yàn)樾薷牧嗽畔⒌娜魏我粋€(gè)內(nèi)容，將導(dǎo)致生成的摘要值與原摘要值不相等。

因此，區(qū)塊鏈技術(shù)中采用消息摘要技術(shù)能夠很好解決信息容易被人篡改和信息被非相關(guān)人閱讀的可信問(wèn)題。

1.2.2" 認(rèn)證技術(shù)是解決信息的主體管理可信的關(guān)鍵

數(shù)字認(rèn)證是通過(guò)對(duì)每個(gè)參與主體生成數(shù)字證書(shū)的方式證明主體的身份。有了認(rèn)證才可以正確地授權(quán)，即身份驗(yàn)證后方可確定這個(gè)身份可以進(jìn)行哪些操作的權(quán)限。

傳統(tǒng)數(shù)字認(rèn)證，需要一個(gè)受信任的中心，比如國(guó)際上最早的VeriSign，中國(guó)第一批由信息產(chǎn)業(yè)部批準(zhǔn)的天威誠(chéng)信等數(shù)字認(rèn)證中心，這些機(jī)構(gòu)類(lèi)似于物理世界的公安部，為網(wǎng)絡(luò)上的用戶(hù)辦理證明自身身份的數(shù)字證書(shū)。但中心化的數(shù)字認(rèn)證，容易導(dǎo)致的問(wèn)題是中心化組織自身的風(fēng)險(xiǎn)。為此區(qū)塊鏈技術(shù)的認(rèn)證采用的是去中心化的認(rèn)證。

用戶(hù)user首先進(jìn)行注冊(cè)Register，從而獲得唯一的一個(gè)用戶(hù)名username，并自動(dòng)隨機(jī)生成一對(duì)密鑰（公鑰PK和私鑰SK，是一對(duì)密鑰，一個(gè)用于加密另一個(gè)則可用于解密，PK在區(qū)塊鏈上共享，SK用戶(hù)自己保管）與之綁定，并將username和PK記錄在區(qū)塊鏈上。使用時(shí)用戶(hù)登錄log in并要求某服務(wù)，區(qū)塊鏈服務(wù)方會(huì)向用戶(hù)發(fā)送身份認(rèn)證請(qǐng)求，用戶(hù)通過(guò)SK簽名認(rèn)證請(qǐng)求，可以在請(qǐng)求中包含時(shí)間戳Timestamp，服務(wù)方用PK解密并驗(yàn)證，核實(shí)信息后用戶(hù)獲得登錄令牌login token，即表示完成身份認(rèn)證可登錄。此后user與區(qū)塊鏈上服務(wù)端的對(duì)話均可以采用PK/SK加密和解密。如區(qū)塊鏈上其他用戶(hù)或者服務(wù)提供商需要訪問(wèn)某用戶(hù)的資源，其身份驗(yàn)證也同上。為了防止數(shù)字證書(shū)偽造篡改的情況發(fā)生，數(shù)字證書(shū)信息也采用前面的消息摘要技術(shù)進(jìn)行加密處理，確保信息不能被篡改。

1.2.3" 區(qū)塊鏈技術(shù)在4個(gè)維度上解決農(nóng)產(chǎn)品信息可信

1）信息來(lái)源可信。與中心化、平臺(tái)化網(wǎng)絡(luò)不同，區(qū)塊鏈技術(shù)的信息采集依賴(lài)于傳感器等IoT設(shè)備，信息實(shí)時(shí)獲取并即時(shí)傳遞，不需過(guò)多的人工處理。

2）信息存儲(chǔ)可信。區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式記賬是集體維護(hù)下的非中心化，具有“去中心化”特征，規(guī)避了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的中心管理危機(jī)。

3）信息傳輸可信。區(qū)塊鏈技術(shù)通過(guò)Hash函數(shù)的不可逆加密算法處理數(shù)據(jù)，從而保證信息一旦上鏈就不可篡改，保證在傳輸各節(jié)點(diǎn)不被篡改。

4）信息管理可信。區(qū)塊鏈技術(shù)要求各方身份驗(yàn)證，并發(fā)放身份證書(shū)，從而可以快速找到責(zé)任主體，從而便利了政府監(jiān)管[9]，如可以快速解決農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼、土地登記等管理問(wèn)題[10]。

2" 區(qū)塊鏈技術(shù)解決信息可信問(wèn)題的案例分析

2.1" 研究方法

區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決信息可信問(wèn)題的理論和原理，在實(shí)際的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中如何實(shí)現(xiàn)？本文選取典型案例的研究方法：首先，研究探討區(qū)塊鏈技術(shù)的成效如何在具體農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，案例研究正是回答“如何”“怎樣”這類(lèi)解釋性問(wèn)題的適合方法[11]；其次，理論和原理的應(yīng)用需要有一定的深入性，而案例研究則是深入全面分析的最佳方法；再者，區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的每項(xiàng)應(yīng)用，涉及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)需求的不同，深入的案例分析將更有利于理論和原理的驗(yàn)證。

在案例選擇上，本文選取的是臨安山核桃產(chǎn)業(yè)的區(qū)塊鏈應(yīng)用項(xiàng)目。原因在于：①臨安山核桃產(chǎn)業(yè)是全國(guó)農(nóng)村電商應(yīng)用最早的產(chǎn)業(yè)之一，有第一批被認(rèn)定的淘寶村和淘寶鎮(zhèn)，在全國(guó)堅(jiān)果銷(xiāo)售中占據(jù)重要的一席之地；②臨安山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也經(jīng)歷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、生態(tài)環(huán)境影響、基地管理和品質(zhì)控制等一系列的危機(jī)和問(wèn)題；③臨安在2020年斥資千萬(wàn)建設(shè)的山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”項(xiàng)目也入選2021年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心的數(shù)字農(nóng)業(yè)優(yōu)秀案例。

可見(jiàn)本文選取的案例符合幾個(gè)原則：①聚焦原則[12]，山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”項(xiàng)目建設(shè)初衷就是用數(shù)字化解決山核桃產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)的各類(lèi)信任和管理問(wèn)題，這正符合本文的研究目標(biāo)；②典型原則[11]，如上所述，山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”應(yīng)用了區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)業(yè)數(shù)字化項(xiàng)目，是典型的研究案例；③數(shù)據(jù)充分原則，研究團(tuán)隊(duì)從2007年至今一直追蹤臨安山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有大量充分的、真實(shí)可信的數(shù)據(jù)支撐案例研究。

在數(shù)據(jù)收集方面，本文遵循案例研究的“三角驗(yàn)證”進(jìn)行數(shù)據(jù)來(lái)源交叉驗(yàn)證[13]，數(shù)據(jù)主要來(lái)源于：①臨安區(qū)商務(wù)局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、臨安清涼峰鎮(zhèn)、龍港鎮(zhèn)、浙江省山核桃產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、臨安區(qū)山核桃產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、浙江數(shù)秦科技（區(qū)塊鏈技術(shù)服務(wù)商）和臨安移動(dòng)（5G技術(shù)服務(wù)商）等機(jī)構(gòu)、組織、公司的座談會(huì)；②建設(shè)山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”項(xiàng)目相關(guān)人員，如山核桃產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、臨安區(qū)農(nóng)技推廣中心副主任、臨安電商協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、山核桃種植農(nóng)戶(hù)、山核桃加工企業(yè)負(fù)責(zé)人和“數(shù)字大腦”項(xiàng)目承擔(dān)企業(yè)員工等人員的個(gè)人訪談等；③公開(kāi)的資料，如臨安區(qū)政府工作報(bào)告、電子商務(wù)“十三五”“十四五”規(guī)劃、項(xiàng)目報(bào)道和中國(guó)期刊網(wǎng)等。

2.2" 臨安山核桃產(chǎn)業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品安全痛點(diǎn)

中國(guó)人講究吃得好的重點(diǎn)在于吃得健康，山核桃不僅是一種休閑食品，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也是消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的主要因素之一。按照國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委疾控局發(fā)布的《中國(guó)居民膳食指南（2016）》標(biāo)準(zhǔn)，成人堅(jiān)果攝入量應(yīng)保持每天10 g。山核桃是重要的堅(jiān)果種類(lèi)，山核桃中富含不飽和脂肪酸，如天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸等，還含有多酚類(lèi)物質(zhì)、生物活性物質(zhì)角鯊烯、谷維醇、維生素E、褪黑素和活性肽等其他元素。

臨安是山核桃的主產(chǎn)區(qū)、加工區(qū)、銷(xiāo)售中心。種植上，山核桃種植面積達(dá)到64萬(wàn)畝（1畝約等于667 m2），山核桃年產(chǎn)量約1萬(wàn)t以上。加工方面，臨安共有230多家規(guī)模以上加工企業(yè)，龍崗鎮(zhèn)還成立了中國(guó)堅(jiān)果城。銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，2008年臨安白牛村被認(rèn)定為第一批淘寶村，2014年清涼峰鎮(zhèn)成為全國(guó)首批6個(gè)淘寶鎮(zhèn)之一，目前臨安從事山核桃等堅(jiān)果銷(xiāo)售的網(wǎng)商多達(dá)1 100余家，億元銷(xiāo)售規(guī)模以上網(wǎng)銷(xiāo)企業(yè)2家、2 000萬(wàn)銷(xiāo)售規(guī)模以上15家，500萬(wàn)銷(xiāo)售規(guī)模以上38家，網(wǎng)銷(xiāo)總額55億元。2019年獲批全國(guó)首批“‘互聯(lián)網(wǎng)＋’經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品（山核桃）營(yíng)銷(xiāo)模式示范單位”。

傳統(tǒng)的臨安山核桃產(chǎn)業(yè)一直存在以下幾個(gè)安全痛點(diǎn)：①種植廣且分散受環(huán)境影響嚴(yán)重。山核桃是小生產(chǎn)大市場(chǎng)，山核桃主產(chǎn)于臨安山區(qū)，分布很廣，分包到戶(hù)，難以如蔬菜種植一樣采用大棚管理、集中化經(jīng)營(yíng)。②山核桃原籽良莠不齊。與其他農(nóng)產(chǎn)品一樣，安全和質(zhì)量問(wèn)題一直是農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域的難題。而山核桃在生長(zhǎng)、采摘、加工和儲(chǔ)存等過(guò)程始終處于流動(dòng)狀態(tài)，受氣候等多種因素影響，不能形成閉環(huán)管控，質(zhì)量還隨著各環(huán)節(jié)處理的不同發(fā)生變化。③山核桃加工環(huán)節(jié)復(fù)雜。山核桃必須經(jīng)過(guò)加工方能食用，其間需要通過(guò)不同工藝去除單寧、解決澀的問(wèn)題；需要添加鹽糖油等添加劑提供不同口味等；原籽保存期間需要注意溫度和濕度以保證果核內(nèi)油性不變質(zhì)等；因此相比其他農(nóng)產(chǎn)品更加復(fù)雜，涉及人員更多，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈管理更為困難，監(jiān)管成本隨之增加。④消費(fèi)者難以辨識(shí)產(chǎn)品質(zhì)量。不同來(lái)源的原籽，不同加工工藝，是否摻雜油籽、陳籽等，消費(fèi)者難以簡(jiǎn)單通過(guò)外觀辨識(shí)，從而影響到消費(fèi)者的食用體驗(yàn)，發(fā)生品質(zhì)問(wèn)題帶來(lái)信任危機(jī)，導(dǎo)致消費(fèi)者與政府、山核桃生產(chǎn)商之間的信任關(guān)系也較為薄弱。

可見(jiàn)，諸如山核桃等農(nóng)產(chǎn)品從種植到消費(fèi)者手中涉及種植、采收、加工、倉(cāng)儲(chǔ)和添加劑等大量數(shù)據(jù)的可信問(wèn)題。

2.3" 區(qū)塊鏈應(yīng)用數(shù)據(jù)處理框架

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)流程，在種植、收購(gòu)、加工、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、分銷(xiāo)和零售等環(huán)節(jié)采集生成數(shù)據(jù)上鏈。

采集的數(shù)據(jù)信息將通過(guò)加密處理記錄在區(qū)塊鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，并將與市場(chǎng)監(jiān)管、技術(shù)平臺(tái)、溯源主體等相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)同步。區(qū)塊鏈技術(shù)可以貫穿山核桃產(chǎn)業(yè)的全流程，在最大程度實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集記錄上鏈基礎(chǔ)上，幫助消費(fèi)者信任消費(fèi)、按質(zhì)論價(jià)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)；助力政府透明化監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)原產(chǎn)地保護(hù)和區(qū)域品牌打造。

2.4" 案例討論

2021年，臨安正式啟動(dòng)了浙江省首個(gè)林業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化云平臺(tái)（山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”）建設(shè)。平臺(tái)采用“1+1+N”架構(gòu)，希望構(gòu)建一個(gè)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)地圖，在這一地圖上，面板展示了山核桃的6個(gè)場(chǎng)景：林地生態(tài)化治理情況、病蟲(chóng)害防治預(yù)警、原料交易服務(wù)即時(shí)數(shù)據(jù)、消費(fèi)者畫(huà)像、品牌管理情況和數(shù)字化貸款。

區(qū)塊鏈技術(shù)從以下功能上解決山核桃全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)可信問(wèn)題。

2.4.1" 產(chǎn)業(yè)鏈各主體的身份認(rèn)證

數(shù)字大腦首先對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈流程中的各個(gè)主體進(jìn)行身份確認(rèn)，包含農(nóng)戶(hù)、加工企業(yè)、物流商、分銷(xiāo)商和零售商等。對(duì)農(nóng)戶(hù)的身份認(rèn)證與農(nóng)戶(hù)承包的種地基地（土地資產(chǎn)）捆綁，系統(tǒng)通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)提供農(nóng)戶(hù)承包的種植基地的農(nóng)田標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字證書(shū)，證書(shū)中綁定了基地的種植分布面積、預(yù)計(jì)產(chǎn)量、作物樹(shù)情和病蟲(chóng)害情況。

數(shù)字證書(shū)不僅可確認(rèn)身份，還可為過(guò)戶(hù)流轉(zhuǎn)和金融部門(mén)授信貸款提供評(píng)估參考。平臺(tái)聯(lián)合了臨安農(nóng)商銀行推出農(nóng)證貸，農(nóng)戶(hù)僅需提交個(gè)人土地資產(chǎn)信息，基于真實(shí)可靠的種植信息，在產(chǎn)量預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上快速授信貸款解決經(jīng)營(yíng)者資金周轉(zhuǎn)問(wèn)題。據(jù)了解，目前已通過(guò)這一方式授信7家，有2家山核桃種植農(nóng)戶(hù)分別獲得50萬(wàn)元的授信額度[14]。

2.4.2" 山核桃產(chǎn)品的品質(zhì)驗(yàn)證

山核桃的品質(zhì)取決于幾個(gè)環(huán)節(jié)，一是綠色安全的種植環(huán)境，二是原籽質(zhì)量，三是生產(chǎn)加工工藝，四是存儲(chǔ)條件。區(qū)塊鏈可以在這些環(huán)節(jié)都進(jìn)行驗(yàn)證，從而保證品質(zhì)。在種植標(biāo)準(zhǔn)下的種植環(huán)節(jié)的環(huán)境信息采集；在原籽標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上對(duì)原籽的收購(gòu)記錄、檢測(cè)記錄上鏈；在成品標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上對(duì)加工的檢測(cè)記錄、生產(chǎn)批次、裝箱碼上鏈，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)倉(cāng)儲(chǔ)信息和貨箱信息上鏈，可以有效確保山核桃品質(zhì)的全流程驗(yàn)證。

山核桃品質(zhì)中原籽的品質(zhì)至關(guān)重要。通過(guò)安裝在基地的各類(lèi)智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，如鷹眼探頭、智能蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈、氣象監(jiān)測(cè)及土壤檢測(cè)儀等傳感器和攝像頭，結(jié)合人工上報(bào)（農(nóng)戶(hù)觀察后，通過(guò)AI識(shí)別自主上傳相關(guān)數(shù)據(jù)），所有采集的數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)反饋到云平臺(tái)上，一方面給農(nóng)戶(hù)預(yù)警并通知植檢站人員指導(dǎo)農(nóng)戶(hù)精準(zhǔn)處理，同時(shí)監(jiān)測(cè)基地農(nóng)戶(hù)的噴藥、施肥等活動(dòng)，并將處理前后數(shù)據(jù)通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)真實(shí)記錄，以作原籽品質(zhì)界定的依據(jù)。2021年防治花蕾蛆和干腐病預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)到90%[15]，大大提高了原籽的品質(zhì)。

2.4.3" 山核桃供應(yīng)鏈全流程溯源

電商交易的虛擬性特點(diǎn)讓消費(fèi)者難以確認(rèn)商家真實(shí)性和銷(xiāo)售產(chǎn)品的真實(shí)性。“低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)”“產(chǎn)銷(xiāo)不暢”“質(zhì)量難辨”等問(wèn)題，在以往山核桃電商交易中層出不窮。“數(shù)字大腦”在區(qū)塊鏈技術(shù)身份認(rèn)證基礎(chǔ)上，通過(guò)將交易主體信息、交易信息、物流信息、裝箱碼和倉(cāng)儲(chǔ)信息等數(shù)據(jù)上鏈，可以實(shí)現(xiàn)全流程的溯源，這些數(shù)據(jù)由不同主體上鏈，記賬在不同的節(jié)點(diǎn)，從而確保不可被修改，保證了溯源數(shù)據(jù)的可靠性，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的溯源。

真實(shí)可靠數(shù)據(jù)上鏈一方面幫助消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)全流程真實(shí)溯源。通過(guò)對(duì)農(nóng)資交易、添加劑交易、采購(gòu)合同、分銷(xiāo)交易和零售訂單等信息的不可否認(rèn)性確認(rèn)，可以確認(rèn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中在各個(gè)環(huán)節(jié)使用的農(nóng)藥、化肥、添加劑的信息，以及其他交易的全部信息，從而讓消費(fèi)者和經(jīng)銷(xiāo)商確認(rèn)交易對(duì)象的真實(shí)性和可靠性。另一方面幫助商家實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加工、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)。借助云平臺(tái)上已經(jīng)集成的4 870家臨安堅(jiān)果電商商家數(shù)據(jù)，可以建立科學(xué)決策模型，為消費(fèi)者、熱銷(xiāo)區(qū)域、熱銷(xiāo)產(chǎn)品做出精準(zhǔn)畫(huà)像。比如發(fā)現(xiàn)哪個(gè)口味的山核桃更受歡迎，哪些省份銷(xiāo)售增長(zhǎng)更快等，以此調(diào)整生產(chǎn)和銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)策略。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年臨安山核桃在阿里系平臺(tái)的銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)29%[15]。

2.4.4" 山核桃產(chǎn)業(yè)審計(jì)及林區(qū)環(huán)境的監(jiān)管

作為監(jiān)管部門(mén)，核算整個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)額和交易額是一大難點(diǎn)，稽核審計(jì)部門(mén)可以基于上鏈信息進(jìn)行審計(jì)。山核桃林地種植對(duì)環(huán)境影響，對(duì)地質(zhì)的破壞，是國(guó)土等部門(mén)需要重點(diǎn)監(jiān)管的問(wèn)題。

“數(shù)字大腦”同步連接農(nóng)林、氣象、國(guó)土和市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)實(shí)施全程監(jiān)管。通過(guò)建立山核桃林地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)體系，借助密布基地的各類(lèi)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，利用衛(wèi)星遙感測(cè)繪數(shù)據(jù)，結(jié)合氣候、土壤等數(shù)據(jù)，將臨安區(qū)57萬(wàn)畝種植情況匯總，為政府相關(guān)部門(mén)的退耕還林和林地流轉(zhuǎn)政策制定提出更科學(xué)精準(zhǔn)依據(jù)。

3" 區(qū)塊鏈技術(shù)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用障礙及解決建議

目前，臨安山核桃產(chǎn)業(yè)“數(shù)字大腦”已經(jīng)接入了8個(gè)山核桃主產(chǎn)鎮(zhèn)街的500余家種植農(nóng)戶(hù)（其中6家山核桃數(shù)字賦能示范基地）、160家山核桃加工企業(yè)、4 870家山核桃網(wǎng)商，注冊(cè)用戶(hù)3 128人。預(yù)計(jì)可提升經(jīng)濟(jì)效益4億元左右[15]。

3.1" 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用障礙

結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字化項(xiàng)目在實(shí)施時(shí)還存在成本障礙和管理規(guī)范化問(wèn)題。

區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用存在成本障礙，如數(shù)據(jù)采集成本。農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集需要安裝PM2.5傳感器、濕溫度傳感器、光照傳感器和土壤傳感器等自動(dòng)采集設(shè)備，在種養(yǎng)殖較為集中的情況下成本可控，但對(duì)于種養(yǎng)殖分布較廣的農(nóng)產(chǎn)品，則需要增加設(shè)備數(shù)量。以山核桃產(chǎn)業(yè)為例，老的山核桃林種植分布面積廣，植株間距大，且包產(chǎn)到戶(hù)，從而導(dǎo)致采集設(shè)備安裝數(shù)量增加帶來(lái)成本提高；此外數(shù)據(jù)采集設(shè)備如傳感器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備暴露在外，容易損壞，影響了種植散戶(hù)和大戶(hù)應(yīng)用的積極性。

區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還存在數(shù)據(jù)管理規(guī)范化短板。首先是采集數(shù)據(jù)類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)缺乏，畢竟農(nóng)業(yè)中不同農(nóng)產(chǎn)品的種養(yǎng)殖過(guò)程不同，加工流通差異，數(shù)據(jù)類(lèi)型也不同，因此需要加快農(nóng)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)提高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)[15]；其次是處理數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，包含哪些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)需要區(qū)塊鏈技術(shù)加密，這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)粒度的采集精度、寬度、深度及更新粒度等應(yīng)該有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)粒度過(guò)細(xì)計(jì)算耗時(shí)且成本過(guò)高，過(guò)粗則難以達(dá)到信任產(chǎn)生的需求[16]；最后是數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范問(wèn)題，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理法律目前幾乎空白，從技術(shù)上，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)加密并上鏈后，是不可隨意修改的，也就是說(shuō)沒(méi)有數(shù)據(jù)擦除權(quán)解決抗逆性等[17]，如果存在他人故意或不小心上鏈了附帶隱私的數(shù)據(jù)，由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)沒(méi)有統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)與保管的服務(wù)，應(yīng)該通過(guò)怎樣的規(guī)范化流程進(jìn)行數(shù)據(jù)修改和刪除，關(guān)系到產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)的隱私顧慮和數(shù)據(jù)分享的意愿。

3.2" 解決建議

成本問(wèn)題的解決，需要多方協(xié)同。首先在設(shè)備投入上，目前有企業(yè)開(kāi)發(fā)低耗電和抗腐蝕的傳感設(shè)備；其次產(chǎn)業(yè)鏈中的龍頭企業(yè)可承擔(dān)較多的責(zé)任；最后地方政府在數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)投入也解決了成本問(wèn)題，如臨安山核桃的示范基地實(shí)施軌道鋪設(shè)、第三方無(wú)人機(jī)防治的成本和費(fèi)用由農(nóng)機(jī)站補(bǔ)貼和政府補(bǔ)助。可見(jiàn)，數(shù)字農(nóng)業(yè)的實(shí)施需要政府的大力推動(dòng)和支持，需要大中型種植戶(hù)、規(guī)模以上加工企業(yè)、產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、政府監(jiān)管部門(mén)和研發(fā)機(jī)構(gòu)等多方聯(lián)動(dòng)。

管理規(guī)范化障礙同樣需要多方聯(lián)動(dòng)。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)將成為新的生產(chǎn)要素，農(nóng)業(yè)信息采集識(shí)別和監(jiān)控不僅是重點(diǎn)研究的技術(shù)問(wèn)題[18]，確定關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)、采集與管理及治理體系同樣重要[19]，因此要在《中華人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》的基礎(chǔ)上，加快農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、管理和相關(guān)立法，明確農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各方主體在數(shù)據(jù)采集和管理上的權(quán)益和責(zé)任。此外，探索全產(chǎn)業(yè)鏈上提升信任度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集激勵(lì)管理機(jī)制、鏈上各方信任的信息共享與隱私保護(hù)政策等，推進(jìn)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)制定，可以成為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建模、虛擬仿真、平行農(nóng)業(yè)中虛擬農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ)[20]，因此在中央政策指導(dǎo)下，在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、數(shù)字鄉(xiāng)村、智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)決策背景下，通過(guò)全國(guó)各地和農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域樹(shù)立數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用典型，以點(diǎn)帶面加快區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用規(guī)范建設(shè)，推動(dòng)相關(guān)激勵(lì)政策提升各方主體的參與積極性。

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