基于區塊鏈的電子提單研究

徐偉超 于湧潮 駱雨柳 朱麗欣 晉潔

[摘 要]提單流轉是海上運輸必不可少的環節之一，提單流轉較為復雜，且成本較高。電子提單是簡化這一問題的思路之一，但電子提單的安全性尚未能得到有效保障。但電子化的運行模式加速了信息傳遞和交易效率，并能為航運企業節省大量成本，應用前景廣闊。區塊鏈技術為電子提單的發展提供了新的思路，如今已被廣泛運用到虛擬貨幣、金融、物流等多個領域。文章結合區塊鏈技術特點，與傳統提單流轉相結合，構建了基于區塊鏈的電子提單，其去中心化、去信任化、點對點的特性極大地提升了提單流轉時間，同時也能保證提單流轉的安全性，為電子提單的進一步發展提供了新的思路。

[關鍵詞]區塊鏈;電子提單;航運業;國際貿易

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.16.013

1 引言

區塊鏈技術的出現，為電子提單的實現提供了技術支撐，其點對點傳輸、電子化模式的特點不僅可以做到流轉效率更高，并且其加密技術特點在一定程度上可防范提單偽造，據研究，處理紙質票據的總成本幾乎是電子票據的三倍，如果電子提單的使用率達到50%，航運業每年可節省40多億美元。海運提單至今已有幾百年的歷史，是海上貨物運輸中由承運人簽發給托運人的一類單據①，互聯網技術的興起，航運業也逐漸對電子提單的可行性進行研究，由于目前所研究的電子提單加密和防偽技術未能達到各方的認可。本研究將區塊鏈技術特點與提單流轉結合起來，形成基于區塊鏈的電子提單，為電子提單的發展提供新的思路。

2 電子提單現狀及區塊鏈的引入

2.1 電子提單的現狀

在商事交易活動中，提單是重要的物權憑證。[1]它經歷了由紙質提單向電子提單的轉變，經歷了由流轉速度慢、運行效率低的傳統紙質提單，向處理速度快、更具安全性的電子提單發展的歷程[2]。

經歷了三十年的發展，電子提單具備了更加明顯的技術優勢：一是可以避免流轉過程的物理損毀風險，杜絕偽造、變造提單的可能，也為解決無單放貨、提單丟失等問題提供了可行途徑閆娜.國際貿易中電子提單的流通問題研究[D].北京：對外經濟貿易大學，2013.;二是流轉速度較快、數據準確性較高，大幅降低船貨滯期、單證處理、質押擔保等情況所產生的貿易成本;三是突破紙質提單的時間、空間維度限制，基本實現提單的即時合并與拆分，為在途貿易和中短途貿易鏈融資提供了切實的便利[3]。

2.2 電子提單的兩種轉讓機制

電子提單是指通過電子數據交換系統（EDI）傳遞的有關海上貨物的運輸合同憑證?；陔娮犹釂蔚膮f議轉讓，目前世界上有兩種通行的轉讓機制：一是CMI（Committee Maritime International）電子提單規則;二是BOLERO（Bill of Lading Electronic Registry）電子提單機制。

在CMI的電子提單規則[4]中，持有人首先向承運人發出希望將對標的物的處分和轉讓權轉讓給新的持有人的通知，接著由承運人作出確認的回復并據此向新的持有人發送該訂單除密碼以外的其他所有信息，接著新持有人通知承運人其接受擬被轉讓的對標的物的處分和轉讓權，承運人便據此銷毀現有密碼并向新的持有人發出一份新的密碼。該模式的優點在于代替了傳統的背書，用密碼的方式完成了對于電子提單的占有，從而實現了其與傳統提單不同的功能效力。其具體流程如圖1所示。

BOLERO的機制[5]則更加智能，其用途也更加多樣。主要通過報文的傳遞而進行運作，用戶創建、轉讓、質押、交回電子提單必須要以報文的形式向權利注冊系統發出指示。其運作方式為：承運人接受訂單并確認后，運輸合同達成。裝船后承運人指令“權利登記中心”根據賣方提供的資料創建BOLERO提單，指定出口方為托運人和BOLERO提單持有人，進口方為指示持有人。提單創建完畢后，經過如下程序可以完成BOLERO提單的轉讓;出口方指令權利登記中心指定信用證承兌行為必提單的質權人，在承兌行確定后向其傳送所有的電子單據，承兌行在審查電子單據后，指定開證行為新的質權人，經過再次審核單據后，開證行只是權利登記中心指定進口方為提單持有人，這個時候具有指示人和持有人雙重身份的進口方就可以轉讓提單了。其具體流程如圖2所示。分析以上流程可知，兩種機制的運行方式都與第三方的存在密不可分。該第三方作為出賣人與買受人之間的見證，更是承載著登記、變動權利等功能。該第三方的穩定性與可靠性對該筆交易而言有著至關重要的作用。

2.3 傳統電子提單的現存問題

但在實務中，現存的CMI和BOLERO機制存在以下缺陷而不能使得電子提單迅速普及。

2.3.1 流轉層面的原因

第一，上述機制還處于單點嘗試的階段，不適用于全程運輸。第二，現存的BOLERO信息存儲機制在防偽手段方面尚有欠缺，其保障網絡交易的機密性不能得到全球性認可。第三，紙質提單相比而言，該機制流轉中的中間環節較多，成本更高，但效率無法得到大幅提升。

2.3.2 法律層面的原因

傳統電子提單無法實現紙質提單的質權功能[6]。傳統紙質提單可以通過背書的方式完成質權的設定，賦予了市場主體更靈活的操作性。

但電子提單在法律上卻有不被承認其作為質權憑證的風險，如在英國發生的未來號貨輪案[5]（The Future Express）中，貨物所有權在提單交給銀行前已通過買賣合同轉移給了買方。由于賣方喪失了貨物的所有權，其無法在該動產物權上設立質權。

2.4 區塊鏈技術與傳統電子提單的問題解決

中國區塊鏈技術和產業發展論壇編寫的《中國區塊鏈技術和產業發展白皮書》[7]將區塊鏈定義為：分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。

相較于非區塊鏈基礎下傳統的CMI模式或BOLERO模式流轉過程中，電子化程度較低、偶然性的責任分配不均及不完善的安全保障機制的特點而言，區塊鏈技術具有去中心化、去信任化的特點，其在電子提單中的應用為貨物運輸中的轉讓和占有問題提供了有關問題的解決路徑[2]。

2.4.1 有效保障電子提單的流轉安全

區塊鏈技術本身可以生成一套無法篡改的、記錄時間先后的、可信性極高的數據庫。該數據庫的最大特點就是去中心化，它能夠有效保障數據的安全。在非區塊鏈基礎下傳統的CMI模式或BOLERO模式的中心網絡布局下，承運人或者第三方服務商為提單提供最終的交易憑證，系統管理方承擔的責任風險重大，中心數據庫客觀上存在安全隱患。利用了區塊鏈技術后，區塊被分配到各個流通的環節，依照時間先后順序完成當事人信息采集、身份驗證、交易確認、資金清算以及背書追溯、核查等工作，不會出現第三方數據庫維護失職從而導致數據滅失的隱患。

2.4.2 更好地消除平臺運營方的區域背景色彩[3]

在非區塊鏈基礎下傳統的CMI模式或BOLERO模式中，托運人、收貨人等系統用戶與管理方在技術上地位存在不對等，與法律地位不相符，也使利益相關方的可信程度難以完全得到保證，影響了電子提單作為電子數據證據的效力。此外，銀行、保險公司等機構本身具有嚴格技術標準和系統接入門檻，海關、稅務等部門作為行政管理機關對提單的審查要求也限制了承運人或者第三方服務商的中心網絡應用。區塊鏈技術的應用可以繞過這些中間過程，并使得交易公開化和透明化，從而消除平臺運營方的區域背景色彩。

2.4.3 嚴格控制費用支付節點，實現按事件完成情況支付費用

在“單證相符、單單相符”的交易原則的指導下[8]，紙質提單簽發后一般需要經歷報關、結算、贖單、投保、議付、提貨等諸多環節，這一過程需要通過人工運輸實現流轉，直接限制了貿易活動效率。而區塊鏈技術采用的智能合約可以在每個支付節點嚴格地實現對費用產生的跟蹤，在諸多環節中不會產生多余的費用，從而降低貿易成本。

總而言之，區塊鏈電子提單的去中心化特征，具有傳統電子提單欠缺的透明性、穩定性與公平性的特征，能夠在無須信任中心網絡的情形下進行跨界別、無媒介、高效率、低成本的數據認證與檢驗[9]，區塊鏈技術的應用有利于電子提單的較快推廣與適用。

3 基于區塊鏈的電子提單構建

3.1 區塊鏈技術下的電子提單流轉方式及應用原理

（1）基于區塊鏈技術的電子提單是貨權對貨權的點對點交易?；趨^塊鏈技術的電子提單可以實現沒有中間金融機構擔保的情況下，各方之間實現貨權的透明轉讓并被各方接受認可同時不產生模糊糾紛。隨著貨物運輸實踐的發展，提單流通性的含義更豐富，提單的轉讓不僅轉讓貨物的所有權，還轉讓了對貨物的控制權及與其相關的運輸合同。所以電子提單的流通應該具備這三個要素，電子提單的流通可以轉讓對貨物的實際占有權或運輸合同權利或控制權。

在電子提單生成過程中，托運人通過區塊鏈網絡向承運企業發出貨物運輸要約的運輸請求，承運企業對托運人提出的要約自動處理，自動生成回執發送托運人，由托運人二次確認并通知承運人開始貨物調度。在電子提單簽發過程中，托運人即貨物原所有權人向一關三檢傳送電子提單信息。托運人后向承運人發送收貨信息具體內容及通信密鑰，承運人成為電子提單的待持有人。在電子提單中轉過程中，托運人向金融機構發送電子提單合約副本，承運人等待托運人完成電子提單的運輸服務費用結匯，承運人確認收到貨款后更新與托運人的電子提單通信密鑰，承運人成為電子提單持有人。承運人同時向金融機構更新電子提單合約副本，金融機構向收貨人提示付款，收貨人向金融機構付款后金融機構實時更新電子提單，收貨人取得對貨物的支配權。通過實時更新的電子提單承運人確認收貨人支付貨款，并在區塊鏈網絡中更新通信密鑰，由收貨人加以確認。在電子提單結單過程中，承運人發送到貨通知，收貨人向承運人發送密鑰反饋提貨時間和地點準時到貨場完成提貨。

（2）區塊鏈智能合約保障區塊鏈電子提單下的物權交易。區塊鏈智能合約由腳本技術予以保障，區塊鏈技術下電子提單的智能合約是一段部署在區塊鏈上的程序代碼，該智能合約在特征方面具有信息共享、合約自動運行、去中心化等特點，智能合約在驗證交易物權時通過“Hash”密鑰，以驗證交易物權沒有被改變，而不需要實際物理接觸。智能合約的密碼組件和技術通過密碼摘要函數，類似于數學函數計算，輸出一串數字和長度固定的大寫或小寫字母。區塊鏈智能合約中的安全Hash算法，程序將協議雙方約定物權轉讓內容輸出為不可預測的32字節Hash值編碼寫入區塊鏈中，輸出可以很容易地用任何信息輸入幾乎任何大小和類型計算值，但不可能反向計算輸入的計算值。這確保了物權交易的造假信息所花費的時間和成本使物權交易參與者幾乎不可能作假。而智能合約用于確保只有預期的物權交接者才能訪問信息的方法稱為公鑰密碼。每個節點都持有一個在數學上相互關聯的私鑰和公鑰，解密則需要用原物權所有人的公鑰加密的消息相應的私鑰。物權所有人的數字簽名同樣是以數學方式計算的，從而保證數字文檔或消息的真實性。這些技術都具有幾乎不可能破壞或鍛造的特點，因此物權交易的約定內容一旦發生，系統將自動通過區塊鏈網絡得到驗證，執行智能合約，完成區塊鏈智能合約的物權所有方變更。

3.2 區塊鏈技術下的電子提單應用原理

區塊鏈起源于比特幣，是由按時間存儲數據的區塊鏈接而成，并結合密碼學技術形成分布式共享賬本。其中，區塊鏈技術并不是單一的技術，而是指在多方參與下，基于相關密碼學、分布式共識協議、點對點網絡通信、智能合約等形成的技術整合，它可以進行數據交互、處理和存儲。由于區塊鏈技術融合了眾多前沿技術的優勢，因此它具有去中心化、公開透明、安全穩定和不可偽造的特點。

區塊鏈技術下電子提單可靠性綜合分析。區塊鏈是基于互聯網的信息基礎設施，是技術設置的后端層，在完成后端建設的同時實現實體相互交互。區塊鏈利用全球對等網絡的資源來驗證和批準信息的訪問權實現公開透明。因此沒有一個機構負責審計交易所和保存記錄，而是將這一過程分配給整個網絡。區塊鏈用先進的密碼技術來保護，以保持比普通互聯網協議更高的安全性和穩定性。

區域鏈使用博弈論共識機制，通過驗證節點來解決問題。在區塊鏈技術下電子提單的信息交互過程中，一條消息傳輸到區塊鏈網絡：甲方通過給予乙方的訪問權限，將內容從云共享存儲設施下載到乙方的數據包中，訪問權限在消息中加密，并對數據包的內容進行散列挖掘。網絡只能看到散列，但可以驗證甲方的標識符對應訪問的數據包。當區塊鏈網絡通過一致得到這種交換是有效的時，數據包交換才能被接受為最終結果。如果乙方想檢查他們獲得的信息包與交換時的信息包仍然相同，他們可以再次運行Hash算法，檢驗輸出是否相同。如前所述，當區塊鏈內部的物權交換信息得到多變驗證時，物權交換協議則必須被接受，從而保證了區塊鏈技術下電子提單信息交互的高效性和真實性。

3.3 區塊鏈技術下電子提單優勢分析

3.3.1 高效性

電子提單發展至今，陸續出現了CMI模式和BOLERO模式等多種物權流轉模式，CMI 即國際海事委員會在1990年通過的《電子提單規則》;BOLERO模式即物權流轉中心對電子密鑰的控制，但仍然需要第三方的參與。區塊鏈基礎下的電子提單與Bit Torrent等文件共享的方式類似，通過高效連接節點而不是通過中央服務器路由節點在世界各地用戶自愿使用的計算機或服務器上運行，因此沒有中央數據庫。同時以任何參與節點都可以隨時查看日志，而不需要向中央存儲位置請求許可。通過共識系統達成網絡中關于使用最有效的區塊鏈的協議。因此將區塊鏈技術應用于國際貿易可使航運業參與人使用比當前的電子提單更為高效和具有增值潛力的技術基礎架構的系統。

3.3.2 經濟性

據美國霍普金斯大學預測到2030年，全球航運供應鏈中的區塊鏈電子提單的經濟增加值將超過1730億美元。在區塊鏈出現之前，只能通過如EDISHIP、0CEAN等昂貴且封閉的會員制系統來完成對可轉讓貿易文件進行數字化處理，非區塊鏈基礎下傳統的CMI模式或BOLERO模式在繳納巨額會費和年費的基礎上，仍存有造假的可能性。但區塊鏈智能合約在不繳納會費或年費的前提下可以嚴格控制費用支付節點，實現按事件完成情況支付費用，從而嚴格把控貨物流轉過程，減少除電子提單下的物權流轉外其他所有不必要的成本，同時在物權交易和性價比上得到各運輸方的認可。

3.3.3 安全性

區塊鏈基礎下的智能合約在傳輸機制上有著不可復制性的特點，可以保障提單的安全性。智能合約的交換被分組在一個區域，所有其他交換在各自區域內的交換列表及其行中的數字通過Hash算法運行，接收唯一的標識符，復制此Hash值以輸出。并將其與下一個區域中的交換列表一起包含，從而創造了一個不可打破的鏈區域，通過散列連接在一起。此時鏈已經變得不可逆和防篡改，鏈包含了內容的Hash值，可以用來證明在這個特定時間點包中有哪些信息，只有該區域內的所有節點達成共識才能完成智能合約的變更。

3.3.4 便利性

在CMI模式下，承運人承擔了登記中心的職責，并以對密鑰的控制成為物權流轉的中心。承運人接收貨物后向提單持有人發送電子密鑰。持有人使用該密鑰可以向承運人要求支付貨物、指定收貨人或轉讓提單所有權。在此模式下，紙質提單雖然完全被電子提單取代，但使用方仍然本質上需要通過重重中間人才能達成交易，使用流程上也較單純的區塊鏈電子提單復雜。BOLERO流轉時，有權用戶向權利登記系統發出指令，系統會對提單的創設、轉讓、質押、修改等信息進行存儲。在該模式下，電子提單是 BOLERO提單文本 BBL Text和權利登記記錄的結合。因此BBL文本在內容上與紙質提單相近，而權利登記記錄則與背書相近，仍然屬于傳統的紙質提單流轉思路，但區塊鏈基礎下的電子提單實現了完全自動化、電子化和簡易操作，只需單純在區塊鏈網絡內進行電子提單驗證，是直接物權對物權的交易。

但是根據區塊鏈，就可以保持所有權和所有權的準確記錄，而無須進行通過集中式中介。區塊鏈技術對提單系統的轉變證明了其對國際貿易的影響。在基于區塊鏈的提單系統中，通過承運人在收到貨物后通過私鑰對數字提單進行數字簽名來建立提單。托運人還保留私鑰，以便在運輸過程中做出有關貨物的決定，包括將提單背書給另一第三方。第三方也可以進一步將提貨單背書給另一方，然后繼續進行，直到擁有最新私鑰的一方在卸貨港索取貨物為止。每次轉讓后，每個現有私鑰都會被取消，并由發給受讓人的新密鑰代替。這些變化不僅是理論上的，而且現在已由國際貿易中的許多主要利益相關者實施。例如，馬士基最近與IBM合作建立了一個基于區塊鏈的提貨單系統，并預測，如果取消傳統的基于紙張的系統，每年將節省數十億美元。傳統上處理貿易文件，管理和處理的費用最多可能占貨物運輸成本的五分之一，但是區塊鏈技術還可以大大減少與貿易運輸和融資相關的時間及成本。巴克萊銀行與專注于供應鏈的初創公司Wave合作，于2016年9月執行了第一份基于區塊鏈的信用證。這些信用證能夠將發行時間從一周以上縮短至不到四個小時。區塊鏈還最大限度地減少了由于緩慢、錯位或丟失的貿易文書而延誤裝運的情況。這些錯誤在現有的電子提單系統中特別容易發生，因為普通的電子提單系統通常會有兩百多次通信以及涉及單個跨境交易的30個不同實體，復雜運算易出錯。區塊鏈分類賬中包含的實時信息將幫助交易的所有相關方監督貨件的進度。由于區塊鏈的分類賬不可更改并分配給每個利益相關者，因此大大減少了文件損壞的誘因和潛力。區塊鏈還可以大大提高海關的效率，因為海關官員現在可以在到達之前獲得準確的裝運信息。國際貿易的主要利益相關者，包括主要的貿易融資提供商和船運公司，目前正在從事各種區塊鏈研發合作，區塊鏈可以完全改進貿易融資和提單系統以提高其效率，單個分散式系統也可以同時存在多個基于區塊鏈的交易平臺。

4 總結

在信息技術的高速發展下，電子提單應運而生。它克服了傳統紙質提單處理成本高、效率低的缺陷，在很多領域尤其在航運業上具有無可比擬的優越性，具有遠大的前景，受到了國際社會的認可和法律保護。

現如今電子提單主要通行的兩種轉讓機制——CMI電子提單規則和BOLERO電子提單機制均存在用戶成本較高，系統可拓展性較差，數據泄露風險、造假風險較大的不足之處。而區塊鏈技術融合了眾多前沿技術的優勢，具備去中心化、公開透明、安全穩定和不可偽造等特點。因此，區塊鏈技術與電子提單的結合意義重大。通過區塊鏈，電子提單以一種更智能、更高效、更安全的方式進行流轉?；趨^塊鏈技術，電子提單可以在沒有中間金融機構擔保的情況下流轉，從而實現各方之間貨權的透明轉讓并且被各方接受認可而不產生模糊糾紛。

同時，區塊鏈技術應用于電子提單將對國際貿易產生重要影響。一方面，它取代了傳統意義上基于紙張的系統，進而節省管理、運輸等相關時間和成本;另一方面，信息的實時交互和不可更改性也利于往來貿易的監督，從而提高工作效率。因此對于國際貿易的主要利益相關者，包括主要的貿易融資方和船運公司，將受益無窮。

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