获取供应链交易信息的区块链配置研究_王东.pdf

第 卷第期黑龙江工程学院学报 年月 ：获取供应链交易信息的区块链配置研究王东（哈尔滨学院 经济管理学院，哈尔滨 ）摘要：区块链是突破性技术，但受到各种成本的制约，并非所有主体都有必要导入。文章将焦点投放于区块链类型与架构细分，以可追溯性为例分析基于区块链赋能供应链的优势、局限及架构选择，讨论获取供应链交易信息的区块链低成本配置。认为潜在主体应该慎重考量自身情况与条件后进行区块链技术采用决策，如果条件欠缺，现有的诸多技术也可有效替代区块链的一部分固有优势，实现供应链等领域的相应功能需求。关键词：区块链架构配置；供应链；可追溯性；替代技术中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；收稿日期：基金项目：黑龙江省哲学社会科学研究规划项目（）作者简介：王东（），男，副教授，博士，研究方向：产业经济、供应链管理区块链问世以来，各经济体、各行业等都在探索利用区块链技术改善其产品和业绩。区块链最早应用于加密货币领域，考虑到其在比特币、以太坊等应用的成功，可以说区块链技术存在巨大发展潜力。但也应看到，虽然传统区块链对一些领域的影响是突破性的，但许多公共区块链（，以下简称“公链”）并非是实现供应链功能的最佳方案，而私有区块链（，以下简称“私 链”）和 联 盟 区 块 链（，以下简称“联盟链”）架构很有可能在一些制约条件下成为赋能供应链的解决方案。目前，很多领域在导入区块链技术时仍面临着相当多的障碍。对区块链的过度炒作使人们对区块链产生了广泛的误解，导致对区块链技术的期望偏差率。试图导入区块链技术的主体应该认识到，区块链并不是能够解决他们面临的所有问题的万能药。很多情况下，基于区块链的解决方案并非是最好的，甚至根本不适合。主体寻求突破发展也可通过现有技术替代区块链的部分机能来实现，这通常具有更好的效果、更低成本并确保投资得到回报。澳大利亚在区块链可追溯系统使用方面有成功经验，但在初期导入区块链技术时，澳大利亚农业部却表示，“区块链技术对农业来说仍是一项新的、困难的、颠覆性、非通用的技术。区块链技术在农业领域的采用面临着许多重大的障碍，如技术成熟度、采用成本和技术熟悉程度。如果这些问题得到解决，并能为澳大利亚农业生产者带来可观的财务回报，才会成为澳大利亚农业部门继续投资区块链技术的理由”。对于很多经济主体而言，区块链技术采用行为的意图仍是主要由“感知到的易用性和有用性”驱动的。区块链嵌入供应链的非技术性挑战还包括缺乏政府监管、融资规模偏小、运行专业化不足等问题。文中带着三个问题（见图）展开论述。问题一：区块链技术适用于供应链领域吗；问题二：如果问题一的答案是肯定的，哪种类型的区块链更好；问题三：如果问题一的答案是否定的，存在哪些替代技术。首先以可追溯性为例，分析区块链赋能供应链需求的可能性；然后探讨区块链的典型类型以及不同架构的潜在优势和局限；最后讨论可以替代区块链部分机能的既有技术方案。希望文章能对利用区块链技术赋能实体经济的相关主体提供新的借鉴与参考。图问题路径区块链赋能供应链需求的可能性为了回答引言中的“问题一”，本节以可追溯性为例分析可追溯性的关键要求如何被区块链的特性所支持，然后论述区块链赋能供应链可追溯性的优势与局限。可追溯性和透明度是任何物流和供应链组织的关键因素。供应链的可追溯性是指在端到端供应网络的所有阶段识别和跟踪原材料、组件和产品的能力。虽然存在诸多现代技术，但很多主体仍然沿着旧有供应链模式跟踪和追溯他们的产品。许多供应链流程仍是基于纸张的，并与多层供应商和服务提供商进行着杂乱的交易来往，这使得从原材料到最终用户的可追溯性成为巨大挑战。供应链的可追溯性在很大程度上依赖于唯一可识别的对象和参与者。可追溯性的一个最基本的要求是安全地在链和内部层面上将对象、流程和地点联系起来。而区块链所具备的个人的匿名性，恰恰使所有参与者都能够实现交易可见和可验证。为了能够有意义地捕捉和记录可追溯性数据，需要对流程和数据进行标准化。而区块链的分布式性质提供了相应的数据标准化功能。在区块链的分布式模式下，数据一旦被数据库接受后便不容许篡改，从而可以保证追溯数据的安全性。区块链中的交易可见性能够体现内部交易和链上交易之间的联系。区块链上的匿名既无法实现链接也无法实现验证电子资产转移。区块链中，所有参与者对交易的验证是基于存储交易的数据透明度来实现的，这与供应链追溯中产品数据的透明度需求相匹配，企业与整个供应链、甚至与公众分享所有信息。而这种情况下，生产量、供应商和客户关系等信息就可能成为竞争对手的优势来源。因此，信息的保密性只能通过保持共享供应链伙伴的匿名性来保护。点对点网络及其平等的参与者和分布式架构是公链技术的基础，可以消除对任何集中管理或控制的暴露。然而，对整个系统和系统内具体功能的访问管理需要某种形式的中介媒体来管理访问权。为了得到验证，合作伙伴将不得不放弃他们的匿名性。在将内部流程和数据与供应链伙伴联系起来进行追踪时，需要应用独特的标识符，这使匿名性受到威胁。区块链的去中心化促使所有参与者存储所有的数据，并直接相互沟通。经过验证的副本保存在本地，交易在两个合作伙伴之间直接执行，是对区块链中数据的访问得到高可用性保证，可追溯性信息的报告也可以有效执行。然而，后台的分发和验证会造成延迟，经过验证的信息不会立即提供给上游或下游的合作伙伴。持续同步整个网络的所有系统交易的过程使每个参与者都有责任沟通、存储和验证所有的系统数据，这就限制了交易频率和规模。虽然区块链中的透明度是可追踪性所要求的，但隐私性却依赖于匿名性。然而，在封闭的参与者群体中的物流无法保持匿名性。由于数据的存储、处理和网络传输方面的重复，去中心化会导致延迟和资源消耗的增加。如此可以总结，区块链可以在以下三点的约束下赋能可追溯性。一是对中心机构的要求不高时；二是对机密性或可以匿名记录有意义信息要求不高时；三是对错误率、速度或相关性要求不高时。区块链的类型 区块链的中心化与去中心化区块链是一个分散的数据库或分类账。维护第期王东：获取供应链交易信息的区块链配置研究区块链的工作就是在网络中的每个节点或“对等节点”之间分布和共享数据。这意味着数据不必通过任何中央服务器或集线器。区块链根据共识执行的规则工作，任何人都可以参与，任何人都可以检查规则是否得到遵守。这是去中心化区块链与中心化区块链之间的主要区别之一。在中心化区块链中，大多数参与者必须相信少数个人或实体正在遵守的规则。而去中心化区块链将权力从少数人身上转移开来，消除了对信任的需求。相反，任何人都可以检查分类帐或贡献计算能力来复制它。在实践中，大多数区块链并没有实现完全的去中心化和绝对的透明度。不可否认，去中心化的区块链是最安全的。这是由去中心化的区块链的点对点与分布式的性质决定的。公链区块链根据其开放程度可以分为公链、私链和联盟链，所谓的开放程度就是指是否所有人都可以自由地加入区块链，获取链上信息以及链上的信息是否公开透明。公链是在实际应用中开放程度最高的一类，任何个人、组织都可以自由地加入和退出。公链上的所有数据记录公开、透明，任何人都能参与共识过程，公链被认为是不受机构控制、完全去中心化的区块链，最典型的公链代表就是比特币系统，这个系统向所有人开放，人人都可以成为比特币系统中的节点、验证者、使用者。公链的优势：）去中心化，链上用户的权益不受任何机构控制，任何人都能加入、读取，都可以发送交易信息，并进行有效性的确认。）所有的交易数据公开透明，访问门槛低。每个参与者都能看到所有账户的余额和所有的交易活动。）数据无法篡改，安全性高。公链信息通过共识被添加至区块链后，就被所有的节点共同记录，并通过密码学保证前后互相关联，篡改难度与成本非常高。公链的缺陷：）由于访问门槛较低，彼此间信任程度低，数据价值的真实与否需要通过大量节点的确认 才 能 被 添 加 到 区 块 链 上，因 此 效 率 低 下。）部 分采用 （工作量证明机制）的公链，由于全网算力消耗过大，再加上不是所有的算力都由可再生能源提供，往往被“绿色发展”理念所诟病。私链私链又被称为内部链，其开放程度较低，数据的写入、修改权限仅在少数人组织手中，属于私有机构单中心网络。目前很多大型的公司集团都在开发自己的私链，它可以用于企业管理、财务审计、银行清结算等。私链的优势：）由于权限掌握在某个中心化的组织或者机构里，它的数据处理速度和交易速度都极快。）交易数据不对外公开，数据隐私性较好。）运行更为高效灵活，出现问题后可以迅速通过人工干预进行修复，费用低廉，甚至可以为零。私链的缺陷：）权限完全掌握在单个组织手里，在有需要的情况下，运行私链的组织可以轻易地修改规则，因此会导致信任度下降，区块链的安全和透明程度也会打折。）本身不具有去中心化的属性，更像是一个局域网，应用范围有限。联盟链联盟链由多个互相信任的组织共同参与，彼此间具有良好的合作关系。联盟链的开放程度介于公链和私链之间，写入、修改权限仍掌握在多个互信组织手中，被视为是部分去中心化的区块链。这个联盟可以是国与国，也可以是企业与企业、银行与银行之间合作的某种联盟。联盟链的参与方彼此信任程度高，验证效率快，交易成本较公链大大下降，同时数据的部分隐私又能得到很好的保护。联盟链上的信息与资源，只有该联盟的成员才可以共享。通过表可以看到，公链、私链、联盟链均存在着优势与缺陷，当区块链被引入供应链领域时，会有许多潜在的主体用户。这些主体有必要甄别哪种区块链架构更适合自己。接下来，讨论可供选择的区块链构架，回答“问题二”。表公链、私链与联盟链的比较公链私链联盟链优势数据公开访问门槛低安全性高处理速度快数据隐私性较好运行更为高效灵活处理速度快数据隐私性较好安全和透明程度高缺陷效率低下 能耗高安全和透明程度低 应用范围有限初期架构成本高可供选择的区块链架构 公链架构使用公链架构，几乎所有参与者都要将其全部的交易放在同一个公链上。传统公链通过掌握比特币的交易信息，参与者可以更好地了解比特币交易市场。几乎所有的参与者都“关心”每一笔交易，因为每一笔交易都有可能影响到他们所持有的资产价值。然而，这种架构下，消除信息不对称有可能为竞争对手提供全部交易的数据。此外，可见性本身并不能使交易正确。在许多交易环境中，除非黑龙江工程学院学报第 卷有“意图”收集商业信息，否则参与者通常只会“关心”含有与自己相关的交易信息。这就无法指望所有的参与者都能监督所有的交易。公链无法覆盖参与者交易数据的情况下，就会引起公链信息不足。因此，目前的许多供应商提供基于云的区块链。云解决方案更加灵活，可以提供更为广泛的系统访问。私链架构第二种架构假设主体使用单一的私链来捕捉其每一个供应链交易。此架构下，主体将区块链作为“可信单一数据源（）”的基础，除审计或监管机构外不允许其他组织访问信息。每笔交易都以哈希字符串的形式存储在区块链上。目前，大量关于此类系统的研究经验表明，单一私链架构没有比现有系统在测试中更快或更有成本效益。特殊私链架构私链架构的特殊形式有两种，一种是双方私链架构，即两个主体共享一个私链。如果一家企业外包了大量的生产，或者与另一家企业联系紧密，并使用相同账本进行交易，那么这种技术可能特别有吸引力。由于参与者的数量少，而且有协议合同约束主体行为，两个企业不太可能采用基于共识的方法。因此，双方私链架构可能成为联系紧密企业的选项。这种架构将为这两家企业中的每一家提供可见性，并消除信息差距。然而，需要指出的是，如果区块链只用于交易的一个子集，参与的企业将需要额外的内部系统，以及在区块链和企业自己的系统之间构架桥梁。另一种特殊形式是多方私链架构。此架构下，业务关系紧密的企业群（联盟）共同使用一个私链记录交易事件集。企业群可以建立自己的标准流程和业务方式。如果一个具有重要市场力量的大企业能够确保与其打交道的其他企业（如供应链的供应商）都在同一个区块链上，那么多方私链架构是一种优选策略。一些交易集中的大型企业，如大型航运公司或拥有大量采购业务的企业可以凭借多方私链架构获得对交易的“更大控制”。需要指出的是，联盟链中成员可能较少，每个成员的市场力量都存在差异，并不平等，参与