区块链技术在农产品溯源分析中的应用*

重庆工程职业技术学院财经与旅游学院 黄玥

本文研究的主要内容是，针对现代农业，分析不同类型农产品供应链的结构；分析当前农产品供应链在转移过程中存在的问题；分析农产品供应链与新信息技术，特别是区块链技术的结合点；对新技术下的智慧农产品供应链进行定义与分析。

0 引言

农产品是指人类日常生活所需的粮食、蔬果、畜禽、奶类、蛋类、菌类、水产品等。农产品要完成从生产到消费，需要农业生产者、制造加工业、分销商、零售商，乃至终端客户参与其中。特别在新技术时代下，电子商务、云计算、大数据、物联网、人工智能，以及项目中研究的区块链技术，影响和改变着现代农业的供应链[1]。

1 农产品供应链的类型与问题分析

1.1 农产品供应链的类型与问题分析

农产品在生产过程中既是原材料又需其他材料，也需要农业供应商、制造商、分销商、零售商参与其中，通过整个过程实现使用价值的转移与增值。在分析农产品供应链与区块链技术的结合之前，先对现代农产品的供应链基本结构模型和类型进行分析。可以将农产品初步分为:种植业产品、渔业产品、畜牧业产品、林业产品、其他植物。本项目从农产品分类角度出发，对农产品供应链进行划分，主要研究的农产品类型为:种植业、畜牧业和渔业农产品的供应链类型[2]。

1.2 农产品供应链问题分析

农业作为社会的基础产业，与现代信息技术的交集正逐步加深。虽然随着互联网技术与现代物流技术不断融入，改进了农产品供应链的运行模式，但依旧存在一定的问题。我们通过对农产品供应链的初步研究，发现主要的问题集中在:（1）上下游用户缺乏信任。（2）信息不对称。（3）信息安全难以保障。（4）协调效率低。（5）质量安全追溯难。本文将对重庆区域内的农产品项目进行实地调研和数据搜集，进一步分析当前不同类型的农产品供应链存在的问题。

2 农产品供应链与区块链技术的结合领域分析

本文重点研究区块链技术与农产品供应链中重点问题的结合领域，以及技术运用。主要应用领域如图1所示，包括:智慧农业，种植养殖过程中与新技术的结合使用；信息共享，农产品供应链各个节点间通过区块链技术实现信息共享，避免信息传递失真；市场分析，基于区块链信息平台，掌握市场与客户需求，进行市场预测；安全追溯，通过区块链技术中数据的真实性和难以篡改性，进行信息追溯，保证农产品安全放心使用；农业金融会计安全，将区块链技术与农产品金融与会计业务相结合，推动贷款机构快速调取数据信息，确保客户信用安全。

图1 区块链技术与农产品供应链的应用结合领域Fig.1 Application areas of blockchain technology and agricultural product supply chain

2.1 区块链技术特征

区块链是随着数字货币的应用而发展起来的一种分布式账本技术，由区块链网络中的所有节点共同参与及维护。区块链技术在金融与会计领域产生了广泛应用，目前区块链技术受到政府、科研机构、企业的高度关注。因为具备去中心化、不宜伪造篡改、可追溯等特点，区块链的应用范围也逐渐扩展到金融会计之外的社会其他行业，包括农业、食品行业、药品行业、奢侈品行业、跨境电商行业等[3]。

2.2 区块链的数据结构和加密、同步机制

从数据结构的角度看，区块是区块链的基本组成单元，包括区块ID、时间戳、上个区块哈希值、交易信息等内容，如图2所示。

图2 区块链的基本数据结Fig.2 The basic data structure of the blockchain

每个区块的信息由哈希函数抽取计算后生成一个哈希值存放在下一个区块中，这也就是区块的数字签名。

2.3 区块链的网络架构

区块链创新地融合了关键技术和架构设计，具备了前文所述的几种优点。

3 区块链在现代化农业中的应用

3.1 现代化农业的技术体系

智慧农业既是一种发展理念，也是一种综合技术应用。随着智慧农业的规模发展，也相继引发了大数据获取、数据的实可靠性、挖掘分析、网络安全等问题，智慧农业如何持续发展的关键所在，就是如何成功应对这些问题。所以，区块链恰逢其时地兴起了，为智慧农业的稳健发展奠定基础[4]。

区块链在智慧农业的发展过程中将起着两点重要的作用:（1）它与人工智能、云计算、大数据和物联网和等技术一起构成智慧农业发展的关键支撑技术；（2）区块链也承担着维护数据安全、建立诚信机制、传递价值等重要的工作。

3.2 区块链帮助农产品溯源试点实例研究

区块链具有的特征，结合农业的智能化，变革已在进行中。例如，中新互联互通项目中，已经有新加坡的物联网企业在重庆荣昌建立智慧农场，给荣昌猪打电子标签进行监控。在生产链上的各个主体部署区块链节点，将传感器收集的数据通过实时或离线等方式写成区块链中无法篡改的电子证据，这样使造假的成本大大提升，有利于理清供应链各方的责任界限。此外，区块链的链式结构，有利于企业追本溯源，实时搜集的数据，及时了解农产品生产的最新进展，采取必要的应对措施，增强多方协作。区块链技术具有低成本、高效率、分布式、全网记录、安全可靠等特点，应用在农产品供应链上能够降低监管成本和交易风险，提高可信度。

3.3 区块链帮助食品安全问题的确认和追查

三聚氰胺、瘦肉精、非洲猪瘟、过期熟食等引起消费者的信任危机，给国家发展诚信社会带来挑战。食品溯源系统能够标识食品来源，提供其从生产到餐桌全过程中的详细信息，一旦发生了食品安全事件，通过溯源系统可以快速准确地定位到问题环节，明确责任主体。这是食品安全管理和控制的有效方法之一。区块链技术可用于解决传统追溯系统中出现的数据完整性缺失和去中心化等问题，针对性地解决目前食品溯源系统中面临的问题，从而增加消费者的信任度，拓展市场空间。

3.4 区块链帮助特色农产品的溯源和防伪

产品供应链的溯源和产品防伪也是区块链技术有很大潜力的一个应用方向。当前区块链防伪主要应用在一些附加值比较高的产品或场景中，例如奢侈品、重要药品、跨境电商等。传统的农产品供应链存在信息化程度不高、各个主体较为分散致使信息流通不畅、基础设施建设落后等情况。随着现代化农业基础设施的完善，用区块链技术进行特色农产品的溯源和防伪也成为可能，农产品和食品可以追溯的信息也不再只是生产日期、产品质量合格等级、添加成分等，还能包括原产地情况、生产过程工艺等更深度的信息，相关研究有很大的应用潜力和价值。

高品质高附加值的特色农产品，例如荣昌猪肉、阳澄湖大闸蟹、青海牦牛肉、新疆羊肉等，由于市场红利巨大，普遍会遇到被仿冒的问题。消费者缺乏足够的渠道难以鉴别真伪，消费者权益难以保障，原产地农户和厂家也会被仿冒产品冲击而影响收入和品牌声誉，并且这类仿冒产品如果没有食品安全问题的话往往很难发现、监管、认定。

仿冒特色农产品常见的造假方式包括农产品的品相仿冒、农场和厂商信息造假、防伪标签造假、经销商信息造假、篡改虚假物流信息等。利用区块链技术的信息公开透明、分布式架构难篡改、可向上追溯等特性，可以有效的针对这些造假手段进行设计，从根本上消除造假的空间。如果采用区块链方案来防伪，可能采取的路径包括:认证农场资格，对农场和产地信息、认证农场产品的出产日期和每批次数量、销售数据、物流信息等都上传区块链登记，建立基于区块链技术的信息追溯系统。有了这些不可被篡改，并且可被查看、追溯的区块链登记，消费者通过扫码等方式就可以一次确认上述个环节的信息，消费者权益得到保障，品牌的信誉得到维护，合法农户和厂家的利益也得到保障。

上述的两类农产品追溯方向研究的重点在于如何在农产品追溯中有效的应用区块链技术，将区块链恰当植入溯源体系，并对采用方案后的溯源体系的运行机制进行分析，结合实际案例与具体应用场景来论证设计方案的有效性。

4 结论

综上所述，本论文分析的关键问题是如何在农产品供应链追溯中有效的应用区块链技术，分析基于区块链技术的溯源体系的运行机制，并结合具体应用场景与实际案例来论证设计方案的有效性，例如农产品防伪、食品安全。通过对农产品供应链的类型与问题分析、农产品供应链与区块链技术的结合领域分析、区块链在现代化农业中的应用，对这个问题进行了更具体的研究。