CN113469800B - 一种基于区块链的农业信贷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的农业信贷系统，包括：农户数据站，将农田数据关联唯一标识存储，通过区块链将农田数据进行存证固定；种植数据收集器，将农田环境传感器提交农户数据站，将农田环境数据关联农田标识存储；若干个业务数据站，分别将农户在银行、担保机构、公证处及农贸市场的业务数据关联农户的唯一标识存储；信贷服务器，将信贷模型下发至农户接入的农户数据站执行，信贷模型输入为种植数据和业务数据，输出为信贷额度，信贷模型的输出反馈给信贷服务器，信贷机构根据反馈信贷额度进行信贷业务。本发明的有益效果：提高了数据的可信度，为信贷业务的开展提供了数据支持，有效保证了农户的数据隐私和安全。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的农业信贷系统。
背景技术
农业信贷是整个信贷的重要组成部分，农业信贷与农业生产密切相关。区别于其他信贷的一些特点。农业信贷贷款对象分散，额度零星，总量需求大，但计划性差。农作物生产周期长，抗灾能力弱，贷款的期限长、风险较大。由于农业生产的风险大，贷款利率和抵押条件的要求高，一般大农场较易从商业银行获得贷款，小农主多靠合作信贷取得资金来源。加之农业地区的信息化建设程度不高，信贷业务仍然需要人工现场办理，效率低下且经营成本高。农业生产关系到社会稳定，是重要的基础性产业。农业的发展离不开高效的信贷资金支持，因而亟需建立新的农业信贷系统，解决农业信贷效率低、风险高的问题。
中国专利CN109509083A，公开日2019年3月22日，一种农业信贷融资担保综合信息管理平台，包括：客户管理系统，用于建立和管理贷款方的贷款信息；银行系统接口模块，用于实现与银行系统的对接，采集贷款方的放、还款信息；业务监管系统，用于对贷款方的贷款信息进行处理，控制和管理保单；业务台账管理系统，用于对担保业务的台账进行管理；平台管理系统，用于维护管理平台的基本信息。但其仅能够实现信贷数据的电子化，不能解决农业数据分散且可信度不高的技术问题。不能提高农业信贷的效率和降低农业信贷的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前农业信贷的效率较低且风险高的问题。提出了一种基于区块链的农业信贷系统，本系统通过结合区块链提高了信贷数据的可信度，降低了信贷风险，并通过区块链实现了信贷数据的电子化流通，提高了信贷的效率，有助于扩大流入农业生产的资金规模。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于区块链的农业信贷系统，包括：农户数据站，农户数据站接入若干个农户，为农户分配唯一标识；种植数据收集器，与农户数据站连接，所述种植数据收集器连接若干个农田环境传感器，将农田环境传感器提交农户数据站，所述农户数据站为农田分配唯一标识，并将农田环境数据关联农田标识及农户标识存储，通过区块链将农田环境数据进行存证固定；若干个业务数据站，设置在银行、担保机构、公证处及农贸市场处，与农户数据站连接，分别将农户在银行、担保机构、公证处及农贸市场的业务数据关联农户的唯一标识存储，并通过区块链存证固定；信贷服务器，与农户数据站及信贷机构连接，接收信贷机构提交的信贷模型，并将信贷模型下发至农户接入的农户数据站执行，所述信贷模型的输入为种植数据和业务数据，信贷模型输出为信贷额度，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器，所述信贷机构根据反馈的信贷额度进行信贷业务。
作为优选，所述农户数据站包括数据存储模块、数据存证模块和模型执行模块，所述数据存储模块为每个农户的农田分配静态存储空间和增量存储空间，所述静态存储空间存储农田数据中的状态数据，所述增量存储 空间存储农田数据中的增量数据，当所述状态数据发生变化时，所述数据存证模块提取状态数据的哈希值，并上传区块链存储，所述数据存证模块周期性提取增量数据的哈希值，并上传区块链存储，所述模型执行模块接收信贷服务器发送的信贷模型，调取信贷模型需要的农田数据，并与业务数据站构建安全多方计算，获得信贷模型的输出，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器。
作为优选，农田数据中的状态数据包括种植面积、农作物种类、农作物种子品种、种植区地理位置和种植区气候类型，所述增量数据包括包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤酸碱度、风速和光照，所述静态数据由农户通过客户端输入，所述动态数据通过设置在种植区的农田环境传感器采集获得，所述传感器周期性将监测值发送给农户数据站。
作为优选，所述信贷服务器为信贷模型分配有模型编号，所述模型执行模块执行信贷模型前，将模型编号和当前时间戳拼接作为模型执行标识，所述模型执行模块将每次执行信贷模型调取出的农田数据打包并关联模型执行标识作为执行数据包存储在数据存储模块，所述数据存储模块开辟有专门存储执行数据包的存储空间，所述数据存证模块将新增的执行数据包的哈希值上传区块链存储。
作为优选，所述增量存储空间采用顺序存储结构，所述数据存储模块周期性在增量存储空间建立存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，所述数据存证模块将两个存证点之间的增量数据及上一个存证点内的哈希值一起提取哈希值，存入最新的存证点内，所述数据存证模块以预设周期将最新的存证点内的数据一起提取哈希值并上传区块链存储，并将对应区块高度和区块哈希值存入存证点。
作为优选，所述数据存储模块设有若干个备份存储空间，所述备份存储空间与增量存储空间一一对应，所述数据存证模块在所述增量存储空间建立存证点时，同步在所述备份轨建立标识点，将增量存储空间最新的两个存证点之间的数据复制到对应的两个标识点之间的备份存储空间中；所述数据存证模块将备份存储空间的两个标识点之间的数据按预设长度截断为子数据，备份存储空间最新的两个标识点之间数据的哈希值记为标识哈希值，所述数据存证模块在备份存储空间之间交换子数据，使得交换后全部备份存储空间的标识哈希值的末尾N位取值相同。
作为优选，所述备份存储空间具有顺序编号，所述数据存证模块在备份存储空间之间交换子数据，使得交换子数据后备份存储空间最新的两个标识点之间数据与顺序编号一起提取的哈希值，大小顺序与备份存储空间顺序编号的顺序一致。如备份存储空间顺序编号为01，则子数据交换后，编号为01的备份存储空间最新的两个标识点之间数据与顺序编号01一起提取的哈希值，小于编号为02的备份存储空间最新的两个标识点之间数据与顺序编号02一起提取的哈希值。如果农户数据站的性能足够，或者农户数据站接入的农户数量较少，可以要求交换后的子数据同时满足大小满足顺序要求，且末尾N位相同。同时满足大小满足顺序要求，且末尾N位相同，两条约束叠加的难度，能够远大于单独要求末尾N位相同的难度。且由于N取值不宜过大，若N取值过大会导致无解。当N取值受限制时，提升难度的方法即为同时要求末尾N位相同，且大小符合顺序。这种要求的验证也较为简单快速。从而能够有效建立工作量证明。
作为优选，所述农户在银行的业务数据包括存款余额和信贷余额，所述农户在担保机构的业务数据包括担保额度，所述农户在公证处的业务数据包括资产公证数据，所述资产公证数据包括房产公证数据、车产公证数据和耕地面积公证数据，所述农户在农贸市场的业务数据包括历史农贸交易数据。
作为优选，农户接入的农户数据站在执行信贷模型时，向担保机构查询担保额度，若担保机构无对应农户的担保额度或担保额度已过期，则所述担保机构向所述农户数据站发送担保模型，所述担保模型的输入为农田数据，担保模型的输出为担保额度，将农户的担保额度反馈给所述农户数据站，并将担保额度关联农户标识和时间戳后提取的哈希值上传区块链存储。
本发明的实质性效果是：1）通过农户数据站和种植数据收集器收集并存储农户数据，并借助区块链进行存证固定，即实现了数据积累，也提高了数据的可信度，为信贷业务的开展提供了数据支持；2）通过业务数据站将农户参与的业务数据化，且通过区块链保证了数据的真实性；3）通过信贷模型在本地调用数据并给出信贷额度的结果，使得农户数据站和业务数据站内的数据均不需要不离开本地，就能够实现信贷业务的开展，有效保证了农户的数据隐私和数据的安全。
附图说明
图1为实施例一农业信贷系统示意图。
图2为实施例一农户数据站结构示意图。
图3为实施例一种植数据收集器连接示意图。
图4为实施例一数据存证模块示意图。
图5为实施例一担保模型执行示意图。
其中：10、农户数据站，11、种植数据收集器，12、农田，13、数据存证模块，14、数据存储模块， 15、模型执行模块，20、业务数据站，21、银行，22、担保机构，23、公证处，24、农贸市场，30、信贷服务器，40、信贷机构，50、区块链，121、空气温湿度传感器，122、土壤温湿度传感器，123、土壤酸碱度传感器，124、风速传感器，125、光照传感器，141、静态存储空间，142、增量数据，143、增量存储空间，144、存证点，145、标识点，146、子数据，147、备份存储空间。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
实施例一：
一种基于区块链的农业信贷系统，请参阅附图1，本系统包括：农户数据站10，农户数据站10接入若干个农户，为农户分配唯一标识；种植数据收集器11，与农户数据站10连接，种植数据收集器11连接若干个农田12环境传感器，将农田12环境传感器提交农户数据站10，农户数据站10为农田12分配唯一标识，并将农田12环境数据关联农田12标识及农户标识存储，通过区块链50将农田12环境数据进行存证固定；若干个业务数据站20，设置在银行21、担保机构22、公证处23及农贸市场24处，与农户数据站10连接，分别将农户在银行21、担保机构22、公证处23及农贸市场24的业务数据关联农户的唯一标识存储，并通过区块链50存证固定；信贷服务器30，与农户数据站10及信贷机构40连接，接收信贷机构40提交的信贷模型，并将信贷模型下发至农户接入的农户数据站10执行，信贷模型的输入为种植数据和业务数据，信贷模型输出为信贷额度，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器30，信贷机构40根据反馈的信贷额度进行信贷业务。
请参阅附图2，农户数据站10包括数据存储模块14、数据存证模块13和模型执行模块15，数据存储模块14为每个农户的农田12分配静态存储空间141和增量存储空间143，静态存储空间141存储农田12数据中的状态数据，增量存储 空间存储农田12数据中的增量数据142，当状态数据发生变化时，数据存证模块13提取状态数据的哈希值，并上传区块链50存储，数据存证模块13周期性提取增量数据142的哈希值，并上传区块链50存储，模型执行模块15接收信贷服务器30发送的信贷模型，调取信贷模型需要的农田12数据，并与业务数据站20构建安全多方计算，获得信贷模型的输出，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器30。
农田12数据中的状态数据包括种植面积、农作物种类、农作物种子品种、种植区地理位置和种植区气候类型，请参阅附图3，增量数据142包括包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤酸碱度、风速和光照，静态数据由农户通过客户端输入，动态数据通过设置在种植区的农田12环境传感器采集获得，传感器周期性将监测值发送给农户数据站10。种植区内设置有空气温湿度传感器121、土壤温湿度传感器122、土壤酸碱度传感器123、风速传感器124和光照传感器125，空气温湿度传感器121采集空气的温湿度数据，土壤温湿度传感器122和土壤酸碱度传感器123均埋入种植区土壤预定深度，分别检测土壤温湿度和土壤酸碱度。风速传感器124和光照传感器125设置在种植区附近，分别检测种植区附近的风速和光照强度。对光照强度数据结合时间戳进行分析能够获得光照起止时间和光照时长。对种植区数据的采集能够在农作物未成熟前，预测农作物的产量，当农户申请贷款时，可将种植区中尚未成熟的农作物预测的产量，及进一步预测的收入，算入农户的可抵押资产中，提高农户的授信额度。根据生长环境预测农作物产量属于本领域的现有技术，如农业科研院校、机构公开的生长模型。 “[1]番兴明, 杨峻芸, 谭静,等. 用CERES玉米生长模型预测优质蛋白玉米生物产量的形成[J]. 西南农业大学学报, 2001, 23(1):1-3.”提供了筛选出优质蛋白玉米需求的生长模型。“[1]李伟. 基于玉米生长模型的吉林省春玉米产量潜力与产量差研究[D]. 吉林大学, 2016.”则提供了预测产量的生长模型。农作物品质用于预测农作物售价。由此能够降低信贷的风险，同时能帮助农户获得更多的贷款额度。
信贷服务器30为信贷模型分配有模型编号，模型执行模块15执行信贷模型前，将模型编号和当前时间戳拼接作为模型执行标识，模型执行模块15将每次执行信贷模型调取出的农田12数据打包并关联模型执行标识作为执行数据包存储在数据存储模块14，数据存储模块14开辟有专门存储执行数据包的存储空间，数据存证模块13将新增的执行数据包的哈希值上传区块链50存储。对于不同的银行21，其要求的可抵押资产不同，针对农户名下的种植区农作物的种类也不同。通过银行21自行制定信贷模型，能够适应多种多样的农户类型，和银行21要求。农户的数据即使不全面不完整，只要银行21能够接收，并指定相应的信贷模型，一样可以顺利运行本系统，并获得对应的信贷额度。为鼓励农户全面的接入数据，数据越全面完整，则越能够获得高信贷额度。能够提高农户接入本系统的积极性，促进农村地区的信息化建设。
请参阅附图4，增量存储空间143采用顺序存储结构，数据存储模块14周期性在增量存储空间143建立存证点144，存证点144占用预设长度的存储空间，数据存证模块13将两个存证点144之间的增量数据142及上一个存证点144内的哈希值一起提取哈希值，存入最新的存证点144内，数据存证模块13以预设周期将最新的存证点144内的数据一起提取哈希值并上传区块链50存储，并将对应区块高度和区块哈希值存入存证点144。
数据存储模块14设有若干个备份存储空间147，备份存储空间147与增量存储空间143一一对应。请再次参阅附图4，数据存证模块13在增量存储空间143建立存证点144时，同步在备份轨建立标识点145，将增量存储空间143最新的两个存证点144之间的数据复制到对应的两个标识点145之间的备份存储空间147中；数据存证模块13将备份存储空间147的两个标识点145之间的数据按预设长度截断为子数据146，备份存储空间147最新的两个标识点145之间数据的哈希值记为标识哈希值，数据存证模块13在备份存储空间147之间交换子数据146，使得交换后全部备份存储空间147的标识哈希值的末尾N位取值相同。如某个标识哈希值为：647116067009a04f7b52f3c49bf29348a1db0e09040e215f1f61dc830583d712，N取值为3，则其他备份存储空间147的标识哈希值的末尾3位取值也只能是712，若在预设时间内未找到符合条件的子数据146交换方法，则进一步将子数据146打散为更小的子数据146，以提高交换子数据146能够获得的标识哈希值的可能组合。末尾3位取值为某个值的概率约为四千分之一，多个备份存储空间147的标识哈希值的末尾3位取值相同的概率为四千分之一的m次方的m倍，m为备份存储空间147的数量。只要子数据146的数量足够多，即远大于四千个，则能够找到符合条件的子数据146交换方法。上传区块链50需要消耗资金，导致上传区块链50的周期需要尽可能增长。采用备份存储空间147不仅使打散后的子数据146难以检索，而难以被准确修改。又建立了工作量证明，能够大幅延长篡改数据后抹平篡改痕迹所需要的时间。提高了数据的可信度。同时又是对增量数据142的备份，确保数据的安全性。
农户在银行21的业务数据包括存款余额和信贷余额，农户在担保机构22的业务数据包括担保额度，农户在公证处23的业务数据包括资产公证数据，资产公证数据包括房产公证数据、车产公证数据和耕地面积公证数据，农户在农贸市场24的业务数据包括历史农贸交易数据。
请参阅附图5，农户接入的农户数据站10在执行信贷模型时，向担保机构22查询担保额度；
若担保机构22无对应农户的担保额度或担保额度已过期，则担保机构22向农户数据站10发送担保模型，担保模型的输入为农田12数据，担保模型的输出为担保额度；
将农户的担保额度反馈给农户数据站10，并将担保额度关联农户标识和时间戳后提取的哈希值上传区块链50存储。
本实施例的有益技术效果为：收集并存储农户数据，并借助区块链50进行存证固定，即实现了数据积累，也提高了数据的可信度。通过业务数据站20将农户参与的业务数据化，有效提高了农村地区的信息化建设水平，并提高了数据的真实性。通过信贷模型在本地调用数据并给出信贷额度的结果，使得农户数据站10和业务数据站20内的数据均不需要不离开本地，就能够实现信贷业务的开展，有效保证了农户的数据隐私和数据的安全。
实施例二：
一种基于区块链的农业信贷系统，农户甲所在村建设了一个农户数据站10，同村的农户均接入该农户数据站10。该农户数据站10由农户甲所在村进行维护。通过农户数据站10中的数据存证模块13，确保农户数据站10中存储的数据的真实性，使银行21能够接受。农户甲种植了若干个亩玉米，在玉米收获前，农户甲计划建设一个温室种植大棚，以在冬季在温室种植大棚内反季种植玉米，提供市场赚取收入。
村镇统一在所属耕地内设置了农田12环境传感器。即以预设的密度，在村镇所属耕地附近设置了空气温湿度传感器121、土壤温湿度传感器122、土壤酸碱度传感器123、风速传感器124和光照传感器125，空气温湿度传感器121采集空气的温湿度数据，土壤温湿度传感器122和土壤酸碱度传感器123均埋入种植区土壤预定深度，分别检测土壤温湿度和土壤酸碱度。风速传感器124和光照传感器125设置在种植区附近，分别检测种植区附近的风速和光照强度。农户甲的玉米种植区也处于这些农田12环境传感器的覆盖范围内，因而农户数据站10能够采集到农户甲的玉米种植区的环境数据。
建设温室种植大棚的费用通常在20万至30万之间。农户甲现金约12万，还需要向银行21贷款10万左右。农户甲的住房非商品房，无法出售，因而无法作为抵押。农户甲拥有一辆价值较低的小轿车，于是农户甲到二手车交易市场做了二手车估值，并将估值单拿到公证处23公证。若公证处23使用电子化办公，则农户甲将估值单上传导公证处23的服务器即可。若二手车交易市场也具有电子化办公系统，则公证处23通过与二手车交易市场的电子化办公系统对接即可。二手车估价仅5万，还不能提供足够的所需的额度。农户甲目前农田12中的玉米，根据生长模型预测，收获后能够获得约3万的收入。但仍然不足以获得足够的信贷额度。
于是农户甲请求担保机构22提供担保。担保机构22将担保模型发送至农户甲接入的农户数据站10，发现农户甲具有可抵押小轿车以及农田12中的玉米预测能够有3万元的收入。于是为农户甲提供了5万元的担保额度。信贷模型调取农户甲的种植区面积，所种农作物为玉米，且基于农田12环境传感器采集到的环境数据，运行生长模型，获得预测产量，结合往年玉米价格，获得农户甲目前农田12中的玉米在收获时能够获得约3万元的收入。二手车估值为5万元，同时担保机构22提供了5万元的担保。信贷模型最终输出的信贷额度为13万元。已满足农户甲的需求，因而农户甲与银行21随即开展了信贷业务。在此过程中，银行21制定的信贷模型，读取到了农户甲的全部资产信息，但是银行21本身却并未获得这些资产信息，银行21仅知晓根据其制定的信贷模型，能够适当风险的为农户甲提供13万元的贷款，至于具体由农户甲的哪些抵押资产抵押物获得的13万元的额度，则无从知晓。因而即保护了农户甲的数据隐私，由使农户甲和银行21均顺利开展了信贷业务，促进了农业生产的发展。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (5)
1.一种基于区块链的农业信贷系统，其特征在于，
包括：
农户数据站，农户数据站接入若干个农户，为农户分配唯一标识；
种植数据收集器，与农户数据站连接，所述种植数据收集器连接若干个农田环境传感器，将农田环境数据提交农户数据站，所述农户数据站为农田分配唯一标识，并将农田环境数据关联农田标识及农户标识存储，通过区块链将农田环境数据进行存证固定；
若干个业务数据站，设置在银行、担保机构、公证处及农贸市场处，与农户数据站连接，分别将农户在银行、担保机构、公证处及农贸市场的业务数据关联农户的唯一标识存储，并通过区块链存证固定；
信贷服务器，与农户数据站及信贷机构连接，接收信贷机构提交的信贷模型，并将信贷模型下发至农户接入的农户数据站执行，所述信贷模型的输入为种植数据和业务数据，信贷模型输出为信贷额度，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器，所述信贷机构根据反馈的信贷额度进行信贷业务；
所述农户数据站包括数据存储模块、数据存证模块和模型执行模块，所述数据存储模块为每个农户的农田分配静态存储空间和增量存储空间，所述静态存储空间存储农田数据中的状态数据，所述增量存储空间存储农田数据中的增量数据，当所述状态数据发生变化时，所述数据存证模块提取状态数据的哈希值，并上传区块链存储，所述数据存证模块周期性提取增量数据的哈希值，并上传区块链存储，所述模型执行模块接收信贷服务器发送的信贷模型，调取信贷模型需要的农田数据，并与业务数据站构建安全多方计算，获得信贷模型的输出，将信贷模型的输出反馈给信贷服务器；
所述增量存储空间采用顺序存储结构，所述数据存储模块周期性在增量存储空间建立存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，所述数据存证模块将两个存证点之间的增量数据及上一个存证点内的哈希值一起提取哈希值，存入最新的存证点内，所述数据存证模块以预设周期将最新的存证点内的数据一起提取哈希值并上传区块链存储，并将对应区块高度和区块哈希值存入存证点；
所述数据存储模块设有若干个备份存储空间，所述备份存储空间与增量存储空间一一对应，所述数据存证模块在所述增量存储空间建立存证点时，同步在所述备份存储空间建立标识点，将增量存储空间最新的两个存证点之间的数据复制到对应的两个标识点之间的备份存储空间中；
所述数据存证模块将备份存储空间的两个标识点之间的数据按预设长度截断为子数据，备份存储空间最新的两个标识点之间数据的哈希值记为标识哈希值，所述数据存证模块在备份存储空间之间交换子数据，使得交换后全部备份存储空间的标识哈希值的末尾N位取值相同。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的农业信贷系统，其特征在于，
农田数据中的状态数据包括种植面积、农作物种类、农作物种子品种、种植区地理位置和种植区气候类型，所述增量数据包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤酸碱度、风速和光照，所述状态数据由农户通过客户端输入，所述增量数据通过设置在种植区的农田环境传感器采集获得，所述传感器周期性将监测值发送给农户数据站。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的农业信贷系统，其特征在于，
所述信贷服务器为信贷模型分配有模型编号，所述模型执行模块执行信贷模型前，将模型编号和当前时间戳拼接作为模型执行标识，所述模型执行模块将每次执行信贷模型调取出的农田数据打包并关联模型执行标识作为执行数据包存储在数据存储模块，所述数据存储模块开辟有专门存储执行数据包的存储空间，所述数据存证模块将新增的执行数据包的哈希值上传区块链存储。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于区块链的农业信贷系统，其特征在于，
所述农户在银行的业务数据包括存款余额和信贷余额，所述农户在担保机构的业务数据包括担保额度，所述农户在公证处的业务数据包括资产公证数据，所述资产公证数据包括房产公证数据、车产公证数据和耕地面积公证数据，所述农户在农贸市场的业务数据包括历史农贸交易数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的农业信贷系统，其特征在于，
农户接入的农户数据站在执行信贷模型时，向担保机构查询担保额度，若担保机构无对应农户的担保额度或担保额度已过期，则所述担保机构向所述农户数据站发送担保模型，所述担保模型的输入为农田数据，担保模型的输出为担保额度，将农户的担保额度反馈给所述农户数据站，并将担保额度关联农户标识和时间戳后提取的哈希值上传区块链存储。
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