张文利

摘要：针对当前供应链管理面临的信任缺失、利益分配不均、追溯监管困难、“牛鞭效应”等问题，构建了基于区块链底层技术的供应链分布式自治模式，从分布式记账、智能合约、三维搜索、企业声誉、金融支付、身份识别等“区块链+供应链”所实现的自治功能进行了具体阐述。总体而言，基于区块链的分布式自治模式具有信任度高、智能性强、安全性牢和扩展性大等特点。

Abstract： Aiming at the problems of lack of trust， uneven distribution of benefits， difficulty of traceable supervision and bullwhip effect faced by supply chain management， a distributed autonomous supply chain model based on the bottom technology of block chain is constructed， which includes distributed accounting， intelligent contract， three-dimensional search， corporate reputation， financial payment， identity recognition and so on. The autonomous function of "block chain+supply chain" is elaborated in detail. Generally speaking， the distributed autonomous model based on block chain has the characteristics of high trust， intelligence， security and expansibility.

关键词： 区块链;供应链;分布式;自治

Key words： block chain;supply chain;distributed;autonomy

中图分类号：F252                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）24-0107-04

0  引言

当前我国区块链产业正处于飞速发展阶段，区块链技术在金融、贸易、工业、能源、医疗等经济领域方兴未艾，同时在财务管理、精准营销、商品溯源、版权保护等应用方面效果凸显。区块链技术正在推动新一轮的商业模式变革，在此变革背景下，供应链管理也不例外。供应链管理涉及商品生产、商品配送、商品批发和商品销售等各个环节，供应链的整体运营效率，协同管理的数字化、智能化水平已成为衡量链上企业是否具备竞争优势的重要指标。从当前我国知网“区块链”技术在供应链管理领域的研究文献检索来看，主要涉及区块链技术在供应链金融、物流供应链、制造供应链、供应链信息平台构建等方面，且主要集中在供应链金融方面。例如，郑君宇[1]基于区块链技术对网络供应链金融进行优化。谭征[2]基于区块链将物流供应链模式进行了重构设计。杨慧琴和孙磊等[3]建立了以区块链为核心的互信共赢型供应链信息平台。由此可见，区块链技术在供应链运行模式方面的研究尚少，基于区块链技术推动传统供应链变革并实现自治功能，提升供应链的整体协同管理效率迫切需要加以解决。

1  传统供应链管理面临的主要问题

1.1 信任缺失

供应链管理本质上是一种协作管理，需要彼此互信。然而，传统供应链各主体之间由于信息很难真正做到公开透明，且信息在供应链传递过程中有时滞，缺乏第三方背书，导致信息很容易被供应链上的某一个体篡改。因此，会造成传统供应链各主体之间缺乏信任，致使供应链运营不顺畅，整体效率低下。

1.2 易产生“牛鞭效应”

由于传统供应链上各主体之间的信息不对称，容易产生“牛鞭效应”，即各主体之间由于彼此缺乏沟通和信息共享，在都希望保障自身利益不受损害情况下引起的需求信息沿着供应链层级被逐级放大，并最终导致信息歪曲的现象[4]。供应链上的“牛鞭效应”会放大零售商、批发商的订货需求，导致其采购成本和库存成本上升，进而也加大上游供应商或生产商的供应风险。

1.3 利益分配不均

由于供应链上各主体的经济实力和地位不同，会导致利益分配不均衡。例如，以沃尔玛、家乐福等知名零售商为核心的供应链，一方面这些知名零售企业具有很强的吸纳能力和辐射能力，在供应链上会吸收众多的批发商、供应商等，形成一定的规模效应。另一方面由于其本身经济实力突出，具备很强的谈判能力，会通过压低采购价格、延期支付等手段挤占供应链其他主体的利益空间，进而导致整个供应链上各主体的利益分配不均。

1.4 追溯监管困难

供应链管理尤其是针对零售供应链，在产品生产环节涉及生鲜蔬果、零食干货等的原始生产或加工，在物流配送环节涉及仓储配送、冷链物流等，在商品销售环节涉及商品的存储、陈列等。因此，消费者最终购买的商品若出现质量问题，从商品追溯上是很难确定在哪个环节出现问题的。当下农产品农残检测不合格、转基因产品、瘦肉精、塑化剂超标等，在源头上很难追溯到具体产地或生产厂家。由于缺乏完善的商品溯源體系，不利于消费者或政府部门对供应链上商家的监督和管理。

2  区块链技术内涵

区块链从本质上是一个由不同对等节点共同参与的“去中心化”的分布式数据库系统，也是一个开放式的超级账簿系统。它是由一连串按照密码学方法产生的区块（即数据块）组成的。每一个区块信息都会自动加盖时间戳，从而计算出一个数据加密数值，称为哈希值。每一个区块都会包含上一个区块的哈希值，这些区块从最开始的创世区块链接到当前区块，从而形成区块链。根据区块链当前已有研究，区块链的内涵特征可以概括为“去中心化”、“开放透明”、“安全性”和“高度自治”四个方面。

2.1 去中心化

区块链的核心是去中心化或者分中心化设计。在当前市场经济中由于信息不对称，买卖双方为了顺利完成交易会通过众多信息中介或信用中介来搭建中心化组织，从而建立有效的信用机制。例如，当下众多B2C第三方电商零售平台，为商家及顾客买卖交易提供信用担保，并收取一定中介费用，商家、顾客及交易信息都存储在第三方的大型存储设备中，最终形成中心化网络架构。区块链技术下则无须通过第三方进行担保或者提供信用证明，信息不是保存在传统的中心化组织的大型存储设备中，而是通过加密算法分布保存在区块链的每一个节点上。在无须“中心”授权或担保的情况下实现相互信任和交易，并将交易信息存储在区块链的分布式账簿上，计算机黑客们也无法通过入侵某个中心化的数据库来破坏整个系统。

2.2 开放透明

区块链上信息是开放透明的。在去中心化的节点信任机制下，只要超过51%节点都通过的情况下，任何个人或者机构都可以开启下一个节点或者参与设计信任机制。同时，除个人信息具有隐匿性外，所有信息分布式存储在区块链的所有节点上并在全网实现公开，区块链上每一笔交易的来龙去脉都记录得非常清楚，任何人任何时候都可以查看区块链上的存储信息。这在传统中心化网络结构设计中是很难实现的，例如，作为一般商家或者顾客是没有权限查询到B2C第三方电商平台上的每一笔交易信息的，更不可能参与到平台交易规则的制定。

2.3 安全性

区块链的安全性主要体现在两个方面：一个是加密技术，一个是时间戳服务。区块链上的信息虽然是开放透明的，但任何人在执行过程中都要遵循区块链上的加密技术。为有效防止网络黑客攻击，区块链采用非对称加密，即用户拥有公钥和私钥两个功能不同的密钥，一个用来加密，一个用来解密。公钥公开，私钥是保密的，私钥加密的信息只有对应的公钥才能解开，公钥加密的信息只有对应的私钥才能解开，因此称为非对称加密[5]。时间戳服务是系统给区块链上的每一笔交易都盖上时间戳，以此来表示交易确实发生，交易所涉及的资产所有权确实已经转移。时间戳服务一方面可以解决网络“双重支付”问题，另一方面也可以防止数据篡改，并实现交易溯源。

2.4 自治性

区块链2.0下，尤其是以太坊的出现，使得区块链可以通过智能合约实现自治功能。智能合约实质上是一组为交易协议提供保护、执行、结算等的计算机程序。交易双方将协议或约定写入智能合约，区块链在技术上可以做到不反悔、不可篡改并且按照协议或约定自动执行，减少因恶意行为或者意外带来的争议，从而提高交易执行效率并实现一定的自治功能。

3  区块链技术下的供应链分布式自治模式

未来区块链3.0下，区块链将突破当前的金融领域，迈向社会各个领域，构建价值互联网下的融通。在供应链管理方面，将会推动供应链管理向智能化方向发展，实现高度的分布式自治。所谓分布式自治或分布式自治组织（Distributed Autonomous Organization，简称DAO）是指通过一系列共识机制实现“去中心化”自主运行或管理的组织，它可以在无人干预或管理的情况下实现自治功能。可以把它比作是“海星”式的区块链组织，海星没有“中心式”的神经中枢，它的神经系统分布在身体各个部位，切掉海星身体一部分甚至还可以再长出另外一个海星。

在供应链分布式自治模式下，将彻底打破传统以某家供应商或零售商为核心的中心化组织，取而代之的是分布式自治组织。供应链上某些核心供应商或者零售商退出或者破产后，供应链还能继续自主运行下去。供应链上的生产商、物流商、批发商和零售商也都可看作是分布式自治组织的个体，这些组织个体可以通过使用相同的区块链平台或者接受同一个区块链公有链而相互链接形成一个区块链联盟，并且与外部金融机构、政府监管机构（工商、税务、海关等）相链接，如图1所示，包含底层区块链技术层、中层区块链功能层和顶层区块链应用层三个层次。

3.1 区块链分布式记账消除信息不对称

传统复式记账法，遵循“有借必有贷，借贷必相等”的原则，对每项经济业务都以相等的金额在两个或两个以上的相互联系的账户中进行记录。区块链所采用的分布式记账技术不仅可以让供应链中的每个节点都有机会成为记账人，而且在每笔交易记录中都会加上一个时间戳凭证，使得传统复式记账变为三式记账法。账本会变得更加“活化”和“公共”，随时具备可审计性、可搜索性和可验证性，不需要第三方会计师事务所进行审计，所有的交易数据都是可以追溯的，而且是无法篡改的，因此，也可以被视为是一种实时审计的记账方式。例如，IBM公司基于区块链所开发的超级账本Fabric，是一个典型的“点对点”分布式账本，它应用在供应链管理，如图2所示。供应链上的生产商、物流商、批发商和零售商都可以用Fabric进行记账，而且它们在记账权限上都是对等的，或者彼此称为“同等节点”。供应链上的某一节点进行记账除了遵循Fabric的共识协议外，要经过其他过半以上对等节点的“认可”，节点上所有终端用户都可以通过Fabric的身份管理系统进行登录或查询。

区块链技术下的分布式记账模式可以在很大程度上消除供应链上各主体之间的信息不对称，供应链上的各个主体都可以参与记账，并且拥有整个账本的所有信息（虽然在一定程度上导致信息是冗余的）;都可以参与到智能合约的制定，即对链上的买卖合同或者各类交易进行界定;都可以通过搜索技术对链上的所有交易信息进行查询和采集。这将彻底打破传统类似阿里巴巴、京东等作为第三方信任機构所建立起来的中心化平台及该平台下的交易规则、支付方式、会员等级制度等。

3.2 区块链智能合约降低交易费用

智能合约作为一项计算机处理的交易协议，在满足相应的触发条件下计算机可以自动执行的相关条款，如支付条款、扣押条款、保密条款等，从而减少因恶意行为或意外带来的争议，降低争议通过协商、仲裁、诉讼等解决方式所产生的交易费用。

供应链上的智能合约理论上可以尽可能涵盖供应链上买卖双方在正常情况或非正常情况下的所有交易规则或条款，也包括与政府监管部门或金融部门达成的相关条款。从具体内容上包括供应链采购智能合约、付款智能合约、延迟及缺货损失智能合约、运输控制智能合约、仓储智能合约、消费折扣智能合约、融资借贷智能合约和税收智能合约等。这些智能合约还可以与物联网、人工智能、大数据及供应链上企业内部的生产规划、ERP、CRM等系统进行对接，并产生有效互动，从而打破信息孤岛帮助供应链上企业对需求规划、产品采购、制造周期、库存控制、配送周期等进行合理调整，将多余的库存和不必要的运输进行优化，实现智能化生产或精益生产。因此，智能合约可以最大程度减少供应链上的人为干预和不确定性，提升供应链的整体运营和协同效率，消除传统供应链上普遍存在的“牛鞭效应”。

3.3 区块链三维搜索实现商品溯源

区块链下的三维搜索是指覆盖水平维度、垂直维度和时间维度，包含广度、深度及时间三个维度的搜索，由于区块链对每一笔交易都加盖时间戳，所以在区块链技术下可以实现时间维度上的搜索。例如，某一零售商在区块链上搜索牛肉干产品，不仅从广度上可以搜索到所有加工售卖牛肉干的企业，从深度上可以搜索到每一家牛肉干企业的产品系列、销售业绩、商品评价等，而且从时间维度上还可以详细追踪搜索到某一款牛肉干产品的所有加工流转过程，包括上游农场上牛的喂养记录、给药记录、健康记录、甚至DNA记录;中游加工企业的屠宰、加工制作记录，物流企业的运输、冷藏和中转记录;下游零售企业的仓储、售卖记录等。通过区块链技术可以构建开放式的供应链管理系统，有效保证商品供应的安全性和透明度，解决供应链商品质量溯源和监管难的问题。

3.4 区块链声誉系统实现及时评价与筛选

传统企业信用等级评价主要依赖第三方信用评级机构，根据企业目前经营状况及近几年财务报表，对企业未来现金流进行预测，以此判断企业的偿债能力，并给出一定评价等级。基于央行的征信系统也主要是根据企业历史债务清偿信息、欠税信息等给出信用报告。而区块链技术下的企业声誉系统则可以在 “去中心化下”实现对每一笔交易的信用评分，供应链上企业在声誉系统中的等级或表现不是根据第三方机构的打分，而是基于企业一系列链上数据，包括交易评价、信贷记录、偿债记录、责任意识、社会价值等，从而实现了对企业声誉评价的全面性、客观性和及时性。同时，区块链声誉系统可以帮助供应链上的企业快速验证彼此的身份及信誉，降低搜索成本。例如，当某一零售商需要采购某一商品时，通过区块链可以搜索所有的供应商信息、产品信息和声誉信息，将符合条件的供应商信息过滤显示出来，这其中包含产品所有的交易记录和评价记录等。因此，如果供应链上某家生产商破产或退出时，可以根据企业声誉系统快速筛选并找到合适的其他生产商，然后通过缔结新的智能合约以继续保证供应链的分布式自治。

3.5 区块链金融系统提升资金周转效率

传统供应链在资金管理方面中经常遇到融资难、货款回款速度慢，资金周转效率低等问题，而且资金交易过程会产生手续费，用户也需向第三方透露很多个人信息。区块链下的支付系统可以通过构建开源的“点对点”网络，在触发支付智能合约下自动完成支付功能，并且可以实现支付的高效率和低费用。例如，当前Ripple 系统可以做到交易在几秒内完成，并且没有异地和跨行支付费用。另外，供应链上企业若遇到跨境汇款，由于涉及不同的国家、银行和监管机构，会导致传统汇款时间慢且会产生高额交易费用，而区块链金融系统下则可以将各个利益相关方链接在一起，并且作为对等节点采用分布式记账，可以做到实时监督，提升付款效率和安全性。值得说明的是，供应链上的企业也可以通过发行代币的方式募集资金。为了实现相互激励和相互约束，供应链上的其他企业也可以进行认购，但必须要认同发行代币的相关条款，包括代币数量、分配方式、激励方式等。例如，利用以太坊平台发行的代币，在完成众售程序后，投资方会用一定数量的以太币购买相应的代币并加密保存在自己的区块链地址中，代币在加密货币交易所上市后，可以自由进行交易并且可以兑换成其他货币资产。

3.6 区块链身份识别系统实现精准营销

区块链上的身份识别系统可以描述为一个身份“黑盒子”，包含顾客在区块链上的永久性的数字ID，包括性别、身份证、社保号码、学历信息、出生证明和职业资格等，以及包含一些能够产生经济价值的个人信息，例如兴趣爱好、身体状况等。顾客将“黑盒子”中的相关信息可以选择性地开放给部分商家并可以获得相应的奖励，也有利于保护个人隐私。只要顾客在区块链上将自己的身份“黑盒子”中相关信息的访问权开放给某些商家（顾客也可以选择匿名交易），商家即可实现身份识别并做到精准营销。一方面商家可以根據顾客的广告点击准确追踪到顾客的相关信息，解决当前网络营销中的虚假流量问题。另一方面可以根据顾客真实可靠的地点、人群分类、兴趣爱好和购买历史等信息为顾客提供个性化的产品或服务，提升流量转化率。例如，如果顾客将个人身份“黑盒子”中的个人爱好等特定信息的访问权开放给区块链上的某品牌零售服装商，当顾客经过该家服装零售店时，随身携带的手机等移动设备会自动提示顾客喜欢的衣服在这家商店，并且将该衣服的款式、颜色、价格等信息自动推送给顾客。

4  结论

本文将区块链技术应用到传统供应链管理，构建了基于区块链的供应链分布式自治模式，包含技术层、功能层和应用层三个层次，并重点对功能层所实现的应用进行了分析。理论及实践表明，区块链在“去中心化”“开放透明”“安全性”“自治性”等方面实现的核心技术，可以推动供应链管理在智能生产、商品溯源、信用评价、资金管理和精准营销等领域实现突破。基于区块链的供应链分布式自治模式可以概括为四个特点：一是信任度高。供应链上的企业作为对等节点，采用的是“点对点”信息传输和分布式记账，可以有效消除信息不对称，实现彼此信任。二是智能性强。区块链上的智能合约可以提升供应链上各主体之间的智能协作，实现生产、营销、采购、支付等功能的自动完成，甚至实现整个供应链上各节点功能及数量增减的自动维护。三是安全性牢。区块链可以实现供应链上物流、资金流及信息流的集成，并且通过非对称加密技术、时间戳服务等实现安全性和可靠性，尤其是在供应链所涉及的商品溯源、质量监管等方面成效显著。四是扩展性大。理论上供应链上的各节点应该是可以动态调整的，好的企业应该可以通过遴选加入，不好的企业应该自动退出，区块链共识机制下只要在链上51%以上节点同意的情况下即可开启下一个区块或者关闭某一个区块，因此可以保证供应链节点的可扩展性。

当前，虽然区块链技术在行业标准、能源消耗、法律问题等方面仍然面临一定挑战，但是毋庸置疑区块链已成为全球领域的前沿科学。随着区块链技术的不断发展，应用环境的不断优化，区块链在供应链管理方面的优势会越发凸显。未来，供应链分布式自治模式会向更高层次不断迈进，其内部治理、功能衍化、激励机制等值得进一步研究和实践。

参考文献：

[1]郑君宇.基于区块链技术的网络供应链金融创新优化路径初探[J].山西财经大学学报，2019（4）：18-20.

[2]谭征.区块链视角下物流供应链重构研究[J].商业经济研究，2019（3）：83-86.

[3]杨慧琴，孙磊，赵西超.基于区块链技术的互信共赢型供应链信息平台构建[J].科技进步与对策，2018（3）：21-31.

[4]符莹，张永帅，秦浩，李进.区块链技术在供应链“牛鞭效应”弱化中的应用——基于信息不对称的视角[J].全国流通经济，2019（2）：15-16.

[5]何蒲，于戈，张岩峰，鲍玉斌.区块链技术与应用前瞻综述[J].计算机科学，2017（4）：1-7.