区块链技术应用于农产品冷链物流体系的可行性分析

郭丽娜

（河南经贸职业学院）

随着大数据、物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术在社会生产生活中各个领域的应用和普及，区块链技术作为新时代数字经济技术的代表，引起了社会各界的广泛关注。

一、研究现状

“区块链”，顾名思义每个区块代表一个信息块，多个信息块按照一定的规则串成链条并运行成为区块链。最初，在中本聪的文献中分别提出了“区块”和“链”的概念，并没有将“区块链”合并提出。2015 年，理论界才发现将分布式数据存储、点对点传输及加密算法等技术进行合体，便可以应用于需要建立信任的很多领域，如保险、金融、知识产权等领域。2016 年被称为“区块链元年”，我国很多机构开始关注并投资区块链相关项目。可以预见，区块链技术将成为互联网、大数据、云计算之后的又一项重大创新。

通过对区块链技术文献的梳理，可以将现有文献分为两个视角。从区块链技术的本质及价值来看，田仪顺等认为，区块链技术的实质是一种新的技术组合，而并非是一种全新技术，它并不完全去中心化，而是分布式记账。并且这种技术也不存在系统的延迟，延迟只是相比其他技术的表面现象，本质上而言，区块链中比特币的交易时间是比较短的，效率是比较高的。梅海涛等认为，区块链的本质是一个带有时间戳的、稳定的、可信任的账务记录系统。阚雷认为，随着比特币等数字货币的日渐兴起，区块链技术从数字货币的底层技术中抽离出来，运用分布式记账等特点建立信任，满足不同形式的数据的录入和存储的需求。从区块链技术的应用层面看，目前区块链应用的领域无一例外都一直存在中心化的特质，使得其管理效率低下，由于区块链技术刚好可以去除中心化效应，实现分布式处理，提高了办事效率，提升了客户服务体验。

另外，从区块链技术的应用层面而言，尽管该项技术发源于金融货币领域，但目前在全球很多国家和地区的公共管理、物流管理等领域都有所渗透和应用。王娟娟等认为，区块链技术在“一带一路”区域物流领域的应用会降低物流过程的安全水平，只有以政府为主导完成物流安全机制建设，引导破解“不可能三角”的技术研发，并以此为前提应用区块技术，才能确保正面效应的充分发挥。田顺仪等认为，在我国的货运市场中，可以借助区块链技术的信任创造功能，有效地解决交易主体间的诚信机制建设问题，整治我国货运物流市场乱象。吕芙蓉等运用区块链技术构建了农产品质量安全追溯体系，提出联盟区块链组织形式，充分发挥了其分布式记账的特点和优势。上述文献对区块链技术在跨境电子商务领域、货运物流领域、电力系统领域及“一带一路”等领域的应用进行了较为细致的研究，但农产品冷链物流领域区块链研究还是空白。

二、区块链核心技术

（一）分布式记账，点对点组网方式

区块链是一种分布式数字交易分类账，网络完全由其成员运营，而不依赖于建立信任的中央机构或集中式基础设施。区块链是建立信任的技术，因为每个参与者平等分布于系统中，在公平公正透明的商业环境中参与运作。

（二）时间戳技术

严格意义来讲，时间戳技术并非一个新技术，但是把时间戳技术有效地应用到区块链中却毫无疑问是一种创新。区块链技术被多个时间戳赋予了维度，供应链上的每个物流节点都被时间戳加盖了交易信息的时间记录，并且被永久记录在区块链上。

（三）非对称加密技术

所谓非对称加密技术指的是区块链中有公匙和密匙对数据进行加密，其中公匙对所有节点公开，成员使用公钥加密来签署交易。因此，只有私人的所有者密钥可以启动它们。但是，会员可以保持匿名，因为密钥与现实世界的身份无关。由于使用加密方法而无法被篡改。两种密码的使用有效地保证了数据的可靠性和准确性，确保了区块链上的信息安全。

（四）智能合约

区块链技术中的可编程功能实现了合约条款的自动执行。在预先制定的合理合法的框架下，按照智能合约本身所具有的可扩展性执行区块链中的智能合约。

三、区块链技术应用于农产品冷链物流领域的可行性分析

（一）农产品冷链物流对生鲜物资安全性可追溯的要求对接区块链的时间戳技术

2018 年，一场萝蔓莴苣受大肠杆菌污染事件蔓延到美国36 个州，导致5 人死亡。农民和供应商们损失惨重。最后人们花了7 天的时间找到疫情来源：一个种植了芒果的农场。沃尔玛对于食品安全的把控一向极为严格，可是在食品安全问题上，苦于没有相关的技术手段，也一度处于巧妇难为无米之炊的窘境。区块链技术的出现，使沃尔玛解了燃眉之急。每减少1%的食源性疾病，可以为美国经济节省7 000 亿美元左右的成本。但这不仅仅是经济问题，更关乎人类的健康，在美国约有4 800 万人会遇到食源性疾病，扩大到全球范围，数字会更大。特别是像中国、印度这样的人口大国，食品安全问题更是关系国计民生的大事。零售业巨头沃尔玛与信息技术业大佬IBM 在区块链技术应用于食品供应链领域进行战略合作，研究如何利用区块链让食品冷链过程实现数字化和透明化。经过不断的努力和尝试，终于一项基于区块链技术的名为“食品信任”解决方案公之于众。该方案利用区块链的分布式记账技术追踪食品的冷链路径。没有使用区块链技术之前，追溯某一物资的来源通常需要花费将近7 天。使用了区块链技术后，仅需2.2 秒就能够完成追踪，这在很大程度上降低了变质食品送到消费者手中的可能性。

农产品冷链物流对安全性和可靠性的要求高于一般的物流系统，因为农产品冷链物流体系中所承载的物资都是生鲜类食品或药品，所以整个运作体系从供应商开始到经销商、零售商都需要在冷链的环境中进行。如果在冷链的环节中出现了脱离冷链的情况，物资的安全性会受到影响，甚至会形成食品安全或药品安全的大事件，比如发生在2018年的疫苗安全事件。随着物流行业的市场和业务越来越细分，每单物流业务从货主开始到收货人结束会综合多家农产品冷链物流企业的业务（参见图1）。在这个过程中，任何一个物流节点都存在风险，所有的环节都需要在不同物资对冷链环境的要求中进行相应的物流业务，一旦出现“脱冷”或者温度不达标，就会使得整体的农产品冷链物流业务失败，生鲜物资的质量受到影响，如果有相应的风险预警系统尚可以避免更为严重的民生安全事件发生，不然会造成极为严重的食品或药品安全事件。如果面临食源性疾病的暴发，零售商很难搞清楚是哪个环节出了问题，以及这些坏掉的物资被送给了哪些收货人，可能需要数周的时间来追踪污染源，并用更长的时间恢复消费者对食品安全的信心。区块链中的时间戳技术可以很好地对风险点进行排查和追溯，使得整体的农产品冷链物流体系中参与者都能界定清楚责任。

图1 农产品冷链物流节点流程图

（二）农产品冷链物流对高效物流的内生需求契合区块链的点对点组网方式

由于农产品冷链物流所承载的物资是生鲜农产品或药品，这类物资的保质期或是很短或是对保质期有严格的要求。物资本身对供应链的高效性有较高的要求，农产品冷链物流企业的核心竞争力也多体现在高效的层面上。在传统运作体系下，高效率和高成本成正比例关系，高效的农产品冷链物流体系需要高昂的物流成本支撑。对于利润率相对较低的物流行业，高成本在业内很难被接受。区块链的核心技术之一是点对点组网方式，它是利用编程的手段来实现合约条款的自动执行。点对点组网方式意味着整个网络没有中心节点。网络中的每个节点平均分布于系统内部，并独立参与系统运作，系统交易信息在各个节点之间互相复制。这些不仅是农产品冷链物流提升效率的动因，也是区块链技术得以广泛应用的条件之一。供应链节点之间信息的透明度高低是衡量一个供应链是否具备竞争力的指标之一，提高信息透明度是最难实现的。利用区块链可提高供应链的信息系统透明度，跟踪冷链系统上各个节点的物流活动。零售业早期对于信息建设方面的贡献主要体现在条形码或自动识别技术的解决方案，这种方案需要中央数据库和参与者之间的信任。区块链中点对点组网方式使得各个物流节点信息更加透明，节点之间的交流成本更低，整个冷链系统的运作效率得以有效提升。

（三）无垄断企业的现状满足区块链技术分布式计算的要求

“多、小、散”是世界各国物流行业的特征。虽然从直观数据来看，欧美、日本等发达国家和地区的物流集成化程度较高，但仔细研究会发现，大的物流企业的物流规模大多是依靠整合底层的物流资源获得。我国很多生产制造企业或商贸企业在物流外包时，表面上看，将物流业务外包了多家物流企业，实际上真正的承运人都是物流行业底层的小车队或者是一两辆车的运输小老板。所以，行业的运作特点决定了现阶段农产品冷链物流行业不会有垄断企业的出现。即使有业务量比较大的行业独角兽，也不会占太大的比例，且实际落地进行运作的还是底层的承运人。区块链的各个区块是平等的相互背书关系。区块链的一个主要承诺是创造透明度网络的每个成员都可以访问相同的数据，获得单个数据真相。在区块链技术的初期实验中，是以数字方式跟踪物流活动的，比如从中国农场到美国零售门店的猪肉，从南美洲的种植园到美国商店的大樱桃。在这些商品供应链的物流节点中，农场原产地、批号、工厂和加工数据、到货日期和运输细节等数据信息都被写进区块链中，并立即可供所有农产品冷链物流节点成员使用。一旦有生鲜物资出现质量问题，区块链的运用能够在几秒钟内追踪到责任点。并且区块链还可以增加保质期的可用数据，从而优化了供应链的参数，由此可改变食品行业的工作方式，提高透明度，加快对受污染食品的调查，验证食品来源，以增加最大限度延长保质期的机会，减少因腐坏造成的损失，减少食物浪费。

降本增效是物流行业孜孜不倦追求的目标。当前，与发达国家和地区相比，我国在农产品冷链物流效率方面仍然存在一定的差距。农产品冷链物流作为物流行业的一个重要组成部分，是集供应链、物流、信息流、资金流于一体的商业活动，与区块链本身的分布式结构、防伪溯源和智能合约等技术能够有效契合，较好地突破了目前农产品冷链物流发展的瓶颈，为农产品冷链物流发展培育了可靠的技术环境。