區塊鏈技術構造出的全新供應鏈資訊平臺架構

區塊鏈目前已經引發了世界性的關注，迅速地成為一場全球參與競逐的“軍備”大賽。2017年，區塊鏈及相關行業正在加速發展，全球已經加速進入“區塊鏈經濟時代”。

從技術角度來看，區塊鏈是一種由多方維護、以區塊鏈結構儲存資料、使用密碼學保證傳輸和訪問安全，可以實現資料一致儲存、無法篡改、無法抵賴的技術體系。這種技術給世界帶來無限的遐想空間，對區塊鏈的關注度持續升溫，藉助區塊鏈技術打造供應鏈資訊平臺將會帶給我們什麼樣的全新的視野。

區塊鏈基礎架構主要分為：應用層、合約層、激勵層、共識層、網路層、資料層和資料基礎設施層。資料層、網路層、共識層屬於協議層，是構成區塊鏈技術的必要層級，是實現區塊鏈技術的基本保障，缺一不可，而合約層屬於擴充套件層，區塊鏈的程式設計性質主要通過該層實現。供應鏈資訊平臺的技術模型主要有三大模組，應用層的互動模組；合約層、共識層及網路層的核心模組；資料層和資料基礎設施層的基礎模組。激勵層通常發生在公有鏈中，包括髮行機制和激勵機制兩個部分，在供應鏈聯盟鏈中，共同維護平臺正常執行是每個成員的責任，而產生的利益分配可以按照成員需求通過產品流或者資金流來實現。

三位一體供應鏈資訊平臺技術架構

應用層

應用層封裝了供應鏈的應用場景，是供應鏈成員與資訊平臺的互動媒介，也是使用者直接資訊互動的載體。供應鏈上的成員可以通過應用層實現物流、商流、資金流的全程記錄；金融機構則可以圍繞供應鏈三流為供應鏈企業提供融資、保險、審計等金融服務，形成供應鏈金融資訊流；監管機構通過智慧合約智慧監管平臺中供應鏈企業及金融機構，保障供應鏈網路的健康發展。區塊鏈技術能夠實現供應鏈資訊流、金融資訊流及監管資訊流在應用層上高效自主地流通。

合約層

合約層由各類指令碼程式碼、演算法機制以及智慧合約構成。其中智慧合約是合約層的核心，通過嵌入在區塊鏈的合約程式碼來實現。參與方事先擬定合約內容和觸發機制，以程式碼的形式嵌入系統，一旦滿足觸發條件，合約自動執行，外界無法干擾。在供應鏈管理中，如果以智慧合約的形式執行供應鏈合約，可以節約大量的人力成本，提高處理效率。表2整理了適合嵌入系統的供應鏈智慧合約型別。

供應鏈智慧合約

合約主體	合約型別	合約內容
供應鏈 聯盟成員	供應鏈採購智慧合約	將供應鏈回購合約、利潤共享合約、數量折扣合約等採購合同嵌入平臺後，系統每週期按照銷售數額自動分配收益或補償損失。
	貨到付款智慧合約	當供應鏈下游收到貨物時，掃碼入庫以確認收貨，通過智慧合約實現自動結賬。
	到貨延遲智慧合約	產品配送時，發生到貨延遲時自動觸發懲罰合約。
	缺貨損失智慧合約	當供應鏈上游供應不足發生缺貨時自動履行缺貨損失智慧合約，上游自動轉賬賠付下游或給予下次訂單優惠。
	運輸控制智慧合約	在運輸過程中，實時監控配送溫度、時間、路線等環節，如發生溫度超標、配送超時等現象自動觸發懲罰合約。
	倉儲控制智慧合約	在倉儲過程中，實時監控產品出入庫時間，倉庫溫度溼度、貨物狀態。如庫內環境不符合要求、儲存超時等現象自動觸發懲罰合約。
消費者	到貨延遲智慧合約	產品配送時，發生到貨延遲時自動觸發懲罰合約。
	退換貨智慧合約	在退換貨環節，自動實現商家與消費者財貨兩清的智慧合約。
	折扣智慧合約	當消費者購買一定數量的產品之後，可以通過折扣智慧合約實現自動折扣。
	積分智慧合約	消費者購買產品所獲得的積分可以通過智慧合約進行記錄和兌換。
金融機構	融資借貸智慧合約	通過平臺實現倉單質押融資、應收賬款融資、票據託管貼現、股票購買、眾籌等金融服務，降低風險，提高效率。
	保險智慧合約	產品自動理賠、到貨延遲賠付、正品保障等保險智慧合約。
	會計審計智慧合約	供應鏈企業的代理記賬、代理報稅、報表審計、資產清算審計等智慧合約
監管機構	稅收智慧合約	供應鏈聯盟成員的稅收繳付可以通過稅收智慧合約自動實現。
	商品質檢智慧合約	當供應鏈出現產品不合格的情況，可通過商品質檢智慧合約實現自動處罰。
	貨運違章智慧合約	當供應鏈運輸過程出現違章違規，可通過貨運違章智慧合約實現自動處罰。

共識層

共識層封裝了整個系統的共識演算法，是實現區塊鏈去中心化特性、保證網路不被惡意節點攻擊的關鍵。從比特幣初創至今，根據使用環境的不同，人們已經設計出了十餘種共識機制，其中使用較為廣泛的共識機制如表3所示。

常見共識機制對比

共識機制	中文名稱	效能	去中心化	最大作惡節點	代幣	型別	技術成熟度	專用 硬體	應用
PoW (Proof of work）	工作量證明	高	完全	0.51	需要	公有鏈	成熟	不需要	比特幣
PoS （Proof of Stake）	股份證明	較高	完全	0.51	需要	公有鏈	成熟	不需要	點點幣、未來幣
DPoS（Delegate Proof of Stake）	股份授權證明	高	完全	0.51	需要	公有鏈	成熟	不需要	位元股
Casper	投注共識	較高	完全	0.51	需要	公有鏈	未成熟	不需要	以太坊
PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）	實用拜占庭容錯	高	半中心化	0.33	不需要	聯盟鏈	成熟	不需要	央行區塊鏈數字票據交易平臺
PoET（Proof of Elapsed Time）	消逝時間量證明	高	半中心化	0.51	需要	聯盟鏈	未成熟	需要	“鋸齒湖”資訊平臺

已有的共識機制有各自的特點及試用的應用場景，PoW每次達成共識要求全網共同參與，會產生很大的資源消耗。PoS共識，雖然可以解決PoW中資源損耗的問題，但需要依靠幣齡進行挖礦，額外的代幣需求對系統的要求較高。DPoS共識演算法在PoS的基礎上通過股東投票給某個受託人，系統根據股東所持股權在系統中佔比計算出票數最高的一定數量受託人，受託人們按照事先規定的順序輪流負責生成區塊。相較而言，該共識演算法比較適合供應鏈聯盟，但該共識機制仍然存在委託人固定、記賬順序不隨機、單一記賬等問題。除此之外，還有Casper投注共識、實用拜占庭容錯（PBET）、消逝時間量證明（PoET）等適用於特定應用場景的共識機制。

根據供應鏈聯盟的多中心特點，提出了新的適用於供應鏈資訊平臺的共識機制——隨機動態DPoS（SDPoS）共識機制。在SDPoS中，系統每間隔時間t舉行一次投票，選出供應鏈網路中的受託記賬人，節點發起交易之後，系統通過產生隨機數，隨機指派某兩個受託人進行該交易的雙向驗證，其中某一受託人進行該交易的記錄，生成新的區塊。該機制在傳統的DPoS共識的基礎上增加了隨機性，動態性和多重驗證的特點。動態性是指受託人並不固定，一段時間（t）之後需要重新投票再選擇。如此可以剔除有問題的受託人，能夠給供應鏈中的發展較好的中小企業記賬的權利，同時可以緩解投票者冷漠的問題，提高各個參與者對系統工作狀況的關注程度。而隨機性體現在隨機產生記賬人，而不按照約定的順序，防止記賬人提前做好作弊準備。多重驗證改變了單一記賬人驗證的模式，改為兩到三個記賬人同時驗證，能夠增強交易資訊的可靠性。

資料層

大部分資訊平臺在使用密碼學演算法時會採用AES、ECDSA、SHA2等國際標準，但考慮到系統的安全性和政策性風險，供應鏈資訊系統的資料層的密碼演算法應當與國內的金融機構選用密碼學演算法保持一致，即選擇國密演算法，採用SM2加密技術進行加密。

通過區塊鏈各方可以獲得一個透明可靠的統一資訊平臺，可以實時檢視狀態，降低物流成本，追溯物品的生產和運送整個過程，從而提高供應鏈管理的效率。當發生糾紛時，舉證和追查也變得更加清晰和容易。推動供應鏈進入一種全新智慧的狀態，快速的實現當前供應鏈資訊平臺的飛躍式發展。

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