區(qū)塊鏈技術(shù)與宿遷市農(nóng)業(yè)深度融合的路徑

馮雨軒?汪玉婷?周愛?王玲

一、緒論

（一）研究背景

1.社會背景

雖然我國一直十分重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和升級，但相對于制造業(yè)與服務(wù)業(yè)來說，農(nóng)業(yè)在數(shù)字化方面還是處于相對落后的狀態(tài)。2019年底至今全球都受到新型冠狀病毒疫情的影響，各行各業(yè)都在進(jìn)行產(chǎn)品升級和銷售轉(zhuǎn)型，許多農(nóng)產(chǎn)品商家希望進(jìn)行線上交易實現(xiàn)產(chǎn)品銷售的增長，區(qū)塊鏈?zhǔn)墙鉀Q農(nóng)業(yè)線上交易信任，供應(yīng)鏈串聯(lián)等問題的強有力手段，因此面對疫情常態(tài)化的社會背景下，應(yīng)當(dāng)利用區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合促進(jìn)其發(fā)展。

2.政策背景

近年來我國及各地政府陸續(xù)發(fā)布許多區(qū)塊鏈應(yīng)用的文件和出臺許多扶持鄉(xiāng)村振興的政策。2017年10月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》提出要研究利用區(qū)塊鏈、人工智能等新興技術(shù)，建立基于供應(yīng)鏈的信用評價機制。2017年2月南京市辦公廳發(fā)布《關(guān)于印發(fā)“十三五”智慧南京發(fā)展規(guī)劃的通知》，提出加快人工智能、生物識別、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的突破和應(yīng)用。由此可見，從整體到部分，從國家到江蘇省都給予區(qū)塊鏈技術(shù)和農(nóng)業(yè)科技發(fā)展十足的重視，因此將區(qū)塊鏈技術(shù)與宿遷市的農(nóng)業(yè)深度融合具有巨大的可行性。

（二）研究目的與意義

2.研究目的

本研究的目的在于通過分析目前宿遷市農(nóng)業(yè)發(fā)展的方法總結(jié)出當(dāng)前痛點：投入資金不足，未能帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展;缺乏先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)資源利用不當(dāng);農(nóng)民文化素養(yǎng)較低，高技術(shù)人才短缺;缺乏交易安全保障系統(tǒng)。在宿遷市內(nèi)進(jìn)行區(qū)塊鏈實施的可行性與應(yīng)用性調(diào)研，通過區(qū)塊鏈與農(nóng)業(yè)發(fā)展互促機制框架的設(shè)計，在可行能力模式的實施路徑研究及典型案例的應(yīng)用性研究，保障層面及改進(jìn)措施的研究的基礎(chǔ)之上，將區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行普及。首先最主要的是將區(qū)塊鏈技術(shù)加入最基本的農(nóng)業(yè)技術(shù)之中，再逐漸深入直至完全深度融合;其次，使管理層人員透徹理解區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)村技術(shù)的組織架構(gòu)關(guān)系;將區(qū)塊鏈作為底層的技術(shù)支撐平臺，要和不同的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化一體化的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和場景進(jìn)行多效結(jié)合，形成體現(xiàn)獨特的區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)價值的場景;中國是農(nóng)業(yè)大國，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)粗放且附加值低，因此要通過區(qū)塊鏈技術(shù)增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的附加值，真正發(fā)揮宿遷市的農(nóng)業(yè)價值。

2.研究意義

區(qū)塊鏈?zhǔn)墙陙碜罹吒锩缘男屡d技術(shù)之一，其以去中心化的方式建立信任，對于提高數(shù)據(jù)傳輸存儲安全和促進(jìn)信息有效傳播具有深遠(yuǎn)影響。對于目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈即建立面向全國范圍村一級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過建立基于區(qū)塊鏈關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，建設(shè)基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)采集平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲、高效分發(fā)及應(yīng)用，為各級政府部門提供鄉(xiāng)村治理和基層黨建工作管理決策指標(biāo)化、規(guī)范化支持體系。

（1）理論意義：區(qū)塊鏈技術(shù)的到來將來很有可能會顛覆各行各業(yè)原有的運行模式，而農(nóng)業(yè)作為最基礎(chǔ)的行業(yè)之一也在其中。農(nóng)業(yè)問題關(guān)乎民生大計，區(qū)塊鏈作為現(xiàn)代科技之一，其與農(nóng)業(yè)的結(jié)合可有力推動農(nóng)業(yè)的更好更快發(fā)展。

（2）實踐意義：對社會而言，區(qū)塊鏈作為數(shù)字時代的前沿技術(shù)，近年來逐漸成為中央和地方政府關(guān)注的對象，被視為具有國家戰(zhàn)略意義的新興產(chǎn)業(yè)。

（三）文獻(xiàn)綜述

我國在2017年信息發(fā)展開始探索將區(qū)塊鏈技術(shù)與食品安全追溯相結(jié)合，“區(qū)塊鏈+食安追溯”已成為信息發(fā)展開拓創(chuàng)新的重點領(lǐng)域，經(jīng)過努力攻堅與潛心研發(fā)，目前信息發(fā)展基于區(qū)塊鏈的食安溯源技術(shù)已被首屆進(jìn)口博覽會所采用。2020年8月，信息發(fā)展參與制定的《食品追溯區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)暨《食品追溯區(qū)塊鏈上鏈行動》正式發(fā)布 。信息發(fā)展立足于智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，以農(nóng)業(yè)信息資源管理為核心，運用云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)，應(yīng)用三產(chǎn)融合、綠色發(fā)展等理念，分別在基于區(qū)塊鏈的食品安全流通溯源技術(shù)應(yīng)用、基于人工智能的農(nóng)作物病蟲害綠色防控、農(nóng)產(chǎn)品合格證系統(tǒng)平臺等方面進(jìn)行了有力的探索。

和我國尚處在摸索狀態(tài)不同，一些起步較早的國家早在諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的成功應(yīng)用：

新加坡物流領(lǐng)域公司Yojee基于區(qū)塊鏈技術(shù)之上的軟件可以將貨物的運輸流程清晰地記錄到鏈上。

在美國一家農(nóng)業(yè)新聞網(wǎng)站報道中，F(xiàn)ilament公司已采用區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)場進(jìn)行生產(chǎn)模式。

一家澳大利亞農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈追蹤企業(yè)利用區(qū)塊鏈技術(shù)為農(nóng)民實現(xiàn)實時交易和支付服務(wù)。

二、理論基礎(chǔ)

（一）概念界定

1.區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈在本質(zhì)上是一個去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫，具有數(shù)據(jù)不可篡改、去中心化管理、信息同步等應(yīng)用特點。區(qū)塊鏈可根據(jù)不同場景下的信任構(gòu)建方式分為完全公開，任何人都可以參與其中的非許可鏈和半開放式的許可鏈，在數(shù)字貨幣，智能合約，記錄保全，證券等方面有重要應(yīng)用價值。

曾詩欽等人研究指出區(qū)塊鏈的工作流程主要包含生成區(qū)塊，共識驗證，賬本維護(hù)3個步驟。

（1） 生成區(qū)塊。區(qū)塊鏈節(jié)點收集廣播在網(wǎng)絡(luò)中的交易——需要記錄的數(shù)據(jù)條目，然后將這些交易打包成區(qū)塊——具有特定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。

（2）共識驗證。節(jié)點將區(qū)塊廣播至網(wǎng)絡(luò)中，全網(wǎng)節(jié)點接收大量區(qū)塊后進(jìn)行順序的共識和內(nèi)容的驗證，形成賬本——具有特定結(jié)構(gòu)的區(qū)塊集。

（3）賬本維護(hù)。節(jié)點長期存儲驗證通過的賬本數(shù)據(jù)并提供回溯檢驗等功能，為上層應(yīng)用提供賬本訪問接口。

2. 新零售

隨著電商行業(yè)的發(fā)展，線上線下融合銷售的方式正在不斷打破原有零售活動的規(guī)則，形成延伸范圍更加廣闊的零售概念。新零售在一定程度上幫助賣家擴(kuò)大自己零售的地理范圍和產(chǎn)品服務(wù)范圍，使得零售受到的物理限制減小，賣家能夠更好地了解買家的需求，滿足其消費心理。

3.供應(yīng)鏈協(xié)同管理

供應(yīng)鏈?zhǔn)欠稚⒌?，可以通過協(xié)同管理，在價值創(chuàng)造增值環(huán)節(jié)例如供應(yīng)、物流和營銷以具有特定優(yōu)勢，獨立性的聯(lián)合企業(yè)以信息交換和協(xié)作機制為前提的協(xié)作技術(shù)為基礎(chǔ)，促進(jìn)供應(yīng)鏈內(nèi)外的協(xié)調(diào)發(fā)展，并最大限度地提高連接其供應(yīng)鏈的公司的效率，從而開拓“多利”的局面。

（二）理論支撐

1.區(qū)塊鏈六層次理論

區(qū)塊鏈技術(shù)從立體角度上來看可以被分為六個層次，其中的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層和公式層是區(qū)塊鏈技術(shù)缺一不可的3個部分：

（1）數(shù)據(jù)層：曾詩欽等人曾在研究中表明區(qū)塊鏈之所以具備防篡改特性，得益于鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的強關(guān)聯(lián)性。在農(nóng)業(yè)新零售的供應(yīng)鏈中，涉及多方提交的數(shù)據(jù)，因此保證數(shù)據(jù)的安全可靠對于完成一筆交易是至關(guān)重要的，區(qū)塊鏈技術(shù)可以將其每個節(jié)點的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并與收集時間進(jìn)行捆綁，達(dá)到一定程度時進(jìn)行公布，加強了數(shù)據(jù)的安全性及買賣雙方進(jìn)入數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方便性，降低了云端數(shù)據(jù)儲存及保護(hù)的成本。

（2）網(wǎng)絡(luò)層：曾詩欽等人指出區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層由組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、通信機制、安全機制組成。在農(nóng)業(yè)新零售供應(yīng)鏈中，買賣雙方直接通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)點對點與對方進(jìn)行交流，防止出現(xiàn)中間商賺取差價的現(xiàn)象發(fā)生。同時，買賣雙方的信息通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層的匿名網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行加密保護(hù)，在驗證雙方身份的同時防止交易過程中買賣雙方的信息泄露。

（3）共識層：在農(nóng)業(yè)新零售供應(yīng)鏈中，區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機制能夠幫助不同環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)人員將其碎片化信息整合，實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)同管理，從而有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)銷售的效率及降低因信息不對稱而出現(xiàn)的人工出錯成本。數(shù)字貨幣和紙質(zhì)貨幣區(qū)塊鏈技術(shù)共識層封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各類共識機制算法，能夠讓在總體上彼此獨立存在的各個環(huán)節(jié)及碎片化的信息在去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中針對區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的有效性達(dá)成共識，曾詩欽等人指出，非許可鏈完全開放，需要抵御嚴(yán)重的拜占庭風(fēng)險，多采用 PoX、BFT類協(xié)議并配合獎懲機制實現(xiàn)共識;許可鏈擁有準(zhǔn)入機制，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點身份可知，一定程度降低了拜占庭風(fēng)險，因此可采用BFT 類協(xié)議、CFT類協(xié)議構(gòu)建相同的信任模型。

三、案例分析

（一）泗陽八集小花生案例基本概述

八集小花生，江蘇省宿遷市泗陽縣特產(chǎn)，全國農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志。八集小花生對生產(chǎn)質(zhì)量技術(shù)表現(xiàn)為三個特定方面：

（1）特定品種：選用油脂含量較高的“天府3號”。

（2）特定種植方式：播種時間，施肥用量及肥料品種都有嚴(yán)格規(guī)定;生產(chǎn)的全過程都要建立生產(chǎn)檔案，農(nóng)事記錄和產(chǎn)品加工、入庫、銷售檔案，及時、真實記載，并妥善保管，以備查閱。

（3）特定加工方式：加工前對原材料進(jìn)行精選;特定的烘炒方法進(jìn)行烘炒。

（二）區(qū)塊鏈引入前案例發(fā)展難點

（1）供應(yīng)鏈中多方介入，無法保障交易信息的安全性。

（2）無法保障產(chǎn)品質(zhì)量，難以獲得消費者的信任。

（3）生產(chǎn)全過程都需要記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的儲存、管理成本過高并無法保障數(shù)據(jù)安全性

（4）面對疫情常態(tài)化現(xiàn)象，線下銷售變得困難，缺少線上銷售的經(jīng)驗。

（5）缺少激勵機制和高新技術(shù)，供應(yīng)鏈缺少創(chuàng)新性。

（三）區(qū)塊鏈技術(shù)與案例融合

利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以有效解決八集小花生在生產(chǎn)經(jīng)營過程中遇到的問題。我們可以按照公畝對農(nóng)田區(qū)域劃分不同的業(yè)務(wù)節(jié)點進(jìn)行數(shù)字化管理，利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層封裝底層數(shù)據(jù)區(qū)塊的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)加強了供應(yīng)鏈節(jié)點信息的對稱性，有利于確保種植生產(chǎn)過程中的高度透明化，提高了顧客對于農(nóng)戶的信任度和用戶黏性。同時，相關(guān)非對稱公私鑰數(shù)據(jù)加密技術(shù)和時間戳等技術(shù)將生產(chǎn)銷售過程中的數(shù)據(jù)全部采用分布式賬本記錄，數(shù)據(jù)和時間一一對應(yīng)，保證數(shù)據(jù)不可被篡改，在包裝上印上每件產(chǎn)品的專屬二維碼供農(nóng)戶和消費者進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的查詢，提高了對產(chǎn)品質(zhì)量追溯的效率，匿名網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)戶和消費者的個人信息加密保護(hù)，在驗證雙方身份的同時防止交易過程中買賣雙方的個人信息泄露，提供交易的安全保障;區(qū)塊鏈其去中心化管理防止第三方介入，有效降低了傳統(tǒng)信息交換過程中的成本發(fā)生?！皡^(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈”的概念引入可以幫助生產(chǎn)技術(shù)相對落后的宿遷市與其他擁有高新技術(shù)的企業(yè)進(jìn)行合作，實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)同管理和開展新零售的局面，例如可以與京東簽訂合作協(xié)議，農(nóng)戶為京東提供優(yōu)質(zhì)，可以進(jìn)行質(zhì)量追溯的優(yōu)惠折扣產(chǎn)品，京東為農(nóng)戶提供線上銷售、物流、倉儲等方面的充分支持，兩方進(jìn)行供應(yīng)鏈的協(xié)同管理和區(qū)塊鏈信息共享，使雙方市場信息互補，提高營運業(yè)績，減少市場的不穩(wěn)定性帶來的干擾;和抗擊疫情的企業(yè)進(jìn)行供應(yīng)鏈協(xié)作管理，農(nóng)戶為其提供優(yōu)惠商品，抗擊疫情的企業(yè)參與農(nóng)戶生產(chǎn)供應(yīng)鏈中可以為農(nóng)戶的商品帶來良好的社會影響和聲譽。區(qū)塊鏈技術(shù)的共識層與激勵層可幫助農(nóng)戶實現(xiàn)“區(qū)塊鏈+創(chuàng)新鏈”，趙照曾在研究中表明區(qū)塊鏈的運用對提高創(chuàng)新鏈上的創(chuàng)新資源權(quán)益保障、創(chuàng)新資源共享效率、創(chuàng)新主體信用水平等都有積極的作用，使得區(qū)塊鏈在創(chuàng)新鏈中的運用有著天然的優(yōu)勢 ，因此可以利用其為宿遷市吸引高新技術(shù)人才和創(chuàng)新主體，例如利用區(qū)塊鏈對創(chuàng)新資源進(jìn)行保護(hù)和管理，為創(chuàng)新主體提供創(chuàng)新認(rèn)證證明和區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新資源所有權(quán)證書等。

結(jié) 語

本研究以宿遷市泗陽縣八集小花生產(chǎn)品為例，分析問題，通過研究國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)一步培育壯大農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)，使其真正成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的新動能。通過運用區(qū)塊鏈技術(shù)六層次理論和新零售、供應(yīng)鏈協(xié)同管理等概念與宿遷市農(nóng)業(yè)進(jìn)行深度融合，使宿遷市農(nóng)業(yè)向“三產(chǎn)化”轉(zhuǎn)化，功能多元化發(fā)展，使得宿遷市乃至全國的農(nóng)業(yè)技術(shù)得以提高。