錢帥吉

(浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展中心, 浙江 杭州 310020)

中國作為世界人口總數(shù)第一名的國家, 農(nóng)業(yè)自然是國家治理中需要重點關(guān)注的領(lǐng)域。作為第一產(chǎn)業(yè), 一方面為國民經(jīng)濟造就了旺盛的需求, 另一方面為市場提供了必需的生產(chǎn)資料和不可或缺的產(chǎn)品, 是國民經(jīng)濟牢不可破的重要支柱。隨著 《中共中央 國務(wù)院關(guān)于做好2023 年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》 的發(fā)布, 意味著中央一號文件連續(xù)20 年聚焦 “三農(nóng)”。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一項數(shù)字化、智能化方面的新興技術(shù)正被各行各業(yè)的專業(yè)人才所重視, 開始研究利用于各自的領(lǐng)域。習(xí)近平總書記在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時的重要講話中強調(diào), 要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口, 加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,充分發(fā)揮區(qū)塊鏈在促進數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運營成本、提升協(xié)同效率、建設(shè)可信體系等方面的作用。浙江作為高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕示范區(qū)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化先行省, 也在實施數(shù)字經(jīng)濟創(chuàng)新提質(zhì) “一號發(fā)展工程”。可見, 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域, 特別是在浙江農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域擁有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 區(qū)塊鏈技術(shù)的簡介和特征

1.1 區(qū)塊鏈簡介

區(qū)塊鏈, 從技術(shù)層面分析是去中心化的共享賬本, 利用散布在世界的各個節(jié)點來存儲數(shù)據(jù), 并根據(jù)統(tǒng)一的共識規(guī)則把數(shù)據(jù)納入?yún)^(qū)塊和備份, 來保障數(shù)據(jù)的不可篡改和可追溯。其本質(zhì)就是一個為了去中介陌生信任而出現(xiàn)的新型構(gòu)建信任的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。由于區(qū)塊鏈構(gòu)建信息是基于計算機、規(guī)則和算法, 故其不會受到個人喜好、意識的影響, 能夠構(gòu)建一種不依賴于人的信任模式, 而這種信任模式正是實現(xiàn)社會關(guān)系智能化的基礎(chǔ), 能夠在更高效率處理社會關(guān)系的同時實現(xiàn)更高水平的公正與公平, 是實現(xiàn)智能社會的關(guān)鍵要素之一。

1.2 特點

1.2.1 去中心化

區(qū)塊鏈的構(gòu)建不需要額外的管理方和設(shè)備, 僅依靠各個節(jié)點就可以實現(xiàn)信息自我驗證、傳遞和管理[1], 因此, 去中心化是區(qū)塊鏈技術(shù)最顯著的特征。它的去中心化一方面表現(xiàn)在各個節(jié)點的獨立性, 即各個節(jié)點之間具有相同的運行邏輯和權(quán)利義務(wù), 不存在特殊節(jié)點。另一方面表現(xiàn)在區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)信任源是由其事先規(guī)定好的共識算法通過競爭選擇出來的, 這意味著選擇的結(jié)果很難被某一個主體控制。

1.2.2 開放性

區(qū)塊鏈的開放性, 一方面指的是代碼的開源,由于去中心化的技術(shù)特征, 區(qū)塊鏈需要進行代碼的開源來使程序可被驗證, 并使各鏈上節(jié)點理解代碼的邏輯及相應(yīng)的規(guī)則。另一方面指的是鏈上的交易數(shù)據(jù)人人可見, 公眾可以通過公開的接口對區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)信息進行檢查、審計和追溯[2]。正是這種開放性, 使得各節(jié)點相信區(qū)塊鏈并愿意參與其中, 實現(xiàn)更高級別的不依托于人的信任模式。

1.2.3 不可篡改性

區(qū)塊鏈的不可篡改性是由兩方面決定的。首先是數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)。所有的節(jié)點在給定的時間內(nèi)根據(jù)共識規(guī)則選出一個節(jié)點, 利用該節(jié)點一定時間段內(nèi)的交易數(shù)據(jù)與上一區(qū)塊的區(qū)塊頭打包成新的區(qū)塊, 再利用哈希算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個新的哈希值, 并將哈希值存入該區(qū)塊的區(qū)塊頭中, 就此生存一條連續(xù)的鏈條狀數(shù)據(jù)庫, 其中任一條數(shù)據(jù)遭到篡改都會導(dǎo)致整條鏈的數(shù)據(jù)變動。其次是數(shù)據(jù)的存儲方式, 由于區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)是分布式存儲在各個節(jié)點中的, 每個節(jié)點都有完整的數(shù)據(jù), 要想修改一條數(shù)據(jù)就必須控制50%以上的節(jié)點, 在節(jié)點足夠多時, 這基本上是不可能的。

1.2.4 匿名性

盡管開放性是區(qū)塊鏈的一大特性, 其中的數(shù)據(jù)人人可見。但是涉及隱私部分, 區(qū)塊鏈又具有匿名性, 交易雙方的私密信息都是經(jīng)過加密后再上鏈和廣播的。通過密碼學(xué)相關(guān)原理, 區(qū)塊鏈可以實現(xiàn)基于各種情景來保障交易雙方的隱私信息, 在整個交易過程中, 雙方的身份和交易的詳細情況都不被第三方查看[3]。

2 區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

2.1 P2P 通信

P2P 通信即為點對點的通信, 它是一種去中心化的, 僅依靠用戶節(jié)點就能實現(xiàn)信息交換的通信技術(shù)。它是實現(xiàn)去中心化網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)的核心技術(shù)與關(guān)鍵基礎(chǔ)。由于P2P 網(wǎng)絡(luò)中的所有對等節(jié)點都可以提供帶寬、存儲空間以及計算能力等資源[4],伴隨著區(qū)塊鏈中節(jié)點數(shù)量的增加, 整個區(qū)塊鏈的計算效能和可用資源也不斷增長, 使得區(qū)塊鏈具有很強的可拓展性與魯棒性。同時由于數(shù)據(jù)分布式存放在不同主體機構(gòu)、組織或個人的計算機上, 對數(shù)據(jù)進行確權(quán)與根據(jù)私鑰進行數(shù)據(jù)的加密控制就具備了物理、技術(shù)與組織的基礎(chǔ)與正當性。

2.2 分布式賬本

分布式賬本即區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲在很多個物理和邏輯上分散的區(qū)塊鏈節(jié)點上。在各個節(jié)點上所保存的數(shù)據(jù)都是一致的。意味著區(qū)塊鏈的每個節(jié)點事實上只需與本地賬本數(shù)據(jù)打交道, 就可以獲得區(qū)塊鏈中幾乎所有的信息。其本質(zhì)是數(shù)據(jù)在各節(jié)點之間共有、拷貝和更新的數(shù)據(jù)庫。

2.3 加密技術(shù)

區(qū)塊鏈中涉及兩項加密技術(shù), 一是非對稱密鑰機制, 二是哈希算法。非對稱密鑰機制是區(qū)塊鏈實現(xiàn)點對點安全通信的基礎(chǔ)性技術(shù), 非對稱加密體制包括公鑰和私鑰兩個密鑰。將公鑰公之于眾, 而私鑰僅由用戶自己掌握并嚴格保密。由公鑰所加密的信息僅能由私鑰解密。而由私鑰所加密的信息僅能由公鑰解密。利用非對稱加密的這個特點可以實現(xiàn)對信息的簽名以確保和證明信息確實是由該公鑰地址的用戶所發(fā)出, 并不可抵賴。

哈希計算是實現(xiàn)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改及溯源的基礎(chǔ)性技術(shù), 它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的單向加密, 任意長度的信息經(jīng)過哈希計算后都能夠得到一段確定長度的結(jié)果, 且這一步驟是無法逆轉(zhuǎn)的。若對原始數(shù)據(jù)進行任一方面的改變, 所生產(chǎn)的哈希碼將大大不同。正是由于這一特性, 哈希碼常常被稱為數(shù)據(jù)指紋, 即用一固定大小并大大壓縮的數(shù)據(jù)碼來代表原始數(shù)據(jù)本身。哈希計算在區(qū)塊鏈中多處應(yīng)用, 如區(qū)塊鏈的封裝, 工作量證明的隨機數(shù)計算、回溯驗證等。通過對前一區(qū)塊進行哈希驗證與回溯, 可以從當前區(qū)塊出發(fā)一直到創(chuàng)始區(qū)塊驗證整個鏈的產(chǎn)生歷程和全程可信。

2.4 共識機制

為了確保各節(jié)點數(shù)據(jù)的一致性、防止節(jié)點的舞弊行為, 需要共識機制來規(guī)定如何在P2P 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下公平、公正、合理地生成區(qū)塊, 驗證區(qū)塊和編列區(qū)塊[5]。目前根據(jù)區(qū)塊產(chǎn)生的機制的不同, 共識機制包括有POW、POS、DPOS、POA、PBTF 等類型來適應(yīng)于不同的應(yīng)用場景, 在效率和安全性之間取得平衡[6]。

2.5 智能合約

智能合約使區(qū)塊鏈真正成為了一個底層技術(shù),正是由于智能合約的支持, 區(qū)塊鏈技術(shù)得以在去中心化的應(yīng)用中得到廣泛使用。從技術(shù)角度來看, 智能合約即上傳到鏈上的一段代碼, 該代碼明確了觸發(fā)條件和觸發(fā)之后需要執(zhí)行的操作。一旦觸發(fā)條件滿足, 智能合約就開始自動運行。由于智能合約是運行在區(qū)塊鏈上的, 使得其也與區(qū)塊鏈技術(shù)一樣具有透明性和不可篡改性, 此外它還具有永久性, 只要存儲智能合約的區(qū)塊鏈還在, 那么該合約就會永久運行下去。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的機遇

3.1 農(nóng)產(chǎn)品銷售新渠道

當前農(nóng)產(chǎn)品銷售行業(yè)存在如中間環(huán)節(jié)多、產(chǎn)業(yè)融資難、產(chǎn)品質(zhì)量保證難、較難形成品牌等諸多痛難點?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品眾籌平臺就可以很好的解決這些痛點難點。在這種新型商業(yè)模式中,首先是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方根據(jù)自身的生產(chǎn)條件在平臺上發(fā)布生產(chǎn)公告, 即自身的生產(chǎn)優(yōu)勢, 種植的農(nóng)產(chǎn)品、執(zhí)行的種植標準規(guī)范等信息。平臺用戶如若對該產(chǎn)品有購買意向就可以參與眾籌, 支付眾籌款項。而其中的眾籌款項將進入銀行進行托管, 若眾籌成功, 生產(chǎn)方就可以根據(jù)公告內(nèi)容嚴格執(zhí)行開始生產(chǎn), 且定時將生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)上傳至平臺以支持產(chǎn)品的溯源和獲得用戶的監(jiān)督。產(chǎn)品生產(chǎn)完成后, 商戶將產(chǎn)品通過物流送達用戶手中。而憑借物流憑證, 平臺將眾籌資金打到商戶指定賬戶。這其中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)都將記錄在區(qū)塊鏈上,成為生產(chǎn)商的信用記錄。在該銷售模式中, 訂單化生產(chǎn)解決了融資難、中間環(huán)節(jié)多的問題, 而銀行托管資金解決了資金安全問題, 消費者對生產(chǎn)過程的參與與監(jiān)督解決了產(chǎn)品質(zhì)量保證難問題。同時根據(jù)區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)積累可以形成商戶的信用積累記錄,而這些信息的真實性、透明性、可追溯性, 能夠幫助農(nóng)業(yè)銷售主體更快建立起品牌效應(yīng), 形成競爭優(yōu)勢。

3.2 農(nóng)村 “三資” 監(jiān)管新方式

當前, 在農(nóng)村 “三資” 監(jiān)管領(lǐng)域存在諸如管理難度大、違紀問題易發(fā)多發(fā)、信息化水平有待提升、數(shù)據(jù)真實性無法保證等痛難點。通過將相關(guān)信息存儲到區(qū)塊鏈上, 可以有效解決這些痛難點。將三資管理工作過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到區(qū)塊鏈中, 并蓋上時間戳, 可以形成完整的工作流程存證鏈。此外, 在三資監(jiān)管中還可以利用智能合約預(yù)設(shè)報警事項, 當填報的數(shù)據(jù)被驗證為虛假或數(shù)據(jù)被篡改, 就會觸發(fā)報警, 使監(jiān)管方能及時發(fā)現(xiàn)問題。同時, 所有對數(shù)據(jù)進行操作的人員的身份信息和具體操作行為都將會記錄在區(qū)塊鏈中并且無法篡改。通過對這些數(shù)據(jù)的存儲與分析, 能夠迅速發(fā)現(xiàn)及處理違規(guī)操作, 使得基層操作人員更加注重操作規(guī)程,避免農(nóng)村集體 “三資” 被非法侵占。

3.3 質(zhì)量安全追溯新平臺

長久以來, 食用農(nóng)產(chǎn)品溯源都是群眾重點關(guān)注的問題。在食品生產(chǎn)加工流程中, 農(nóng)藥化肥等內(nèi)容往往不會顯示在最終產(chǎn)品的標簽上, 而一些添加劑、生產(chǎn)工藝也經(jīng)常會被隱瞞。這導(dǎo)致了生產(chǎn)者與消費者之間巨大的信息鴻溝, 況且由于當前食品溯源系統(tǒng)大多存在中心化的問題, 數(shù)據(jù)容易受到人為操控, 一旦發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品食品安全問題, 溯源問題是難上加難。為了對食用農(nóng)產(chǎn)品實行全生命周期信息的記錄與追溯, 從而防止食品安全事故的發(fā)生或者在食品安全事故發(fā)生后及時追溯生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)原因, 針對性地作出改進。質(zhì)量安全追溯平臺可以以聯(lián)盟鏈的形式搭建, 將生產(chǎn)過程涉及的各主體囊括進去, 各方參與將生產(chǎn)運輸銷售等過程產(chǎn)生的信息上傳到鏈上。由于區(qū)塊鏈的不可篡改性, 鏈上的數(shù)據(jù)任何人都不得修改, 也就避免了在安全事故發(fā)生后數(shù)據(jù)遭到篡改的可能。又由于區(qū)塊鏈的開放性,使得任何人都可以對食用農(nóng)產(chǎn)品的信息進行監(jiān)督、查詢及追溯。此外, 食品安全追溯平臺還可以與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合, 在食品生產(chǎn)中的重要節(jié)點設(shè)置傳感器以保障上傳到鏈上的數(shù)據(jù)的真實可信, 實現(xiàn)鏈上信任和鏈下信任的結(jié)合, 真正使消費者吃的放心。

3.4 農(nóng)業(yè)保險理賠新模式

農(nóng)業(yè)保險就是指為農(nóng)人從事生產(chǎn)活動中遭受自然災(zāi)害或意外事故時蒙受的經(jīng)濟損失提供補償?shù)囊环N保障制度[7], 其具有分散、轉(zhuǎn)移風險的功能,使農(nóng)戶在受災(zāi)后盡快恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn), 使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更具有連續(xù)性, 同時能夠穩(wěn)定農(nóng)產(chǎn)品物價、增加農(nóng)民收入。農(nóng)業(yè)保險相對于其他商業(yè)保險而言對保險公司的利潤增長貢獻度偏小, 再加上浙江省處于臺風高發(fā)地區(qū), 有較高的巨災(zāi)風險, 其具有低概率、高損失的特點, 往往導(dǎo)致保險公司長期的盈利不抵一年的賠付[8]。此外, 農(nóng)業(yè)保險一旦出險, 相較于商業(yè)性保險需要更多人力物力進行現(xiàn)場勘驗, 增加了理賠難度, 容易出現(xiàn)理賠麻煩且耗時長的情況。

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村保險領(lǐng)域, 可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備, 將傳感器采集的數(shù)據(jù)及時上傳并存儲于區(qū)塊鏈中, 由于區(qū)塊鏈的不可篡改性, 可以大大降低投保、理賠過程中需要的人力物力。更進一步地說, 農(nóng)業(yè)保險可以與區(qū)塊鏈技術(shù)中的智能合約相結(jié)合。當物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)符合理賠標準時,自動將理賠款項帶入受災(zāi)農(nóng)戶賬戶上, 從根本上節(jié)省了理賠中現(xiàn)場勘驗的時間和成本。不僅能使農(nóng)戶更快更便捷地收到理賠, 也能大大降低保險公司的人力成本, 助推農(nóng)業(yè)保險惠及更廣大的農(nóng)民。

3.5 建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域品牌新方法

農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域品牌是在產(chǎn)業(yè)集群的基礎(chǔ)上, 基于某一地區(qū)的資源稟賦和區(qū)域特色, 進行系統(tǒng)化的品牌規(guī)劃運作, 為同行業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者所公用的公共品牌, 體現(xiàn)了消費者對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)域形象的認知[9]。一個良好口碑的農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域品牌不僅是完善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的重要途徑, 更是加快農(nóng)村精準扶貧步伐的有效推手[10]。當前在農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域品牌保護上存在諸如假冒品牌、以次充好、農(nóng)殘超標等問題。通過區(qū)塊鏈技術(shù)的加入,可以較好的解決這些問題。區(qū)域公用品牌擁有方、生產(chǎn)方、監(jiān)管方可以同時部署區(qū)塊鏈中的節(jié)點, 同時在鏈上加入品牌授權(quán)相關(guān)的智能合約。首先生產(chǎn)方需要在生產(chǎn)過程中向區(qū)塊鏈中上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)如農(nóng)藥使用情況、土壤情況等, 與此同時監(jiān)管方也需要上傳相關(guān)產(chǎn)品的抽檢記錄, 實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)的上鏈。擁有相關(guān)數(shù)據(jù)后, 生產(chǎn)方就可以向品牌擁有方申請授權(quán), 在相關(guān)信息都符合要求時, 智能合約自動運行, 將區(qū)域公用品牌授權(quán)給生產(chǎn)方。由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的去中心化、不可篡改性和開放性特征, 可以保障擁有該區(qū)域公用品牌的農(nóng)產(chǎn)品的安全與質(zhì)量, 提升農(nóng)產(chǎn)品的競爭力, 進一步促進農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的挑戰(zhàn)

4.1 相關(guān)人才的缺失

從前文中區(qū)塊鏈的技術(shù)簡介中可知, 要想熟練地應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)需要掌握密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識、相關(guān)編程技術(shù)等, 是一項需要擁有跨學(xué)科知識的應(yīng)用技術(shù)。一般的工作人員較難在短時間內(nèi)熟練掌握并應(yīng)用。此外, 相較于城市而言, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域信息化本身就是短板, 投身于該領(lǐng)域信息化的相關(guān)人才本身就不足。而從事農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域事業(yè)的人員也對信息化知識缺少了解, 導(dǎo)致區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的結(jié)合面臨重重挑戰(zhàn)。

4.2 高并發(fā)問題

以較為知名的區(qū)塊鏈平臺以太坊為例, 基于以太坊的區(qū)塊鏈交易平臺每秒僅能處理20 筆交易[11], 而在物聯(lián)網(wǎng)中每秒交易頻次有數(shù)十萬次,顯而易見目前主流的區(qū)塊鏈技術(shù)的交易效率難以支撐其應(yīng)用到一些需要高頻處理交易的應(yīng)用場景中去, 較大地限制了其應(yīng)用的范圍。

4.3 監(jiān)管和法律的問題

一方面由于區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化和隱私匿名性, 在一個完全去中心化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中, 缺失監(jiān)管手段。一旦系統(tǒng)遭到攻擊, 數(shù)字資產(chǎn)被轉(zhuǎn)移, 就很難追查到盜竊者, 且由于區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改性, 數(shù)字資產(chǎn)也難以追回。另一方面, 區(qū)塊鏈技術(shù)會涉及大量數(shù)字資產(chǎn), 在司法實踐中往往被當作虛擬財產(chǎn)處理。盡管 《民法典》 已經(jīng)明確虛擬財產(chǎn)是合法財產(chǎn)應(yīng)當受到法律保護, 但是其在法律中的定位還未統(tǒng)一, 還需相關(guān)專業(yè)人士的進一步研究與明確[12]。