基于区块链的物流服务供应链应用模式研究

王红

内容摘要：区块链技术的发展使得物流服务供应链出现了新的元素，为当前发展当中相关问题的解决提供了方案。本文主要分析区块链技术的相关内容，同时明确以区块链技术为基础的物流服务供应链模式的构成及应用情况，针对应用过程中存在的问题，提出解决对策，解决实际问题，推动物流行业更好的发展。

关键词：区块链   物流服务   供应链   应用模式

区块链为基础的物流服务供应链模式基本内容

（一）区块链基本内容

定义阐释。比特币属于源代码，以点对点和去中心化为基础，而区块链则是比特币最基础的技术，采用密码学的相关原理，对数据进行加密，实现数据更加安全的运输和访问。属于一种新的计算方式。这一技术的出现使比特币系统当中本来面对的拜占庭将军问题和双重支付的相关问题得到了有效解决。拜占庭将军问题就是如果第三方结构缺失，那么交易双方很有可能达不成信任关系，而双重支付的问题就在于一笔资金实现了多次交易。区块链技术借助于数字加密技术和分布式共识算法，对一些价值转移和信息传输等做到很好的实现。采用信息安全港技术以及云计算等相关技术，提供博弈平台，使数据传输的透明度明显增强。

基础架构模型。区块链的出现把原本的数字货币进行了相应的转变，从而形成了智能合约，进入了区块链2.0模式，支持更加多样化的算法和编程。区块链的架构当中包含基础数据层、哈希函数、时间戳、数据区块等内容;另外则是虚拟意识层次，包含相关的传播机制和P2P网络，另外还有核心意识层，支持多种共识算法;最后为应用层，即区块链的具体应用范围。

特点分析。区块链当中涉及到了不少核心关键技术，可以将其特点进行归纳为：具备去中心化的特点。每个分布式阶段都呈现出谱状分布，采用数学方法构建起彼此之间的信任关系，从而让每个节点都拥有相应的权利义务。在每个节点中，数据会进行备份，即便是其中的一个节点数据丢失，也不会对其他节点，甚至是整个系统的运行产生不良影响，也就具备了去中心化的特点。以这一特点为基础便可以开始数据的传递、存储和检查等。

具备安全特点。区块链当中应用到了数据加密原理，在加密的过程当中会应用到私钥和公钥，再加入封装机制，满足安全性验证需求。另外，其运行所遵循的规则和具体运行过程都更加安全透明。

智能合约特点。其编程系统可以变换，支持不同节点构建起高效的智能合约，对各节点执行合约的条件和需要履行的义务等进行自动判别，同时对于满足条件的合约就会自动执行。即便是没有中心机构对整体情况进行监督，也可以确保合约能够有效地执行，使执行效率得到显著提高。

可以验证的特点。区块链时间维度扩展的基础是时间戳技术的应用，确保数据信息的交换和传递都具备了可验证的特点。在区块数据当中，时间戳也被称作是POW，即存在性证明。构成数据库的数据和信息不能够进行篡改和伪造，而且还可以借助于链型结构，追溯到任意数据的源头。

（二）区块链和物流服务供应链耦合情况

主体。分布式主体在区块链数据库当中占据了重要的地位，因为数据库的更新和维护都需要这些主体作用的发挥，并非是传统数据库当中由一个核心的机构来执行，也表现出了区块链去中心化的典型特点。供应链则包含了不同类型的企业，如材料供应企业、生产企业和销售企业、最终的客户等，主体十分多样化，以供应链为基础进行信息和资源的交换和共享。供应链是包含多主体的，功能多样化，多层次的链式组织。区块链技术在物流服务供应链系统当中的应用也需要遵循区块链技术的特点，不再强调某个主体的绝对中央地位，而是在这个供应链上，不同的主体是平等交流的关系。因此从主体上看，区块链和供应链物流服务系统存在比较大的耦合性，如图1所示。

交易机制。链式结构在区块链当中是不同节点互相形成共识机制的基础。不同的区块会形成不断延续的链条结构，具备安全透明、可溯源以及防止篡改的特点。而在供应链系统当中，不同主体之间的交易关系十分复杂，可以将区块链当中的去中心化相关内容引入到供应链系统当中，这样可以减少因为供应链上不同主体之间因为缺乏信任而带来的机会成本。两者在交易机制上也存在着明显的耦合性特点，如图2所示。

智能合约。区块链在實际运行的过程中，是一个相对完备的状态机制，包含处理事务，数据的保存以及对智能合约的接受以及开展相关处理等。在确定事件的信息已经转入到智能合约之后，需要对合约信息资源当中的状态进行及时更新，再判断合约的状态。供应链则是会自动执行一系列的合约以确保交易的顺利开展。以区块链为基础的智能合约，可以避免相关因素的恶意干扰，影响到其正常的执行合约状态。两者在成本上都有明显的优势，也因此看出两者在智能合约方面也存在比较大的耦合性。

区块链物流服务供应链模式构成及应用

区块链属于一种典型的协作工具，以区块链为基础的物流服务供应链系统模型，在分析时可以从三个不同方面进行。图3为各个不同维度所包含的内容和关系示意图。

（一）模式维度构成

对象。开展供应链管理最根本的目的就是需要在一定条件下，以最小的成本提供最优的服务。传统的供应链模式只是把链条上的不同主体进行简单的串联起来，由于串联的方式相对简单，不可避免的会导致其中一些问题难以解决。而区块链则是可以从点到链，再到网，提供全面的技术支持。

其中的点表现为：在企业的内部物联网当中直接嵌入区块链技术，通过在物联网当中应用更先进的感知技术和识别技术，来实现信息的交流和传递。将互联网技术作为区块链技术得以有效应用的基础。另外，因为区块链和供应链之间存在耦合关系，能够在网络设备中实现信息的交互，同时也可以为系统的更加完善奠定基础。

其中的链表现为：企业节点在传统的供应链模式下，不同主体的关系不同，两个有业务关系的主体关系相对密切，但是如果不存在直接的业务关系，可能两个企业节点之间就不存在关系了。这样导致企业之间零和博弈问题的出现，信息无法实现完全共享，也会出现信息的重复利用等，不仅降低了信息的利用效率，也增加了信息的传递和利用时间。而在供应链系统当中加入区块链模式，可以将传统中的单一关系变得更加立体性，减少因为信任关系脆弱带来的机会成本增加问题，使不同主体之间的交易效率得到显著提升。

其中的网表现为：因为分布式并存技术和去中心化技术的存在，让系统中各个节点上的企业的每一笔交易都能够得到有效地验证，可以构建起不会断裂且唯一的链，使供应链的管理效率得到提高，确保每一笔交易都具有独特性和唯一性。图4为对象维度内容。

属性。由于区块链当中一些核心技术的存在，比如分布式数据库的应用，智能合约等，确保数据在实际运行当中不会被伪造和篡改。因为其先进技术的应用，使其应用范围拓展到了供应链物流行业。在数字化时代背景下，供应链企业之间的资金、信息和物流等借助于信息网络实现快速地流动，而供应链结构的构成基础则是现金和物流，信息流则是连接不同节点的重要纽带。

就物流看，物流信息当中的相关技术和区块链技术结合，可以帮助网络系统的安全性得到提高，任何信息借助于运算都能够形成专门的Merkle树，在打包之后会将其在区块链当中进行存储。借助于加密技术使安全性提升，帮助提升物流效率。

就信息流来看，不同环节的信息会存储在各环节的系统当中，导致很多信息无法有效追溯，其透明度缺乏。将区块链技术引入其中能够帮助各个不同主体有效地掌握相关的数据信息。在供应链上使信息流的透明度增强，这样便于更快的发现问题，并采取相应的措施进行及时处理。

就资金流看，采用区块链当中的相关技术，能够减少财务方面的纠纷，使支付业务的效率和处理速度都大大提升。尤其是针对跨境支付，效果尤为显著。区块链当中应用的安全数据库技术，可以确保每个节点当中的交易数据都真实可靠，而且不能在后期进行篡改。其可以匿名交互数据，不需要相互信任，还可以有效避免主体在数据处理当中出现的相关违规行为。另外，在区块链当中不会设置专门的中央机构进行监督管理，主体是平等的关系，可以任意交互数据。

功能。以区块链为基础的物流服务供应链系统当中会具备智能仓储的功能，这一功能的实现会应用到视频技术、语音技术、RFID技术等，识别、定位、分拣和计量等相关的仓储货物。同时也可以对货物进行精准的定位，在定位当中需要应用到BDS，即北斗导航系统。借助于SAN技术、NAS技术等存储技术提供技术方面的支持。物流中心信息系统以仓储为核心，将企业内部的局域网连接起来，以“记账原理”为基础，确保智能仓库当中的数据不会被篡改。另外储物柜采用分布式账本平台进行有效连接，可以帮助客户追寻包裹的实时动态。总而言之，区块链技术的应用，不仅可以让整个供应链的透明度增加，还可以采用智能终端追踪包裹情况，确保公司在安全的环境下开展相关的交易活动。

安全配送功能，这一功能的实现需要应用到数字签名技术和加密解密技术等，对信息安全和客户隐私等进行保护。非对称秘钥的特点表现为两点：第一，在加密信息之后，必须要另一个相对应的秘钥才可以解密;第二，公钥可以开放，私钥则是具备独特性和私密性，但是没有办法通过已经提供的公钥来破解私钥。区块链安全数据库技术的应用也能够使客户个人信息隐私得到保障，促进实名制的有效落实。同时此类技术的应用也能够帮助提升配送效益，使配送的物流程序大大简化。

溯源防伪功能的实现。这方面功能的实现，需要使用到区块链当中的可溯源技术和时间戳技术。比如沃尔玛就与清华大学、IBM公司等构建起了合作关系，借助于区块链的相关技术来了解肉制品的流通，对猪肉肉制品的流转商业周期，包含养殖、批发到后期的销售等。在区块链提供的信息当中包含了保质期、存储温度、来源等，有效避免诈骗、错误等。

（二）模式应用问题及应对措施

模式应用存在的问题。第一，存在响应速度不及时的问题。区块链技术当中的工作量证明是其共识算法技术，想要每个节点都可以准确清晰的反映数据，需要消耗很大的计算成本。如果过分的追求信息的公平性和透明程度也会对效率产生影响。

第二，加密算法是区块链系统的核心加密技术。包含公钥和私钥两种加密方式，其中公钥会向所有的客户公开，所以如果有人破解了私钥就可以得到相关的信息。即便是对于那些不能公开的信息也会被破解。针对这种问题还需要进行进一步的加深，这方面的技术还需要在未来进一步开发。另外，区块链也面临着相关的攻击问题，被攻击率达到了51%。而想要提高其安全率，所付出的成本更高，甚至会高于攻击之后的收益，始終面临着被攻击的威胁。

第三，交易隐私层面的问题。以区块链为基础的物流供应链系统所有的信息传递和存储都需要借助于公用网络，每个网络的节点都可以和其他节点相互连接。在网络层面上没有设置专门的防护和身份验证措施，所以任何供应链上的企业都可以对一些交易数据进行专门的跟踪，这样会对隐私安全产生威胁。

主要应对措施。第一，应当缩短更新时间间隔，加大对IPv6相关技术的商用建设力度，研发互联网当中的关键架构及技术，以国家当前的法律框架、国家行政许可政策和国家仓储战略等为基础，构建起更新时间间隔更加短，识别机制更加灵活，数据吞吐量更大的技术体系，从而可以在数据量更大，实时要求更高的供应链系统当中。第二，需要将现实约束和综合算法有效结合起来，再借助于其他管控方式，如资产抵押、行政手段、法律手段等，减少供应链系统在交易安全方面的问题。比如采用通用程度更高的编程语言。就当前的发展现状看，可以采用两方面的措施应对被攻击的问题。以区块链为基础采用挖掘算法。在每个事务都处理结束之后形成中间状态树根，虽然是集中验证，但是如果存在真实验证的节点，就可以规避集中化问题。第三，在网络系统的构建当中需要设计身份验证和核实信息，如果有必要，可以设置多层信息验证，避免没有通过授权的节点进入到系统当中，从而引起数据的泄露。具体可以引入第三方通过认证的机构帮助组织，不把用户的个人相关信息和行为直接嵌入到网络交易当中。

参考文献：

1.汪传雷，万一荻，秦琴等.基于区块链的供应链物流信息生态圈模型[J].情报理论与实践， 2017，40（7）

2.曹锋.区块链物流业发展新引擎—区块链驱动供应链创新[J].中国物流与采购，2017（15）

3.曹锋.区块链驱动供应链创新[J].中国物流与采购，2017（15）

4.徐小鹏.基于物联网、区块链增信的化工供应链物流管理创新[J].中国物流与采购，2018（14）