区块链在智慧农业中的应用 2020-09-08 刘亚雄
□ 山西农业大学 刘亚雄
随着区块链技术的不断发展，正逐步应用到农村金融、数字农村、智慧农业中，它的应用可以促进农业发展，解决农业在发展道路上存在的瓶颈，提升农业信息化与现代化水平。本文将从分析区块链技术的2个基本问题入手，结合区块链的特点，浅析了区块链在智慧农业中的应用。
区块链本质上是一个去中心化的分布式账本，在记账存储的过程中会遇到两个基本问题：1）每一位用户都可以去记账，但是记账会耗费一定的算力，那么用户为什么参与记账呢？有时候提供的交易信息是被伪造的，那么如何鉴别提供者身份的真伪呢？
1.用户记账的奖励
每一个用户都可以记账，并且记账会有一定比特币的奖励。当用户A进行交易时，需要有人将交易信息进行打包记账，此时打包记录者就会获得手续费和打包奖励。当然只能是一个人进行打包，并且每十分钟打一个包，最开始会奖励打包者50个比特币，之后每过四年奖励就会减半，经过计算比特币的总量为2100万。如果每打一个包会获得比特币的奖励，那么就会有更多的用户想要争取打包的机会，但是只能有一个用户可以打包，这就需要通过工作量证明去选择具有足够算力的用户进行打包。
2.对提供交易信息者进行身份证明-防伪
当用户A要转账给用户B，那么用户A需要先写一条转账信息，之后通过hash算法计算出摘要，最后通过A的私钥进行加密产生密码。这里的加密使用非对称加密算法，即在加密时使用私钥，解密时使用公钥，只有持有私钥者可以加密，其他人可以解密。A将转账信息、公钥、密码都广播出去，接收到广播的用户就需要对信息进行hash运算，得出摘要1，同时利用公钥和密码进行解密得出摘要2，将摘要1与摘要2进行对比，如果相等，说明密码符合要求，也就是的确通过A唯一的私钥进行加密，这就可以判断确实是A进行的广播；反之，则说明消息是伪造产生，所有用户都会拒绝这条消息。
二.区块链技术的基本特点
去中心化。在传统的支付体系中，人们普遍会把自己的资金存储在银行中，银行就相当于一个大账本，里面记录了所有的交易信息，在有交易时都需要通过中心点银行进行交易记录，这就是中心化的管理。它所具有的特点：人治成本高；通货膨胀；资金冻结等。现阶段区块链技术的发展，出现了非中心化的管理，即人人都是中心，每个人都参与记账，并且每个人所存储的数据一致，它所具有的特点：非人治理，可节省大量的中介成本；规则协议清晰。
防止篡改。在每个区块头部都会含有Prev-block Hash，Merkle-root两个关键字。其中Prev-block Hash代表前一个区块的hash。由于区块之间根据时间戳的大小相互连接，并且每一个区块都记录了前一个区块的hash，所以当区块中的信息被篡改时，会使得之后所有区块的hash都发生连锁改变，从而发现被篡改的区块。也可以通过Merkle-root字段进行哈希计算去验证区块头部和区块体是否被篡改。
匿名化。在区块链中，可以使用公钥产生的地址进行交易存储，计算机验证数据时自动判断活动的有效性[2]，交易双方无需使用自己的真实姓名，使得交易匿名化。
可追溯性。区块链可以完整的记录交易的整个过程，系统中的用户可以查阅任何时间段的数据。将历史的数据完整的保存在系统中[2]，保证了交易数据的可追溯性。
三．区块链在农业领域的应用：
1.“区块链＋农产品供应链”
将区块链应用于农业领域中，可以利用区块链的可追溯性、防篡改性使农产品从种植到交易的全过程都有记录可寻，保证每一个环节都真实可靠。通过区块链技术可以快速追踪农作物的具体来源，改善传统的农作物溯源体系，实现对农作物种植周期的有效监控。
2.“区块链＋农产品质量保障”
在农业生产中，会有诸多因素促使农产品质量控制难以有效的保障，区块链与物联网技术相互结合应用于农业领域，可以完成农业生产过程中精准、高效的数据记录，保证农产品质量控制更加自动化、数据化，由于区块链具有防篡改的特点，更好的保存了农业数据，使得农产品的质量控制的到保障。
3.“区块链＋农村金融”
区块链最广泛的应用便是金融，农村金融体系现阶段仍然存在一些问题，利用区块链技术赋能农村金融已成为我国推动农村金融改革的一大趋势[3]。以下举例区块链在农村支付体系中的应用：
现阶段农村支付体系面临了多重困难如支付网点少，支付体系不健全等，可以通过区块链技术弥补农村支付体系的不足。可以利用区块链技术的去中心化的特点使得交易双方无需通过中间机构，直接点对点进行交易，使交易和结算同时进行，节约了时间成本并且可以有效缓解地区、市场的分割问题[3]。还可以利用其防篡改的特点，保障金融数据的安全和有效性。最后还可以利用区块链的可追溯性，建立查询树，指向特定的区块子集，可以简化程序，提高查询效率，避免出错[3]。
想要使区块链技术能够长远的应用于农业领域，就需要加强推广，让农业相关利益主体意识到区块链技术的重要性；完善基础设施，加强农村地区互联网的基础设施建设；开拓区块链技术在农业领域的应用场景，让更多的农民用户都可以参与进来[1]。我相信未来区块链在智慧农业中的发展前景一定十分广阔！
参考文献：
[1]江凤香,王碧霞,高靖,思静,胡世淇.区块链技术在农业领域的应用[J].农业工程,2020,10(07):54-56.
[2]王思静.区块链技术在医药冷链物流领域的应用设计[J].价值工程,2019,38(05):76-78.
[3]张正平,刘云华.区块链技术在我国农村金融中的应用及完善[J].武汉金融,2019(05):67-71.
