区块链技术在疫期物资管控中的应用研究

谢鹏珠，万鲁河

(哈尔滨师范大学)

0 引言

在2019年年底新型冠状病毒肺炎疫情(简称新冠肺炎疫情，英文缩写为COVID-19)爆发后，物流运输行业在物资调配、运输以及物资溯源方面发挥了重大作用，但同时也存在着一些问题.例如运输信息分散、不透明并且难以追溯，这使得数据的价值在突发事件中不能得到充分利用.所以以该次疫情为出发点，在应急物资体系的建立与管理方面吸取经验教训，建立和完善有效的、可追溯的物流与物资保障体系.

从目前已有的研究中可以看出，区块链技术具有去中心化、点对点传输、非对称性加密、分布式账本等特点，而物资运输正需要区块链的这些特征来作为保证，但是目前区块链技术在物资运输以及应急物流管理方面的研究还比较少.因此该文提出利用区块链技术来构建物资管控体系，利用区块链自身特殊的优势建立完善的物资运输和物流保障体系.

疫情期间，口罩、隔离服等应急物资对于受灾区是非常紧急的，捐赠者看着捐赠的物资不能及时准确无误地到达受助者手里，更是会心急如焚.通过“大数据+物联网”自动触发，结合区块链技术，一方面可以及时、直观、清晰地看到物资是否到达灾区；另一方面可以对物资实时监控，物资的数量、质量等信息一旦上链就不可更改，区块链技术可以使信息公开化、透明化，确保物资能准确无误地到达灾区.

1 区块链技术

1.1 区块链与比特币

在中本聪的《比特币：一种点对点的现金系统》最早将区块链技术应用到金融领域，其本质是找出一堆复杂算法生成的特解，该特解是方程组所能得到无限解中的一组，特解能解开方程，并且是唯一的.挖矿的过程就是利用高性能的计算机并通过庞大的计算量去寻求方程组的特解.如果将其比喻成人民币，则可以将挖矿理解为寻找人民币的序列号，人民币的序列号都是唯一的，知道了人民币的序列号，就拥有了这张人民币.

1.2 区块链的特点

区块链是一种去中心化的分布式账本数据库，对海量信息资源的登记以及共享具有很大的帮助，大量的数据信息通过区块链的方式传递，可以提高运行效率.在疫情的紧急救援中，区块链可以将多方的应急物资放在同一个网络结构下，可以增加物资信息的透明度，同时有助于提高物资调配的效率，保证物资调配的有序性[1].区块链技术具有以下的优势.

(1)去中心化.区块链最大的特点就是去中心化，整个系统内的任何一个节点遭到破坏都不会影响整个系统的运作.同样地，是系统内的每一个节点对整个系统起作用.而不是由某一个或几个节点起决定性作用，这样可以保证系统的公开、透明，系统是需要每个节点来共同维护的.

(2)不可篡改性.数据信息经过验证后上传到区块链上，就会永久地存储起来，很难进行更改，破坏系统需要攻击51%以上的节点.区块链上各个区块之间是用哈希值相连，如果更改一个区块的哈希值，那么后面的区块输出的哈希值不同，这样造成了非常庞大的计算量.对区块链上的节点只能进行插入操作，没有传统数据库的更新和删除功能.

(3)安全性.区块链就是把一系列的区块利用哈希值按照时间顺序叠加生成的链，这里的区块其实就是加密数据[2].一旦将数据上链，数据就会永久存在且不可更改.可以根据输入的信息A来推出哈希B，但是却不能根据哈希B逆推出数据A，这样就能很好地保证数据的安全性.

(4)透明性.除了区块链上的私有信息是加密数据外，其它的交易数据都是透明公开的，链上的每一条交易记录都可以通过接口进行查询，进一步保证了数据的公开、透明.

2 抗击新冠病毒疫情中的物资管控

在疫情期间，全国各地的疫情严重情况不尽相同，所以全国物资的调配就要有轻重缓急之分.对于疫情严重的地区来说，医疗物资就是战略物资，因此就要按战时状态流通，要确保各地的救援物资畅通无阻的到达，任何地方、任何组织都无权随便截留.在目前来看，物资的捐赠、运输、管控存在以下问题.

(1)物资捐赠的数量供不应求、质量无法保证.疫情期间对于口罩、防护服等紧急物资的质量要求较高，但是一些商贩趁机制造假冒伪劣的产品，在一定程度上危害国民的身体，同时也给疫情的救援过程带来了不便；再加上全国范围内对物资的需求量较大，所以出现物资数量欠缺、质量不过关等现象[3].所以对于应急物资的监管要从源头上抓起，从生产到流入市场都要经过层层把关和严格筛查，保证应急物资的质量.

(2)物资运输信息不对称.例如在一些地方运送物资的过程中，有的组织要求写介绍信等，这在很大程度上影响了物资运输的效率.而且运输过程较为繁杂，到达中间经过地，存在被征用的现象，在一定程度上耽误了受灾区的患者；这些信息不能及时与供给信息相对应，这就导致了供需信息之间不匹配，信息传递时效性低，只有解决信息传递与共享的问题，才能提高应急救援的效率.还有一些地方出现冒领、错领物资等现象，物资的分配流程比较混乱、分配信息也不透明，并且存在紧急物资不能够优先分配的现象，分配出去的物资很难溯源[4].

(3)对于管理者来说，很难对全国范围内物资缺乏程度以及缺乏的种类有准确地把握，从而无法给物资调度提供高效、有序的指导战略.而当下疫情的应急指挥小组基本都是临时组建的，因此缺乏相互配合的经验，信息发布的周期较长，无法及时对应急物流做到统筹协作，不利于扁平化的管理.

(4)对于检查部门来说，需要对一批一批的物资逐批次校对，保证物资运输的数量以及质量，并且申领程序较为繁杂，这在一定程度上加大了检查部门的工作量.若在运送物资的过程中出现了问题，物资信息的追溯和查证较难，检查人员无法快速地确定责任主体.

3 区块链技术在疫期物资管控中的应用

3.1 基于区块链技术的物资运送模型

区块链技术最大的优势就是保证信息的公开透明，具体应用的方面有追根溯源、应急事件的在线监测等.将区块链技术应用在此次抗击疫情等重大突发事件的物资运送方面，在链上的每一个节点都可以互相监督，一方面可以保证物资运送信息的公开透明，平衡各个地区间的物资存储量，尽可能地缩小紧急物资的缺口；另一方面物资信息一旦上链，就可以直接查询到物资的捐赠信息、运送信息以及领取信息，确保信息的可信度，降低信息的处理、决策成本，提高物资运送的效率[5].模型如图1所示.

图1 基于区块链的物资管理平台

(1)在该体系中，各个节点之间结构契合，可以提升该链的工作效率.区块链的去中心化、点对点传输在一定程度上可以快速传递紧急物资的供应信息，利用区块链技术很好地规避了传统供应体系复杂并且节点多的缺点，简化信息传递过程，使整个链能够高效地运作[6].

(2)利用区块链技术的分布式账本数据库，记录物资捐赠者捐赠的物资信息、物资需求信息等[7].这些信息经过验证后添加至区块链上便会永久存储、不可更改，保证了这些信息在所有的节点上都可以传播，借助区块链的不可篡改性和可追溯性，确保上链信息的准确性.

(3)区块链平台的应用可以提高检查的效率，在区块链上的所有信息都是真实的，在一定程度上可以降低检查人员的判断难度.另外，检察人员每次检查的信息都会记录在区块链上，运输过程中所有的信息都记录在区块链上，可以实现数据共享，对物资信息管理透明化、公开化提供了帮助[8].利用智能合约，可以编写代码作为设定好的规则条款添加在区块链上，当条件满足时可以自动执行规则条款，可以应用在突发事件的快速预警、供需自动匹配等场景中以提高应急管理的效率.

3.2 基于区块链技术的物资供需管理体系

从这次疫情可以看出中国的物流体系还存在一定的问题，中国现在需要的是一种服务大众的社会化物流体系，主要是以捐赠方、需求方、物流企业等为主体，利用大数据、区块链、物联网等来建立一种新的安全有效的应急物流体系.图2即为基于区块链的应急物资供需管理体系.

图2 基于区块链的应急物资供需体系

(1)结合区块链技术的去中心化和加密算法，并且应用物联网、大数据等，对物资进行编码，编码上的信息包括物资供给者、物资名称、物资数量、捐献地区、运输信息(包括运送者、物流配送情况等)、物资接收情况等.结合物联网技术、遥感技术、RFID、快速反应码(QR)等技术，运用“一批一码”或“一车一码”对物资进行编码，一批次或者一车的物资分配一个编码，并将这些信息全部上传至区块链平台，减少人为操作因素造成的误差.这些数据一旦上链之后，就不会轻易地被更改，只能进行插入数据的操作，保证了数据的安全性、真实性[9].

(2)对于物资供给者而言，可以清晰地看到每一笔物资的流向，也可以在这个平台中看到疫情严重地区需要的物资信息.利用传播算法和共识机制对节点中的信息进行精确计算，使应急物资更好地“对症下药”，提高物资分配的针对性和效率，确保物资供给信息之间的互通共享[10].此外在物资捐赠的过程中，捐赠者、获赠者以及公益组织媒介都可以通过物资管理平台查看物资的流动情况、以及是否发放.

(3)在物资的运输过程中，可以动态地调配司机、车辆等有效资源在最大程度上保证物资的及时运送.结合大数据，可以为物资运输提供路线规划、导航等服务，提高物资运输的效率.从一开始物资获取、交易处理、运输状态、运输路线以及驾驶员、车辆信息、物资追踪等每条交易记录一旦产生，就会记录在区块链上无法更改，做到每一个环节都可追踪，每一个源头都可追溯[11]，坚决杜绝假冒伪劣的物资产品.利用区块链把在配送过程中全过程信息都实时记录下来，一方面可以为后续的监督提供便利，另一方面还能将这些实时信息传递给供给方、需求方、管理者.

4 总 结

从该次抗击疫情的过程中可以看出，中国的应急物流体系和应急管理体系还不够成熟，物资保障体系还存在较大的不足.因此要建立一套以物资储备为中心、以捐赠者、需求者、医院等机构为主体的应急物资体系是非常有必要的.区块链技术作为一种基于分布式账本管理、去中心化的可信任的技术，与应急物流的管理指挥调度是非常契合的，基于区块链技术的应急物流保障体系主要是从对物资管理、物资调度方面发挥作用的，利用时间戳技术、数据加密技术可以确保物资信息的及时性和准确性，在一定程度上可以解决应急物资的供需信息不匹配、物资质量难以保证以及捐赠信息不透明等问题[12].

抗击新型冠状肺炎是一场持久战，在这场战役中，物资就相当于弹药，必须要保证物资供应充足.而在物资捐献、物资运输的过程中，要做好相应的保障工作.应用区块链技术对所有的物资信息公开化，通过物联网和大数据，对每一批物资的去向都留有记录，确保物资运输过程的安全，能够准确无误地到达相应的目的地，同时也能保证检查的准确度.区块链技术在中国是近些年才发展起来的，目前的技术还不够成熟，如何将区块链技术与其他方面的应急物资供应(如市民应急物资)联系起来还需要进一步的研究；并且区块链技术也存在着系统性风险，如何将区块链技术与新兴的5G技术相结合，进而产生更先进、更高效的方法，相关的研究还有巨大的空间，如何推进区块链的落地应用还需要更深入地研究.