區(qū)塊鏈技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用

朱盛軍 吳翊 郝楊楊

近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)以其去中心化、去信任、交易透明、不可竄改等特點(diǎn)備受關(guān)注，并被逐漸應(yīng)用到金融、醫(yī)療、教育、物流等行業(yè)。麥肯錫的研究表明，區(qū)塊鏈技術(shù)是繼蒸汽機(jī)、電力、信息和互聯(lián)網(wǎng)科技后，最有潛力觸發(fā)第五輪顛覆性科技革命浪潮的核心技術(shù)。集裝箱運(yùn)輸行業(yè)的市場規(guī)模龐大，具有多信任主體、多方協(xié)作、中頻交易等特點(diǎn)。隨著行業(yè)信息化水平的提升以及人們對運(yùn)輸過程可視化要求的提高，區(qū)塊鏈技術(shù)越來越受到集裝箱運(yùn)輸行業(yè)的重視。本文在介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際案例探討區(qū)塊鏈技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈最初產(chǎn)生于比特幣交易系統(tǒng)，是把數(shù)據(jù)區(qū)塊以鏈的方式組合在一起的結(jié)構(gòu)，其中，每個數(shù)據(jù)區(qū)塊包含一次網(wǎng)絡(luò)交易的信息，用于驗(yàn)證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區(qū)塊。區(qū)塊鏈技術(shù)整合加密算法、P2P文件傳輸?shù)榷喾N技術(shù)，通過去中心化和去信任的方式集體維護(hù)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分布式記錄和存儲。區(qū)塊鏈僅有插入和查詢數(shù)據(jù)的功能，并且具有不可竄改的分布式數(shù)據(jù)庫，其任意節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的損壞均不會影響其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，是一種新的數(shù)據(jù)記錄、存儲和發(fā)表方式。

1.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）信息環(huán)境共享、開放且共同監(jiān)督。區(qū)塊鏈中的主體均可以參與到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，每臺設(shè)備均能作為節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)均允許獲得完整的數(shù)據(jù)庫備份。任意節(jié)點(diǎn)失效，其他節(jié)點(diǎn)仍能正常工作，從而能夠更加方便地實(shí)現(xiàn)信息的快速共享和響應(yīng)，降低雙方的信任成本。

（2）采用去中心化、去信任的交易模式。在傳統(tǒng)的信用背書網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，參與人需要對中央機(jī)構(gòu)足夠信任，并且隨著參與網(wǎng)絡(luò)人數(shù)的增加，系統(tǒng)的安全性下降。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，參與人無需信任任何機(jī)構(gòu)，并且隨著參與節(jié)點(diǎn)的增加，系統(tǒng)的安全性反而增強(qiáng)，數(shù)據(jù)內(nèi)容完全公開。

（3）數(shù)據(jù)不可竄改并具有可溯源性。區(qū)塊鏈采用單向哈希算法，每個新產(chǎn)生的區(qū)塊均嚴(yán)格按照時(shí)間線形順序推進(jìn)；時(shí)間的不可逆性導(dǎo)致任何試圖入侵竄改區(qū)塊鏈內(nèi)數(shù)據(jù)信息的行為都很容易被追溯，并遭到其他節(jié)點(diǎn)的排斥，從而能夠限制相關(guān)不法行為。

1.2 缺點(diǎn)

（1）應(yīng)用成本較高。分布式賬本對區(qū)塊鏈環(huán)境的處理能力、存儲等提出更高要求；此外，生態(tài)網(wǎng)內(nèi)任意2個節(jié)點(diǎn)之間的交易均會通知所有節(jié)點(diǎn)，從而對區(qū)塊鏈服務(wù)平臺的處理能力、存儲、網(wǎng)絡(luò)等提出更高要求。

（2）不能解決所有的信任問題。區(qū)塊鏈的核心是去中心化（信任中介）；但該模式并不能解決所有的信任問題，且解決對象僅局限于區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)。

2 集裝箱運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

全球經(jīng)濟(jì)增長速度放緩及世界貿(mào)易增長率下降導(dǎo)致航運(yùn)市場需求疲軟，對集裝箱運(yùn)輸市場發(fā)展產(chǎn)生不利影響。從運(yùn)力增速來看，2017年集裝箱運(yùn)輸市場運(yùn)力供給過剩的情況依舊嚴(yán)峻。集裝箱運(yùn)輸行業(yè)此前采取降低運(yùn)價(jià)以增加運(yùn)費(fèi)收入的薄利多銷手段使得行業(yè)普遍處于虧損狀態(tài)。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，集裝箱運(yùn)輸行業(yè)的信息化水平以及人們對集裝箱物流服務(wù)的可視化要求逐步提高；但集裝箱運(yùn)輸行業(yè)缺乏統(tǒng)一的信息認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，高額的信任成本依然存在。當(dāng)前，集裝箱運(yùn)輸行業(yè)主要面臨以下需求：第一，運(yùn)輸高效益需求，主要體現(xiàn)在減少貨損貨差、提高貨運(yùn)質(zhì)量、減少營運(yùn)費(fèi)用、降低運(yùn)輸成本等方面；第二，運(yùn)輸協(xié)作高效化需求。

由此可見，采取合理措施降低集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)營成本，提高集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)效率，提升集裝箱運(yùn)輸信息化水平，已成為迫在眉睫的問題。集裝箱運(yùn)輸市場規(guī)模較大，具有多信任主體、多方協(xié)作、中頻交易等特點(diǎn)，符合區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用條件。目前，集裝箱運(yùn)輸行業(yè)主要采用以下形式開展初步的區(qū)塊鏈試驗(yàn)。

（1）公有區(qū)塊鏈 這是最早也是目前應(yīng)用最廣泛的區(qū)塊鏈。在物流過程中，任何人均可以參與共識過程，無官方組織及管理機(jī)構(gòu)和中心服務(wù)器，參與的節(jié)點(diǎn)按照系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡(luò)且不受控制，節(jié)點(diǎn)間基于共識機(jī)制開展工作。

（2）私有區(qū)塊鏈 僅使用區(qū)塊鏈的總賬技術(shù)記賬，建立在集裝箱運(yùn)輸供應(yīng)鏈內(nèi)部，由體系主體獨(dú)享區(qū)塊鏈的寫入權(quán)限。系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)則根據(jù)體系要求設(shè)定，修改甚至讀取權(quán)限僅限于少數(shù)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)仍保留區(qū)塊鏈的真實(shí)性和部分去中心化的特性。

（3）聯(lián)盟區(qū)塊鏈 由集裝箱運(yùn)輸鏈中的多方聯(lián)合發(fā)起，介于公有區(qū)塊鏈和私有區(qū)塊鏈之間，兼具部分去中心化的特性。由群體內(nèi)部指定多個預(yù)選的節(jié)點(diǎn)為記賬人，其他接入節(jié)點(diǎn)可以參與交易，但不參與記賬過程。

3 集裝箱運(yùn)輸行業(yè)區(qū)塊鏈試驗(yàn)案例

3.1 馬士基

航運(yùn)巨頭馬士基宣布已完成首次區(qū)塊鏈試驗(yàn)，該試驗(yàn)旨在優(yōu)化價(jià)值數(shù)萬億美元貨物的全球航運(yùn)業(yè)務(wù)。試驗(yàn)船舶運(yùn)輸貨物從鹿特丹港出發(fā)，經(jīng)過美國海關(guān)和其他機(jī)構(gòu)審核，耗時(shí)2周到達(dá)紐瓦克港。在測試中，只有馬士基和國際商業(yè)機(jī)器公司可以管控節(jié)點(diǎn)；每位參與者都可通過定制的憑證從移動設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序中獲取數(shù)據(jù)，但只能查看其所需的航運(yùn)數(shù)據(jù)及裝運(yùn)流程。據(jù)說將來航運(yùn)公司和政府監(jiān)管部門可以管控自己的節(jié)點(diǎn)。

馬士基負(fù)責(zé)物流運(yùn)輸業(yè)務(wù)的首席數(shù)字官Ibrahim Gokcen認(rèn)為，普及區(qū)塊鏈方案不僅能減少日常文書工作，還能打擊海事欺詐行為。區(qū)塊鏈方案可以確保貿(mào)易雙方在可信的環(huán)境中交換信息，并由系統(tǒng)監(jiān)管整個過程；能提高海關(guān)的辦公效率，確保整個區(qū)塊鏈進(jìn)出口活動的安全；此外，運(yùn)輸過程的透明化在理論上能夠完全消除為防止欺詐等而產(chǎn)生的額外成本，并加快交易及物流速度。

3.2 現(xiàn)代商船

2017年9月7日，現(xiàn)代商船宣布已完成基于區(qū)塊鏈技術(shù)的首次試航。試航船舶于8月24日從釜山港出發(fā)，于9月4日到達(dá)青島港結(jié)束試航。此次航行對區(qū)塊鏈技術(shù)在從訂艙到貨物交付的全過程中所起的作用開展試驗(yàn)，并應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測冷藏集裝箱的溫度?，F(xiàn)代商船表示，在航運(yùn)和物流領(lǐng)域應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，有助于相關(guān)方共享貨物、船舶信息，省去大量紙面文書，如出口原產(chǎn)地證明書、貨物清關(guān)文件、提單等。

3.3 以星航運(yùn)

以星航運(yùn)開展基于區(qū)塊鏈的無紙化提單試驗(yàn)項(xiàng)目。提單詳細(xì)描述貨物的類型、數(shù)量、出發(fā)地和目的地，并載有貨物運(yùn)輸合同條款；通過區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)和檢查站，創(chuàng)建以星航運(yùn)同步跟蹤貨物的應(yīng)用程序；通過使用基于區(qū)塊鏈的分布式記賬新系統(tǒng)，確保各方能夠通過安全的去中心化網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、轉(zhuǎn)讓、簽署、管理與航運(yùn)和交易相關(guān)的文件。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用建議

未來，集裝箱運(yùn)輸行業(yè)的競爭將集中表現(xiàn)為深入客戶全程供應(yīng)鏈，并通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化實(shí)現(xiàn)智慧物流。在集裝箱運(yùn)輸行業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用過程中，既要做到運(yùn)輸全程的透明化，實(shí)現(xiàn)集裝箱物流生態(tài)網(wǎng)絡(luò)角色及環(huán)節(jié)數(shù)字化，又要及時(shí)甚至提前響應(yīng)客戶需求，提供合適的物流解決方案。相比傳統(tǒng)技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)通過分布式賬本技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)整個供應(yīng)鏈面向所有參與方的全程透明化，其主要的應(yīng)用場景建議如下。

（1）貨物跟蹤信息 目前，貨物跟蹤實(shí)際上為集裝箱動態(tài)節(jié)點(diǎn)跟蹤與船期跟蹤的組合。未來，貨物跟蹤將圍繞物聯(lián)網(wǎng)、移動終端、全透明的操作環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對從訂艙到交貨全過程（包括位移、環(huán)境、貨物實(shí)體及預(yù)測）的可視化跟蹤；采用區(qū)塊鏈存儲技術(shù)，利用分布式賬本防竄改、易共享的優(yōu)勢，對監(jiān)控信息進(jìn)行分發(fā)；此外，還可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)存儲貨物交接和簽收、集裝箱交接等重要細(xì)節(jié)信息。

（2）電子單據(jù) 利用區(qū)塊鏈防竄改技術(shù)存儲客戶、碼頭、堆場、供應(yīng)商、政府監(jiān)管部門等物流參與方的交接憑證，進(jìn)一步推進(jìn)無紙化單證發(fā)展，從而提高單證流轉(zhuǎn)效率，降低信任成本，確保電子單據(jù)安全存儲并且不可竄改。

（3）信息共享 區(qū)塊鏈生態(tài)網(wǎng)將集裝箱物流的所有參與方（包括客戶、供應(yīng)商、政府監(jiān)管部門等）連接起來，并通過區(qū)塊鏈的分布式賬本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。例如，當(dāng)客戶備貨時(shí)，船公司及時(shí)獲取信息并提前進(jìn)行運(yùn)輸準(zhǔn)備，海關(guān)也能及時(shí)獲取貨物信息并開展溯源追蹤，從而增加管理透明度，防止套約等不規(guī)范行為。

（4）數(shù)字資產(chǎn) 物流供應(yīng)鏈上的企業(yè)大多是中小微企業(yè)，其信用評級普遍較低，難以獲得融資貸款服務(wù)。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)信息記錄具有不可更改和不可偽造的特性，這使得物流鏈中的所有商品可追溯、可證偽，且不可竄改，從而實(shí)現(xiàn)物流商品的數(shù)字資產(chǎn)化。在此基礎(chǔ)上，通過提供金融、保險(xiǎn)等增值服務(wù)，能夠解決物流供應(yīng)鏈上中小微企業(yè)融資難的問題。