区块链技术与宿迁市农业深度融合的路径

冯雨轩?汪玉婷?周爱?王玲

一、绪论

（一）研究背景

1.社会背景

虽然我国一直十分重视农业生产的发展和升级，但相对于制造业与服务业来说，农业在数字化方面还是处于相对落后的状态。2019年底至今全球都受到新型冠状病毒疫情的影响，各行各业都在进行产品升级和销售转型，许多农产品商家希望进行线上交易实现产品销售的增长，区块链是解决农业线上交易信任，供应链串联等问题的强有力手段，因此面对疫情常态化的社会背景下，应当利用区块链技术与农业深度融合促进其发展。

2.政策背景

近年来我国及各地政府陆续发布许多区块链应用的文件和出台许多扶持乡村振兴的政策。2017年10月，国务院发布《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》提出要研究利用区块链、人工智能等新兴技术，建立基于供应链的信用评价机制。2017年2月南京市办公厅发布《关于印发“十三五”智慧南京发展规划的通知》，提出加快人工智能、生物识别、区块链等新技术的突破和应用。由此可见，从整体到部分，从国家到江苏省都给予区块链技术和农业科技发展十足的重视，因此将区块链技术与宿迁市的农业深度融合具有巨大的可行性。

（二）研究目的与意义

2.研究目的

本研究的目的在于通过分析目前宿迁市农业发展的方法总结出当前痛点：投入资金不足，未能带动产业发展;缺乏先进技术，生产资源利用不当;农民文化素养较低，高技术人才短缺;缺乏交易安全保障系统。在宿迁市内进行区块链实施的可行性与应用性调研，通过区块链与农业发展互促机制框架的设计，在可行能力模式的实施路径研究及典型案例的应用性研究，保障层面及改进措施的研究的基础之上，将区块链技术进行普及。首先最主要的是将区块链技术加入最基本的农业技术之中，再逐渐深入直至完全深度融合;其次，使管理层人员透彻理解区块链技术与农村技术的组织架构关系;将区块链作为底层的技术支撑平台，要和不同的农业产业链数字化一体化的业务环节和场景进行多效结合，形成体现独特的区块链业务价值的场景;中国是农业大国，传统农业作为第一产业，生产粗放且附加值低，因此要通过区块链技术增加农业产品的附加值，真正发挥宿迁市的农业价值。

2.研究意义

区块链是近年来最具革命性的新兴技术之一，其以去中心化的方式建立信任，对于提高数据传输存储安全和促进信息有效传播具有深远影响。对于目前农业领域，区块链即建立面向全国范围村一级基础数据，通过建立基于区块链关键指标数据标准化规范，建设基于区块链数据采集平台，实现数据的安全存储、高效分发及应用，为各级政府部门提供乡村治理和基层党建工作管理决策指标化、规范化支持体系。

（1）理论意义：区块链技术的到来将来很有可能会颠覆各行各业原有的运行模式，而农业作为最基础的行业之一也在其中。农业问题关乎民生大计，区块链作为现代科技之一，其与农业的结合可有力推动农业的更好更快发展。

（2）实践意义：对社会而言，区块链作为数字时代的前沿技术，近年来逐渐成为中央和地方政府关注的对象，被视为具有国家战略意义的新兴产业。

（三）文献综述

我国在2017年信息发展开始探索将区块链技术与食品安全追溯相结合，“区块链+食安追溯”已成为信息发展开拓创新的重点领域，经过努力攻坚与潜心研发，目前信息发展基于区块链的食安溯源技术已被首届进口博览会所采用。2020年8月，信息发展参与制定的《食品追溯区块链技术应用要求》团体标准暨《食品追溯区块链上链行动》正式发布 。信息发展立足于智慧农业领域，以农业信息资源管理为核心，运用云计算、大数据、区块链、人工智能等新一代信息技术，应用三产融合、绿色发展等理念，分别在基于区块链的食品安全流通溯源技术应用、基于人工智能的农作物病虫害绿色防控、农产品合格证系统平台等方面进行了有力的探索。

和我国尚处在摸索状态不同，一些起步较早的国家早在诸多领域实现了区块链技术的成功应用：

新加坡物流领域公司Yojee基于区块链技术之上的软件可以将货物的运输流程清晰地记录到链上。

在美国一家农业新闻网站报道中，Filament公司已采用区块链技术的农场进行生产模式。

一家澳大利亚农业供应链追踪企业利用区块链技术为农民实现实时交易和支付服务。

二、理论基础

（一）概念界定

1.区块链

区块链在本质上是一个去中心化的分布式账本数据库，具有数据不可篡改、去中心化管理、信息同步等应用特点。区块链可根据不同场景下的信任构建方式分为完全公开，任何人都可以参与其中的非许可链和半开放式的许可链，在数字货币，智能合约，记录保全，证券等方面有重要应用价值。

曾诗钦等人研究指出区块链的工作流程主要包含生成区块，共识验证，账本维护3个步骤。

（1） 生成区块。区块链节点收集广播在网络中的交易——需要记录的数据条目，然后将这些交易打包成区块——具有特定结构的数据集。

（2）共识验证。节点将区块广播至网络中，全网节点接收大量区块后进行顺序的共识和内容的验证，形成账本——具有特定结构的區块集。

（3）账本维护。节点长期存储验证通过的账本数据并提供回溯检验等功能，为上层应用提供账本访问接口。

2. 新零售

随着电商行业的发展，线上线下融合销售的方式正在不断打破原有零售活动的规则，形成延伸范围更加广阔的零售概念。新零售在一定程度上帮助卖家扩大自己零售的地理范围和产品服务范围，使得零售受到的物理限制减小，卖家能够更好地了解买家的需求，满足其消费心理。

3.供应链协同管理

供应链是分散的，可以通过协同管理，在价值创造增值环节例如供应、物流和营销以具有特定优势，独立性的联合企业以信息交换和协作机制为前提的协作技术为基础，促进供应链内外的协调发展，并最大限度地提高连接其供应链的公司的效率，从而开拓“多利”的局面。

（二）理论支撑

1.区块链六层次理论

区块链技术从立体角度上来看可以被分为六个层次，其中的数据层、网络层和公式层是区块链技术缺一不可的3个部分：

（1）数据层：曾诗钦等人曾在研究中表明区块链之所以具備防篡改特性，得益于链状数据结构的强关联性。在农业新零售的供应链中，涉及多方提交的数据，因此保证数据的安全可靠对于完成一笔交易是至关重要的，区块链技术可以将其每个节点的数据进行收集并与收集时间进行捆绑，达到一定程度时进行公布，加强了数据的安全性及买卖双方进入数据系统的方便性，降低了云端数据储存及保护的成本。

（2）网络层：曾诗钦等人指出区块链网络层由组网结构、通信机制、安全机制组成。在农业新零售供应链中，买卖双方直接通过区块链网络点对点与对方进行交流，防止出现中间商赚取差价的现象发生。同时，买卖双方的信息通过区块链网络层的匿名网络来进行加密保护，在验证双方身份的同时防止交易过程中买卖双方的信息泄露。

（3）共识层：在农业新零售供应链中，区块链技术的共识机制能够帮助不同环节的农业人员将其碎片化信息整合，实现供应链的协同管理，从而有效提升农业生产销售的效率及降低因信息不对称而出现的人工出错成本。数字货币和纸质货币区块链技术共识层封装网络节点的各类共识机制算法，能够让在总体上彼此独立存在的各个环节及碎片化的信息在去中心化的区块链网络中针对区块链数据的有效性达成共识，曾诗钦等人指出，非许可链完全开放，需要抵御严重的拜占庭风险，多采用 PoX、BFT类协议并配合奖惩机制实现共识;许可链拥有准入机制，网络中节点身份可知，一定程度降低了拜占庭风险，因此可采用BFT 类协议、CFT类协议构建相同的信任模型。

三、案例分析

（一）泗阳八集小花生案例基本概述

八集小花生，江苏省宿迁市泗阳县特产，全国农产品地理标志。八集小花生对生产质量技术表现为三个特定方面：

（1）特定品种：选用油脂含量较高的“天府3号”。

（2）特定种植方式：播种时间，施肥用量及肥料品种都有严格规定;生产的全过程都要建立生产档案，农事记录和产品加工、入库、销售档案，及时、真实记载，并妥善保管，以备查阅。

（3）特定加工方式：加工前对原材料进行精选;特定的烘炒方法进行烘炒。

（二）区块链引入前案例发展难点

（1）供应链中多方介入，无法保障交易信息的安全性。

（2）无法保障产品质量，难以获得消费者的信任。

（3）生产全过程都需要记录数据，数据的储存、管理成本过高并无法保障数据安全性

（4）面对疫情常态化现象，线下销售变得困难，缺少线上销售的经验。

（5）缺少激励机制和高新技术，供应链缺少创新性。

（三）区块链技术与案例融合

利用区块链技术可以有效解决八集小花生在生产经营过程中遇到的问题。我们可以按照公亩对农田区域划分不同的业务节点进行数字化管理，利用区块链数据层封装底层数据区块的链式结构加强了供应链节点信息的对称性，有利于确保种植生产过程中的高度透明化，提高了顾客对于农户的信任度和用户黏性。同时，相关非对称公私钥数据加密技术和时间戳等技术将生产销售过程中的数据全部采用分布式账本记录，数据和时间一一对应，保证数据不可被篡改，在包装上印上每件产品的专属二维码供农户和消费者进行产品数据的查询，提高了对产品质量追溯的效率，匿名网络对农户和消费者的个人信息加密保护，在验证双方身份的同时防止交易过程中买卖双方的个人信息泄露，提供交易的安全保障;区块链其去中心化管理防止第三方介入，有效降低了传统信息交换过程中的成本发生。“区块链+供应链”的概念引入可以帮助生产技术相对落后的宿迁市与其他拥有高新技术的企业进行合作，实现供应链的协同管理和开展新零售的局面，例如可以与京东签订合作协议，农户为京东提供优质，可以进行质量追溯的优惠折扣产品，京东为农户提供线上销售、物流、仓储等方面的充分支持，两方进行供应链的协同管理和区块链信息共享，使双方市场信息互补，提高营运业绩，减少市场的不稳定性带来的干扰;和抗击疫情的企业进行供应链协作管理，农户为其提供优惠商品，抗击疫情的企业参与农户生产供应链中可以为农户的商品带来良好的社会影响和声誉。区块链技术的共识层与激励层可帮助农户实现“区块链+创新链”，赵照曾在研究中表明区块链的运用对提高创新链上的创新资源权益保障、创新资源共享效率、创新主体信用水平等都有积极的作用，使得区块链在创新链中的运用有着天然的优势 ，因此可以利用其为宿迁市吸引高新技术人才和创新主体，例如利用区块链对创新资源进行保护和管理，为创新主体提供创新认证证明和区块链技术创新资源所有权证书等。

结 语

本研究以宿迁市泗阳县八集小花生产品为例，分析问题，通过研究国内外区块链技术进一步培育壮大农业新业态，使其真正成为农业发展的新动能。通过运用区块链技术六层次理论和新零售、供应链协同管理等概念与宿迁市农业进行深度融合，使宿迁市农业向“三产化”转化，功能多元化发展，使得宿迁市乃至全国的农业技术得以提高。