區塊鏈技術概述及新冠疫情期間在物流行業的應用場景

摘 要：在全世界范圍內暴發的新冠疫情的考驗下，全球供應鏈存在著連通性差、數據交換效率低、信息虛假等問題。作為新一代信息技術之一的區塊鏈，得益于去中心化、公開透明、信息可追溯的技術特點，可有效解決新冠疫情期間慈善捐贈、物資流轉、信息溯源、供應鏈信息傳遞等物流相關問題，本文以區塊鏈技術的特征作為出發點，說明區塊鏈如何在新冠疫情期間在物流行業中發揮其獨有優勢。

關鍵詞：區塊鏈;去中心化;公開透明;可追溯;新冠疫情

2008年中本村論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》的發表，代表區塊鏈技術的誕生。目前區塊鏈共經歷了三個階段，區塊鏈1.0是數字貨幣，區塊鏈2.0實現了金融資產數字化，區塊鏈3.0滲透各行各業。

我國目前正在從“信息互聯網”向“價值互聯網”過渡，價值互聯網時代區塊鏈架設與大數據和人工智能之間，被寄予很高期待，為良莠不齊的大數據信息注入了堅實的信用基礎，不斷引發產業應用的變革。目前全世界主要大國都在加速布局區塊鏈，我國也將其提升至國家戰略層面。我國區塊鏈具有一定的先發優勢。在數量上，全球公開的區塊鏈專利申請數量中國占53%居全球第一，國內阿里、華為、百度、騰訊、京東、國內金融巨頭（央行、四大國有銀行、多家商業銀行機構）等巨頭，紛紛嘗試區塊鏈應用，在這些知名企業的強力推動下，更多基于區塊鏈的應用逐項開始問世。

一、區塊鏈核心技術概述

區塊鏈雖然誕生僅十多年，但它使用的卻是目前已經非常成熟的P2P、哈希運算、數字簽名、共識算法、加密技術、時間戳等技術。如同做面包，雖然面粉、油、調料等原材料都由別人提供，但是面包師傅的“組裝整合”也是核心競爭力，組合也能創造出全新世界。

區塊鏈把成熟的技術組合在一個框架中，創建并提供了一個安全有效的機制，屬于“集成創新”。以下是區塊鏈技術的特點：

1.去中心化

區塊鏈應用的是分布式核算和存儲，利用技術手段不依賴第三方管理機構或硬件設施，借此去除中心管制，實現了各節點信息間的自我驗證、傳遞、管理，營造了一個公平環境，有效地消除了中心化服務帶來的單元故障、安全性、道德風險，這是區塊鏈技術最突出的本質特征，也是因為這個特性區塊鏈技術被譽為“信任機器”。

傳統的數據庫技術架構都是私密且中心化的，如圖3所示，網絡構架大部分是客戶端/服務端架構（client/server，C/S），即通過一個中心化服務端點對多個客戶端進行應答和服務，這種數據構架交接與處理過程復雜、效率低，當某一個服務節點發生故障時，整體服務便會陷入癱瘓;另外，網絡的整體性能受限于中心服務節點。

如圖4所示，區塊鏈使用的是對等計算機網絡P2P，P2P將所有的網絡參與者視為對等，并在它們之間進行任務和工作負載分配，工作中依靠用戶共同維護，網絡中每個節點的地位對等，單一或少量的節點故障不會影響網絡整體的運轉。

2.透明可信

區塊鏈去中心化的特性能夠保障信息透明可信。傳統的網絡構架里中心節點接收更多信息，因此具有絕對話語權，并形成一個不透明的黑盒，其可信度完全由中心化系統之外的機制進行約束;而區塊鏈系統中的全民記賬利用共識算法，所有的節點都參與記錄數據，通過技術手段解決信任問題，從源頭實現了所有節點的賬本保持一致。

3.防篡改

防篡改是指一旦交易在全網范圍內經過驗證并添加至區塊鏈后，就很難被修改或者抹除，共識算法、哈希算法可以保證該功能。

如下圖5所示，哈希算法是把任意長度的輸入通過計算生成一個固定長度的字符值串，輸出的字符串稱為該輸入的哈希值，只有完全一樣的輸入值才能得到完全一樣的輸出值，輸入值與輸出值之間沒有規律，也就是說無法通過輸出值推算輸入值，如果想找到特定的輸出值，只能采用枚舉法不斷更換輸入值，直到找到滿足條件的輸出值為止。

一個優秀的哈希算法具備正向快速、輸入敏捷、逆向困難、強抗碰撞等特征。輸入敏感指輸入信息發生微小變化（哪怕僅僅是一個字符的更改），重新生成的哈希值與原哈希值會是天壤之別;逆向困難指無法在較短的時間內根據哈希值計算出原始輸入信息;強抗碰撞性指不同的輸入很難產生相同的輸出，只要算法能保證發生碰撞的概率足夠小，通過暴力枚舉獲取哈希值對應輸入的概率非常小，如果要破解，花費的代價太大沒有意義（類似購買雙色球，雖然購買所有的組合保證一定中獎，但是付出的代價遠大于收益）。

如果要篡改區塊鏈系統，需要篡改所有參與者中超過51%的賬本，代價太大，優秀的哈希算法需要保證找到碰撞輸入的代價遠大于收益。

4.可追溯

可追溯性可由時間戳技術實現，時間戳存儲了所有交易歷史，并為每一筆數據提供檢索和查找功能。分布式數據庫讓每個參與節點都獲得一份完整數據庫的拷貝，“區塊（完整歷史）+鏈（完整驗證）”形成了能追溯完整歷史的時間戳，這種技術特性使得在一些具備時間敏感性特征的領域，具有非常廣泛的應用前景。

二、區塊鏈與物流的融合應用

2020年全球范圍內暴發了新型冠狀病毒疫情，此次新冠疫情為區塊鏈技術的普及提供了加速契機。面對實戰考驗，受限于技術、標準等當前還沒有完全解決的瓶頸，區塊鏈作為一個十幾歲的“孩子”，比起互聯網、大數據等“青壯年”，它的表現尚顯稚嫩，但是根據歷史經驗來看，它具有顛覆性價值的技術。雖然在推廣中難度較大，但是一旦迸發將勢不可擋。

信任問題是當前物流發展的最大瓶頸，區塊鏈技術在供應鏈管理、外貿物流、消費品追溯、危險品監督等方面都有廣闊的發展前景，物流行業本身具有流程長、貨物經手環節多、貨物丟失毀損、責任歸屬劃分難、中小物流企業融資難、從業人員素質審核難等諸多問題。以下是新冠疫情期間在物流行業的幾個典型應用場景。

1.區塊鏈解決物流企業間的信任

傳統物流企業使用的都是中心化系統，當合同、訂單、運單等數據在供應鏈上下游企業之間進行交換時，各接口間的信用簽收憑證主要是紙質單證及手寫簽名，安全性差，管理費用高。區塊鏈通過加密算法將分散的數據庫連接起來，基于智能合約的自動清結算功能，打破了數據孤島;把核心企業的應收賬款憑證轉化為可流轉、可融資的憑證，使得核心企業的信息沿著可信的貿易鏈路傳遞，將各環節電子存證（如電子合同、物流單據、數字身份、信用評級、計費數據等）上鏈，在資產確權、資產交易、應收賬款保理、票據的貼現轉讓、倉單質押、貨物轉讓等功能性流程中，提高了作假成本，實現了信息間的有效可靠傳遞。

2.區塊鏈解決中小物流企業融資難

物流中小企業多處于起步階段，企業要擴展規模，對資金的需求較大，由于中小企業的信用等級普遍較低，很難得到金融及投資機構的信任，融資極其困難。區塊鏈由于其技術特征，企業的融資、還款歷史交易信息都可作為后續交易中雙方對融資風險的真實依據，能夠確保各信用主體累積交易數據的真實可靠性，能有效降低物流商、物流金融機構等在協作過程中的信用風險和成本，從根本上改變金融機構對小微的授信及風控模式，從而改變物流小微企業融資難的困境。

3.區塊鏈解決物流從業人員素質審核難

如果將物流從業人員的信息上鏈，便可構建一個完整的物流供應鏈行業的信用信息庫，這些信息可在同行業及不同行業間共享，如果將商品各環節的信息（種植生產、加工包裝、運輸倉儲、銷售等）上鏈，便能實現商品各環節流通追溯，劃清責任主體。

4.區塊鏈在國際物流中的應用

外貿物流相比國內物流運輸距離更遠，運輸時間更長，結構更為繁雜，涉及部門非常多。以非洲至歐洲冷鏈物流為例，需經過30個以上的組織及部門（海關、銀行、物流企業、客戶）參與，需經過200多次的交流，管理過程復雜繁瑣效率低，一旦出錯劃分責任歸屬非常困難。如果每一件進出口商品都擁有自己特有的區塊鏈ID、數字簽名、時間戳，依托追蹤碼便可為消費者展示進口商品的全程追蹤信息，使得每一環節清晰可查。

5.區塊鏈+物資追溯、病歷管理

《人民日報》發布信息稱新冠疫情暴發后至今，已經發布了多種使用區塊鏈技術的應用程序。支付寶在新冠疫情期間發布了一個以區塊鏈為技術支撐的在線信息平臺，捐贈者將捐贈物品的品類、證書、價值、應用范圍等信息全部上鏈，隨后物流企業將物資的物流信息上鏈，最后接收方將所有信息以視頻、照片的形式上鏈;西安利用區塊鏈在新冠疫情期間對病例進行安全管理，保證了患者隱私不泄露。以上應用均利用了區塊鏈的技術特征，有效保證了捐贈物資的流向和使用情況全程透明，新冠疫情期間具有特別重要的價值意義。

三、區塊鏈在發展中存在的問題

1.交易性能低

區塊鏈在安全性、效率、去中心化程度存在“不可能三角”問題，即這三點不能同時達到最優。隨著交易量增加，區塊鏈存儲的數據日趨龐大，由于存在著區塊大小的原始限制，以及生成新塊的時間間隔等問題，再加上區塊的容量非常小，較大的區塊會降低整體傳播速度，導致小規模交易速度被延遲（比特幣處理速度3-7筆/秒，支付寶“雙十一”期間處理速度能達到10萬-100萬筆/秒），區塊鏈效率低是目前在應用中常被詬病之處。

2.區塊鏈隱私保護

以銀行業務為例，若采用區塊鏈記錄交易過程，嚴格一致的賬本雖然能省去繁雜的對賬工作，但是從實際來看，目前在企業領域、個人消費領域，保護隱私的呼聲越來越高，沒有任何一家銀行希望自己的資金業務往來完全暴露在眾目睽睽之下，如何協調公開透明與隱私保護兩者之間的矛盾，一直未被徹底解決。

3.監管問題

任何一個好的技術或者工具都需要被正確予以使用，才能發揮最大的價值，目前區塊鏈是全球的熱點，但現狀卻是多數企業在借區塊鏈造勢，圈錢、詐騙、搞資金盤，區塊鏈發展初期被各種負面案例充斥，這對行業未來可持續性發展產生了惡劣影響。一項新技術在走向大規模的應用之前，必然會產生法律上的空白和管理上的難題，如何有效地解決這個問題，是未來監管者亟待解決的課題。

4.建立區塊鏈標準難度大

眾所周知，建立全球統一的標準要經歷多方、多年的激烈討論，多個參與方共同討論構建一個新的協作機制和系統的難度極大。以集裝箱標準的建立為例，美國海事管理局、美國標準協會、ISO、歐洲代表等不同利益方，多年間激烈爭奪標準制定權，從第一次嘗試制定草案，最終由ISO發布，耗時近12年。區塊鏈是典型的多參與方應用，其制定標準并推廣應用的難度可想而知。

四、總結

區塊鏈被寄予厚望，除了物流領域外，區塊鏈在其他行業及領域也在逐步滲透融合，目前世界各國正在加大探索力度。只要有需要傳遞信任的地方，就需要區塊鏈，區塊鏈技術具備長期潛在價值，未來各行各業還將催生出大量以區塊鏈為創新點的顛覆性應用。

需要清醒意識到的是，區塊鏈技術的成熟并不是朝夕間就能一蹴而成的，區塊鏈要實現可持續發展，實現鏈上各參與者生產關系的改變，需要政府構建良好的政策環境，需要打造健康的產業生態，更需要資金及技術長期持續性投入。

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作者簡介：席亞莉（1981- ），女，漢族，甘肅會寧人，碩士，講師，工程師，研究方向：物流、供應鏈、市場營銷、企業戰略