劉 浩，武止戈

（中南林業(yè)科技大學，a.經(jīng)濟學院；b.班戈學院，長沙 410004）

中國是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)國家，也是農(nóng)業(yè)大國，不過由于中國農(nóng)業(yè)耕地分布較散、管理不集中以及小農(nóng)產(chǎn)業(yè)使得技術(shù)普遍運用落后等原因，與歐美農(nóng)業(yè)強國相比還有一定差距，生產(chǎn)經(jīng)營方式比較傳統(tǒng)、粗放。農(nóng)業(yè)信息化程度還處在起步階段，需要引入更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營先進技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。從加工運輸體系方面來看，加工標準不一，運輸效率還有不少提升空間。從食品安全角度看，缺乏完備的食品安全監(jiān)督管理體系，由此導致的信任問題反而限制了中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［1］。

隨著國內(nèi)經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，帶動了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)能夠充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)成果，結(jié)合區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)于一體，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。《中國智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)市場深度調(diào)研及2017—2021年投資商機研究報告》中顯示，僅以應用（硬件和網(wǎng)絡平臺以及服務）為基礎的智慧農(nóng)業(yè)市場可能在2022年達到接近200 億美元的規(guī)模［2］。說明中國智慧農(nóng)業(yè)處于快速發(fā)展階段，市場空間巨大。

1 中國智慧農(nóng)業(yè)的特點及存在的瓶頸

1.1 中國智慧農(nóng)業(yè)的特點

與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)階段相比，智慧農(nóng)業(yè)的突出特點就是更多地結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)多樣化而且頻率較高，數(shù)據(jù)集傳感、存儲、分析和聯(lián)動于一體，可實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控，加工運輸更加標準化、效率化。

1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)（IOT）在智慧農(nóng)業(yè)中的運用 物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡鏈，通過運用大量的硬件傳感器采集系統(tǒng)，將各種信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來以便于監(jiān)控各種機器的外部和內(nèi)部環(huán)境等相關變化，能及時采集相關數(shù)據(jù)并進行分析，實現(xiàn)在任何時間、任何地點的人、機、物的互聯(lián)互通［3］。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大量運用于智慧農(nóng)業(yè)，能使智慧農(nóng)業(yè)真正做到智能化。在農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過各種傳感器對農(nóng)作物和環(huán)境的信息感知和識別，能減少不必要的施肥量和施藥量，降低成本的同時還能使農(nóng)作物更加“綠色”化。在加工運輸環(huán)節(jié)，通過物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控，能使加工更加自動化、智能化，并且數(shù)據(jù)實時聯(lián)網(wǎng)，有利于監(jiān)管部門制定統(tǒng)一加工標準，能有效遏制加工質(zhì)量低下而出現(xiàn)的食品安全問題。農(nóng)產(chǎn)品大都有一定的保鮮期，在物流運輸系統(tǒng)中注入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能減少不必要的運輸路途，降低成本的同時提升了運輸效率，使運輸更加精準且高效。

1.1.2 大數(shù)據(jù)（Big data）在智慧農(nóng)業(yè)中的運用 通過將物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控傳感器收集到海量數(shù)據(jù)進行加工處理和分析，不僅能及時確認目前農(nóng)作物生長環(huán)境的變化情況以及農(nóng)作物自身的生長狀態(tài)，還能有效預測未來一段時間的生長狀態(tài)，為生產(chǎn)過程中需采取的必要措施，如溫控、濕控、光控以及肥控等操作進行提前且必要的提醒。通過精確實施標準操作，能減少大量的資源和勞力的損耗，同時能促進各類資源如土地、空間的可持續(xù)利用。

1.1.3 5S 技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的運用 5S 技術(shù)是信息采集、處理、運用于一體的信息處理系統(tǒng)。能有效解決智慧農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)遇到的實際問題，如通過地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和數(shù)字攝影測量系統(tǒng)能實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地氣候區(qū)劃以及綜合要素空間的查詢和管理，對氣候資源進行動態(tài)監(jiān)測，提取農(nóng)業(yè)背景信息及區(qū)劃等。最終目的是能對農(nóng)作物的生長進行動態(tài)監(jiān)測以及對農(nóng)業(yè)種植面積的精準定位與區(qū)域信息收集，使得生長情況數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)資料可視化、管理標準化以及生產(chǎn)效率化［4］。

1.2 中國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的瓶頸

1.2.1 可耕土地不集中、人均耕地少、耕地保護困難 雖然中國耕地總面積與其他國家相比，并不處于劣勢，但是人均耕地面積較少，而且中國耕地主要分散在小規(guī)模的農(nóng)戶手里，這些土地很難連片規(guī)?；N植，使得耕地不集中，很難采取規(guī)?；芾怼Ｋ?，在中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中，小農(nóng)經(jīng)濟尤其突出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分散化較嚴重，耕地利用效率不高。因此，一方面要保證耕地紅線不被破，另一方面還要想辦法使耕地利用規(guī)模化、集約化。

1.2.2 信息不對稱問題 逆向選擇和道德風險是信息不對稱問題帶來的兩個主要后果，信息不對稱問題阻礙智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個典型例子就是農(nóng)戶融資難、買保貴的問題。比如，在融資前，相比于銀行，農(nóng)戶對自己能否按時還款的情況更加了解，因此農(nóng)戶和銀行之間就產(chǎn)生了信息不對稱問題，銀行無法有效區(qū)分哪些申請貸款的人能及時履約，哪些人違約可能性大，核實成本高，因此最終結(jié)果可能是放棄貸款給所有人。同樣對于保險公司情況也是如此，保險公司無法有效區(qū)分哪些申請購買保險的農(nóng)戶承擔的風險低，因此就無法區(qū)分定價，干脆就統(tǒng)一定價，結(jié)果就是所有農(nóng)戶購買農(nóng)保的價格更貴。

1.2.3 數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)的真實可靠性問題 結(jié)合大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)對于數(shù)據(jù)的安全性要求很高。主要有兩個方面：第一是數(shù)據(jù)的私密性問題。這涉及到智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)內(nèi)的競爭問題，有市場就有競爭，據(jù)預測中國智慧農(nóng)業(yè)市場在2022年可能達到百億美元級別的規(guī)模［2］，這么大的市場吸引了眾多公司進入市場分享智慧農(nóng)業(yè)帶來的利潤。如阿里巴巴布局農(nóng)村戰(zhàn)略，線上在天貓和淘寶上主推農(nóng)產(chǎn)品銷售，與地方政府合作共同打造農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)開端到銷售末端全產(chǎn)業(yè)鏈條，同時線下開啟盒馬生鮮進行生鮮零售，百度云與中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司也合力構(gòu)建智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理平臺［4］。行業(yè)內(nèi)競爭必然提升了數(shù)據(jù)私密性的重要性。如何保證數(shù)據(jù)私密性是智慧農(nóng)業(yè)領域亟待解決的問題之一。第二是數(shù)據(jù)的真實性問題。農(nóng)戶給收購商的數(shù)據(jù)，比如農(nóng)產(chǎn)品生長環(huán)境、是否為非轉(zhuǎn)基因、是否是綠色食品等數(shù)據(jù)資料是否真實可靠，在發(fā)布之前有沒有篡改。這就涉及到雙方的互信以及各自的誠信問題，然而光靠誠信是無法解決這一問題，因此，急需找到解決這一問題的方法路徑。

1.2.4 知識產(chǎn)權(quán)保護和歸屬問題 有效保護知識產(chǎn)權(quán)可以驅(qū)動行業(yè)發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)與其他行業(yè)最大的不同是這一行業(yè)有著集盈利和公益這一雙重屬性特點，即在這個開放市場中，農(nóng)戶和企業(yè)進入這一市場的首要驅(qū)動力是有盈利的空間和可能性，另一方面又因為農(nóng)業(yè)有著關乎每個人的生存境況、社會的和諧穩(wěn)定以及國家的安全繁榮屬性。因此，政府不能因為企業(yè)間的公平競爭而完全開放市場，并將保護知識產(chǎn)權(quán)的年限與其他行業(yè)一樣，將專利權(quán)按20年嚴格執(zhí)行，但又不能不顧及參與者的盈利和長期發(fā)展而完全不保護知識產(chǎn)權(quán)，使這一行業(yè)完全公益化，因為這將不利于公平和發(fā)展。這一情況可以運用“智豬博弈”解釋，一方（擁有知識產(chǎn)權(quán)）付出了相應的代價（金錢和時間等成本），而另一方（沒有知識產(chǎn)權(quán)）與其共享了所得到的收益（知識成果）?！爸秦i博弈”就是一種多勞不多得的情形［5］。這將打擊參與者的積極性，不利于智慧農(nóng)業(yè)的長期發(fā)展，因此為了行業(yè)長期發(fā)展和激勵參與者更積極地參與其中，智慧農(nóng)業(yè)中知識產(chǎn)權(quán)的歸屬問題有必要提上解決日程。

隨著中國農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展到智慧農(nóng)業(yè)階段，如何成功地應付這些問題，即是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，也是智慧農(nóng)業(yè)能否持續(xù)快速健康發(fā)展的關鍵。也正是因為智慧農(nóng)業(yè)有了這些問題，使得區(qū)塊鏈（Blockchain）在這一行業(yè)的應用方面有了發(fā)展空間和用武之地。由于區(qū)塊鏈有著去中心化、可溯源、數(shù)據(jù)安全保護等基本特性，從這些方面來說，區(qū)塊鏈可為智慧農(nóng)業(yè)解決遇到的問題。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)概述

2.1 區(qū)塊鏈的定義和特點

區(qū)塊鏈涉及到數(shù)學、密碼學和計算機編程等多項技術(shù)問題，簡單來說是一個分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、不可篡改、全程留痕可溯源、數(shù)據(jù)安全加密、公開透明等特點［6］。正是由于區(qū)塊鏈在這些技術(shù)上的特性和優(yōu)勢，使得區(qū)塊鏈在實際應用上能夠解決數(shù)據(jù)安全、溯源、信息不對稱、分享和信息保留等問題。

依據(jù)Melanie Swan 在《Blockchain：Blueprint for a New Economy》［7］的說法：區(qū)塊鏈1.0 時代稱為可編程貨幣，在這個時代區(qū)塊鏈的惟一實質(zhì)性運用就是發(fā)行虛擬數(shù)字貨幣和構(gòu)建去中心化的數(shù)字支付系統(tǒng)，比如比特幣。其運用的場景還很狹隘。區(qū)塊鏈2.0被稱為可編程金融。與區(qū)塊鏈1.0 相比，區(qū)塊鏈2.0實現(xiàn)了運用場景的擴展，主要是在經(jīng)濟、市場和金融等領域的運用，其核心的技術(shù)運用特征是智能合約的運用。區(qū)塊鏈3.0 被稱為可編程社會，其應用能夠擴展到任何有需求的領域［6］。區(qū)塊鏈目前正從區(qū)塊鏈2.0 時代過渡到區(qū)塊鏈3.0 時代。應用的領域越來越廣，其中就包括運用區(qū)塊鏈的可溯源、去中心化、公開透明等特點解決智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中遇到的一些瓶頸。

2.2 區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

2.2.1 區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的區(qū)別 區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲最大的區(qū)別是能否去中心化，去中心化相當于為每個人建立分布式賬本數(shù)據(jù)庫，這意味著存儲形式不單是將賬本數(shù)據(jù)存儲在不同地方的每個節(jié)點，而且每個節(jié)點會同步共享并且復制整個賬本的數(shù)據(jù)。每個節(jié)點都可以參與監(jiān)督數(shù)據(jù)的真實性和合法性。圖1 對比了中心化存儲、半去中心化存儲與去中心化存儲的結(jié)構(gòu)。

圖1 中心化存儲、半去中心化存儲與去中心化存儲結(jié)構(gòu)對比

為了建立信任機制，在區(qū)塊鏈中每個人都可以負責記賬，而且每個記賬節(jié)點都按照區(qū)塊鏈式結(jié)構(gòu)存儲完整的記賬數(shù)據(jù)，每個節(jié)點存儲的數(shù)據(jù)都是相互獨立。此外，分布式賬本不會因為某一節(jié)點被破壞而使整個數(shù)據(jù)資料丟失，從而保證了數(shù)據(jù)資料的安全，使交易更加安全有保障。

2.2.2 非對稱加密（Asymmetric encryption） 區(qū)塊鏈運用非對稱加密技術(shù)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。非對稱加密需要公鑰和私鑰，每一方都同時擁有一個公開的公鑰和一個保密的私鑰，且公鑰和私鑰相互配對，如果用公鑰對數(shù)據(jù)進行了加密，也只能用對應的私鑰才能將該數(shù)據(jù)解密［8］。非對稱加密的特點就是安全性強，同時由于每一方擁有的私鑰并不需要公開，所以保密性好。圖2 是非對稱加密分享數(shù)據(jù)的過程。在整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，由于私鑰并沒有公開，所以別的節(jié)點即使接收了數(shù)據(jù)，也只是解不了碼的密文。

圖2 非對稱加密的簡單流程

2.2.3 智能合約（Smart contract） 智能合約是一種完全去掉第三方而以自動化的方式傳播、驗證和執(zhí)行合同的智能協(xié)議。相比于傳統(tǒng)合約最大的優(yōu)勢是無需擔心被違約而遭受損失，而且能減少與合約相關的其他交易成本（表1）。比如：傳統(tǒng)三方合約因為第三方信任機制，需要買家在淘寶下單后將貨款打給支付寶第三方，待買家確認收貨無誤后支付寶再將貨款發(fā)給賣家。相比于傳統(tǒng)的雙方合約加入了第三方信任機制，優(yōu)點是能使合約被安全履行的概率加大，風險減少。缺點是成本加大，而且并不能百分百保證合約被安全履行，比如可能出現(xiàn)第三方誠信問題或第三方破產(chǎn)而無力履約的風險。相比之下的智能合約優(yōu)勢則更加明顯，智能合約與傳統(tǒng)的雙方合約一樣沒有第三方信任機制，這樣能減少交易成本，因為在智能合約中合約的履行是自動化的，只要達到履約要求合約即自動完成指令，且指令不可逆轉(zhuǎn)，這樣就直接消除了違約風險，而且去三方和去信任化使得合約成本較低［9］。

表1 傳統(tǒng)雙方、三方合約與智能合約優(yōu)劣比較

2.2.4 共識機制（Consensus mechanism） 共識機制解決了區(qū)塊鏈如何在分布式場景下達成一致性的問題［10］。最早的共識機制是比特幣中的工作量證明機制（PoW）。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，越來越多的共識機制被開發(fā)出來，如權(quán)益證明機制（PoS）、活躍度證明機制（PoA）等。區(qū)塊鏈技術(shù)正是因為運用了共識機制在各節(jié)點之間建立“信任”網(wǎng)絡，從而通過技術(shù)而非信用機構(gòu)來進行全新的信息交流和信用創(chuàng)造［11］。

區(qū)塊鏈所運用的底層技術(shù)除了以上4 種核心技術(shù)外，還有其他技術(shù)，如p2p 網(wǎng)絡協(xié)議、加密簽名算法、時間戳等，憑借這些技術(shù)的運用使區(qū)塊鏈在解決智慧農(nóng)業(yè)中的問題產(chǎn)生更好的效果。

3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)解決智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸

近年來，國內(nèi)食品安全領域爆出了一些負面新聞，打擊了人們對國內(nèi)食品行業(yè)的信任度，嚴重制約了國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，另一方面農(nóng)戶將農(nóng)產(chǎn)品以極低的價格批發(fā)給中間商，而消費者卻只能以居高不下的價格在市場上購買日需農(nóng)產(chǎn)品。如前幾年的“蒜”你狠、“姜”你軍等以及近期的豬肉價格持續(xù)上漲事件。那么如何應用區(qū)塊鏈技術(shù)精準有效解決制約智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的問題？

圖3 是關于智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈流程，產(chǎn)業(yè)鏈一般分為以下幾個階段：①供應環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)主要是農(nóng)資供應商和農(nóng)機企業(yè)給農(nóng)戶或合作社供應農(nóng)資和機械設備。②生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)在整個流程中花費的時間和金錢最多，主要是農(nóng)戶和合作社運用種植技術(shù)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)種植農(nóng)作物，并為作物提供良好的生長環(huán)境。③流通環(huán)節(jié)，倉儲商和物流商為農(nóng)戶完成生產(chǎn)的農(nóng)作物提供倉儲和物流服務。④加工環(huán)節(jié)，若農(nóng)產(chǎn)品需要加工處理則由加工商進行深加工。⑤流通環(huán)節(jié)，由加工商加工好的農(nóng)產(chǎn)品再次進入物流系統(tǒng)和倉儲系統(tǒng)，以分發(fā)到有需求的市場售賣。⑥消費環(huán)節(jié)，加工好的和沒必要加工的農(nóng)產(chǎn)品進入市場供消費者消費。⑦金融服務環(huán)節(jié)，金融服務環(huán)節(jié)可能同時存在于以上6 個環(huán)節(jié)中，主要是銀行、信托和保險公司為農(nóng)戶、合作社和加工商等主體提供金融服務，以便其能順利地完成業(yè)務流程。每個相鄰環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)主體之間都可能會發(fā)生交易行為。中國智慧農(nóng)業(yè)中的問題就產(chǎn)生于每個環(huán)節(jié)以及主體間交易和溝通的過程中。下面針對不同環(huán)節(jié)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問題來探討如何運用區(qū)塊鏈技術(shù)加以解決。

圖3 智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈流程

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)解決智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的瓶頸

根據(jù)區(qū)塊鏈的特點和使用的底層技術(shù)，運用區(qū)塊鏈技術(shù)能解決智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的瓶頸，主要有以下幾點：

1）區(qū)塊鏈技術(shù)解決耕地、資源和生態(tài)監(jiān)控困難問題。中國耕地面積每年都在遞減，如何有效保護耕地面積紅線和如何有效保護資源和生態(tài)環(huán)境成為人們關切的問題。區(qū)塊鏈可以依據(jù)其數(shù)據(jù)難篡改和公開透明的特點，使得耕地面積和資源狀態(tài)真實透明而不被篡改和虛報。如結(jié)合5S 技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)（GIS）和數(shù)字攝影測量系統(tǒng)（DPS）等技術(shù)，記錄不同時間點的土地信息，基于區(qū)塊鏈的時間戳和分布式賬本，使得土地信息無法被篡改和公開透明，將各地的耕地數(shù)據(jù)實時放到區(qū)塊鏈上可以掌握更加真實的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2）區(qū)塊鏈技術(shù)解決產(chǎn)權(quán)保護和歸屬問題。利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享和不可篡改的特性，依據(jù)時間戳和共識機制，只要誰先將產(chǎn)權(quán)內(nèi)容放到區(qū)塊鏈上，則產(chǎn)權(quán)就歸屬誰，這樣的好處是減少了將研究成果提交給相關部門申請知識產(chǎn)權(quán)期間，成果內(nèi)容被提前泄露而導致產(chǎn)權(quán)歸屬糾紛的情況，因為內(nèi)容審核需要時間以及需要人工審核，這會增加數(shù)據(jù)資料被盜和泄露的風險。

3）區(qū)塊鏈技術(shù)以去信任化的方式建立互信，解決農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)問題。依據(jù)區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)不可篡改特性，只要農(nóng)產(chǎn)品的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈上后，信息即不可逆轉(zhuǎn)，有效防止人為中途修改資料。

3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)解決流通和加工環(huán)節(jié)中的瓶頸

1）提升物流效率同時降低成本。物流運輸過程中需要進行大量的數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)，而區(qū)塊鏈本身就是一種數(shù)據(jù)庫，只不過和中心化的數(shù)據(jù)庫相比，它是一種去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫。去中心化的好處是可以防止數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)的過程中突然的網(wǎng)絡堵塞出現(xiàn)的安全問題和中心化的大量數(shù)據(jù)吞吐導致的成本增加的問題。

2）優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品運輸和加工環(huán)節(jié)信任機制。各種食品安全問題的出現(xiàn)降低了人們對綠色食品和有機食品認證標簽產(chǎn)品的信任度。同時，由于運輸和加工環(huán)節(jié)缺乏有效監(jiān)督，傳統(tǒng)的監(jiān)控信息容易被篡改和丟失。急需用一種新技術(shù)提高監(jiān)督的有效性，重構(gòu)人們對運輸和加工的信任度。由于區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式存儲、公開透明和不可篡改的特點，使得監(jiān)控信息一旦上傳到區(qū)塊鏈上后便保持真實和長期保存，不會出現(xiàn)事后惡意造假和數(shù)據(jù)丟失的情況，有效地保障了運輸加工后的產(chǎn)品真實信息和質(zhì)量。

3.3 區(qū)塊鏈技術(shù)解決消費環(huán)節(jié)中的瓶頸

基于區(qū)塊鏈的可溯源特點解決農(nóng)產(chǎn)品溯源信任問題。農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)環(huán)節(jié)再到消費環(huán)節(jié)，最終上到人們的餐桌上要經(jīng)歷一系列復雜的流程，在每個流程中都可能因為誠信問題而使產(chǎn)品質(zhì)量難以保證?？梢岳脜^(qū)塊鏈的不可篡改特點和時間戳技術(shù)的運用，使得追溯產(chǎn)品歷史信息成為現(xiàn)實。將農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費的每個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息存儲上鏈，使得農(nóng)副產(chǎn)品信息更加安全透明，并且真實。實現(xiàn)消費者對農(nóng)副產(chǎn)品的質(zhì)量進行全方位監(jiān)控，從而建立起生產(chǎn)者、供應商和消費者之間穩(wěn)固的信任機制。

基于區(qū)塊鏈的信息透明打破主體間的信息不對稱。之所以會出現(xiàn)生產(chǎn)者低價出售農(nóng)產(chǎn)品而消費者高價購買農(nóng)產(chǎn)品的情況，一部分原因就是在供應鏈環(huán)節(jié)中各主體間存在信息不對稱。由于地域差異以及網(wǎng)絡上無效信息太多，消費者不愿花費過多的時間成本去甄別有效信息，使得消費者與零售商之間存在明顯的信息不對稱，零售商以低價收購的農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)手再以高價賣給消費者。此時，可以運用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的公開透明和去中心化的特點，打破消費者和零售商之間的信息壁壘，減少零售商一家定價的情況。具體實現(xiàn)路徑就是即使真實和虛假信息都存在于區(qū)塊鏈上，但由于區(qū)塊鏈的去中心化以及每個節(jié)點的權(quán)利都是平等的，使得即使有人在區(qū)塊鏈上故意發(fā)布假信息，但不被大多數(shù)人認可的話，即會被判定為假信息，這樣可以避免消費者付出太多時間成本去尋找真實信息，以緩解和零售商之間的信息不對稱問題。

3.4 區(qū)塊鏈技術(shù)解決金融服務環(huán)節(jié)中的瓶頸

智慧農(nóng)業(yè)中的金融服務環(huán)節(jié)主要是因為農(nóng)戶與銀行、信托和保險公司之間存在信息不對稱而導致他們之間產(chǎn)生逆向選擇和道德風險問題，最終結(jié)果是農(nóng)戶融資難、投保貴。

3.4.1 區(qū)塊鏈解決農(nóng)戶農(nóng)貸難的問題 目前，農(nóng)戶融資難主要是因為銀行對農(nóng)戶的信用資質(zhì)不了解，而且核實成本過高，抵押信用機制缺乏?；趨^(qū)塊鏈的農(nóng)村金融服務可以突破這一限制，因為其建立在去中心化和不可篡改的開放式信用機制之上，不再需要銀行花費昂貴的核實成本，便可知道農(nóng)戶是否符合信貸資質(zhì)。具體實現(xiàn)路徑就是農(nóng)戶將自己的信用資質(zhì)以及家庭情況等信息上傳到區(qū)塊鏈，若得到多數(shù)了解這個農(nóng)戶情況的節(jié)點的認同，銀行即可將此信用資質(zhì)視為真實信息。別的節(jié)點之所以會去核實農(nóng)戶信息的真實性是因為有區(qū)塊鏈中的激勵機制和共識機制。圖4 顯示了基于智能合約的農(nóng)業(yè)金融服務合同達成流程。

圖4 基于智能合約的農(nóng)村金融服務合同達成流程

3.4.2 區(qū)塊鏈解決農(nóng)保難的問題 目前，一方面因為農(nóng)戶分散以及核保困難，核保成本過高使得農(nóng)戶們投保難、投保貴，另一方面由于保險公司難以確定農(nóng)戶買的保險是否達到理賠要求而使農(nóng)戶的理賠程序復雜，難以得到理賠。結(jié)果就是中國農(nóng)業(yè)保險發(fā)展緩慢，沒有為中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展作出應有的貢獻。針對這一問題，可將區(qū)塊鏈技術(shù)應用到農(nóng)業(yè)保險領域，保險公司可以將保險信息添加到公開化的區(qū)塊鏈中，農(nóng)戶也可將投保理賠信息上傳區(qū)塊鏈，一方面保險公司可以實現(xiàn)保險的精準營銷、簡化農(nóng)險業(yè)務流程，降低運營成本。另一方面可預防農(nóng)險騙保行為的發(fā)生。同時，運用區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)，建立農(nóng)戶和保險公司之間的農(nóng)險智能化賠付機制，一旦智能合約監(jiān)測到投保的農(nóng)戶因自然災害等原因達到了理賠要求，無需保險公司啟動成本過高的核實機制，智能合約就會自動啟動賠付業(yè)務流程，使得賠付時間更短，效率更高［3］。農(nóng)戶得到了應得的理賠金額，保險公司也因此降低了成本。圖5 是基于智能合約的農(nóng)險賠付流程。合約的執(zhí)行依據(jù)條件是否達到執(zhí)行閥門，而選擇是否自動執(zhí)行合約。

圖5 基于智能合約的農(nóng)險賠付流程

3.5 區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)助力精準扶貧

由于中國的目標是在2020年后實現(xiàn)如期脫貧，因此，近年來精準扶貧攻堅工作在全國貧困地區(qū)迅速展開，但實踐期間也遇到一些問題，如：如何解決扶貧成本高、如何精確識別貧困戶、如何對扶貧資金實施有效監(jiān)管、如何嚴格執(zhí)行精準扶貧考核機制、如何解決疑似貧困戶與扶貧工作者之間因信息不對稱而導致的逆向選擇等問題［12］。區(qū)塊鏈以其去中心化、防篡改和可追溯的特點既可以幫助精準扶貧的識別階段使扶貧更精準，也可以在精準扶貧后利用可追溯的特點實施動態(tài)監(jiān)督管理，對扶貧的精準度、扶貧資金的利用情況等內(nèi)容進行監(jiān)督，確定扶貧成果是否真實有效；也可利用區(qū)塊鏈結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)，科學有效地解決貧困農(nóng)民戶長期發(fā)展問題，如2017年眾安信息技術(shù)服務有限公司與靖江市華源禽業(yè)專業(yè)合作社等聯(lián)合成立的基于區(qū)塊鏈的科技扶貧養(yǎng)殖基地，在靖江市落地推廣“步步雞”養(yǎng)殖項目［13］。該項目通過運用區(qū)塊鏈與智慧農(nóng)業(yè)相結(jié)合的方法，使每只雞都能進行身份識別，實現(xiàn)防偽溯源，解決了消費者和銷售商之間的信任問題，不僅實現(xiàn)了市場化經(jīng)營，也助力了精準扶貧。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)應用中需應對的挑戰(zhàn)及建議

盡管已經(jīng)進入?yún)^(qū)塊鏈2.0 時代，正從區(qū)塊鏈2.0時代向區(qū)塊鏈3.0 時代演進，但社會各系統(tǒng)對區(qū)塊鏈的應用仍處于初期階段。任何新技術(shù)的運用都要經(jīng)過市場和時間考驗。目前，區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)中的應用需應對的挑戰(zhàn)總結(jié)如下：

1）思想層面。區(qū)塊鏈技術(shù)剛進入智慧農(nóng)業(yè)，一方面人們害怕對區(qū)塊鏈的運用會侵害自己的利益而對此技術(shù)持冷漠態(tài)度，甚至阻礙區(qū)塊鏈技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的運用。另一方面害怕自己對區(qū)塊鏈開發(fā)落后于別人，而急切投入大量人力和財力在區(qū)塊鏈中，反而可能阻礙區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)中的長期發(fā)展，因此這些思想態(tài)度都是不可取的。首先，一方面需明確區(qū)塊鏈技術(shù)進入智慧農(nóng)業(yè)領域，為其帶來了改革，另一方面需明確區(qū)塊鏈技術(shù)不是萬能的，其不可能解決智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中遇到的所有問題。因此，需冷靜客觀地對待區(qū)塊鏈，同時夯實自身技術(shù)實力，加強對區(qū)塊鏈的基礎技術(shù)研究，探索區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)應用中的可行之路。

2）人才層面。因為區(qū)塊鏈技術(shù)涉及密碼學、互聯(lián)網(wǎng)編程、人工智能等前沿領域。同時，應用于智慧農(nóng)業(yè)中還要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，技術(shù)復雜、門科繁多。一般的業(yè)內(nèi)人員短期內(nèi)很難掌握，需要一個循序漸進的學習過程?，F(xiàn)階段中國真正懂區(qū)塊鏈的人才并不多，這減緩了區(qū)塊鏈應用于智慧農(nóng)業(yè)中的進度。所以，中國應該加強對區(qū)塊鏈領域人才的培養(yǎng)，設立基金助力區(qū)塊鏈技術(shù)的研究。

3）應用場景層面。由于區(qū)塊鏈是一種去中心點對點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，必須達到一定的用戶參與規(guī)模才能真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲去中心和不可篡改的特性，如果用戶規(guī)模太小則應用毫無意義。提高人們參與區(qū)塊鏈應用于智慧農(nóng)業(yè)的積極性的方法之一就是擴展區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)中的應用場景，現(xiàn)階段開發(fā)出的區(qū)塊鏈在智慧農(nóng)業(yè)中的應用場景并不多，主要是食品溯源和數(shù)據(jù)的不可篡改記錄。未來需要人們充分開發(fā)應用場景，如區(qū)塊鏈的智能合約在農(nóng)村金融方面的應用場景、在解決信息不對稱方面的應用場景等，使區(qū)塊鏈更好地服務智慧農(nóng)業(yè)。

5 小結(jié)

新技術(shù)的應用往往需要經(jīng)過市場和時間的考驗，區(qū)塊鏈作為近年興起的一種互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，由于其技術(shù)特性能使其在理論上為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中的一些難點如食品溯源、信息不對稱、數(shù)據(jù)安全、信任機制等提供解決方案，同樣能使其與物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)一樣服務于智慧農(nóng)業(yè)的長期發(fā)展。

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的運用中已落地的應用還不是很多，本研究通過對區(qū)塊鏈技術(shù)特點的分析，并結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)的一些問題在理論上來探討區(qū)塊鏈擁有的特性是否能成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的解決方案，以期能啟發(fā)更多的理論探索，為未來的實踐鋪路。