区块链技术下的农产品物流体系

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摘要：运用区块链技术构建农产品物流体系具有的优势为：真实记录信息，完成质量追溯体系建设，提高物流管理效率．可以根据实际需要，从架构、流程、功能、加密体系等方面构建该体系．然而应用该体系的用户接受度尚待提高，需要基层政府部门加强宣传、增强用户的接受程度，同时，还要做好对数据和信息安全的保护，通过专业人员培训的方式来提供人才支持．

关键词：区块链技术；农产品；物流体系；构建；应用

近年来，随着科学技术的发展和进步，我国农业的生产水平也得到了提升．《全国农业现代化规划（2016－2020年）》指出，未来农业在发展的过程中需要实现与信息技术之间的深度融合，加快突破农业核心技术，促进智慧农业的发展与普及，并在这个基础上实现科技兴农目标［1］．区块链技术的运用正好可以促进这一目标的实现．将区块链技术运用到农业产品的发展与改革中，可以有效地解决农产品物流方面的问题，降低物流成本，提高产品的配送效率．区块链技术可以通过信息共享、安全可控、追溯有据的方式，促进农产品信息的完善，满足消费者对“放心农产品”的购买需求．

1区块链技术概述

1．1区块链技术的概念

区块链技术是计算机技术的新型应用，在实现数据分布式存储的同时，还可以共享各个链条的数据信息．它的特点是可以使用特殊的算法来建立不同节点之间的联系，并在此基础上构建起信任机制的特殊算法．它具有分布式数据存储、点对点传输、加密算法等功能．

1．2区块链技术的工作流程

第一是产生交易．在此过程中，交易发起者需要将交易信息填入到系统中，包括交易对象、交易金额及其他信息．在这之后，交易发起者需要使用私钥在该交易中附上数字签名，然后将其到区块链网络中，这样就可以产生一个新的交易．第二是交易的广播、验证与搜集．交易广播指区块链网络在接收到新的交易信息后，将其通过广播上传到网络中的所有对等节点上．交易验证指系统利用交易发起者的公钥对交易信息中的数字签名进行验证．交易搜集指系统将整个时间区间内已经完成验证的交易进行打包，完成交易信息的收集［2］．第三是生成区块．在此过程中，系统中所有的节点将搜集到的交易集合、时间戳以及区块链版本号等信息组合成为一个新的区块．第四是区块验证．当在某个节点产生了新的区块后，该节点就将此区块在全系统进行广播，而接收到这一新区块的节点则进行验证．第五是区块链记录．当节点完成区块的验证之后，就自动将该区块连接到区块链中．这表示该区块上链完成，系统完成区块链的信息记录，其中的数据无法再发生改动．系统回到第一个流程开始下一个区块的上链．1．

2区块链技术在农产品物流体系中的应用优势

（1）可以真实地记录信息在农产品物流体系中，运用区块链技术可以将产品的整个运输过程真实地记录下来，在每一部分的区块链链条中，农产品物流信息时时录入，并及时更新，消费者通过特定的应用程序就可以查询到这些数据．除此之外，在一些农产品生产基地，应用区块链技术还可以将产品在各个生产阶段的施药情况、病虫害记录以及产品采摘、入库、运输等信息都记录下来．因此，除了包括物流的时间外，区块链技术下的农产品信息还包括农产品当前的地理位置、产品种类及生产和管理方面的信息．系统数据在区块链技术支持下的录入流程图见图2．（2）完成质量追溯体系建设在区块链技术的支持下，农产品可以在物流运输过程中建立起质量追溯体系，这是信息时代农业生产和销售的一个新特征．通过建设农产品质量追溯体系，并在该体系中完成农产品的信息录入，可以使消费者更深入地了解生产信息、农产品生产渠道，增加对农产品生产的信任，从而对其安全更加放心．（3）可以提高物流供应的管理效率区块链技术在农产品物流管理方面亦具有诸多优势．首先，可以从根本上避免农产品在物流中转过程中出现的假冒伪劣问题；其次，在农产品生产基地平台上，可以确保交易的公开性和透明性［3］，在此过程中，消费者可以随时查阅自己的订单，销售者也可以了解产品的实时物流信息．双方的信用合约条款都在区块链技术的支持下实现了程序化、自动化，能切实提高物流供应的管理效率．

3基于区块链技术的农产品物流体系的构建与应用

3．1农产品物流体系的构建

区块链技术支持下的农产品物流体系的架构图见图3．该体系包含了生产和加工企业、产品配送企业、销售企业等多个主体，同时还包含了客户、监管机构以及金融机构等．他们通过信息流和资金流形成了相互之间的联系，并构成了一个综合性的体系．各个企业主体需要将相应的数据和信息录入到系统中，也可以查询和追溯相关数据．因而，农产品从生产、销售到配送过程都将受到实时监控，而这些监控信息也会通过物流网自动上传到系统中．金融机构的功能则主要是对体系中的交易行为进行监督，并建立起完善的信用体系．而监管机构的功能则主要是对该平台的运行进行管理，同时对其中的商业活动进行控制．在农产品物流体系中，各个主体之间都是陌生的关系，他们在平台注册的账号具有唯一性，他们可以使用该账号进行登陆，开展相关的活动．

3．2农产品物流体系构成

3．2．1数据的分布式存储体系数据分布式存储体系见图4．在农产品物流体系中，数据主要是通过去中心化数据库的方式进行存储的．在运行一段时间之后，数据的量变得越来越多，这种存储方式在成本、安全性方面逐渐显露出了一系列的问题．而通过分布式存储的方式可以有效地解决这些问题，它将信息储存在各个独立的服务器上，并通过备份、冗余编码等方式来增强系统的可靠性，为存储空间的拓展创造了条件［4］．用户在搜索和查看这些信息的时候，不需要经过中心数据库的调用就可以直接获取，避免了中心数据库任务繁重、信息容易被泄露等问题的发生．

3．2．2加密体系数据传输及加密的流程图见图5．在对数据进行加密的过程中，传统对称加密算法虽然便捷，但是容易被破解，可能出现信息泄露和伪造的问题．因此，在设计农产品物流体系的加密体系时，可以选择非对称的加密方式．在该方式下，每个用户都有公钥和私钥这两种密钥，二者是相互匹配的关系．目前使用这种加密方式的算法有很多，建议采用RSA算法，该算法不仅可以用于数据的加密，同时还可以用于数字签名，具有易于理解、操作简单的特点．除此之外，用户还可以根据解密数据来核对货物，这样可以避免代签、错签以及冒名签收等问题．由此可见，基于区块链技术支持下的农产品物流体系所采用的非对称加密算法具有明显优势，它使得区块链中的通信无法被篡改，因此与传统的对称性加密方法相比更为安全可靠．在这个过程中，每个用户都只需要拥有和使用两把密钥，不存在密钥库储存量过大的问题，有利于管理人员对密钥的有效管理．

3．2．3信用－支付体系当前，农产品在进行交易的过程中，交易方式除了少量的现金交易外，主要是通过第三方交易系统来完成的．这些交易机构在市场上已经呈现出了半垄断的形态，信用监管系统并不完善，将其运用于农产品物流体系的时候还需要加强安全性与可信度的检验．而在区块链技术的支持下，农产品交易系统可以通过区块链的方式来完成交易，这是一种去中心化的交易模式．交易过程中，各个模块当中的节点都是平等的，它们可以按照时间顺序将系统中所有交易信息单独记录下来［5］．当用户发起支付行为后，他们的资金信息和个人信息都会被通过加密区块的方式存储起来，系统形成特殊的交易区块对这些信息进行认证．交易完成后，这些信用信息也会通过区块链条被存入分布式数据库系统．在整个交易的过程中，用户的交易信息区块都会被加盖时间戳，可以确保权责分明，监督管理也更为便利．信用－支付体系的结构图见图6．由此可见，在农产品物流体系中运用去中心化的交易模式可以有效解决系统的安全与信任问题．在这个过程中，各个节点之间的关系都是平等的，避免了某一台机器作为中心节点负担过重的问题．与此同时，信用－支付体系中的信息以区块的形式存在，其中的数据无法更改，在出现问题的时候可以更好地明确各方责任．

3．2．4信息追溯体系基于区块链技术，可以在农产品交易过程中建立信息追溯体系．从生产商到客户的每个阶段，这些产品的信息和数据都通过区块的方式被存入到数据库，在产品配送过程中，这些被实时监测到的数据也被自动地上传到系统中．因此，对于系统中的参与主体来说，这些数据都是公开、透明的，可以随时被查阅到．为了确保每个主体在信息追溯过程中的权益，系统还将激活监管机构的监管行为．消费者通过扫描农产品编码或者输入农产品系统进入平台，之后，系统就进入数据库中查找相应的信息，并对各个阶段的数据进行分析和比对，之后输出．输出的信息除了包括生产、加工、配送、销售企业的基本信息之外，还包含了农产品的基本信息．信息追溯体系结构图见图7．由此可见，在该信息追溯体系下，一追到底的模式可以得到有效应用，可以解决成本高和难度大的问题．与此同时，在各个分阶段的信息追溯过程中，各个主体责任不明确的问题也可以得到有效解决．除此之外，在区块链技术的支持下，该体系中各个环节的数据都是公开的，同时以区块的形式进行存储并最终形成链条，这确保了物流追溯的及时性，杜绝了信息不真实的情况发生．

4基于区块链技术支持下农产品物流体系的应用建议

农产品物流体系在应用过程中被发现，用户的接受程度有待提高，同时信息的安全性也并没有得到有效的保障，还有，部分员工的信息素质有待提升．因此，该系统在应用过程中，需要做一些工作．首先，基层政府部门要加强对区块链技术的宣传，使更多的农产品基地能够充分认识和接纳该技术．可以通过宣传栏宣传、入户讲解以及产业补贴等多种方式来提高区块链技术在农产品物流体系中的应用率，以此来促进农产品基地的产业转型，实现农业发展的信息化与现代化．其次，为了保障数据的安全，在农产品物流体系建设与使用过程中，还可以引入第三方的信用监督机构，对录入系统中的信息进行监督和检查，确保各个区块链节点信息的正确性．同时，还可以设置信息储存备份的专用信息库，这不仅可以实现对数据和信息的补充，同时还可以确保产品信息的完整性．最后，为了提高员工的信息素养，还需要加强对专业人员的培训，在农业经济发展过程中引入更多的信息化人才，促进农产品物流体系的信息化建设［6］．

5结语

综上所述，区块链技术具有去中心化、数据透明、可追溯以及信息不可篡改的特点．在该技术的支持下，农产品物流体系可以保证产品数据的统一性和有效性，责任主体变得更加明晰，追溯成本也变得更低．构建与应用该体系，可以使用分布式存储体系，并在加密体系、信用支付体系以及追溯体系方面不断进行完善，最大限度地保障农产品交易和物流信息的安全性和隐私性，为消费者提供放心的农产品．

参考文献：

［1］国务院．全国农业现代化规划（2016－2020年）［Z］．国发〔2016〕58号．

［2］杨扬，袁媛，李杰梅．基于HACCP的生鲜农产品国际冷链物流质量控制体系研究———以云南省蔬菜出口泰国为例［J］．北京交通大学学报：社会科学版，2016，15（2）：103－108．

［3］“农村现代物流研究中心”课题组，贺登才，查迎新，等．中国农村物流发展报告（2013年）［J］．中国合作经济，2013（9）：8－30．

［4］雷鸣，罗胜，邓远．供给侧改革与新型城镇化双重导向下的农产品物流效率提升———基于非参数DEA与ARDL的实证分析［J］．商业经济研究，2018（16）：99－102．

［5］龙禹桥，许伟强，蔡剑，等．智慧农险关键技术及应用分析［J］．中国农业信息，2019，31（6）：93－106．

［6］张小波，王慧，郭兰萍，等．基于区块链的道地药材高质量发展和认证系统建设探讨［J］．中国中药杂志，2020，45（12）：2982－2991．

作者：王晓磊 单位：石家庄职业技术学院 管理系