基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換研究

余益民 劉明瑤 陳韜偉

摘要：跨境物流是跨境貿(mào)易發(fā)展的核心支柱，傳統(tǒng)的“集中式”跨境物流模式已不能滿足跨境貿(mào)易的發(fā)展需求。針對傳統(tǒng)跨境物流數(shù)據(jù)共享中信息不對稱、難以建立信任的問題，文章以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，對跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換進(jìn)行研究，通過分析跨境物流業(yè)務(wù)流程，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型，實(shí)現(xiàn)跨境物流與跨境貿(mào)易發(fā)展的協(xié)調(diào)一致性。

關(guān)鍵詞：跨境物流；區(qū)塊鏈技術(shù)；數(shù)據(jù)共享及交換；跨境貿(mào)易

引言

當(dāng)前跨境物流（Cross-border logistics）業(yè)正處于高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的重要階段，技術(shù)升級是其轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心支撐，因此增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新是跨境物流業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵[1]。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新興的前沿技術(shù)，其與跨境物流領(lǐng)域相結(jié)合的研究和實(shí)踐正日益發(fā)展。

數(shù)據(jù)共享及交換是跨境物流中較重要的環(huán)節(jié)，只有通過共享物流信息，掌握實(shí)時(shí)的物流動態(tài)才能更好的進(jìn)行貨物運(yùn)輸，但目前跨境物流在數(shù)據(jù)共享及交換中仍存在兩個(gè)問題：（1）信息不對稱、不協(xié)調(diào)。跨境物流中涉及環(huán)節(jié)較多，流程復(fù)雜，容易導(dǎo)致物流數(shù)據(jù)在共享及交換過程中失去時(shí)效性，供需雙方不能進(jìn)行有效的信息匹配，無法及時(shí)掌握實(shí)時(shí)、正確的物流信息；（2）難以建立信任。建立良好信任是實(shí)現(xiàn)物流數(shù)據(jù)有效共享的先決條件，目前跨境物流數(shù)據(jù)共享安全性差以及相關(guān)部門監(jiān)管力差導(dǎo)致交易雙方無法建立有效信任。

針對以上問題，區(qū)塊鏈可以提供更有效及安全的數(shù)據(jù)共享機(jī)制[2，3]，儲存在區(qū)塊鏈中的共享數(shù)據(jù)不允許篡改只能新增，供應(yīng)鏈中的所有參與者都保有一份相同的數(shù)據(jù)。文章將對區(qū)塊鏈在跨境物流數(shù)據(jù)共享中的研究進(jìn)行分析，然后基于區(qū)塊鏈及其應(yīng)用在跨境物流中的優(yōu)勢，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型。

1、區(qū)塊鏈在跨境物流數(shù)據(jù)共享中的案例

在跨境物流行業(yè)，越來越多的公司都在開發(fā)區(qū)塊鏈應(yīng)用程序。例如，航運(yùn)和物流公司NYK（Nippon Yusen Kabushiki Kaisha）[4]正在參與一個(gè)項(xiàng)目，以開發(fā)一個(gè)基于區(qū)塊鏈的貿(mào)易數(shù)據(jù)共享平臺，旨在改善其供應(yīng)鏈物流。該項(xiàng)目成員由日本NTT數(shù)據(jù)公司組成，包括14家來自銀行、保險(xiǎn)、綜合物流和進(jìn)出口等國際貿(mào)易領(lǐng)域的公司。另一個(gè)是國際海運(yùn)公司（MTI），這是一家設(shè)在英國和美國的貨運(yùn)代理公司，該公司在其公共業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上成功地開展了一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。據(jù)MTI稱，該項(xiàng)目表明，由于區(qū)塊鏈的存在，物流行業(yè)的互聯(lián)性、效率和安全性將得到改善。其他的項(xiàng)目包括Blockfreight[5]，SAP ocean shipping projec[6]和Quasa[7]，這些為俄羅斯和獨(dú)立國家聯(lián)合體的貨物運(yùn)輸公司提供了一個(gè)開放的區(qū)塊鏈平臺。

除此之外還有很多港口、運(yùn)輸和物流公司以及政府都在研究區(qū)塊鏈的潛力，希望開發(fā)連接供應(yīng)鏈上所有參與者的平臺。這一研究領(lǐng)域的主要參與者之一，馬士基（Maersk）[8]，一直在積極與IBM合作，開發(fā)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的全球貿(mào)易平臺TradeLens，目的是將參與國際貿(mào)易的各方——從貨運(yùn)代理到政府當(dāng)局聯(lián)系起來，并將供應(yīng)鏈從一端數(shù)字化到另一端，以簡化便利程序。同時(shí)政府將設(shè)立跨行業(yè)咨詢委員會，以期在設(shè)計(jì)平臺時(shí)考慮到各有關(guān)部門的具體需要，努力開發(fā)一個(gè)全行業(yè)的平臺。其他公司，包括馬士基的競爭對手埃森哲（Accenture）公司，也在研究類似的端到端方式。

2、區(qū)塊鏈技術(shù)

2.1 分布式去中心化

分布式賬本基于分布式結(jié)構(gòu)完成數(shù)據(jù)的記賬、驗(yàn)證、存儲等過程，通過建立分布式節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系，形成可信任的去中心化分布式系統(tǒng)。區(qū)塊鏈可以搭建一個(gè)包含跨境物流中所有交易主體和環(huán)節(jié)在內(nèi)的平臺，在這個(gè)平臺上各主體能夠協(xié)同工作，通過分布式記賬技術(shù)能夠保證數(shù)據(jù)不能被私自篡改，保障整個(gè)交易公開透明。

2.2 智能合約

區(qū)塊鏈技術(shù)利用可編程的智能合約實(shí)現(xiàn)合約的自動填寫并自動執(zhí)行，跨境物流合約環(huán)節(jié)中可以使用智能合約進(jìn)行一系列的合約保障，在最終端的消費(fèi)者收貨行為產(chǎn)生的同時(shí)，供應(yīng)商和中間商都可以同步獲得交易信息，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)合約的自動填寫，由此在鏈上的所有主體都能同步獲得信息，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，大量節(jié)省了時(shí)間和管理成本，提高效率。

2.3 共識機(jī)制

為保證跨境物流交易數(shù)據(jù)的有效性和真實(shí)性，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)對認(rèn)證原則達(dá)成共識，并以特殊的激勵機(jī)制保證分布式系統(tǒng)中眾多節(jié)點(diǎn)參加數(shù)據(jù)區(qū)塊的驗(yàn)證過程，只有經(jīng)過全部或大多數(shù)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證通過，寫入?yún)^(qū)塊鏈賬本后共識機(jī)制才能防止數(shù)據(jù)被篡改，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

2.4 時(shí)間戳和可溯源技術(shù)

區(qū)塊鏈中的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時(shí)使用時(shí)間戳技術(shù)，可為數(shù)據(jù)生成時(shí)序，同時(shí)任意兩個(gè)區(qū)塊間通過密碼學(xué)方法相關(guān)聯(lián)，發(fā)生交易時(shí)可以追溯到任何一個(gè)區(qū)塊的數(shù)據(jù)信息，從而具有極強(qiáng)的可追溯性和可驗(yàn)證性。

2.5 加密技術(shù)

區(qū)塊鏈結(jié)合多種加密技術(shù)，跨境物流中可采用非對稱加密算法對數(shù)據(jù)完成加密，通過密鑰生成數(shù)字簽名對賬本進(jìn)行訪問控制，可以確保所存儲信息的安全性和隱私性，因此能在跨境物流交易主體之間建立較強(qiáng)的信任關(guān)系。

3、基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型

3.1 跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換業(yè)務(wù)流程

跨境物流的發(fā)展主要在橫向和縱向兩個(gè)層面，橫向?qū)用姘ㄝ敵鰢锪?、輸出國海關(guān)與商檢、國際運(yùn)輸、輸入國海關(guān)與商檢、輸入國物流、輸入國配送、海洋和內(nèi)陸承運(yùn)人、貨運(yùn)代理等，有時(shí)包括逆向物流；縱向?qū)用姘ń訂巍⑹肇?、倉儲、分類、編碼、理貨、分揀、轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝、貼標(biāo)、裝卸等，還會涉及支付、報(bào)關(guān)、納稅、售后服務(wù)、退換貨物流等，物流網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

3.2 基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型

跨境物流網(wǎng)絡(luò)中任一個(gè)環(huán)節(jié)的不通暢都會導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享和交互出現(xiàn)問題，所以，需要采用區(qū)塊鏈技術(shù)，將橫向和縱向?qū)用娓鳝h(huán)節(jié)結(jié)合起來，形成基于區(qū)塊鏈的跨境物流網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更有效的數(shù)據(jù)共享及交換?；趨^(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型如圖2所示。

基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型以區(qū)塊鏈底層技術(shù)作為支撐，模型主要對象為商家、消費(fèi)者、海關(guān)與商檢及運(yùn)輸方，消費(fèi)者通過網(wǎng)絡(luò)平臺與商家發(fā)起交易后，商家將商品交于運(yùn)輸方，在區(qū)塊鏈平臺上建立物流信息，即生成一個(gè)區(qū)塊。運(yùn)輸方根據(jù)得到的配送信息經(jīng)過海關(guān)清關(guān)之后送到消費(fèi)者手中。在此過程中，區(qū)塊鏈共識機(jī)制的運(yùn)作需要商家進(jìn)行商品認(rèn)證，運(yùn)輸方進(jìn)行身份認(rèn)證，確保物流數(shù)據(jù)安全共享及交換。

對于信息不對稱、不協(xié)調(diào)的問題，使用區(qū)塊鏈可簡化物流流程，運(yùn)輸方實(shí)時(shí)共享位置信息及貨物狀態(tài)，消費(fèi)者也可通過平臺獲取物流相關(guān)信息，各部門均可完成實(shí)時(shí)信息對接；關(guān)于難以建立信任的問題，區(qū)塊鏈平臺上交易公開透明，不可篡改，商品信息及物流信息全程可監(jiān)控，各參與者經(jīng)過身份認(rèn)證后可獲得真實(shí)的信息。

模型使用的區(qū)塊鏈基本架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識合約層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，如圖3所示，這四層架構(gòu)體現(xiàn)了跨境物流中進(jìn)出口國各部門之間的交互關(guān)系。（1）數(shù)據(jù)層中，區(qū)塊中保存跨境交易產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)，通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)將每一個(gè)區(qū)塊連接起來，使用時(shí)間戳技術(shù)確保每個(gè)區(qū)塊按時(shí)間先后順序相連接，同時(shí)使用非對稱加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)的安全存儲、不可篡改以及數(shù)據(jù)共享過程中的安全，確保了信息的完整性。（2）網(wǎng)絡(luò)層中交易雙方通過P2P組網(wǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)交易，將交易數(shù)據(jù)通過密碼技術(shù)生成數(shù)字簽名發(fā)布到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，確保了數(shù)據(jù)共享的真實(shí)性，解決信任問題。（3）共識合約層包括共識機(jī)制和智能合約，共識機(jī)制保障數(shù)據(jù)一致性和安全性，能讓高度分散的節(jié)點(diǎn)在P2P網(wǎng)絡(luò)中達(dá)成共識，簡化交易流程。智能合約部分是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎(chǔ)，通過制定適合跨境物流的智能合約，讓其自動執(zhí)行，可提高跨境物流效率。（4）業(yè)務(wù)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換過程，將整合后的數(shù)據(jù)資源、物流資源、運(yùn)輸資源等發(fā)布到以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)共享平臺上，讓進(jìn)出口雙方各部門實(shí)時(shí)共享信息。交易協(xié)議達(dá)成之后，通過底層區(qū)塊鏈技術(shù)的支撐建立點(diǎn)對點(diǎn)支付通道，實(shí)現(xiàn)交易過程的去中心化，保障交易公開透明。

4、總結(jié)與展望

區(qū)塊鏈技術(shù)為跨境物流的升級轉(zhuǎn)型帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，其關(guān)鍵技術(shù)能與跨境物流的需求相契合。本文提出跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換中存在的問題，結(jié)合現(xiàn)跨境物流相關(guān)研究動態(tài)，依據(jù)跨境物流業(yè)務(wù)流程構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的跨境物流數(shù)據(jù)共享及交換模型，以解決跨境物流數(shù)據(jù)共享中信息不對稱、不協(xié)調(diào)以及難以建立信任的問題。對于區(qū)塊鏈應(yīng)用于跨境物流中的優(yōu)勢，今后可以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的一體化跨境物流平臺以方便交易。

參考文獻(xiàn)：

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[5] https：//blockfreight.com/

[6] https：//events.sap.com/teched/en/session/36839

[7] https：//www.quasa.io/src/assets/pdf/wp_en.pdf

[8] 鄭金巖.IBM和馬士基欲用區(qū)塊鏈平臺打通航運(yùn)壁壘[J].天津航海，2018（03）：77.

作者簡介：

余益民，博士，云南財(cái)經(jīng)大學(xué)信息中心，主任，研究方向：電子政務(wù)，區(qū)塊鏈技術(shù)；

陳韜偉，劉明瑤，云南財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院，研究方向：區(qū)塊鏈技術(shù)，信息安全。