區(qū)塊鏈技術(shù)在綠色物流發(fā)展中的應(yīng)用

盛 子 （鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學院，河南 鄭州 451150）

0 引 言

隨著“雙碳”目標的提出，與綠色環(huán)保相關(guān)的政策也被相繼提出，各個行業(yè)的未來發(fā)展均受到了重要影響。物流行業(yè)中的綠色化發(fā)展指的是在物流過程中以合理手段消解其對環(huán)境帶來的危害，充分借助物流資源對物流環(huán)境予以凈化?？梢姡G色物流能夠?qū)崿F(xiàn)物流資源的全面整合，降低能耗與減少環(huán)境污染，是推動物流行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新方向。區(qū)塊鏈技術(shù)已逐漸成熟與全面商用，將其應(yīng)用在物流管理中，能夠提升各物流環(huán)節(jié)的綠色化程度，促進綠色物流的持續(xù)發(fā)展，可見對這一問題展開研究有著重要的現(xiàn)實意義。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)概述

區(qū)塊鏈理念最早誕生于2008年，隨后各行業(yè)中逐步出現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)的身影，研發(fā)力度也隨之加大。區(qū)塊鏈技術(shù)主要是借助數(shù)據(jù)存儲、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驗證，基于數(shù)據(jù)操作，通過節(jié)點識別算法更新、生成數(shù)據(jù)，進而完成數(shù)據(jù)訪問，加密數(shù)據(jù)傳輸過程，并且在數(shù)據(jù)管理中涉及對智能協(xié)議編程的應(yīng)用[1]。通俗來講，區(qū)塊鏈技術(shù)最直接的表現(xiàn)是分布式報表數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的特征為共識算法、去中心化、智能合約和無法篡改等?，F(xiàn)階段，已有大量行業(yè)著手融合區(qū)塊鏈技術(shù)，包括金融、教育、物流等[2]。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)還能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的永久存儲，并且系統(tǒng)中關(guān)于交易的所有信息都會被記錄其中。有了區(qū)塊鏈技術(shù)的保護加持，數(shù)據(jù)信息的安全性大幅提升，規(guī)避掉了人為篡改、攻擊破壞等問題，能夠通過信息溯源而實現(xiàn)順利交易。

2 綠色物流運輸中區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用

運輸是物流行業(yè)的主要利潤源泉，這就意味著提升運輸系統(tǒng)的綠色程度、發(fā)展綠色物流至關(guān)重要，同時隨著EDI技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)物流運輸中的繁瑣信息交換將從紙質(zhì)單據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o紙化作業(yè)，減少了資源損耗，更符合綠色物流理念。同時借助區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)布貨源信息，在區(qū)塊鏈智能合約的作用下實現(xiàn)成本縮減，從而省去中間商環(huán)節(jié)，保障物流綠色運輸?shù)目尚行?。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)還能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，對運輸車輛的性能進行實時監(jiān)測，助力運輸人員掌握車輛信息，提高綠色運輸時效，并且降低空載率，在保障物流綠色化的同時，提高駕駛安全性。

區(qū)塊鏈技術(shù)在綠色物流運輸中的應(yīng)用，能夠滿足不同主體的需求，也能實現(xiàn)對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測和事后精準追溯，所構(gòu)建的信息平臺有著更高的安全性和運作效率，從而能夠促進綠色物流的發(fā)展。具體來講，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用要朝著構(gòu)建產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺的方向發(fā)展。下面是通過物流運輸監(jiān)測系統(tǒng)所構(gòu)建的安全監(jiān)測邏輯框架（圖1），對區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于物流安全運輸?shù)穆窂竭M行了闡釋。

圖1 物流安全運輸監(jiān)測系統(tǒng)的邏輯框架

2.1 信息采集模塊

該功能模塊具有數(shù)據(jù)收集、分析、存儲等功能，對物資信息的采集發(fā)生在受托環(huán)節(jié)，采集的信息內(nèi)容是物資的種類、數(shù)量、體積、收貨地點等，同時用公司密鑰交換協(xié)議的方式來核對監(jiān)測物資的完整性與精準性，然后分配運輸方式和載體。在集中運輸環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)會自動選擇符合條件的車型和運輸手段，實時監(jiān)測車輛溫度、運輸狀態(tài)，將相關(guān)信息上傳平臺。在節(jié)點分派期間，所有運輸物資會經(jīng)過再次核實，由系統(tǒng)依據(jù)物資運輸狀態(tài)進行決策，確定物資接駁的地點、時間與方式，進而合理地安排人力和車輛，實現(xiàn)資源效率最大化，減少損耗浪費，促進綠色物流的發(fā)展。

2.2 物流實時監(jiān)測模塊

基于分布式存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，收集處理物資信息，將物資種類、數(shù)量、接駁等信息提交系統(tǒng)，經(jīng)過全網(wǎng)批準后存儲于數(shù)據(jù)庫中。實時監(jiān)測模塊會用到信息追溯技術(shù)，主要借助數(shù)據(jù)庫的信息來核驗物資運輸?shù)木珳市浴^(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用能夠為所有物資建立唯一標識，同時創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)的分類賬，物資在運輸過程中接觸的各方人員，都可共享賬戶查看從任意地方上傳到鏈上的數(shù)據(jù)，最終形成帶有完整時間戳信息的數(shù)據(jù)[3]。雖然各方人員都能訪問該賬戶，但是數(shù)據(jù)無法被修改，也就保證了數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性。

2.3 技術(shù)資源模塊

該模塊的組成部分分為數(shù)據(jù)接口、硬件設(shè)施、合約協(xié)議、信息存儲、共識機制以及密碼算法，能夠保障物流運輸?shù)陌踩訹4]。其中，共識機制能夠在數(shù)據(jù)互通和操作模塊上實現(xiàn)實時化的指令溝通，如果在物流運輸途中察覺到物資溫度或其他參數(shù)有變，系統(tǒng)會自動發(fā)出預(yù)警；合約協(xié)議則是將所有可能發(fā)生的預(yù)警信息寫入?yún)f(xié)議中，發(fā)生預(yù)警后系統(tǒng)會自動將相關(guān)信息上傳至區(qū)塊鏈，同時以分布式存儲的特性予以保護，避免人為篡改，一旦物資受損便能精準追溯相關(guān)責任方。

2.4 系統(tǒng)界面

作為人機交互的載體，系統(tǒng)界面能夠為工作人員呈現(xiàn)出直觀的物資、車輛、接駁等相關(guān)信息，也能為不同權(quán)限的人員反饋相關(guān)問題。此外，管理員能夠通過聯(lián)網(wǎng)的車載攝像頭對部分信息進行遠程核驗，同時將信息上傳至鏈上，大幅提高了物流運輸?shù)陌踩浴?/p>

3 綠色物流包裝中區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用

近年來，我國電子商業(yè)產(chǎn)業(yè)迎來了高速發(fā)展期，而物流快遞依附于電商行業(yè)的騰飛也實現(xiàn)了快速崛起，業(yè)務(wù)量陡增，導(dǎo)致物流包裝所用的耗材大幅增加。2020年1月，國家發(fā)改委與生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》，重點針對快遞行業(yè)的塑料包裝提出了整改意見，要求2025年底在全國范圍內(nèi)郵政快遞網(wǎng)點嚴禁使用不可降解的塑料包裝袋、膠帶、一次性編織袋等[5]。相關(guān)部門也要號召物流行業(yè)關(guān)聯(lián)企業(yè)使用綠色循環(huán)包裝，構(gòu)建循環(huán)包裝信息系統(tǒng)和回收設(shè)備。如何合理利用資源、開發(fā)安全且經(jīng)濟的綠色包裝，顯得尤為必要。近些年，無論是老牌快遞企業(yè)，還是新入場的快遞企業(yè)，均加大了對綠色包裝的研發(fā)力度。

2016年，電商行業(yè)首家物流包裝實驗室在京東公司正式成立，其成立目的是通過減少包裝耗材和提升可回收包裝材料的利用率，從而提高京東自營物流包裝的綠色化程度。同時，京東公司還向市場推出了擁有專利的“瘦身膠帶”，鼓勵客戶用紙箱換線上商城的“京豆”。該項計劃的推行雖然創(chuàng)新性地用了能夠二次回收的防撕袋，但是包裝袋送到消費者手中后并沒有完全發(fā)揮其二次回收利用的綠色價值。2018年，菜鳥聯(lián)盟在智慧新能源、綠色包裝材料等方面持續(xù)推動綠色物流的改革發(fā)展，時至2020年5月，菜鳥聯(lián)盟的綠色物流計劃迎來巨大變革，在全國范圍內(nèi)普及電子運單，將快遞回收箱覆蓋了全國所有的菜鳥驛站網(wǎng)點。

近年來，綠色物流、綠色包裝在線上與線下均全面推行，但因為線上與線下缺失銜接橋梁，導(dǎo)致推行效果未能達到預(yù)期，綠色包裝計劃的推進十分遲緩。其中，蘇寧物流也曾作出一定的努力，比如優(yōu)化共享綠色包裝的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、封箱手段，提高靈活性和便捷性。伴隨著快遞綠色包裝標準的提出，可折疊綠色包裝應(yīng)運而生，能夠更加靈活地適應(yīng)各類商品的尺寸，材質(zhì)也更加綠色和輕便。

應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)中的智能合約、數(shù)據(jù)無法人為篡改等技術(shù)特點，能夠解決綠色包裝回收中的現(xiàn)存問題。其中，智能合約屬于區(qū)塊鏈技術(shù)的核心，應(yīng)用在綠色包裝回收方面，以包裝回收為驅(qū)動，復(fù)制共享以配送為集約數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈賬本上的程序，不僅能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，也能存儲綠色包裝具有的數(shù)據(jù)價值，同時將數(shù)據(jù)傳送給包裝回收的客戶。以網(wǎng)絡(luò)在線購物舉例，當消費者在電商平臺購買物品后，商家利用綠色包裝以物流快遞的方式送到消費者手上。商品從商家發(fā)出到最終送達消費者手中，全過程的信息都在綠色包裝的配送數(shù)據(jù)庫中，并且相關(guān)信息由區(qū)塊鏈技術(shù)串聯(lián)。借助信息跟蹤監(jiān)測，綠色包裝的流轉(zhuǎn)軌跡被完整記錄。同時因為信息流具備雙向性，所以無論是快遞員還是消費者，都能自主回收處理綠色包裝，也就為推行物流包裝綠色化夯實了技術(shù)基礎(chǔ)。

4 綠色物流配送中區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)屬于一種分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，去中心化是其主要特點，發(fā)揮出該項技術(shù)的去中心化、分布式存儲的優(yōu)勢，能夠為綠色物流行業(yè)中的物資配送提供技術(shù)支撐。

4.1 去中心化，防范物資丟失風險

區(qū)塊鏈之所以能實現(xiàn)去中心化和信息可追溯，主要是因為運用了對等網(wǎng)絡(luò)、密碼算法、共識算法等技術(shù)。去中心化摒棄了傳統(tǒng)的依托中心服務(wù)器的運行模式，各節(jié)點具有同等權(quán)責，能對數(shù)據(jù)同時間實施分布式管理、存儲和運算。在既定的加密規(guī)則中，不同節(jié)點均能對相同區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)進行維護，也能備份數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性[6]。該運行模式與綠色物流結(jié)合，從最初的受托到最終的客戶簽收流程，都在區(qū)塊鏈中統(tǒng)一管理，因為各個節(jié)點權(quán)限一致，均能隨時查看物資在鏈上的狀態(tài)，大大降低了物資丟失的風險，避免了資源的無故浪費，提高了物流配送的綠色程度。

4.2 共識機制，提高物資配送的安全性

區(qū)塊鏈技術(shù)采用了不同的共識機制，基于對一致性、有效性的滿足，從而對系統(tǒng)性能形成了差異化影響。鏈上對信息的記錄會按照時間順序依次進行，再加上去中心化的特性，該信息會被各個節(jié)點記錄。而有了共識機制，當某件物資出現(xiàn)風險，便可對最后信息進行查詢，快速定位到可能受其影響的其他物資，從而將風險把控在最低程度。基于共識機制，同樣能防范物資從受托到運輸，再到配送至客戶手中的風險，在降低風險防范成本的同時，提高風險防范的質(zhì)量，而且有了去中心化傳輸手段的加持，區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)傳輸會更加安全。

4.3 數(shù)字簽名技術(shù)，保障物資配送的時效性

應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)能構(gòu)建信任網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)物資在不同場景模式中的便捷流通。在數(shù)字簽名技術(shù)的加持下，物資配送狀態(tài)能被實時監(jiān)測，從而保障了物資在物流期間的精準性。此外，數(shù)字簽名有簽名和驗證兩項機制，其中簽名機制能夠?qū)④囕v所載物資的種類和數(shù)量、車輛溫度等信息實時上傳至鏈上，而且以私有鏈的方式傳送給接駁點。接駁點則在利用驗證機制確定收到簽名后，將接駁地點、時間等信息以代碼方式傳送給車輛[7]?？梢?，雙方基于數(shù)字簽名驗證機制，能夠保證物資配送的精準性，并且能將物資配送到最佳位置，優(yōu)化管理架構(gòu)且提高配送效率，在節(jié)省能源損耗的同時，保障了物資配送的時效性。

4.4 公私密鑰技術(shù)，保證物資配送的準確性

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的公司密鑰技術(shù)是將密鑰存儲職責分配給各個節(jié)點，與傳統(tǒng)的中心化公鑰系統(tǒng)相比，其抗干擾能力明顯增強，能夠通過數(shù)據(jù)加密和封裝有機結(jié)合的方式，確保數(shù)據(jù)的安全性。將該項技術(shù)應(yīng)用到綠色物流的物資配送中，意味著無論是委托方還是運輸方、收貨方等各方主體，自身私鑰都不會被偽造。公鑰則能精準記錄下物資的包裝、整理、運輸與收取的全程數(shù)據(jù)，能用圖文或視頻方式記錄物資在各個階段的狀態(tài)，一旦記錄將無法被篡改，保障了信息的真實性與有效性。同時，各個環(huán)節(jié)的各方主體都能用私鑰去了解物資的種類、狀態(tài)等相關(guān)信息，從而保證配送的準確性。

5 綠色物流供應(yīng)鏈中的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用

5.1 物流追溯與產(chǎn)品生產(chǎn)

在當前市場競爭激烈程度不斷提升和分工細化程度逐步提高的背景下，企業(yè)如果依舊采取外包模式運營生產(chǎn)，必定會影響經(jīng)濟效益；而且供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜、過于冗長等現(xiàn)象，都會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)信息和物流信息的全面性。將區(qū)塊鏈技術(shù)與綠色物流供應(yīng)鏈全面整合，能充分借助“雙鏈融合”技術(shù)和區(qū)塊鏈的虛擬貨幣激勵機制，打造出綠色供應(yīng)鏈。基于區(qū)塊鏈與綠色供應(yīng)鏈的雙向性，通過逆向選擇的方式選出優(yōu)質(zhì)供給企業(yè)鏈。客戶在選擇商品的過程中，不但能獲悉商品的品質(zhì)、出廠信息、包裝信息、原材料來源等通過傳統(tǒng)購物渠道也能獲取的信息，還能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)了解相關(guān)的綠色供應(yīng)鏈信息，而且此類信息無法被篡改，所有網(wǎng)點均能查詢。同時，在二維碼技術(shù)的加持下，商品制作的整體供應(yīng)鏈都得到展現(xiàn)。以綠色供應(yīng)鏈為例，針對關(guān)注綠色環(huán)保的客戶，能夠直接了解到商品在供應(yīng)鏈中與環(huán)境有關(guān)的污染系數(shù)，實現(xiàn)消費與綠色環(huán)保的關(guān)聯(lián)，從而倒逼供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)商對綠色供應(yīng)鏈更為關(guān)注，以提高供應(yīng)鏈管理的綠色程度。區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈融合鏈條具有明確、清晰的特點，促使這一追溯機制能夠落在供應(yīng)鏈上的每個節(jié)點，進而達到“點對點”地淘汰處在綠色供應(yīng)鏈邊緣的沒有社會責任感的企業(yè)。

5.2 分布式記賬

當前供應(yīng)鏈物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依舊受到信息不對稱的負面影響，并且供應(yīng)鏈的構(gòu)成比較多元化，其中主要包括供應(yīng)商、生產(chǎn)商、中間商、零售商以及物流企業(yè)等主體，多元化的供應(yīng)鏈主體也會導(dǎo)致物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出個別主體不愿共享信息的情況，導(dǎo)致供應(yīng)鏈其他企業(yè)難以獲取物流信息，形成信息孤島而影響著供應(yīng)鏈物流的發(fā)展[8]。為了解決信息孤島問題對供應(yīng)鏈物流的影響，同時為了縮減供應(yīng)鏈的管理成本，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一體化管理平臺，基于區(qū)塊鏈系統(tǒng)載體，實現(xiàn)“三流合一”，采取自動管控方式，跟蹤監(jiān)督供應(yīng)鏈物流。特別是應(yīng)用分布式記賬，能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈物流信息的公開化，在解決信息孤島問題方面極為有效，大大提高了供應(yīng)鏈物流交易的公開性與透明度。

5.3 可編程智能合約與電子運單

把控好供應(yīng)鏈物流各環(huán)節(jié)的支付、交易效率，能直接提升經(jīng)濟效益，因為從最初的產(chǎn)品生產(chǎn)到最終銷售，都有貨幣支付的痕跡。但由于受多方因素的影響，導(dǎo)致買家支付延遲甚至直接拒絕支出，賣家用在催款方面的成本較高，不僅會加大壞賬的風險，還會影響供應(yīng)鏈物流的運營穩(wěn)定性。所以，可應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)來提高供應(yīng)鏈的支付效率與安全性，其中智能合約便能實現(xiàn)自動化執(zhí)行的效果，參照相應(yīng)規(guī)則自動填寫合約內(nèi)容，滿足內(nèi)容后便自動執(zhí)行條款，有效避免了因延遲付款而導(dǎo)致對供應(yīng)鏈物流運行的影響。另外，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)還能基于區(qū)塊鏈系統(tǒng)作為載體對電子運單進行下載，保密性得到提升，能防范運單被篡改，并且電子運單的管理能保持信息即時同步，同時達到節(jié)能減排的效果，從而促進供應(yīng)鏈物流的綠色、高效運行與發(fā)展。

6 結(jié) 語

綜上所述，在綠色物流發(fā)展過程中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，能夠有效地解決目前物流行業(yè)關(guān)鍵節(jié)點存在的問題。憑借著區(qū)塊鏈技術(shù)的永久防篡改數(shù)據(jù)庫等技術(shù)優(yōu)勢，能夠全面提高物流運輸、配送、包裝、產(chǎn)業(yè)鏈等方面的管理質(zhì)量和效率，從源頭追溯產(chǎn)品來源，從而有效降低能耗與減少碳排放，提高資源可回收效率，有助于提高物流行業(yè)的綠色化程度，推動生態(tài)文明建設(shè)。