區(qū)塊鏈在集卡物流信息鏈中的應用與研究

王華

摘要：毫無疑問，區(qū)塊鏈技術(shù)是當下互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個風口，這個創(chuàng)新技術(shù)是一個計算機技術(shù)上的奇跡。那么，究竟什么是區(qū)塊鏈呢？區(qū)塊鏈技術(shù)除了在數(shù)字貨幣上的應用之外，在其它行業(yè)領(lǐng)域，是否也能發(fā)揮作用，本文將對此展開初步的探索與研究。

關(guān)鍵字：區(qū)塊鏈，互聯(lián)網(wǎng)，物流

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2018）07-0131-02

Abstract： There is no doubt that blockchain technology is an outlet for current Internet technology. This innovative technology is a computer technology miracle. So what exactly is a blockchain？ In addition to the application of blockchain technology in digital currency， whether it can also play a role in other industry sectors， this article will begin preliminary exploration and research.

Keywords： Blockchain， Internet， Logistics

1 區(qū)塊鏈技術(shù)的定義

最早伴隨著區(qū)塊鏈技術(shù)一起出現(xiàn)的加密數(shù)字貨幣——比特幣中是這樣定義區(qū)塊鏈的：區(qū)塊鏈，就是以比特幣或其它加密貨幣按時間順序公開地記錄交易的數(shù)字賬本。狹義的來講，區(qū)塊鏈是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

更通俗的說，它是一個公開的數(shù)據(jù)庫，新的數(shù)據(jù)存儲在被稱之為區(qū)塊的容器中，并被添加到一個不可變的鏈中（因此被稱為區(qū)塊鏈），之前添加的數(shù)據(jù)也在該鏈中。對于比特幣或其它加密貨幣來說，這些數(shù)據(jù)就是一組組交易，不過，也可以是其它任何類型的數(shù)據(jù)。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)的特征

2.1 去中心化：由于使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機構(gòu)，任意節(jié)點的權(quán)利和義務(wù)都是均等的。

2.2 開放性：系統(tǒng)是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人公開，整個系統(tǒng)信息高度透明。

2.3 自治性：區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議（比如一套公開透明的算法）使得整個系統(tǒng)中的所有節(jié)點能夠在去信任的環(huán)境自由安全的交換數(shù)據(jù)。

2.4 信息不可篡改：一旦信息經(jīng)過驗證并添加至區(qū)塊鏈，就會永久的存儲起來。

2.5 匿名性：由于節(jié)點之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無需信任的，因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產(chǎn)生信任。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在集卡物流信息鏈中的應用

物流行業(yè)往往涉及到諸多實體，包括貨主、貨代、承運人、供應商等等，這些實體之間存在大量復雜的協(xié)作和溝通。傳統(tǒng)模式下，不同實體各自保存各自的物流信息，嚴重缺乏透明度，造成了較高的時間成本和金錢成本，而且一旦出現(xiàn)問題難以追查和處理。

通過區(qū)塊鏈各方可以獲得一個透明可靠的統(tǒng)一信息平臺，可以實時查看狀態(tài)，降低物流成本，追溯物品的生產(chǎn)和運送整個過程，從而提高物流鏈管理的效率。當發(fā)生糾紛時，舉證和追查也變得更加清晰和容易。

所以，物流領(lǐng)域是區(qū)塊鏈一個很有前景的應用方向。因此，在這篇文章中，我試著用不到50行的python代碼構(gòu)造一個簡單的區(qū)塊鏈，僅僅作為區(qū)塊鏈技術(shù)應用在集卡物流鏈上的一種探索與研究，我把它叫做TruckCoin。

為了確保整個區(qū)塊鏈的完整性，每個區(qū)塊都會有一個自識別的哈希值。如在比特幣中，每個區(qū)塊的哈希是該塊的索引、時間戳、數(shù)據(jù)和前一個區(qū)塊的哈希值等數(shù)據(jù)的加密哈希值。這樣就有了區(qū)塊的結(jié)構(gòu)了，不過我們需要創(chuàng)建的是一個區(qū)塊鏈，以此需要把區(qū)塊添加到一個實際的鏈中。如之前提到過的，每個區(qū)塊都需要前一個區(qū)塊的信息。比較特殊的是區(qū)塊鏈中的第一個區(qū)塊，這個區(qū)塊，也稱之為創(chuàng)世區(qū)塊，在很多情況下，它是手工添加的，或通過獨特的邏輯添加的。

我們將創(chuàng)建一個函數(shù)來簡單地返回一個創(chuàng)世區(qū)塊解決這個問題。這個區(qū)塊的索引為 0 ，其包含一些任意的數(shù)據(jù)值，其“前一哈希值”參數(shù)也是任意值。在集卡物流鏈中，這通常意味著添加了一部新車，因此這個區(qū)塊的數(shù)據(jù)，我們暫且簡單的就寫“添加新車”（當然也可以寫入其它更有意義的初始化數(shù)據(jù)）。

現(xiàn)在我們可以創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊了，我們需要一個函數(shù)來生成該區(qū)塊鏈中的后繼區(qū)塊。該函數(shù)將獲取鏈中的前一個區(qū)塊作為參數(shù)，為要生成的區(qū)塊創(chuàng)建數(shù)據(jù)，并用相應的數(shù)據(jù)返回新的區(qū)塊。新的區(qū)塊的哈希值來自于之前的區(qū)塊，這樣每個新的區(qū)塊都提升了該區(qū)塊鏈的完整性。如果我們不這樣做，外部參與者就很容易“改變過去”，把我們的鏈替換為他們的新鏈了。這個哈希鏈起到了加密的證明作用，并有助于確保一旦一個區(qū)塊被添加到鏈中，就不能被替換或移除。

每一個區(qū)塊里的內(nèi)容包括了當前集卡的作業(yè)數(shù)據(jù)、時間戳、索引以及前一個區(qū)塊鏈的哈希值，并且會存儲這些數(shù)據(jù)加密后的哈希。

接下來我們創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈。在這里，這個區(qū)塊鏈是一個簡單的 Python 列表。其第一個的元素是我們的創(chuàng)世區(qū)塊，我們會添加后繼區(qū)塊。因為 TruckCoin 是一個極小的區(qū)塊鏈，可以想到，TruckCoin區(qū)塊鏈正常工作了。如果想要在主控臺查看更多的信息，可以繼續(xù)修改源代碼，比如輸出每個區(qū)塊的時間戳或數(shù)據(jù)。要使 TruckCoin達到現(xiàn)今的產(chǎn)品級的區(qū)塊鏈的高度，還需要添加更多的功能，如服務(wù)器層，以在多臺機器上跟蹤鏈的改變，并通過工作量證明算法（POW）來限制給定時間周期內(nèi)可以添加的區(qū)塊數(shù)量（具體的技術(shù)細節(jié)，可以查看最初的比特幣白皮書），但是本文作為區(qū)塊鏈技術(shù)應用在集卡物流鏈上的初步探索，并不打算深入研究這些。

4 結(jié)論

雖然這個極小的區(qū)塊鏈看上去很簡單，但是基本的區(qū)塊鏈技術(shù)原理都已實現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，再為其添加服務(wù)器層的功能，就可以讓它實現(xiàn)分布式存儲，甚至更進一步的實現(xiàn)去中心化。而一旦這種大數(shù)據(jù)級別的成熟的區(qū)塊鏈技術(shù)得以在集卡物流領(lǐng)域得以應用的話，必將為目前的物流信息鏈帶來極大的改變，實時、透明、高效、互信的物流信息平臺必將出現(xiàn)，這也是集卡物流這種傳統(tǒng)行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新后的產(chǎn)業(yè)升級之路。

參考文獻：

[1]Eric Matthes，Python編程從入門到實踐，人民郵電出版社，2016.7

[2]劉長龍，Python高效開發(fā)實戰(zhàn)，電子工業(yè)出版社，2016.10

[3]Mark Lutz，Programming Python，中國電力出版社，2015.1