◆曾 晨

基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全應(yīng)用研究

◆曾 晨

（湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 442000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)也在不斷進(jìn)步?，F(xiàn)代社會(huì)人們生活水平在不斷提高，這對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量提出了更高要求。保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是農(nóng)產(chǎn)品安全追溯體系。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種先進(jìn)技術(shù)是在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系中應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)。本文主要分析了區(qū)塊鏈技術(shù)以及其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系現(xiàn)狀以及對(duì)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的具體實(shí)踐方法。

區(qū)塊鏈；農(nóng)產(chǎn)品；質(zhì)量安全；應(yīng)用措施

區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)就是中內(nèi)在調(diào)節(jié)機(jī)制，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，利用信用、證據(jù)、補(bǔ)償獎(jiǎng)勵(lì)等多種措施激勵(lì)，建立多方合作，盡可能提高各方合作的信任度，為合作方帶來(lái)較多機(jī)遇。經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐證明，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全體系中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，是具有操作性、可行性的，能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的追溯目的。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)概述

1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)

經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于較多領(lǐng)域，其主要特征為分布式的總賬系統(tǒng)、共識(shí)信任機(jī)制、非對(duì)稱加密、只能合約以及時(shí)間戳。其中最為主要的是，當(dāng)設(shè)有中央權(quán)威機(jī)構(gòu)的時(shí)候，區(qū)塊鏈可以在相互協(xié)作單位之間建立協(xié)作信心，主應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決信任問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上衍生的產(chǎn)物就是所謂的區(qū)塊鏈。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)特征

以下對(duì)區(qū)塊鏈的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

（1）去中心化特點(diǎn)

在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)中心化硬件，也可以理解為不設(shè)置中心管理機(jī)構(gòu)，任何節(jié)點(diǎn)之間無(wú)論是權(quán)利還是義務(wù)都是相互平等、均勻的。此外，一旦任何節(jié)點(diǎn)之間發(fā)生損壞是不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響，能夠確保其正常運(yùn)行。

（2）共識(shí)信任特點(diǎn)

共識(shí)信任字面意思理解，其最大特點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)之間是相互信任、彼此公開透明，因此相應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容也需要做到透明并且公開，節(jié)點(diǎn)之間必須是公開透明且對(duì)其他節(jié)點(diǎn)具有無(wú)法隱藏的特點(diǎn)。利用該環(huán)境約束節(jié)點(diǎn)間達(dá)成共識(shí)，彼此得到信任并在信任基礎(chǔ)上將成不減低，進(jìn)而獲得較大收益。

（3）集體維護(hù)特點(diǎn)

在整個(gè)系統(tǒng)中，具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)是共同維護(hù)整體數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題或者漏洞時(shí)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)功效造成影響，管理人員均有權(quán)利可利用維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)完成維護(hù)工作。

（4）可靠數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)

為了定量說(shuō)明改進(jìn)CAT準(zhǔn)則MUSIC算法效果，仿真理想鉀鹽和氖燈光譜，結(jié)果如圖8.以理想?yún)⒖脊庾V，與改進(jìn)CAT準(zhǔn)則MUSIC算法復(fù)原光譜進(jìn)行比較.定量標(biāo)準(zhǔn)分別采用光譜角度匹配(Spectral Angel Mapper, SAM)和均方誤差(Mean-Squared Error, MSE).

該技術(shù)主要依據(jù)非對(duì)稱加密和哈希算法，因此數(shù)據(jù)記錄與傳遞具有真實(shí)性，并且無(wú)法更改。同時(shí)，整體系統(tǒng)以分布式數(shù)據(jù)庫(kù)方式，促使每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在參與過(guò)中都能獲得同樣的數(shù)據(jù)備份。例如比特幣區(qū)塊鏈，除非能控制整個(gè)系統(tǒng)中，不然是無(wú)法修改單個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫(kù)的，也不能對(duì)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行影響。

從上面這些區(qū)塊鏈特點(diǎn)來(lái)看，與以往的加密貨幣相比，它的應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大，并呈現(xiàn)出了“區(qū)塊鏈+”發(fā)展形態(tài)，其中涉及多個(gè)領(lǐng)域，如電子行業(yè)、金融行業(yè)、社交通訊、身份驗(yàn)證、物聯(lián)網(wǎng)、社會(huì)管理等多方面領(lǐng)域。

2 我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全現(xiàn)狀

關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，近年來(lái)有研究中提出的可追溯性，其本質(zhì)就是追溯產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程源頭，產(chǎn)品的應(yīng)用、制造以及銷售渠道等多個(gè)方面。目前的產(chǎn)品跟蹤主要是通過(guò)識(shí)別碼備案進(jìn)行識(shí)別。從我國(guó)目前的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理體系看，主要是對(duì)農(nóng)產(chǎn)品種植以及被消費(fèi)的整體情況進(jìn)行監(jiān)管，逐步形成一種生產(chǎn)、供貨、銷售為一體的信息系統(tǒng)。主要是兩方面進(jìn)行：其一是順向跟蹤，簡(jiǎn)單說(shuō)就是按照農(nóng)產(chǎn)品生命周期從上到下進(jìn)行跟蹤，其二是方向跟蹤，就是從產(chǎn)業(yè)量的下游到上游方反向的進(jìn)行研究。

當(dāng)前我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系正在進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，因此在不斷運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題。一方面，主要是缺乏健全的相關(guān)法律約束，政府各部門之間缺乏完善的協(xié)作制度。另一方面，廣大人民群眾認(rèn)可度不高。從農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系在建設(shè)過(guò)程中實(shí)際情況看，主要分為以下幾方面。

2.1 企業(yè)缺乏參與度意識(shí)

無(wú)論是農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)還是生產(chǎn)企業(yè)，充分利用追溯系統(tǒng)的前提需要建立相應(yīng)的系統(tǒng)，完善硬件設(shè)施設(shè)備，對(duì)軟件體統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充和開發(fā)，在原有流程基礎(chǔ)上增加信息上傳流程，改變現(xiàn)有的操作規(guī)則和流程。在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)耗費(fèi)很大的成本。企業(yè)看不到明顯的利益和發(fā)展前景，所以在缺乏參與積極性，也沒(méi)有動(dòng)力，此外，大部分企業(yè)在使用該系統(tǒng)過(guò)程中多數(shù)是為了達(dá)到監(jiān)管要求，因此，在使用系統(tǒng)中只是停留在表面上，沒(méi)有進(jìn)行深層挖掘。

當(dāng)下農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在一定問(wèn)題，中國(guó)市場(chǎng)呈現(xiàn)出市場(chǎng)規(guī)模大，但是生產(chǎn)規(guī)模校的現(xiàn)象，并且農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)水平低，農(nóng)業(yè)沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化要求。由于我國(guó)農(nóng)民文化水平有限，多數(shù)農(nóng)民缺乏對(duì)質(zhì)量追溯體系的正確意識(shí)，導(dǎo)致追溯體系面臨“可以看，不好用”的現(xiàn)象。而在追溯數(shù)據(jù)的錄入、跟蹤中，主要還是靠市場(chǎng)本身的自覺(jué)自律性，所以很難保證質(zhì)量。

2.2 信息集散具有一定挑戰(zhàn)

當(dāng)前的安全追溯系統(tǒng)主要是采用分階段處理，分環(huán)節(jié)管理的標(biāo)準(zhǔn)，一方面通過(guò)建立龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，為安全追溯系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，另一方面建立信息查詢平臺(tái)，便利查閱相關(guān)信息。目前中國(guó)的追溯體系已經(jīng)從城市覆蓋到鄉(xiāng)村，多方面主體參與其中，很多企業(yè)在建設(shè)中都會(huì)購(gòu)置大量硬件設(shè)備，并以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)進(jìn)行軟件開發(fā)，此類開發(fā)方式造成了重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題，增加了建設(shè)成本。

此外由于其獨(dú)立建設(shè)，信息不同，很容易出現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)等情況。而這種多方面分開操作模式，使得工作對(duì)接困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享。

此外，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要受到了技術(shù)的制約，采集、傳遞、交換各個(gè)主要環(huán)節(jié)都受到了技術(shù)的制約。當(dāng)前我國(guó)在產(chǎn)品信息查閱和記錄方面大多應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，其效率較高，發(fā)展速度快，但多是以條形碼技術(shù)為主。同時(shí)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用環(huán)節(jié)中，會(huì)受到成本限制以及對(duì)終端模塊的管理技術(shù)要求，其本質(zhì)都使系統(tǒng)的建設(shè)和管理要耗費(fèi)高成本。

2.3 管理成效低

目前，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品主要呈現(xiàn)出距離遠(yuǎn)、環(huán)節(jié)多、流通大等特點(diǎn)，涉及除了生產(chǎn)者、消費(fèi)者外，還包括收購(gòu)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售等。這不僅增加了管理難度，還導(dǎo)致了體系的正常運(yùn)作。技術(shù)管理與制度管理是目前農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)作體系中的重要部分，所謂的技術(shù)管理主要涉及數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳遞，同時(shí)各類標(biāo)識(shí)也納入技術(shù)管理之中。而制度管理多為指導(dǎo)性和規(guī)范性的管理，主要是監(jiān)管部門相關(guān)的法律法規(guī)，在實(shí)踐中的多方面的指導(dǎo)意見，相關(guān)條例以及部分試運(yùn)行規(guī)則等?；谶@種情況，如果全部通過(guò)人工進(jìn)行監(jiān)督和管理，則會(huì)增加一定的難度和巨大的工作量。

3 應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全體系

3.1 區(qū)塊鏈下農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全系統(tǒng)概述

在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量體系中充分應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，其整體架構(gòu)主要分為：數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、共識(shí)、激勵(lì)、合約和應(yīng)用多個(gè)層面。農(nóng)產(chǎn)品安全系統(tǒng)中會(huì)有各個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)不同的功能，其地位平等，共同保證安全系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在安全體系運(yùn)行過(guò)程中參與者可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，利用加密技術(shù)和共識(shí)機(jī)制，保證業(yè)務(wù)能夠按照規(guī)劃的流程順利實(shí)施和進(jìn)展。在整個(gè)系統(tǒng)中不需要設(shè)立核心硬件管理部門，甚至部分企業(yè)都不用建立硬件系統(tǒng)，避免了重復(fù)建設(shè)和重復(fù)管理的問(wèn)題，提高運(yùn)行效率的同時(shí)降低了管理成本，同時(shí)增強(qiáng)了信息完整與準(zhǔn)確性，使得產(chǎn)業(yè)價(jià)值獲得最大化收益。

3.2 區(qū)塊鏈農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全體系優(yōu)勢(shì)

其一，增強(qiáng)主體積極自主性。其典型的特點(diǎn)就是分布式臺(tái)賬系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由國(guó)家政府部門和大型企業(yè)兩部分共同建設(shè)，可以獨(dú)立進(jìn)行建設(shè)臺(tái)賬存儲(chǔ)和臺(tái)賬管理系統(tǒng)。而那些對(duì)成本要求高的企業(yè)，根據(jù)自身實(shí)力可以結(jié)合實(shí)際情況和發(fā)展需求選擇適合自己的系統(tǒng)。

其二，去中心化解決技術(shù)問(wèn)題。與傳統(tǒng)模式相比，區(qū)域鏈農(nóng)產(chǎn)品具有顯著的優(yōu)勢(shì)，其中去中心化的技術(shù)特征提高了其運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)還可以解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過(guò)程中的各類問(wèn)題。并且是用同樣的方式。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過(guò)程中會(huì)面臨更多的數(shù)據(jù)，信息交換的難度會(huì)更大，甚至很難對(duì)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。而在區(qū)塊鏈體系中，就可以實(shí)現(xiàn)這種方式。

其三，集中性解決產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)問(wèn)題。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)都會(huì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行時(shí)時(shí)更新，同時(shí)也會(huì)儲(chǔ)存在參與節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中，同時(shí)也能對(duì)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄并判斷結(jié)果是否正確。得到多數(shù)或者全部節(jié)點(diǎn)的認(rèn)同，才會(huì)得到全網(wǎng)認(rèn)可?；诖耍擉w系交易信息通過(guò)有眾多主體進(jìn)行維護(hù)，對(duì)產(chǎn)業(yè)建設(shè)大數(shù)據(jù)有著重要作用，不僅可以有效地抵擋外部因素對(duì)中心化管理系統(tǒng)的破壞，同時(shí)還避免了造假問(wèn)題的出現(xiàn)，保證了系統(tǒng)的安全。

3.3 商業(yè)銀行參與區(qū)塊鏈農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量的作用

其一，商業(yè)銀行可以對(duì)交易過(guò)程中的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行正確識(shí)別。因?yàn)樯虡I(yè)銀行提供了供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)主要是依據(jù)交易過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息及所接受的訂單，并以此為基礎(chǔ)，開展信貸服務(wù)，進(jìn)而可以保證該體系在進(jìn)行業(yè)務(wù)往來(lái)以及記錄交易數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)須任何數(shù)據(jù)庫(kù)支持就能夠獲得相應(yīng)的需求信息。促使農(nóng)戶生產(chǎn)和企業(yè)在進(jìn)行交易時(shí)保證了信息的完整、數(shù)據(jù)真實(shí)，讓信息得到更深層次發(fā)展，對(duì)商業(yè)銀行開展信貸產(chǎn)品服務(wù)有很大幫助，也提高了信用評(píng)級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

其二，商業(yè)銀行參與區(qū)塊鏈農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量之中可以保證商業(yè)銀行搜索工作的順利進(jìn)行，同時(shí)還可以連接數(shù)字貨幣與商業(yè)活動(dòng)，并利用區(qū)塊鏈技術(shù)轉(zhuǎn)化信息，保證信息得以順利傳遞和交換。區(qū)塊鏈技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)了更具有價(jià)值的傳遞和交換技術(shù)。

其三，有利于在共識(shí)信任環(huán)境下對(duì)商業(yè)銀行經(jīng)營(yíng)做進(jìn)一步探索。在區(qū)塊鏈體系的應(yīng)用下，有助于建立可靠的信任關(guān)系，同時(shí)不需要耗費(fèi)大量成本去維系這種信任，這對(duì)經(jīng)營(yíng)信用和風(fēng)險(xiǎn)的商業(yè)銀行來(lái)將，會(huì)帶來(lái)巨大影響。

4 結(jié)語(yǔ)

區(qū)塊鏈技術(shù)是當(dāng)下一種較為先進(jìn)的技術(shù)，通過(guò)人們不斷研究和應(yīng)用，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟，如今已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用?；谖覈?guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量體系正在以大規(guī)模建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，針對(duì)其中出現(xiàn)的一系列內(nèi)部與外部的問(wèn)題，要及時(shí)采取措施積極應(yīng)對(duì)。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系中充分應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，利用其去中心化、共識(shí)信任、集體維護(hù)以及可靠數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)，改變?cè)心切┎焕蛩?，在不斷?shí)踐中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著重要促進(jìn)作用，此外，也保障了消費(fèi)者合法權(quán)益。

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