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实践
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启示
谭砚文
区块链技术在农产品供应链中的应用 理论机理、发展实践与政策启示谭砚文 李丛希 宋 清(华南农业大学经济管理学院,广州,)摘 要:区块链是大数据时代应用领域十分广泛的数字技术之一。本文结合区块链技术的功能和特征,从理论上分析了区块链技术降低农产品交易成本的内在机理,系统阐述了区块链技术在驱动农产品供应链发展方面的作用及国际实践现状。研究认为,区块链技术可有效解决农产品供应链中因信息不对称所带来的食品质量安全、农村金融及农业保险中的道德风险等诸多问题,但是由于农产品供应链系统的复杂性及区块链技术应用条件的不成熟,区块链技术得到全面的推广和应用尚需要一定时间。然而,发达国家目前正利用其技术和资本优势加快区块链农产品供应链的全球布局,使发展中国家在农产品供应链、价值链中面临被“低端锁定”的风险。中国应加快构建数智化现代农产品供应链安全体系,加强数字基础设施建设,及时把握全球数字农产品供应链的主动权。关键词:区块链;农产品供应链;食品安全;全球价值链一、引言随着数字技术的发展,全球农业和食品供应链系统也在加速向数字化转型。数字化已经成为农业农村现代化发展的关键驱动力,农业食品系统的未来将在很大程度上取决于农业利益相关者如何利用数字化转型来提高包容性、效率和环境影响(,)。由于资源环境约束和生产成本持续上涨,通过机械化、数字化技术变革提高农业生产力,成为中国保障粮食等重要农产品有效供给和实现农业高质量发展的关键。年中央“一号文件”首次明确提出要“加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用”,标志着以区块链、人工智能等为代表的数字技术已上升为农业数字化发展的战略方向。年 月国务院颁发的“十四五”推进农业农村现代化规划再次明确提出,要“推动物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术与农业生产经营深度融合”。可见,加快区块链技术在农业生产经营中的应用,是当前农业数字化发展的一个重要内容。区块链技术最大的应用价值是有利于构建适应数字经济发展的新型生产关系。农产品供应链是一个由农户、经纪人、批发商、物流商、零售商及消费者构成的错综复杂的网络结构(张喜才,),农产品供应链中的主体构成和生产关系的复杂性、产品质量安全的重要性、时间竞争的局限性和物流管理的高难度性等特征,使得链上成员之农业经济问题(月刊)年第 期 项目来源:国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“东盟与中国的经济转型和区域农产品价值链发展研究”(编号:)。感谢匿名审稿人的宝贵修改意见,当然文责自负。李丛希为本文通讯作者 国家信息中心.信息化领域前沿热点技术通俗读本.人民出版社,DOI:10.13246/ki.iae.20220720.001间的信任、合作、利益及风险共担,成为决定农产品供应链质量的关键(陆杉,)。区块链技术在去中心化、信息公开透明、信息不可篡改等方面的特征和优势,使其成为一种改变食品供应链关系和重塑食品生态系统的数字技术(汪普庆等,),在农产品供应链中的应用会逐渐增多。然而,与发达国家相比,我国农业数据资源建设基础薄弱、大数据资源共享机制不健全、农业数字技术研发和智能装备明显滞后(农业农村部信息中心课题组等,),在国际四大粮商(、邦吉、嘉吉、路易达孚)和超级零售商正加快利用区块链等数字技术布局全球粮食和食品供应链的背景下,中国作为全球最大的农产品进口国尤其是粮食进口国,亟待加快农产品供应链中的区块链技术应用和布局,以尽早把握农产品数字供应链的主动权。为深入了解国际上区块链技术在农产品供应链中应用发展的前沿状况及存在问题,本文在分析区块链内涵及其特征的基础上,通过构建农业区块链经济分析模型,分析区块链技术推动农产品供应链发展的作用机制,梳理区块链技术在部分发达国家农产品供应链上的具体实践,以期为促进中国农产品供应链系统中区块链技术的应用及发展提供经验参考。二、区块链的内涵、特征及其降低交易费用的机理分析(一)区块链的内涵与特征从广义上来说,区块链是利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用自动化脚本代码(智能合约)进行编程和操作数据的一种去中心化基础架构与分布式计算范式(袁勇等,)。狭义上的区块链是由一系列数据区块组成的,由公私钥保护且带有时间戳的,包含不可篡改的交易记录的分布式公共账本(等,)。数字经济的核心要素是数据,而区块链则可以简单地描述为一种去中心化的数据库或是交易数据库。虽然区块链和互联网一样都是建立在开放协议上的应用程序,但是区块链技术更凸显互联网的价值属性,是一种价值互联网。这主要是因为区块链是对等式网络(,)、分布式存储、密码学、时间戳等多项技术的集成,这些技术的集成保证了其具备去中心化与去信任、信息公开透明、信息不可篡改、自动执行等主要功能或者特征。.去中心化与去信任。区块链技术的去中心化功能是指交易双方基于区块链技术可以实现点对点的交易,由区块链网络充当中介,改变了传统意义上中介的性质和职能。区块链去中心化功能主要依靠 网络实现,在 网络中,每个节点地位均等,以扁平式拓扑结构相互连通和交互,不存在任何中心化的特殊节点和层级结构,每个节点均会承担网络路由、验证与传播区块数据、发现新节点等功能(袁勇等,)。去信任的特性隐藏在去中心化的功能中(等,),无须第三方权威机构的信用证明或担保。.信息公开透明。区块链平台下,用户在被授权后可以查看任何信用信息,例如产品生产时间、地址以及交易的金额等。这主要是基于区块链是一种特殊的分布式账本技术,它使用密码学和算法,以不可变的方式记录数据,具备账本的功能。区块链分布式账本技术(,)即指分布式数据库,用于在多个数据存储(分类账)之间记录和共享数据,每个数据存储(分类账)都具有完全相同的数据记录,并由称为节点的计算机服务器的分布式网络控制,具备较高的透明度。所有网络成员都有一个分布式分类账的完整副本(可以进行加密),只有在建立共识并在整个网络中实施传播时才能更改(等,)。因此,区块链能提供透明且不可篡改的交易记录来保证数据信息的真实和可追溯(等,;等,)。.信息不可篡改。区块链技术的信息不可篡改功能建立在区块链技术前两项功能的基础上。在密码学的节点认证技术下,数字签名、时间戳等技术被用于区块链中。例如,数字签名通过非对称加密的公私钥认证信息来源,若信息发送者 采用自己的私钥加密信息后发送给信息接受者,则用 的公钥对信息解密,确保信息由 发送;时间戳记录了区块数据写入时间,是区块链数据的存在性证明,该技术有助于形成不可篡改和不可伪造的区块链数据库(袁勇等,)。谭砚文等:区块链技术在农产品供应链中的应用.合约自动执行。区块链技术的自动执行功能主要通过区块链中的智能合约实现。即由网络中所有共识节点执行的计算机程序,通过将合同条款转变成代码,使得交易依照合同条款规定自动执行。合约自动执行可以减少合作伙伴对中介的需求,提高交易的效率,并减少恶意或者意外情况的发生。(二)区块链技术降低农产品交易费用的作用机理分析区块链在数字经济领域的快速发展应用衍生出一个新的研究领域 “区块链经济学”(),其在降低交易费用上的优势成为学者研究的热点(等,;等,;等,;等,)。()的交易费用理论认为,经济组织的核心问题在于节约交易费用,而交易费用则取决于人的有限理性、资产的专用性、交易的不确定性以及交易的频率,其本质是在信息不对称下的专业化与劳动分工的费用。市场型交易费用主要包括搜寻和信息费用、谈判和决策费用、监督和合约义务履行费用(等,)。农业领域的信息不对称问题突出,容易引发逆向选择和道德风险问题,并增加信息搜寻成本、验证成本,降低交易效率。如何减少信息不对称成为抑制机会主义、强化农业产业链治理、维护农业产业链稳定的关键(付豪等,)。传统的农产品交易渠道往往存在各供应链环节脱节的问题,各方信息不对称的问题突出。相比之下,区块链农产品交易平台通过将产业链条中生产(包括生产服务)、流通和消费主体的供需信息纳入其中,依托区块链技术所具有的信息公开透明、去中心化、信息不可篡改及合约自动履行的功能,有效降低了农产品供应链中因严重信息不对称产生的高昂的搜寻、谈判、监管等成本,从而实现区块链价值创造。首先,基于区块链技术的农产品供应链平台建立起了一种以智能合约为基础的新型委托代理关系。在加入平台之初,链上主体之间并没有直接的委托代理关系,此时的委托方是交易主体,代理方则是区块链平台,其职能是负责收集、发布和记录数据信息,并充当超级分布式账本的作用。只有当链上主体之间通过点对点式的交易模式达成交易时才会形成直接的委托代理关系,区块链平台的去中心化、信息公开透明机制在降低链上主体信息搜寻和验证成本的同时,有效规避了链上主体因有限理性和机会主义所导致的道德风险问题。从农产品供应链的发展趋势来看,随着参与主体、交易产品及类型的增加,尤其是在农业全产业链的发展模式下,农产品供应链网络化特征日益明显,而传统线下交易模式和电商模式都愈发难以满足这一发展趋势,严重的信息不对称问题会引发“断链”风险,且随着交易频率的增加,交易成本也会大幅增加。相比之下,农业区块链的优势在于其信息公开透明、可信任、可追溯的特征,通过交易双方在对机器算法或者是机器代码信任的基础上签订智能合约,建立信任机制,从而在降低搜寻成本、信用评估成本和审查风险的同时,减少中间环节和不确定性,提升供应链效率(见图)。其次,区块链平台下的交易费用被转化为数据要素交易成本。区块链平台成本主要是平台建立成本和运营成本。虽然农业区块链中的有关主体,例如农业企业在区块链中的成本不直接表现为平台建立成本和运营成本,但是在忽略机会成本的情况下,其加入区块链的成本可以被视为分摊到以上两种成本中的总和。进一步地,平台建立成本主要是数字基础设施投入成本和程序开发端成本,运营成本则主要包括参与主体的信息验证成本、因数据信息交互所产生的系统成本(当区块链平台趋于较大规模时,农业区块链中的主体查看或录入数据信息的行为可以表示为类似系统的交互过程)及系统维护成本。虽然交易次数的增多也会增加区块链的系统成本,但是基于算力的区块链系统在数据信息获取上优势更大,有利于降低网络成本。由此可见,基于区块链技术的农产品供应链平台不但可以降低交易成本,而且弥补了交易成本难以量化的不足。此外,不同于一般的互联网农产品交易平台,农业区块链系统中的数据要素具有价值创造功能。这主要是因为区块链收益由参与主体收益和区块链系统收益两部分组成,农户或农业企业加入平台后不仅可以通过出售产品获得收益,而且可以通过数据“上链”及数据产权交易获得部分数据收益,农业经济问题(月刊)年第 期 系统收益则主要表现为节点挖矿收益。因此,正是基于区块链技术降低交易成本的优势及其功能的可拓展性,使其在农业领域的应用场景也在增加。例如,区块链数据信息不可篡改的功能可用于食品可追溯系统以及农业产权保护等。建立信任机制,降低验证成本改变中介性质,减少交易环节去中心化区块链数据信息易获取,降低网络成本区块 1区块 2区块 3区块 4区块 n信息不可篡改合约智能化信息公开透明提高协议质量,提升履约效率图 区块链功能特征及其降低交易成本的作用机理三、区块链驱动农产品供应链发展的作用与实践(一)区块链在农产品供应链中的作用区块链技术“去信任、公开透明、不可篡改”等功能有利于降低信息不对称和数据存储风险,并且与农产品供应链中食品可追溯系统、供应链金融、农产品电子商务等细分领域的高质量发展相契合。.提升食品质量安全。食品质量安全是粮食安全的重要组成部分之一。然而,食品质量安全问题始终是困扰国际社会发展的不稳定因素。在低收入和中等收入国家,每年因食品不安全给生产力和医疗费用方面造成的损失达 亿美元。建立基于信息可溯源的农产品可追溯系统成为当前各国保障食品安全的重要工具。但是,现有农产品追溯系统并不能实现农产品从种植到消费全产业链的完整跟踪,原因在于供应链中分别负责生产、运输等环节的物流跟踪数据库系统相对封闭和独立、缺乏监督,并且建设和管理物联网终端所产生的大量可追溯数据的成本很高(等,)。而基于大数据系统的区块链技术可以实现农