区块链在农产品跨境电商领域的应用研究

付树农 丁宝根

（1.赣东学院，江西 抚州 344000；2.东华理工大学，江西 南昌 330013）

一、引言

后疫情时代下，世界经济衰退、贸易保护主义抬头、国际农产品市场与农产品贸易受到巨大冲击。中国农产品跨境电商在发展中存在的问题也逐渐显现：水产品检验检疫、粮食质量安全不过关等事件频发，亟须严把品质关，重拾消费者信心；程序繁杂、成本高昂的跨境支付跟不上日益增加的国际贸易需求；农产品产业链各主体之间资源分配不平衡，因“信息孤岛”陷入信任困境；作为生鲜蔬菜农产品出口大国，在冷链物流环节中面临运输成本高、效率低、风险大等棘手问题。

拥有去中心化、智能合约等优势的区块链技术与快速发展的农产品跨境电商之间的强势联合迫在眉睫。通过“区块链＋农产品跨境电商”新业态，实现对生产、物流运输、销售等产业各环节的监控和数据可视化，在出现贸易纠纷时能切实有效进行回溯。全程监控和信息可溯无形中保证了农产品的质量安全，而且点对点组网模式减少了跨境支付中层级代理的烦琐，降低了汇兑风险，节约了时间和资金成本，优化了运行效率。

目前，“区块链＋农产品跨境电商”新业态尚处在发展初期，仍然面临着监管治理疏漏、研发人才断层、隐私安全等严峻挑战。对此，国家应关注、引导、鼓励区块链技术发展，建立健全相关法律法规；在国内，要推进高精尖复合型区块链技术人才的培养；面向世界，深化针对区块链应用的国际合作，促进区块链技术与农产品跨境电商的深度融合与应用。

二、区块链在农产品跨境电商领域的应用模式

近些年来，“区块链＋电商”“区块链＋医疗”等新业态逐渐落地实施，这既是区块链思维应用的良好成果，也是区块链推动传统产业变革的有力证据，而随着区块链技术在电商领域的不断深入，“区块链＋农产品跨境电商”已成为农产品跨境电商领域变革的重要趋势。本部分将在介绍区块链来源及发展的基础上，详细阐述区块链在农产品跨境电商领域的应用逻辑。

（一）区块链的来源及发展

比特币创始人中本聪于2008 年在其论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》中首次提出“区块链是构建比特币数据结构及实现交易信息加密的基础技术”，并基于此创建了一个无需第三方机构直接交易的数字货币——比特币。

具体而言，区块链中的区块指的是数据块，通常包括区块头和区块主体两部分。前者涵盖原始数据，后者则记录交易数据，并运用HASH 算法、Merkle 根、时间戳等技术进行计算。区块往往被看作一个记载着交易信息的数字容器，用来验证信息的真实性、效用性；区块之间按照交易的时间轴，按序前后相互联结，形成了一条能用对应的HASH 数值识别相应数据块的区块链。

区块链技术的核心理念是去中心化，利用非对称式加密算法确保不可篡改性，并通过时间戳实现可追溯性。作为比特币领域成功应用的底层核心支撑技术，区块链的出现有效缓解了共享经济时代下的信任危机、信息源差异、第三方交易成本高等矛盾。

目前，在区块链思维和实际践行中，区块链技术在研究和实践中日渐成熟，进而产生了结合计算机技术、通信技术和区块链平台，使区块链与传统产业交融的“区块链＋”模式。“区块链＋”从开始的金融、数字货币等领域逐渐辐射、渗透到医疗健康、IP 版权、行政管理教育等领域，实现了去中心化的产业变革。“区块链＋征信”“区块链＋教育”等从理论照进现实，经济在实体与虚拟的深度交融下，将极大助推以区块链技术为革新基点的人类生产力进步和生产关系变革。

（二）区块链在农产品跨境电商领域的应用逻辑

1.区块链技术特征与农产品产业链高度耦合

农产品产业链长，相关利益主体多，彼此之间环环相扣。农产品行业内忧外患频发，外部受天气、市场供求、物流运输影响；内部受行业信息差、诚信评估体系缺陷、物流跟踪延时的阻碍，农产品流通链环环相扣而又不堪一击。如此恶性循环，反过来进一步加剧了信息壁垒、冷链物流时效慢、农产品信息溯源难等问题。

区块链技术能够针对上述问题，较好地重塑农产品跨境电商生态机制，推动建立低成本、高效益的农产品国际贸易体系。如图1 所示，农产品产业链中涵盖商流、物流、信息流和资金流，这4 个方面与诚信交易、便捷结算、物流可视化、产品溯源、高效融资等产业革新需求的方向相互交叉重叠，成为问题解决的重点和难点。区块链技术的特征与上述农业产业革新的重难点之间存在高度耦合性。

图1 区块链技术特征与农产品产业链高度耦合示意图

2.“区块链＋农产品跨境电商”的应用模式

农产品跨境交易联盟链是实现跨境农产品交易与区块链技术融合的重要模式（如图2 所示）。其一，基于区块链技术实现农产品信息溯源功能，形成RFID 电子标签，通过扫描每个农产品独有的RFID 电子标签，便可获取农产品的各环节基础信息，并基于区块链技术的电子标签模板对农产品品质的把握更有实效性。其二，由领头羊（商检局等国家监管部门、龙头企业）带头建立公有跨境农产品交易区块联盟链的基础数据库，农户、农产品经纪人、加工厂、分销商等利益主体通过实名制获得注册资格，经审核通过成为链上节点，获得记账权限。其三，依照区块链思维逻辑，通过区块链技术与物联网的应用，把农产品出口生产企业、运输企业、农产品质量的抽验结果、海关通关情况、与农产品交易有关的具有数字签名的可信凭证等基本信息纳入数据库。其四，在建立基础数据库之后，对农产品的整个物流过程和环节进行及时有效的查询和甄别。贸易证件达标，则智能合约自动履行。海关等监管部门在联盟链发挥通关放行、出入境管理等功能。农产品跨境交易联盟链不仅能够提供全方位的信息溯源服务，降低跨境电商经营成本，还可保证高质量跨境货物的安全出入境，便于民众的检查与监督，同时瓦解农产品交易链上各利益相关主体的隔阂，最大限度消除农产品环节中的信息差，提升产业链整体的信息透明度，构建信任评估新体系，冲破固有的桎梏，形成“区块链＋农产品跨境电商”新业态。

图2 基于区块链技术的农产品跨境交易联盟链

三、“区块链＋农产品跨境电商”变革的现实性

随着国际贸易的快速发展，农产品跨境电商已成为重要贸易领域，但目前该领域受限于农产品品控不稳定、跨境冷链物流效率低、产业链信任机制不完善、跨境支付效率低风险高等因素影响，亟须变革。本部分将基于变革需求，提出应用区块链技术的农产品跨境电商溯源系统、产业链利益主体征信体系及去中心化的跨境支付模式。

（一）农产品品控变革的需要

在人口数量众多和消费升级的时代背景下，国内粮食需求量日益庞大，粮食储备和进口的安全系数亟待提升。特别是新冠疫情暴发以来，农产品质量监管和安全供给问题层出不穷，包括：平台和监管部门各自为政、监管缺失；立法空白或相关法律法规不够健全；农产品溯源码伪造；原产地标志滥用；平台信用评价体系缺失，部分卖家借助虚拟网络的特质钻漏洞，以假充真、以次充好；假物流卖假货、真物流卖假货、假物流卖真货等。如此环境下，消费者对农产品跨境交易的信心明显不足，亟须健全农产品溯源机制，加强对农产品质量的管控，以重拾民众和代理商跨境消费的信心。

基于区块链技术的信息实时更新、不可篡改及时间戳等技术特点，搭建了农产品信息溯源系统（系统结构如图3所示）。依托区块链技术能够记录农产品跨境交易所有信息的功能，在上游农产品生产环节便借助遥感、GIS、RFID 等技术固定数据，将加工、仓储、运输、零售等环节的所有相关信息全部打包上链，依时间戳排列数字区块，不得篡改，保证了信息的真实性。消费者购买农产品后可利用手机、计算机等终端设备扫描产品电子标签，获取产品全部的交易信息，如质检结果、原产地证书等，以实现对农产品质量的实时了解。相关部门能够对农产品种植、加工及运输等区块数据进行全过程监督，以便正确归责。因此，基于区块链技术搭建的农产品信息溯源系统能够确保农产品交易信息的真实性与时效性，实时跟进质检结果、原产地证书及物流动态等农产品相关信息，实现全过程监督，使农产品质量得到切实保障。

图3 基于区块链技术的农产品信息溯源系统

（二）跨境冷链物流变革的需要

作为世界农产品进出口大国，中国生鲜农产品进出口贸易在国民经济中占据重要地位。据相关数据，2020 年中国跨境生鲜农产品进出口总额为7436 亿元，占农产品进出口总额的43.5%。但目前作为跨境电商中枢环节的冷链物流仍然存在不少问题，如信息工程技术落后；管理体系效率低、成本高；跨境运输路程远、关卡多、耗时长，农产品损坏率居高不下；缺乏实时监控货物运输过程的手段，难以通过商品溯源来判定损坏进行归责追偿；冷链物流系统复杂，硬件、软件设备落后等。不仅如此，国内许多跨境电商平台缺乏独立物流运输体系，跨境物流主要依托国际物流公司，信息追踪困难。因此，建立可溯源性、去中心化的信息系统，实现现行跨境物流模式变革升级，提高运作效率和信息透明度迫在眉睫。

如图4所示，通过区块链的联盟链和智能合约，可以使生鲜农产品从揽货到装车封车、陆运、装船离港、海运、到港卸货、进入储存基地再到配送，交付目标客户全过程的物流凭证和数字签名信息都在对应的节点打包上链，实现了无纸化数据共享的全程可视化监控和追溯管理。综合运用地理信息系统（GIS）、分组无线服务技术（GPRS）等技术，利用区块链共识算法优化运输路径，保障了物流动态的实效性。系统优点包括：（1）引入区块基础推动信息对称，借助数字签名和时间戳的不可更改性能够解决跨境物流溯源问题和追责难问题；（2）部分手续可以提交海关系统审核，依据智能合约的预设标准进行自动分析评估及标识。由此大幅提高清关效率，减少手动验证；（3）智能合约实现了物流费用的线上自动结算，能够缩短资金周转期；（4）物流各节点信息可实时查询、校对和对接，以确保物流与信息流的一致性从而提高各利益主体之间的合作透明度和信任度。因此，基于区块链技术搭建的农产品冷链物流溯源系统能够实现对跨境农产品物流环节的全程监控，有效解决冷链运输效率及成本等问题。

图4 基于区块链技术的农产品冷链物流溯源系统

（三）产业链信任机制变革的需要

良好的上下游合作关系是经济效益最优化、信任成本最低化、利润分配公平化的关键。然而近些年来，农产品滞销新闻频出，且滞销量大、波及面广，而滞销与产能过剩问题的出现根源于从生产到消费上下游多个环节的信息不对称和信任障碍，导致农户增收、上下游长期合作与市场稳定受阻。具体而言，目前农产品跨境电商领域存在着利益分配不均、内部信息交流不畅、产业链主体合作不稳定等问题，不利于行业长远发展。因此，应基于区块链的加密技术、智能合约等推动农产品产业链信任机制的融合创新，建立产业链利益主体征信体系，以便在农产品产业链内部营造信息透明、流程简便、互助合作的友好营商环境。

基于区块链技术搭建的农产品产业链利益主体征信体系架构如图5所示，其主要功能如下：（1）有效解决利益分配不均问题，基于区块链实时记录真实数据功能，各利益主体可根据具体需求，随时查看相关信息，以平衡各主体在产业链中的地位和权力，保障其在利益分配中的合法权益。不仅如此，智能合约按约自动实行，保证交易主体切实履行义务，使得利益分配愈加公平合理；（2）打破“信息孤岛”，实现资源共享。区块链运用大数据、云计算对所采集的各部门协作信息进行整合处理，实时更新和共享数据，确保各节点主体能据此作出最优决策，相较于传统商业合作架构，填平了信息鸿沟，保证了数据的安全透明，有利于信任构建；（3）利用去中心化的特性优化资源配置。区块链中任意两节点完成交易后都会运用时间戳和数字签名技术对交易数据进行核验并上传至链上，一旦上链不得篡改数据，保证了信息安全。因此，基于区块链技术搭建的农产品产业链利益主体征信体系，使各主体可根据信用评级择优合作，实现基于信任价值的高效交易。

图5 基于区块链技术的农产品产业链利益主体征信体系

（四）跨境支付变革的需要

在“一带一路”倡议等国家政策引导下，各行各业跨境合作不断深化，国际贸易蓬勃发展，跨境支付交易额达到万亿规模。跨境电商的美好前景和潜在的不可估量获利空间对结算服务提出了更便捷、更高效、更安全的要求，但跨境支付目前仍然存在着交易成本高昂、结算环节复杂耗时、汇率波动风险大等问题。为适应逐步增长的跨境支付需求，优化业务流程，压缩交易成本，提高支付效率已是箭在弦上、刻不容缓。因此，应基于区块链技术建立去中心化的跨境支付模式（见图6），以有效突破传统跨境支付中存在的程序烦琐、时滞价贵、交易风险大等局限性，推动跨境支付向高效率、低成本、安全稳定方向发展。

图6 基于区块链技术的去中心化跨境支付模式

如图6 所示，在基于区块链技术的去中心化跨境支付模式下，首先汇款人向公认的“区块链＋跨境电商”系统发送支付申请（前提是汇款人是该系统内部成员且遵循系统制定的规范标准），同时系统会向对方提供客户信息、信用等级等；其次，系统在收到请求后会通过内部货币机制将对应的结算金额换算成等价的虚拟货币，并向对家支付（此时收款方虽然收到的是系统内部的虚拟货币，但其随时可以兑换成所需币种）；最后，根据智能合约机制，交易双方一旦履行完毕合同主要义务，系统将自动清算，解决资金滞后问题，大幅减少交易成本，提高系统容错率。该模式的优点包括：（1）去中心化跨境支付模式借助区块链技术的智能合约、分布式共识、不对称加密算法的技术或操作方法，达到不依赖于第三方机构的去中心化效果，省去层级代理所带来的高昂费用；（2）确保各类数据真实可靠、安全透明，利于实时监督和后续溯源维权，跨境支付的效率和效用显著提升。

四、“区块链＋农产品跨境电商”在变革中存在的挑战

新技术、新业态在发展初期必然会遭遇各类挑战，将区块链技术应用到农产品跨境电商领域中，将涉及各个方面的数据化与去中心化，变革力度较大，在此过程中既可能出现技术瓶颈难以突破、隐私安全难以保障等问题，也有可能受到行业规范尚未完善、实际应用存在难度等问题影响，导致“区块链＋农产品跨境电商”发展受阻。

（一）行业规范尚未完善

“区块链＋农产品跨境电商”作为一种新业态，在发展初期必然面临着行业规范尚未完善的问题，主要表现在以下几个方面。一是区块链去中心化的特点虽然能在跨境交易中减少第三方监管平台的介入，提升交易效率，但区块链系统的去中心化将导致系统出现问题时很难进行追责，相关法律的缺失使得利益损失的一方维权困难。二是由于“区块链＋农产品跨境电商”融合了区块链技术、农业产业、跨境电商行业三大领域，行业管理趋向于复杂多变，且以往的法律法规、制定政策将不再适用，容易出现责任界定模糊、监管缺失等问题。三是农产品跨境电商交易涉及多国贸易实体，不同国家监管力度有所差异，所适用的法律法规皆不相同，导致不能形成针对“区块链＋农产品跨境电商”的统一的国际公约或规则，行业管理难以规范。

（二）技术瓶颈有待突破

与大数据、云计算等技术相比，区块链技术兴起时间较晚，仍处于发展初期，在技术方面存在不少瓶颈有待突破，具体包括以下几点。一是目前主流区块链多采用单机存储架构，导致链上所能存储的数据量相对有限，面对农产品跨境电商这类大规模贸易所产生的海量交易信息，现有的区块容量不足以支撑存储需求。二是交易处理速度较慢，由于区块链技术采用去中心化的记账方法，每个节点都需复制其他节点的信息，导致计算重复，不仅会造成算力、电力资源浪费，还会延长数据处理时间，进而影响区块链对实时请求的及时响应，破坏用户体验。三是缺乏相关技术标准，现阶段区块链技术处于发展完善时期，尚未形成统一的技术标准，不同区块链平台采用的技术标准自成体系，不利于区块链数据的互联互通，难以形成发展合力。

（三）隐私安全难以保障

现阶段，隐私安全保护技术尚未成熟，导致区块链技术在农产品跨境电商领域的应用仍然存在用户隐私泄露、系统安全遭受威胁等问题，主要表现在以下几点。一是区块链系统内各节点虽不显示用户真实姓名，而是通过类似于电子邮件地址的标识进行数据传输，但因区块链数据的公开透明及反匿名技术的发展，仍有较大可能将标识与真人对应，从而获取农产品交易方的个人隐私。二是安全性威胁仍是区块链系统所面临的最大问题，如基于Pow共识的区块链节点一旦掌握超过全网51%的算力，就能随意篡改或伪造区块链数据，即使聚集如此大规模算力所需成本较高，但该威胁始终存在，不容忽视。三是随着密码学、数学和计算技术的发展，区块链的非对称加密机制变得越发脆弱，基于这一核心技术的隐私信息也将面临泄露的风险，成为“区块链＋农产品跨境电商”发展的潜在安全威胁。

（四）实际应用存在难度

从现实情况看，区块链技术在农产品跨境电商领域的应用仍然处于起步阶段，在实施过程中遭遇到不少问题，具体表现在以下几方面。一是产业链应用整合程度较低，部分企业对区块链技术认可度不高。目前区块链仅在金融领域应用较广，在其他领域应用成功的案例较少，仍处于“尝新”阶段，难免出现部分农产品跨境电商企业担心应用风险、拒绝尝试新技术的情况。此外，应用区块链技术的投入成本大，对企业本身技术水平的要求较高，需要企业花费大量人力物力来兼容传统技术和区块链技术的应用，导致参与新业态的企业数量较少，降低了区块链应用的商业价值。二是缺乏优质复合型人才，“区块链＋农产品跨境电商”这一新业态要求相关人才既具备多学科知识、区块链思维，还要深入了解农产品贸易、跨境电商两大行业发展情况，而中国本就缺乏区块链领域专业人才，同时掌握技术又精通农产品跨境电商的复合型人才更是匮乏，严重制约了行业的发展进程。

五、“区块链＋农产品跨境电商”变革的对策建议

目前，区块链技术虽然已经与诸多领域进行融合，但大部分应用尚未成熟，尤其是在农产品跨境电商领域的应用还处于初期阶段，故针对上文所提及的变革中存在的挑战，提出了包括行业、技术及实际应用等方面在内的具体对策建议，以期推动“区块链＋农产品跨境电商”新业态的快速发展。

（一）健全行业规范机制

“区块链＋农产品跨境电商”新业态的真正落地，离不开完善的行业规范机制，需要政府相关部门、监管机构、行业参与者、技术提供者等多方通力协作，制定切实有效的行业规范，为新业态的发展奠定良好基础。首先，应建立健全相关法律法规，严格规范行业发展，监督相关主体行为，保障主体利益，解决追责困难问题。其次，应制定相关政策，明确各部门职责范围，建立行业管理标准，避免监管真空。还应积极探索并实施区块链“泛国际化”的监管模式，创新农产品跨境交易管理制度，以形成良性的跨境监管标准。最后，应加强国际合作，借鉴国际经验，建立与国际接轨且适合中国国情的管理标准，并鼓励有实力的企业积极参与全球范围内区块链技术标准的建立，推动统一国际公约及规则的形成。

（二）鼓励技术研发突破

区块链技术在农产品跨境电商领域应用的过程中所遭遇的技术瓶颈，不利于整个行业的快速成长，需要从多方面突破技术限制，助力新业态发展。首先，可考虑改变传统模式中区块链上所有节点都需要保存相同数据的做法，对上传的数据进行分区，不同节点集群保存不同数据，既能有效缓解区块链存储压力，又能提高交易处理速度。此外，推动区块链和云存储结合并建立去中心化数据库也是一个可行之策。其次，加强区块链行业合作，发挥中国区块链联盟等组织的作用，开展国际性区块链技术交流会，并借鉴类似技术标准建立的相关经验，推动建立业界普遍认可的区块链技术通用标准。最后，国家应设立专项基金，支持区块链相关技术的研发、创新，并不断改进技术测试水平，提高科研成果转化率，推动区块链技术在多个领域的应用真正落地，为“区块链＋农产品跨境电商”的健康发展提供技术支持。

（三）优化系统保障机制

解决目前区块链技术所存在的用户隐私泄露、系统安全威胁等问题，即优化区块链系统保障机制，能够有效提高区块链整体架构的安全性，促进“区块链＋农产品跨境电商”健康发展。首先，借助群签名、同态加密、零知识证明等技术，加强隐私信息保护，或结合区块链技术与可信硬件，确保信息在传输、存储、使用中的安全性，同时加强监管，对农产品跨境电商贸易数据进行加密处理或设置数据权限，进一步防止信息泄露。其次，推动区块链核心技术创新，不断改进区块链现有共识方法，依托高校、企业、研究院所等力量，研发新算法，降低算力大规模集中的可能性。最后，搭建区块链安全防护体系，在“区块链＋农产品跨境电商”项目上线前，不断对程序进行测试，优化漏洞，避免遭受网络攻击时毫无对策，同时充分运用大数据等技术，预估和分析黑客攻击行为，建立相应防御系统，保护系统安全。

（四）加快推进业态落地

区块链技术尚处于发展阶段，但在农产品跨境电商领域应用过程中面临的种种难题，阻碍了这一新业态的落地开花，不利于其长远发展，应积极寻求解决办法，破除难题，加快推进新业态落地见效。首先，应由农产品跨境电商产业链的中下游核心企业引导区块链技术的应用开发，同时允许技术企业、产业基金等参与投资，共同搭建系统架构，完善模块和加速系统组建，上游农户及分销企业等仅需通过端口加入系统即可。其次，还应打造覆盖全产业链的学习平台，帮助参与方提高技术水平，同时应建立起上下游之间的共享激励机制，培养信任体系，促进信息互联互通，形成紧密的协同合作关系。最后，大力培养优质复合型人才，国家应出台相关扶持政策，鼓励更多高校开设区块链专业，推动人才培养专业化。此外，农产品跨境电商企业应积极引进区块链人才，对其进行培训，帮助其了解行业内情及发展前景，企业应鼓励内部技术人员学习区块链技术。

六、结束语

区块链技术作为一种颠覆性的新型技术，自诞生以来被广泛应用于金融、教育、医疗、物联网及电商等诸多领域，并在一定程度上推动了传统生产方式变革，促进了行业转型升级，尤其是在“中心化商业”模式的电商领域，区块链的应用有效解决了现有传统电商所存在的中心化运营成本高、信息不对称及信任危机等问题，新兴区块链电商平台发展前景一片光明。而农产品跨境电商既有传统电商平台普遍存在的弊病，又因为农产品所具有的特性使该领域产业链管理更加复杂。具体而言，农产品跨境电商领域存在着以下问题：一是近些年来农产品质量监管和安全供给问题层出不穷，常见农产品溯源码伪造、原产地标志滥用、农产品质量监管缺失等情况，导致消费者和代理商对农产品跨境交易的信心明显不足；二是跨境贸易运输距离长，关卡多、耗时长，且受天气影响较大，再加上农产品所特有的时效性，种种因素导致农产品损坏率居高不下，且国内缺乏独立冷链物流运输体系，农产品跨境物流依托于国际物流公司，农产品跨境物流跟踪延时；三是农产品跨境电商产业链长，参与的利益主体数量繁多且较为多元化，既有个人农户，又有大型农产品企业，信息严重不对称，且产业链内部缺乏主体诚信评估体系，信任危机事件频发；四是农产品跨境电商必然会涉及跨境支付，而目前传统跨境支付模式仍存在着交易程序琐碎、支付成本高昂、结算环节复杂耗时、汇率波动风险大等难题，导致农产品跨境电商发展受限。

对此，笔者提出了健全行业规范机制、鼓励技术研发突破、优化系统保障机制、加快推进业态落地等对策建议，以期加快推动“区块链＋农产品跨境电商”新业态的落地见效，并以区块链技术推动行业变革，实现行业优化升级。