基于区块链技术优化大宗货物运输 供应链体系的组织协调

孙刘　常品杨　马劲超　江庆　刘佩宇

摘要 面对供应链全球化，业务执行大交易，带来的业务参与方关系复杂，业务交互信息交错，业务协同困难，使得传统大宗货物交易的中心化交易管理模式难以及时响应交易需求，执行的交易也难以完全体现交易双方的真实需求。利用区块链技术去中心化、不可篡改，透明开放的特点，文章提出了在供应链管理中引入区块链技术，建立多方参与的联盟链，部署智能合约。以有效耦合大宗货物交易需求、克服传统交易所面临的挑战，并保证业务流程清晰、业务细节公开透明、业务交易体现交易双方意愿，建立高效互信的新型供应链管理交易体系。

关键词 供应链;大宗货物交易;区块链;智能合约;去中心化

中图分类号 TP311.13 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0007-03

引言

随着以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局不断深化构建，国内经济建设、交易趋于频繁化、复杂化。大宗货物运输的供应链体系在原本的多层次网络链条上，多方信息互相交错，关系错综复杂[1]。供需方的要求无法得到及时响应，发展遇到瓶颈。而新兴区块链技术拥有的去中心化、不可篡改、透明开放等特点与此问题适配，对解决以上问题给出了明确的、可实践的技术路线。

2021年3月，我国的“十四五”规划和2035年远景目标纲要将区块链列入七大新兴数字产业，区块链首次被纳入国家五年规划中，成为发展数字经济和建设数字中国的重要载体。近年来国家也相应地不断出台支持区块链行业发展的各项政策，鼓励区块链技术在各行业中应用。

1 区块链技术特征

区块链源于比特币，是分布式账本技术的一种特殊实现。区块链技术是由包括分布式存储、多节点共识、智能合约等技术实现的多方参与可共同维护和去中心化的分布式共享数据库体系（链条），交易发生、执行并记录在链条之上，具有不可篡改性、去中心化、透明性和可追溯性等主要特征。

1.1 去中心化

区块链记账技术是由多主体共同维护的分布式管理系统[2]，区别于传统交易的中心化储存、数据易受攻击或篡改，区块链采用分布式账本实现了去中心化。交易过程不存在中间媒介，即每个节点都是交易主体，都存有并见证所有交易信息的发生，任意节点拥有相同的信息、权利和义务。

1.2 可溯性

在区块链上，每一个交易信息都具有时间戳序列，通过时间戳技术，形成环环相扣、难以篡改的可信数據集，提高可追溯及可验证性[2]。再通过哈希加密，都会被加密记录，一旦出现数据被恶意篡改，就会被所有的节点检测到，从而溯源。

1.3 透明性

基于区块链的共识机制，实现了数据的公开透明，解决了各节点的信任问题。对于基于区块链的业务应用，所有的业务交易由链上部署的智能合约来实现、执行，合约的内容于链上公开且不可篡改。其次，交易执行的过程、细节依应用要求上链公开，业务应用的交易各方都可以参看交易信息、查阅交易历史或过程，交易信息公开透明。

1.4 信息不可篡改

所谓信息不可篡改，即一旦信息经过验证并添加到区块链，就会被永久地存储起来，除非同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的[3]。

区块链的本质是由分布式记账技术、时间戳技术、哈希加密、智能合约、共识协议等技术组合构成的体系。在大宗货物交易领域中，基于区块链的技术特征能够匹配供应链各环节的信息需求。同时，保障了供应链上的信息数据安全可靠、公开透明、信息共享，将区块链技术嵌入大宗货物供应链具有可行性[4]。因而在大宗货物运输领域，上述区块链的特征可以服务于货物运输的需求。

2 我国大宗货物供应链面临的挑战

大宗货物，诸如钢铁、煤炭、农产品等。大宗货物供应链涉及多方企业参与，以远距离运输、联合运输为主，十分考验供应链上各方管理制度的完善与否。考虑到大宗货物的运输是一个庞大的系统，不仅要求完善合理的管理制度，也要求联合运输的配合相协调、货物装卸、重载铁路技术等多方面因素。该节主要从大宗货物运输供应链体系的组织协调角度分析我国大宗货物供应链存在的问题和面临的挑战。

2.1 物流成本高、运行效率低

大宗货物的运输主要选择水路、铁路、公路运输，经常需要多种运输方式联合，不科学的组织运输容易导致成本的增加。在传统供应链管理体系采用中心化管理，即链上的核心企业主导。但核心企业对供应链的实际控制能力有限，特别是对供应链其他企业进行约束或规范时，容易致使矛盾滋生、冲突显现、成本上升、效率下降等[1]。面对需求方的个性化需求和交易预算，众多货物价格和质量参差不齐的供应方，传统的匹配与调控是缓慢低效的，且容易出错。当今的交易范围大，数量多，需求多元化，人工找到匹配的交易双方费时费力，麻烦易错。传统大宗货物运输模式如图1所示。

2.2 信任度低、信息不对称

信任度低主要是由于信息不透明造成。鉴于目前供应链信息安全尚不能得到有效保证，存在供应方与物流企业相互猜疑的问题。

对于传统交易活动，由于交易双方信息不对称，难以建立信任机制，无法直接达成交易。传统供应链需要中心媒介提供担保，以促成交易。但是由核心企业充当桥梁过渡，需求方难以通过核心企业完全了解供应方的生产信息，供应方也难以把握需求方的真实具体需求，信息不对称，有信息差，双方难以达成共识，信任成本高。

2.3 交易达成流程复杂

传统中心化供应链管理体系下，供应商的选择是企业顺利发展的重要前提，也是采购和供应管理职能中最关键的过程之一。供应商选择的过程变得越来越复杂，重要性越来越高[5]，为最大限度地体现各方意志、避免潜在冲突、平衡各方利益，交易的达成要通过反复协商，多轮谈判，见面沟通，签署多份合同。6956D528-B5F4-4810-A7C1-094204267FA1

合同的签署具有法律效应，签署流程复杂烦琐，需要多方的书面承诺。由于时间、空间不确定性的限制，交易达成流程费时费力，成本较高。

3 引入区块链技术的可行性研究

3.1 供应链的新体系逻辑模式——联盟链

联盟链，指多个主体达成一致的协议，或建立起一个业务联盟后，各方共同组建的链。当有其他主体想要加入联盟链的成员需要经过验证，且一般是身份可知的。

在大宗货物运输过程中，通过搭建联盟链，各方主体既可以上传数据，又可以随时将需求反馈在联盟链上，真正做到有源可溯、有数可查、有货可知。因为联盟链从组建、加入、运营、交易等环节有准入和身份管理，在链上运输方或其他主体的操作可以用权限进行管控，信任度高，一改传统供应链体系信息的不对称、不信任。

基于Fisco Bcos区块链平台，可实现对大宗货物交易业务应用的支持。在区块链平台上建立起由多方参与、管理的联盟链，服务于供应链主体相关的供需撮合业务。为联盟链的搭建提供了方向。搭建联盟链后，大宗货物运输模式如图2所示。

3.2 联盟链的技术框架和优势

传统运输行业涉及货物的生产、销售、运输等，往往由各方不同主体所在系统管理，彼此信息不互通，形成多个信息孤岛，数据闭塞且中心式存储易被人为篡改，无法保证数据的真实性，从而引起管理的混乱，增加了不必要的成本。

联盟链是建立在数据层的基础层上，通过哈希函数，非对称加密，保障了交易的信息安全与隐私保护。链式结构、数据区块、时间戳支持了货物的可溯源功能实现。网络层确保交易信息传播到链上各个节点。共识层各节点对区块上交易信息进行验证，确认后加入链。合约层由智能合约判断是否有满足执行条件的情况，若有触发合约自动达成，强制执行后续交易流程。用户可以通过手机端App或电脑端网址进入联盟链，输入需求，等待满足条件的交易方触发智能合约，获得应答即可。联盟链底层逻辑图如图3所示。

区块链技术采用去中心化分布式数据存储、非对称加密算法等技术，具有可溯源、防止篡改、公开透明等优势。对于传统运输行业的数据闭塞，易篡改变动等不利因素，有着技术方面的天然契合支持。运用区块链技术可以解决货物运输过程中的复杂问题。

由于区块链采用非对称加密技术，供应方、运输方持有相应的公钥，需求方持有相应的私钥。可确保交易数据的保密。同时可以采用数字签名技术，以确保信息来源的安全可靠。这种非对称的加密方式，增强了交易的安全性，保护了各方的数据和隐私。

此外，区块链上的数据具有时间戳，被建立后无法修改，这便是真实货物在区块链上的唯一映射。在联盟链上，货物从售出及运输再到接收的周期内，每一个环节都记录在区块链上，全程溯源，可以有效提高信息的透明度，保证交易的信任。

3.3 部署智能合约签订合同

智能合约本质上便是合约。1995年，学者Nick Szabo提出智能合约的理念[6]：以数字方式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。合约中包含了交易双方共同制定的交易规则和交易承诺。将这些规则与承诺以计算机语言代码的形式写进合约，区块链将根据交易双方所处阶段，交易行为是否满足执行条件进行判断，一旦判定为是，预先写好的流程，合约达成，货币转账将被强制执行。不需要人为干预，人为无法阻碍程序的执行。既简化了合约达成的步骤程序，也保障了交易双方承诺的有效性。

智能合约一旦完成，便不能修改。在区块链上搭建部署大宗货物运输的智能合约，在没有第三方的参与下，供应方、运输方、需求方即可根据相关的智能合约规则进行交易，大大降低了传统交易的成本。

在大宗货物运输市场上，传统合同主要是通过线下沟通、电子邮件等方式进行协商、签约。不仅费时费力，而且一旦某一方违约，另一方要花费较大的精力来维权。这种不平衡的违约与维权存在较大弊端。而区别于传统的纸质合同和烦琐的交易流程，智能合约的部署，将大宗货物运输的规则和各方共同协商的意愿编为计算机语言，使得合同內容自动执行。并且在每一个环节都有相关记录，加之无法修改，增加了违约的成本和难度。智能合约的可溯源行为维权方提供了直观的证据，降低了维权的成本和周期。既提高了供应方、运输方、需求方的协商效率，又维护了合约的公平性。

在联盟链上所有物资采购方和供应方都可以把各自的目标需求与供应在链上公告，采购方为了采购物资，可能只是列出了采购的预期价格区间，供方和需方可分别选择合适的对方签订合同。

议价、合同最终签订等仍需要线下进行，因为这些业务需要线下交互，但双方所签订的合同价格包括其他有关的合同信息需要登记上链，交互的结果应在链上体现。

3.4 引入区块链技术的前景

在当下大宗货物运输的市场上，供应链上各方大都保持着相对稳定的需求与被需求关系，致使行业壁垒较高。要想在短时间内将区块链技术引入大宗货物的交易过程中较为困难。但是由于区块链技术的引入可以发挥较大的优势并解决传统交易的弊端，加之近年来国家不断出台扶持鼓励区块链技术发展的宏观政策，其发展潜力较大，前景广阔。

4 结论

基于区块链公开透明、可溯源、不可修改等技术特征，恰与大宗货物供应链的需求耦合，采用区块链技术可优化其运输组织协调。区块链技术应用于大宗货物运输交易，一方面需要供应链各方加快创新，尝试新技术;另一方面需要国家层面出台积极的政策，给予补贴和技术方面的扶持，引入“区块链+运输”的复合型人才，鼓励大宗货物运输的改革创新。随着各种问题解决、政策落实，区块链技术将更好地服务于供应链领域发挥更多作用。

参考文献

[1]胡玉洁， 李春花. 基于区块链技术的供应链管理体系构建[J]. 物流技术， 2022（41）： 110-112+137.

[2]朱丽丽， 张瑞， 王孟潇. 基于区块链+物联网的供应链采购合同管理研究[J]. 中国物流与采购， 2020（8）： 65-66.

[3]姚忠将， 葛敬国. 关于区块链原理及应用的综述[J]. 科研信息化技术与应用， 2017（2）： 3-17.

[4]卢奇， 吴洁， 王晶. 基于区块链的农产品供应链优化对策研究[J]. 商业经济研究， 2022（3）： 141-144.

[5]刘林林. 浅谈区块链技术在供应商选择问题研究[J]. 中国水运， 2021（05）： 31-32.

[6]Thomas Bocek. Digital Marketplaces Unleashed. Springer-Verlag GmbH. 2017-09-15： 169-184.

收稿日期：2022-03-18

作者简介：孙刘（2002—），男，本科在读，研究方向：轨道工程。6956D528-B5F4-4810-A7C1-094204267FA1