联博科技区块链应用解决方案入选人民网2020区块链蓝皮书

近日，《区块链应用蓝皮书：中国区块链应用发展研究报告（2020)》）（以下简称《蓝皮书》）正式出版发布。

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本书由人民网党委书记叶真真、党委副书记罗华等主编，对重要研究和典型应用进行评价、选编、编撰。全书分为总报告、技术创新文章、行业应用文章、行业与市场文章、专题文章等。总报告主要关注2019年中国区块链应用发展的基本情况、总体特点、机遇和挑战等进行了总结。

其中，行业应用章节评选出8个区块链应用解决方案，涉及区块链在教育、智慧养老、精准扶贫、智慧交通、农产品溯源、农业等领域的应用与发展现状及趋势土地信用评估、供应链金融、能源、政务等，总结区块链在上述领域的研究应用现状及解决方案。

附件：蓝皮书《农产品溯源与农用地信用评估》应用解决方案全文：

（本文基于联博科技在农业和农用地领域的研究和区块链技术的应用探索与创新。博泰CEO朱青带队撰写，题为《区块链+的应用》农产品溯源与农地信用评价）

“区块链+”在农产品溯源和农地信用评估中的应用

一、农产品溯源与农地信用评估发展现状

(一)农产品溯源发展现状

近年来，随着食品安全问题的频发，公众对食品安全的关注度越来越高。尽管国家先后印发了《国务院办公厅关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》和《“十三五”国家食品安全规划》《国务院办公厅实施意见》 《工业和信息化促进制造业产品和服务质量提升》要求建立全生命周期质量追溯机制，但我们必须清醒地看到，我国食品安全风险和食品安全仍处于突出阶段疫情期间，食品安全形势依然严峻。

目前，农产品追溯体系还处于发展初期，面临诸多问题。首先，传统的农产品追溯系统是基于中心化系统和中心化服务器的。有篡改的动机和可能性，无法保证溯源数据的真实性。一旦发生食品安全事故，将对追溯体系的公信力造成毁灭性打击。其次，农产品从种植到销售再到最终消费者购买，传统的农产品溯源体系难以打通所有环节，即使打通，也会面临高成本消费和数据孤岛问题，难以打通。最大限度地提高追溯系统的有效性。

(二)农地开发信用与价值评估现状

2015年8月，国务院印发《关于开展农村承包地经营权和农民住房产权抵押贷款试点工作的指导意见》，规定农民可以直接套现自己的承包农地（指耕地）土地经营权通过抵押贷款给银行。此后，《农村承包地经营权抵押贷款试点暂行办法》、新版《土地管理法》等政策法规，提高了农地信用和价值评估的重要性。 .

但该政策在具体实施过程中仍遇到不少困难。在实践中，金融机构对土地经营权抵押缺乏针对性、有效的风险控制体系，导致贷款违约率较高。继续情绪高涨。问题在于，第一，农村金融机构往往实行贷款终身负责制，容易导致信贷员主观判断，甚至产生利益挂钩；二是土地价值难以估价，特别是用于农业用途的土地，更难预测。输出值。

二、区块链技术简介

区块链技术使用区块链数据结构来验证和存储数据，并使用分布式节点共识算法生成它是一种新的分布式基础设施和计算范式，它使用密码学来保证数据传输和访问的安全性，并使用智能合约组成用于编程和操作数据的自动化脚本代码。

在此基础上，区块链技术具有以下特点：

(1)分布式存储

没有中心节点，每个节点都存储着整个数据库。节点越多，数据存储的安全性越高。

(2)不可篡改

一旦数据上传到链上，任何个人或组织都无法被篡改。任何访问和添加数据都将永久记录在区块链上。

(3)多方

写入区块链 传入的数据不受单一主体单方面控制，只有经过多方验证达成共识后才能写入存储。

(4)智能合约

智能合约基于代码指定的规则，并通过共识机制确保严格按照合约进行计算并生成可信的计算结果，可用于任何计算和交易逻辑的自动化和智能化。

三、区块链技术赋能农产品溯源和农田信用评估

2019年10月24日，在第十八次区块链技术发展现状与趋势集体学习会上，区块链被正式确定为国家战略。目前，区块链底层技术已经开始发展并逐渐成熟，区块链技术在产业创新中的探索也在逐步加快。利用区块链技术，农产品溯源系统可以实现数据的真实可靠，不可篡改。可追溯的真实数据使农田信用评估更加准确、全面、高效，进而将两个场景与数据进行对接，形成完整的农业场景闭环生态。

(一)区块链赋能农产品溯源

区块链技术可以很好地与农产品产业链结合，贯穿农产品产业链，对农产品产业链全链条进行监控和追溯，提高追溯体系的真实性和效率。

(1)农产品溯源对数据的真实性有极高的要求，而这种真实性是很难通过中心化系统提供的。区块链技术可以通过分布式系统达到这个目的。即使相关检测机构主观上想要改变检测报告结果，客观上无法改变链上数据，从而杜绝了造假的可能。一旦整个链条出现任何问题区块链哈希值交易记录查询，都能快速定位，找到责任人。

(2)农产品溯源涉及的环节很多，在将供应链各个环节整合到标准化追溯体系的过程中，传统的追溯体系需要付出高昂的成本。即便如此，效果有限。区块链技术可以让供应链中的所有环节，如农民、经销商、销售渠道等，加入同一个区块链系统，无需担心商业秘密和数据保护，数据共享可以产生供应链各个方面的价值。

(二)区块链赋能农田信用与价值评估

农田抵押贷款实际上是一个供应链金融问题。农民作为最上游的供应商，距离核心企业很远，核心企业的信用无法传递给农民。因此，有农地抵押的政策来解决农民的融资需求。但是，这并不能彻底解决农民的信用评价问题，更不用说对农地交易的评价了。

(1)金融机构缺乏农地抵押贷款风控体系，风控成本高。区块链技术可以消除信息不对称，将农户贷款用于用途和单位土地用途。产出状况等数据以真实、低成本的方式传递给金融机构，从而降低风控成本，让更多符合风控要求的农户顺利获得贷款，增加金融机构的业务收入和降低贷款违约率。

(2)在农地交易、征地补偿等场景中，通过区块链系统为农地估价提供准确、全面、可信的数据，将非常有利于土地价值的估价。准确评估一方面可以帮助节省交易成本，另一方面可以保障农民的切身利益。国家信用体系。

(三)区块链+溯源+信用价值评估

(1)溯源信息可用于信用评估

溯源信息会涉及大量详细的农产品种植细节，如树苗信息、种植环境信息、农业作业信息、农药信息、柑橘生长信息等，也可以提供更客观、充分的依据用于评估单位土地价值。因此，通过区块链技术详细记录溯源信息，这些真实透明的溯源数据信息可用于信用评估和价值评估。

(2)信用评估数据可以添加到追溯系统和价值评估中

在这个生态中，农用地信用评估数据也可以加入到区块链溯源系统和价值评估当中。农户将贷款资金用于非指定用途，或在农药化肥等农产品种植过程中偷工减料，导致最终信用评价不合格，不仅会影响当期农产品的销售，而且增加农民的信用记录会对后续的农产品销售和农田交易产生影响。消费者不仅可以通过区块链追溯系统查看当前批次的农产品种植和生产情况，还可以查看农民和企业的历史真实情况。信用记录。通过该制度，可以强制农民和企业从消费端规范自己的农产品种植和生产，保护消费者权益，也可以作为农地交易的参考。

四、基于区块链的柑橘溯源+农田信用评估系统

本部分将以柑橘为例，描述一个完整的基于区块链的农产品溯源+农田信用评估体系。

(一)系统需求分析

该系统主要服务于四类用户群体：普通消费者、制造商和销售商、金融机构和政府监管机构。对于这四类用户群，会产生以下要求：

(1)消费者需求分析：消费者作为整个供应链的最终用户，也是整个系统服务的关键对象。对系统提出以下要求：

透明度：有权查看产品的完整性追溯信息可以全面掌握柑橘的一系列详细信息和信用记录。

真实性：查询的溯源信息可靠、真实、完整。

实时：可实时查询商品溯源信息，验证溯源信息的正确性。

方便：系统使用简单直观。

(2)种植者和中间商需求分析：种植者主要负责柑橘的生产和采摘，而中间商主要负责柑橘的采购、储存、转运和销售等。非-供应链终端用户需提供相关追溯信息，其主要要求如下：

监管：即供应链中的所有环节都必须符合国家政策和法律要求，生产细节必须向监管部门披露信息。

部分透明：指溯源信息只向相关消费者、监管部门、金融机构等公开，不向全社会公开，避免商业信息泄露。

责任追究：当发生纠纷时，法院等公信机构可以基于可信的溯源信息形成判断依据，并对事故负责。

(3)金融机构需求分析：在这个体系中，金融机构主要负责解决农民的融资需求，为农民提供农地抵押贷款。主要要求如下：

标准化：信用评价指标可以标准化的形式展示，金融机构可以通过风控模型判断农户的还款能力。

方便：风控成本低。

真实性：金融机构获取的信用评价指标数据真实可查。

(4)政府监管机构需求分析：政府监管机构主要指地方质检局、工商局、食品监管局等，保障与供应相关的食品安全和市场公平链他们需要以下内容：

无条件透明，政府监管机构无条件了解供应链各个环节的细节和追溯信息，不仅可以对市场进行全面监管，还可以根据生产数据进行监管。开展大数据分析，为制定更加合理的政策、促进社会主义事业发展提供依据。

(二)系统型号说明

柑橘类农产品供应链溯源+信用评价体系模型如下：

种植者：在这个系统中，种植者负责农产品的选择、育苗、施肥、病虫害防治和采摘。并实时上传水果种植信息、生产状态信息、田间作业信息等相关生产数据信息，实时有效记录每一道工序，确保农产品的种植信息。

质检部：在种植者将产品卖给买家之前，质检部需要对产品进行第一次质检。检查内容包括：相关产品中的病原微生物、农药残留、重金属、污染物、产品是否与有毒物质有关。 ，一起运输有害物品，是否使用激素催熟剂等。如果发现产品质量不符合国家规定，种植者将不准销售这些产品，质检部门还应记录产品的过程和质量。然后将结果上传到系统。

采购商：采购商从种植户手中大量采购农产品并经销 对经销商而言，在采购产品时，要全面了解水果的价格，与种植户协商价格，注意保鲜水果运输途中的水果质量和质量，并将数据上传到系统。

运输企业：运输企业负责将这些农产品运往全国各地。在运输过程中，产品应保持优质、新鲜。应注意不要与有毒物质一起存放，并应记录每批。交付期间使用的车辆和交付时间等信息。

分销商：分销商（如水果超市）也是这个过程中商品销售的中间商之一，需要将相关数据（如进货时间、批次、新鲜度等）上传到链上。

消费者：消费者是农产品供应链中的最终流通环节。他们非常关心粮食问题，担心农产品生产过程中是否存在污染问题。因此，消费者更倾向于购买来源明确的产品和种植过程明确的农产品。如果消费者发现水果不新鲜或有其他问题，可以查看溯源信息，选择联系卖家补发或退货。

金融机构：金融机构通过评估农民的信用，向农民发放农田抵押贷款。在该系统中，金融机构可以访问溯源数据进行信用评估，并将信用评估情况反馈给系统。

物流中心：物流是产品生产和销售的重要组成部分。快递公司需要记录快递的目的地和收货地，司机返回的途中信息，收货人收货的时间。

在本系统中，记录包括但不限于以下信息：

种植者信息：

年龄、性别、文化、健康、身份；

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资产、收入来源、信用状况；

柑橘种植信息：

柑橘种植者基本情况；

树苗信息，包括树苗品种、直径、高度、株形、根系和枝叶信息（树苗质量检测信息）；

种植环境信息，包括温度、光照、水分、地形土壤和种植密度信息；

农耕信息，包括施肥种类、施肥量、除草方法、护花保果操作流程、柑橘生命周期等；

农药信息，包括农药种类、喷洒量、农药停药期、喷洒目的（当时柑橘的生命周期）；

柑橘的生长信息，包括种植时间、生命周期和采摘时间。

质检部信息：

质检部基本情况；

感官、品质、微生物、农药残留、重金属、维生素、功能性成分、激素等；

感官和质量信息，包括果实重量、垂直和水平直径、硬度、可滴定酸、种子数量、果皮厚度、可食性、果皮颜色、光滑度、果实硬度、口感和水分。

收购方信息：

收购方的基本信息；

采集类型、采集时间、采集数量。

运输公司信息：

运输公司基本信息；

运输周期（运输开始至运输完成）；

运输路线（途经地点及当时经过的时间）；

运输物品的类型；

运输类型（空运、陆运或水运）；

负责运输的人（现任运输司机）；

发货人和收货人。

经销商信息：

经销商基本信息；

柑橘类；

柑橘价格（不同种类对应不同价格）。

快递公司信息：

快递公司基本信息；

表示周期（开始和结束时间）；

快速路线；

快递物品的种类和数量；

快递类型；

快递负责人；

发件人和收件人。

(三)系统详细设计

(1)土地及农产品溯源模型

系统采用列表结构来描述供应链或物流信息网络中的“点”结构，采用多输入多输出的产品状态转移模型，整合整个供应链中的“边”结构或物流信息网络。圆点代表农产品的生产、供应和营销活动。每个节点区块链哈希值交易记录查询，包含所有上游供应链、加工细节等；边缘结构代表产品的转移，需要转移或者交易双方达成共识。

点结构

点结构内部是一个按时间顺序排列的列表。对点结构的操作主要有以下三种，初始化、添加记录和装箱单：

初始化：形成一个空列表，记录中的第一项需要包括：创建列表的实体名称、创建列表的时间、创建列表的地点。初始化操作只能执行一次，执行前请确保身份已经通过身份权限配置和审批流程，并绑定了对应的Public key。

添加记录：将业务活动生成的每一步的详细信息整合到一条记录m中，假设前面的记录为m'，计算h=H(m|| m')，然后上传哈希值 h 到区块链。这个操作可以重复执行，形成一个时序链表。

包列表：整合列表Set L中的所有生产经营记录数据，计算哈希值h=H(L)并使用实体的公钥对数据集L的哈希值h进行签名，得到s，最后将 H(s) 上传到区块链。接下来，把数据集L和签名s整合成一组数据T=(L,s)，上传到监管部门指定的云服务器，云服务器随机生成一个UUID，然后返回UUID作为实体的token，通过这个token，任何人都可以查询云服务器找到T。

边缘结构

边缘结构涉及两个实体，A和B。比如A给B提供原材料，B再加工后转给C。或者A给B货后，B直接把货转给C边结构主要用于记录A和B之间的乘积转移。一个边结构由多个输入和一个输出组成，如果多个具有相同输入的边结构组合可以形成多输入多输出结构，可以恰当地描述农业活动中的实体与食品供应网络之间的关系信息。边缘结构必须包含 A 提供的产品信息。所有相关的可追溯性信息，以及 A 自己的生产细节。边结构包含生产清单、源账户、目的账户、转运数量、转运时间和空间位置信息等字段，具体描述如下：

生产清单：生产清单可以采用点结构中描述的清单。除了生产细节，清单还记录了所有原材料来源的可追溯性信息。 ，即其他边结构，因为每个边结构都代表了不同实体之间的产品转移。注意这里的生产清单只是一个token，并不是真正的清单数据。只要拿到这个token，就可以访问网络，从可信的管理后台访问这个列表中的所有数据。

来源账户和目的地账户：来源账户是指交易的卖家或物流过程中的发货人；目的账户是指交易的买方或物流过程中的发货人。即源账户提供产品，最终流向目的账户。这里的源账户和目的账户都替换为信用平台中公钥的哈希值。

转让数量：表示转让项目中的数量和类型。输入允许生成多个边缘结构，以及多个输出边缘结构。例如，监管提取信用管理后台的输入和输出。如果产出之和高于产出之和，则说明企业提供了虚假信息，信用平台将予以记录。情节严重的，取消其上市许可。资格。

转移时间：转移时间记录产品转移发生的具体时间。该时间点应与区块链中的时间戳一致，且无明显变化，否则视为无效。

空间位置：每个产品中转的经度、纬度、海拔等准确信息，并为产品在供应链中流动时提供准确的地理位置信息，以便后续用户能够在第一时间了解产品的详细信息全方位的方式。它还消除了伪造来自虚假空间位置的可追溯数据的可能性。

边缘结构的数据在交易到达时整合生成。若边结构的数据为E，计算哈希值h=H(E)，A和B分别记h得到sa和sb，A在链上标记H(sa||sb)，最后A将E、sa、sb整合成一个数据集G=(E,sa,sb)，将G上传到信用管理后台，平台可以接收到监管部门或者政府部门。 G 链上意味着该过程得到了双方的认可，并且不能被伪造。之后，平台生成一个UUID，通过这个token，任何人都可以查询云服务器找到G。

通过点结构和边结构的结合，这个模型可以描述供应链中的每一个环节。例如，柑橘种植者是供应链的起点，他只需要在点结构中记录他的生产细节。当柑橘种植者需要向买家出售柑橘时，可以使用边缘结构来描述柑橘的销售过程。由于柑橘种植者的点结构的token嵌入到边缘结构中，因此可以通过边缘结构查询柑橘的生产信息。 获取者在完成对citrus的获取时，也在自己的点结构上记录了获取信息，包括边缘结构的token。当柑橘买家将后天的感情承包给物流公司进行运输时，买家的点结构再次嵌入到买家与物流公司产生的边缘结构中。通过收购方和物流公司的侧面结构，我们可以详细了解物流公司收购柑橘的详细情况以及柑橘种植的详细情况。以此类推，柑橘终于到了经销商处。通过经销商提供的点结构代币，消费者可以递归地遍历到柑橘在整个供应链中各个环节的详细信息。结合数字签名和区块链的机制，这些Details可以被信任验证。此外，所有供应链信息对监管部门和政府职能部门完全透明，实现全方位、全链条的监管能力，也为市场宏观调控提供数据分析依据。

(2)土地金融统一征信平台

基于区块链和智能合约的统一征信平台，简称征信平台，旨在提供柑橘溯源，绑定系统中每个参与者的身份和公钥，发布征信相关数据和事件的信息，并通过信用评估模型对农民因素和农田因素进行建模。基于准确、全面的源数据，农地抵押贷款信用评估和农地使用权交易估价平台能力。

针对农民和非农民的因素，我们分别建立了Z值评分模型：

Wherein, X1,X2,…,Xn represent the agricultural land mortgage loan credit evaluation indicators, β1, β2,…βn are the weights of the corresponding indicators, ΣβiXi is the relationship between the loan applicant’s index data and the The sum of the product of the weights of the indicators is called "original credit value, and μ is the adjustment item, which is subjectively assigned by the loan officer according to his own work experience, local policies and business environment. The Z value is the credit score of the loan applicant. According to Z The size of the value can determine the credit qualification of the loan applicant.

In the farmer factor modeling, the farmer data is used to evaluate the farmer's loan application amount, credit, and repayment ability. The farmer factors include the farmer's age, Education level, physical health status, whether it is a species, large farming households, scale of farmer's productive fixed assets, main source of income, credit status, loan fund use, etc. For farmer households with high education level and good health, the larger the farmer's production scale, the higher the household assets. The more, the more stable the income and the better the credit status, the easier it is to pass the loan application and the larger the loan amount. Combined with the loan model of traditional farmland management loans, the ranking of the weights in the factors of farmers is generally: credit status> loan fund use> Income source>Asset>Health>Identity>Age>Culture.

In the agricultural land factor modeling, the following indicators are mainly included:

Land certificate: whether there is a rural land contractual management right certificate

Area of ​​farmland: the actual size of the area

Scale: whether it is scaled

Output value: the economic value of output per unit area

Appraisal of farmland transfer: based on the transfer price valuation realized by past real land income

Appraisal of farmland transfer discounts the future production of farmland to the time of assessment , and add all the discounted income as the estimated farmland circulation valuation. It has exact guiding significance in the transaction of farmland use rights, and is also the core weight factor in the mortgage loan of farmers. Because our traceability system will Precipitate complete agricultural product data, contract period, and measure costs through agricultural activities. On the premise of proper land use, the utility of land is sustainable. We use the income method to realize the valuation of agricultural land circulation:

In the formula, P is the estimated value of farmland circulation, Ri is the expected income in year i, and r is the discount rate , i is the income period.

Based on the modeling of agricultural land factors, we have realized the valuation of agricultural land circulation process. Relying on the data of the whole chain of agricultural products, the platform can realize the valuation service of agricultural land related to agricultural products connected to the platform. At the same time, with the help of farmer factor data, the platform can establish a complete and objective agricultural financial loan credit evaluation service. It solves the problem of difficult and slow loans for farmers, and at the same time expands the customer base of financial institutions, reduces the risk of bad debts, optimizes the efficiency of their capital allocation, and creates an information-based and intelligent modern agricultural activity model.

(3)Blockchain + IoT data collection platform

In our system design, we use IoT devices to collect data, form and store data based on In the data platform of blockchain technology.

Using blockchain + IoT technology, the system can ensure data privacy. In the alliance chain, unauthorized nodes cannot access the data in the blockchain , which can ensure a certain degree of data privacy. In addition, some authorized nodes may have competing enterprises, and enterprises want to protect the privacy of some of their own data with a higher level of sensitivity, and only provide their sensitive information to some downstream enterprises. , end consumers, and regulatory authorities. Therefore, in order to meet the data privacy requirements with controllable scope and level, it needs to be realized through a combination of blockchain and traditional storage methods.

Using blocks Chain + IoT technology, the system can ensure the authenticity of the data. The IoT terminal is used as the source of data collection, and by giving each device the corresponding blockchain identity, each source data upload requires the time-space location information collected by hardware, through the terminal The identity calls the system interface for data collection and upload, which avoids the risk of data fraud from the source, and builds a "trusted data bridge between the physical world and the information world".

五、Summary

So far, we have been able to establish a convenient, efficient, real-time and accurate agricultural product traceability system based on blockchain technology. The system integrates the functions of agricultural product traceability and agricultural land credit evaluation, and combines the two into a complete Ecology. In this ecosystem, blockchain technology provides a reliable data source and credible data sharing for the system by virtue of its true, transparent, and non-tamperable characteristics, and promotes the formation of a point-to-point decentralized collaboration method among the many parties in the system. It simplifies system links and improves system efficiency.

At present, blockchain technology can be applied in many fields, and in the field of traceability, blockchain has a good degree of integration, and in the traditional traceability system On the basis of the blockchain technology, blockchain technology can be combined with it and play a key role. The development and application of blockchain technology will play a huge role in the food safety of consumers, the financing needs of farmers, and the channel selection of dealers. The positive role of the blockchain technology can truly realize the transformation from the virtual to the real, and serve the development of the industrial economy.

参考文献

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