基于区块链的物流信息监管模型

摘" 要：随着科技与经济的快速发展，人工智能、大数据、物联网及区块链等新型技术不断涌现，各行业均面临着前所未有的发展机遇，其中区块链技术对物流行业的影响尤为巨大。如何采用区块链技术推动物流行业的进步和发展成为了一个重要的课题。鉴于此，文章对基于区块链的物流信息监管模型的研究是十分有必要的。首先，文章分析了传统物流信息监管模型存在的问题，接着对区块链技术进行了概述及应用分析。然后对基于区块链的物流信息监管模型进行了设计及展望，并总结了文章的研究成果和意义。

关键词：区块链技术；物流信息监管；架构设计

" 中图分类号：F253.9" " 文献标志码：A" " DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.03.007

Abstract： With the rapid development of science and technology and economy， new technologies such as artificial intelligence， big data， internet of things and blockchain are emerging， and all industries are facing unprecedented development opportunities， among which blockchain technology has a particularly great impact on the logistics industry. How to adopt blockchain technology to promote the progress and development of the logistics industry has become an important issue. In view of this， the study of blockchain-based logistics information regulation model in this paper is very necessary. First of all， this paper analyzes the problems existing in the traditional logistics information regulation model， followed by an overview and application analysis of blockchain technology. Then the blockchain-based logistics information regulatory model is designed and to the outlook， and summarizes the research results and significance of this paper.

Key words： blockchain technology; logistics information regulation; architecture design

0" 引" 言

基于区块链的物流信息监管模型是利用区块链技术构建的一种物流信息监管系统，它具备可追溯、不可篡改和去中心化管理等特点，能有效的解决传统物流信息监管中存在的信任、透明度和数据安全等问题[1]。因此，它对于提升监管效率、保障数据安全、促进合作和信任及降低成本等方面具有重要意义，它将有效地推动物流行业朝着数字化、智能化和高效化方向发展。本文旨在为物流监管的现代化转型提供新的思路和解决方案，为物流行业的创新和升级提供重要的支持。

1" 传统物流信息监管模型存在的问题

传统物流信息监管模型存在的问题主要体现在4个方面：（1）数据安全性不足：传统的物流信息监管模型主要采用集中式的架构设计，信息系统和数据库通常会集中部署。因此，一旦黑客对服务器进行攻击，就会存在数据泄露和被篡改的风险。（2）信息不透明：由于缺乏先进技术的支撑，传统的物流信息监管系统对物流信息的流动路径缺乏透明度，监管部门难以全面的了解货物的实时位置、状态和流转情况，这导致了监管部门的监管十分困难。（3）信息缺失：由于物流信息的流动路径缺失，造成了信息不对称及数据可信度问题，导致物流企业、监管部门和客户之间缺乏信任，容易引起不必要的纠纷和争议。（4）数据篡改风险：传统的物流信息监管系统容易受到企业内部人员对数据进行篡改，一旦数据存在篡改问题，将给企业和监管部门带来严重的影响。（5）信息孤岛：在传统的物流中，不同物流环节中的信息系统存在着严重的信息孤岛现象，系统之间往往无法有效地进行数据共享，导致信息存在割裂和不完整性。

2" 传统物流信息监管模型的问题解决策略

区块链技术在物流信息监管模型中的应用可以有效地解决传统物流信息监管模型存在的问题。具体策略如下：（1）数据安全性提升：区块链采用了分布式的去中心化架构，每个区块都包含着前一个区块的加密散列值，保证了数据的不可篡改性；（2）信息透明度增强：区块链技术可以建立一个公开透明的账本，记录每一次数据交易和操作，实现了信息的实时共享和透明度；（3）数据可信度提高：区块链技术采用了共识机制，其本身就具备保持数据完整性和一致性的能力。所以它能有效地减少信息不对称和数据可信度，增强各方之间的信任，以及降低纠纷和争议；（4）防止数据篡改：区块链技术的去中心化特点和加密算法可以有效地防止数据的篡改，保证数据的真实性和完整性；（5）打破信息孤岛：区块链技术可以建立跨组织的数据共享网络，实现不同环节的物流节点之间信息共享和互操作，提升整个物流系统的效率和透明度。

3" 区块链技术的概述及应用

3.1" 区块链技术的定义及分类

区块链是一种去中心化的分布式账本技术，通过密码学算法和共识机制，将交易数据以区块的形式链接在一起，形成一个不可篡改、透明的分布式数据库。按照不同特点和应用场景不同，区块链主要分为五类：（1）公有链；（2）联盟链；（3）私有链；（4）边缘链；（5）混合链。当前大多数企业级业务应用主要采用了联盟链作为开发的基础技术。联盟链是由一组特点的组织或实体共同管理的区块链网络，它并非完全的去中心，采用了集中和去中心结合的方式对相关数据进行管理。因此，它能有效的满足企业各种业务类型的数据要求，具有较大的灵活性。

3.2" 联盟链的特点及应用

联盟链具有许可性、共识机制、中心化管理、去中心化程度可调、信任建立、数据隐私保护、高效及可扩展的特点。它有着广泛的应用场景，如：金融行业中的跨境支付、贸易融资等场景；物流行业中的物流信息追溯、货物跟踪、供应链管理等场景；医疗健康行业的患者信息管理、医疗数据共享、药品追溯等场景。此外，联盟链有很多厂商，以京东的智臻链、阿里的蚂蚁区块链、金链盟的FISCOBCOS区块链三家的应用较为广泛。联盟链网络图如图1所示。

3.3" 区块链技术在物流信息监管中的应用优势

" 区块链技术在物流信息监管中的应用能有效解决传统物流信息监管模型中存在的问题，其优势体现在五个方面：（1）物流信息的隐私性保护：区块链技术可以确保节点的数据隐私安全，只有授权的节点才能访问和处理相关信息；（2）提高物流信息的透明度和可信度：区块链网络中的节点允许共享数据，并且通过智能合约和共识机制确保数据的一致性和准确性；（3）提升监管和处理能力：由于物流信息的透明度和可信度，所以无形中提升了监管和处理能力；（4）提高物流信息监管效果：由于数据共享、信息透明等特点，能使物流各方建立信任关系，促进合作与协作；（5）物流信息监管规范化：区块链节点可以制定统一的交易规范，使得区块链网络的运行和发展更加标准[2]。

4" 基于区块链的物流信息监管模型设计

4.1" 设计指导思想

" 基于区块链的物流信息监管模型的设计需要遵循六个指导思想[3]：（1）去中心化：实现去中心化的系统架构，避免单点故障，提高系统的安全性和可靠性；（2）透明性与不可篡改性：所有节点都可以查看并验证数据的真实性，确保信息记录在区块链上，通过该技术保证数据的完整性和不可篡改性；（3）智能合约执行：执行智能合约自动执行监管规则，确保执行流程的规范化和自动化，减少人为干预；（4）隐私保护：对于敏感数据采取加密和权限控制措施，保护每个节点的用户数据安全；（5）可扩展性：设计的时候需要考虑节点的增加，能够支持更多参与者的数量；（6）用户友好性：设计简洁直观的用户界面，降低用户使用学习成本，提高系统的易用性。

4.2" 技术设计

4.2.1" 区块链选择

本文选择的区块链是开源的联盟链FISCOBCOS，它是提供了一套完整的区块链解决方案，包括身份认证、智能合约、数据安全保护等功能。根据FISCOBCOS官网信息，该技术主要划分为基础层、核心层、管理层和接口层。其中基础层：主要提供区块链的基础数据结构和算法。核心层：分为链接核心层和互联核心层，它们分别实现区块链结构、交易执行引擎、存储驱动、区块链网络通信、共识机制及区块同步机制。管理层：实现区块链参数配置、账本管理、身份认证等管理功能。接口层：提供多种协议的RPC接口、SDK和交互式控制台。整体架构图如图2所示。

4.2.2" 关键技术

" 基于区块链的物流信息监管模型设计中的关键技术如下：（1）区块链平台：选择FISCOBCOS平台，前一节已经阐述了相关内容，这里就不累述了；（2）智能合约：根据FISCOBCOS平台提供的合约CRUC接口开发模式进行开发，开发语言采用Solidity；（3）数据加密：由于FISCOBCOS支持国密算法，所以在部署FISCBCOS平台时候，会进行国密算法的配置；（4）身份认证：这里设计的时候就不考虑沿用FISCOBCOS的身份认证组件，自己设计一套RBCA的权限管理模式；（5）共识机制：本次设计将采用拜占庭容错共识算法，该算法是通过投票和确认机制，快速达成共识的一种机制，能保证节点出现故障时，系统还能保持正确运行；（6）跨链技术：不同区块链数据交换和共享，这个暂时不考虑，本文设计的时候所有参与节点默认都采用FISCOBCOS平台并且保持在同一区块链网络中；（7）监管合规：采用FISCOBCOS默认的监管合规功能就能满足相关法规要求；（8）分布式存储：FISCOBCOS平台本身就是一个分布式数据库，并且还能保持所有节点的数据一致性；（9）GPS技术：通过该技术实现对货物进行监测；（10）JAVA开发技术：它是一种企业级的开发编程，具有跨平台、面向对象、高性能等特点。

4.2.3" 基于FISCBCOS平台的开发过程

" 基于FISCBCOS平台的开发过程如下：（1）应用需求确定；（2）设计开发智能合约，该过程分为：①设计智能合约，②开发源码；（3）编译智能合约；（4）创建区块链应用项目，该过程分为：①安装环境，②工程创建，③引入FISCOBCOS JAVA SDK包，④配置SDK证书；（5）业务逻辑开发，该过程分为：①将编译后的智能合约的JAVA文件引入项目，②开发业务逻辑；（6）运行应用。

4.3" 业务需求分析

" 基于区块链的物流信息监管模型涉及到四个角色：（1）上级监管部门；（2）货物生产商；（3）物流企业；（4）货物客户。其中上级监管部门角色：该角色登录系统需要进行身份认证，它有制定监管智能合约管理及对物流异常事件介入的能力，此外，它还可以查看物流信息数据及查看监管数据可视化结果。货物生产商角色：该角色登录系统需要进行身份认证，它能对货物信息进行管理，同时对异常事件也有知情和处理权。此外，它还能发起物流订单，及查询物流信息。物流企业角色：该角色登录系统需要进行身份认证，它能接收确认物流订单，并且还有上报物流异常事件的能力，同时，还能查询物流信息数据。货物客户角色：该角色登录需要进行身份认证，可查看物流信息数据，并在货物到达后，通过系统进行收货确认[4]。业务需求用例分析图如图3所示。

4.4" 业务架构设计

" 业务架构设计分为4层：（1）数据存储层；（2）智能合约处理层；（3）业务处理层；（4）应用层。业务架构设计如图4所示。

数据存储层：主要建立3个数据库，它们分别是监管部门数据库、货物生产商数据库、物流企业数据库。3个数据库都采用FISCBCOS平台，该平台自带分布式数据库。

" 智能合约处理层：该层主要是对所有业务相关的智能合约进行处理，FISCBCOS平台默认具备处理功能。但是智能合约是需要通过Solidity语言进行开发的，并且智能合约与业务处理层中的业务需要保持一致性。其包括货物信息合约、权限控制合约、物流交接合约、异常事件合约、智能合约、管理合约、组织管理合约、数据共享查询合约、监管数据可视化合约。

业务处理层：该层是基于区块链的物流信息监管模型的业务核心层，系统所有的业务逻辑均在这一层进行实现。其包括货物信息管理、身份认证管理、智能合约管理、异常事件管理、物流交接管理、数据共享查询、组织管理、监管数据可视化。

" 应用层：用户可以采用PC端、移动端、PAD端对系统进行使用。

4.5" 详细功能设计

详细功能设计如下：（1）组织管理：它是对上级监管部分、物流企业、货物生产商、货物客户的角色进行账号管理。每个角色可以对应1个或多个账号。其具备添加账号、修改账号、删除账号的能力；（2）货物信息管理：由货物生产商对货物信息进行统一管理。货物生产商可录入产品信息、批次信息到系统中。其具备添加货物信息、修改货物信息、删除货物信息的能力。如果存在物流交接管理对货物信息的引用，则不能删除；（3）身份认证管理：它主要是验证不同角色账号的身份，只有通过身份认证的账号才能进入系统使用相关的功能。功能根据角色进行了不同的划分，每个角色的功能是既定的；（4）智能合约管理：该功能主要实现对智能合约的具体内容和执行逻辑进行管理；（5）异常事件管理：异常事件由物流公司相关运输人员对突发情况进行异常登记。系统收到登记后会自动出发系统报警。通知到相关联系人；（6）物流交接管理：由货物生产商发起物流订单，物流点订单包括货物信息、货物客户、货物发送时间、收货地点等。然后物流企业接到订单并确认，接收货物及对货物进行运输。等货物到达地点后，货物客户对货物进行接收且确认[5]；（7）数据共享查询：货物在运输过程中，通过GPS技术实时传回相关地点数据，所有角色都可以通过该功能对货物进行实时追踪；（8）监管数据可视化：对GPS物流运输数据、物流交接数据进行数据分析统计，并通过大屏可视化进行显示[6]。数据库设计如图5所示。

5" 对基于区块链的物流信息监管模型的展望

" 基于区块链的物流信息监管模型是一种创新的解决方案，它将为物流行业带来巨大的变革。在未来，随着区块链技术的不断成熟和完善，可以实现更高的交易吞吐量、更低的能源消耗、更快的确认速度等能力，使得基于区块链的物流信息监管模型可以更加稳定和可靠。并且还可以实现引入多方智能合约、跨链智能合约等功能，能让基于区块链的物流信息监管模型实现更多的创新应用。此外，区块链技术与人工智能技术的结合，能实现大规模数据的深度分析及挖掘，提高物流信息的处理效率和预测准确性，让基于区块链的物流信息监管模型具备企业智能决策能力。相信基于区块链的物流信息监管模型将在物流行业中扮演越来越重要的角色，会持续地推动物流行业向着更加安全、透明、高效的方向发展。

参考文献：

[1] 黄芳，姜宇. 区块链技术在物流供应链领域实践探究[J]. 中国储运，2024（2）：169-170.

[2] 王坤旭，庞紫薇，郭美含. 区块链技术在冷链物流信息系统建设中的应用研究[J]. 中国储运，2024（1）：138-139.

[3] 杨南芬. 基于区块链的智能物流系统设计研究[J]. 中国储运，2023（12）：70-71.

[4] 尹洪岩，宋磊. 基于区块链技术的智慧物流发展分析[J]. 中国储运，2023（12）：192-193.

[5] 王昌文. 基于区块链技术的物流运营管理系统[J]. 全国流通经济，2022（16）：27-29.

[6] 史俊成. 基于区块链技术的物流系统模型[D]. 南京：南京邮电大学，2021.

收稿日期：2024-07-16

基金项目：国家重点研发计划资助项目（2022YFB2703000）

作者简介：金" 梦（1999—），女，河北唐山人，北京信息科技大学信息管理学院硕士研究生，研究方向：物流隐私保护；蒋文保（1969—），本文通信作者，男，湖南永州人，北京信息科技大学信息管理学院，教授，工学博士，计算机科学与技术博士后，硕士生导师，研究方向：可信计算、区块链。

引文格式：金梦，蒋文保. 基于区块链的物流信息监管模型[J]. 物流科技，2025，48（3）：31-34，43.