區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)的應(yīng)用綜述

鄢 然，王帥安，周煜圣

（1.香港理工大學，物流及航運學系，香港 999077；2.南洋理工大學，土木與環(huán)境工程學院，新加坡 639798）

0 引 言

航運是推動國民經(jīng)濟發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化的關(guān)鍵要素，全球超過80%的貨運量由海上運輸完成[1]。我國航運業(yè)“成績單”亮眼，港口規(guī)模穩(wěn)居世界第一，在2020 年我國有8 個港口位列全球港口貨物吞吐量前十，另有7個港口位列全球集裝箱吞吐量前十。隨著我國對“一帶一路”高質(zhì)量發(fā)展的不斷深化推動，航運作為連接國際貨運的重要橋梁作用愈發(fā)顯著，中國在全球航運業(yè)的地位也愈發(fā)重要。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)字化正在影響人類生產(chǎn)和生活的方方面面，國際航運作為擁有悠久歷史的傳統(tǒng)行業(yè)，也在經(jīng)歷著數(shù)字化轉(zhuǎn)型，由大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等相關(guān)技術(shù)驅(qū)動的“智慧航運”“數(shù)字化+航運”時代變革正在改造、升級甚至顛覆傳統(tǒng)的商業(yè)模式。

我國正大力推進數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展。2019 年10 月，國務(wù)院印發(fā)的《交通強國建設(shè)綱要》指出，要大力發(fā)展智慧交通，推動大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級計算等新技術(shù)與交通行業(yè)的深度融合。同時，我國也正在加大航運數(shù)字化進程建設(shè)。2020 年8 月，《交通運輸部關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》提出打造包括智慧航道和智慧港口的多項智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施，并明確要通過區(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)電子單證、業(yè)務(wù)在線辦理、危險品全鏈條監(jiān)管和全程物流可視化。雖然數(shù)字化建設(shè)在國際航運領(lǐng)域已初見成效，但由于國際航運業(yè)相對保守和傳統(tǒng)、航運活動涉及多個利益相關(guān)者（包括托運人、航運公司、貨運代理、港口和碼頭運營商、內(nèi)陸承運人和海關(guān)）、航運活動國際性較強（受到多種航運法規(guī)等外部因素影響，涉及多種通關(guān)文件和檢查），航運數(shù)字化的進程相較對于其他傳統(tǒng)行業(yè)較為緩慢。

近年來，各行各業(yè)越來越多地開始關(guān)注和使用區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈是一種去中心化、去信任的基礎(chǔ)架構(gòu)以及分布式計算范式和賬本，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分布式記錄和分布式存儲[2]。我國高度重視區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，區(qū)塊鏈已于2020 年4 月被國家發(fā)改委納入“新基建”范圍，各地也紛紛出臺區(qū)塊鏈發(fā)展的專項扶持政策。區(qū)塊鏈技術(shù)在傳統(tǒng)的航運業(yè)也受到越來越多的關(guān)注。2021 年6 月，工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出要加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，積極推進區(qū)塊鏈和經(jīng)濟社會融合發(fā)展，并明確了未來5 年和10 年區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標，涉及供應(yīng)鏈管理和航運物流等多個領(lǐng)域。本文結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)和航運業(yè)的主要特征，首先對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的適用性和現(xiàn)有應(yīng)用場景進行總結(jié)，然后結(jié)合已有的綜述文獻，從區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景及其對航運業(yè)的影響三方面進行文獻綜述。以此為基礎(chǔ)，本文還提出了區(qū)塊鏈技術(shù)與航運領(lǐng)域相結(jié)合的未來應(yīng)用和研究方向。

1 概 述

1.1 區(qū)塊鏈概述

區(qū)塊鏈技術(shù)最早出現(xiàn)在中本聰編寫的論文《Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system》中，最初應(yīng)用于比特幣交易。區(qū)塊鏈涉及非對稱加密、智能合約、P2P 協(xié)議、共識機制和塊鏈結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)。在實際應(yīng)用中，區(qū)塊鏈被視作一種去中心化的數(shù)據(jù)庫以及一種分布式交易賬本[3]，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到經(jīng)濟社會的多個領(lǐng)域，包括數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理和數(shù)字資產(chǎn)交易。

區(qū)塊鏈可被分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈[2]。其中，公有鏈是完全去中心化和去信任的，任何人都可以參與公有鏈的構(gòu)建和訪問。私有鏈由于其參與者是中心控制者指定的參與成員，因此對交易量和交易速度無限制，且不存在51%攻擊風險。聯(lián)盟鏈的參與者是預(yù)先設(shè)定的具有特殊特征的成員，這導(dǎo)致聯(lián)盟鏈容易進行控制權(quán)限定，具有很高的可擴展性，但是不能完全解決信任問題。作為分布式存儲的信息基礎(chǔ)設(shè)施，區(qū)塊鏈最重要的特征是去中心化，即每個用戶都是中心而不需要依賴第三方，所有在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的節(jié)點都有記賬權(quán)，共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、核驗、存儲和傳輸[1]。區(qū)塊鏈的另一個重要特征是系統(tǒng)對全網(wǎng)節(jié)點公開透明。同時，在密碼學技術(shù)的保證下，區(qū)塊鏈上的信息一旦經(jīng)過驗證并添加到區(qū)塊鏈后就會被永久存儲且不可篡改，這賦予了區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)信息極高的穩(wěn)定性和可靠性。另外，區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)還具有可溯源性，便于數(shù)據(jù)查詢和追蹤[1]。

1.2 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)技術(shù)

為使讀者對區(qū)塊鏈技術(shù)有更深入的了解，從而更好地理解其在航運業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，本節(jié)對區(qū)塊鏈本身的結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)技術(shù)做進一步介紹。從“區(qū)塊鏈”的名字可知，它是將一個個區(qū)塊前后首尾相連組成的鏈式結(jié)構(gòu)，每個區(qū)塊通過一個稱為“父區(qū)塊哈希值”的數(shù)值指向其唯一的前一個區(qū)塊從而實現(xiàn)區(qū)塊的前后連接。圖1 展示了區(qū)塊鏈的鏈式結(jié)構(gòu)。其中，每一個區(qū)塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要包含兩部分：區(qū)塊頭和區(qū)塊體。區(qū)塊頭主要存儲本區(qū)塊的相關(guān)屬性，區(qū)塊體則用于存儲具體的交易數(shù)據(jù)。具體而言，區(qū)塊頭主要包括：（1）父區(qū)塊哈希值，主要用于與該區(qū)塊的上一個區(qū)塊連接；（2）時間戳，即該區(qū)塊產(chǎn)生的時間；（3）難度目標，是指該區(qū)塊工作量證明算法的難度目標；（4）Nonce（隨機數(shù)），是礦工（即網(wǎng)路中節(jié)點）挖掘完成工作量證明算法時的輸入，也是礦工獲得獎勵的憑證；（5）默克爾根，即默克爾樹根的哈希值。在區(qū)塊體中，區(qū)塊鏈的交易被組織為默克爾樹的結(jié)構(gòu)。默克爾樹是一種哈希二叉樹，葉節(jié)點存儲著每一條交易記錄，從葉節(jié)點開始通過遞歸兩兩合并哈希值直至默克爾根。因此，通過默克爾樹對交易信息進行存儲可實現(xiàn)快速定位和校驗?zāi)彻P交易，并且當某筆交易發(fā)生改變時，這種改變會通過其父節(jié)點一直傳遞到根節(jié)點。

圖1 區(qū)塊鏈的鏈式結(jié)構(gòu)Fig.1 Chain structure of blockchain

圖2 某個區(qū)塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.2 Inner structure of a block in a blockchain

區(qū)塊鏈系統(tǒng)工作在一個分布式網(wǎng)絡(luò)中，并通過智能合約機制允許其在不需要第三方的情況下執(zhí)行可追溯、不可逆轉(zhuǎn)和安全的交易，實現(xiàn)“去中心化”。以比特幣為例，區(qū)塊鏈的工作流程大致如下：在用戶發(fā)起一項交易后，與之相連的節(jié)點（稱之為記錄信息節(jié)點），將會把消息廣播到比特幣的分布式網(wǎng)絡(luò)中等待確認。網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點（稱之為驗證交易節(jié)點），將會把該交易信息與系統(tǒng)中其他等待確認的交易信息請求打包到一起，并在添加上其他相關(guān)字段后組成一個區(qū)塊結(jié)構(gòu)。然后，驗證交易節(jié)點將會試圖找到一個nonce 串放到區(qū)塊中（即“挖礦”的過程，需要耗費一定算力），使得在這種情況下該節(jié)點所生成的哈希值滿足一定的條件。在找到合適的nonce 串后，該區(qū)塊就在系統(tǒng)中合法了，節(jié)點隨即將其在網(wǎng)絡(luò)中廣播出去，供其他節(jié)點進行驗證。如果大多數(shù)節(jié)點都驗證并且接受了該區(qū)塊，就意味著該區(qū)塊被比特幣所在的網(wǎng)絡(luò)所接受，網(wǎng)絡(luò)中其他的節(jié)點將會保存目前區(qū)塊鏈的一個副本，區(qū)塊中所包含的交易也即得到確認。在區(qū)塊被驗證的過程中，基于算力尋找nonce 串的共識機制被稱為工作量證明(Proof of Work,PoW)，可以通過哈希算法對其施加限制，控制合法區(qū)塊產(chǎn)生的時間和對算出區(qū)塊的節(jié)點的獎勵。

區(qū)塊鏈節(jié)點之間的數(shù)據(jù)驗證主要通過哈希算法和非對稱加密技術(shù)實現(xiàn)。一個區(qū)塊本身的哈希值是通過對區(qū)塊頭的數(shù)據(jù)進行哈希運算生成的，因此保證了哈希值的獨一無二性。所以，區(qū)塊頭中任何數(shù)據(jù)的改變都將導(dǎo)致其哈希值的改變。例如，交易信息的改變將會導(dǎo)致默克爾根的改變，進而改變該區(qū)塊的哈希值。常用的哈希算法包括國際通用的Message Digest（MD）系列和Secure Hash Algorithm（SHA）系列算法，以及國內(nèi)使用的SM3 算法[4]。值得注意的是，哈希值不會存儲在該區(qū)塊中，而是存儲在其子區(qū)塊中用于生成鏈式結(jié)構(gòu)。將哈希值用作區(qū)塊鏈獨一無二的識別信息保證了其不可篡改性，因為如果想要改變一個區(qū)塊的數(shù)據(jù)，就要將它后面所有的區(qū)塊全部重新運算一遍，這是目前的算力難以達到的。驗證交易節(jié)點需要接收記錄信息節(jié)點所發(fā)出的交易信息并進行驗證，其中檢驗的過程主要通過非對稱加密實現(xiàn)。非對稱加密中的加密密鑰和解密密鑰是不一樣的，一般分別由私鑰和公鑰實現(xiàn)。其中，私鑰是個人持有并嚴格保密的，不能被他人獲??；而公鑰一般是公開的，他人可以獲取。對于某一項交易，記錄節(jié)點和驗證節(jié)點的工作流程如圖3 所示。其中，當驗證交易節(jié)點接收到記錄信息節(jié)點的廣播后，它需要確定如下兩個問題：（1）簽名信息是否由記錄信息節(jié)點通過自己的私鑰產(chǎn)生？（2）原始交易信息是否在傳輸中發(fā)生了更改？因此，驗證交易節(jié)點首先通過記錄信息節(jié)點的公鑰對簽名信息進行解密運算以證明該簽名信息屬于記錄信息節(jié)點，并得到交易a 的哈希值。然后，驗證交易節(jié)點通過哈希算法對交易a 進行運算得到一個新的哈希值，將該哈希值與解密得到的哈希值進行對比，即可知道在數(shù)據(jù)傳輸過程中交易a 的信息是否被改變。哈希算法和非對稱加密技術(shù)使得區(qū)塊鏈的安全性得到保障，保障了數(shù)據(jù)的完整性和真實性。另外，為了解決系統(tǒng)一致性的問題，比特幣網(wǎng)絡(luò)提出了最長鏈概念和6 次確認概念。最長鏈概念使得全網(wǎng)節(jié)點有如下約定：只在消息最多的那條數(shù)據(jù)鏈之后進行數(shù)學計算和消息連接，所有節(jié)點時刻監(jiān)聽全網(wǎng)狀態(tài)，確定其處于最長鏈上。如果不是，則立即切換到最長鏈上去進行運算。通過保證所有節(jié)點都在最長鏈上進行運算，來保證系統(tǒng)中只有一條合法的消息鏈條。6 次確認是為了防止網(wǎng)絡(luò)中的信息被篡改，它要求每條信息在經(jīng)過6 次確認沒有更改之后才被認為有效。上述兩個概念很大程度保證了區(qū)塊鏈系統(tǒng)不會出現(xiàn)確認過的信息前后不一致的情況，從而保證了系統(tǒng)的不可篡改性和一致性。

圖3 交易在記錄節(jié)點和驗證節(jié)點之間的廣播和驗證Fig.3 Broadcast and verification of transactions between blocks in a blockchain

1.3 區(qū)塊鏈在航運業(yè)中的適用性和現(xiàn)有典型應(yīng)用

區(qū)塊鏈的上述特點使其具有解決航運業(yè)中痛點問題的巨大潛力。作為歷史悠久的傳統(tǒng)行業(yè)，航運業(yè)涉及復(fù)雜的利益主體，其運輸效率可通過增進各方信任、實現(xiàn)物流溯源、優(yōu)化各項流程及增強網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)等方面實現(xiàn)提升[5]。具體而言，信息在不同航運企業(yè)系統(tǒng)間不互通，信息孤島現(xiàn)象普遍存在，這使得信任問題變得尤為突出。貨物追蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)失真和信息篡改問題較為嚴重，主要是由于傳統(tǒng)航運網(wǎng)絡(luò)中心化程度高導(dǎo)致的數(shù)據(jù)交換和共享的程度低、成本高。國際航運業(yè)務(wù)由于涉及復(fù)雜的合作伙伴和業(yè)務(wù)流程，過程中會產(chǎn)生大量紙質(zhì)運輸單證等文件。這些文件的存儲管理和運輸傳遞將會降低整個航運供應(yīng)鏈的效率，增加運營成本，并產(chǎn)生大量溫室氣體。同時，文件在復(fù)雜的航運供應(yīng)鏈中被偽造、篡改和丟失的風險較大，給航運供應(yīng)鏈的協(xié)同發(fā)展造成困擾。這些問題都可以借助區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、公開透明、永久存儲且不可篡改和可溯源性等特征得到部分或全部解決。因此，航運被認為是最適合區(qū)塊鏈應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)之一[6]。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中已有初步落地應(yīng)用，本文對相關(guān)應(yīng)用案例總結(jié)見表1。

表1 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的典型應(yīng)用案例Tab.1 Typical applications of blockchain technology in the shipping industry

從表1 可見，典型的航運區(qū)塊鏈平臺出現(xiàn)于2016年年中。到了2018年，大量的相關(guān)平臺上線，覆蓋的范圍、涉及的合作單位和航運業(yè)務(wù)也日趨多樣和復(fù)雜。其中，智能電子提單、資源和數(shù)據(jù)共享，以及貨物追蹤溯源是區(qū)塊鏈在航運業(yè)務(wù)中的典型應(yīng)用。除了上述搭建的區(qū)塊鏈平臺，區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)還有更具體的應(yīng)用。例如，現(xiàn)代商船于2017 年9 月在釜山至青島的一艘搭載冷凍貨物的集裝箱船上同時使用了區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了對冷凍貨物的實時監(jiān)控和管理。中遠海運、京東和佳農(nóng)在2018 年4 月使用搭載區(qū)塊鏈技術(shù)的集裝箱船運送厄瓜多爾香蕉，實現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)在國際海上集裝箱運輸?shù)氖状紊虡I(yè)落地應(yīng)用。此外，遼寧自貿(mào)試驗區(qū)大連片區(qū)、天津口岸區(qū)和招商局港口集團也積極擴大區(qū)塊鏈在整個港口業(yè)務(wù)流程中的應(yīng)用，推動了智慧港口建設(shè)和物流及貿(mào)易便利化。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

為收集區(qū)塊鏈在航運業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)學術(shù)文獻，我們對知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和Scopus 數(shù)據(jù)庫進行搜索，使用的中文關(guān)鍵詞為“航運區(qū)塊鏈”，英文關(guān)鍵詞為“blockchain in maritime transport”。根據(jù)搜索得到的相關(guān)文獻，進一步對其進行“向上”和“向下”的溯源和追蹤分析，即找出每篇論文引用的文獻和被每篇論文引用的文獻。然后，篩選出相關(guān)的綜述論文及與區(qū)塊鏈在航運業(yè)各方面應(yīng)用相關(guān)的論文，共計37篇，其中包含2篇中文文獻和35篇英文文獻。

現(xiàn)有文獻從學術(shù)論文和工業(yè)級應(yīng)用兩方面對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的應(yīng)用進行了總結(jié)和綜述。從學術(shù)論文的角度，Munim 等[7]首先通過文獻計量分析的方法總結(jié)了相關(guān)文獻及作者所在的國家/地區(qū)間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，總結(jié)出四大相關(guān)研究主題：區(qū)塊鏈在航運中的應(yīng)用、區(qū)塊鏈應(yīng)用的挑戰(zhàn)、區(qū)塊鏈技術(shù)和區(qū)塊鏈被采納情況，并同時對相關(guān)文獻的內(nèi)容進行了仔細分析并提出區(qū)塊鏈應(yīng)用的挑戰(zhàn)及解決方案。Tsiulin 等[8]對區(qū)塊鏈在航運和港口管理中應(yīng)用的33 篇相關(guān)文獻和23 個相關(guān)項目進行了總結(jié)，并回答了如下兩個問題：（1）區(qū)塊鏈技術(shù)如何影響航運和港口物流？在這兩方面有哪些可能的應(yīng)用場景？（2）新興的區(qū)塊鏈項目如何與現(xiàn)有的航運相關(guān)概念相聯(lián)系？對于第一個問題，該作者認為，區(qū)塊鏈技術(shù)是解決物流和航運管理中缺乏信任、信息安全、溝通失誤和數(shù)據(jù)偽造等問題的唯一可能的技術(shù)手段，可用于文件工作流管理、財務(wù)流程和設(shè)備互聯(lián)。同時，該作者特別指出，現(xiàn)有項目已從如下方面使用區(qū)塊鏈技術(shù)促進港口自動化：碼頭貨物分配、碼頭交易、文件工作流跟蹤、庫存證明和貨物裝卸。對于第二個問題，區(qū)塊鏈系統(tǒng)與現(xiàn)有的港口社區(qū)平臺有很多相似之處，尤其是兩者的目標都是自動化航運文件和統(tǒng)一化、彈性化供應(yīng)鏈參與方之間的交流，但是兩者在所有權(quán)、參與方和整體架構(gòu)等方面也存在區(qū)別。Jovi? 等[9]基于文獻綜述從可持續(xù)性的三方面，即經(jīng)濟、環(huán)境和社會方面總結(jié)了基于區(qū)塊鏈的信息交換給航運業(yè)帶來的20條好處以及在這個過程中存在的20 條挑戰(zhàn)或困難。其中，經(jīng)濟方面的好處包括降低成本、加強與物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的結(jié)合，以及提升交易效率等；環(huán)境方面的好處主要是減少紙質(zhì)文件的使用和傳輸過程中的遺失；社會方面的好處包括使數(shù)據(jù)和信息不可篡改，建立信任和加強分布式網(wǎng)絡(luò)中的安全與隱私等。在基于區(qū)塊鏈的信息交換中存在的挑戰(zhàn)和障礙主要包括信息存儲和傳輸、缺乏數(shù)據(jù)保護、缺乏共識和標準，以及缺乏可靠的信息共享或丟失和被盜數(shù)據(jù)規(guī)則。Nguyen 等[10]通過文獻綜述研究了將區(qū)塊鏈整合到集裝箱航運系統(tǒng)中潛在的運作風險，并將相關(guān)文獻通過建立有向無環(huán)圖劃分出三個主要風險類別：主動風險、后繼風險和過渡風險。

從工業(yè)級應(yīng)用的角度，Pedersen 等[11]根據(jù)多年區(qū)塊鏈顧問的經(jīng)驗為航運企業(yè)提出了一個包含10步的決策路徑以決定是否應(yīng)該采用區(qū)塊鏈技術(shù)以及應(yīng)該采用哪種區(qū)塊鏈技術(shù)。其中，決定是否使用區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵判斷條件包括是否需要共享的公共數(shù)據(jù)庫、是否有多方參與、相關(guān)方是否存在利益沖突或信任問題、各方是否愿意信任第三方、管理系統(tǒng)訪問的規(guī)則是否因參與者而異、交易規(guī)則是否基本保持不變和是否需要一個目標不變的日志。如果這些關(guān)鍵判斷條件都是成立的，則還需根據(jù)以下條件判斷使用何種區(qū)塊鏈：如果需要獲取和訪問公開的數(shù)據(jù)，則推薦使用公有鏈；如果無需獲取或訪問公開的數(shù)據(jù)，且共識在組織內(nèi)部達成，則推薦使用私有鏈；如果共識需要在組織間達成，則推薦使用聯(lián)盟鏈。Peronja 等[12]總結(jié)了區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中，尤其是在海運提單中的應(yīng)用。Jovi?[13]總結(jié)了最有代表性的航運區(qū)塊鏈平臺，包括TradeLens、BDTS、ShipChain 和Global Shared Container Platform，以及它們在應(yīng)用過程中遇到的挑戰(zhàn)。Wang 和Qu[14]總結(jié)了區(qū)塊鏈技術(shù)適用于航運、交通、物流和供應(yīng)鏈等領(lǐng)域的特點，涉及智能合約、快捷支付、信息共享、貨物追蹤與溯源和供應(yīng)鏈金融等業(yè)務(wù)。

現(xiàn)有文獻也同時對區(qū)塊鏈的相關(guān)文獻和工業(yè)級應(yīng)用進行了總結(jié)。Li 和Zhou[15]首先對2015 到2018 年間發(fā)表的區(qū)塊鏈相關(guān)文獻從硬件、軟件、新興科技和商業(yè)應(yīng)用四個方面進行了總結(jié)，然后討論了區(qū)塊鏈的使能技術(shù)和主要類型，最后總結(jié)了7個區(qū)塊鏈在航運中的典型應(yīng)用。Ahmad 等[16]首先綜述了區(qū)塊鏈在港口物流業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)文獻，然后總結(jié)了7 個廣泛應(yīng)用的適用于數(shù)字化港口物流服務(wù)的區(qū)塊鏈平臺，并就其中的兩項進行了詳細使用說明。此外，現(xiàn)有文獻也提出了基于區(qū)塊鏈的航運管理框架。Jabbar 和Bj?rn[17]總結(jié)出目前區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的三個主要應(yīng)用：實現(xiàn)港到港運輸文件數(shù)字化，解決提單、匿名交易和合規(guī)性相關(guān)問題，以及優(yōu)化集裝箱載重規(guī)則?；诖?，他們還進一步提出了基礎(chǔ)設(shè)施研磨（Infrastructural Grind）的概念用以描述某個領(lǐng)域（如航運）與新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施（如區(qū)塊鏈）相交互的活動。

除了對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中應(yīng)用的綜述和相關(guān)概念框架的提出，現(xiàn)有文獻還對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，以及對航運業(yè)的影響三方面進行了闡述，具體地總結(jié)如下。

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例

區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例包括已實現(xiàn)的具體應(yīng)用和未實現(xiàn)的理論技術(shù)框架，涵蓋在具體業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用案例和在一定地區(qū)或國家范圍內(nèi)的應(yīng)用案例?，F(xiàn)有文獻分析了將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到航運業(yè)的多個具體業(yè)務(wù)場景的可行性和現(xiàn)狀，如Xu 等[18]提出了一種用于航運貨物追蹤的基于新型數(shù)字身份管理機制的綁定方案以更好地將實際業(yè)務(wù)流程與信息系統(tǒng)進行整合，從而更好解決貨物丟失和檢查成本過高的問題。Irannezhad 和Faroqi[19]提出了一個基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)的部分解決集裝箱運輸中提單問題的概念模型。該概念模型通過多層架構(gòu)的結(jié)構(gòu)使得物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)進行互補和整合，著重解決當船東提單和貨代提單相同時帶來的問題，模型的表現(xiàn)從吞吐量、延遲和安全等級三方面進行了驗證。Irannezhad[20]通過對港口物流業(yè)務(wù)流程的剖析，展示了區(qū)塊鏈技術(shù)降低港口社區(qū)系統(tǒng)（port community system）交易成本的功能，進一步討論了開發(fā)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的港口社區(qū)系統(tǒng)需要滿足的要求。Yang 等[21]討論了區(qū)塊鏈技術(shù)能夠被用于航運數(shù)據(jù)安全保護的相關(guān)概念和特征，包括數(shù)據(jù)分布式存儲、公開數(shù)據(jù)高效分享、點對點傳輸和知識產(chǎn)權(quán)保護功能。Solesvik 等[22]通過對航運從業(yè)者的采訪分析了業(yè)界對于區(qū)塊鏈技術(shù)的接受程度，著重分析了借助區(qū)塊鏈技術(shù)減少航運污染的可能性。Sarker 等[23]通過在2012 到2020 年間對多名航運從業(yè)者的采訪得出區(qū)塊鏈技術(shù)可以減緩全球航運業(yè)中存在的與業(yè)務(wù)流程和文檔資料相關(guān)的腐敗現(xiàn)象的結(jié)論。Wang等[24]提出了一個基于區(qū)塊鏈的提高港口船舶運輸效率的框架，船代、碼頭、拖船公司、引航站和政府可將數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中以實現(xiàn)信息共享。并基于共享的信息，該作者提出了包含多種場景的三種數(shù)據(jù)驅(qū)動模型以提升港口的運營管理效率。Pu 和Lam[25]總結(jié)了目前區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)各方面的應(yīng)用，隨后提出了一個概念框架，涵蓋了區(qū)塊鏈的技術(shù)特點、商業(yè)利益、適用范圍、主要利益相關(guān)者和應(yīng)用的潛在挑戰(zhàn)。

除了區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的具體應(yīng)用場景，現(xiàn)有文獻還分析了不同國家和地區(qū)在航運業(yè)中采用區(qū)塊鏈技術(shù)的現(xiàn)狀。以中國為例，Tan 等[26]提出了一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的平臺(LCL Export Platform,LEP)以實現(xiàn)貨代與其客戶之間的信息整合和分享，從而提高中國港口在國際貿(mào)易中海運拼箱服務(wù)的效率和質(zhì)量。Hafizon等[27]提出了名為“E-Toll Laut”的基于區(qū)塊鏈的電子政務(wù)解決方案。該方案可通過保證問責制、簡化監(jiān)控流程和加快科層制及港口交易流程降低印尼港口的周轉(zhuǎn)時間并提高其管理效率。以丹麥的港口為例，Tsiulin 和Reinau[28]通過與丹麥不同特征的港口管理者進行普通訪談和半結(jié)構(gòu)化深度訪談對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)的具體業(yè)務(wù)場景中的適用性程度進行了分析，以及這些特征將如何契合港口的長期發(fā)展。Philipp 等[29]通過專家訪談和個案研究展示了將基于區(qū)塊鏈的智能合約應(yīng)用到跨境物流和多式聯(lián)運供應(yīng)鏈的潛力。以新加坡和中國為例，Pu和Lam[30]基于生產(chǎn)過程分析方法比較了包含區(qū)塊鏈技術(shù)的集中系統(tǒng)和整合獨立平臺的集中系統(tǒng)的溫室氣體排放量，結(jié)果表明前者可以降低超過99%的與文件生產(chǎn)有關(guān)的溫室氣體排放。下面將相關(guān)文獻的要點整理如表2所示。

表2 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例總結(jié)Tab.2 Summary of specific applications of blockchain technology in the shipping industry

續(xù)表2

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)

不同于上節(jié)文獻從微觀層面對區(qū)塊鏈的具體應(yīng)用進行總結(jié)和概述，本節(jié)相關(guān)文獻旨在從宏觀層面分析區(qū)塊鏈在航運業(yè)中應(yīng)用的現(xiàn)狀和前景、給航運業(yè)帶來的好處、實際應(yīng)用中遇到的阻礙和困難，以及航運從業(yè)者對于區(qū)塊鏈技術(shù)的接受程度。這類文獻從研究方法上又可被進一步分為理論分析研究、定性研究和定量研究。對于理論分析研究，Lambourdiere 和Corbin[31]基于現(xiàn)有文獻并從概念框架的角度出發(fā)分析了如何從多方面將區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種數(shù)字化的實現(xiàn)形式應(yīng)用到航運供應(yīng)鏈以提高其效率與效力。Irannezhad[32]討論了區(qū)塊鏈技術(shù)提升航運物流和供應(yīng)鏈效率的潛力，以及區(qū)塊鏈技術(shù)的局限性和應(yīng)用挑戰(zhàn)，同時提出，區(qū)塊鏈技術(shù)可以一步到位地解決貨物延遲、雙重支付、糾紛和訂單取消的問題，并有可能提高其他的經(jīng)濟效益。

定性研究的典型方法包括采訪和個案研究。Gausdal 等[33]以挪威近海工業(yè)為例，通過訪談收集了初始研究數(shù)據(jù)，并進一步從工業(yè)報告、互聯(lián)網(wǎng)和國內(nèi)外媒體報道收集了二級數(shù)據(jù)，然后分析了使用區(qū)塊鏈技術(shù)的驅(qū)動力和主要阻礙。其中，驅(qū)動力包括降低成本、提高海事監(jiān)管水平、有能力處理大量數(shù)據(jù)和提升工作效率，主要阻礙包括實施成本高、離岸地區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量低和決策者年齡較大。Bavassano等[34]基于三角測量法綜合了學術(shù)文獻和媒體報道，并對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中實施的主要促進、影響因素和目前市場上可選方案的主要差異進行了分析并得到結(jié)論：監(jiān)管機構(gòu)和公共當局可能是區(qū)塊鏈技術(shù)全面實施的主要障礙，尤其是在目前缺乏市場標準的情況下。通過專家訪談，Papathanasiou 等[35]通過開展涉及8 個希臘航運公司的供應(yīng)鏈從業(yè)者的專題討論會定性地分析了這些公司對區(qū)塊鏈技術(shù)的采納程度。結(jié)果表明，盡管區(qū)塊鏈為航運業(yè)帶來的好處受到一定程度的認可，但這些企業(yè)對采納區(qū)塊鏈技術(shù)持非常保守的態(tài)度，并認為信息共享可能對其在競爭中的生存造成威脅。Zhou等[36]通過對30名新加坡航運從業(yè)者進行采訪并結(jié)合層次分析法、魚骨圖和PESTEL 分析得出了影響區(qū)塊鏈在航運業(yè)中應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)和關(guān)鍵成功因素，并從人員、方法、組織、外部環(huán)境和科技五個方面進行了總結(jié)。

定量分析的典型方法為實證研究。Yang[37]首先基于文獻綜述和技術(shù)接受模型從現(xiàn)有文獻中提取出可能影響區(qū)塊鏈使用的因素，然后收集了對于港口、船公司、船代和貨代的相關(guān)問卷數(shù)據(jù)以進行實證研究，從而分析影響區(qū)塊鏈技術(shù)使用的關(guān)鍵因素。我們將本節(jié)定性分析和定量分析相關(guān)文獻的要點整理如表3所示。

表3 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景總結(jié)Tab.3 Summary of the status and prospects of blockchain technology applications in the shipping industry

2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)對航運業(yè)的影響

該類文獻旨在分析面對新興的區(qū)塊鏈技術(shù)，航運業(yè)中的利益相關(guān)者將會采取怎樣的策略以適應(yīng)市場行情、提升其競爭力。Zhong 等[38]采用了基于斯塔克伯格博弈的二階段模型分析了區(qū)塊鏈技術(shù)對集裝箱運輸?shù)挠绊?。具體而言，集裝箱航運公司需在博弈的第一階段決策是否采納區(qū)塊鏈技術(shù)，并在博弈的第二階段決策在新興的基于區(qū)塊鏈的市場中如何決定運價。Wang等[39]提出了空間模型以分析當港口間存在競爭時，兩個異構(gòu)港口對于采納區(qū)塊鏈技術(shù)的策略。實驗結(jié)果表明區(qū)塊鏈技術(shù)帶來的單位凈利潤與其單位運營成本的關(guān)系將決定該技術(shù)是否可行。Hu 和Dong[40]通過演化博弈論模型分析了主要集裝箱運輸承運人和小型集裝箱運輸承運人在啟用了區(qū)塊鏈的集裝箱運輸鏈中的合作行為。實驗結(jié)果表明，當引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)作為監(jiān)督時，兩種承運人在旺季和淡季都會選擇進行合作并形成長期穩(wěn)定的合作聯(lián)盟，從而解決運營中的低效性。Pu 和Lam[41]通過博弈論模型分析了當大貨主要求船主采用區(qū)塊鏈模型時船主的策略，并得到以下結(jié)論：船主的運貨量越高，其加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的時間就越早；否則，他們甚至會在十年之后才會采用區(qū)塊鏈技術(shù)。本節(jié)相關(guān)文獻的要點整理如表4所示。

表4 區(qū)塊鏈技術(shù)對航運業(yè)的影響相關(guān)文獻總結(jié)Tab.4 Summary of blockchain technology’s impact on the shipping industry

3 總結(jié)與展望

本文首先對近年來受到各界廣泛關(guān)注的區(qū)塊鏈技術(shù)進行了概述，介紹了我國對于加快采納區(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)政策，然后討論了航運業(yè)目前的痛點問題如何借助區(qū)塊鏈技術(shù)得到部分或全部解決，并總結(jié)了區(qū)塊鏈在航運業(yè)中的典型應(yīng)用案例。同時，本文對相關(guān)文獻進行了歸納整理，主要包括從學術(shù)論文和工業(yè)級應(yīng)用兩方面對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中應(yīng)用的總結(jié)和綜述、區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的具體應(yīng)用案例、區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景以及區(qū)塊鏈技術(shù)對航運業(yè)的影響?；谝陨峡偨Y(jié)和綜述，進一步對區(qū)塊鏈本身的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)進行總結(jié)，然后對區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)以及未來相關(guān)研究方向進行闡述。

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)

從技術(shù)角度講，區(qū)塊鏈涉及眾多領(lǐng)域，包括但不限于密碼學、分布式系統(tǒng)、控制論、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、經(jīng)濟學、心理學等。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)在實際應(yīng)用中也會面臨來自各方的挑戰(zhàn)。首先，隱私安全和保護一直以來都是區(qū)塊鏈技術(shù)甚至整個分布式系統(tǒng)研究領(lǐng)域廣受關(guān)注的問題。在分布式系統(tǒng)中，要在信息共享和隱私安全保護之間找到平衡不是一件易事。在分布式場景下，由于缺乏監(jiān)管機制，無法有效對各參與方的行為進行約束從而保證各方嚴格遵守相關(guān)協(xié)議，因此，公有賬本的安全問題頻發(fā)。要解決這個問題，需要采用更新穎和高級的密碼學手段，并增強其解決實際問題的實踐性。其次，在分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)共識，即確保某個變更發(fā)生后在分布式網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點中得到的執(zhí)行結(jié)果是一致的、不可推翻的、且被各節(jié)點承認的，是分布式系統(tǒng)領(lǐng)域中典型的技術(shù)難題。例如，比特幣網(wǎng)絡(luò)中引入了“工作量證明”的共識機制以避免少數(shù)人的惡意行為，并通過最長鏈和6次證明概念保證系統(tǒng)的一致性。但是，這兩種達到系統(tǒng)共識的方法都存在運算效率低下和能源極大浪費的問題。因此，更有效和高效的、能在動態(tài)的大規(guī)模環(huán)境中應(yīng)用的共識機制需要被提出。另外，目前的區(qū)塊鏈技術(shù)不適用于高頻交易的場景。比如，目前比特幣公有區(qū)塊鏈的平均吞吐量約為每秒7 筆交易，交易確認時間約為1 小時，如果要將其應(yīng)用到高頻交易的環(huán)境，例如金融系統(tǒng)中，交易系統(tǒng)性能亟待提高。目前，業(yè)界提升交易系統(tǒng)性能主要通過提升吞吐量和降低確認延遲兩方面實現(xiàn)。

3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)

區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢顯著，將其應(yīng)用到航運業(yè)可以大大簡化操作流程，減少信息差，提高運營效率，節(jié)約運作成本，同時減少對環(huán)境的影響。如前所述，區(qū)塊鏈技術(shù)已在航運業(yè)中得到初步應(yīng)用，主要包括提單去紙質(zhì)化、加強信息分享、實現(xiàn)貨物追蹤和溯源、減少索賠欺詐、方便跨境匯款和促進船舶融資。同時，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的概念模型以及未來應(yīng)用場景和發(fā)展方向也在現(xiàn)有文獻中被世界各地的學者提出并討論?？梢灶A(yù)見的是，在不久的將來區(qū)塊鏈技術(shù)會在航運業(yè)中得到更廣闊的應(yīng)用，從而促進航運業(yè)的數(shù)字化進程。例如，將區(qū)塊鏈技術(shù)更廣泛地應(yīng)用到船舶運營管理，包括船舶與船員登記與注冊、船舶維護與檢查、電子提單、智能航運合同；航運企業(yè)基于區(qū)塊鏈上記錄的豐富、準確的大數(shù)據(jù)開展智能信息挖掘，從而制定企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、部署船隊規(guī)模和路線、部分解決航運周期性問題；將區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合，以實現(xiàn)對船舶和貨物更實時、有效和準確地監(jiān)測、追蹤與溯源，并可用所記錄的高質(zhì)量航行數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能航運調(diào)度，船舶燃油使用優(yōu)化和排放監(jiān)管；將區(qū)塊鏈技術(shù)與3D 打印技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于基于3D 打印的船舶和港口建造；將區(qū)塊鏈應(yīng)用到航運保險與再保險，可提高船舶資產(chǎn)評估及保費核算效率。

然而，區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的落地應(yīng)用也面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)。從區(qū)塊鏈技術(shù)的角度來講，如何保障共識系統(tǒng)的安全性是區(qū)塊鏈在應(yīng)用過程中面臨的最大挑戰(zhàn)之一。區(qū)塊鏈技術(shù)通過開源代碼的方式來提高網(wǎng)絡(luò)的可信度，但這也使得攻擊者對系統(tǒng)的攻擊變得更加容易，對系統(tǒng)交易和用戶信息的安全造成威脅。另外，私鑰是用戶在區(qū)塊鏈體系中的“身份證”，用戶的私鑰丟失或被黑客盜取會危及用戶的信息和資產(chǎn)安全，且由于區(qū)塊鏈的不可篡改性，被盜資產(chǎn)無法追回。已被應(yīng)用到航運業(yè)無紙化運作和貨物追蹤的基于區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)也存在一定漏洞，包括重入漏洞和區(qū)塊參數(shù)依賴漏洞等。其次，區(qū)塊鏈的能耗和效率問題也是其在航運業(yè)的應(yīng)用中面臨的一大挑戰(zhàn)。由于區(qū)塊鏈中的每個節(jié)點都要求解雙哈希函數(shù)并生成隨機數(shù)來競爭記賬權(quán)，但最終鏈上的節(jié)點只有一個，這意味著其他節(jié)點在階段內(nèi)付出的算力和電力資源均被浪費，因此區(qū)塊鏈的運作過程伴隨著大量的能源消耗與浪費，在這個過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放和能源消耗可能比無紙化和自動化業(yè)務(wù)流程所減少的排放和消耗更大。此外，區(qū)塊鏈系統(tǒng)建立初期會對航運公司產(chǎn)生較大的費用，并且需要長期對相關(guān)人員進行有針對性的培訓。將航運公司原有的數(shù)據(jù)系統(tǒng)與區(qū)塊鏈系統(tǒng)對接也可能產(chǎn)生原有數(shù)據(jù)丟失或不兼容等問題。同時，由于處于應(yīng)用的初級階段，業(yè)界尚缺乏對區(qū)塊鏈系統(tǒng)的標準化行為準則和管理體系，國家也缺乏相關(guān)的法律對黑客入侵等行為進行懲處。對于區(qū)塊鏈在未來實際操作中可能出現(xiàn)的商業(yè)風險，相關(guān)法律法規(guī)及保險條款也缺乏相應(yīng)的責任認定。因此，與區(qū)塊鏈相關(guān)的法律法規(guī)問題還有很大的空缺有待填滿。

從航運業(yè)自身的角度，由于航運業(yè)本身是非常傳統(tǒng)和保守的行業(yè)，在長期的發(fā)展歷程中已形成非常固定的運營模式，且對于新技術(shù)和新方法的接納程度較其他行業(yè)低。加之航運業(yè)本身也是一個傳統(tǒng)的高風險高波動行業(yè)，引入未成熟的變革性技術(shù)會引發(fā)行業(yè)對于風險不可控的擔憂，進而可能影響市場。同時，國際航運本身中心化程度較高，涉及海關(guān)、檢查、海事等國家主權(quán)機構(gòu)，這與區(qū)塊鏈的去中心化特點相矛盾，使得區(qū)塊鏈的公信力被降低。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)的引入必將打破原有的生態(tài)環(huán)境甚至損害利益相關(guān)者的利益，從而受到他們的抵制。在這種情況下，如何使用區(qū)塊鏈技術(shù)高效解決航運業(yè)的痛點問題并在解決問題和維持原有生態(tài)平衡之間找到平衡點從而說服利益相關(guān)者采納區(qū)塊鏈技術(shù)，是其廣泛應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)。其次，目前航運業(yè)對于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用也缺乏相關(guān)的規(guī)則和標準，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用仍處于測試和完善的階段。制定統(tǒng)一的行業(yè)標準和技術(shù)協(xié)議以確保各方的正確交互是區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中全面應(yīng)用的前提。

在將區(qū)塊鏈技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用到航運業(yè)務(wù)的過程中將會面臨更大的挑戰(zhàn)。首先需要解決的問題是區(qū)塊鏈的安全性問題。雖然區(qū)塊鏈技術(shù)本身包含了防篡改機制，但區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)并不能完全免于網(wǎng)絡(luò)攻擊和欺詐。在其規(guī)?；瘧?yīng)用的過程中，面臨不當代碼利用、秘鑰失竊和員工電腦被黑客攻擊風險的概率將會大大增加，從而對數(shù)據(jù)安全性和商業(yè)機密及隱私保護提出更高要求。另外，當區(qū)塊鏈系統(tǒng)的參與者（包括政府部門、銀行、港口、顧客、貨代、船代、船東、船公司、船級社和修船廠等）和業(yè)務(wù)場景（例如文件去紙質(zhì)化、電子化提單、貨物追蹤溯源、電子合約與簽名、設(shè)備互聯(lián)和供應(yīng)鏈金融等）不斷增加時，系統(tǒng)的吞吐量也將會大大增加，與區(qū)塊鏈系統(tǒng)可擴展性和TPS 性能相關(guān)的瓶頸問題將會更加嚴重。其次，覆蓋航運價值鏈的區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)需要被建立。這需要每家航運公司與客戶、供應(yīng)商甚至是競爭對手展開合作。這一點在集裝箱船市場的聯(lián)盟中已有初步實施。然而，聯(lián)盟間的博弈以及公司間的競爭使這一趨勢變得并不明朗。最后，航運業(yè)中還有很多除了區(qū)塊鏈規(guī)?；庳酱鉀Q的問題，如后疫情時代港口擁堵，局部地區(qū)戰(zhàn)爭與海盜風險等。與此同時，航運市場的上升趨勢加劇了航運公司之間的市場競爭以及運力擴張。這些問題和現(xiàn)象導(dǎo)致了區(qū)塊鏈的規(guī)模化應(yīng)用在航運業(yè)中的優(yōu)先等級被降低，客觀上也將推遲甚至阻礙區(qū)塊鏈的規(guī)模化應(yīng)用。

3.3 未來研究方向

航運業(yè)對于區(qū)塊鏈的關(guān)注點并非在于技術(shù)的創(chuàng)新和迭代，而是在于相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)應(yīng)用規(guī)則的建立和健全。目前對于區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)研究仍處于較為初級的階段，我們對于未來研究方向進行如下探討。首先，目前的相關(guān)研究多以說理和定性分析為主，幾乎沒有涉及客觀的實際數(shù)據(jù)，受作者的主觀認知影響可能較大。未來研究應(yīng)更多采用量化分析的方法得出更客觀可信的結(jié)論。其次，對區(qū)塊鏈技術(shù)在各種航運業(yè)務(wù)場景中具體應(yīng)用的討論應(yīng)更多涉及區(qū)塊鏈自身的特點和該業(yè)務(wù)的特征而非僅僅是泛泛而談，尤其是如何具體地借助區(qū)塊鏈技術(shù)的特征解決該業(yè)務(wù)存在的痛點問題。從航運業(yè)宏觀視角來看，如何運用區(qū)塊鏈在航運供應(yīng)鏈和價值鏈的各個節(jié)點解決實際商業(yè)和操作問題以及進行模式創(chuàng)新值得被深入探討；從航運業(yè)微觀角度來看，安全和可靠是社會對航運業(yè)的基本要求，如何運用區(qū)塊鏈優(yōu)化船舶上的船員安全管理和船上作業(yè)流程也值得進一步研究。同時，還應(yīng)對比傳統(tǒng)方法與區(qū)塊鏈技術(shù)對于解決同一實際問題所提供的解決方案有何區(qū)別、區(qū)塊鏈技術(shù)有何優(yōu)勢和劣勢，從而進一步增進航運決策者對區(qū)塊鏈技術(shù)的了解和采納。對于區(qū)塊鏈技術(shù)在某一特定地區(qū)采納的分析，還應(yīng)結(jié)合該地區(qū)的各項特征，例如地理位置、方針政策和航運業(yè)特點和發(fā)展情況等，從縱向和橫向兩方面對比分析，從而更好地為地方?jīng)Q策者提供建議。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中尚處于初級試驗階段，主要被應(yīng)用在電子化提單、智能合約和貨物追蹤和溯源等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，如何進一步發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的各項優(yōu)勢使其能有更廣闊和復(fù)雜的應(yīng)用場景等問題有待解決。區(qū)塊鏈在航運業(yè)中的具體應(yīng)用細節(jié)也可參考其他行業(yè)，例如航空業(yè)和制造業(yè)。鑒于目前一些大型航運公司的業(yè)務(wù)已不僅僅局限于海上運輸，其與供應(yīng)鏈上下游行業(yè)的關(guān)系日趨緊密。因此，區(qū)塊鏈在航運業(yè)中的應(yīng)用不該是閉門造車，而應(yīng)與其他行業(yè)互通有無。最后，雖然目前已有大量文獻對區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀、前景和挑戰(zhàn)各方面進行分析，但是仍然缺乏針對如何有效推動區(qū)塊鏈技術(shù)在具體航運業(yè)務(wù)場景和不同地區(qū)被采納的相關(guān)指導(dǎo)和建議，針對區(qū)塊鏈應(yīng)用的各項挑戰(zhàn)的具體應(yīng)對方案及其可行性也亟需探討。未來研究應(yīng)結(jié)合對區(qū)塊鏈各方面應(yīng)用的分析結(jié)果提出有針對性和建設(shè)性的意見以促進區(qū)塊鏈在航運中的應(yīng)用，從而加快航運業(yè)數(shù)字化進程。

4 結(jié) 論

本文從實際落地的商業(yè)應(yīng)用和現(xiàn)有學術(shù)文獻的角度總結(jié)并討論了區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景。其中，相關(guān)商業(yè)應(yīng)用從涉及的機構(gòu)、具體業(yè)務(wù)場景和發(fā)布時間的角度進行了總結(jié)；學術(shù)文獻從現(xiàn)有相關(guān)綜述、區(qū)塊鏈技術(shù)在航運業(yè)中的具體應(yīng)用案例、區(qū)塊鏈技術(shù)在航運中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，以及區(qū)塊鏈技術(shù)對航運業(yè)的影響三方面進行了綜述。最后，本文進一步討論了區(qū)塊鏈技術(shù)本身及其在航運業(yè)中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)以及未來研究方向。