栗 征

（上海時粼信息科技有限公司，上海 201314）

0 引言

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，極大的推動了整個社會的進步。為了提升我國農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量的發(fā)展，貫徹黨和國家糧食的宏偉戰(zhàn)略，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品追溯體系，通過集成物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備和技術(shù)在生產(chǎn)、加工、流通、分銷的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全環(huán)節(jié)的嚴(yán)格監(jiān)控，使得通過透明的食品供應(yīng)鏈保障優(yōu)質(zhì)放心食品的供給，從而實現(xiàn)放心農(nóng)產(chǎn)品的品牌效應(yīng)。當(dāng)前，三農(nóng)發(fā)展問題受到我國社會各界的廣泛關(guān)注，農(nóng)業(yè)是三農(nóng)建設(shè)的基礎(chǔ)。為了更好地發(fā)展現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)，滿足消費者對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的要求，越來越需要重視農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題，推動農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯，實現(xiàn)“產(chǎn)品溯源、安全、有保障”。

通過以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的農(nóng)產(chǎn)品溯源體系，根據(jù)區(qū)塊鏈不可篡改的特性和共識機制，打造“企業(yè)信用”，將推動農(nóng)產(chǎn)品品牌信用體系的建立，促進農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的提升，為農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化提供支撐，通過區(qū)塊鏈為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)間建立產(chǎn)品的信息發(fā)布渠道、構(gòu)建鏈上的產(chǎn)品交易撮合、質(zhì)量控制、打通企業(yè)間的信息交流通道，提高產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品流通效率，降低交易成本有重要作用。本文通過設(shè)計一個基于區(qū)塊鏈可信溯源和鏈上交易撮合系統(tǒng)將農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)構(gòu)架基于區(qū)塊鏈的鏈上協(xié)同合作，為農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量控制得到保障。

1 系統(tǒng)設(shè)計

對于農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，獨立管理自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、通過對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行上鏈、以區(qū)塊鏈為紐帶，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和接口，實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)、節(jié)點之間的鏈上協(xié)同，提升信息交換效率，增加節(jié)點間的信用。

通過底層的地理數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、編碼數(shù)據(jù)以及底層的各類應(yīng)用為根本和依托、通過上鏈接口將各類數(shù)據(jù)進行上鏈存儲。本系統(tǒng)構(gòu)建鏈上的可信溯源、HACCP體系、質(zhì)量評價、交易撮合、供應(yīng)發(fā)布等鏈上應(yīng)用通過智能合約進行數(shù)據(jù)上鏈或查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)、進行鏈上的協(xié)同作用。使得鏈上企業(yè)節(jié)點達(dá)到協(xié)同管理和質(zhì)量控制的要求，以及產(chǎn)業(yè)鏈可信安全溯源要求，為區(qū)塊鏈的共識機制建立為保障，形成多環(huán)節(jié)協(xié)同的鏈上系統(tǒng)，該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

2 區(qū)塊鏈（聯(lián)盟鏈）核心結(jié)構(gòu)

建設(shè)多個組織機構(gòu)共同參與管理的基于區(qū)塊鏈的聯(lián)盟鏈，其中，基于時間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式賬本、分布式節(jié)點的共識機制、靈活可編程的智能合約、P2P點對點數(shù)據(jù)傳輸，BT協(xié)議的支撐、橢圓加密算法、公私鑰體系、數(shù)字簽名等密碼學(xué)算法以及基于Merkle樹的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)儲存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等是區(qū)塊鏈的核心結(jié)構(gòu)?；趨^(qū)塊鏈的核心結(jié)構(gòu)，建立可信溯源智能合約、共識機制模型，建立全過程質(zhì)量控制共識機制、智能合約，建立質(zhì)量評價共識機制、智能合約模塊，區(qū)塊鏈的核心構(gòu)架圖如圖2所示。

3 鏈上應(yīng)用設(shè)計

3.1 可信溯源

通過使用區(qū)塊鏈技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品在農(nóng)產(chǎn)品種植過程中的種子采購、生產(chǎn)資料采購、肥料與生物試劑采購、運輸、加工、成品和交易等過程的數(shù)據(jù)進行可信溯源查詢、分級展示、關(guān)鍵點追溯、問題溯源分析等。

使用區(qū)塊鏈的可信溯源查詢接口，通過輸入溯源碼、交易hash等方式對其農(nóng)產(chǎn)品的各個流通環(huán)節(jié)、生長情況、區(qū)塊信息、hash值、進行詳細(xì)溯源。

3.2 HACCP體系

建設(shè)基于區(qū)塊鏈的多環(huán)節(jié)的Haccp質(zhì)量體系，通過對農(nóng)產(chǎn)品種植過程、種植過程中的各種作業(yè)質(zhì)量控制、種子選購與種子檢驗的質(zhì)量控制、農(nóng)產(chǎn)品加工過程的各個關(guān)鍵質(zhì)量控制點、物流運輸?shù)馁|(zhì)量控制、農(nóng)產(chǎn)品在庫存?zhèn)}儲的質(zhì)量控制等各個過程的質(zhì)量體系的設(shè)定，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)質(zhì)量，減少流通過程的損耗。通過圍繞農(nóng)產(chǎn)品種植為核心、結(jié)合線下業(yè)務(wù)系統(tǒng)對種植過程的環(huán)境數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)、蟲害數(shù)據(jù)、惡劣天氣數(shù)據(jù)、種植檢驗數(shù)據(jù)進行上鏈將在系統(tǒng)上進行鏈上的實時監(jiān)控，結(jié)合多環(huán)節(jié)的Haccp體系的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，構(gòu)建出在農(nóng)產(chǎn)品的種植、加工、物流、倉儲、分銷等各個流通環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制體系、根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的生物特性、生長要求，以及農(nóng)業(yè)種植上的土質(zhì)參數(shù)設(shè)定預(yù)警值，結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、對監(jiān)測數(shù)值超過預(yù)警值進行報警。

3.3 質(zhì)量評價

根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品在種植、加工、分銷、物流等過程中各個流通領(lǐng)域的各個節(jié)點間的、種植基地、加工企業(yè)、專營店、分銷商、運輸單位以及最終消費者形成基于區(qū)塊鏈的鏈上數(shù)據(jù)協(xié)作服務(wù)、主要內(nèi)容是的協(xié)同供需發(fā)布、協(xié)同訂單、協(xié)同分銷、協(xié)同物流跟蹤，充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢結(jié)合區(qū)塊鏈的信用特性、實現(xiàn)更加可靠和更加高效的協(xié)同信息服務(wù)，通過在鏈上質(zhì)量控制與評價模塊可以查看農(nóng)產(chǎn)品在各個環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)、主要包括農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)、種植過程的各個作業(yè)評價數(shù)據(jù)、倉儲評價、haccp體系關(guān)鍵質(zhì)量點控制數(shù)據(jù)、運輸評價、環(huán)境監(jiān)控評價數(shù)據(jù)等。

3.4 信息發(fā)布

本系統(tǒng)通過構(gòu)架供需大廳、主要包含供應(yīng)發(fā)布和需求發(fā)布等兩個信息發(fā)布的應(yīng)用，使得各個企業(yè)節(jié)點可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求在鏈上平臺進行信息發(fā)布。供需大廳中發(fā)布自己的可供應(yīng)/需求的產(chǎn)品?？砂l(fā)布的信息包括種子、農(nóng)產(chǎn)品、肥料、等生產(chǎn)資料。

通過在選擇品類、供應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格、供應(yīng)截至?xí)r間、供應(yīng)產(chǎn)量/需求產(chǎn)量、交易方式、期望的運輸方式、聯(lián)系方式、位置、價格、產(chǎn)品單位等信息對自己的供應(yīng)/需求等產(chǎn)品信息進行發(fā)布。

3.5 交易撮合

需求方與供貨方在發(fā)布各自的需求單與供應(yīng)單后，可根據(jù)協(xié)同需求查找各自符合條件的單子提交需求量/可供應(yīng)量進行申請交易，如對方同意交易申請，即形成一張新的協(xié)同訂單，每一張需求單/供貨單可接收多個用戶的交易請求，當(dāng)前單子的所有者同意某個交易請求，直到需求單/供應(yīng)單上的數(shù)量得到滿足。此時，當(dāng)前單子從所在列表消失。協(xié)同訂單界面展示的即為達(dá)成合作交易的訂單列表。

通過線上撮合的訂單、依據(jù)雙方的私鑰對生成的交易產(chǎn)生各自的電子簽名進行落款，通過上鏈合約生成電子合同保存至區(qū)塊鏈上。

4 結(jié)語

現(xiàn)如今，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用理念深入，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)為農(nóng)業(yè)賦能已經(jīng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。本文闡述了一個基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品可信溯源與質(zhì)量控制服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計，并給出了系統(tǒng)的設(shè)計思路、軟件結(jié)構(gòu)、技術(shù)介紹和功能實現(xiàn)等，闡述了該系統(tǒng)的軟件運行原理。本文為農(nóng)業(yè)種區(qū)塊鏈的系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)提供了一個很好的借鑒思路，可以用于多種不同農(nóng)產(chǎn)品作物的智能化協(xié)同管理。并且區(qū)塊鏈技術(shù)有去中心化、信息不可篡改、開放、自治等優(yōu)點，以區(qū)塊鏈為農(nóng)業(yè)賦能的思路構(gòu)建共贏的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)場景，讓各方都能從中受益，或許是提升國內(nèi)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的突破口。