基于区块链的农产品质量安全应用研究

◆曾 晨

基于区块链的农产品质量安全应用研究

◆曾 晨

（湖北工业职业技术学院 湖北 442000）

随着我国社会经济的不断发展，近年来我国农业也在不断进步。现代社会人们生活水平在不断提高，这对农产品安全质量提出了更高要求。保障农产品质量的一项重要内容就是农产品安全追溯体系。区块链技术作为一种先进技术是在农产品质量安全追溯体系中应用最为广泛的一种技术。本文主要分析了区块链技术以及其独特的优势，我国农产品质量安全追溯体系现状以及对应用区块链技术构建农产品质量安全追溯体系的具体实践方法。

区块链；农产品；质量安全；应用措施

区块链实质就是中内在调节机制，在实际应用过程中，利用信用、证据、补偿奖励等多种措施激励，建立多方合作，尽可能提高各方合作的信任度，为合作方带来较多机遇。经过不断实践证明，在农产品质量安全体系中应用区块链技术，是具有操作性、可行性的，能够达到实现对农产品质量安全的追溯目的。

1 区块链技术相关概述

1.1 区块链技术

经过不断实践，区块链技术已经被应用于较多领域，其主要特征为分布式的总账系统、共识信任机制、非对称加密、只能合约以及时间戳。其中最为主要的是，当设有中央权威机构的时候，区块链可以在相互协作单位之间建立协作信心，主应用数学方法解决信任问题，在此基础上衍生的产物就是所谓的区块链。

1.2 区块链技术特征

以下对区块链的特点进行详细说明：

（1）去中心化特点

在整个网络中，无中心化硬件，也可以理解为不设置中心管理机构，任何节点之间无论是权利还是义务都是相互平等、均匀的。此外，一旦任何节点之间发生损坏是不会对整个系统造成影响，能够确保其正常运行。

（2）共识信任特点

共识信任字面意思理解，其最大特点就是节点之间是相互信任、彼此公开透明，因此相应的数据内容也需要做到透明并且公开，节点之间必须是公开透明且对其他节点具有无法隐藏的特点。利用该环境约束节点间达成共识，彼此得到信任并在信任基础上将成不减低，进而获得较大收益。

（3）集体维护特点

在整个系统中，具有维护功能的节点是共同维护整体数据。如果数据库出现问题或者漏洞时，不会对系统功效造成影响，管理人员均有权利可利用维护功能的节点完成维护工作。

（4）可靠数据库特点

为了定量说明改进CAT准则MUSIC算法效果，仿真理想钾盐和氖灯光谱，结果如图8.以理想参考光谱，与改进CAT准则MUSIC算法复原光谱进行比较.定量标准分别采用光谱角度匹配(Spectral Angel Mapper, SAM)和均方误差(Mean-Squared Error, MSE).

该技术主要依据非对称加密和哈希算法，因此数据记录与传递具有真实性，并且无法更改。同时，整体系统以分布式数据库方式，促使每一个节点在参与过中都能获得同样的数据备份。例如比特币区块链，除非能控制整个系统中，不然是无法修改单个节点上的数据库的，也不能对其他节点进行影响。

从上面这些区块链特点来看，与以往的加密货币相比，它的应用范围正在逐步扩大，并呈现出了“区块链+”发展形态，其中涉及多个领域，如电子行业、金融行业、社交通讯、身份验证、物联网、社会管理等多方面领域。

2 我国农产品质量安全现状

关于农产品质量安全，近年来有研究中提出的可追溯性，其本质就是追溯产品生产过程源头，产品的应用、制造以及销售渠道等多个方面。目前的产品跟踪主要是通过识别码备案进行识别。从我国目前的农产品质量安全管理体系看，主要是对农产品种植以及被消费的整体情况进行监管，逐步形成一种生产、供货、销售为一体的信息系统。主要是两方面进行：其一是顺向跟踪，简单说就是按照农产品生命周期从上到下进行跟踪，其二是方向跟踪，就是从产业量的下游到上游方反向的进行研究。

当前我国农产品质量追溯体系正在进行大规模建设，因此在不断运营过程中出现了很多问题。一方面，主要是缺乏健全的相关法律约束，政府各部门之间缺乏完善的协作制度。另一方面，广大人民群众认可度不高。从农产品质量追溯体系在建设过程中实际情况看，主要分为以下几方面。

2.1 企业缺乏参与度意识

无论是农产品加工企业还是生产企业，充分利用追溯系统的前提需要建立相应的系统，完善硬件设施设备，对软件体统进行补充和开发，在原有流程基础上增加信息上传流程，改变现有的操作规则和流程。在这种情况下，会导致企业耗费很大的成本。企业看不到明显的利益和发展前景，所以在缺乏参与积极性，也没有动力，此外，大部分企业在使用该系统过程中多数是为了达到监管要求，因此，在使用系统中只是停留在表面上，没有进行深层挖掘。

当下农产品的生产环节存在一定问题，中国市场呈现出市场规模大，但是生产规模校的现象，并且农产品生产水平低，农业没有达到产业化和标准化要求。由于我国农民文化水平有限，多数农民缺乏对质量追溯体系的正确意识，导致追溯体系面临“可以看，不好用”的现象。而在追溯数据的录入、跟踪中，主要还是靠市场本身的自觉自律性，所以很难保证质量。

2.2 信息集散具有一定挑战

当前的安全追溯系统主要是采用分阶段处理，分环节管理的标准，一方面通过建立庞大的数据库，为安全追溯系统提供数据支撑，另一方面建立信息查询平台，便利查阅相关信息。目前中国的追溯体系已经从城市覆盖到乡村，多方面主体参与其中，很多企业在建设中都会购置大量硬件设备，并以现有的数据库为基础进行软件开发，此类开发方式造成了重复建设的问题，增加了建设成本。

此外由于其独立建设，信息不同，很容易出现技术标准不达标等情况。而这种多方面分开操作模式，使得工作对接困难，无法实现信息共享。

此外，在农产品生产环节，主要受到了技术的制约，采集、传递、交换各个主要环节都受到了技术的制约。当前我国在产品信息查阅和记录方面大多应用自动化技术，其效率较高，发展速度快，但多是以条形码技术为主。同时在农业物联网运用环节中，会受到成本限制以及对终端模块的管理技术要求，其本质都使系统的建设和管理要耗费高成本。

2.3 管理成效低

目前，我国农产品主要呈现出距离远、环节多、流通大等特点，涉及除了生产者、消费者外，还包括收购、储藏、运输、销售等。这不仅增加了管理难度，还导致了体系的正常运作。技术管理与制度管理是目前农产品运作体系中的重要部分，所谓的技术管理主要涉及数据的采集、存储和传递，同时各类标识也纳入技术管理之中。而制度管理多为指导性和规范性的管理，主要是监管部门相关的法律法规，在实践中的多方面的指导意见，相关条例以及部分试运行规则等。基于这种情况，如果全部通过人工进行监督和管理，则会增加一定的难度和巨大的工作量。

3 应用区块链技术构建农产品质量安全体系

3.1 区块链下农产品质量安全系统概述

在农产品质量体系中充分应用区块链技术，其整体架构主要分为：数据、网络、共识、激励、合约和应用多个层面。农产品安全系统中会有各个节点，每个节点承担不同的功能，其地位平等，共同保证安全系统的正常运行。在安全体系运行过程中参与者可以根据数据库中的数据信息，利用加密技术和共识机制，保证业务能够按照规划的流程顺利实施和进展。在整个系统中不需要设立核心硬件管理部门，甚至部分企业都不用建立硬件系统，避免了重复建设和重复管理的问题，提高运行效率的同时降低了管理成本，同时增强了信息完整与准确性，使得产业价值获得最大化收益。

3.2 区块链农产品质量安全体系优势

其一，增强主体积极自主性。其典型的特点就是分布式台账系统，该系统主要是由国家政府部门和大型企业两部分共同建设，可以独立进行建设台账存储和台账管理系统。而那些对成本要求高的企业，根据自身实力可以结合实际情况和发展需求选择适合自己的系统。

其二，去中心化解决技术问题。与传统模式相比，区域链农产品具有显著的优势，其中去中心化的技术特征提高了其运行效率与运行质量，同时还可以解决农业物联网在应用过程中的各类问题。并且是用同样的方式。农业物联网在发展过程中会面临更多的数据，信息交换的难度会更大，甚至很难对节点和数据进行集中管理。而在区块链体系中，就可以实现这种方式。

其三，集中性解决产业数据问题。区块链数据库中所有数据都会根据实际情况进行时时更新，同时也会储存在参与节点的系统中，同时也能对其他节点进行记录并判断结果是否正确。得到多数或者全部节点的认同，才会得到全网认可。基于此，该体系交易信息通过有众多主体进行维护，对产业建设大数据有着重要作用，不仅可以有效地抵挡外部因素对中心化管理系统的破坏，同时还避免了造假问题的出现，保证了系统的安全。

3.3 商业银行参与区块链农产品安全质量的作用

其一，商业银行可以对交易过程中的信息和数据进行正确识别。因为商业银行提供了供应链金融业务，其业务主要是依据交易过程中的数据信息及所接受的订单，并以此为基础，开展信贷服务，进而可以保证该体系在进行业务往来以及记录交易数据时，无须任何数据库支持就能够获得相应的需求信息。促使农户生产和企业在进行交易时保证了信息的完整、数据真实，让信息得到更深层次发展，对商业银行开展信贷产品服务有很大帮助，也提高了信用评级和风险评估。

其二，商业银行参与区块链农产品安全质量之中可以保证商业银行搜索工作的顺利进行，同时还可以连接数字货币与商业活动，并利用区块链技术转化信息，保证信息得以顺利传递和交换。区块链技术则是实现了更具有价值的传递和交换技术。

其三，有利于在共识信任环境下对商业银行经营做进一步探索。在区块链体系的应用下，有助于建立可靠的信任关系，同时不需要耗费大量成本去维系这种信任，这对经营信用和风险的商业银行来将，会带来巨大影响。

4 结语

区块链技术是当下一种较为先进的技术，通过人们不断研究和应用，该技术已经较为成熟，如今已经在各个领域中得到广泛应用。基于我国农产品质量体系正在以大规模建设和运营，针对其中出现的一系列内部与外部的问题，要及时采取措施积极应对。在农产品质量安全追溯体系中充分应用区块链技术，利用其去中心化、共识信任、集体维护以及可靠数据库特点，改变原有那些不利因素，在不断实践中发挥其优势。区块链技术的应用对农业发展有着重要促进作用，此外，也保障了消费者合法权益。

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