區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信倉單系統(tǒng)應(yīng)用研究

李博 潘文鋒

摘 要：倉單是大宗商品流通的重要憑證，對于節(jié)約交易成本、提高大宗商品流通效率有重要作用。長期以來，我國非標(biāo)準(zhǔn)倉單市場存在倉單信息缺失、信用擔(dān)保不足和流動性不佳等問題。為解決以上問題，提高非標(biāo)準(zhǔn)倉單信用水平，提出使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信倉單系統(tǒng)的解決方案。首先設(shè)計區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)模型，再運用開源區(qū)塊鏈產(chǎn)品HyperLedger Fabric進行概念驗證，解決傳統(tǒng)倉單系統(tǒng)存在的信息孤島問題，最終建立有效的倉單信息公示平臺。

關(guān)鍵詞：非標(biāo)準(zhǔn)倉單;區(qū)塊鏈技術(shù);可信倉單系統(tǒng)

0 引言

倉單是倉儲物經(jīng)過“資產(chǎn)證券化”后的流通票據(jù)，在降低貨物倉儲、物流環(huán)節(jié)的損耗和提高大宗商品流通效率方面發(fā)揮著不可替代的作用。倉單除了具有標(biāo)識倉儲物所有權(quán)的基礎(chǔ)功能外，還具備有價證券的屬性。我國倉單分為標(biāo)準(zhǔn)倉單和非標(biāo)準(zhǔn)倉單。段偉常[1]詳細介紹了我國標(biāo)準(zhǔn)倉單概念、內(nèi)涵，分析了倉單與現(xiàn)貨之間的關(guān)系和存在的諸多問題，以發(fā)達國家動產(chǎn)質(zhì)押業(yè)務(wù)為參照，指出我國動產(chǎn)質(zhì)押監(jiān)管模式存在明顯不足，并提出使用區(qū)塊鏈架構(gòu)下標(biāo)準(zhǔn)倉單的應(yīng)用模型，以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)倉單信用“增級”。

非標(biāo)準(zhǔn)倉單在我國有更大的市場體量，但是，縱觀非標(biāo)準(zhǔn)倉單市場發(fā)展現(xiàn)狀，存在倉單信息缺失、信用擔(dān)保不足、流動性不佳等問題，難以滿足倉單業(yè)務(wù)要求。

區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展為解決上述非標(biāo)準(zhǔn)倉單面臨的問題從技術(shù)上提供了新思路。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去（多）中心化、數(shù)據(jù)公開透明、數(shù)據(jù)可溯源和難篡改特性，對于構(gòu)建組織間互信關(guān)系，提高倉單信息可信度，跟蹤和記錄倉單流轉(zhuǎn)完整信息具有重要意義。蔣東東等[2]基于區(qū)塊鏈搭建了電子倉單流轉(zhuǎn)平臺，有效論證了該方案的可行性。依托核心機構(gòu)權(quán)威性建立倉單市場聯(lián)盟，有利于實現(xiàn)核心企業(yè)信用傳遞，提高倉單信用水平。但是區(qū)塊鏈技術(shù)保證鏈上流轉(zhuǎn)的信息不可篡改，無法對貨權(quán)進行有效監(jiān)控。因此本文提出區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，把對機器的信任延伸至物理世界，利用傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽和嵌入式技術(shù)打通物理世界與數(shù)字世界的信任壁壘，建立可信倉單系統(tǒng)。

1 倉單應(yīng)用存在的問題

倉單是在存貨人按照倉儲合同約定將倉儲物交付給保管人后，由保管人向其出具提取倉儲物的憑證[3]。倉單是倉儲合同當(dāng)事人（存貨人和保管人）履行倉儲合同義務(wù)的證明，即存貨人已履行了交付倉儲物給保管人的義務(wù)，保管人履行了對倉儲物進行驗收的義務(wù)。倉單是一種物權(quán)憑證，存貨人獲得倉單，即意味著獲取了倉單記載的倉儲物所有權(quán)，倉單持有人可憑倉單請求保管人給付倉儲物。倉單還是一種有價證券，倉單持有人對所持倉單及其標(biāo)注的倉儲物擁有處置權(quán)，可以通過在倉單上背書并經(jīng)保管人簽字或蓋章后轉(zhuǎn)讓倉單項下倉儲物的所有權(quán)，也可以通過質(zhì)押倉單獲取融資服務(wù)。

在我國，倉單分為標(biāo)準(zhǔn)倉單和非標(biāo)準(zhǔn)倉單。標(biāo)準(zhǔn)倉單是由期貨交易所指定交割倉庫簽發(fā)的實物提貨憑證，需要經(jīng)過規(guī)定的流程并在交易所注冊后始生效。非標(biāo)準(zhǔn)倉單是標(biāo)準(zhǔn)倉單的補充，凡是不滿足標(biāo)準(zhǔn)倉單注冊條件的倉單都是非標(biāo)準(zhǔn)倉單。通常情況下，非標(biāo)準(zhǔn)倉單是由倉儲機構(gòu)為貨主出具的倉庫保管單、入庫單等有效憑證。

目前，倉單在我國市場應(yīng)用中存在以下問題：

（1）倉單信息孤島現(xiàn)象嚴重。我國倉單業(yè)務(wù)種類豐富、流程復(fù)雜，涉及的參與方眾多。通常參與倉單業(yè)務(wù)的機構(gòu)間系統(tǒng)相互獨立，信息孤島現(xiàn)象明顯，尤其是倉單在經(jīng)過多次轉(zhuǎn)讓、連續(xù)交易、質(zhì)押等操作后，極易發(fā)生有效信息缺失、信息鏈條不完整、權(quán)責(zé)不明確等問題。這些問題容易滋生虛開倉單、重復(fù)質(zhì)押等風(fēng)險，加大了監(jiān)管部門對當(dāng)事人道德監(jiān)控的難度。

（2）非標(biāo)準(zhǔn)倉單信用擔(dān)保不足。我國倉單信用水平高低不一，總體表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)倉單信用水平高于非標(biāo)準(zhǔn)倉單信用水平。標(biāo)準(zhǔn)倉單有交易所對其進行信用背書，具有較高的信用水平。非標(biāo)準(zhǔn)倉單的信用水平則主要依賴于簽發(fā)主體和第三方信用擔(dān)保機構(gòu)，通常簽發(fā)非標(biāo)準(zhǔn)倉單的機構(gòu)在規(guī)模和抗風(fēng)險能力方面表現(xiàn)欠佳，能夠為非標(biāo)準(zhǔn)倉單提供信用背書的第三方擔(dān)保機構(gòu)數(shù)量較少，因此非標(biāo)準(zhǔn)倉單面臨信用擔(dān)保不足的問題。

（3）倉單流動性不佳。標(biāo)準(zhǔn)倉單持有成本較高，通常只應(yīng)用于大宗商品外貿(mào)現(xiàn)貨和國內(nèi)期貨交易所，市場體量有限。非標(biāo)準(zhǔn)倉單數(shù)量遠遠超過標(biāo)準(zhǔn)倉單數(shù)量，屬于倉單市場中的長尾部分。但是非標(biāo)準(zhǔn)倉單因為面臨信用擔(dān)保不足的問題，所以其信用水平較低，市場流動性表現(xiàn)不佳;在質(zhì)押融資方面，倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)活躍度不高，參與銀行融資的倉單數(shù)量占比不到5%。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)可解決的關(guān)鍵問題

區(qū)塊鏈思想誕生于2008年中本聰（Nakamoto Satoshi）[4]發(fā)表的題為《比特幣：一種點對點的電子貨幣系統(tǒng)》的論文。他提出了一種在沒有可信任第三方機構(gòu)參與的情況下，通過點對點網(wǎng)絡(luò)解決雙重支付問題的方案。該方案使用了時間戳、數(shù)字加密、分布式共識機制等關(guān)鍵技術(shù)，這種揉合了多種信息技術(shù)的分布式記賬方式被稱為區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是建立一種公平、公開、公信的交易機制，具有去中心化的特點。它通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)公開透明和不可篡改的交易環(huán)境抑制參與者作惡的心理，通過組織參與機構(gòu)進行相互監(jiān)督規(guī)范參與者交易行為，共建組織間的信任關(guān)系。

倉單市場缺少有效倉單信息公示機制和行業(yè)公認的倉單信用標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)塊鏈技術(shù)具有信息公開透明、數(shù)據(jù)可溯源、難篡改的特性，可通過兩個方面積極改善上述問題。

（1）建設(shè)高可信的倉單信息公示平臺。使用區(qū)塊鏈技術(shù)建設(shè)倉單信息公示平臺，解決參與機構(gòu)間的信息孤島問題，提高倉單信息可信度。區(qū)塊鏈技術(shù)也被稱為分布式賬本技術(shù)，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都維護著一份相同的賬本，聯(lián)盟成員可以基于本地賬本準(zhǔn)確獲取倉單基本信息，跟蹤倉單注冊、轉(zhuǎn)讓和質(zhì)押等流轉(zhuǎn)信息，有效避免因倉單信息缺失導(dǎo)致倉單多重質(zhì)押等風(fēng)險。

（2）建立聯(lián)盟成員公認的倉單信用標(biāo)準(zhǔn)。使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建倉單市場聯(lián)盟，依托核心企業(yè)權(quán)威性，建立聯(lián)盟內(nèi)公認的倉單信用標(biāo)準(zhǔn)。我國倉單業(yè)務(wù)涉及的參與機構(gòu)具有種類多、數(shù)量大、規(guī)模各異的特點，不具備建立中心化信任模型的基礎(chǔ)條件。利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建倉單市場聯(lián)盟，由核心企業(yè)組成聯(lián)盟鏈的多中心組織，對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的倉單業(yè)務(wù)進行信用背書，有利于核心企業(yè)信用傳遞，提高非標(biāo)準(zhǔn)倉單信用水平。

3 模型設(shè)計與構(gòu)建

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信倉單系統(tǒng)模型設(shè)計

我國倉單市場缺少有效的倉單信息公示機制和行業(yè)公認的倉單信用標(biāo)準(zhǔn)。解決該問題的關(guān)鍵是建立一個信息公開透明、倉單公信度高的倉單市場聯(lián)盟。本文設(shè)計了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信倉單系統(tǒng)的解決方案，其邏輯模型如圖1所示。

模型參與機構(gòu)包括倉單持有人、倉儲機構(gòu)、信用擔(dān)保機構(gòu)和銀行。其中，倉單持有人為倉單實際所有者，持有人可以基于所持倉單開展多種業(yè)務(wù);倉儲機構(gòu)是倉儲物的存管機構(gòu)，擁有倉儲物的監(jiān)管權(quán);信用擔(dān)保機構(gòu)可以為倉單信用提供擔(dān)保，提高倉單信用水平;銀行在倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)中充當(dāng)質(zhì)權(quán)人角色。

模型中將上述參與機構(gòu)分為核心機構(gòu)和普通機構(gòu)，其中，核心機構(gòu)指在行業(yè)中發(fā)展較好、具有權(quán)威性的企業(yè)，包括核心倉儲機構(gòu)、核心信用擔(dān)保機構(gòu)和核心銀行;普通機構(gòu)指經(jīng)營規(guī)模較小的市場參與者，包括倉單持有人、普通倉儲機構(gòu)、普通信用擔(dān)保機構(gòu)和普通銀行等。

為每個參與機構(gòu)搭建專屬的區(qū)塊鏈節(jié)點，這些節(jié)點上記錄有倉單信息，存儲著相同的倉單賬本。在該模型中選擇核心倉儲機構(gòu)、核心信用擔(dān)保機構(gòu)、核心銀行的區(qū)塊鏈節(jié)點形成聯(lián)盟鏈的多中心組織，負責(zé)對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的每一筆倉單業(yè)務(wù)進行確認和信用背書，普通節(jié)點只需要對與自己相關(guān)的倉單業(yè)務(wù)進行驗證和背書簽名即可。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的倉單系統(tǒng)模型中流轉(zhuǎn)的倉單信息具有公開透明、數(shù)據(jù)可溯源和難篡改的特點，該倉單信息公示平臺可信度較高;經(jīng)過區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)辦理的倉單業(yè)務(wù)不僅由參與雙方承認，還得到核心機構(gòu)的認可，有利于提高倉單信用水平，形成行業(yè)公認的倉單信用標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 基于HyperLedger Fabric的可信倉單系統(tǒng)構(gòu)建

HyperLedger Fabric是一種開源的區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)品，是目前應(yīng)用最廣泛的聯(lián)盟鏈產(chǎn)品[5]。Fabric提供了身份管理、賬本管理、交易管理、智能合約（鏈碼）管理等功能，能夠快速搭建商業(yè)區(qū)塊鏈平臺。本實驗使用Fabric 1.2.0版本搭建可信倉單系統(tǒng)原型，以驗證上述模型可行性。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的可信倉單系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

該系統(tǒng)分為4層結(jié)構(gòu)，自下而上第一層是基礎(chǔ)設(shè)施層，使用Level DB作為區(qū)塊鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，Linux服務(wù)器提供系統(tǒng)服務(wù);第二層是容器層，使用Docker技術(shù)虛擬化多個docker容器代表不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點;第三層是區(qū)塊鏈核心技術(shù)層，使用Fabric在docker容器之間建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò);第四層是倉單系統(tǒng)應(yīng)用層，通過Web應(yīng)用調(diào)用Fabric提供的API與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進行交互。

該實驗構(gòu)建了一個包含1個Orderer排序服務(wù)節(jié)點和7個Peer節(jié)點的區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)，其中區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各節(jié)點功能描述如表1所示。

該實驗區(qū)塊鏈系統(tǒng)包含兩種類型的節(jié)點，一種是Orderer節(jié)點，負責(zé)對系統(tǒng)中的交易數(shù)據(jù)進行排序，生成區(qū)塊;另一種是Peer節(jié)點，負責(zé)在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中發(fā)起交易、背書交易結(jié)果、驗證區(qū)塊和記錄賬本數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)核心機構(gòu)節(jié)點與普通機構(gòu)節(jié)點均屬于Peer節(jié)點，但是二者在功能方面存在差異：①對交易進行簽名背書時，普通節(jié)點只需要對與己相關(guān)的倉單業(yè)務(wù)簽名背書，核心節(jié)點需要對網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的所有倉單業(yè)務(wù)簽名背書;②普通機構(gòu)節(jié)點具有發(fā)起倉單業(yè)務(wù)、背書倉單信息、查詢和記錄倉單賬本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)功能，核心機構(gòu)節(jié)點除了具有普通機構(gòu)節(jié)點的功能外，還具有管理同類型普通節(jié)點的功能，例如新增節(jié)點和運維等工作。

區(qū)塊鏈中Peer節(jié)點通過設(shè)計不同智能合約實現(xiàn)了不同功能。智能合約是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中可自定義的代碼文件，當(dāng)滿足特定條件時區(qū)塊鏈節(jié)點會觸發(fā)智能合約的代碼，執(zhí)行相應(yīng)操作。本實驗共運行了7份不同的智能合約，分別對應(yīng)7種不同角色的區(qū)塊鏈節(jié)點，并決定了相應(yīng)功能。

以倉單登記注冊業(yè)務(wù)為例，說明區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)業(yè)務(wù)流程特點。區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)倉單注冊業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

存貨人完成倉儲物入庫工作后，由倉儲機構(gòu)通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)錄入倉單基本信息并提交倉單注冊申請，倉單基本信息被保存在倉儲機構(gòu)節(jié)點的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中，并標(biāo)記為申請狀態(tài)。倉儲機構(gòu)申請的動作被記錄在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中不可修改的區(qū)塊鏈上。該倉單注冊申請需要得到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)核心機構(gòu)節(jié)點的背書簽名，方可提交，倉單注冊申請?zhí)峤怀晒螅瑐}儲機構(gòu)節(jié)點狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的倉單基本信息和區(qū)塊鏈上申請信息被同步到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的其它節(jié)點上。存貨人可以從本地節(jié)點獲知倉單注冊申請的信息，然后通過區(qū)塊鏈倉單系統(tǒng)對倉單基本信息進行確認，存貨人確認動作會被記錄到本地節(jié)點不可以修改的區(qū)塊鏈上，確認同樣需要獲得核心機構(gòu)節(jié)點的背書簽名后才能成功。倉單注冊申請經(jīng)存貨人確認成功后，區(qū)塊鏈系統(tǒng)所有節(jié)點數(shù)據(jù)再一次同步更新。此時，根據(jù)倉單是否需要信用擔(dān)保，決定倉單注冊下一步流程。如果不需要信用擔(dān)保，則倉單注冊申請流程完成，區(qū)塊鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的倉單基本信息會被更新為流通狀態(tài);如果需要信用擔(dān)保機構(gòu)進行擔(dān)保，信用擔(dān)保機構(gòu)基于本地節(jié)點的信息完成擔(dān)保確認操作，核心機構(gòu)節(jié)點背書簽名確認后，將確認操作信息同步到區(qū)塊鏈系統(tǒng)的全部節(jié)點，完成倉單注冊流程。上述業(yè)務(wù)流程看似復(fù)雜，但是實際上的背書簽名操作、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫和區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)同步等工作均由智能合約自動完成，無需人工操作。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的倉單系統(tǒng)特點在于倉單基本信息和倉單業(yè)務(wù)全過程均被被記錄在不可篡改的區(qū)塊鏈上。這些信息在聯(lián)盟內(nèi)公開透明，區(qū)塊鏈的每一個節(jié)點都可以基于本地賬本數(shù)據(jù)查詢倉單基本信息，獲取倉單完整的流轉(zhuǎn)信息。另外，每一個經(jīng)過核心企業(yè)節(jié)點背書的倉單業(yè)務(wù)不僅由參與雙方承認，還經(jīng)過核心機構(gòu)的信用背書，倉單信用水平將得到有效提升。

4 結(jié)語

使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信倉單系統(tǒng)對于建立倉單信息公示機制和制定行業(yè)公認倉單信任標(biāo)準(zhǔn)具有重大意義。區(qū)塊鏈技術(shù)是目前信息公開度最大、可信度最高的信息公示技術(shù)。加入聯(lián)盟鏈的成員可以基于本地節(jié)點，準(zhǔn)確獲取倉單基本信息和流轉(zhuǎn)過程，對于倉單的來龍去脈有更全面的了解，從而有效地預(yù)防“倉單重復(fù)質(zhì)押”等風(fēng)險，亦可為事后糾紛提供有效證據(jù)。同時，以核心倉儲機構(gòu)、核心信用擔(dān)保機構(gòu)、核心銀行節(jié)點為多中心的聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)，代表了倉單市場最高信用水平，經(jīng)由核心機構(gòu)節(jié)點背書的倉單和倉單業(yè)務(wù)在聯(lián)盟范圍內(nèi)具有普遍的公認度，對于建立行業(yè)公認的倉單信任標(biāo)準(zhǔn)十分有益。

在倉單領(lǐng)域使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)對倉儲物生產(chǎn)、存儲和物流環(huán)節(jié)的監(jiān)控。區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合有利于形成有形資產(chǎn)和數(shù)字資產(chǎn)的直接映射關(guān)系，解決鏈上、鏈下數(shù)據(jù)信任問題，區(qū)塊鏈技術(shù)可保證存儲在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)不被惡意篡改，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提高上鏈數(shù)據(jù)真實性，反映倉儲物實際情況，有效防止“一貨多用，虛開倉單”等風(fēng)險事件的發(fā)生。

本文提出 “區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)建議，為解決數(shù)據(jù)上鏈環(huán)節(jié)的真實性問題提供了思路。雖然區(qū)塊鏈可以保證存儲在鏈上的數(shù)據(jù)不被惡意篡改，但是無法監(jiān)控線下欺騙行為，不具有判斷初始上鏈數(shù)據(jù)真實性的能力。虛開倉單是倉儲物保管人與倉單非法持有人線下勾結(jié)產(chǎn)生的欺騙事件，區(qū)塊鏈技術(shù)并不能防范該類問題的發(fā)生。

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（責(zé)任編輯：江 艷）