区块链技术在物流快递行业中的应用场景探讨

沈庆琼，欧伟强 （福建师范大学 协和学院，福建 福州 350117）

1 区块链简介

2008年次贷危机的末期，由中本聪首先提出“区块”和“链”的概念，随后到了2015年开始，学术界、金融界等各领域意识到作为比特币系统的底层核心技术，它含有一个特殊的信息块即时间戳，含有时间戳的信息块相互连接成为信息块链，即“区块链”。中国区块链技术和产业发展论坛编写的《中国区块链技术和产业发展白皮书》[1]将区块链定义为：分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式[2]。数据的不可篡改性和时间戳特性能很好地解决区块链链条上的各参与主体之间的纠纷，从而实现参与方的举证与追责。

区块链技术是一种基于密码学原理的分布式账本技术，去中心化的分布式P2P网络共信智能账本技术，它公开透明，让每个人都可以参与数据库记录。这里的分布式是指数据的存储是分布式，或者数据的分布式记录。在存储过程中所有节点都参与存储，系统集体记录，共同维护。基于密码学技术的支持，区块链可以生成一套记录印有时间戳、不可篡改、可信任的数据库，这套数据库是去中心化的存储，而且能够有效保证数据安全。此外，区块链是多种技术整合的结合，而非单一的技术。整合的几点关键技术包括：①P2P网络技术；②分布式账本技术；③非对称加密技术；④共识机制技术；⑤智能合约技术[3-4]。这些技术形成了一种新的数据记录、存储和表达的方式，同时具有以下六个主要特征：去中心化、分布式账本、不可篡改可追溯性、数字化交易、智能合约、联盟链[5]。

2 区块链的应用研究背景

当前，区块链技术和应用正处于快速发展阶段，被认为第四次工业革命的重要引擎。对于区块链技术，国内许多企业纷纷投入技术研究与开发应用，以太坊、超级账本等开源社区纷纷在技术研发方面进行规模投入；万向控股、蚂蚁云、微众银行、乐视金融、万达网络、航天云网等企业重点支持中小企业以及个人的创业创新，正在加大资金投入，推动区块链技术的研究与应用[6]。2016年11月初，由欧洲鹿特丹港与荷兰国家应用科学研究院、荷兰银行、代尔夫特理工大学、德斯海姆应用科学大学鲜花交易中心共同搭建了世界首个针对物流领域的区块链物流研究联盟，该联盟的目的是探索区块链技术的实际应用。同年12月，中国物流与采购联合会区块链分会在深圳宣布挂牌成立，这是目前唯一一个有中国政府背景的区块链分会，主要目的在于规范区块链技术在物流与供应链领域的产业化发展，推广区块链技术在物流领域的实际应用，构建物流供应链企业信用评价机制。

除了政府、企业和协会对区块链的重视和应用外，学者们也纷纷投入区块链的研究和应用上，通过资料的查阅和比对，主要表现在以下几个方面。贾民政[7]、陈莉、赵志华、朱佩君等人认为，区块链技术可以应用于金融领域中以及金融风险防范，比如数字货币、金融交易、金融相关衍生品及支付清算等多个方面。杨兴涛、丁伟、王国成等人基于区块链技术提出建立网络交易的信用、信任机制以及信息安全问题。黄建华、倪培昆、李剑锋等人将区块链技术应用在医疗领域以及药材的追溯等。曹峰[8]、汪传雷[9]认为区块链可以改变供应链条上的物流、信息流、资金流的共享以及交互方式，改变产品从生产、运输、储存到送达消费者的整个供应链条，从而使整个供应链条变得更加透明、开放、有效以及大规模协同合作，促进供应链行业的深刻变革。王妙娟[10]、宁卓[11]等人结合区块链的原理和技术对物流快递业务中的应用进行了设想，提出建立区块链联盟链技术的数据共享与管理平台。此外，区块链还可以应用在知识产权的证明和保护、公共投票、物联网架构和物品溯源防伪、教育领域档案管理、智慧城市、审计系统、法律应用等各个领域。纵观前人的研究，可以看出全球区块链技术研究与应用已形成一轮热潮，但是在物流快递领域的具体应用还没有很明确的观点和看法，缺少成熟的应用案例和清晰的应用思路。基于此，本文从区块链技术角度探讨在物流快递领域的具体应用，以期推动物流领域的应用进程。

3 物流快递业存在的问题

伴随着信息技术和电子商务的迅猛发展，中国快递业近几年得到爆发式增长。根据《2017年中国快递行业发展现状及发展趋势预测白皮书》[12]统计，2016年快递业务量突破300亿件，将近4 000亿元的收入规模，2011～2016年快递业基本保持年均50%以上的增速，快递行业仍在繁荣期，但物流快递企业繁多，发展良莠不齐，特别是中小快递企业，发展规模较小，配送效率低、丢包爆仓现象、错领误领、信息泄露等问题突出，物流资源没有充分利用，同时又陷入价格战泥潭和服务质量风波，呈现恶性竞争，影响着物流快递业的发展。

（1）配送效率低。我国快递业目前处于高速发展态势，但是快递业加剧竞争的现状也日益突出，各项成本包括场地成本、车辆成本和人员成本等在不断上升。传统的自建网点的快递配送模式成本高而且效率低，快递员一直处于奔跑在路上的状态，特别是高峰期时间，每天都有很多快递积压着，没法及时送达。此外，配送效率低还体现在快递公司车队方面，规模大的企业有自己的专业运输配送车队，但空驶率比较高。中小型的快递企业一般是找货运代理或运输公司，灵活性低，自主性不强，包裹的扫描、排序、装车等环节易出现不协调的状态，导致配送效率低。

（2）丢包爆仓问题。随着电子商务迅速发展，快递业的蓬勃发展迅速地改变了人们的生活、购物方式。根据国家邮政局发布数据，2018年双十一当天，主要电商企业全天共产生快递物流订单13.52亿件，同比增长25.12%；全天各邮政、快递企业共处理4.16亿件包裹，同比增长25.68%。线上购物成为一种时尚又便利的方式，但物流产业的人力、基础设施等投入赶不上电子商务发展速度，加上天气原因（大雪、洪水、台风），网购高发期（圣诞、元旦、春节、情人节、双十一、6·18等），订单爆炸式增长，而快递公司人员和设备没有相应增加，末端中转与配送超负荷运营，且多数的收货地址又是单位，一到周末快递员无法派送，导致仓库包裹累积过多，从而出现爆仓丢包问题。

（3）用户信息泄露问题。无论是中国邮政、顺丰快递、四通一达，还是UPS、FedEx等跨国快递公司，对于用户的家庭地址、联系电话和姓名等隐私信息都没有办法做到百分百的保护。海量用户信息在互联网上公开贩卖，一些不法商家购买用户信息后，频繁对用户进行骚扰，用户苦不堪言。2015年《快递暂行条例》正式推行，对寄件人的身份进行实名登记，身份信息不实不得收寄快递，同时也规定经营快递业务的企业及其从业人员不得出售、泄露用户信息。虽然对客户的隐私信息制定了保密措施，但是条例里对信息泄露的处罚力度不够，犯罪成本低，容易让员工“监守自盗”，特别是快递公司内部掌握一定权限和权力的员工，可以从后台查看并进行外传，信息安全问题依然亟待解决。

（4）传统单据是痛点。在整个物流行业有五流，物流、信息流、资金流、商流以及单据流。传统单据是纸质单据，查单慢、查单难、容易丢失、容易造假，单据核对周期长，费用结算慢，单据管理效率低而且成本高，这让每一个物流企业都非常苦恼。当想用电子单据时，又遇到一个问题，即害怕泄漏用户信息和供应链数据，从而丢失客户。传统的物流单据传递方式（如图1所示），首先货主把单据给总包商，总包商给承运人，承运人给司机，司机给收货人，收货人又给到司机，司机又给到承运人，承运人又给到总包商，总包商再给回货主，在这个过程中每一个节点都有可能对这个单据进行篡改，每个节点的单据有可能都不一样，而且需要进行大量的核单对账工作，单据传递缓慢。

图1 传统单据的传递过程

（5）赔偿机制不健全。在物流快递行业中，有一种市场叫做高价值市场，这个市场中交易的资产数值一般都比较高，即用户寄送的产品价值高。因此，货主为了保值防丢失，一般在普通运费的基础上进行保价。当出现丢包需要赔偿时，赔偿机制就会启用，物流快递企业承诺进行赔偿，但这需要依托于包裹交易信息的追溯，一旦交易信息丢失或者损毁等，那么对信息的追溯就成一大困难。此外，当进行赔付时,用户需要先联系快递公司的客服中心，再逐层上报公司总部确认，最后由财务部门进行赔偿，流程烦琐，耗时较长，资源浪费，效率低下，用户满意度也急剧下降，溯源追责难题并没有很好地解决。

4 物流快递行业中区块链技术应用场景探讨

（1）区块链中的联盟链有助于提高配送效率。区块链的多方共同参与、数字化交易、联盟链等特点可以很大程度上解决快递企业配送效率低的问题。首先，发展快递联盟链，即建立区块链联盟链技术的数据共享与管理平台，各快递企业都是配送中心链条上的一方，实现物流信息互通，相互协作，公有资源共享，建立共同配送中心，发展联合配送，解决各快递企业自建网点的问题，提高配送效率，也降低成本和空驶率。其次，针对中小企业配送效率低问题，可以发展无车承运人，并建立无车承运人区块链多媒体，这种多媒体每分钟自动连续拍照云端记录并哈希加密上链，高精度地图并进行优质运力筛选和培训，为无车承运人平台提供合规运营赋能，为物流车队提供可视化指挥系统，从而改善中小快递企业外包车队配送监管问题，也有效避免城市高峰配送效率低下问题。

（2）区块链的可追溯性解决快递爆仓丢包问题。安全配送是利用非对称加解密机制和数字签名技术保证配送过程中的信息安全和客户隐私。在物流快递中采用区块链技术，能真实可靠地记录资金流、物流、信息流，借助区块链基础平台，对包裹货物的寄件、收件、装载、运输、拣选、配送、派件、收件、包裹结算等环节都能实现实时监督和追踪，整个流程清晰可见，从而避免丢包、错误认领、串货等情况的发生，确保信息和货物的可追溯性。物流快递企业也可以通过区块链基础平台掌握包裹的物流方向，利于打假，保证线下各级快递经销商的利益，从而达到安全配送的效果。

对于快件的签收情况，由于每个快递员或快递点都有自己的私钥，快递员与用户双方都进行私钥签名，那么是否签收或交付只需要查询区块链基础平台即可，由于快递员没有用户私钥，因此是无法伪造用户签名。这样既可杜绝快递员通过伪造签名来冒领包裹和逃避考核，也减少用户的投诉，同时还可以推动物流快递行业实名制的加快实现。

（3）区块链的去中心化解决用户信息维护问题。在区块链系统中的共识机制是一种去中心化的自转体系，它是基于不同节点间建立信任的一种数学算法，是获取权益并达成共识的一种数学算法，它不像金融机构用中心化记账机构来保障每笔交易在所有记账节点上的一致，而是通过分布式系统进行储存，数据节点直接达成共识，从而解决节点间相互信任的问题，解决了企业间共享数据时的重重顾虑。由于区块链使用了加密技术，因此快递行业平台需要的企业和用户的隐私信息，都可以用密文进行存储，对于公共、共识的信息，每个节点都可以观测到甚至是直接获取，但要获取私人信息或企业敏感信息，就需要特殊算法，这种算法是去中心化的分布式存储的，即使大数据分析技术也无法破解，这样就有效地杜绝了个人信息的泄露，让全球的快递业变得更加规范和精致。

（4）区块链的实时共识机制打造云单平台。未来基于区块链，要真正实现链上单，可以自定义云单模板并创建云单，然后在区块链上进行身份认证、电子签名，进而生成电子运单。每一个电子运单，都会存储到区块供应链联盟链里面，在这个联盟链里所有的主题都会做数字签名、信息传递和价值传递，链上的每一个模块为交易进行背书，确保所有的交易都是真实的不可篡改的。创建云单后，每一个参与者都可以得到这些信息（如图2所示），当然你拥有自己的信息，别人的信息需要别人的授权，需要给他私钥，才能打开，这样云单能很好地确保数据敢于分享，又很好地保护隐私，这是从区块供应链联盟链给出的电子运单的解决方案，可信、安全。同时，多方共识数据，秒级开单、签单、回单、对账，降本增效，单据综合成本降低30%。对于云单来说，用智能管理替代手工的管理，基于AI和基于大数据，可以有效管理单据，实行实时共识机制，用多方的鉴证取代了各自取证。

图3 基于联盟链的快递保价赔偿模式

（5） 区块链的联盟链、智能合约解决保价赔偿服务。物流行业赔偿机制不健全问题，可以引入区块链技术来解决。将高价值商品进行数字化后会记录在区块链条上，从而维护资产所有权。用户寄送高价值的产品时一般会进行保价服务，保价服务需要连接保险公司（如图3）。基于区块链技术，可以建立一个联盟链，在这个联盟链里，把政府作为监管部门放进去，加强行业监管。同时，把包裹物流信息、用户身份信息、保险公司信息全部放在链条上，形成联盟链。当最终客户做服务签收的时候，就会触发保险合同，保险合同会自动执行，完成相应整个保险的流程。如果这个商品有损坏或丢失的话，那么它会对应一个外部事件，会触发链上的理赔的智能合约，智能合约会自动执行相应的理赔的过程，避免了传统的繁杂的上报过程，从而达到快速理赔的效果。

（6）区块链的可追溯性有助于建立黑名单联盟链。2017年12月份，国家出台快递相应的诚信信息管理系统。目前快递公司在录用新员工时，对其在物流行业是否有不诚信行为不了解，而国家的诚信管理系统是孤立的，基本上没有共享或者可追溯系统。而实际上，我们可以针对物流快递行业，把所有在这个行业中对应的一些黑名单或者一些不诚信的人员信息放上来，作为一种联盟链（如图4），并可以在政府、公安、行业监管的情况下，基于区块链的可追溯性特性，共享相应的不诚信的信息，净化行业环境。

5 应用的展望

在物流快递行业中应用区块链并不能解决所有问题，因为在一个行业中，要推行一个新的技术，如果仅仅是从技术层面，而没有懂业务、又懂技术的人在行业中推广，并选择合适的业务团体，新技术很难真正帮助一个行业转型。中国的快递企业大都是中小型公司，如果没有足够的订单量，单独用区块链技术是很难收回成本的，而一旦大量中小型快递企业结成联盟链，共享信息、共担风险，但又相互独立，那么很大程度上可以改善中小企业的融资贷款问题，最终提高运营管理的效率。总体上说，区块链对物流快递行业而言，应用场景是非常适合的，但是任何企业和个人不要为了区块链而区块链。比如，在场景中用区块链技术，要考虑是否可以用传统的IT技术来解决，或者说更容易解决，因为传统的IT技术，往往意味着更成熟、成本更低，给客户带来的风险也更低。所以未来，在选择区块链应用场景的时候依然如此，要避免简单的为了做区块链而去做区块链。

图4 行业黑名单共享