作者：
相峰 物流信息互通共享技术及应用国家工程实验室主任；
王志彬 物流信息互通共享技术及应用国家工程实验室研究员
【摘要】区块链作为一种分布式账本技术，能够在非信任环境中提供去中心化信任机制，从而让多方参与者在没有中介机构的情况下进行安全交易。区块链的特性将对电商物流业中广泛存在的信息泄露、信息孤岛、信息造假以及跨境电商结算手续繁杂等问题带来革命性突破，从而让全行业普遍采用的商业模式及前景面临重塑。区块链技术将从根本上引发、驱动新一轮的信用革命，并促进互联网向价值互联网转变。
关键词：区块链、电商物流、智能仓储、物流金融、跨境电商
1、引言
中国电子商务诞生于90年代末，历经20年沉浮后，已经从一个“蹒跚学步”照抄美国电商模式的初学者，发展成为对外输出技术、资本和商业模式的国际领导者。作为改革开放的重要部分，我国电子商务在持续高速发展中，催生出各种新模式、新业态，对增强经济发展活力、提高资源配置效率、推动传统产业转型升级、开辟就业创业渠道等发挥了重要作用。90年代，中国民营快递凭借外贸报关单业务起步，随后以2005年圆通速递与淘宝签约为标志，开始乘上数字时代的“快车”，通过电商件迅速崛起。
近年，受益于移动互联网和智能手机的普及，电子商务以及与之息息相关的快递物流迅猛发展。根据商务部对外发布的《中国电子商务报告(2018)》报告显示，2018年中国电子商务交易额达31.63万亿元，同比增长8.5%，交易规模保持着高速增长的态势。电子商务井喷式增长带动与其紧密相关的快递物流业。具国家邮政局统计，2018年全国快递服务企业业务量累计完成507.1亿件，同比增长26.6%。截止到2018年， 电子商务件占快递总量的比重达到76.5%，年复合增长率超40%。但是，电商物流业在取得如此亮眼成绩的背后，也存在一系列令人担忧，并长期困扰行业的痛点。用户信息泄露、信息孤岛、信息真实性以及跨境电商结算手续繁杂等，始终作为制约电商物流进一步发展的瓶颈问题，从消费者体验、数据管理、仓储运输、物流金融等多个维度影响着行业的提质增效、转型升级。
所幸的是，随着以区块链为代表的新一代信息技术迅速发展，以及物联网、云计算、大数据等相关技术的成熟，电商物流有望在科技赋能下重新构筑运行机制，向去中心化、安全透明化、可溯源化、可拓展化发展，从而大大降低交易成本、提升安全性、提高经济运作效率。
2、区块链的技术原理和发展态势
2008年中本聪 (Satoshi Nakamoto)在论文《比特币：一种点对点电子现金系统》中提出比特币这一概念，标志着区块链技术雏形就此诞生。具体而言，区块链是一种全新的计算范式和分布式基础架构，利用块链式数据结构、分布式节点共识算法、密码学方式和基于自动化脚本代码的智能合约来生产、验证、存储和传输数据。 简单来说，区块链是一种分布式账本技术，能够在非信任环境中提供去中心化信任机制，从而让多方参与者在没有中介机构的情况下进行安全的信任化交易。尤其在需要多方参与协同的物流领域，区块链有望降低交易成本，优化商业模式，有着巨大的应用潜力。
强安全、高透明和不可篡改的特性，赋予了区块链无穷的生命力和强大的颠覆性。区块链应用很有可能消除诸如银行、清结算机构等传统的中心化组织，达到降低运营成本、减少结算时间并增加企业现金流的目的。目前，区块链技术已经开始应用在包括物流、供应链、金融、医疗健康、公共事务等诸多领域。根据克劳斯· 施瓦布在《第四次工业革命》一书中提出的观点，区块链技术的引爆点将于2025年之前到来。届时，区块链将储存相当于全球GDP总量10%的资产，并且将成为政府提供征收税款的高效手段。据高德纳（Gartner）咨询公司预测，在2018-2021年第一批成功的区块链应用诞生后，更大规模的产业应用和该领域投资将在2022-2026年出现，并于2027-2030年全面爆发。全球区块链技术市场将在2030年以前增长至31亿美金的规模。区块链作为一股为社会带来信用革命的核心力量，被认为是当今世界最具颠覆性的创新技术之一。
但我们也应该理性地认识到，当下区块链技术存在所谓“不可能三角”瓶颈问题，即现有区块链系统只能在安全性、效率、去中心化三点中兼顾两点。如何破局，将直接关系到这一革命性技术能否在未来大规模商业落地。
3.区块链的特征
区块链最开始作为支撑比特币的底层技术，利用分布式共享账本以及点对点传输技术，来支持比特币数字资产在去中心化网络中进行流通。在经过多年发展后，区块链成为基于P2P网络、非对称加密、哈希函数、Merkle树、链式结构、时间戳、共识机制等多项关键技术的综合系统，其基本结构如图1所示。结合区块链的概念、技术和基础架构，其基本特征可归纳为以下几点。
图1：区块链技术架构图
一、去中心化。
分布式账本技术让区块链网络数据传输和存储实现去中心化。每个节点都可以维护一个账本的副本，区块链技术在传输数据时不再依赖中心网络节点，而是通过共识开源协议来保持多个节点共同参与的整体系统能够良好运转，并保证信息能够真实有效地在区块网络中进行传播。系统中的分布式节点为保证均等的权利和义务，通过数学方法而非中心化的监管中介来构建信任机制。
二、安全可靠。
区块链通过非对称加密原理来实现网络信息的安全可靠。区块链系统使用基于加密算法产生的公钥（Public Key）与私钥（Private Key）秘钥对进行数据加解密，结合KEM、DEM混合加密机制，来满足安全性需求和所有权验证需求。除此之外，区块链还通过时间戳证明、首尾相连记账规则、共识机制等技术和机制设计，来实现数据的不可篡改性。从理论上讲，只要避免作恶者掌控全部节点的51%，就能够防止其操控修改网络数据。
三、可拓展性。
区块链发展到现在，已经拥有可拓展的编程能力，支持开发者通过智能合约构建高效的分布式应用。开发人员可以在区块链这一底层开源技术基础上，针对包括电商物流在内的各种应用场景，构筑各类去中心化、去信任化的应用程序。智能合约自动判别各节点执行合约的条件和需履行的义务，并自动执行满足条件的合约事项。在没有中心机构监督的场景下区块链可保证合约有序执行，提升执行效率并减少资源浪费。
四、可溯源。
区块链系统采用时间戳技术实现数据信息扩展过程中的时间维度记录。P2P网络上包含数据信息的新区块产生后会被时间戳打上烙印，并按照时间先后顺序首尾相连形成区块链。由于区块链数据库不可伪造和篡改，人们可以通过这种链式结构可对任何数据信息进行追本溯源。
4、区块链技术在电商物流领域的应用
近年来电子商务领域经历了翻天覆地的变化，模式的创新、激增的用户数量和井喷的业务量正在带动与之息息相关的快递物流业迅速成长、转型升级。电商物流业正处在“互联网+”的新时代，以区块链为代表的新一代信息技术结合云计算、大数据、物联网等技术，势必从仓储、运输、配送、跨境以及物流金融各个维度为行业带来新的巨变。
一、 区块链在防伪溯源中的应用
供应源头难以追查，商品以次充好，假冒伪劣商品杜而不绝等问题一直严重影响着电子商务消费者的购物体验。因此，严格控制电子商务商品的质量、精细化管理物流各个环节，成为电商物流企业应该狠抓落实的关键问题。
通过搭建商品防伪和溯源管理系统，能够有效杜绝以上问题。区块链通过时间戳、分布式存储以及非对称加密等技术，能够对商品生产和流通的各个环节形成不可篡改的记录，在技术上保证数据是真实有效和唯一的。电商运营人员和最终消费者可通过全链路物流信息的比对，来有效防止非法和虚假物流记录，从而达到追溯源头和商品防伪的功能。目前，国内电商头部企业为杜绝制假售假、提高商品品质，已经纷纷开始运用区块链技术上传、追踪、查证跨境进口商品的物流全链路信息。数据涵盖生产、运输、包装、通关和第三方检验等信息以及进口商品的原产国、启动国、装货港、运输方式、进口口岸、保税仓检验检疫单号、海关申报单号等全流程信息。因此，电商平台销售的产品通过区块链被打上了独一无二的身份标签，这让消费者利用溯源系统查询商品真实来源变得简单快捷。
二、区块链在电商物流运输中的应用
现存的RFID、传感器等技术由于标准众多、接口复杂，与现有的电商物流运输系统难以形成统一接口，而区块链技术提供了一种轻量化且独立于各种系统之外的统一接口，配合MEC（Mobile Edge Computing，移动边缘计算）技术，可以在运输终端实现货物信息的智能化管理。当在途货物出现异动，系统内货物数据会相应变化，区块链上各个节点在分布式账本技术支持下会对货物的变更数据同步进行记录和存储。在区块链赋能下，运输过程中的货物信息对于托运人、承运人以及其他相关人员都是公开透明的，从而确保了货物运输信息和资金的安全可追溯。
三、区块链在电商物流配送中的应用
电子商务件配送到消费者手上需要通过快递物流来完成，但目前信息造假、泄露用户数据、缺乏赔偿机制等一系列问题正在困扰着快递行业。
在快递物流行业建立区块链数据共享平台可有效解决以上问题。基于区块链技术的数据共享平台可将快递包裹寄件、揽件、运输、末端配送、签收的全流程数据进行上链，从而确保了包裹流转过程的公开透明。由于区块链系统保存了寄件、收件人信息，当快递员进行配送时，可通过特定系统进行实名认证，避免了包裹被无关人员冒领、错领。如包裹在配送过程中出现事故，用户可通过区块链系统对包裹信息进行追溯，确认流转过程中引发问题的环节和责任人。另外，基于非对称加密机制的配送系统，可利用密钥对进行物流信息和用户信息加解密，从而保障了数据的安全性和寄件、收件人的隐私。
四、区块链在电商物流智能仓储中的应用
仓储环节效率的高低直接关乎电商物流货品的安全性和实效性。利用区块链技术，并有效结合RFID、GPS、传感器、条码等科技对电商物流仓储进行智能化管理，可实现对出仓、入仓货物的有效实时监控，从而减少查找、识别、追踪货物的人力成本、时间成本。货运管理人员通过区块链系统可以实施追踪储物柜信息与货物运输状况，当出现问题批次货物时可第一时间进行拦截。托运人可以基于分布式账本技术连接专属货柜，通过移动设备追踪和查询货品的仓储信息。简言之，在仓储环节充分利用区块链技术不仅可以增加整个流程的透明性，而且保障仓储运营商在安全和受信任的环境下对货物进行保管和运输。
五、区块链在物流金融领域的应用
电商物流中小微企业受到信用体系缺失、融资渠道贫乏的严重影响，一直以来被生产发展资金所制约。物流金融业因为参与方在信息对称性、管理水平和经济实力方面的差异，而导致业务水平与效率不高。
通过引入区块链技术，将区块链与物流金融信息数据库相链接，利用链式账本实时记录各个参与方的交易信息，从而建立高效、安全、透明、信任的交易环境。物流企业、融资企业和金融机构基于区块链系统，可实时共享交易数据，减少不必要的审査和检验，达到高水平协作。另一方面，在资金流通过程中，区块链的非对称加密算法、数字签名、零知识验证技术可确保用户数据的安全性和隐私性，并且保障金融机构在进行授信时参照的数据是准确有效的。由于交易参与方每笔交易信息被区块链及时、准确地记录下来，分布式的账本数据将更加透明化，避免因信用记录伪造而造成的风险。
六、区块链在跨境电商领域的应用
传统跨境电商资金结算涉及多个中转银行以及国际清结算组织，然而区块链技术正在改变这一现状。区块链系统摒弃跨境中转金融机构，在资金流转过程中尝试以通证作为媒介来完成交易。例如，电商平台基于区块链系统向消费者发送结算请求，消费者收到结算信息后通过相应的通证进行结算，系统确认后将自动生成数字时间戳，并将交易信息记录在区块中。区块链技术在跨境结算中，为生产者、消费者、商家等主体建立了去中心化信任关系，并形成实时有效的结算体系。
另一方面，区块链信息不可篡改的特点确保用户信息与产品信息真实有效，也实现了信息的可溯源和多方共享。电商用户可通过溯源来证实网购商品的真伪；海关可利用溯源来甄别走私和假冒伪劣跨境货物；银行可通过溯源来确认授信主体身份的真实性；物流企业也可通过溯源来提升跨境电商物流管理水平。
5、结语
今天，我们已经站在了一次新革命的风口，因为区块链术将从根本上引发、驱动新一轮的变革——信用革命，使物理空间的信用在信息空间得到体现。中国俗称“通达系”的快递企业通过“加盟”制，构建起信任环境中熟人社会的“社区信任”机制，以低成本方式迅速构建起覆盖全国的快递网络，在商业模式成功创新方面，构成了一个世界级案例。而区块链技术是在去信任化的陌生人社会构建起去中心化信任机制，从而让多方参与者在没有中介机构的情况下进行安全的信任化交易，让电商物流的商业模式面临重塑的前景。区块链不是孤立存在的技术，而是和人工智能、5G、物联网、芯片等技术进行不断结合，共同为社会带来变革。但是在当下，我们应当注意到区块链所谓“不可能三角”等瓶颈问题，在效率、安全、去中心化方面继续进行技术突破，为这一革命性技术在电商物流领域落地铺平道路。
经过多年发展，区块链应用已从单一应用于比特币系统的底层技术延伸到包括电商物流在内的诸多领域。这项新技术对社会各界来说是机遇亦是挑战，因为要用好这项新技术，既需要从底层技术及装备上进行创新、从应用场景上进行突破、也需政府以及社会各界的协同支持。物流信息互通共享技术及应用国家工程实验室联合南京邮电大学，已发布《区块链技术重塑未来物流商业模式》一书，旨在面向社会普及、推广区块链知识，并号召政府部门、研究机构、标杆企业人士共同努力，进一步推动区块链在电商物流领域应用落地，构建高效、透明、协作、专业、高信任、低成本的电商物流体系。
（谨向对本文提供参考与帮助的南京邮电大学徐劲松教授，表示由衷的感谢！）
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