建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品安全可溯源系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)全流程可感知、源頭可溯源、風(fēng)險(xiǎn)可預(yù)警, 對(duì)提高我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理水平、防止農(nóng)產(chǎn)品安全事故發(fā)生、保障市場(chǎng)供應(yīng)、促進(jìn)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。我國(guó)幅員遼闊, 在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化過程中, 生產(chǎn)地與消費(fèi)地距離過長(zhǎng), 消費(fèi)者對(duì)生產(chǎn)者如何進(jìn)行生產(chǎn)的數(shù)據(jù)無法及時(shí)了解, 因經(jīng)營(yíng)主體多、市場(chǎng)分散難以集中管理和操作, 綜合數(shù)據(jù)和全產(chǎn)業(yè)鏈信息匯集困難, 難以建立行業(yè)各方之間的信任關(guān)系等原因, 現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理暨追溯體系尚不能做到將農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、檢測(cè)、倉(cāng)儲(chǔ)及銷售等全流程信息記錄并保存下來, 確保溯源信息的真實(shí)可靠保證安全[1]。

區(qū)塊鏈技術(shù)是繼移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)之后的發(fā)展最迅猛的信息化技術(shù), 在金融、醫(yī)療、支付、商品交換、商品物流、海關(guān)、政府服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。它能夠整合并自動(dòng)化人機(jī)交互和機(jī)機(jī)交互 (M2M) , 還可以推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的通訊支付網(wǎng)絡(luò)[2]。區(qū)塊鏈的核心思想就是在網(wǎng)絡(luò)上建立一個(gè)“公共賬本”, 確保記錄的核心內(nèi)容不可篡改[3]。區(qū)塊鏈也是一種協(xié)調(diào)機(jī)制, 通過信用、證據(jù)和補(bǔ)償獎(jiǎng)勵(lì)追逐模式來鼓勵(lì)參與方協(xié)作, 而不必?fù)?dān)心因未曾建立傳統(tǒng)信任關(guān)系而帶來不良后果。利用其具有的去中心化、去信任化、拓展性、開放性和不可篡改等高度安全可靠的特性, 將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系中具有其可行性和可操作性。

1、區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的可行性

1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品追溯過程的成功案例

區(qū)塊鏈概念的提出始于20世紀(jì)90年代, 國(guó)外自2013年開始研發(fā)區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù), 百度指數(shù)顯示, 自2015年開始, 區(qū)塊鏈關(guān)注度在我國(guó)獲得暴發(fā)式增長(zhǎng)。 (1) 在金融方面, 2015年12月, 金融創(chuàng)新公司R3宣布, 加入其區(qū)塊鏈聯(lián)盟的銀行已逾40家, 名單中不乏國(guó)際金融巨型企業(yè), 如瑞銀 (UBS) 、高盛 (Goldman Sachs) 、JP摩根 (J.P.Morgan) 、巴克萊 (Barclays) 、匯豐 (HSBC) 等。這些全球最大的銀行在一起研究如何在區(qū)塊鏈上建立統(tǒng)一的金融生態(tài)[4]。 (2) 在零售業(yè)方面, 沃爾瑪已經(jīng)有110萬件已售出或在售的商品在區(qū)塊鏈上運(yùn)行, 這樣便于該公司追溯商品從出廠、流通到上貨架的整個(gè)流程。2014年4月創(chuàng)立的Everledger的目標(biāo)是, 建立基于區(qū)塊鏈的、涵蓋世界上每一顆認(rèn)證鉆石的注冊(cè)表。目前其注冊(cè)表已經(jīng)記錄了220萬顆鉆石的信息。Everledger能夠追蹤寶石從地下被挖掘出來到消費(fèi)者購(gòu)買當(dāng)天的整個(gè)溯源流程。從礦工到切割加工者, 再到零售商, 每個(gè)鏈條上的每一位參與者, 都在Everledger區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中保有一個(gè)節(jié)點(diǎn)[5]。 (3) 在運(yùn)輸行業(yè), 全球航運(yùn)巨頭馬士基使用區(qū)塊鏈技術(shù)來追蹤和轉(zhuǎn)移海運(yùn)集裝箱, 并讓它們更加快速地通過海關(guān), 在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下, 用戶可以更加快捷地查找到屬于自己的物品的物流數(shù)據(jù)[6]。

目前, 關(guān)于區(qū)塊鏈在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全溯源領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道較少, 但仍不乏成功的案例。例如國(guó)際上大宗農(nóng)產(chǎn)品交易正在使用區(qū)塊鏈技術(shù)。2018年我國(guó)全球農(nóng)產(chǎn)品采購(gòu)量又創(chuàng)新高。其中, 大豆采購(gòu)中美國(guó)大豆公司路易達(dá)孚與山東渤海實(shí)業(yè)有限公司交易, 通過荷蘭國(guó)際集團(tuán)、法國(guó)興業(yè)銀行進(jìn)行了資金交易, 采用的正是區(qū)塊鏈技術(shù)。此項(xiàng)貿(mào)易中, 銷售合同、信用證以及各項(xiàng)憑證都在Easy Trading Connect (ETC) 平臺(tái)以數(shù)字化方式運(yùn)行, 花在文件及數(shù)據(jù)處理上的時(shí)間壓縮了5倍[7]。

此外, 國(guó)內(nèi)一些大型的農(nóng)產(chǎn)品生廠加工企業(yè)采用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)管。以文朗潤(rùn)誠(chéng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)為例, 該企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品從原產(chǎn)地開始包含生產(chǎn)線賦碼、流通領(lǐng)域掃碼、銷售環(huán)節(jié)掃碼的全流程監(jiān)控, 同時(shí)整個(gè)生產(chǎn)工程監(jiān)控。監(jiān)控區(qū)分為: (1) 種植區(qū)域監(jiān)管, 主要監(jiān)控種植環(huán)境水土情況、視頻監(jiān)控; (2) 選種管理; (3) 種植管理, 包主要監(jiān)控灌溉、播種、施肥、用藥等田間作業(yè); (4) 采收過程監(jiān)管; (5) 加工包裝監(jiān)管, 主要應(yīng)用條碼、二維碼、RFID等技術(shù)手段[8]; (6) 運(yùn)輸環(huán)節(jié)監(jiān)管, 主要監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)環(huán)境、視頻、車輛狀態(tài)等、進(jìn)出庫(kù)動(dòng)態(tài)及盤點(diǎn)管理。進(jìn)入零售環(huán)節(jié), 消費(fèi)者通過農(nóng)產(chǎn)品上的信息碼進(jìn)行全流程追溯, 查看過程信息。

1.2 我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的必要性和基礎(chǔ)條件

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可以將所有的生產(chǎn)及流通數(shù)據(jù)全部記錄下來, 消費(fèi)者就可以全流程了解農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)及運(yùn)輸記錄。同時(shí), 區(qū)塊鏈技術(shù)一旦被應(yīng)用后, 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和數(shù)學(xué)算法進(jìn)行處理, 使得數(shù)據(jù)安全性大大加強(qiáng), 數(shù)據(jù)信息更加透明。利用區(qū)塊鏈技術(shù), 可針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從生長(zhǎng)到銷售各環(huán)節(jié)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集上傳, 為消費(fèi)者提供及時(shí)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯查詢服務(wù), 為農(nóng)業(yè)主管部門提供有效的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理提供數(shù)據(jù)支撐[9]。

我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系已具備應(yīng)用區(qū)塊鏈的三項(xiàng)基本條件。 (1) 區(qū)塊鏈3.0技術(shù)的普及與推廣, 提高了其可用性、可操作性、可擴(kuò)展性。根據(jù)肖峰的觀察, 這些技術(shù)涉及新的側(cè)鏈、子鏈、交叉鏈、分層、切片、分區(qū)和其他技術(shù), 且大部分將在2019年成熟, 主要網(wǎng)絡(luò)將上線。這些新技術(shù)的推出是區(qū)塊鏈大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的先決條件[10]。因此, 從技術(shù)角度來看, 2019年之后, 可以預(yù)期區(qū)塊鏈技術(shù)將在我國(guó)將得到大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用和廣泛推廣。 (2) 我國(guó)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)為了在區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn)大量的可以用作支付工具、交換媒介、價(jià)值尺度、存儲(chǔ)在數(shù)字貨幣中的Dapps, 為商業(yè)交易開發(fā)了大量的應(yīng)用程序[11]。 (3) 我國(guó)為區(qū)塊鏈上的數(shù)字經(jīng)濟(jì)制定了法律法規(guī), 建設(shè)了監(jiān)管體系, 出臺(tái)了網(wǎng)絡(luò)安全法、國(guó)家電子政務(wù)規(guī)范等一系列法規(guī)及配套規(guī)章[12]。

2、我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)想

2.1 應(yīng)用構(gòu)架設(shè)想

借鑒區(qū)塊鏈的主要技術(shù)特點(diǎn), 如分布式存儲(chǔ)、分權(quán)化管理、共享維護(hù)、共識(shí)信任、可靠數(shù)據(jù)庫(kù)等, 為解決我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題提供解決方案。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)區(qū)塊鏈構(gòu)架, 應(yīng)參照區(qū)塊鏈系統(tǒng)的層次 (數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、契約層、認(rèn)識(shí)層、獎(jiǎng)勵(lì)層和應(yīng)用層) 構(gòu)建 (圖1) 。圍繞農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系運(yùn)行規(guī)則, 在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中, 所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)限和義務(wù)都是平等的。在加密技術(shù)、共享機(jī)制和可靠數(shù)據(jù)的保障下, 可追溯系統(tǒng)參與者在掌握真實(shí)信息、相互信任的前提下, 根據(jù)業(yè)務(wù)操作流程完成工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。整個(gè)系統(tǒng)不設(shè)置集中的管理核心, 企業(yè)甚至不需要建立服務(wù)器, 終端設(shè)備等硬件系統(tǒng), 可大大降低系統(tǒng)建設(shè)、管理和協(xié)作的成本, 提高信息和數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性及產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值[13]。

2.2 實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)想

1) 可以應(yīng)用于我國(guó)“三農(nóng)一標(biāo)”優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通及監(jiān)管環(huán)節(jié), 解決困擾農(nóng)產(chǎn)品高質(zhì)不高價(jià)問題, 提高消費(fèi)者以及監(jiān)管者的信息透明性。同時(shí), 還可以避免優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷不一致[14]。

2) 可應(yīng)用于農(nóng)藥產(chǎn)品流通領(lǐng)域的進(jìn)貨、銷售、使用3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如在銷售環(huán)節(jié), 生產(chǎn)者或銷售者甲向使用者乙發(fā)出交易指令, 銷售及交易記錄在共享網(wǎng)絡(luò)中的“區(qū)塊”中記錄保存, 并將該事項(xiàng)信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的所有成員。在區(qū)塊鏈中留下不可修改的事務(wù)記錄, 成員可驗(yàn)證事務(wù)的有效性。

區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系中的應(yīng)用設(shè)想

圖1 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系流程示意

3) 在產(chǎn)品分配環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。生產(chǎn)商或賣方甲向用戶乙下達(dá)產(chǎn)品發(fā)放指令, 產(chǎn)品分配記錄在網(wǎng)絡(luò)的“區(qū)塊”中?！皡^(qū)塊”將物料分配信息傳遞給網(wǎng)絡(luò)所有成員, 完成物料分配, 然后加入塊鏈, 留下未修改和刪除的物料分配記錄, 每個(gè)成員可驗(yàn)證物料分配的有效性。

4) 在銷售結(jié)算環(huán)節(jié)的應(yīng)用。生產(chǎn)商或賣方甲向用戶乙下達(dá)結(jié)算指令, 銷售結(jié)算記錄在網(wǎng)絡(luò)的“區(qū)塊”中。“區(qū)塊”將結(jié)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的所有成員, 完成銷售結(jié)算, 然后塊連接到塊鏈, 留下不可修改和不可刪除的結(jié)算記錄, 成員可驗(yàn)證結(jié)算的有效性[15]。

3、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)需要解決的問題

3.1 技術(shù)本身需要優(yōu)化

許多人造的區(qū)塊鏈都非常大, 無處不在, 并且高度互聯(lián)。然而, 從目前的應(yīng)用來看, 在區(qū)塊鏈的早期階段, 底層技術(shù)仍然存在一些限制。目前, 最大的挑戰(zhàn)是吞吐量、延遲時(shí)間、容量和帶寬、安全性等[16]。

3.2 技術(shù)準(zhǔn)入門檻高

區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)際上相當(dāng)復(fù)雜, 涉及密碼學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、人工智能等多個(gè)學(xué)科, 現(xiàn)階段交叉領(lǐng)域的一些前沿技術(shù)最缺乏信息化人才, 了解農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量可追溯性和安全, 卻不了解信息, 不知道農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的可追溯性。區(qū)塊鏈作為一種新的計(jì)算機(jī)范式, 在質(zhì)量安全溯源領(lǐng)域的應(yīng)用比工業(yè)領(lǐng)域慢了幾倍, 因此進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源領(lǐng)域的門檻很高。目前, 一方面, 很多項(xiàng)目在推進(jìn)更友好的開發(fā)環(huán)境和語言, 以便讓普通開發(fā)者可以直接上手。另一方面, 也有很多團(tuán)隊(duì)在做相關(guān)的技術(shù)課程。隨著越來越多的智能合約開發(fā)者參與進(jìn)來, 這個(gè)門檻也會(huì)逐漸被廣大開發(fā)者所接受。

3.3 應(yīng)用場(chǎng)景需要擴(kuò)展

目前, 區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景大多可分為虛擬貨幣、記錄公證、智能合約、證券、社會(huì)事務(wù)等, 這些場(chǎng)景與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的可追溯性關(guān)系不大, 缺乏符合農(nóng)村特征的應(yīng)用場(chǎng)景。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯性特征等更接地氣的應(yīng)用技術(shù)。

中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：中國(guó)植保導(dǎo)刊2019年03期

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