區(qū)塊鏈技術(shù)在物流行業(yè)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)※

王曼納

（武漢商學(xué)院，湖北 武漢 430056)

一、引言

區(qū)塊鏈，這個(gè)原來不受人關(guān)注的技術(shù)詞匯，自2015年以來，引起了當(dāng)前一波又一波最為火熱的爭(zhēng)議。有關(guān)于區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁吹脑掝}，在時(shí)下中國，可能已經(jīng)被人說成了陳詞濫調(diào)。但是我們都會(huì)看到這樣一種情形：一些我們認(rèn)為已經(jīng)是常識(shí)的概念，卻往往別有洞天。一般人都是因?yàn)楸忍貛哦懒藚^(qū)塊鏈，也都知道區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺囊豁?xiàng)關(guān)鍵底層技術(shù)，通俗些說，它就像是一個(gè)數(shù)據(jù)庫賬本，安全記錄所有的比特幣交易信息。更為專業(yè)的解釋，該技術(shù)的實(shí)質(zhì)是，不同節(jié)點(diǎn)共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫，是一個(gè)開放式的公共賬簿。從數(shù)據(jù)包形成區(qū)塊，中間有一個(gè)加密的哈希值計(jì)算，把不同時(shí)間段的交易信息鏈接起來，就形成了區(qū)塊鏈。該技術(shù)具備了去中心化、去信任、透明化等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得其應(yīng)用也備受關(guān)注，并逐漸被應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈具有不可篡改的特點(diǎn)，它像一個(gè)數(shù)據(jù)庫賬本，安全記錄所有的比特幣交易信息。區(qū)塊鏈的理論基礎(chǔ)由來已久，可以追溯到哈勃(Haber)和斯托爾內(nèi)塔（Stornetta)，他們提出的不是虛擬貨幣體系，而是一種可以安全地對(duì)數(shù)字文件進(jìn)行時(shí)間戳記錄的方法。時(shí)間戳是為了記錄文件創(chuàng)建的大概時(shí)間。更重要的是，時(shí)間戳可以準(zhǔn)確反映文件創(chuàng)建的先后順序：如果一份文件比另一份文件更早創(chuàng)建，可以從時(shí)間戳中看出來。時(shí)間戳的安全性體現(xiàn)在文件的時(shí)間戳一旦生成，無法更改。用戶發(fā)送文件時(shí)，哈勃和斯托爾內(nèi)塔設(shè)計(jì)的體系能夠向客戶提供時(shí)間戳服務(wù)。服務(wù)器收到文件時(shí)，它會(huì)用當(dāng)時(shí)時(shí)間和指向之前文章的鏈接或者指針作為簽名，來簽名該文件并產(chǎn)生包含簽名信息的認(rèn)證。其中指針不是一個(gè)具體地址，而是一串?dāng)?shù)據(jù)。如果該數(shù)據(jù)被更改了，指針也就自動(dòng)失效。這種協(xié)議實(shí)現(xiàn)的效果是：每份文件的認(rèn)證都確保了上一份文件內(nèi)容的完整性。其實(shí)，反復(fù)運(yùn)用這一理論：每次認(rèn)證基本上都保障了這個(gè)認(rèn)證點(diǎn)之前的所有文件和認(rèn)證的完整性。假設(shè)這個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)用戶都能記錄包括自己的文件、之前和之后的文件的認(rèn)證在內(nèi)的幾個(gè)認(rèn)證信息，那么和起來，就可以確保整個(gè)文件系統(tǒng)不會(huì)被更改。特別是文件的先后順序被保存下來。

區(qū)塊鏈具有提升效率的特點(diǎn)，不必單獨(dú)鏈接各個(gè)文件，而是把它們集合成塊，然后在一條鏈中連接整個(gè)塊。在每個(gè)塊里，文件通過樹狀結(jié)構(gòu)而非線性結(jié)構(gòu)的方式相互鏈接。這一方法減少了在整個(gè)系統(tǒng)中查找特定文件所需的工作量。

區(qū)塊鏈具有合約執(zhí)行自動(dòng)化特點(diǎn)，是指利用區(qū)塊鏈設(shè)定一系列帶有軟件代碼的智能合約，并在智能合約中對(duì)每一方應(yīng)履行的義務(wù)及合約制定的判定條件進(jìn)行明確規(guī)定，可以讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)合約執(zhí)行條件進(jìn)行自動(dòng)判斷。如果滿足所有判定條件，則區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以自動(dòng)強(qiáng)制執(zhí)行合約條款。其中不可分割性是絕大多數(shù)應(yīng)用的共性，也就是說，交易每一方的交割都是聯(lián)系在一起的，所以它們都是同時(shí)發(fā)生或者都不發(fā)生。不可分割性是區(qū)塊鏈以外應(yīng)用程序領(lǐng)域里重要的安全概念。

三、區(qū)塊鏈的現(xiàn)存問題

（一）安全問題

區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，在未來的發(fā)展上還受很多問題的制約，其中安全性問題是區(qū)塊鏈面對(duì)的最重要的問題。區(qū)塊鏈所面臨的攻擊問題是基于POW共識(shí)過程的，這些攻擊占整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)所受攻擊的51%，也就是說如果節(jié)點(diǎn)掌握高于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)算力的51%，則具備對(duì)區(qū)塊鏈內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篡改和偽造的能力。在比特幣這項(xiàng)應(yīng)用中，據(jù)統(tǒng)計(jì)中國大型礦池的算力已占全網(wǎng)總算力的60%以上，高于51%，因此理論上來說這些礦池可以通過合作實(shí)施51%攻擊，從而實(shí)現(xiàn)比特幣的雙重支付。只是由于事實(shí)上要掌握全網(wǎng)51%的算力所需的成本遠(yuǎn)高于實(shí)施攻擊后的收益，因此還并沒有爆發(fā)這種危機(jī)，但是51%的攻擊威脅始終存在。

另外隨著數(shù)學(xué)、密碼學(xué)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈的非對(duì)稱加密機(jī)制會(huì)變得不再那么牢不可破。雖然以目前的算力來說，產(chǎn)生比特幣的哈希算法的一個(gè)哈希碰撞需要一個(gè)天文數(shù)字的年限，但是隨著量子計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的發(fā)展，未來的區(qū)塊鏈非對(duì)稱加密算法是有被破解的可能性的，這也是區(qū)塊鏈技術(shù)面臨的一大潛在安全威脅。區(qū)塊鏈的隱私保護(hù)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，因?yàn)閰^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)并非完全匿名，而是通過公鑰、私鑰等地址標(biāo)識(shí)方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。雖然地址標(biāo)識(shí)并未直接與真實(shí)世界的人物身份相關(guān)聯(lián)，但區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)是完全公開透明的，隨著各類反匿名身份甄別技術(shù)的發(fā)展，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的人物身份定位和標(biāo)識(shí)是完全可能的，這會(huì)導(dǎo)致區(qū)塊鏈用戶自身的身份信息泄露，存在安全隱患。

（二）存儲(chǔ)空間問題

由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫記錄了從創(chuàng)建開始發(fā)生的每一筆交易，而且是系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)共同參與記錄，因此每一個(gè)參與的節(jié)點(diǎn)都必須下載儲(chǔ)存并實(shí)時(shí)更新一份從開始延續(xù)至今的數(shù)據(jù)包。如果每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都完全同步，那區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間容量要求就可能成為一個(gè)制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題。

四、區(qū)塊鏈技術(shù)原理及其在應(yīng)用領(lǐng)域的演變

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)原理

1.區(qū)塊結(jié)構(gòu)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種對(duì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，在這項(xiàng)技術(shù)下數(shù)據(jù)被分為不同的區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊通過特定的信息鏈接在上一個(gè)區(qū)塊的后面，以此順連來呈現(xiàn)一套完整的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)以電子記錄的形式被永久儲(chǔ)存，存放這些數(shù)據(jù)的文件我們稱為區(qū)塊（block）。區(qū)塊中會(huì)記錄下區(qū)塊生成時(shí)間段內(nèi)的交易數(shù)據(jù)，區(qū)塊主體實(shí)際上就是交易信息的合集。區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)部分：塊頭（header）和塊身（body）。塊頭的作用是鏈接到前面的塊，該部分是為保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫的完整性，塊身是包含經(jīng)過驗(yàn)證的、塊創(chuàng)建過程中發(fā)生的價(jià)值交換的所有記錄。區(qū)塊結(jié)構(gòu)有兩個(gè)非常重要的特點(diǎn)：第一是保證了數(shù)據(jù)庫的完整性，第二是保證了數(shù)據(jù)里的不可篡改。

2.分布式結(jié)構(gòu)

在用區(qū)塊和鏈解決了數(shù)據(jù)問題之后，接下來要考慮的就是記錄和存儲(chǔ)的問題。在當(dāng)今的大部分體系中，數(shù)據(jù)都是集中存儲(chǔ)在一個(gè)中心的。但是區(qū)塊鏈技術(shù)可以讓每一個(gè)參與數(shù)據(jù)交易的節(jié)點(diǎn)都記錄并保存下所有的數(shù)據(jù)。具體原理是構(gòu)建一整套協(xié)議機(jī)制，讓全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)在記錄數(shù)據(jù)的同時(shí)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性，在全網(wǎng)所有的節(jié)點(diǎn)都認(rèn)為數(shù)據(jù)沒有問題的情況下數(shù)據(jù)記錄才被寫入?yún)^(qū)塊中。關(guān)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)塊鏈構(gòu)建一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)，讓數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)都存放于所有參與記錄的節(jié)點(diǎn)中，并且實(shí)時(shí)更新。這樣一來，即使部分節(jié)點(diǎn)損壞或者被黑客攻擊，也不會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄與信息更新。分布式記賬使得會(huì)計(jì)責(zé)任分散化，由整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參與者共同記錄，也使得每一次交易都傳播到網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)，并且使得數(shù)據(jù)信息擁有很高的容錯(cuò)率，只要不是網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)同時(shí)崩潰，那么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就可以永續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。

3.非對(duì)稱加密

區(qū)塊鏈的加密系統(tǒng)原理采用的是非對(duì)稱加密算法，這種算法通常在加密和解密過程中使用兩個(gè)非對(duì)稱的密碼：公鑰(public key)和私鑰(private key)，這兩種密鑰是成對(duì)使用的，也就是說其中一個(gè)密鑰加密后，只有另一個(gè)對(duì)應(yīng)密鑰才能解開，比如使用公鑰加密數(shù)據(jù)信息，則數(shù)據(jù)信息的解密需要使用與之對(duì)應(yīng)的私鑰，而如果使用私鑰加密數(shù)據(jù)信息，則數(shù)據(jù)信息的解密就只能依靠與之對(duì)應(yīng)的公鑰。其中公鑰是可以公開的，而私鑰則是個(gè)人所有，其他人無法得知。因此在使用區(qū)塊鏈處理數(shù)據(jù)時(shí)，用戶要保管好私有密鑰，避免因私鑰泄露而出現(xiàn)數(shù)據(jù)外泄的情況?，F(xiàn)有的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求已經(jīng)衍生出多私鑰加密技術(shù)，以滿足多重簽名等更為靈活和復(fù)雜的場(chǎng)景。

（二）區(qū)塊鏈應(yīng)用領(lǐng)域的演變

區(qū)塊鏈?zhǔn)状伪蝗藗兞私馐且驗(yàn)楸忍貛诺某霈F(xiàn)，而發(fā)展到今天，人們關(guān)注區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)超于關(guān)注比特幣本身。全世界的專家學(xué)者更加致力于將區(qū)塊鏈的運(yùn)用范圍最大程度的擴(kuò)大化。區(qū)塊鏈創(chuàng)新了一種數(shù)字支付系統(tǒng)，即去中心化，毫無障礙的自由的貨幣交易以及低成本運(yùn)營。受到數(shù)字貨幣影響，人們開始將區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到其他金融領(lǐng)域，讓區(qū)塊鏈技術(shù)得以在包括股票、清算、私募股權(quán)等眾多金融領(lǐng)域嶄露頭角。而隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它去中心化、防止篡改等特點(diǎn)在其他領(lǐng)域也逐步受到重視。人們開始認(rèn)識(shí)到，區(qū)塊鏈的應(yīng)用不應(yīng)該局限在金融領(lǐng)域，而是可以擴(kuò)展到任何有需要的領(lǐng)域中去。

五、區(qū)塊鏈技術(shù)在物流行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)在物流行業(yè)中的隱私保護(hù)

在物流行業(yè)中，近幾年，傳統(tǒng)的物流鏈管理模式已經(jīng)不能滿足客戶對(duì)隱私保護(hù)的需求，帶有客戶信息的物流包裹在流通環(huán)節(jié)中全程暴露，區(qū)塊鏈技術(shù)可以記錄貨物從發(fā)出到接受過程中的所有步驟，創(chuàng)建共識(shí)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)解決不法人員將快遞單信息用以市場(chǎng)交易，甚至根據(jù)快遞單信息跟蹤、騷擾收件人、發(fā)件人的違法行為這一問題，如何利用區(qū)塊鏈密碼學(xué)原理層層授權(quán)，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式將信息最小化、最優(yōu)化的鏈接分享。同時(shí)考慮建立基于區(qū)塊鏈技術(shù)的個(gè)人信息隱私保護(hù)物流系統(tǒng)。采用分段加密技術(shù)對(duì)物流信息進(jìn)行分層加密后進(jìn)行二次封裝，并設(shè)計(jì)不同等級(jí)授權(quán)機(jī)制解密相應(yīng)信息完成物流業(yè)務(wù)操作。比如，物流員工登錄校驗(yàn)和權(quán)限認(rèn)證成功后，移動(dòng)終端信息加密所使用的密鑰管理方案主要包括驗(yàn)證云平臺(tái)實(shí)時(shí)生成密鑰、與移動(dòng)終端進(jìn)行安全通信實(shí)現(xiàn)密鑰傳輸、移動(dòng)終端接收密鑰后實(shí)施本地存儲(chǔ)、密鑰使用、密鑰銷毀以及終端密鑰更新等策略。利用區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過分層加密方案和權(quán)限分級(jí)設(shè)計(jì)來解決物流信息加密與物流業(yè)務(wù)流程的矛盾，以此實(shí)現(xiàn)物流個(gè)人信息隱私保護(hù)。

（二）區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)物流行業(yè)安全性的提升作用

在物流快遞業(yè)發(fā)展中，丟包爆倉、錯(cuò)領(lǐng)誤領(lǐng)、信息泄露等問題是最為常見的，直接影響著快遞業(yè)的發(fā)展。雖然物流運(yùn)營商也可以給丟失包裹的客戶進(jìn)行賠償，但這需要依托于交易信息、包裹傳輸信息的追溯。現(xiàn)實(shí)情況下，由于交易信息丟失、損毀等問題的存在，對(duì)信息的追溯造成了很大困難?；趨^(qū)塊鏈系統(tǒng)的包裹傳輸，可以有效地解決上述問題。區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能，當(dāng)包裹更改所有權(quán)的時(shí)候，區(qū)塊鏈同時(shí)授權(quán)每一步的轉(zhuǎn)換，能夠?qū)崿F(xiàn)從寄件到收件，從始發(fā)到終點(diǎn)以及從派件到簽收的全流程區(qū)塊鏈化，最終實(shí)現(xiàn)貨物和資金可追溯。

（三）區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)商品透明度的提升作用

來源管理使得每一件有型的商品都帶有一個(gè)電子“護(hù)照”來確保真實(shí)性（這個(gè)商品是否為聲稱的那個(gè)樣子）和原始性（這個(gè)商品來自哪里），創(chuàng)建每一件商品背后可以進(jìn)行編輯的物流記錄。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，在很多跨行業(yè)中的應(yīng)用都得到了很大的拓展，分布式總賬的好處有時(shí)候可以帶來在意想不到的行業(yè)中的應(yīng)用。在眾多行業(yè)中，專家認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于促進(jìn)其中一個(gè)行業(yè)的改善和提高，那就是供應(yīng)鏈和物流行業(yè)，就像在金融服務(wù)領(lǐng)域一樣，區(qū)塊鏈技術(shù)在供應(yīng)鏈和物流產(chǎn)業(yè)中在提高透明度上有極大的潛能。

現(xiàn)代行業(yè)的商業(yè)模型要求大量的無縫隙供應(yīng)鏈，而這些供應(yīng)鏈通常都隱藏在商品貨架之后，不為消費(fèi)者所知。因此對(duì)于消費(fèi)者來說每天消費(fèi)的大部分產(chǎn)品，他們對(duì)產(chǎn)品的來源以及產(chǎn)品經(jīng)歷了怎樣的物流到達(dá)他們手里一無所知。行業(yè)專家指出，我們對(duì)于每天使用的產(chǎn)品知道的內(nèi)容少的驚人，因?yàn)橐粡埦薮蟮碾y以讓人理解的網(wǎng)隔在消費(fèi)者和產(chǎn)品之間，這張網(wǎng)就是由零售商、分銷商、運(yùn)輸方、倉庫和供貨商組成。然而，這張復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的大部分隱藏的參與者都只能享受到商品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過程的最終結(jié)果。

在所有行業(yè)中，對(duì)于消費(fèi)者來說能獲利最多的行業(yè)就是食品業(yè)。但不幸的是，歷史不缺乏證據(jù)證明食品產(chǎn)業(yè)鏈的大量污染案件是由于對(duì)供應(yīng)商和其他與消費(fèi)者相關(guān)的生產(chǎn)商缺乏監(jiān)管造成的。最近墨西哥快餐店的食品污染危機(jī)以及其他的案例證明了運(yùn)用嚴(yán)格透明的供應(yīng)鏈系統(tǒng)監(jiān)管的重要性。正如Everledger和Ascribe兩家公司，為珠寶和電子產(chǎn)品行業(yè)解決盜版問題一樣，Provenance公司是最有原創(chuàng)性的為各類產(chǎn)品的不同生產(chǎn)階段提供透明的供應(yīng)鏈管理的一家公司,致力于通過在供應(yīng)鏈中使用區(qū)塊鏈技術(shù)來增加供應(yīng)鏈的透明度。公司建議供應(yīng)鏈的每一步都雕刻進(jìn)區(qū)塊鏈的系統(tǒng)內(nèi)，這將會(huì)使得審核交易的安全性得到保證，比如對(duì)從原材料到最終銷售形成的不間斷的鏈條進(jìn)行管理和檢查。

鑒于實(shí)體店網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，因此每一步的透明性都對(duì)于每一個(gè)相關(guān)的參與者來說至關(guān)重要。主要有以下6種在供應(yīng)鏈中的參與者：生產(chǎn)者、制造商、記錄者（提供憑證和特殊證明給參與者），標(biāo)準(zhǔn)化組織（定義某種路徑的規(guī)則），審計(jì)（使安全性最大化的機(jī)構(gòu)，檢查生產(chǎn)者和制造商，確認(rèn)某些標(biāo)準(zhǔn)，比如年生產(chǎn)總量等）。任何利益相關(guān)方想要開展質(zhì)量評(píng)估，都將要求特殊類別的數(shù)據(jù)以及特殊的客戶識(shí)別應(yīng)用登記在分布式賬戶中，如果我們拿生產(chǎn)商為例，參與者將被要求輸入用于生產(chǎn)的原材料數(shù)量的數(shù)據(jù)。

（四）提升品牌價(jià)值，實(shí)現(xiàn)商業(yè)系統(tǒng)監(jiān)管

由于區(qū)塊鏈的不可更改性使得運(yùn)用了區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈會(huì)帶來前面所提到的更高的透明度，更大的可拓展性和更好的安全性并且提高創(chuàng)新的接受度。鏈條上的很多參與者在任何他們需要的時(shí)候，在一定范圍的步驟里都可以有效的加入這個(gè)對(duì)客戶和監(jiān)管者公開的系統(tǒng)中，這樣一來不僅可以在客戶的角度上建立起品牌價(jià)值，也可以使得公司能很好的控制整個(gè)供應(yīng)程序，以及對(duì)供貨商和供應(yīng)材料質(zhì)量都有一個(gè)更加清晰的監(jiān)管。從消費(fèi)者的角度來說，可以看到產(chǎn)品從何而來以及原材料的供應(yīng)是提高消費(fèi)質(zhì)量和產(chǎn)品的契機(jī)，從長遠(yuǎn)的角度來看，可以提升企業(yè)品牌價(jià)值，實(shí)現(xiàn)鏈條各參與者實(shí)現(xiàn)商業(yè)系統(tǒng)監(jiān)管。

六、結(jié)語

綜上所述，區(qū)塊鏈技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)在各行各業(yè)中都有所運(yùn)用，但是在物流行業(yè)仍然處于初始階段，還有很多技術(shù)問題尚待解決。本文在分析區(qū)塊鏈技術(shù)本身以及在各場(chǎng)景中的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)物流行業(yè)中區(qū)塊鏈應(yīng)用的一些設(shè)想，也提出了技術(shù)運(yùn)用中會(huì)碰到的問題，在區(qū)塊鏈未來的發(fā)展中，如何解決這些問題將會(huì)是挑戰(zhàn)和機(jī)遇。