港航业区块链技术应用实践及思考

汤玮 张耿霖 徐建美

2019年10月24日，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势举行第十八次集体学习。习近平总书记在主持此次学习时指出：区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用，其应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域;要抓住区块链技术融合、功能拓展、产业细分的契机，发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用。本文以大连集发环渤海集装箱运输有限公司主持设计的区块链电子放货平台为例，介绍港航业区块链技术应用实践，并围绕应用场景选择、商业模式创新、联盟链构建策略、信息安全和隐私保护、数据真实性保障等问题，对港航业区块链技术应用提出若干思考。

1 港航业区块链技术应用概况

作为国民经济的基础性、服务性和先导性行业，交通运输业无疑能够为区块链技术提供巨大的应用空间。当前，“区块链+物流”和“区块链+航运”等行业场景正在广泛开展应用研究，有望为行业发展提供新动能。根据中国物流与采购联合会发布的《2019中国物流与供应链产业区块链应用白皮书》：物流与供应链产业已成为区块链技术最重要的应用领域，其中物流与供应链金融、物流追踪与产品溯源、流程优化与无纸化等是三大主要落地场景。2020年2月3日，交通运输部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、商务部、海关总署、国家税务总局等部门联合印发《关于大力推进海运业高质量发展的指导意见》，聚焦关键领域薄弱环节，部署18项任务，其中包括：在绿色低碳发展、智慧创新引领方面，要增强创新驱动能力，大力推广应用移动互联网、人工智能、大数据、区块链等新技术，推进基于区块链的全球航运服务网络平台研究应用。预计到2027年，全球航运业在信息技术和数字化方面的投资将超过380亿美元，而区块链技术的应用必将推动传统实体经济加快向数字化转型。

当前，港航业通过应用区块链技术，逐步推动实现物流信息电子化，在保障信息安全的前提下提升数字化水平，完善生态链信息共享和协同服务体系，例如：大连港上线并开放试用区块链电子放货平台，通过将区块链技术应用于港口提货场景，实现提货单电子化流转;上海港发挥区块链技术优势和特点，在原有的上海口岸电子设备交接单平台、上海港业务受理中心网上一站式服务平台、“E卡纵横”集卡服务平台的基础上搭建区块链平台，实现不同平台之间流程协同和数据贯穿;宁波舟山港以区块链方式对经过电子签名和电子签章的相关单证分别存证，实现操作人员逐级授权和签名认证;广州港参与开发的粤港澳大湾区南沙智慧港口区块链平台是粤港澳大湾区首个基于区块链分布式记账技术的港口平台，可为航运企业及相关用户提供便捷、可信、可视、可追溯的数据检阅和存证管理服务。

2 区块链电子放货平台的应用实践

2019年4月23日，区块链电子放货平台在大连港成功上线并开放试用。该平台由辽宁港口集团有限公司旗下大连集发环渤海集装箱运输有限公司主持设计，是大连集发环渤海集装箱运输有限公司数字化生态链建设的重要成果。

（1）建立无纸化放货的业务模式。在传统的业务模式下，港口放货涉及提单、提货单、放箱单、设备交接单等纸质单据。这些纸质单据不仅不便于流转、检索、存储和再利用，而且存在伪造风险，导致风控成本增加。区块链电子放货平台按照业务逻辑和操作顺序，分解复杂的业务流程，将线下操作全部改为线上操作，从而建立无纸化放货的业务新模式，实现单据提交、验证和批准的数字化和自动化。

（2）打造基于数据隐私保护和身份验证机制的电子放货联盟链。基于数据隐私保护和身份验证机制，打造港航企业电子放货联盟链，通过建立安全、稳定、具备公信力的数据存储和交换系统，实现数据全程留痕和可追溯，其中：数据隐私保护机制能够实现数据有效隔离，确保数据访问的私密性;身份验证机制以电子方式识别身份，确保提货操作的合法性。

（3）构建去中心化的信任体系。区块链电子放货平台从根本上改变传统的中心化的信用创建方式，运用数学原理以低成本构建去中心化的信任体系，从而同时解决港航货三方各自的信任关切。通过在核心单位建立分布式账本，形成安全、永久的交易记录，为交易和流程提供不可删除、不可更改的“共享版本”，从而提高操作效率，避免产生争议。

（4）打破信息孤岛，实现系统无缝对接。为了打通分散在各节点的数据流，确保全链条数据贯通，区块链电子放货平台与港航企业业务系统实现无缝对接。如图1所示：收货人收到船公司的到货通知后，通过船公司业务系统发起提货申请;船公司受理提货申请后，将放货信息发送至区块链电子放货平台;码头和收货人通过区块链电子放货平台接收放货指令;码头调用区块链电子放货平台的放货信息并与舱单信息核对，信息核对无误且费用结算完成后，允许收货人提货。

3 对港航业区块链技术应用的若干思考

近年来，随着区块链技术的快速发展，其应用持续升温，并对相关行业发展产生深远影响。尽管如此，从总体来看，区块链技术发展尚未成熟，其应用仍处于探索阶段。[1]一方面，港航业应当深刻理解区块链技术对传统信任机制的变革，主动拥抱变化，加快业务创新;另一方面，港航业也要理性认识区块链技术的作用，密切关注区块链技术应用场景，及时总结试点和示范项目的成功经验，坚持问题导向，优先考虑将区块链技术应用于痛点明显的典型场景。

3.1 应用场景选择

虽然区块链技术能够解决很多領域的痛点和难点问题，但区块链技术并不是万能的，其应用范围受数据处理能力、业务复杂程度、隐私保护和价值创造等因素的制约。如果区块链技术应用场景选择不当，可能会造成技术滥用和资源浪费，不仅无法体现区块链的价值，还会削弱基于商业价值推广区块链的持续性;因此，在选择区块链技术应用场景时，需要考虑区块链技术特点是否与应用场景需求相匹配。具体来讲，区块链技术应用场景选择需要注意以下几点：第一，区块链交换的是价值，适用于缺乏信任且存在价值交换需求的业务场景;第二，区块链具有去中心化的特点，适用于多方参与的业务场景，单方或双方参与的业务场景难以体现其优势;第三，区块链具有不可篡改和刚性执行的特点，适用于提单、提货单、理货清单、进出门清单等业务场景，但不适用于装卸船图和入港清单等因情况经常发生变化而需要弹性执行的业务场景。

总之，港航业应当在深刻理解业务场景的基础上，对能充分发挥区块链优势和特点的业务场景进行深耕，确保高价值、多共享、不变动的关键数据上链，而将低价值、少共享、常变动的非关键数据存入传统数据库，从而实现区块链技术应用场景的理性选择。

3.2 商业模式创新

商业模式创新的内涵是：从与价值相关的信息中发现客户的新需求，并对此提出独特的价值主张，发展新的商业模式，从而为客户创造价值，进而实现企业价值。[2]区块链的核心在于：以过去难以想象的开放式价值交换网络，构建丰富的价值交换生态系统，从而解决信用缺失和价值交换问题，实现价值传递乃至价值创造。[3]港航业存在上下游企业间信息不对称和信任机制不健全的问题，而区块链技术有助于实现信息透明并完善信任机制，从而提升管理效率，降低信任成本和时间成本;因此，将区块链技术与传统的业务场景相结合，并重构商业逻辑，可能将成为港航业区块链技术应用的主要模式。不过，目前“区块链+”应用模式的成功案例太少，特別是在数字资产化方面还有很长的路要走，需要不断创新和长时间检验，才能探索出对企业、行业和社会最有益的商业模式，这也是区块链技术发展面临的巨大挑战之一。

3.3 联盟链构建策略

作为“区块链+”应用模式的最佳形式，联盟链将成为未来区块链应用的主要趋势。构建联盟链需要遵循以下策略：第一，培养共创、共享、共赢的区块链思维，以价值创造和效率协同为导向，以去中心化为理念，建设合作互补、协同发展的数字化生态圈，共同创造和分享区块链价值成果;第二，由行业地位高、领导能力强、话语权大的龙头企业或关键组织作为牵头人，召集相关利益方，商讨初始联盟成员，研究如何整合联盟成员的资源，建立互利共赢的商业模式;第三，联盟成员摒弃单纯的相互供需的关系意识，改变以自我为中心的传统思想，基于区块链共识机制和智能合约，共同建立多方协同的治理架构和高效精准的运营管理模式。

3.4 信息安全和隐私保护

港航业的参与主体数量众多且信息交流频繁，业务流程中往往涉及大量的敏感信息和商业机密;因此，信息安全和隐私保护是港航业区块链技术应用需要考虑的重要问题。区块链集成点对点网络、密码学、共识机制、智能合约等多种技术，能够在不可信网络中为信息传递和价值交换提供可信通道。需要注意的是：不合适的共识机制可能会导致整个区块链网络因部分节点故障而瘫痪;源代码开放在提高区块链公信力的同时，也为黑客利用代码漏洞实施网络攻击提供了便利;加密算法未来可能被量子计算机轻松破解;在区块链的去中心化分布式账本中，数据存储于多个节点，导致上链数据的隐私保护难度加大;在智能合约自动执行机制下，即使微小的漏洞也可能造成无法挽回的损失。由此可见，为了确保区块链健康运行，需要防患于未然，建立完善的信息安全和隐私保护机制，并考虑核心技术安全可控、联盟成员准入门槛、隐私保护与可监管兼顾等问题。

3.5 数据真实性保障

区块链可以确保链上数据不被篡改，但无法保证上链前数据的真实性。为了确保源数据的真实性、准确性和即时性，要尽可能通过各种传感器和智能采集终端采集数据，避免因人工采集和录入数据而产生数据伪造和错误等情况。例如：将船舶自动识别系统、无线射频识别设备、全球定位系统、光学字符识别设备等联入区块链，使物联网设备与区块链实现数据交互，在确保数据真实准确、不可篡改的同时，提高数据传输的安全性。

4 结束语

随着区块链技术发展上升为国家战略，全国各地方、各行业掀起推动区块链技术应用的高潮。未来，区块链技术必将进一步与实体经济融合，实现供需有效对接和新旧动能加快转换，从而赋能港航业可持续发展。

参考文献：

[1] 链塔智库. 2019亚洲区块链产业报告[R/OL]. （2019-09-27）[2020-11-08]. https：//www.sohu.com/a/343875332_483389.

[2] 张浩，朱佩枫. 基于区块链的商业模式创新：价值主张与应用场景[J]. 科技进步与对策，2020，37（2）：19-25.

[3] ZEECHAIN. 区块链行业应用的商业模式分析[EB/OL]. （2020- 03-09）[2020-11-08]. https：//vlambda.com/wz_wW9k5sTLtS. html.

（编辑：张敏 收稿日期：2020-11-26）