区块链技术在集装箱运输行业中的应用

朱盛军 吴翊 郝杨杨

近年来，区块链技术以其去中心化、去信任、交易透明、不可窜改等特点备受关注，并被逐渐应用到金融、医疗、教育、物流等行业。麦肯锡的研究表明，区块链技术是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技后，最有潜力触发第五轮颠覆性科技革命浪潮的核心技术。集装箱运输行业的市场规模庞大，具有多信任主体、多方协作、中频交易等特点。随着行业信息化水平的提升以及人们对运输过程可视化要求的提高，区块链技术越来越受到集装箱运输行业的重视。本文在介绍区块链技术的基础上，结合实际案例探讨区块链技术在集装箱运输行业中的应用。

1 区块链技术

区块链最初产生于比特币交易系统，是把数据区块以链的方式组合在一起的结构，其中，每个数据区块包含一次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。区块链技术整合加密算法、P2P文件传输等多种技术，通过去中心化和去信任的方式集体维护数据库，实现数据信息的分布式记录和存储。区块链仅有插入和查询数据的功能，并且具有不可窜改的分布式数据库，其任意节点数据库的损坏均不会影响其他节点数据库，是一种新的数据记录、存储和发表方式。

1.1 优点

（1）信息环境共享、开放且共同监督。区块链中的主体均可以参与到数据网络中，每台设备均能作为节点，每个节点均允许获得完整的数据库备份。任意节点失效，其他节点仍能正常工作，从而能够更加方便地实现信息的快速共享和响应，降低双方的信任成本。

（2）采用去中心化、去信任的交易模式。在传统的信用背书网络系统中，参与人需要对中央机构足够信任，并且随着参与网络人数的增加，系统的安全性下降。在区块链网络中，参与人无需信任任何机构，并且随着参与节点的增加，系统的安全性反而增强，数据内容完全公开。

（3）数据不可窜改并具有可溯源性。区块链采用单向哈希算法，每个新产生的区块均严格按照时间线形顺序推进；时间的不可逆性导致任何试图入侵窜改区块链内数据信息的行为都很容易被追溯，并遭到其他节点的排斥，从而能够限制相关不法行为。

1.2 缺点

（1）应用成本较高。分布式账本对区块链环境的处理能力、存储等提出更高要求；此外，生态网内任意2个节点之间的交易均会通知所有节点，从而对区块链服务平台的处理能力、存储、网络等提出更高要求。

（2）不能解决所有的信任问题。区块链的核心是去中心化（信任中介）；但该模式并不能解决所有的信任問题，且解决对象仅局限于区块链上的数据。

2 集装箱运输行业发展现状

全球经济增长速度放缓及世界贸易增长率下降导致航运市场需求疲软，对集装箱运输市场发展产生不利影响。从运力增速来看，2017年集装箱运输市场运力供给过剩的情况依旧严峻。集装箱运输行业此前采取降低运价以增加运费收入的薄利多销手段使得行业普遍处于亏损状态。

随着信息技术的发展，集装箱运输行业的信息化水平以及人们对集装箱物流服务的可视化要求逐步提高；但集装箱运输行业缺乏统一的信息认定标准，高额的信任成本依然存在。当前，集装箱运输行业主要面临以下需求：第一，运输高效益需求，主要体现在减少货损货差、提高货运质量、减少营运费用、降低运输成本等方面；第二，运输协作高效化需求。

由此可见，采取合理措施降低集装箱运输系统运营成本，提高集装箱运输系统效率，提升集装箱运输信息化水平，已成为迫在眉睫的问题。集装箱运输市场规模较大，具有多信任主体、多方协作、中频交易等特点，符合区块链技术的应用条件。目前，集装箱运输行业主要采用以下形式开展初步的区块链试验。

（1）公有区块链 这是最早也是目前应用最广泛的区块链。在物流过程中，任何人均可以参与共识过程，无官方组织及管理机构和中心服务器，参与的节点按照系统规则自由接入网络且不受控制，节点间基于共识机制开展工作。

（2）私有区块链 仅使用区块链的总账技术记账，建立在集装箱运输供应链内部，由体系主体独享区块链的写入权限。系统的运作规则根据体系要求设定，修改甚至读取权限仅限于少数节点，同时仍保留区块链的真实性和部分去中心化的特性。

（3）联盟区块链 由集装箱运输链中的多方联合发起，介于公有区块链和私有区块链之间，兼具部分去中心化的特性。由群体内部指定多个预选的节点为记账人，其他接入节点可以参与交易，但不参与记账过程。

3 集装箱运输行业区块链试验案例

3.1 马士基

航运巨头马士基宣布已完成首次区块链试验，该试验旨在优化价值数万亿美元货物的全球航运业务。试验船舶运输货物从鹿特丹港出发，经过美国海关和其他机构审核，耗时2周到达纽瓦克港。在测试中，只有马士基和国际商业机器公司可以管控节点；每位参与者都可通过定制的凭证从移动设备或网络应用程序中获取数据，但只能查看其所需的航运数据及装运流程。据说将来航运公司和政府监管部门可以管控自己的节点。

马士基负责物流运输业务的首席数字官Ibrahim Gokcen认为，普及区块链方案不仅能减少日常文书工作，还能打击海事欺诈行为。区块链方案可以确保贸易双方在可信的环境中交换信息，并由系统监管整个过程；能提高海关的办公效率，确保整个区块链进出口活动的安全；此外，运输过程的透明化在理论上能够完全消除为防止欺诈等而产生的额外成本，并加快交易及物流速度。

3.2 现代商船

2017年9月7日，现代商船宣布已完成基于区块链技术的首次试航。试航船舶于8月24日从釜山港出发，于9月4日到达青岛港结束试航。此次航行对区块链技术在从订舱到货物交付的全过程中所起的作用开展试验，并应用物联网技术实时监测冷藏集装箱的温度。现代商船表示，在航运和物流领域应用区块链技术，有助于相关方共享货物、船舶信息，省去大量纸面文书，如出口原产地证明书、货物清关文件、提单等。

3.3 以星航运

以星航运开展基于区块链的无纸化提单试验项目。提单详细描述货物的类型、数量、出发地和目的地，并載有货物运输合同条款；通过区块链技术构建运输节点和检查站，创建以星航运同步跟踪货物的应用程序；通过使用基于区块链的分布式记账新系统，确保各方能够通过安全的去中心化网络发布、转让、签署、管理与航运和交易相关的文件。

4 区块链技术在集装箱运输行业中的应用建议

未来，集装箱运输行业的竞争将集中表现为深入客户全程供应链，并通过业务数据化和数据业务化实现智慧物流。在集装箱运输行业区块链技术应用过程中，既要做到运输全程的透明化，实现集装箱物流生态网络角色及环节数字化，又要及时甚至提前响应客户需求，提供合适的物流解决方案。相比传统技术，区块链技术通过分布式账本技术更容易实现整个供应链面向所有参与方的全程透明化，其主要的应用场景建议如下。

（1）货物跟踪信息 目前，货物跟踪实际上为集装箱动态节点跟踪与船期跟踪的组合。未来，货物跟踪将围绕物联网、移动终端、全透明的操作环节，实现对从订舱到交货全过程（包括位移、环境、货物实体及预测）的可视化跟踪；采用区块链存储技术，利用分布式账本防窜改、易共享的优势，对监控信息进行分发；此外，还可以通过区块链技术存储货物交接和签收、集装箱交接等重要细节信息。

（2）电子单据 利用区块链防窜改技术存储客户、码头、堆场、供应商、政府监管部门等物流参与方的交接凭证，进一步推进无纸化单证发展，从而提高单证流转效率，降低信任成本，确保电子单据安全存储并且不可窜改。

（3）信息共享 区块链生态网将集装箱物流的所有参与方（包括客户、供应商、政府监管部门等）连接起来，并通过区块链的分布式账本实现数据实时共享。例如，当客户备货时，船公司及时获取信息并提前进行运输准备，海关也能及时获取货物信息并开展溯源追踪，从而增加管理透明度，防止套约等不规范行为。

（4）数字资产 物流供应链上的企业大多是中小微企业，其信用评级普遍较低，难以获得融资贷款服务。区块链数据信息记录具有不可更改和不可伪造的特性，这使得物流链中的所有商品可追溯、可证伪，且不可窜改，从而实现物流商品的数字资产化。在此基础上，通过提供金融、保险等增值服务，能够解决物流供应链上中小微企业融资难的问题。