区块链在农产品流通中的应用模式与实施

刘如意 李金保 李旭东

摘要：区块链技术具有信息共享、数据真实安全、信息与凭证可追溯、智能合约等特征，与农产品流通需求存在多重耦合，有助于解决农产品流通中的痛点问题，并在农产品流通中得以局部应用。不过，区块链技术在农产品流通领域的应用尚处于起步阶段，存在全产业链应用整合程度较低、数据共享与可靠性未能完全实现、农业融资区块链落地难等一系列问题。目前具备可实现条件的农产品流通领域的区块链项目，一是跨境农产品交易联盟链，能够提高交易的公平性和透明度，降低交易风险，可由核心企业、产业基金、信息技术企业等主体共同参与开发，并建立上下游产业协同关系；二是跨境农产品物流联盟链，能够实现物流全程可控与费用自动结算，需要在行业内部增强互信并建立协调与激励机制，同时融合应用多种信息技术；三是农产品溯源聯盟链，能够实现从生产源头直到消费者的农产品溯源，而为确保全链共查共享和监管，需要通过制度设计来赋予链上各方信任，应用多种技术、借助线上线下共同作用来防止一切造假；四是高效传递价值的农业融资区块链，其基于智能合约的融资征信与自动履约功能可有效满足农业融资需求，降低征信成本，需要建立风险控制制度、信用自证的认证标准、技术体系以及金融业内部技术业务标准，以实现征信信息跨链共享。农产品流通领域任何区块链具体项目的实施都要遵循严谨的实施步骤，依次是判断适用性、开展区块链培训、构思理论模型、寻找内外部资源合作、开发原型和项目实施。

关键词：区块链；农产品流通；农产品物流；农产品溯源；农业融资

中图分类号：F323.7文献标识码：A文章编号：1007-8266（2020）03-0043-12

一、引言

近年来，区块链成为各国竞相发展的一种前沿科技项目。2018年，英国计划投资1 900万英镑用于区块链等新兴科技领域[ 1 ]。2018年3月，欧盟委员会批准通过马士基与国际商业机器公司（IBM）共建合资公司，利用区块链技术为国际航运提供更高效、更安全的服务[ 2 ]。新加坡打造政策特区，大力支持区块链创新[ 3 ]。我国政府提前部署区块链产业，2016年国务院发布《“十三五”国家信息化规划》等文件，对区块链技术及其应用的发展方向做出了规划部署[ 4 ]；2019年10月，中央政治局集体学习会议确定将区块链作为一项自主创新技术的重要突破口[ 5 ]。各地纷纷推出相应的政策，以阿里、腾讯、华为、京东为代表的企业加快区块链布局，全国上下掀起了前所未有的区块链学习热潮。

农业在我国国民经济中占据着重要的基础地位。2019年12月21日，习近平总书记在中央农村工作会议上指出，没有农业农村现代化，就没有整个国家的现代化，要将农业立国确定为最根本的命题[ 6 ]。农业农村部印发的《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》要求加快推进农业管理服务智能化，健全重要农产品全产业链监测和预警体系，加强农产品信息新技术的基础研发与前沿布局[ 7 ]。农产品流通是农产品价值实现的过程，在调节供需、引导农业生产、提供农业扩大再生产所需要的资金等方面具有非常重要的意义。随着物联网、大数据、智能传感与监控等技术向农业领域的逐渐渗透，我国农产品流通领域信息化建设初见成效，政策与技术的共振将进一步引导农产品流通领域科技革命的到来。

区块链的技术特征与农产品流通需求之间存在多重耦合，可用来解决农产品流通中存在的交易安全、物流监控、产品溯源、农业融资等多方面的需求痛点，对我国农产品流通加快“四流”合一、提高科技含量、降低成本具有积极意义。

二、文献回顾

区块链技术的普及起源于虚拟货币。2008年，中本聪[ 8 ]在一篇论文中首次提出了比特币的概念，标志着区块链1.0时代的到来。区块链2.0时代以智能合约为特征，智能合约与货币的结合在金融场景下具有天生的应用优势，能够实现无需第三方介入的跨行跨境转账、结算、兑换等功能。作为去中心化和不易被篡改的交易数据分类账，区块链技术如今被视为一种普遍的共识基础设施，以此作为底层基础，可以建立各种应用系统，并应用于各种商业或者非商业场景，这就是区块链3.0时代[ 9 ]。

区块链具备安全、透明、共识、智能合约等核心特征，一旦与农业产业链治理的制度逻辑实现耦合，就有望通过提供网络制度供给打破农业产业链治理的信息约束和认知约束，从而诱致当前农业产业链制度变迁[ 10 ]。

由于传统农产品交易流程较长，价格不公平，交易不透明，因此交易主体之间互信程度低。基于区块链技术开发的可供农业食品供应链从业人员使用的数据系统，能够驱动农业食品供应链运作的信息化[ 11 ]。区块链能够解决农产品订单交易过程中出现的互信问题，在分析传统订单交易过程的基础上设计基于区块链技术的农产品订单交易平台，可以实现农产品产地生产环境信息的实时上传、更新和共享[ 12 ]。

目前农产品物流存在成本高、信息平台建设滞后、配送效率低、信息追溯难等问题，区块链具有去中心化、非对称加密、智能合约等特征，有助于实现物流数据加密与共享、物流费用信用支付等功能[ 13 ]。

区块链的基础框架包括数据网络层、共识层、数据层、智能合约层和应用层，每一层都有自己的核心功能。其中，数据层可以实现数据录入、存储、查询等功能，结合去中心化的网络特性，能够解决农产品溯源体系中存在的数据孤岛问题[ 14 ]。以鱼肉制品为例，可以借助区块链技术打通鱼肉制品的生产、物流、质检、认证等环节，提供可靠的溯源服务[ 15 ]。

区块链与农业融资相结合，可产生新的应用场景。区块链技术在完善信用体系、改善信息不对称问题、提高效率、降低成本方面对传统订单农业融资具有较大突破[ 16 ]。区块链能够有效提高农业融资的违约成本，在具体应用上，可与互联网等信息技术相结合，防止贷款被挪用，有助于精准支农的实现[ 17 ]。

尽管区块链技术有助于供应链的透明化，但其发展并非一帆风顺，仍然面临技术、教育、政策、管理等方面的诸多挑战[ 18 ]。

综上，国内外学者对区块链技术在农产品流通领域的应用已经进行了一些研究，从技术框架、治理机制、订单管理、溯源、融资等方面提出了基于区块链的农产品供应链解决方案，但也存在一些不足之处。一是研究重点比较单一，并没有把农产品流通的商流、物流、信息流、资金流作为一个整体来加以研究；二是未能解决农产品流通领域各类区块链项目落地实施面临的诸多难题；三是没有提出区块链技术在农产品流通领域实施的具体步骤。

三、区块链技术特征与类型

（一）技术特征

区块链是一种数据库，由不同的区块组成，区块是存储交易数据的载体[ 19 ]。区块链上的节点彼此连接，彼此背书，共享同一本分类账，共同维护数据，并通过密码学原理来确保数据不被篡改。一旦有新的信息添加进来，账本就会马上更新，并被其他节点接收。智能合约的出现实现了链上自动编程与自动操作，为区块链在各行各业的应用创造了新的商业价值。区块链在技术上的优势特征比较明显，主要体现在信息共享、信息安全、信息可追溯、智能合约等几个方面。

1.信息共享

区块链的核心在于共识机制。区块链作为一种去中心化的数据存储技术，其上各个节点（参与者）彼此交互，以获得并同意共享状态，即区块链网络中所有的节点都可以共享账本，链上的信息是透明的、可靠的。

2.数据真实安全

区块链基于密码学原理进行数据保护，只有配合使用私钥和公钥，并有超过51%的节点达成共识，才能确认数据的真实性。分布式账本消除了故障点（Point of Failure，SPF），即使其中某个节点不可用或者被破坏，网络仍然能够正常工作而不会受到干扰。可见，区块链技术能够保障数据的安全。

3.信息与凭证可追溯

每个区块都由区块头和区块体组成，并被标记上时间戳。区块头记录着上一个区块的哈希值，区块的哈希值由交易信息和时间戳利用哈希算法生成。如果上一个区块的信息发生了变化，那么它的哈希值就会发生变化，与下一个区块头记录的哈希值就会不一致，这个产生变化的信息就不能得到下一个区块的认可。这就是链上数据完全不能被非法篡改的原因。全部数据传输是区块链系统中典型的数据传输方式，链上所有的节点都拥有全链账本的副本，因此任何一个数据的改变都会被察觉到，任何一个数据都能沿着链条精准追踪到它的起源点。

4.智能合约

智能合约是区块链上运行的一段由特定语言编写的无需人为干预即可自动执行的代码。当链上的数据满足一定条件时，智能合约就能够自动验证并执行事先约定的合同，无需第三方授权就能够实现值得信任的交易和资产转移。基于智能合约，可以开发出很多具有商业价值的去中心化应用。

（二）区块链的类型

根据数据的共享程度，区块链可以分为公有链、联盟链、私有链三种[ 20 ]。公有链面向所有人开放，不需要特别的入网批准，任何个人都可以在公有链上发送数据或者读取数据，并且能够获得有效确认。联盟链由若干彼此相关的组织共同参与和管理，每个组织控制其中一个或者几个节点，这些组织通过数据上链来实现信息共享和操作交易，并非对所有人开放。私有链则是完全属于个人或者某个组织私有的区块链，数据写入权限完全掌控在个人或者该组织手中。三类区块链的特征具体参见表1。

目前正在广泛使用的主流区块链的实现方式有以太坊和超级账本。其中，以太坊属于公有链，数据保密性不强；超级账本属于联盟链，数据安全性高。联盟链不涉及数字货币的发行和炒作行为，可控性更强，数据和交易处理能力更强，更适合在实体产业中应用。

四、区块链技术与农产品流通需求的耦合

农产品产业链链条长，涉及利益相关方多。价格波动、供需关系变化等外部因素以及行业内部信息不透明、各利益相关方之间存在利益冲突、物流系统不完善等内部因素，均会增加农产品流通链条的脆弱性[ 21 ]，进而导致信息难以共享、物流过程难以监控、农产品信息难以溯源、农产品生产与分销企业难以融资等问题。区块链技术能够解决上述问题，并将对整个农产品流通领域的效益产生质的影响。

如图1所示，农产品流通包括商流、物流、信息流和资金流，在这四个方面，交易安全、结算快捷、物流可控、产品可溯源、融资方便、主管部门监管便利等需求交叉重叠，成为难以解决的痛点问题。区块链的技术特征与上述需求痛点之间存在多重耦合。将区块链应用到农产品流通领域，能够破除农产品流通中各相关者之间的利益藩篱，化解冲突，最大限度地消除农产品生产、分销、物流、融资、监管中存在的信息不對称问题，提高整个产业链上信息的透明度，重建信任体系与利益格局[ 22 ]。

五、区块链技术在农产品流通领域的应用现状

（一）应用现状

1.行业分布

截至2019年8月，全球区块链企业达到2 450家之多，其中中美英三国的区块链企业数量位列前三，占据了大半壁江山[ 23 ]。从行业的分布来看，全球大约有61%的区块链企业致力于技术研究与虚拟货币开发[ 23 ]。在2019年福布斯杂志公布的全球区块链企业50强中，科技企业有18家，金融企业有17家，食品饮料企业有5家[ 24 ]（参见表2）。在这5家食品饮料企业中，金枪鱼罐头制造商、酿酒制造商、动物营养和农产品制造商、全球食品分销与加工商以及食品制造商各一家。这5家企业在供应链上均处于核心地位。

2019年，我国区块链企业注册数量呈现出井喷之势，全年新增经营范围包含区块链的企业多达11 406家。从其行业分布来看，批发和零售业有5 385家，信息技术服务业有3 091家，租赁与商务服务业有1 680家，而农林牧渔业仅有3家。2019年我国新增名含“区块链”字样的企业928家，其中批发和零售业有745家，租赁与商务服务业有29家，信息技术服务业有25家，农林牧渔业仅有1家。具体参见表3。

2.技术应用

农产品流通生态系统包括农产品供应链、客户需求满足及周边服务等。其中，农产品供应链的上中下游以交易相互连接，涉及农机、养殖、采摘、加工、物流以及零售等诸多活动。此外，农产品流通生态系统还要满足客户溯源、快捷支付等方面需要以及各种不同的喜好。而融资、农产品品质鉴定、农业技术服务等机构和保险公司则为农产品流通生态系统提供周边服务。具体参见图2。目前，国内外农产品流通领域先行开展的区块链应用项目主要集中在农产品溯源、农业融资服务以及大宗粮食交易等方面。

在区块链溯源领域，美国嘉吉公司火鸡区块链项目开展得比较早，消费者可以通过在该公司的网站上输入火鸡包装上标注的标签代码来追溯火鸡养殖信息[ 25 ]。此外，还有沃尔玛启用区块链技术来实现旗下超市生鲜产品的端到端溯源[ 25 ]，蚂蚁金服联合腾讯和中国平安发起“步步鸡”项目，可从鸡苗养殖开始溯源它们的养殖环境和养殖过程[ 26 ]。

在区块链农业融资领域，中国农业银行借助区块链技术推出农产品电商融资服务，将农产品电商企业的历史交易数据上链，形成不可篡改的交易记录并在此基础上进行信用评估[ 27 ]；中国工商银行建立金融服务链，将精准扶贫助农资金的审批流程上链，让每个流程都责任到人，目前该项目已在贵州省得以开展[28]。此外，一些区块链保险项目也在开展。

大宗农产品交易方面的实践较少，比较典型的案例是路易达孚公司使用区块链平台来缩短中美之间大豆交易的时间，让交易过程涉及的相关合同和文件直接上链，以降低交易风险并消除大量文件工作所带来的额外劳动消耗[ 29 ]。

（二）存在的不足

从现实情况来看，区块链在农产品流通领域的应用仍然处于起步阶段，其应用模式尚不成熟，效果也尚未显现。

1.全产业链应用整合程度较低

目前，在农产品流通领域，区块链项目的发起者多为农产品供应链的核心企业、信息技术企业以及金融机构，全产业链应用整合程度低。这是因为，一方面，区块链应用初期投入大，投资周期长且伴随着高风险，基础设施维护成本高，在行业整体毛利率较低的现实下，体量较小的农产品种植养殖企业和分销商无力承担高昂的开发和运维成本；另一方面，对大部分企业而言，区块链技术只是一种工具，并没有注意到其本质上是一种全产业链共享思维，尚未建立相应的共享激励机制。

缺乏全产业链参与的区块链无法形成交易闭环并提供基础性农业服务，也就无法有效地改造上游的生产力、生产技术和生产关系，从而在整个流通效益上只能做到局部优化，不能使整个交易链条的成本得到明显降低。

2.数据共享与可靠性问题未能完全解决

区块链平台可以承载海量的数据。从目前的实际应用情况看，企业之间的信息壁垒尚未完全打破，全流程动态数据共享仍然存在较多盲点，线上数据与线下实际操作的一致性还不能完全得到保障。

以农产品物流为例，物流流程的碎片化特点十分适合区块链技术的应用，一些领先的物流核心企业也开始寻求在区块链中获取价值，但是农产品物流领域区块链项目推进的速度比人们预期的速度要慢，将可信数据全程上链仍然存在比较大的困难。究其原因，一是物流链条上的参与者共享信息的意愿比较弱，产业互信生态还没有建立起来；二是新一代信息技术在物流流程中的融合应用还不够。

另外一个典型的例子是农产品溯源。区块链技术能够保证链上的数据不被篡改，但不能保证数据的来源真实可靠。线下分销商联合造假或将包装内的农产品调包等类似事件是无法单纯依靠区块链技术来解决的。

3.农业融资区块链落地仍然面临诸多挑战

与其他业务场景相比，区块链技术在金融领域的应用比较早，并将金融风险控制的基础逐步转变为实物、数据与场景的组合。农业融资区块链作为当前各国竞相发展的热点，相关项目层出不穷，但现有项目只能解决农产品流通企业面临的一部分融资问题。

第一，在供应链上，成员越靠近核心企业越容易获得更高的融资信用评级和更低的风险控制要求[ 30 ]，而农产品供应链的核心企业往往集中在中下游。农产品种植养殖企业、农户、农民专业合作社、初加工企业等上游主体规模较小且分布区域较广，位于中下游的核心企业的信用很难传递到这些上游主体。以典型的应收账款质押为例，核心企业对这些账款进行确权会占用自身信用额度，因此其参与积极性不高。

第二，农产品流通产业链上中小微主体的商流、物流、资金流数字化水平偏低，导致其信用自证能力较弱，需要新的科技助力。

第三，各金融机构独自开发区块链业务系统，尚未形成信用数据共享，这在一定程度上形成了新的信息孤岛，且会造成社会资源的重复浪费。

六、区块链技术在农产品流通领域的应用探索

区块链技术价值的彰显取决于项目能否落地以及是否具有经济效益。目前，具备可实现条件的农产品流通区块链应用项目有农产品交易、农产品物流、农产品溯源、农业融资等。

（一）跨境农产品交易联盟链

1.应用模式

农产品销售渠道有多种类型，其中环节最少的是生产者直销渠道和产地批发直销渠道，这两种销售渠道交易成本低，但适用范围非常有限，主要面向电商直采、网络销售、中央厨房等模式。大部分情况下，农产品销售历经环节多、时间长，农产品流通的上下游之间会产生信息不对稱、价格不公平、交易费用高等问题，阻碍农户增收与市场稳定。近年来，农产品滞销的消息频频出现在新闻媒体中，滞销数量大，分布区域广。滞销与产能过剩存在些许关系，但更主要的原因是生产与消费之间的对接问题。区块链技术在农产品交易领域的应用能够赋予传统农业新的时代内涵。随着“一带一路”倡议影响的深入，区块链应用的一个典型场景就是跨境农产品交易。具体参见图3。

跨境农产品交易涉及利益相关者众多，包括农户、批发市场、农产品经纪人、农产品出口加工企业、本国和外方外贸公司、海关、口岸、本国分销商、监管部门等。跨境农产品交易联盟链模式下，上述市场主体作为链上的节点，把与农产品交易有关的具有数字签名的各类可信凭证上传到链上，通过私钥和公钥在联盟链内共享，消除信息不对称、价格不公平、交易不透明等屏障。如果凭证满足交易要求，智能合约可以实现自动验证、物权转移、自动划账、自动缴纳关税等功能。海关、口岸和食品安全监管部门可以通过应用程序端口（Application Programming Interface，API）接入的方式进入该联盟链，发布关税标准、出入境信息、监管办法、价格指导等官方信息，获取交易过程中各部门需要的凭证信息，发挥通关放行、出入境管理、市场价格监控等功能。这种模式比较适合大宗农产品的跨境交易，如粮食、蔗糖以及大批量水果的跨境贸易。

2.难题破解

为解决全产业链中小微主体上链困难，在应用开发上，既可由农产品供应链下游核心企业（如龙头电商企业和“新零售”企业）主导进行，也可由产业基金、信息技术企业以投资的方式参与进来。主导开发企业负责搭建架构，做好模块和组件，上游农产品种植和分销企业只要通过应用程序端口加入即可。

此外，企业联盟还要尊重经济与技术发展的规律，打造产业学习平台，缔结协同作战关系，在产业链上下游之间建立起产能共享激励机制，以订单倾斜、信用数据评价、技术扶持等方式帮助上游企业获取融资补助，帮助下游锁定生产资源，促进农产品生产、销售与监管的对接。

（二）跨境农产品物流联盟链

1.应用模式

农产品作为具有生命特性的动植物产品，其物流组织形式和储运要求与工业品存在明显区别。而且，农产品的生产往往具有区域性和季节性，这与消费的分散性存在时间和空间上的矛盾。因此，农产品物流对组织和时间的要求更高。

区块链框架下，农产品流通所有物流环节的数据都被节点组织打包上链，在链上各方之间共享，确保物流全程可監控。流程最为复杂的跨境农产品物流就是一个典型的应用场景。具体参见图4。

在跨境农产品物流联盟链中，分布式账本可以确保每条上链信息的可靠性。从农产品被揽货开始，到装车封车、陆运、流通加工、装船离港、海运、到港卸货、陆运、进入储存基地，再到配送直至交付等全过程的物流凭证和数字签名信息都由各节点组织打包上链，实现链内共享，降低纸质凭证容易丢失损耗的风险。

上述跨境农产品物流联盟链在以下几个方面具有优势：一是每张凭证都有与负责人对应的数字签名和时间戳，不容易被伪造和篡改，一旦货物在途丢失或者灭失，可以快速找到责任方；二是各节点可在线查询、实时校对和进行业务的快速对接，实现物流与信息流的完全一致；三是智能合约实现了物流费用的自动电子结算，可以缩短资金周转的时间，有利于对资金流的有效管理；四是联盟链内部的物流信息被共享，增加了各物流企业与港口、收发货人之间合作的透明度，提高了彼此之间的互信程度。

2.难题破解

物流行业需要强化内在的互相信任与协同，由行业领导者或者产业联盟确定协调机制和激励机制。在区块链管理上，凭借共识和信任，为履约良好的参与者增加一定额度的权益和信用值，让参与者获益，从而引导价值取向，保障链上所有参与者利益的最大化。

对车载全球定位系统（GPS）、物联网（IOT）、智能传感器等辅助工具应融合运用，以确保实时收集和传送动态物流信息，比如使用装置着智能传感器的标准农产品共享托盘、标准农产品物流周转箱等工具进行储运动态追踪和逆向追溯。

（三）农产品溯源联盟链

1.应用模式

近年来，随着我国国民收入的进一步增长和居民消费的不断升级，农产品安全问题成为社会关注的热点，消费者对农产品溯源的需求日益增加。目前，无论是国家立法和各地监管部门的多方位激励，还是广大企业的多方努力，都未解决农产品溯源中的防伪问题。溯源码的伪造和原产地标志的滥用扰乱了市场秩序，损害了消费者利益。农产品溯源联盟链可从农产品种植或养殖开始进行信息记录，一直到消费者手中，覆盖整条供应链，实现全链的共查共享（参见图5）。

在农产品溯源联盟链中，从生产的源头开始，农产品种植或养殖环节的生产详情（包括生产环境、土壤、肥料、饲料等）、质检报告、原产地证书等信息被上链，借助溯源码或电子标签等载体来固定信息，随后的包装、加工、干线运输、储存、配送、抵达零售终端等环节对农产品质量有影响的所有相关操作信息也同样全部打包上链，这些信息区块以时间戳为依据进行前后次序的排列，不能被篡改。

消费者在零售终端或网络购物平台购买农产品后，可利用手机应用程序（APP）或者个人计算机（PC）终端，通过溯源码或电子标签追溯查询农产品的种植环境、质检信息、原产地信息、加工情况以及流通过程，判断所购买的是否正品，保护自身消费权益。每条链上的参与者都能够在产品的全生命周期中查看数据，有利于保护参与者自身权益。食品安全监管部门接入农产品溯源联盟链，通过查看数据区块对农产品种植或养殖、加工以及流通过程中所有的步骤进行监控，进而方便锁定责任主体。

随着区块链技术的升级，农产品溯源的颗粒度会越来越小，溯源对象可从一笔订单缩小到一个单品甚至单个商品。在未来的销售场景下，哪怕消费者仅仅购买了单个农产品（比如一个土豆或者一颗白菜），也可以通过这个农产品销售包装上标注的溯源码或电子标签追溯到它从播种到后续流通所有环节的信息。

2.难题破解

在農产品溯源联盟链规划之初，就应当明确溯源的本质是建立信任机制。这种信任并不是自然产生的，而是由区块链内部的制度设计赋予的。一是需要以协议的形式规定各节点对各自上传数据的真实性承担法律责任和商誉损失风险；二是将权威机构引入链条，参与全流程监管和信息认证。

为实现防伪溯源，不能仅仅依靠单一的区块链技术，还要与物联网技术、智能传感技术、人工智能视觉技术、大数据采集分析技术等结合起来。比如，将农产品生长期间以及收获时的状态以图像的形式上链，并与溯源码、电子标签、脚环、耳标等身份标志相对应，这样既可以防止分销商在流通过程中调包和窜货，也可以实现精准召回。

此外，在农产品流通的重要集散环节（如区域仓配中心、一级二级供应商节点等）建立配套的第三方快速抽检体系，使自动监管与主动监管相结合，线上与线下共同发挥作用，防止任何一个环节造假。

（四）高效传递价值的农业融资区块链

1.应用模式

农业区块链金融包括融资和保险等，其中推进农业融资是加快我国经济发展、全面深化改革的重要内容。完善的融资制度可以助力农业健康发展，从而更好地提升农产品流通质量。

区块链技术可以解决农产品流通主体融资征信难题。具体参见图6。在这种模式下，需要融资的流通主体其企业资质、现有订单规模、现有设施设备、应收账款及往期贷款记录等信息被上传，这些信息将通过智能合约与信用评级标准进行比对，自动完成信用评级，并形成数字身份区块。上链信息越多，意味着借款方画像越精确，越有利于减少贷款后履约难等现象。金融机构作为区块链上独立的节点，可通过与应用程序端口对接的方式，查询区块链上的数字身份，根据借款方的可抵押物、企业资质、往期借款还款按时履约情况等，决定是否批复贷款申请和确定授信额度。监管机构可以超级节点的身份进入农产品流通主体融资征信区块链，无需再次重复收集、存储、协调、汇总数据，从而提高监管审核流程的速度和质量，更好地发挥监管的作用。

在自动履约方面，智能合约发挥着非常重要的作用（参见图7）。农业融资活动既可依托有形的物资所有权，如物权（设施设备的所有权）、货权（可长期存储的农产品的所有权），也可依托农产品应收账款等流动资产。在区块链内部，农产品流通主体、金融机构、保险企业、质检部门等利益相关方对拟抵押设备、货物、订单、应收账款等的权属状态达成共识，形成不可篡改的共享账本信息，为各方创造可相互信任的环境。智能合约能够根据借款协议自动锁定质权（被抵押物的物权），自动划账给借款方并完成物权变更；借款方通过智能合约进行相关费用的支付，减少清算延迟现象。同时，智能合约还可自动计算借款方已用的授信额度，调整剩余可用的授信额度，加强风险管理[ 31 ]。

2.难题破解

为促使区块链技术在农业融资业务中高效地传递价值，需要解决项目落地的问题。

（1）建立风险控制制度，降低核心企业参与区块链融资业务的风险

以应收账款融资为例，核心企业应收账款产生后，由最靠近核心企业的一级供应商将应收账款记录到区块链上，再经过其上游多级供应商的分拆流转，通过数字签名层层确认，让信任由核心企业向供应链上游传递。在质押物融资与保兑融资活动中，同样需要链上各方彼此背书，以维护整个区块链的信用。银行和监管方基于区块链的可视化查询功能，监督多层级交易数据的可信度。

（2）建立信用自证体系

一是行业协会、金融机构和监管部门需要事先确定农产品流通主体的信用评级标准以对接链上智能合约；二是融合使用多种信息技术，对资产类可质押物进行准确的动态核查，如星际文件系统（IPFS）、三维（3D）摄影技术等。

（3）建立金融业内部技术业务标准

通过跨链技术，让征信信息在各金融机构之间共享，让金融资源得到更加高效的配置，避免征信工作重复进行。以融资征信区块链作为底层，接入各金融机构的应用层，开发更多、更灵活的金融业务。

七、农产品流通领域区块链项目的实施步骤

尽管区块链技术在农产品流通领域具有广阔的发展前景，但任何新技术的实施都会打破原有的模式，需要进行严谨的论证，并获得一些适当的资源和组织支持。区块链在农产品流通领域具体项目的实施需要遵循以下六个步骤：

（一）在部署区块链之前，判断其适用性

如图8所示，是否启用区块链技术取决于农产品流通各项业务流程是否需要使用多方数据、是否存在信任问题、业务是否需要存证、数据是否需要在多方之间流转等，并不是所有的场景都适合采用区块链并能够带来效益，企业需要通过判断其适用性来进行决策。

前面已经讨论了区块链的技术特征及其与农产品流通需求的多重耦合，此处利用决策树能够更加清楚地判定，区块链安全、可靠、可追溯、不可篡改[ 32 ]的特征有助于促使农产品流通供应链上的各节点组织共同创建一个彼此互信的关系。因此，区块链技术在农产品流通领域将大有作为。

（二）开展区块链培训

在明确了区块链技术的适用性之后，参与农产品流通区块链建设的组织和人员还需要进行完整的培训以更好地认识区块链。培训内容应包括但并不局限于区块链的概念、运作原理、技术特征、商业价值、成功范例等。各参与者还要思考农产品流通中可以在区块链上运行的流程以及部署区块链需要支付的成本、可能带来的风险等。充分的培训有助于各参与者更好地构思，从而为后续工作奠定基础。

（三）构思农产品流通区块链的理论模型

在各参与者基本了解区块链并进行了跨组织、跨部门的思考和讨论后，农产品流通区块链部署工作就可以进入构思阶段了。构思阶段需要众多利益相关者共同参与，合力发掘农产品流通中亟需解决的痛点，跳出各种框架，集思广益，寻求最合适的应用场景。各参与者需要对不同的构思进行分类，并划定优先级，进而以此为基础规划农产品流通区块链的理论模型。

（四）寻找内外部资源合作

区块链技术新而复杂，各参与者需要与行业联盟、上下游企业、监管机构合作，寻找技术外包对象，确定技术开发方案，对标行业标准提炼已有的构思，并进行概念测试。在这个步骤中，引入食品安全和质量监管、信贷监管等部门以及金融机构的参与是农产品流通区块链开发成功的重要保障。

（五）开发农产品流通区块链原型

农产品流通区块链原型的开发需要从农产品生产、分销、物流、监管、融资以及消费者等各方充分收集信息和具體需求，明确所要使用的资源，确定开发的成本预算和时间期限。原型开发出来之后，还要通过一定数量的用户测试来验证其稳定性和可靠性，并通过迭代优化不断加以改良，同时做好安全评估与风险缓释工作。

（六）实施农产品流通区块链

在这个步骤中，区块链将在真实的农产品流通业务场景中运行。此外，各参与者还要对区块链进行维护，关注各节点动态，做好跟进和记录，预防系统攻击，并进行持续优化。

八、结论与展望

区块链的本质是分布式数据存储账本以及建立在互信基础上的共识。区块链的技术特征适合解决农产品流通需求方面的痛点问题。目前，已有一些区块链在农产品流通领域应用的案例，但仍然存在一些不足之处。区块链技术需要被理性地应用于可真正落地的农产品流通业务场景。在跨境农产品交易方面，区块链技术的应用能够提高交易的安全性、公平性、透明性并实现自动结算；在跨境农产品物流方面，区块链技术的应用能够实现物流全过程可控与物流费用的自动结算；在农产品溯源方面，区块链技术的应用能够有效防止伪造，有利于监管与全过程溯源；在农业融资方面，区块链技术的应用有助于农产品流通主体征信工作的开展，并通过智能合约让履约变得自动化，能够降低融资成本。上述应用的落地面临诸多难题，需要各方协同，融合运用激励机制、制度设计、信息技术、标准对接以及多种工作方法等予以破解。区块链应用项目的具体开展需要多方合作，需要制定科学的步骤，严谨布局。

上述研究只是一些初步尝试。区块链作为一项新的底层技术，如何与原有业务系统融合，如何将其维护成本分摊到链上各节点组织，这些问题都需要进一步的学习和探索。展望未来，随着云计算、机器学习、数字孪生等技术与区块链技术的进一步融合，区块链在农产品流通中应用的场景将会更多，并创造更大的价值。

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Application Mode and Implementation of Blockchain in Circulation of Agricultural Products

LIU Ru-yi1，LI Jin-bao2and LI Xu-dong1

（1.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou，Guangdong510650，China；2.South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong510641，China）

Abstract：Blockchain technology has the technical characteristics of information sharing，real and secure data，information and certificate traceability，smart contract and so on. There are multiple couplings between blockchain technology and circulation demand of agricultural products. Nowadaysblockchain technology has been partially applied in the circulation of agricultural products，but there are still some deficiencies，such as the low degree of application integration of the whole industrial chain，the failures of data sharing and reliability，and the difficulties of the implementation of the agricultural financing blockchain. There are some application scenarios. First，the alliance chain of agricultural products cross-border trade can improve the fairness and transparency of trade and reduce the risk of trade；and it can be jointly developed by core enterprises，industrial funds，and information technology enterprises to establish the upstream and downstream industrial synergy. Second，the alliance chain of agricultural products logistics can realize the whole process control of logistics and automatic settlement of expenses；and this mode needs to strengthen mutual trust，establish coordination and incentive mechanism within the industry，and integrate and apply various information technologies. Third，agricultural product whole life cycle tracingblockchain can realize the traceability of agricultural products from production origins to end consumers；and in order to ensure the data sharing and supervision through the whole chain，it needs to give trust to all parties in the chain through system design，and use a variety of technologiesand integrate activities online and offline to prevent any fraud. Fourth，agricultural financing blockchain，which will effectively deliver value，has the function of credit investigation and automatic fulfillment based on smart contract；and this function can effectively meet the needs of agricultural financing and reduce the cost of credit investigation；and the implementation of this application mode requires the establishment of risk control system，certification standard and technical system of selfcertification，as well as the technical business standard agreed by the financial industry，so as to realize cross-chain sharing of credit information. The implementation of specific projects of agricultural products circulation blockchain needs to plan rigorous implementation steps，including judging its applicability，carrying out blockchain training，conceiving theoretical models，looking for cooperation of internal and external resources，developing prototypes and implementation.

Key words：blockchain；circulationofagriculturalproducts；logisticsofagriculturalproducts；traceability；agriculturalfinance