區(qū)塊鏈技術(shù)下的農(nóng)產(chǎn)品物流體系

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摘要：運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品物流體系具有的優(yōu)勢(shì)為：真實(shí)記錄信息，完成質(zhì)量追溯體系建設(shè)，提高物流管理效率．可以根據(jù)實(shí)際需要，從架構(gòu)、流程、功能、加密體系等方面構(gòu)建該體系．然而應(yīng)用該體系的用戶(hù)接受度尚待提高，需要基層政府部門(mén)加強(qiáng)宣傳、增強(qiáng)用戶(hù)的接受程度，同時(shí)，還要做好對(duì)數(shù)據(jù)和信息安全的保護(hù)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員培訓(xùn)的方式來(lái)提供人才支持．

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù)；農(nóng)產(chǎn)品；物流體系；構(gòu)建；應(yīng)用

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)水平也得到了提升．《全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016－2020年）》指出，未來(lái)農(nóng)業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中需要實(shí)現(xiàn)與信息技術(shù)之間的深度融合，加快突破農(nóng)業(yè)核心技術(shù)，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展與普及，并在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)目標(biāo)［1］．區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用正好可以促進(jìn)這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)．將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展與改革中，可以有效地解決農(nóng)產(chǎn)品物流方面的問(wèn)題，降低物流成本，提高產(chǎn)品的配送效率．區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過(guò)信息共享、安全可控、追溯有據(jù)的方式，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品信息的完善，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)“放心農(nóng)產(chǎn)品”的購(gòu)買(mǎi)需求．

1區(qū)塊鏈技術(shù)概述

1．1區(qū)塊鏈技術(shù)的概念

區(qū)塊鏈技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)的同時(shí)，還可以共享各個(gè)鏈條的數(shù)據(jù)信息．它的特點(diǎn)是可以使用特殊的算法來(lái)建立不同節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建起信任機(jī)制的特殊算法．它具有分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、加密算法等功能．

1．2區(qū)塊鏈技術(shù)的工作流程

第一是產(chǎn)生交易．在此過(guò)程中，交易發(fā)起者需要將交易信息填入到系統(tǒng)中，包括交易對(duì)象、交易金額及其他信息．在這之后，交易發(fā)起者需要使用私鑰在該交易中附上數(shù)字簽名，然后將其到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，這樣就可以產(chǎn)生一個(gè)新的交易．第二是交易的廣播、驗(yàn)證與搜集．交易廣播指區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)在接收到新的交易信息后，將其通過(guò)廣播上傳到網(wǎng)絡(luò)中的所有對(duì)等節(jié)點(diǎn)上．交易驗(yàn)證指系統(tǒng)利用交易發(fā)起者的公鑰對(duì)交易信息中的數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證．交易搜集指系統(tǒng)將整個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)已經(jīng)完成驗(yàn)證的交易進(jìn)行打包，完成交易信息的收集［2］．第三是生成區(qū)塊．在此過(guò)程中，系統(tǒng)中所有的節(jié)點(diǎn)將搜集到的交易集合、時(shí)間戳以及區(qū)塊鏈版本號(hào)等信息組合成為一個(gè)新的區(qū)塊．第四是區(qū)塊驗(yàn)證．當(dāng)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生了新的區(qū)塊后，該節(jié)點(diǎn)就將此區(qū)塊在全系統(tǒng)進(jìn)行廣播，而接收到這一新區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)則進(jìn)行驗(yàn)證．第五是區(qū)塊鏈記錄．當(dāng)節(jié)點(diǎn)完成區(qū)塊的驗(yàn)證之后，就自動(dòng)將該區(qū)塊連接到區(qū)塊鏈中．這表示該區(qū)塊上鏈完成，系統(tǒng)完成區(qū)塊鏈的信息記錄，其中的數(shù)據(jù)無(wú)法再發(fā)生改動(dòng)．系統(tǒng)回到第一個(gè)流程開(kāi)始下一個(gè)區(qū)塊的上鏈．1．

2區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）可以真實(shí)地記錄信息在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以將產(chǎn)品的整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程真實(shí)地記錄下來(lái)，在每一部分的區(qū)塊鏈鏈條中，農(nóng)產(chǎn)品物流信息時(shí)時(shí)錄入，并及時(shí)更新，消費(fèi)者通過(guò)特定的應(yīng)用程序就可以查詢(xún)到這些數(shù)據(jù)．除此之外，在一些農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)還可以將產(chǎn)品在各個(gè)生產(chǎn)階段的施藥情況、病蟲(chóng)害記錄以及產(chǎn)品采摘、入庫(kù)、運(yùn)輸?shù)刃畔⒍加涗浵聛?lái)．因此，除了包括物流的時(shí)間外，區(qū)塊鏈技術(shù)下的農(nóng)產(chǎn)品信息還包括農(nóng)產(chǎn)品當(dāng)前的地理位置、產(chǎn)品種類(lèi)及生產(chǎn)和管理方面的信息．系統(tǒng)數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下的錄入流程圖見(jiàn)圖2．（2）完成質(zhì)量追溯體系建設(shè)在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下，農(nóng)產(chǎn)品可以在物流運(yùn)輸過(guò)程中建立起質(zhì)量追溯體系，這是信息時(shí)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和銷(xiāo)售的一個(gè)新特征．通過(guò)建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系，并在該體系中完成農(nóng)產(chǎn)品的信息錄入，可以使消費(fèi)者更深入地了解生產(chǎn)信息、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)渠道，增加對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的信任，從而對(duì)其安全更加放心．（3）可以提高物流供應(yīng)的管理效率區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流管理方面亦具有諸多優(yōu)勢(shì)．首先，可以從根本上避免農(nóng)產(chǎn)品在物流中轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的假冒偽劣問(wèn)題；其次，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地平臺(tái)上，可以確保交易的公開(kāi)性和透明性［3］，在此過(guò)程中，消費(fèi)者可以隨時(shí)查閱自己的訂單，銷(xiāo)售者也可以了解產(chǎn)品的實(shí)時(shí)物流信息．雙方的信用合約條款都在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)了程序化、自動(dòng)化，能切實(shí)提高物流供應(yīng)的管理效率．

3基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品物流體系的構(gòu)建與應(yīng)用

3．1農(nóng)產(chǎn)品物流體系的構(gòu)建

區(qū)塊鏈技術(shù)支持下的農(nóng)產(chǎn)品物流體系的架構(gòu)圖見(jiàn)圖3．該體系包含了生產(chǎn)和加工企業(yè)、產(chǎn)品配送企業(yè)、銷(xiāo)售企業(yè)等多個(gè)主體，同時(shí)還包含了客戶(hù)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)以及金融機(jī)構(gòu)等．他們通過(guò)信息流和資金流形成了相互之間的聯(lián)系，并構(gòu)成了一個(gè)綜合性的體系．各個(gè)企業(yè)主體需要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息錄入到系統(tǒng)中，也可以查詢(xún)和追溯相關(guān)數(shù)據(jù)．因而，農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、銷(xiāo)售到配送過(guò)程都將受到實(shí)時(shí)監(jiān)控，而這些監(jiān)控信息也會(huì)通過(guò)物流網(wǎng)自動(dòng)上傳到系統(tǒng)中．金融機(jī)構(gòu)的功能則主要是對(duì)體系中的交易行為進(jìn)行監(jiān)督，并建立起完善的信用體系．而監(jiān)管機(jī)構(gòu)的功能則主要是對(duì)該平臺(tái)的運(yùn)行進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)其中的商業(yè)活動(dòng)進(jìn)行控制．在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中，各個(gè)主體之間都是陌生的關(guān)系，他們?cè)谄脚_(tái)注冊(cè)的賬號(hào)具有唯一性，他們可以使用該賬號(hào)進(jìn)行登陸，開(kāi)展相關(guān)的活動(dòng)．

3．2農(nóng)產(chǎn)品物流體系構(gòu)成

3．2．1數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)體系數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)體系見(jiàn)圖4．在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中，數(shù)據(jù)主要是通過(guò)去中心化數(shù)據(jù)庫(kù)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)的．在運(yùn)行一段時(shí)間之后，數(shù)據(jù)的量變得越來(lái)越多，這種存儲(chǔ)方式在成本、安全性方面逐漸顯露出了一系列的問(wèn)題．而通過(guò)分布式存儲(chǔ)的方式可以有效地解決這些問(wèn)題，它將信息儲(chǔ)存在各個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器上，并通過(guò)備份、冗余編碼等方式來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，為存儲(chǔ)空間的拓展創(chuàng)造了條件［4］．用戶(hù)在搜索和查看這些信息的時(shí)候，不需要經(jīng)過(guò)中心數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用就可以直接獲取，避免了中心數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)繁重、信息容易被泄露等問(wèn)題的發(fā)生．

3．2．2加密體系數(shù)據(jù)傳輸及加密的流程圖見(jiàn)圖5．在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的過(guò)程中，傳統(tǒng)對(duì)稱(chēng)加密算法雖然便捷，但是容易被破解，可能出現(xiàn)信息泄露和偽造的問(wèn)題．因此，在設(shè)計(jì)農(nóng)產(chǎn)品物流體系的加密體系時(shí)，可以選擇非對(duì)稱(chēng)的加密方式．在該方式下，每個(gè)用戶(hù)都有公鑰和私鑰這兩種密鑰，二者是相互匹配的關(guān)系．目前使用這種加密方式的算法有很多，建議采用RSA算法，該算法不僅可以用于數(shù)據(jù)的加密，同時(shí)還可以用于數(shù)字簽名，具有易于理解、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)．除此之外，用戶(hù)還可以根據(jù)解密數(shù)據(jù)來(lái)核對(duì)貨物，這樣可以避免代簽、錯(cuò)簽以及冒名簽收等問(wèn)題．由此可見(jiàn)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)支持下的農(nóng)產(chǎn)品物流體系所采用的非對(duì)稱(chēng)加密算法具有明顯優(yōu)勢(shì)，它使得區(qū)塊鏈中的通信無(wú)法被篡改，因此與傳統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)性加密方法相比更為安全可靠．在這個(gè)過(guò)程中，每個(gè)用戶(hù)都只需要擁有和使用兩把密鑰，不存在密鑰庫(kù)儲(chǔ)存量過(guò)大的問(wèn)題，有利于管理人員對(duì)密鑰的有效管理．

3．2．3信用－支付體系當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品在進(jìn)行交易的過(guò)程中，交易方式除了少量的現(xiàn)金交易外，主要是通過(guò)第三方交易系統(tǒng)來(lái)完成的．這些交易機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)上已經(jīng)呈現(xiàn)出了半壟斷的形態(tài)，信用監(jiān)管系統(tǒng)并不完善，將其運(yùn)用于農(nóng)產(chǎn)品物流體系的時(shí)候還需要加強(qiáng)安全性與可信度的檢驗(yàn)．而在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下，農(nóng)產(chǎn)品交易系統(tǒng)可以通過(guò)區(qū)塊鏈的方式來(lái)完成交易，這是一種去中心化的交易模式．交易過(guò)程中，各個(gè)模塊當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)都是平等的，它們可以按照時(shí)間順序?qū)⑾到y(tǒng)中所有交易信息單獨(dú)記錄下來(lái)［5］．當(dāng)用戶(hù)發(fā)起支付行為后，他們的資金信息和個(gè)人信息都會(huì)被通過(guò)加密區(qū)塊的方式存儲(chǔ)起來(lái)，系統(tǒng)形成特殊的交易區(qū)塊對(duì)這些信息進(jìn)行認(rèn)證．交易完成后，這些信用信息也會(huì)通過(guò)區(qū)塊鏈條被存入分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)．在整個(gè)交易的過(guò)程中，用戶(hù)的交易信息區(qū)塊都會(huì)被加蓋時(shí)間戳，可以確保權(quán)責(zé)分明，監(jiān)督管理也更為便利．信用－支付體系的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖6．由此可見(jiàn)，在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中運(yùn)用去中心化的交易模式可以有效解決系統(tǒng)的安全與信任問(wèn)題．在這個(gè)過(guò)程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系都是平等的，避免了某一臺(tái)機(jī)器作為中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)過(guò)重的問(wèn)題．與此同時(shí)，信用－支付體系中的信息以區(qū)塊的形式存在，其中的數(shù)據(jù)無(wú)法更改，在出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候可以更好地明確各方責(zé)任．

3．2．4信息追溯體系基于區(qū)塊鏈技術(shù)，可以在農(nóng)產(chǎn)品交易過(guò)程中建立信息追溯體系．從生產(chǎn)商到客戶(hù)的每個(gè)階段，這些產(chǎn)品的信息和數(shù)據(jù)都通過(guò)區(qū)塊的方式被存入到數(shù)據(jù)庫(kù)，在產(chǎn)品配送過(guò)程中，這些被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)也被自動(dòng)地上傳到系統(tǒng)中．因此，對(duì)于系統(tǒng)中的參與主體來(lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)都是公開(kāi)、透明的，可以隨時(shí)被查閱到．為了確保每個(gè)主體在信息追溯過(guò)程中的權(quán)益，系統(tǒng)還將激活監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)管行為．消費(fèi)者通過(guò)掃描農(nóng)產(chǎn)品編碼或者輸入農(nóng)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)入平臺(tái)，之后，系統(tǒng)就進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相應(yīng)的信息，并對(duì)各個(gè)階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對(duì)，之后輸出．輸出的信息除了包括生產(chǎn)、加工、配送、銷(xiāo)售企業(yè)的基本信息之外，還包含了農(nóng)產(chǎn)品的基本信息．信息追溯體系結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖7．由此可見(jiàn)，在該信息追溯體系下，一追到底的模式可以得到有效應(yīng)用，可以解決成本高和難度大的問(wèn)題．與此同時(shí)，在各個(gè)分階段的信息追溯過(guò)程中，各個(gè)主體責(zé)任不明確的問(wèn)題也可以得到有效解決．除此之外，在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下，該體系中各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是公開(kāi)的，同時(shí)以區(qū)塊的形式進(jìn)行存儲(chǔ)并最終形成鏈條，這確保了物流追溯的及時(shí)性，杜絕了信息不真實(shí)的情況發(fā)生．

4基于區(qū)塊鏈技術(shù)支持下農(nóng)產(chǎn)品物流體系的應(yīng)用建議

農(nóng)產(chǎn)品物流體系在應(yīng)用過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)，用戶(hù)的接受程度有待提高，同時(shí)信息的安全性也并沒(méi)有得到有效的保障，還有，部分員工的信息素質(zhì)有待提升．因此，該系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，需要做一些工作．首先，基層政府部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的宣傳，使更多的農(nóng)產(chǎn)品基地能夠充分認(rèn)識(shí)和接納該技術(shù)．可以通過(guò)宣傳欄宣傳、入戶(hù)講解以及產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼等多種方式來(lái)提高區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中的應(yīng)用率，以此來(lái)促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品基地的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的信息化與現(xiàn)代化．其次，為了保障數(shù)據(jù)的安全，在農(nóng)產(chǎn)品物流體系建設(shè)與使用過(guò)程中，還可以引入第三方的信用監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)錄入系統(tǒng)中的信息進(jìn)行監(jiān)督和檢查，確保各個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)信息的正確性．同時(shí)，還可以設(shè)置信息儲(chǔ)存?zhèn)浞莸膶?zhuān)用信息庫(kù)，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息的補(bǔ)充，同時(shí)還可以確保產(chǎn)品信息的完整性．最后，為了提高員工的信息素養(yǎng)，還需要加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中引入更多的信息化人才，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品物流體系的信息化建設(shè)［6］．

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、數(shù)據(jù)透明、可追溯以及信息不可篡改的特點(diǎn)．在該技術(shù)的支持下，農(nóng)產(chǎn)品物流體系可以保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和有效性，責(zé)任主體變得更加明晰，追溯成本也變得更低．構(gòu)建與應(yīng)用該體系，可以使用分布式存儲(chǔ)體系，并在加密體系、信用支付體系以及追溯體系方面不斷進(jìn)行完善，最大限度地保障農(nóng)產(chǎn)品交易和物流信息的安全性和隱私性，為消費(fèi)者提供放心的農(nóng)產(chǎn)品．

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作者：王曉磊 單位：石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 管理系