[논문 리뷰] SugarChain: Blockchain technology meets Agriculture -- The case study and analysis of the Indian sugarcane farming

Naresh Kshetri, Chandra Sekhar Bhusal외 2명|arXiv (Cornell University)|2023. 01. 20.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 7

한 줄 요약

SugarChain는 중개자 제거, 거래 자동화, 농민의 정확하고 적시 보상 보장으로 인도 쇼ugar 농업 부문의 투명성과 공정성을 향상시키기 위해 블록체인 기반의 공급망 시스템을 제안한다. 현장 데이터를 통한 검증을 거친 이 시스템은 농업 무역에서 신뢰도 향상, 거래 비용 감소, 추적 가능성 향상에 기여한다.

ABSTRACT

Not only in our country and Asia, but the agriculture sector is also lagging all over the world while using new technologies and innovations. Farmers are not getting the accurate price and compensation of their products because of several reasons. The intermediate persons or say middlemen are controlling the prices and product delivery on their own. Due to lack of education, technological advancement, market knowledge, post-harvesting processes, and middleman involvement, farmers are always deprived of their actual pay and efforts. The use of blockchain technology can help such farmers to automate the process with high trust. We have presented our case study and analysis for the Indian sugarcane farming with data collected from farmers. The system implementation, testing, and result analysis has been shown based on the case study. The overall purpose of our research is to emphasize and motivate the agricultural products and benefit the farmers with the use of blockchain technology.

연구 동기 및 목표

• 중개자와 시장 접근성 부족으로 인해 농민들이 부당한 가격을 받는 인도 쇼가루 공급망의 체계적 비효율성 해결.
• 농장에서 시장까지의 쇼가루 거래를 추적할 수 있는 투명하고 변하지 않는, 신뢰할 수 없는 시스템을 조성하기 위해 블록체인 기술 활용.
• 생산, 품질, 가격에 대한 검증 가능한 기록을 통해 소농민의 협상력과 재정적 결과 향상.
• 실제 사례 연구를 통해 인도 쇼가루 농업에서의 블록체인 도입 가능성과 이점 입증.
• 저수준의 디지털 리터러시와 인프라 제약이 있는 개발도상국에 적용 가능한 농업용 블록체인 응용 프로그램의 확장 가능한 모델 제공.

제안 방법

• 농업 공급망에 특화된 허가된 블록체인 아키텍처 설계로, 농민의 데이터 무결성과 접근성 확보.
• IoT와 모바일 기반 데이터 입력 통합을 통해 농민으로부터 직접 쇼가루 생산, 품질 지표, 수확 데이터 기록.
• 가격, 납품, 지급 등의 거래 기록을 블록체인에 저장하여 변하지 않음과 감사 가능성을 보장.
• 검증된 납품 및 품질 기준 충족 시 자동으로 지급을 유도하는 스마트 계약 구현으로 지연과 분쟁 감소.
• 농민과 이해관계자를 신원 확인하기 위해 탈중앙화된 신원 프레임워크 도입으로 데이터 기밀성과 시스템 무결성 확보.
• 실제 쇼가루 농민을 대상으로 현장 테스트를 수행하여 시스템의 사용성, 성능, 거래 투명성에 대한 영향 검증.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술은 어떻게 인도 쇼가루 공급망의 투명성 향상과 부패 감소에 기여할 수 있는가?
• RQ2 블록체인 기반 시스템은 어느 정도 중개자의 영향을 줄이고 농민이 공정한 보상을 받을 수 있도록 보장할 수 있는가?
• RQ3 저수준의 디지털 리터러시를 가진 소농민들 사이에 블록체인 시스템을 구현할 때의 실질적 과제는 무엇인가?
• RQ4 모바일 데이터 수집과 스마트 계약 통합은 농업 거래의 신뢰도와 효율성 향상에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 SugarChain 프레임워크를 사용할 경우 추적 가능성, 거래 속도, 비용 절감 측면에서 측정 가능한 개선 사항은 무엇인가?

주요 결과

• SugarChain 시스템은 블록체인 기록을 통해 농민과 구매자 간 직접적인 투명한 거래를 가능하게 하여 중개자 의존도를 감소시켰다.
• 검증된 납품 시 스마트 계약이 자동으로 지급을 유도함으로써 농민들이 지급의 정확성과 적시성에 대해 더 큰 신뢰를 느꼈다.
• 시스템은 모든 이해관계자가 공급망 전 단계에서 쇼가루의 원산지, 품질, 가격을 확인할 수 있도록 데이터 추적 가능성을 향상시켰다.
• 현장 테스트 결과, 디지털 접근성이 제한된 농민들도 모바일 기반 인터페이스를 효과적으로 사용해 데이터 입력 및 검색이 가능했으며, 저인프라 환경에서도 사용 가능성을 입증했다.
• 실행 결과로 거래 분쟁과 지연이 측정 가능한 수준으로 감소했으며, 이해관계자들은 시스템의 공정성과 신뢰성에 대해 더 높은 신뢰를 보였다.
• 연구는 농업 경제에서 저수준의 디지털 리터러시를 가진 지역에 블록체인 기반 시스템을 적용할 수 있음을 확인했으며, 사용자 友好的한 모바일 인터페이스와 현지 지원 체계와의 조합이 핵심이라는 점을 밝혔다.