区块链视角下我国生鲜农产品流通安全研究

李 萍

（北京农业职业学院 北京 102442）

引言及文献综述

我国农产品流通虽然已能满足人们的基本生活需求，但是距离高质量发展还有相当大的距离。我国农产品流通存在最突出的问题就是流通成本高和流通不顺畅，如何解决此问题，一种观点认为需要通过政府加强监管来实现（安玉发，2011），另外一种观点认为通过市场机制来隐含推动实现（王斌、于淑华，2009）。就目前发现的可用手段而言，采用电子商务手段是一种行之有效的方法（贾新忠，2018），这种方案对于连片贫困地区解决农产品流通问题具有显著成效（杨辉鹏，2017）。目前我国及周边国家商用的电子商务技术属于初中级技术，其只能解决流通的可达性问题（李丰、原任利，2016），对于具有双重时效性及不可抵赖性要求的农产品流通还无法解决（晁晓龙、李金洺，2016）。如何解决此深层次问题，从而彻底实现农产品流通高质量发展，已有学者提出了采用区块链技术予以解决的思路（张瀚艺，2017）。但是囿于该研究侧重于前瞻性研究和理论研究，其实用性研究不足，因此很难具体应用于实践中。综上所述，本文锁定这一相对空白领域，并以此展开研究。

生鲜农产品流通特征分析及区块链技术应用在农产品流通中优势探究

（一）我国生鲜农产品流通特征

图1 区块链视角下的生鲜农产品流通三层演进结构图

从我国生鲜农产品流通历史与现实来看，其主要体现出以下点几点特征：第一，规模化、集约化流通不足。我国自改革开放以来，农村实行的是个人承包责任制。这种农业耕作方式不利于规模化经营和集约化经营。在农业产业发展的初期，这种单打独斗的局面显然有助于提高积极性，但是随着农业现代化的深入，不仅在种植、养殖领域需要实现规模化、集约化，在农产品流通领域也需要对等实现规模化、集约化；第二，可全程追溯性缺乏。我国过往农产品流通追求的首要目标是可达、必达。在这种流通体系中，农产品安全性主要依靠商户之间的个人信任机制完成。如果发生农产品安全问题，通过这种链条式的个人信任机制进行追溯难度较高，且很难实现具有法律意义上的赔偿与惩罚机制；第三，流通成本占比总成本比重过高。由于我国农产品流通采用的是非规模化、非集约化方式，因此农产品流通基本是无法通过铁路运输完成，其主要依靠公路运输完成。公路运输中，过路费、过桥费等的存在，以及运输路程过长导致的停车费、住宿费、损耗费等，最终将摊分到农产品总成本中。基于这种现状，我国农产品流通成本不仅过高，且占比总成本比重过重；第四，时效性可控度较低。对于生鲜农产品，确保食品安全的一个重要环节就是在设定时间范围内运达。从农产品流通现状来看，这一要求完成质量存在很大疑问。由于整个流通环节是通过多种流通工具和多个流通人员完成。每一环节的完成很少采用实时控制措施控制，因此其时效性可控度较低；第五，流通效率较低。由于农产品流通采用的是公路流通。我国对公路驾驶有明确规定连续驾驶时长等。因此，采用这种方式，从理论上讲流通就具有间断性。另外，考虑到流通过程的安全性，各级食品安全部门均会对流通产品进行食品安全检查和卫生防疫检查，这进一步加剧了流通的间断性，由此导致了流通效率过低的特征。

（二）区块链技术应用在农产品流通体现的优势

区块链技术具有较多特点，在此仅对其应用于农产品流通中体现的优势进行分析，主要是以下几点：第一，全程全时可追溯性。区块链技术中的关键信息（以数字货币等为表现）采用加密算法支撑，能够确保关键信息在信息发出方具有唯一性和安全性。另外，区块链技术有别于传统技术的特征为全链“背书”，该链上的任何一家都存有包括自己在内的全链的关键信息。这一点对于参与农产品交易的商户来讲，即实现了农产品信息全域共享，由此实现全程全时可追溯性；第二，全社会共担成本，节约个体成本。区块链技术中的关键信息在全链发布，因此对于关键信息的维护、存储，在全链中的每一个参与者都进行了分担，即电子成本实现了分担。另外，这种现代信息技术对信息的管理采用的不再是纸质台账方式管理，其管理成本显著低于传统纸质管理方式；第三，不可篡改性。区块链技术提供的关键信息从其信息提供方来讲，是基于信息加密技术实现的具有唯一性特征的信息提供。另外，从区块链技术的全链“背书”机制来讲，所有参与方的信息在全链中共享。不再像传统分布式平台，关键信息只在单点核心设备存储，这更加保证了其不可篡改性；第四，时效性可控度较高。区块链技术具有正向实时广播和反向实时广播功能，区块链中的每一个节点都可以利用广播功能实现信息传送。由此，对于生鲜农产品的时效性问题，采用这种双向技术可以实时获取对应信息。由此可见，其时效性可控度较高；第五，效率极高。区块链技术确保了在农产品关键信息流通过程中的快捷性与稳定性。这一点体现在流通过程中不再以纸质单据作为流通凭证，而是以电子信息作为流通凭证，其大幅度降低了在需要包装、拆分、封装以及转运等过程中人为参与增加的耗时，从而使流通效率得到了极大提高。

区块链视角下我国生鲜农产品流通演进思路、实现路径、具体案例

（一）区块链视角下的我国生鲜农产品流通演进思路

研究认为，区块链技术在我国生鲜农产品流通领域应该分三个层次演进，其初始层为供应层、中间层为流通层、终端层为消费层。对此，首先应在初始层部署区块链技术，从而将其应用于生鲜农产品供应。在该层部署过程中，应涵盖所有农产品供应商，实现市场供应信息与供应商存储信息在初始层区块链透明、公开、一致。在初始层供应链中，必须纳入市场监管部门作为链中的一个节点（此时有别于传统管理，其不再是关键节点）。在初始层部署完全、完善的前提下，再考虑在中间层进行部署；其次要在中间层部署区块链技术，并将其应用于生鲜农产品流通。就中间层而言，其依然是一个环式链条结构，每一个节点都是关键节点。与初始层的最大区别，中间层每一个节点都可能包含一个直接上继节点和直接下接节点（上继节点来自初始层，下接节点来自食用层），这样就把供应、流通、食用全部链接到一起。在部署初期，先实现中间层单独部署，不考虑直接上继和直接下接问题。在部署中期，考虑实现中间层与直接上继的联通与沟通协调问题。在部署后期，研究中间层与直接下接的联通与沟通协调问题。通过这三个子环节，完成中间层部署；最后应在消费层部署区块链技术，并将其应用于生鲜农产品的消费与消耗。消费层部署主要是基于销售门店（包括线上门店和线下门店等）部署。在消费层部署完毕，即可实现消费者与流通商、供应商之间的垂直式与水平式关系。以上三者的具体关系如图1所示。

表1 指标表

表2 仿真分析结果表

（二）区块链视角下的我国生鲜农产品流通实现路径

1.事前预防机制与具体实现。对于生鲜农产品流通，主要是在事前建立一套预防机制，该机制能够确保流通顺畅、流通可控、流通必控。基于这三个目标，本文研究建立了三级指标体系如表1所示。从表1来看，指标体系分为三级，自上而下依次为一级指标、二级指标、三级指标。一级指标包括物类指标、流通指标、安全类指标。物类指标侧重于对植物类农产品和动物类农产品进行流通控制，主要包括遗传指标和基本指标；流通类指标重点关注流通渠道、供应渠道等关键信息；信息安全类指标倾向于就区块链核心技术实现进行控制，主要包括加解密算法等。在农产品流通过程中，以标示码作为唯一外显的关键信息进行明码传送，以DNA、RNA为隐藏信息全程伴随传送。加密、解密算法保障流通过程中的正向广播、反向广播具有合法性与唯一性，由此可实现信息在区块链中的实时传播与实时更新。需要强调的是，在事前预防阶段，一定要对流通商品到达最末端终点的时间安排及温度控制制定一个清晰可量化实现的计划。

（三）区块链视角下的我国生鲜农产品流通实现实例研究

区块链技术属于前沿技术，目前还没有实现其在三层领域（供应领域、流通领域、消费领域）的全覆盖。基于这种现状，研究只能采用仿真分析的方式进行实例分析。为了体现其具体实效，本文将此实效与现在采用传统流通技术方法的效果进行对比，通过多次反复论证，得到如表2所示。表2中的效率提升幅度是针对使用区块链技术与不使用区块链技术之间的效率对比结果；同样的，流通成本降低也是基于这两种方法对比结果。另外需要说明的是，该表中的第二列（模拟数据分布类型）是指食品安全事件爆发所服从的统计规律。研究采用三种分布进行模拟，分别为正态分布、指数分布、均匀分布。这三种模拟是就食品安全事件爆发概率进行模拟。在三层区块链完全部署且完善部署的前提下，对于每一个相对随机的食品安全事件，采用回溯法进行定位，均可全程回溯跟踪对应流通渠道的流通信息，并且回溯所得信息都是真实可靠的（这一点通过区块链中任意两个不同节点中获取的信息一致性得到验证）。因此，表2中的可回溯性概率均为1。同时，信息篡改性均为否。基于这一分析基础进行进一步探究，应用区块链技术以后效率提升幅度显著（具体见表2中的第4列，自左向右）。同时，也能看到，流通成本得到了显著降低（具体见表2中的第5列）。通过对产生问题的节点进行进一步挖掘分析，导致食品安全问题的主因在于时效性不达标。综合所有模拟实验结果来看，时效性满足概率最高是在0.96、最低是在0.67。将此结果与本地区历年生鲜农产品流通时效性统计结果来看，就其平均值进行对比，二者基本趋于一致。由此研究认为仿真实验结果具有较高可信度。

结论与建议

通过理论研究和实证分析，本文明确了六大结论，具体如下：第一，我国现有生鲜农产品流通体系体现出五大劣势。就理论分析结果来看，此次研究明确了我国生鲜农产品流通体现的五大劣势，即规模化、集约化流通不足、可全程追溯性缺乏、流通成本占比总成本比重过高、时效性可控度较低以及流通效率较低。这五大劣势是阻碍我国生鲜农产品流通向高质量发展转变的主要阻力；第二，区块链技术应用于生鲜农产品流通体现出五大优势。就理论分析结果来看，研究论证了区块链技术应用于生鲜农产品流通带来的五大优势，即全程全时可追溯性、节约个体成本、不可篡改性、时效性可控度高和效率高。这五大优势恰好可解决我国生鲜农产品现有流通方案下的五大不足；第三，确立区块链技术在实证应用中的三层次分层演进思路。就实证分析的演进路线来看，研究提出了三层次区块链分层推进、协调演进思路。供应层区块链优先部署，流通层区块链稍后部署，消费层区块链最后部署。供应层区块链中的每一个节点仅有直接下接节点，没有直接上继节点。流通层区块链中的每一个节点都有直接上继节点和直接下接节点。消费层区块链中的每一个节点仅有直接上继节点，没有直接下接节点；第四，确立了区块链技术实证应用指标体系。就实证分析来看，本文确立了区块链技术实证应用的指标体系。该指标体系为三级指标体系，一级指标包含三类指标，依次为安全类指标、流通类指标、物类指标。二级指标涵盖信息安全指标、渠道指标、节点指标、遗传指标、基本指标、其他指标。三级指标包括标识码、流通商名称、供应商名称、DNA信息、产品名称等为代表的具体指标。实证分析正是基于此三级指标体系取得成功；第五，确立了区块链技术实证应用的事前、事中、事后机制。实证研究确立了区块链技术应用的事前、事中、事后三重机制。事前机制侧重于规划与防范，确保整体方案可实施性与高质量性。事中机制关注于生鲜农产品流通按照规划运行，解决传统流通的五大劣势。事后机制关心于食品安全事件爆发后的回溯处理和问题解决。通过这三重机制实施，能彻底保障区块链技术的落地与发挥效能；第六，确定了区块链技术实际应用的典范性。就实证分析的仿真分析来看，对于食品安全事件分布符合的三类情形，仿真数据都验证了研究提出的区块链应用技术具有高可追溯性、高防篡改性、高效率性、高时效性、低成本性。因此，从整个研究成果来看，区块链技术不仅可以降低流通成本，还可以实现流通过程全程可控、可追溯。由此确定了此次研究的典范性。

在取得上述六大结论的基础上，本文认为区块链技术应用于生鲜农产品流通应解决以下问题：第一，区块链技术在生鲜农产品流通实际实施中应遵循最大公约数。在生鲜农产品流通中，遵循的最大公约数为必须具备三层体系结构，即供应层、流通层、消费层全部覆盖。只有实现了三层覆盖，才能实现消费无死角。无论是哪一类生鲜农产品流通都要遵循这一原则，否则发生食品安全事件之后将无从追溯；第二，区块链技术在生鲜农产品流通实际应用中应体现最小公倍数。在生鲜农产品流通中，遵循的最小公倍数为不同区块链之间必须具有兼容性与互通性。即单个区块链系统中的关键信息在另外一个区块链系统中也应能正常解读。单个区块链内部的流通信息与节点信息等，也应能在另外一个区块链系统中正常解析。这样就能既保证个性，也能体现共性；第三，区块链技术在生鲜农产品流通实际应用中应充分体现出中国制造。在生鲜农产品流通中，尤其是采用区块链技术支撑信息流通，应充分体现中国制造。这里所说的中国制造体现在以下四个方面，即密码体系必须采用国产密码体系，防止安全性由外国或者外国机构控制、生鲜农产品流通中的信息及信息流只能在国内存储或国内流转（除去出口生鲜农产品）、生鲜农产品流通过程中的食品安全与监管由食品安全主管部门最终裁决以及生鲜农产品流通全环节信息必须保存至少一年以上（1年是指对应生鲜农产品全部流转到消费者手中之后算起的1年）。