基于Ethereum的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 亮，張翰林，孔凡玉，于 佳，3，4

1.青島大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，山東 青島266000

2.山東大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)信息安全研究所，濟(jì)南250100

3.中國(guó)科學(xué)院 信息工程研究所 信息安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100093

4.密碼科學(xué)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100878

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了新時(shí)代，房地產(chǎn)行業(yè)快速崛起，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。然而，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，房地產(chǎn)行業(yè)存在的諸多問(wèn)題逐漸顯露，急需進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的重新整合和升級(jí)換代，提升行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，其中重要之一就是對(duì)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈進(jìn)行改造升級(jí)。供應(yīng)鏈?zhǔn)侵竾@核心企業(yè)，產(chǎn)品在生產(chǎn)和流通過(guò)程中涉及的供應(yīng)商、生產(chǎn)商、批發(fā)商、零售商以及消費(fèi)者所組成的一種供需網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1]。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)需要提升聯(lián)合房地產(chǎn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的能力，提高管理效率，降低供應(yīng)鏈成本，打造成一個(gè)利益共同體，實(shí)現(xiàn)信息共享、互利共贏[2]。但現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈主要存在以下幾點(diǎn)不足：（1）信息存儲(chǔ)分散，共享程度低：供應(yīng)鏈中各參與主體將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，獨(dú)立性強(qiáng)，透明性差，信息孤島現(xiàn)象廣泛存在，協(xié)調(diào)機(jī)制不完善，需求方很難對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)，同時(shí)信息的真實(shí)性和完整性不易分辨，使得各參與主體間的信任度大幅降低[3]；（2）信息追溯查詢(xún)困難造成監(jiān)管不易：當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或者消費(fèi)者權(quán)益受到損害時(shí)，由于存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不完整和人為篡改的可能性，很難對(duì)其進(jìn)行追溯舉證，分清責(zé)任，找出問(wèn)題源頭；（3）房產(chǎn)交易流程繁瑣，安全性得不到保障：消費(fèi)者在進(jìn)行房屋購(gòu)買(mǎi)時(shí)，房產(chǎn)所有權(quán)的轉(zhuǎn)移過(guò)程處理流程繁瑣，耗費(fèi)大量時(shí)間，并且傳統(tǒng)的交易方式經(jīng)常需要第三方中介機(jī)構(gòu)的介入，做不到交易的去中介化執(zhí)行，交易成本也會(huì)因此提升?？傊?，傳統(tǒng)的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈很難保證整個(gè)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中數(shù)據(jù)的透明性、完整性、可追溯性以及房產(chǎn)交易的可靠性。

被認(rèn)為最具潛力帶來(lái)第五次科技革命的區(qū)塊鏈技術(shù)能在很大程度上有效地解決傳統(tǒng)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中的弊端。區(qū)塊鏈技術(shù)是一種利用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、密碼學(xué)加密技術(shù)、創(chuàng)新性的共識(shí)機(jī)制等組成的一種綜合性技術(shù)，其具有去中介化、數(shù)據(jù)可溯源、防篡改、集體維護(hù)、可驗(yàn)證、可編程等特點(diǎn)。由于區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造了去中介化的可信任的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其應(yīng)用范圍變得更加廣泛，從數(shù)字貨幣到金融、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、公益慈善等領(lǐng)域，房地產(chǎn)供應(yīng)鏈也將是區(qū)塊鏈的一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。2016年10月，中國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)表了《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)（2016）》，首先分析了全球區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀，提出了區(qū)塊鏈典型的應(yīng)用場(chǎng)景，其中涉及到金融、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域[4]，為中國(guó)的區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了前進(jìn)的方向。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)將為房地產(chǎn)供應(yīng)鏈的改造升級(jí)創(chuàng)造新的機(jī)遇，智能合約將為信息的存儲(chǔ)查詢(xún)以及房產(chǎn)的交易提供自動(dòng)化服務(wù)，是一項(xiàng)具有潛力改變房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的新技術(shù)。

針對(duì)上述提出的傳統(tǒng)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈存在的不足，將對(duì)傳統(tǒng)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)思想，將供應(yīng)鏈各參與主體的數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈上、鏈下存儲(chǔ)和查詢(xún)，依靠智能合約進(jìn)行鏈上房產(chǎn)交易，為監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)督管理提供便利，具體創(chuàng)新如下：（1）將供應(yīng)鏈各參與主體提交的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)智能合約自動(dòng)執(zhí)行上鏈存儲(chǔ)，額外的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈下存儲(chǔ)，各參與主體也將被串聯(lián)到一起，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式共享數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)上鏈后不可篡改的特性，保證房地產(chǎn)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的高度安全和溯源訪問(wèn)；（2）采用智能合約來(lái)執(zhí)行鏈上房產(chǎn)的交易，減少不必要的交易手續(xù)，避免中介機(jī)構(gòu)的參與，確保交易的正常執(zhí)行和房屋所有權(quán)的安全轉(zhuǎn)移，在去中介化的同時(shí)解決房產(chǎn)交易中的財(cái)產(chǎn)和信任問(wèn)題；（3）為了保證提交數(shù)據(jù)的透明性和完整性，政府等監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)各參與主體每次提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，如有提交虛假數(shù)據(jù)的行為，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行處罰，保證了供應(yīng)鏈上傳信息的真實(shí)性，解決了各參與主體之間的信任問(wèn)題，減少不必要的糾紛。

2 相關(guān)工作及背景介紹

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)起源與發(fā)展

最早，化名為“中本聰”（Satoshi Nakamoto）的學(xué)者發(fā)表了一篇名為《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的論文[5]，提出了一種在無(wú)需信任的基礎(chǔ)上進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易的加密數(shù)字貨幣—比特幣，由此擴(kuò)展出了區(qū)塊鏈技術(shù)。后來(lái)，隨著各國(guó)政府和企業(yè)的高度關(guān)注，區(qū)塊鏈技術(shù)得到了較快的發(fā)展。可以說(shuō)，區(qū)塊鏈的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段[6]，區(qū)塊鏈1.0[7]——可編程貨幣：主要以比特幣、萊特幣等加密數(shù)字貨幣為代表構(gòu)造出了一種全新的數(shù)字貨幣支付體系；區(qū)塊鏈2.0[8]——可編程金融：智能合約與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合使得區(qū)塊鏈的應(yīng)用范圍從單一的數(shù)字貨幣領(lǐng)域擴(kuò)大到其他金融領(lǐng)域；區(qū)塊鏈3.0[9]——可編程社會(huì)：由于區(qū)塊鏈技術(shù)獨(dú)特的去中心化特性，應(yīng)用范圍可擴(kuò)大到社會(huì)生活的各個(gè)方面，例如：物流、選舉、公證、版權(quán)等領(lǐng)域。

2.2 以太坊智能合約

智能合約這個(gè)概念最早是由Szabo在1994年提出的[10]，當(dāng)時(shí)由于受到互聯(lián)網(wǎng)中心化、不可信環(huán)境的限制，沒(méi)有得到更好的發(fā)展。直到今天，區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)使得智能合約又以區(qū)塊鏈2.0中的一個(gè)重要概念出現(xiàn)在人們的眼前。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能合約就是一種特殊的協(xié)議，旨在提供、驗(yàn)證或?qū)嵤┖贤恼勁谢蚵男校悄芎霞s允許在沒(méi)有第三方的情況下執(zhí)行可靠的交易，這些交易是可追蹤的、不可逆轉(zhuǎn)的，用戶(hù)只需要提供特定的觸發(fā)條件，合約就會(huì)自動(dòng)的、不受外界干擾地正確執(zhí)行[11]。更通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，智能合約本質(zhì)上就是一段代碼，運(yùn)行在一個(gè)分布式的去中心化平臺(tái)上，這個(gè)平臺(tái)賦予了這段代碼確定、不可更改、自動(dòng)執(zhí)行、運(yùn)行結(jié)果存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈上的特性，并且保證其安全可靠地執(zhí)行。

2.3 相關(guān)工作

近年來(lái)，區(qū)塊鏈技術(shù)得到了各界人士的廣泛認(rèn)可。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、能源、資產(chǎn)、教育、醫(yī)療、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等領(lǐng)域研究成果較多，供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合是一項(xiàng)具有創(chuàng)新性的工作，許多國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者正在積極研究如何將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到供應(yīng)鏈領(lǐng)域[3]。

在國(guó)內(nèi)，區(qū)塊鏈研究涉及領(lǐng)域非常廣泛，其中在供應(yīng)鏈領(lǐng)域中，朱建明、付永貴[12]提出了基于區(qū)塊鏈的B2B+B2C供應(yīng)鏈多中心協(xié)同認(rèn)證模型，并結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行分析論證，對(duì)后續(xù)的研究發(fā)展具有很大的參考價(jià)值。李曉、劉正剛[13]認(rèn)為當(dāng)前環(huán)境中，供應(yīng)鏈治理存在機(jī)會(huì)主義風(fēng)險(xiǎn)和信任問(wèn)題，他們基于區(qū)塊鏈的去中心且去信任的特性，提出了新的供應(yīng)鏈智能治理機(jī)制。楊望、王虹珊[14]討論了區(qū)塊鏈技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的總體框架和應(yīng)用場(chǎng)景，提出了區(qū)塊供應(yīng)鏈的問(wèn)題和發(fā)展建議。朱興雄、何清素等人[15]研究了區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈金融原理及理論，提出了區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈金融的核心方案。

在國(guó)外，一些專(zhuān)家學(xué)者從技術(shù)層面進(jìn)行區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈相結(jié)合的探討研究，比如，Kim和Laskowski[16]認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)可以為供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的溯源提供希望，他們分析了可追溯性的本體，并將其中一些表示轉(zhuǎn)換為可在以太坊區(qū)塊鏈平臺(tái)上執(zhí)行的智能合約。Tian[17]研究設(shè)計(jì)了基于RFID（射頻識(shí)別）和區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)業(yè)食品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)，將生產(chǎn)、存儲(chǔ)、加工、配送和銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)真實(shí)記錄到區(qū)塊鏈上，保證了整個(gè)農(nóng)業(yè)食品供應(yīng)鏈中信息的可追溯性，有效地保障了食品安全。Korpela、Hallikas等人[18]解釋了如何通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字供應(yīng)鏈集成上實(shí)現(xiàn)顛覆性的轉(zhuǎn)變，提出了供應(yīng)鏈集成的要求和功能，為相關(guān)企業(yè)的發(fā)展提供了新的思路。Toyoda、Mathiopoulos等人[19]提出了一種新型的產(chǎn)品所有權(quán)管理系統(tǒng)，利用比特幣區(qū)塊鏈的概念和以太坊開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了降低成本的目標(biāo)，可用于后期供應(yīng)鏈。

但是，區(qū)塊鏈技術(shù)在房地產(chǎn)供應(yīng)鏈領(lǐng)域的理論研究和技術(shù)研究相對(duì)較少，缺少相關(guān)文獻(xiàn)資料。因此，本文將基于已有的供應(yīng)鏈方面的研究進(jìn)行區(qū)塊鏈技術(shù)+房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)模型

本文將房地產(chǎn)供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合，基于以太坊智能合約開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行去中心化應(yīng)用（Decentralized application，DAPP）的研究設(shè)計(jì)，主要功能為數(shù)據(jù)鏈上鏈下存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)溯源查詢(xún)和房產(chǎn)交易功能。下面介紹基于以太坊的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的系統(tǒng)流程和系統(tǒng)架構(gòu)。

3.1 系統(tǒng)流程

圖1展示了房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中各參與主體提交數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈上鏈下存儲(chǔ)和房產(chǎn)交易的系統(tǒng)流程。

首先，供應(yīng)商、房產(chǎn)商、顧客在注冊(cè)界面注冊(cè)各自權(quán)限的賬號(hào)，用來(lái)登陸系統(tǒng)，不同權(quán)限的賬號(hào)登陸將跳轉(zhuǎn)到不同的頁(yè)面。供應(yīng)商和房產(chǎn)商登陸后跳轉(zhuǎn)到后臺(tái)信息填寫(xiě)頁(yè)面，根據(jù)房產(chǎn)唯一標(biāo)志ID填寫(xiě)房產(chǎn)相關(guān)信息，提交后通過(guò)智能合約進(jìn)行鏈上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，同時(shí)使用服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鏈下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。顧客登陸后跳轉(zhuǎn)到房產(chǎn)信息展示頁(yè)面，便于顧客了解房產(chǎn)詳情和執(zhí)行購(gòu)買(mǎi)操作。

供應(yīng)鏈各參與主體都可以通過(guò)房產(chǎn)ID進(jìn)行數(shù)據(jù)的溯源查詢(xún)，其中，顧客對(duì)其他參與主體提交的房產(chǎn)信息進(jìn)行查詢(xún)?yōu)g覽后，如果滿(mǎn)意可點(diǎn)擊購(gòu)買(mǎi)按鈕，后臺(tái)自動(dòng)通過(guò)智能合約進(jìn)行交易的相關(guān)操作，交易完成后顧客信息將上鏈存儲(chǔ)，根據(jù)顧客意愿也可填寫(xiě)額外信息進(jìn)行鏈下存儲(chǔ)。

為了避免各參與主體惡意提交虛假數(shù)據(jù)，保證信息填寫(xiě)的真實(shí)性，所有信息存儲(chǔ)過(guò)程將在政府等監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)管下完成。

圖1 系統(tǒng)流程

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)功能模塊架構(gòu)如圖2所示，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含四個(gè)部分：Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊、區(qū)塊鏈模塊、智能合約模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，其中智能合約模塊包括數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)部分和房產(chǎn)交易部分。

底層的區(qū)塊鏈模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，其中，區(qū)塊鏈模塊是房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中重要的組成部分，運(yùn)用區(qū)塊鏈特殊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、共識(shí)機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性的處理，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性；數(shù)據(jù)庫(kù)模塊通過(guò)前端業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用，將Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊中提交到數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈下存儲(chǔ)，兩者結(jié)合使用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類(lèi)存儲(chǔ)可以減輕區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，使得資源得到合理地分配使用。

中間的智能合約模塊為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)查詢(xún)和房產(chǎn)的交易提供交互接口，智能合約代碼保存在區(qū)塊鏈模塊中。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢(xún)時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢(xún)智能合約將被自動(dòng)調(diào)用，完成區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)或查詢(xún)；當(dāng)進(jìn)行房產(chǎn)交易時(shí)，房產(chǎn)交易智能合約將確保房產(chǎn)商獲得房產(chǎn)出售的錢(qián)款，顧客獲得房產(chǎn)所有權(quán)，真正做到交易的去中介化，無(wú)需第三方中介機(jī)構(gòu)干預(yù)。

頂層的Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊為用戶(hù)提供友好的互動(dòng)界面，通過(guò)智能合約提供的接口和前端業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用分別與區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，提交各參與主體的請(qǐng)求，執(zhí)行具體的存儲(chǔ)查詢(xún)和房產(chǎn)交易功能。整個(gè)過(guò)程在政府等監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)管下進(jìn)行，這樣可以保證各個(gè)環(huán)節(jié)正確執(zhí)行，增強(qiáng)交易的可信性，避免不必要的爭(zhēng)端。

4 系統(tǒng)功能模塊

下面依次詳細(xì)介紹本系統(tǒng)的功能模塊：Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊、區(qū)塊鏈模塊、智能合約模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。

4.1 Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊

Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊中的前端界面主要分為注冊(cè)登錄界面、數(shù)據(jù)錄入界面、房產(chǎn)詳情展示界面、房產(chǎn)購(gòu)買(mǎi)界面等四部分，采用html+css+javascript進(jìn)行界面設(shè)計(jì)；通過(guò)web3.js庫(kù)與以太坊節(jié)點(diǎn)的RPC接口連接來(lái)調(diào)用智能合約進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)以及房產(chǎn)交易；運(yùn)行命令行版本的以太坊節(jié)點(diǎn)仿真器軟件Ganache-cli來(lái)模擬真實(shí)的以太坊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；使用谷歌瀏覽器中提供的插件——以太坊輕錢(qián)包Metamask來(lái)連接以太坊節(jié)點(diǎn)，生成并發(fā)送交易到以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)進(jìn)行交易費(fèi)用的付款操作和房產(chǎn)購(gòu)買(mǎi)的轉(zhuǎn)賬操作。

Web前端及業(yè)務(wù)邏輯模塊中的業(yè)務(wù)邏輯部分主要負(fù)責(zé)處理前端頁(yè)面?zhèn)魉偷恼?qǐng)求，與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。以注冊(cè)登陸過(guò)程為例加以說(shuō)明，為了將供應(yīng)鏈各參與主體信息提交到區(qū)塊鏈或數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，各參與主體首先要注冊(cè)各自權(quán)限的賬號(hào)，登陸DAPP。本系統(tǒng)采用的是以太坊測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，僅用于開(kāi)發(fā)需求，在本地模擬一個(gè)擁有眾多節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，然后系統(tǒng)將所有的交易信息向全網(wǎng)廣播，最終記錄到以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。實(shí)際上，如果將注冊(cè)信息提交到區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)，每一次的注冊(cè)就是一筆交易，提交交易到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的人需要對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中打包交易的礦工節(jié)點(diǎn)支付交易費(fèi)用，而為了減少用戶(hù)的手續(xù)費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)，本系統(tǒng)將此過(guò)程中的賬號(hào)密碼和權(quán)限信息存儲(chǔ)于服務(wù)器端的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，由于用戶(hù)的密碼經(jīng)過(guò)哈希函數(shù)加密后存儲(chǔ)，可以保證其安全性。這樣做既可以節(jié)省實(shí)際交易費(fèi)用，也方便快速地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行讀取核對(duì)，系統(tǒng)登陸認(rèn)證過(guò)程使用可以運(yùn)行在服務(wù)器端的編程語(yǔ)言Node.js的身份認(rèn)證中間件Passport.js來(lái)驗(yàn)證當(dāng)前登陸的用戶(hù)名、密碼和對(duì)應(yīng)權(quán)限是否相符。

圖2 系統(tǒng)功能模塊架構(gòu)

系統(tǒng)所有執(zhí)行的過(guò)程對(duì)各參與主體來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，當(dāng)涉及到提交到區(qū)塊鏈上的交易時(shí)，他們只需在Metamask錢(qián)包彈出時(shí)進(jìn)行支付操作。

4.2 區(qū)塊鏈模塊

區(qū)塊鏈模塊的主要功能是將供應(yīng)鏈中各參與主體提交的上鏈數(shù)據(jù)打包進(jìn)區(qū)塊，由網(wǎng)絡(luò)中的參與節(jié)點(diǎn)通過(guò)共識(shí)機(jī)制確認(rèn)后將其鏈接到區(qū)塊鏈上，用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及后期的數(shù)據(jù)溯源查詢(xún)，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

4.2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)原理

區(qū)塊鏈本質(zhì)上是存儲(chǔ)信息的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，或者理解為在各個(gè)參與者之間執(zhí)行和共享所有交易和數(shù)字事件的公共賬本，公共賬本中的每筆交易都通過(guò)系統(tǒng)中半數(shù)以上的參與者通過(guò)共識(shí)機(jī)制進(jìn)行驗(yàn)證，交易一旦記錄到區(qū)塊鏈上，便永遠(yuǎn)不會(huì)被刪除[20]。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)不同，每個(gè)參與者都會(huì)保存一份完整的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，即使系統(tǒng)中少數(shù)參與者因各種原因造成數(shù)據(jù)丟失，也不會(huì)對(duì)區(qū)塊鏈中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)造成影響，區(qū)塊鏈的這種特性正好滿(mǎn)足房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求，鏈上每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)供應(yīng)鏈中的數(shù)據(jù)，可以保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的完整性和安全性。同時(shí)，區(qū)塊鏈包含的每筆交易都是特定可驗(yàn)證、可查詢(xún)的，這為房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中的數(shù)據(jù)溯源提供了保障。

4.2.2 區(qū)塊鏈區(qū)塊結(jié)構(gòu)

區(qū)塊鏈技術(shù)是比特幣的底層技術(shù)，比特幣是區(qū)塊鏈技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用[21]。在比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，交易首先會(huì)被打包進(jìn)區(qū)塊，然后全網(wǎng)的參與節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)該區(qū)塊的區(qū)塊頭進(jìn)行雙重SHA-256哈希運(yùn)算，競(jìng)爭(zhēng)來(lái)解決這個(gè)數(shù)學(xué)難題，即工作量證明機(jī)制（Proof-of-Work，POW），解出答案的節(jié)點(diǎn)向全網(wǎng)公布結(jié)果，經(jīng)其他節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證正確后，獲得記賬權(quán)和獎(jiǎng)勵(lì)[22]。這樣，每筆交易都被打包進(jìn)以區(qū)塊為單位的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，整個(gè)區(qū)塊鏈記錄了從創(chuàng)世區(qū)塊到當(dāng)前為止所有的交易歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)全網(wǎng)的參與節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)其一致性，防止了單一或幾個(gè)記賬人員相互串通，惡意修改數(shù)據(jù)。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)保證了所有參與者都有權(quán)參與記賬，提高了交易的可信度和可靠性，應(yīng)用于房地產(chǎn)供應(yīng)鏈領(lǐng)域能有效改善傳統(tǒng)房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中信息的不透明、人為控制等弊端。

從圖3的區(qū)塊結(jié)構(gòu)中可以看到，區(qū)塊鏈由兩部分組成：區(qū)塊頭和區(qū)塊體。其中區(qū)塊頭中的默克爾樹(shù)根節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)區(qū)塊中包含的所有交易迭代計(jì)算得出的最終哈希值，默克爾樹(shù)的特點(diǎn)是利用哈希函數(shù)的雪崩效應(yīng)，一旦葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)生改變，父節(jié)點(diǎn)的哈希值就會(huì)隨著發(fā)生改變，這個(gè)改變一直到根節(jié)點(diǎn)，默克爾樹(shù)的這個(gè)特性保證了區(qū)塊中數(shù)據(jù)的不可篡改，而且也使得驗(yàn)證一筆交易是否包含在一個(gè)特定區(qū)塊中更加方便；時(shí)間戳字段可以明確表示該區(qū)塊生成的時(shí)間，無(wú)法抵賴(lài)和篡改；難度值和隨機(jī)數(shù)字段用于共識(shí)機(jī)制，保證了全網(wǎng)數(shù)據(jù)的一致性；每一個(gè)區(qū)塊都保存了上一個(gè)區(qū)塊的哈希值，用來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)塊的連接；以太坊區(qū)塊中增加了日志布隆過(guò)濾器字段，可以對(duì)區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)進(jìn)行安全且高效的訪問(wèn)，便于房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中數(shù)據(jù)的查詢(xún)操作。

使用區(qū)塊鏈來(lái)保存供應(yīng)鏈中各參與主體提交的數(shù)據(jù)信息，可以做到信息公開(kāi)透明、有據(jù)可查，除非篡改者擁有全網(wǎng)50%以上的算力，否則是不可能對(duì)已存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改，這樣就可以保證在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，對(duì)供應(yīng)鏈中各參與主體的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行追本溯源，找到問(wèn)題源頭，有利于監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管和追究責(zé)任。

圖3 區(qū)塊鏈鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

4.2.3區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制

相比于比特幣的工作量證明機(jī)制（POW）[7]，以太坊區(qū)塊鏈引入了一種較為先進(jìn)的共識(shí)機(jī)制——Casper權(quán)益證明機(jī)制（Casper Proof-of-Stake，Casper POS）[23]，即一種基于保證金的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)共識(shí)協(xié)議。由于技術(shù)升級(jí)困難等限制因素，以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)目前并未使用這種共識(shí)機(jī)制，而是采用在POW基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的工作量證明機(jī)制，其具有兩大優(yōu)勢(shì)：可以抵御礦機(jī)挖礦；輕客戶(hù)端可驗(yàn)證。區(qū)塊鏈中參與節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能流程為：（1）供應(yīng)鏈中參與主體節(jié)點(diǎn)提交新的上鏈數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生一筆交易通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式向全網(wǎng)廣播；（2）全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)接收到這筆交易，驗(yàn)證合法后將其打包進(jìn)區(qū)塊；（3）挖礦節(jié)點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)改進(jìn)的工作量證明機(jī)制對(duì)此區(qū)塊進(jìn)行哈希運(yùn)算，找到一個(gè)符合要求的隨機(jī)數(shù)；（4）當(dāng)某個(gè)挖礦節(jié)點(diǎn)找到正確的隨機(jī)數(shù)后，將其向全網(wǎng)廣播；（5）其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)哈希算法等密碼學(xué)算法驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)的正確性后，挖礦節(jié)點(diǎn)獲得記賬權(quán)，將此區(qū)塊鏈接到區(qū)塊鏈末尾上，完成數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)的過(guò)程。共識(shí)機(jī)制將確保房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中信息的一致性，增強(qiáng)各參與主體對(duì)區(qū)塊鏈中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的信任度。

房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中各參與主體可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)交易打包進(jìn)區(qū)塊后，查詢(xún)到此交易的哈希值信息，保存留作憑證，方便追溯交易。同時(shí)，顧客在房產(chǎn)交易完成后，可打印包含此交易的區(qū)塊信息，以便進(jìn)一步確認(rèn)交易成功，保證房產(chǎn)所有權(quán)轉(zhuǎn)移到付款的顧客名下。

全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)都存有完整的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，所有的上鏈信息可以從其中任一節(jié)點(diǎn)獲取，并且房產(chǎn)信息都有唯一的標(biāo)志序號(hào)，可以容易地對(duì)存入?yún)^(qū)塊鏈中的房產(chǎn)信息進(jìn)行溯源查詢(xún)。

4.3 智能合約模塊

智能合約模塊主要通過(guò)提供交互接口對(duì)供應(yīng)鏈各參與主體所提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行上鏈存儲(chǔ)和查詢(xún)以及通過(guò)智能合約來(lái)進(jìn)行房產(chǎn)交易，分為數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)和房產(chǎn)交易兩部分。

以太坊（Ethereum）[24]是最早將區(qū)塊鏈和智能合約結(jié)合起來(lái)的，它支持圖靈完備的腳本語(yǔ)言，并且封裝了底層各種復(fù)雜的行為，允許開(kāi)發(fā)者在上面開(kāi)發(fā)任意的去中心化應(yīng)用程序，根據(jù)需求來(lái)創(chuàng)建、執(zhí)行任意的智能合約，同時(shí)提供了豐富的API-web3.js等。因此，本系統(tǒng)采用開(kāi)源、成熟、被廣泛使用的以太坊智能合約開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)。

4.3.1 智能合約模塊流程

以太坊智能合約部署和執(zhí)行的過(guò)程如圖4所示。

以太坊虛擬機(jī)（EVM）是智能合約的運(yùn)行環(huán)境，以太坊網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行著EVM，EVM作為沙盒來(lái)運(yùn)行并且提供一個(gè)隔離的運(yùn)行環(huán)境[25]。本系統(tǒng)使用官方推薦的智能合約開(kāi)發(fā)語(yǔ)言solidity[26]編寫(xiě)智能合約，通過(guò)EVM將合約代碼解釋成EVM字節(jié)碼，然后經(jīng)過(guò)以太坊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證后部署到區(qū)塊鏈上。房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中采用智能合約來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)上鏈存儲(chǔ)和查詢(xún)調(diào)用，可以有效地降低操作成本，給房地產(chǎn)供應(yīng)鏈管理帶來(lái)極大的便利，同時(shí)，房產(chǎn)交易從鏈下轉(zhuǎn)移到在鏈上依靠智能合約來(lái)進(jìn)行，避免中介機(jī)構(gòu)介入，安全性得到保障，顧客滿(mǎn)意度也將提升。

4.3.2 數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)部分

供應(yīng)鏈各參與主體將各自所需要提交的數(shù)據(jù)輸入后，點(diǎn)擊提交按鈕將自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)智能合約，執(zhí)行過(guò)程不受外界的干擾，可以節(jié)省運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，提高房地產(chǎn)供應(yīng)鏈管理的效率。數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)部分由結(jié)構(gòu)體和存儲(chǔ)查詢(xún)函數(shù)組成，結(jié)構(gòu)體中的屬性包括房產(chǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID和各參與主體需提交數(shù)據(jù)的屬性，存儲(chǔ)查詢(xún)函數(shù)負(fù)責(zé)對(duì)各參與主體提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢(xún)。數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)智能合約的部分solidity代碼如下：

contract EstateSupplyChain{//房地產(chǎn)供應(yīng)鏈智能合約

struct EstateSupply{//結(jié)構(gòu)體

圖4 智能合約部署和執(zhí)行流程

uint estate_id；//房產(chǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID

//供應(yīng)商需提交的數(shù)據(jù)

uint raw_material_id；

bytes32 suppiler_name；

…… //其他數(shù)據(jù)

//房產(chǎn)商需提交的數(shù)據(jù)

bytes32 seller_name；

bytes32 estate_sellprice；

……//其他數(shù)據(jù)

//顧客需提交的數(shù)據(jù)

uint customer_iphone；

bytes32 customer_name；

…… //其他數(shù)據(jù)

}

//從房產(chǎn)id到結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)的映射

mapping（uint=＞EstateSupply）estatesupply；//存儲(chǔ)供應(yīng)商相關(guān)數(shù)據(jù)

function setSupplier（uint estate_id，bytes32 supplier_name，……）{

EstateSupply storage estate_real=estatesupply[estate_id]；

estate_real.estate_id=estate_id；

estate_real.supplier_name=supplier_name；

……

}

function setSeller（…）{…}//存儲(chǔ)房產(chǎn)商相關(guān)數(shù)據(jù)

function setCustomer（…）{…}//存儲(chǔ)顧客相關(guān)數(shù)據(jù)//查詢(xún)供應(yīng)商相關(guān)數(shù)據(jù)

function getSupplier（uint estate_id）constant returns（uint，bytes32，……）{

EstateSupply storage estate_real=estatesupply[estate_id]；

return

（estatesupply[estate_id].raw_material_id，

estatesupply[estate_id].suppiler_name，

……

）；

}

function getSeller（…）{…}//查詢(xún)房產(chǎn)商相關(guān)數(shù)據(jù)

function setCustomer（…）{…}//查詢(xún)顧客相關(guān)數(shù)據(jù)

4.3.3 房產(chǎn)交易部分

房產(chǎn)交易部分主要功能是將傳統(tǒng)房產(chǎn)交易的過(guò)程轉(zhuǎn)移到通過(guò)以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中部署的智能合約來(lái)進(jìn)行，借用區(qū)塊鏈去中介化特性，保證交易無(wú)第三方中介機(jī)構(gòu)介入，顧客通過(guò)智能合約向目標(biāo)地址匯款，并且通過(guò)不可篡改的鏈上代碼確保房產(chǎn)所有權(quán)的安全轉(zhuǎn)移，為顧客提供安全、透明的交易環(huán)境。在房產(chǎn)交易過(guò)程中，顧客調(diào)用房產(chǎn)交易合約中的付款函數(shù)來(lái)支付所購(gòu)買(mǎi)房屋的費(fèi)用，同時(shí)房產(chǎn)所有權(quán)轉(zhuǎn)移將自動(dòng)執(zhí)行，從而正式完成房產(chǎn)的交易。房產(chǎn)交易智能合約的部分solidity代碼如下：

contract EstateTransaction{

//顧客轉(zhuǎn)賬付款及產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移

function payMoney（uint estate_id，address receiver，uint price）{

balances[msg.sender]-=price；

balances[receiver]+=price；

……

estateToOwner[estate_id]=msg.sender；

……

}}

智能合約的代碼要由房地產(chǎn)供應(yīng)鏈中的各參與主體來(lái)共同制定，在各參與主體都知曉的情況下進(jìn)行部署合約，合約一旦部署就不可更改，執(zhí)行結(jié)果對(duì)所有人都可見(jiàn)，提高了供應(yīng)鏈各參與主體之間的信任度，降低了信息不透明所造成的影響。合約部署完成后都會(huì)產(chǎn)生唯一的一個(gè)合約地址，顧客可以通過(guò)向此地址付款來(lái)購(gòu)買(mǎi)房產(chǎn)，購(gòu)買(mǎi)記錄將會(huì)保存到區(qū)塊鏈上。

4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的主要功能是存儲(chǔ)供應(yīng)鏈各參與主體注冊(cè)的用戶(hù)名、哈希加密后的密碼和一些額外相關(guān)信息，比如原材料詳細(xì)數(shù)據(jù)、房產(chǎn)詳情描述等占用較大存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)的信息。

可以將區(qū)塊鏈視為一個(gè)分布式NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，但在現(xiàn)階段，區(qū)塊鏈技術(shù)仍存在交易手續(xù)費(fèi)昂貴，不利于大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等不足之處，所以不可避免地需要與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行交互。嚴(yán)格來(lái)講，數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)特的API，用來(lái)創(chuàng)建、訪問(wèn)、管理、搜索或復(fù)制所保存的數(shù)據(jù)[27]。本系統(tǒng)采用目前廣泛應(yīng)用于Web方面的開(kāi)源關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)MySQL，在Node.js的Web應(yīng)用框架express下與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢(xún)。

圖5展示了存儲(chǔ)于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖，主要包括用戶(hù)表、角色權(quán)限表和供應(yīng)鏈各參與主體的鏈下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表。用戶(hù)與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互進(jìn)行鏈下數(shù)據(jù)的讀取操作，由于用戶(hù)注冊(cè)時(shí)需要選擇不同的權(quán)限，這里以權(quán)限ID的形式存入用戶(hù)表中，用戶(hù)登陸后，數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)當(dāng)前用戶(hù)的權(quán)限ID在角色權(quán)限表中找到對(duì)應(yīng)的權(quán)限，從而對(duì)不同參與主體的數(shù)據(jù)表進(jìn)行操作。

5 系統(tǒng)工作流程展示

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在Ubuntu16.04.4 LTS的64位操作系統(tǒng)下搭建了以太坊開(kāi)發(fā)環(huán)境，以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)屬于公有鏈，指的是任何人都可以加入其中成為參與節(jié)點(diǎn)，讀取數(shù)據(jù)、發(fā)送交易、競(jìng)爭(zhēng)記賬，是“完全去中介化”的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，安裝依賴(lài)包和軟件包括：Node.js、truffle、ganache-cli、Metamask等。其中，以太坊智能合約開(kāi)發(fā)框架Truffle用來(lái)對(duì)智能合約進(jìn)行編譯、測(cè)試和部署，由于合約的部署、執(zhí)行以及交易過(guò)程需要花費(fèi)以太幣，而真實(shí)的以太幣價(jià)格昂貴，因此使用以太坊開(kāi)發(fā)者測(cè)試網(wǎng)絡(luò)ganache-cli來(lái)模擬真實(shí)的以太坊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過(guò)Chrome瀏覽器的輕量級(jí)錢(qián)包插件Metamask來(lái)執(zhí)行以太幣的轉(zhuǎn)賬、付款功能。

圖6（a）以供應(yīng)商為例展示數(shù)據(jù)鏈上鏈下存儲(chǔ)的過(guò)程，其中供應(yīng)商填寫(xiě)相關(guān)上鏈數(shù)據(jù)提交后彈出Metamask支付交易費(fèi)用，最后一欄額外信息中填寫(xiě)的數(shù)據(jù)將提交到服務(wù)器端的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)；圖6（b）為供應(yīng)商和房產(chǎn)商填寫(xiě)完相關(guān)上鏈信息后，通過(guò)房產(chǎn)ID查詢(xún)到的數(shù)據(jù)頁(yè)面；圖6（c）以顧客為例展示房產(chǎn)購(gòu)買(mǎi)的交易過(guò)程，轉(zhuǎn)賬付款和所有權(quán)轉(zhuǎn)移過(guò)程通過(guò)智能合約在后臺(tái)進(jìn)行，顧客只需支付交易產(chǎn)生的費(fèi)用即可；圖6（d）展示了顧客購(gòu)買(mǎi)房產(chǎn)之后通過(guò)房產(chǎn)ID可查詢(xún)到該房產(chǎn)的所有信息，其中包括房產(chǎn)擁有者的信息，確保交易成功。

使用ganache-cli測(cè)試網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬測(cè)試，圖7中展示了數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)查詢(xún)智能合約和房產(chǎn)交易智能合約成功部署的交易數(shù)據(jù)，每筆交易包括交易ID、Gas使用、區(qū)塊數(shù)和區(qū)塊生成時(shí)間四部分。圖8以供應(yīng)商提交數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)的交易為例進(jìn)行展示。系統(tǒng)交易開(kāi)銷(xiāo)可以由以下公式進(jìn)行計(jì)算：Gascost=Gasusage×Gasprice×exchangerate，其中，Gascost指系統(tǒng)交易開(kāi)銷(xiāo)，Gasusage指的是當(dāng)前交易的Gas使用量，可以從圖中交易數(shù)據(jù)的Gasusage字段獲得；Gasprice指用戶(hù)愿意花費(fèi)于每個(gè)Gas單位的價(jià)錢(qián)，在真實(shí)的以太坊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Gas價(jià)格取決于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)，Gas價(jià)格較高，支付較高的Gas價(jià)格，礦工將優(yōu)先處理此筆交易，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不擁堵時(shí)，Gas價(jià)格相對(duì)較低，用戶(hù)可以以較低的Gas價(jià)格完成一筆交易；exchangerate指以太幣與法定貨幣的實(shí)時(shí)匯率。傳統(tǒng)的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)通常需要大量的人力與物力進(jìn)行維護(hù)和升級(jí)，各環(huán)節(jié)都需要人力去處理，成本開(kāi)銷(xiāo)大，而使用基于智能合約的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)將只在合約部署和執(zhí)行有關(guān)操作時(shí)支付少量交易費(fèi)用，并且不需要大量的人力進(jìn)行維護(hù)，簡(jiǎn)化操作流程，大幅節(jié)約成本，提高效率，具有較大的優(yōu)勢(shì)。

圖6 系統(tǒng)工作展示

圖7 合約成功部署交易

圖8 供應(yīng)商數(shù)據(jù)上鏈交易

6 區(qū)塊鏈+房地產(chǎn)供應(yīng)鏈面臨的問(wèn)題

與任何新興技術(shù)一樣，區(qū)塊鏈技術(shù)想要成為被廣泛采用并最終成為全球供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)的支柱，就必須克服一些障礙[28]。將房地產(chǎn)供應(yīng)鏈與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合是一項(xiàng)創(chuàng)新性的技術(shù)，同樣存在一定的缺點(diǎn)和限制：

（1）隱私保護(hù)問(wèn)題是眾多場(chǎng)景中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的難題之一，雖然將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于房地產(chǎn)供應(yīng)鏈領(lǐng)域有很大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，但由于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)是完全公開(kāi)透明的，不具備對(duì)敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)作用，因此既要保護(hù)隱私數(shù)據(jù)又要滿(mǎn)足安全問(wèn)題，需要采取一個(gè)兩者兼顧的方法。對(duì)系統(tǒng)中顧客的關(guān)鍵隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)工作。具體來(lái)說(shuō)，將隱私數(shù)據(jù)分為兩類(lèi)：不可公開(kāi)驗(yàn)證的隱私數(shù)據(jù)和可公開(kāi)驗(yàn)證的隱私數(shù)據(jù)。對(duì)于不可公開(kāi)驗(yàn)證的隱私數(shù)據(jù)，將其通過(guò)密碼學(xué)加密算法進(jìn)行加密后上傳到鏈上，保證不可篡改，在查詢(xún)時(shí)以加密的方式顯示。僅當(dāng)出現(xiàn)糾紛或者其他必要情況下，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以對(duì)其進(jìn)行解密，從而確保用戶(hù)的隱私數(shù)據(jù)不被公開(kāi)泄露。而對(duì)于可公開(kāi)驗(yàn)證的隱私數(shù)據(jù)，可以使用零知識(shí)證明等密碼工具對(duì)其進(jìn)行處理后上傳到鏈上，保證其他節(jié)點(diǎn)可對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證而不泄露具體信息。

（2）在房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，即使有區(qū)塊鏈的去中心化特性，但人仍是關(guān)鍵。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，雖然傳統(tǒng)的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈相對(duì)比較成熟，但房產(chǎn)從建設(shè)到銷(xiāo)售的全部環(huán)節(jié)涉及很多參與主體，要想?yún)f(xié)調(diào)各參與主體使用一種新興技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)方法則需要對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)并對(duì)相關(guān)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，在短時(shí)間不能完成且需要各參與主體承擔(dān)相關(guān)費(fèi)用，一旦其中一方不同意，將無(wú)法將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于供應(yīng)鏈。

（3）現(xiàn)階段，制度與規(guī)則是限制區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的障礙。任何高新技術(shù)的發(fā)展都需要一定的制度和規(guī)則，區(qū)塊鏈技術(shù)與房地產(chǎn)供應(yīng)鏈相結(jié)合是理想中的應(yīng)用場(chǎng)景，但缺少相關(guān)法律法規(guī)、監(jiān)管制度的約束，可能導(dǎo)致非法人員破壞供應(yīng)鏈體系。所以，不僅政府要及時(shí)制定監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)鏈各參與主體也應(yīng)積極配合。2018全球區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展論壇“區(qū)塊鏈與社會(huì)治理”專(zhuān)場(chǎng)中，有專(zhuān)家指出，我國(guó)已開(kāi)始著手建立區(qū)塊鏈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃從頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)[29]，相信在不久的將來(lái)區(qū)塊鏈各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將逐步建立完善。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文研究設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的房地產(chǎn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。采用區(qū)塊鏈+房地產(chǎn)供應(yīng)鏈的模式，對(duì)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行鏈上鏈下存儲(chǔ)，保證了各個(gè)環(huán)節(jié)的重要數(shù)據(jù)信息上傳存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈中，確保其不可篡改、真實(shí)可靠。數(shù)據(jù)上鏈后打包進(jìn)區(qū)塊中，保證可追溯性，利于監(jiān)管追責(zé)，提高效率，避免大量人力物力損耗；鏈下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，降低了交易成本，有助于普及應(yīng)用；供應(yīng)鏈各參與主體都可以查看房產(chǎn)相關(guān)的信息，解決信任問(wèn)題，提高信息的透明度；智能合約的使用，減少房產(chǎn)交易過(guò)程繁瑣的手續(xù)，避免中介機(jī)構(gòu)的介入。總之，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)的正確運(yùn)用，可重塑房地產(chǎn)供應(yīng)鏈信任體系，降低成本，減少糾紛，強(qiáng)化管理。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，還需要結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行改進(jìn)，比如對(duì)于敏感數(shù)據(jù)的處理、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用、多主體間協(xié)調(diào)等問(wèn)題。雖然區(qū)塊鏈技術(shù)出現(xiàn)了一段時(shí)間，但仍是一種新興技術(shù)，各方面應(yīng)用都不夠成熟，在供應(yīng)鏈領(lǐng)域更僅僅是處于起步階段，還需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同努力，解決現(xiàn)有的一些問(wèn)題，完善監(jiān)管體系，將區(qū)塊鏈技術(shù)更好地應(yīng)用于房地產(chǎn)供應(yīng)鏈領(lǐng)域。