易 强，杨慧敏，王柯欣

（东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

1 引言

物流业作为国民经济发展的基础和战略性产业，其优化升级对加快商品流通、促进消费、推动国民经济发展有着很好的提质增效作用。区块链最初是在比特币协议中引入，作为开放、透明和安全的分布式分类账技术的底层协议，在经过多年成功运行后，其影响力已然超过比特币本身，逐渐扩散到物流等领域，2016年国务院将区块链列入战略性前沿技术布局中[1]。作为一项新兴的战略性前沿技术，区块链技术与物流领域相融合的研究与实践也不断向前发展，是加快推进物流产业转型升级的重要支撑。

2 区块链技术概述

2.1 区块链定义

目前为止针对区块链的定义，各研究领域都没有统一的结论：从数据出发，区块链是按时间序列将区块相连接并同时加密的链式数据结构、一种带激励的去信任的以博弈论为基础的新型分布式计算范式（或分布式账本技术）、一个如同HTTP的网络底层协议[2-4]；从账本的角度考虑，区块链技术就是一种电子记录账本，每个区块即为账本的一个单页记录着区块里的信息，从起始页到终点页都已固定，无法修改或是以共识机制为基础、区块链上所有成员共同参与维护的一个公开性质的大账簿[5-6]。

2.2 区块链特点

区块链本质是一个连续不断增长的多方共同维护的、利用时序不可篡改的加密账本与分布式共识机制而建立的分布式数据库，主要有以下特点[7]：

（1）分布式结构与集体维护。将区块链搭建在分布式网络之中，同时去除第三方机构参与管理，让系统各节点共同维护与更新数据，各节点权利与义务相等，若节点产生损坏也不会影响系统的运作。

（2）时序不可篡改。区块链对交易记录的存储采用带有时间戳的链式区块结构，具有可追溯性与不可篡改性，除非同时控制系统中超过一半数量的节点。

（3）建立信任。区块链技术以数学原理和程序算法为基础运行，系统运行状况公开透明，不需要第三方机构进行信用背书，只通过双方达成共识建立信任关系。

（4）公开透明。网上所有人都可以入区块链并可以查询链中的同一账本的每笔交易记录，过程公开透明。

2.3 区块链分类

区块链根据参与对象的不同性质可以分为公开链、私有链和联盟链[8]。

公有链：即任何人都能参与使用与维护的公共区块链，如比特币的区块链就是完全公开的。

私有链：由少数管理者集中管理限制写入权限，有选择的对内部成员开放读取权限，不公开信息，适用于机构内部的数据管理。

联盟链：介于公开链与私有链之间，属于半公开性质，由众多组织成员共同维护的区块链，成员必须是有权限限制的访问，相关信息会被系统保护，适用于供应链或银行间的联盟。

3 区块链在物流领域研究现状

区块链技术的优势在于价值信息交换过程高效透明，信息高度保密安全，避免第三方中介参与。因此，对这些优势有所需求的绝大多数行业都有一定的适用性。由于区块链技术的可追溯、不可篡改、互信等特性，使区块链技术不被局限地应用于比特币等金融领域中，所以本文将从物流相关领域中的应用进行介绍。

3.1 跨境电商中的应用

虽然在我国电商环境良性发展的背景下，跨境电商贸易也保持着高速增长，但也面临着一些难题：跨境电商交易涉及国内外监管部门多、跨境物流信息不透明且各环节成本高、品控难度大且难以溯源、跨境支付等。而区块链与跨境电商结合使数据链在交易方之间公开透明，可全过程地追踪商品流通变化，提升物流效率与信息安全性，达到有效举证与追责；区块链的信息共享、不可篡改及时间戳特性可动态监控交易各环节，检查人员通过实名注册来记录制造商与供应商的账本信息对跨境货物进行分辨，从而保障货物安全出入境，减少假冒伪劣问题[9-11]；分布式储存与点对点传输特性为解决跨境支付提供了思路。

梁向东等针对处方药跨境电商存在的体系性障碍如：各个国家的医药政策与监管标准的差异性、药品在国际流通中品控与安全、跨境信息共享带来的技术障碍，初步构建了处方药跨境贸易平台，其核心模块为：（1）去中心化的链上审批体系：以公有链基础结合医药贸易本来设计特有的协议和药品数据审批的共识机制，对处方药进行链上审批并验证记账。（2）透明化的智能合约认证体系：主要是将处方改为区块电子处方，同时将医生的开具处方的权限数据库放在区块链上，达到自动保存和审批验证的效果。（3）全链监控的医药追溯体系：以物联网技术对处方药品的生产、加工和运输进行动态监控，保证药品的状态信息在区块链上不可篡改，并根据购买人的查询要求来反馈信息，具体过程如图1 所示，提出跨境贸易平台的实现难点在于各国政府能否主导性参与[12]。

张衍斌基于区块链技术构建跨境电子商务生态圈来解决中欧贸易市场结构和环境差异所带来的信用风险、跨境监管与供应链管理等问题，同时提出区块链技术所存在的如交易时间与效率滞后、安全风险等问题[13]。许嘉扬研究了基于区块链技术的虚拟货币在跨境支付中的作用，对传统跨境支付不同阶段的痛点提出了解决方案[14]。Hao 等对如何保护基于区块链的支付系统不受双重支付攻击提出了自己的见解，即利用在块链支持的边缘物联网系统中实现安全快速支付的方法“FastPay”，并通过对样机的比较，初步验证其有效性[15]。Lind 等则介绍Teechain（双层支付网络）来执行交易并利用可信执行环境（TEE）保护来进行高效、安全的非链支付交易，防止因克服共识需求的限制而使用支付网络的链外交易和定时访问区块链进行检测的方式而产生的交易漏洞（通过延迟它方的区块链访问并断开与区块链的连接阻止各方使用支付网络）[16]。Xu 等将区块链应用于进口产品可追溯项目的追溯系统中，让原有项目具有更高的透明防篡改与数据追查功能，并利用以智能契约为基础的AMART 合同对追溯产品进行合法性检查，达到对进口产品供应链的自动化追溯过程，其追溯过程如图2所示[17]。

图1 基于区块链的处方药信息交易追溯图

图2 可追溯过程图

区块链技术给跨境电商带来了更大的发展前景，在各国政府主导性推动的前提下，保障了跨境货物质量安全、出入境环节简化；基于区块链技术的虚拟货币则简化了跨境支付流程、降低了交易成本和时间，创造出了跨境支付新模式。但是，新模式的出

3.2 供应链中的应用

现也会有一些风险隐患，比如利用区块链技术的一些缺陷来对跨境支付行为进行攻击等。

供应链作为一条涉及从上游供应商到下游客户并包含着信息流、资金流和物流持续流动的复杂链条,同时链中的各个节点企业时刻进行着协同合作，产生各种离散的被储存在各个互不相连的节点系统中的交易信息，而这些链上的信息存在孤岛问题,致使各节点企业信息流动不通畅，信息失真，难以回溯。但以公有链和私有链结合、偏向商业化的联盟链则可以利用分布式储存与智能合约来实现供应链参与方从原料供应商到零售商的所有业务流程实现信息上链，随时为被授权的参与方提供信息查询与回溯[18]。

贾建华等将供应链各业务流程定义为各关键事件（包装、运输、装运、加工等）和关键数据（位置、时间、参与方等），进而理清了复杂的供应链流程，如图3 所示，构建基于EPCIS 的设计理念、以Hyperledger Fabric 和Hyperledger Composer作为区块链的底层架构的追溯系统，实现追溯业务的通用性需求和数据的可视化[19]。Venkatesh等通过探析区块链如何影响供应链的社会可持续性治理，以区块链、物联网和大数据分析来构建供应链社会可持续性管理（BSCSSM）系统管理上下游业务，提高供应链的可持续性、透明度与负面行为的可追溯，如：最低工资与健康安全的工作环境、不道德使用热带雨林资源、童工等[20]。Kay等对食品供应链案件进行了调查与访谈，并以整体多案例研究的形式分析了四条不同的奶制品供应链，并考察可追溯性的作用，结果表明在某些行业使用区块链技术前，必须对供应链系统进行修改，从而满足边界条件[21]。Wong L W 等研究马来西亚中小企业已有的技术、组织和环境因素是否会影响在供应链中使用区块链的问题，采用技术-组织-环境（TOE）框架分析了影响区块链采用的因素，表明相对优势、竞争压力对采用区块链意愿的影响是显著的；成本、复杂性、高层管理支持则是抑制因素[22]。Hofman 针对供应链解决方案数据共享的局限性，提出了一种规范数据共享的方法，通过基于区块链的基础设施快速部署进行共享数据[23]。

图3 业务流程数据化

虽然区块链技术在供应链中的应用广泛，但是各领域内的供应业务交错复杂、种类多样，同时也不可能为各个不同的供应链单独搭建信息追溯系统。因此构建的追溯系统就需要有一定的通用性，同时也应考虑到行业特点，对供应链追溯系统进行适当修改，满足边界条件，从而达到个性化要求。

3.3 智慧物流中的应用

智慧物流作为一种新型、高层次的物流形式，它利用信息技术与各种智能化控制设备的有机结合，将物流从人物相连推动到物物相连的一个新阶段。智慧物流对加快商品流通速度、强化商品流通的品控效率、改善客户服务质量有明显作用，同时它以信息技术为桥梁来联系各方，从侧面凸显出信息流安全的重要性[24-25]。

郝玉琨等利用智能合约构建关于智能云箱的集装箱智能化管理运营平台，在智能云箱中利用智能传感装置来监控物品，然后以区块链将各参与方联系到一起，借助物联网平台强化追溯能力，其次通过在链上添加适配器解决区块链写入效率不高的问题，最终达到简化物流运输复杂流程的目的[26]。柯君卓等探讨了将区块链运用到最后一公里配送问题中，得出可以保护个人交易信息不被泄露、减少仓库配送点、智能规划配送路线等益处[27]。李晓萍等基于区块链技术设计了以物流服务集成商为主导的信息平台，为供应链企业提供商品溯源、智能物流运输与库存管理等服务[28]。Singh 等提出了一种基于区块链并具有人工智能的智能化物联网体系结构，能够支持物联网进行安全、分散的数据分析，并根据现有的物联网标准参数进行比较评估，从而降低了准确性、延迟、集中化以及安全和隐私等问题带来的危险[29]。Rozman 等研究了一种通过自主扩展物流节点的物流平台，它以物联网技术作为通信方式、以区块链技术实现信息公开，形成一个数字化的分布式节点网络平台，该平台利用实验室模型得出了初步的实现结果[30]。Rathee 等将区块链技术应用于通信物联网（CTN）中，提出一种混合型的安全工业物联网框架，能够实时提供保密和保护控制，从而减少针对智能物联网设备而产生的可能存在的一些恶意威胁，该技术与传统方法相比较，有更大的成功率[31]。

区块链技术融入智慧物流对数据统计分析有着很好的改善与提升：区块链技术使各参与企业的物流信息汇集到分布式账本以加密算法保存，同时利用大数据进行有效整合，保证数据安全透明与可信度，增强预测的精确度，从而提升物流效率；让以区块链为基础相连接在同一网络中的物联网智能设备间的信息交互具有更高的可靠性，对整个智慧物流系统有更明显的优化作用。

4 总结

区块链技术在物流领域中的扩散为解决行业痛点提供了新思路，对整个物流业有着提质增效的显著作用，其应用可进一步加快物流的智能化进程，推动物流产业升级。但是区块链技术在物流相关领域的应用也需要进一步的研究与实践，进而满足相关领域内的个性化需求与行业特性，同时也应注意区块链技术的引进必然会给物流行业带来一些新问题：节点储存数据的增加所带来的数据处理分析效率问题；去中心化和透明化使物流信息愈加暴露而带来的信息安全问题等，而如何妥善解决这些新问题则是研究人员所要思量的。