区块链在绿色农产品追溯系统中的应用分析文献综述

 2022-05-21 22:19:45

随着人们对美好生活需求日益增长,对绿色、安全的农产品的关注程度也与日俱增。然而,在如今市场中鱼目混珠的绿色农产品随处可见。由于缺乏对绿色农产品的统一判定标准,人们对市场上的绿色农产品的真实可靠性无法进行准确判断。现有的绿色农产品质量安全管理追溯体系尚不能做到将绿色农产品的产地环境、生产、流通、检测、仓储及销售等质量安全关键环节信息完全记录并保存下来,以致不能确保溯源信息的真实可靠性。而区块链“去中心化”、“数据不可篡改”、“信息透明化”等特征可以给绿色农产品盖上“信用认证”的印章[1]。将区块链技术应用到绿色农产品追溯系统中,实现全流程可感知、源头可溯源、风险可预警,并且可以提高我国绿色农产品质量安全管理水平、防止绿色农产品安全事故发生、保障市场供应、促进我国绿色农产品产业健康发展。

1国内研究现状

1.1关于区块链的研究

目前,区块链技术已成为炙手可热的新概念,获得了机构资金和公众的广泛关注。秦素平浅谈了区块链技术的原理,区块链是根据分布式节点共识算法计算数据,再经过智能合约编程的数据,由自动化脚本代码操作,再经块链式结构验证和存储,并且在基于密码学的安全技术保护下传输[2]。赵宇杰主要分析了区块链“去中心化”、“不可篡改性”、“信息透明化”等特征[3]。区块链具有诸多创新性的优点但在实用过程中也出现了一些问题。张杉杉通过分析区块链的几个主要特征,初步探讨了区块链技术向具体应用场景转化的可操作性,并对该技术在转化过程中可能出现的问题进行了分析,同时对后续的改进突破提出了几点构想,以期促进区块链技术的进一步发展[4]。区块链作为一种底层技术架构,正在衍生为新业态。李华君,张智鹏分析了区块链技术的应用使传媒产业出现了一些新变化,以区块链技术作为底层架构,在全球范围内涌现一批初创企业,它们在传媒领域的新闻采写、版权流通、广告交易和共治社区等议题上着力提供新的运行方式[5]。除了传媒领域,在金融行业,区块链技术也有所涉及。李玲玲对区块链技术在金融领域中的应用进行了探讨,主要分析了区块链在银行中应用、在证券行业中的应用、在保险行业中的应用。通过该技术的应用来加强网络安全、数据安全、资金安全,让各种资金的作用得到充分发挥[6]

通过对区块链技术原理、特征、发展前景等多方面进行探讨,说明我国区块链产业链条正在加快形成,从上游的硬件制造、平台服务、安全服务,到下游的产业技术应用服务,到保障产业发展的行业投资、媒体、人才服务等共同推动产业不断前进。

1.2关于绿色农产品追溯系统的研究

农产品质量安全问题之所以越发受到关注,是因为近些年农产品质量安全问题较多。孟庆庆、李菁、胡草以分析农产品质量安全可追溯体系建设存在的问题为出发点,着重对解决农产品质量安全可追溯体系建设存在问题的对策进行研究[7]。赵宇、王晓红提出了“追溯信息的真实性难以保证”、“农产品质量追溯信息的社会信用度不高”等我国农产品质量安全可追溯体系建设存在的问题[8]。为了既能提高农业竞争力和抗风险能力,还可以保障农产品生产安全,韩天峰研究了对大数据时代的农产品监测预警系统设计。设计主要通过对农产品整体运行态势进行分析,提供周期性发展数据,为农产品产业调控提供预警服务与决策信息支持,提高农产品抵御市场风险能力[9]。韩路以环巢湖为实例,提出了一种基于大数据的环巢湖特色农产品全程追溯体系。设计主要基于物联网和RFID 标签识别的环巢湖特色农产品分布大数据全程追溯体系,采用物联组网检测技术进行环巢湖特色农产品分布大数据空间存储结构分析[10]。董玉德、丁保勇、张国伟从供应链的角度出发,综合运用计算机技术、二维码技术、数据库技术和现代管理方法等跨平台多领域技术,构建了基于供应链的农产品质量安全追溯系统。实现了农产品在整个供应链上从种植、采收、加工最后到销售的全程跟踪和溯源[11]。黄全高研究了基于物联网技术对农产品溯源可视化体系进行构建。在介绍物联网技术原理和工作流程基础上,总结出了农产品物联网应用架构和模式,并提出可能存在的难点和重点,以期为我国农产品质量安全可视化监管提供有益的探索[12]

通过分析我国农产品质量安全可追溯体系建设存在的问题,提出一些相应的解决对策。根据近几年“大数据”“物联网”等技术的发展,将其应用到农产品质量安全追溯系统中,从而提高农产品的安全质量。

1.3关于区块链在绿色农产品追溯系统中的研究

农产品质量安全追溯体系中会应用到许多先进的技术,区块链技术就是众多技术中的一种。白小宁、王莹、贾敬敦分析了建设农产品安全可溯源系统应用区块链技术,对实现全流程可感知、源头可溯源、风险可预警,提高我国农产品质量安全管理水平、防止农产品安全事故发生、保障市场供应、促进我国农产品产业健康发展具有重要意义[13]。冉芸对基于区块链技术的农产品溯源、物流和电商3个供应链流程进行了综述,了解区块链对三者的影响和发展现状,进一步探索基于区块链的农产品供应链构建模式,为后续研究提供了参考依据[14]。柳祺祺、夏春萍从区块链的理论研究出发,分析了国内现有农产品溯源方案的特征与不足并结合区块链技术和农产品溯源的各自特点,提出了构建基于Fabric的农产品质量溯源系统[15]。周雄、郑芳在阐述农产品质量安全溯源必要性的基础上,提出基于区块链技术构建 “四层次”体系架构的农产品质量安全溯源体系,实现区块链技术与农产品质量安全溯源的内在契合性[16]。张延华、杨兆鑫、杨睿哲提出了一种依托智慧农业的区块链溯源框架,通过融合无线传感器网络、智能前端 APP、数据库以及二维码标签扫描拍照等技术,基于以太坊环境设计实现了一个农产品溯源系统[17]。随着互联网技术的深入发展,区块链技术的可追溯性、不可篡改、去中心化、智能合约等特点解决了物联网技术无法解决的一些难题。刘晓云、王晓春通过将区块链与物联网技术相结合,构建新型的农产品质量溯源体系可以解决信息透明化、、食品质量安全、信息真实度受限等问题[18]。刘芳、史月蓉、孙梦、刘锦玲针对现实社会农产品溯源数据的可信任问题,采用分布式共享加密数据库技术即区块链技术,设计一个安全可信任的农产品溯源系统。该系统基于区块链技术,设计了农产品溯源系统的功能组件构架图,改进的DPOS公共识机制设计了农产品溯源系统数据安全共享模型,实现数据安全共享[19]。张利、童舟提出借助区块链技术,结合时间戳技术、防篡改技术、加密技术和共识机制构建区块链技术下的农产品溯源体系。从数据采集层、数据层、网络层、应用层对数据录入、数据查询和系统环节应用进行研究,以实现农产品在生产、加工、监管、运输、零售环节中信息记录的防篡改、可追溯性,并通过去中心化的网络特性解决农产品溯源体系中存在的数据孤岛问题[20]

利用区块链技术具有去中心化、去信任化、拓展性、开放性和不可篡改等高度安全可靠的特性,将区块链技术应用于绿色农产品质量安全追溯系统中具有其可行性和可操作性。

2国外研究现状

2.1关于区块链发展

索拉博通过借鉴交易成本经济学的理论和区块链技术的交易性质,提出基于区块链技术的供应链管理模型。应用该模型来演示如何利用区块链技术来克服创业融资中固有的许多问题。如企业家与投资者匹配所涉及的信息、交易成本以及融资交易的条款不对称等一些基本问题[21]。区块链技术可以降低交易成本,产生分布式信任,并增强分散平台的能力。克里斯蒂亚诺主要研究了区块链中断和分散融资,评估分散融资的好处,确定现有的商业模式,并评估潜在的挑战和限制。作为金融技术的一个新领域,分散化金融可能重塑现代金融结构,为创业和创新创造新的环境,展示分散化商业模式的承诺和挑战[22]。达西创建了制度创新的复制者动态模型,并提出了制度创新对创新政策的一些启示。鉴于公共政策对交易成本和相关制度选择的影响,报告指出,采用和使用区块链技术有利于经济治理和协调机构的形成和发展[23]。区块链技术是继移动互联网、云计算、大数据等新技术之后的发展最迅猛的信息化技术,在金融、医疗、支付、商品交换、商品物流、海关、政府服务等多个领域得到了长足的发展。

2.2关于农产品追溯系统发展

近年来,与食品安全及相关立法和认证相关的要求大幅增加。塔库尔通过在整个供应链中进行系统记录,以便在发生农产品危机时,能够追溯污染源,并有针对性地召回可能受影响的产品。这些系统记录必须通过唯一的标识符与农产品相联系,对消息中的数据元素进行识别、测量和解释。它包含了“良好可追溯性实践”、食品项目唯一识别的通用原则、可追溯性信息电子交换的通用标准,以及定义了数据元素的含义和相互关系的行业特定本体[24]。贝勒迷提出了一种基于综合的、可量化的粒度概念的新型农产品贸易统计模型。建立了两层指标体系,第一层主要是精度、宽度和深度等因素,第二层包括七个指标子因素:外部跟踪单元、内部流动单元、国际单位换算、信息收集内容、信息更新频率、前向跟踪距离和后向跟踪距离。粒度模型应用于小麦粉供应链不同阶段的两个企业,由于在供应链管理、市场和客户响应、召回和风险管理方面的优势,WFPE被激励实施高粒度级别[25]

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