【区块链实践】农产品质量溯源区块链方案

1. 简介

本文的目的主要是描述如何将区块链的技术应用到农产品信息追溯系统中。 本文将从系统的架构角度来阐述相应的功能，具体每个功能的技术实现方式将不在本文中阐述。

2. 项目背景

本架构是基于区块链构建的农产品质量追溯系统，将农产品/养殖水产品从采购原材料、种植/养殖、加工、物流运输、零售商到消费者餐桌的整个流程中产生的相关信息上链，因此不同的参与方对整个流程产生的信息具有知情权。追溯主要是通过区块链技术，将农产品从生长(环境、农药、化肥等等)、加工、物流运输到消费过程相关信息的采集、传输、处理和查询过程有机联系起来，做到信息流与商流相统一，从而实现农产品的来源可查、去向可追、责任可究。每一件农产品都可以在区块链系统上认证，都有一份透明且安全的商品记录。

3. 架构设计

本章节主要描述基于区块链的农产品质量追溯系统的架构设计。下图是第一版的架构设计，暂时没有将具体的实现技术信息放置到设计中。

本架构设计由三层组成，包括前端的应用层、扩展层和底层的协议层。

前端的应用层面向用户，包括消费者、农户、原料供应商、加工厂商、物流供应商、零售商和政府的相关部门。用户可以通过移动端和 PC 端访问应用层。同时应用层可以对接第三方的扩展功能。该层主要是为用户提供以下功能：

• 登陆/注册
• 农户、原料供应商、加工厂商、物流供应商和零售商可以在系统中申请入驻，
  同时提供身份验证。不同的角色在前端具有不同的功能服务。
• 消费者用户随时查看每件农产品的溯源信息
• 农户、原料供应商、加工厂商、物流供应商和零售商可以录入相关的溯源信息。
• 如果线上产生交易，可以提供钱包功能。

扩展层主要是通过 API 端口为应用层提供服务。同时可以对接第三方的扩展功能。 智
能合约将在扩展层中实现，其主要功能包括：

• 智能合约的注册，农户、原料供应商、加工厂商、物流供应商、和零售商可以注册智能合约。比如农户和采购方的合约，农合和种子公司的合约等等。
• 智能合约的触发，一旦智能合约的条件满足了，则直接触发相应的合约。比如农产品的种子符合绿色安全育种标准，则会自动触发种子公司和农户的合约，若某一育种条件不达标，则拒绝合约。相关的农产品种子数据信息可以由种子公司通过前端录入，或者通过智能硬件设备实时的传输到系统中。
• 智能合约的执行，用户可以随时查看合约的执行情况。
  如果已有现成的物联网系统和接口，可以通过接口链接到扩展层，将智能硬件设备监测到的数据实时的通过接口传输到扩展层，然后将数据分布式的存储到不同的节点中。比如农产品的种植过程可以被智能硬件设备监控，然后通过各种传感器监测土地重金属状态，灌溉施肥施药状态，病虫害状态，光照状态等种植条件。 当所有的种植条件符合相应的产品标准时，就会自动触发农户和采购方的合约。这些产品标准可以由政府制定和上传，政府的相关部门可以在区块链中作为相应的节点，将相应的产品标准作为智能合约的组成部分，验证相应的合约数据和监督链上的交易。同时，农产品从生产、加工、和物流等等过程中产生的信息，消费者都可以看到完整的参与方数据，以此来增加更多的信任背书主体。

协议层属于整个架构的底层，其主要功能是提供共识机制，节点组网，数据安全的传输，和数据分布式的存储。系统需要根据具体的需求来选择相应的共识机制。相关的政府部门可以组建联盟，农户、企业、或者组织可以申请成为联盟的会员，审核通过后可以作为节点加入区块链。这种机制可以承担政府部门对企业资质的审核和管理，保证参与方主体的合法合规性。成员管理服务包括身份管理、隐私、保密和可审计的服务。