区块链技术概述及新冠疫情期间在物流行业的应用场景

摘 要：在全世界范围内暴发的新冠疫情的考验下，全球供应链存在着连通性差、数据交换效率低、信息虚假等问题。作为新一代信息技术之一的区块链，得益于去中心化、公开透明、信息可追溯的技术特点，可有效解决新冠疫情期间慈善捐赠、物资流转、信息溯源、供应链信息传递等物流相关问题，本文以区块链技术的特征作为出发点，说明区块链如何在新冠疫情期间在物流行业中发挥其独有优势。

关键词：区块链;去中心化;公开透明;可追溯;新冠疫情

2008年中本村论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》的发表，代表区块链技术的诞生。目前区块链共经历了三个阶段，区块链1.0是数字货币，区块链2.0实现了金融资产数字化，区块链3.0渗透各行各业。

我国目前正在从“信息互联网”向“价值互联网”过渡，价值互联网时代区块链架设与大数据和人工智能之间，被寄予很高期待，为良莠不齐的大数据信息注入了坚实的信用基础，不断引发产业应用的变革。目前全世界主要大国都在加速布局区块链，我国也将其提升至国家战略层面。我国区块链具有一定的先发优势。在数量上，全球公开的区块链专利申请数量中国占53%居全球第一，国内阿里、华为、百度、腾讯、京东、国内金融巨头（央行、四大国有银行、多家商业银行机构）等巨头，纷纷尝试区块链应用，在这些知名企业的强力推动下，更多基于区块链的应用逐项开始问世。

一、区块链核心技术概述

區块链虽然诞生仅十多年，但它使用的却是目前已经非常成熟的P2P、哈希运算、数字签名、共识算法、加密技术、时间戳等技术。如同做面包，虽然面粉、油、调料等原材料都由别人提供，但是面包师傅的“组装整合”也是核心竞争力，组合也能创造出全新世界。

区块链把成熟的技术组合在一个框架中，创建并提供了一个安全有效的机制，属于“集成创新”。以下是区块链技术的特点：

1.去中心化

区块链应用的是分布式核算和存储，利用技术手段不依赖第三方管理机构或硬件设施，借此去除中心管制，实现了各节点信息间的自我验证、传递、管理，营造了一个公平环境，有效地消除了中心化服务带来的单元故障、安全性、道德风险，这是区块链技术最突出的本质特征，也是因为这个特性区块链技术被誉为“信任机器”。

传统的数据库技术架构都是私密且中心化的，如图3所示，网络构架大部分是客户端/服务端架构（client/server，C/S），即通过一个中心化服务端点对多个客户端进行应答和服务，这种数据构架交接与处理过程复杂、效率低，当某一个服务节点发生故障时，整体服务便会陷入瘫痪;另外，网络的整体性能受限于中心服务节点。

如图4所示，区块链使用的是对等计算机网络P2P，P2P将所有的网络参与者视为对等，并在它们之间进行任务和工作负载分配，工作中依靠用户共同维护，网络中每个节点的地位对等，单一或少量的节点故障不会影响网络整体的运转。

2.透明可信

区块链去中心化的特性能够保障信息透明可信。传统的网络构架里中心节点接收更多信息，因此具有绝对话语权，并形成一个不透明的黑盒，其可信度完全由中心化系统之外的机制进行约束;而区块链系统中的全民记账利用共识算法，所有的节点都参与记录数据，通过技术手段解决信任问题，从源头实现了所有节点的账本保持一致。

3.防篡改

防篡改是指一旦交易在全网范围内经过验证并添加至区块链后，就很难被修改或者抹除，共识算法、哈希算法可以保证该功能。

如下图5所示，哈希算法是把任意长度的输入通过计算生成一个固定长度的字符值串，输出的字符串称为该输入的哈希值，只有完全一样的输入值才能得到完全一样的输出值，输入值与输出值之间没有规律，也就是说无法通过输出值推算输入值，如果想找到特定的输出值，只能采用枚举法不断更换输入值，直到找到满足条件的输出值为止。

一个优秀的哈希算法具备正向快速、输入敏捷、逆向困难、强抗碰撞等特征。输入敏感指输入信息发生微小变化（哪怕仅仅是一个字符的更改），重新生成的哈希值与原哈希值会是天壤之别;逆向困难指无法在较短的时间内根据哈希值计算出原始输入信息;强抗碰撞性指不同的输入很难产生相同的输出，只要算法能保证发生碰撞的概率足够小，通过暴力枚举获取哈希值对应输入的概率非常小，如果要破解，花费的代价太大没有意义（类似购买双色球，虽然购买所有的组合保证一定中奖，但是付出的代价远大于收益）。

如果要篡改区块链系统，需要篡改所有参与者中超过51%的账本，代价太大，优秀的哈希算法需要保证找到碰撞输入的代价远大于收益。

4.可追溯

可追溯性可由时间戳技术实现，时间戳存储了所有交易历史，并为每一笔数据提供检索和查找功能。分布式数据库让每个参与节点都获得一份完整数据库的拷贝，“区块（完整历史）+链（完整验证）”形成了能追溯完整历史的时间戳，这种技术特性使得在一些具备时间敏感性特征的领域，具有非常广泛的应用前景。

二、区块链与物流的融合应用

2020年全球范围内暴发了新型冠状病毒疫情，此次新冠疫情为区块链技术的普及提供了加速契机。面对实战考验，受限于技术、标准等当前还没有完全解决的瓶颈，区块链作为一个十几岁的“孩子”，比起互联网、大数据等“青壮年”，它的表现尚显稚嫩，但是根据历史经验来看，它具有颠覆性价值的技术。虽然在推广中难度较大，但是一旦迸发将势不可挡。

信任问题是当前物流发展的最大瓶颈，区块链技术在供应链管理、外贸物流、消费品追溯、危险品监督等方面都有广阔的发展前景，物流行业本身具有流程长、货物经手环节多、货物丢失毁损、责任归属划分难、中小物流企业融资难、从业人员素质审核难等诸多问题。以下是新冠疫情期间在物流行业的几个典型应用场景。

1.区块链解决物流企业间的信任

传统物流企业使用的都是中心化系统，当合同、订单、运单等数据在供应链上下游企业之间进行交换时，各接口间的信用签收凭证主要是纸质单证及手写签名，安全性差，管理费用高。区块链通过加密算法将分散的数据库连接起来，基于智能合约的自动清结算功能，打破了数据孤岛;把核心企业的应收账款凭证转化为可流转、可融资的凭证，使得核心企业的信息沿着可信的贸易链路传递，将各环节电子存证（如电子合同、物流单据、数字身份、信用评级、计费数据等）上链，在资产确权、资产交易、应收账款保理、票据的贴现转让、仓单质押、货物转让等功能性流程中，提高了作假成本，实现了信息间的有效可靠传递。

2.区块链解决中小物流企业融资难

物流中小企业多处于起步阶段，企业要扩展规模，对资金的需求较大，由于中小企业的信用等级普遍较低，很难得到金融及投资机构的信任，融资极其困难。区块链由于其技术特征，企业的融资、还款历史交易信息都可作为后续交易中双方对融资风险的真实依据，能够确保各信用主体累积交易数据的真实可靠性，能有效降低物流商、物流金融机构等在协作过程中的信用风险和成本，从根本上改变金融机构对小微的授信及风控模式，从而改变物流小微企业融资难的困境。

3.区块链解决物流从业人员素质审核难

如果将物流从业人员的信息上链，便可构建一个完整的物流供应链行业的信用信息库，这些信息可在同行业及不同行业间共享，如果将商品各环节的信息（种植生产、加工包装、运输仓储、销售等）上链，便能实现商品各環节流通追溯，划清责任主体。

4.区块链在国际物流中的应用

外贸物流相比国内物流运输距离更远，运输时间更长，结构更为繁杂，涉及部门非常多。以非洲至欧洲冷链物流为例，需经过30个以上的组织及部门（海关、银行、物流企业、客户）参与，需经过200多次的交流，管理过程复杂繁琐效率低，一旦出错划分责任归属非常困难。如果每一件进出口商品都拥有自己特有的区块链ID、数字签名、时间戳，依托追踪码便可为消费者展示进口商品的全程追踪信息，使得每一环节清晰可查。

5.区块链+物资追溯、病历管理

《人民日报》发布信息称新冠疫情暴发后至今，已经发布了多种使用区块链技术的应用程序。支付宝在新冠疫情期间发布了一个以区块链为技术支撑的在线信息平台，捐赠者将捐赠物品的品类、证书、价值、应用范围等信息全部上链，随后物流企业将物资的物流信息上链，最后接收方将所有信息以视频、照片的形式上链;西安利用区块链在新冠疫情期间对病例进行安全管理，保证了患者隐私不泄露。以上应用均利用了区块链的技术特征，有效保证了捐赠物资的流向和使用情况全程透明，新冠疫情期间具有特别重要的价值意义。

三、区块链在发展中存在的问题

1.交易性能低

区块链在安全性、效率、去中心化程度存在“不可能三角”问题，即这三点不能同时达到最优。随着交易量增加，区块链存储的数据日趋庞大，由于存在着区块大小的原始限制，以及生成新块的时间间隔等问题，再加上区块的容量非常小，较大的区块会降低整体传播速度，导致小规模交易速度被延迟（比特币处理速度3-7笔/秒，支付宝“双十一”期间处理速度能达到10万-100万笔/秒），区块链效率低是目前在应用中常被诟病之处。

2.区块链隐私保护

以银行业务为例，若采用区块链记录交易过程，严格一致的账本虽然能省去繁杂的对账工作，但是从实际来看，目前在企业领域、个人消费领域，保护隐私的呼声越来越高，没有任何一家银行希望自己的资金业务往来完全暴露在众目睽睽之下，如何协调公开透明与隐私保护两者之间的矛盾，一直未被彻底解决。

3.监管问题

任何一个好的技术或者工具都需要被正确予以使用，才能发挥最大的价值，目前区块链是全球的热点，但现状却是多数企业在借区块链造势，圈钱、诈骗、搞资金盘，区块链发展初期被各种负面案例充斥，这对行业未来可持续性发展产生了恶劣影响。一项新技术在走向大规模的应用之前，必然会产生法律上的空白和管理上的难题，如何有效地解决这个问题，是未来监管者亟待解决的课题。

4.建立区块链标准难度大

众所周知，建立全球统一的标准要经历多方、多年的激烈讨论，多个参与方共同讨论构建一个新的协作机制和系统的难度极大。以集装箱标准的建立为例，美国海事管理局、美国标准协会、ISO、欧洲代表等不同利益方，多年间激烈争夺标准制定权，从第一次尝试制定草案，最终由ISO发布，耗时近12年。区块链是典型的多参与方应用，其制定标准并推广应用的难度可想而知。

四、总结

区块链被寄予厚望，除了物流领域外，区块链在其他行业及领域也在逐步渗透融合，目前世界各国正在加大探索力度。只要有需要传递信任的地方，就需要区块链，区块链技术具备长期潜在价值，未来各行各业还将催生出大量以区块链为创新点的颠覆性应用。

需要清醒意识到的是，区块链技术的成熟并不是朝夕间就能一蹴而成的，区块链要实现可持续发展，实现链上各参与者生产关系的改变，需要政府构建良好的政策环境，需要打造健康的产业生态，更需要资金及技术长期持续性投入。

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作者简介：席亚莉（1981- ），女，汉族，甘肃会宁人，硕士，讲师，工程师，研究方向：物流、供应链、市场营销、企业战略