产业区块链如何赋能实体经济?看看基于联盟链的 Unita 在物流领域的尝试,文件交换、物流追踪、物流资源数字化公开化。

原文标题:《Unita 在物流领域的应用》
撰文:Unita

背景

中共中央政治局 10 月 24 日下午就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调,区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,明确主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批关键核心技术,加快推动区块链技术和产业创新发展。

早在政策倡导之前,Unita 团队就进行了长时间的探索和技术研发,将联盟链、跨链、数据管理作为技术架构,打造安全可靠的技术平台,可为多个行业提供高性能定制化的企业级应用解决方案。

Unita 以联盟链为基础,构建一主链多侧链的系统架构,结合一键发链、跨链交易、数据管理等模块以及多样化配套工具,组成一站式区块链企业服务,具有搭建快速、性能稳定、平台安全的独特优势。

产业区块链如何赋能实体经济?可以看看基于联盟链的 Unita 在物流行业的尝试

Unita 商用级区块链解决方案包括以下三个技术模块:

  1. 基于新共识算法的高性能企业级联盟链:Unita 为企业提供基于联盟链的区块链解决方案。企业可以根据使用场景配置合适的参数,定制自己的区块链网络。联盟链以最新提出的 SCAR (Scalable Consensus Algorithm)共识算法和 DGP (Decentralized Governance Protocol)治理协议为基础,保证区块链的性能和可扩展性。
  2. 实现链上数据流转的跨链技术:Unita 提供名为 Canal 的跨链解决方案,实现在一条链上读写其他链上的数据。这意味着,企业可以在自己的区块链网络中使用其他链的数据,也可以与其他链上的合约进行交互,让企业链之间、企业链与政务链之间的交互更加便捷,实现不同区块链网络的价值互通。
  3. 通用高效的数据管理模块:Unita 提供 DDAO (Decentralized Data Access Object)通用库作为中间件,连接区块链、智能合约、去中心数据库、去中心文件系统。企业和开发者通过这一技术可以快速实现对各种去中心化系统中数据的读写操作,构建自己的链上数据应用,而不必关心底层的技术实现。

物流与区块链

物流是集信息流、运输、仓储、资金等多环节于一身,跨越多个步骤、多个地点 , 将多个责任主体联动起来的高速发展行业,是链接互联网经济和实体经济的重要基础,又是全球贸易的「血管系统」。

近年来物流行业发展迅速,预计到 2022 年全球范围的物流市场将达到 12.256 万亿美元,而现在中国的物流已接近世界物流行业份额的 40%。

物流行业存在的痛点

高速发展的背后,物流催生的各种问题也在困扰着物流行业中的所有人:

  1. 单据众多,效率低下。物流的商品流转中存在诸多的利益相关方,如出口商、终端运营商、港口与海关部门、货运承接单位等,许多纸质文件和繁杂的手续使得物流效率大大下降,无法保证效率,同时产生许多额外的支出。
  2. 丢包与假商品等信任问题。物流过程中经常出现商品丢失和被掉包问题,导致最终无法提供稳定的物流服务,且带来复杂的赔付问题难以定位责任主体。
  3. 数据孤岛问题,交互成本高,协同度低。港口仓库、货运承接方、检疫等各方的数据未打通,各个角色之间的沟通协调效率十分低下,造成物流时效性差、空仓率高、资源分配调度不合理等诸多问题。

Unita 结合物流行业的技术亮点

习主席在讲话中强调,要抓住区块链技术融合、功能拓展、产业细分的契机,发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用。

物流行业是实体经济和贸易的重要枢纽产业,将区块链做为底层核心架构,结合 IoT、物联网等技术弥补物流行业效率低下、缺乏信任体系和数据共享的弊端,这无疑是当下实现物流产业数字化、智慧化的有效手段,也将成为提高物流效率,降低运营成本的技术变革。

我们采用 Unita 企业级区块链的底层架构,借助 Unita 完整的技术储备,采用去中心化的方式存储整个港口物流业务流程中的所有数据,并通过去中心化的数据接入方案 DDAO 来做数据的更新、删除、读取和权限控制。

Unita 物流链的技术架构如下图所示:

  1. 在底层采用 Unita 联盟链为业务核心模块,所有的角色(如港口、货运单位、监管部门等)均在链上做认证和注册,使用公私钥体系的去中心化数字身份 DID 做身份唯一标示;Unita 联盟链支持权限控制和数字签名,在物流全链条的业务流程均以交易(transaction)的形式在链上记录;
  2. 数据通过去中心化的方式进行存储,存储模式为:以分布式数据仓库存储结构化数据,以 IPFS 存储文档、图片、视频等文件;通过 DDAO 去中心化数据接口,在链上同步数据的操作和变化,且可以通过链上交易来操作分布式数据库和 IPFS,做到数据的更新和变化全溯源;
  3. 在上层将港口仓储、货运单位、监管部门、商品等全部身份数字化,每一个角色都有独立的数字身份唯一标示,将所有角色的数据操作和交易流程记录于区块链上,并通过链上权限控制模块管理数据可视权限,保证关键数据的隐私性;
  4. 在数字身份上层,我们将全业务流程以各种单据(仓储单、货运单、海关申请单等)的形式表示出来,每个单据的文档、图片、签章等文件和数据存储于分布式数据仓库和 IPFS,其哈希值和索引在链上进行确权和索引,全部业务单据使用 DID 身份进行数字签名认证,并加时间戳,业务的推进以链上交易 transaction 的形式完整记录,可供业务参与者和监管机构等实时查看和监控业务的推进过程,在无纸化办公的基础上,通过监管机构的接入实现了透明化和易审计;
  5. 在架构顶层,提供标准化的接口给到具体的业务参与方,允许他们根据权限写入和查看数据,如允许商家查看当前的港口仓储余量和货运商的陆运、航运承载能力,根据自身货物需求匹配和选择仓储和物流;允许海关和港口办查看各个角色的订单详情和状态以及单据证明,给全流程监管和审计提供技术支撑。

产业区块链如何赋能实体经济?可以看看基于联盟链的 Unita 在物流行业的尝试

此设计具备的技术亮点:

  1. 链上数字身份认证。基于联盟链的架构,我们为海关、仓库、运输、检疫等各个角色绑定链上的数字身份,在链上的任何签单、审批、放款操作均需要使用数字身份做签名,实现安全的权限控制和隐私保护;
  2. 高 TPS 支持全链路监控和数据同步。我们对共识算法的改进,使得物流链可以根据业务量动态地规划出块时间,提高链上数据同步效率并有效降低空块率;物流领域需要大量的 IoT 设备实时传输数据来监控物流全链路,这将产生大量的数据同步和上传,需要系统具有极强的并发能力来支持数据传输和链上记录,Unita 实测的万级 TPS (每秒交易数)将有效支持结合 IoT 将物流全链路信息做追踪,实现高效前提下的数据最大可能共享;
  3. 改造 IPFS 非中心化文件存储,结合联盟链实现文件存储和共享。IPFS 基于公链进行设计,不具备权限控制和数据隐私的特性。我们结合 Unita 中超级节点的数字身份 CA,采用分层解耦的方式,在 IPFS 的通讯模块加以身份认证,IPFS 只对区块链开放,区块链系统为上层应用的接入提供接口,保证了数据隐私性。

Unita 将给物流行业带来巨大变革

Unita 将联盟链的弱中心化、链上数字身份 DID (Decentralized ID)、去中心化数据存储等特性与物流深度结合,对其业务流程、数据流转、各方资源整合做出相应的调整和优化,将给整个物流行业带来巨大的变革:

  1. 文件交换简单快捷,无纸化办公。我们在联盟链中将运输公司、海关、仓储、分销商、监管机构等以不同的角色和权限在链上做认证,赋予其数字身份后,将原先需要层层递交纸质材料的繁琐过程全部上链,并使用数字身份签名来对单据进行审核和确认。在链上,每一次文件的审批签字以 Tx (交易)的形式在链上流转并根据权限公开,可以在链上追溯到该文件的审批流程和进度并验证数字签名,在保证审批流程公开和可信的同时避免纸质文件传递、调档、审核盖章等繁琐流程,大大提高效率,同时区块链交易历史不可篡改的特性使得文件的审批流程可追溯,给流程规范和监管提供极大便利;
  2. 物流全链路追踪,信任评级与监管解决失信问题。基于区块链的物流数据共享平台可以将货物打包、审核、装运、卸货、仓储、集散状态等全流程数据上链,结合 RFID、 GPS、 传感器等物联网相关技术,将货物的全部流转过程公开透明化,并在每一步的交接时由承接单位做数据上传和数字身份签名,使得货物出仓、入仓、转运等流程的责任划分更加清晰,保障货物在安全和可信的环境下按照预定的服务规范进行运输和储存,货物出现任何问题,都可以追溯链上的货物信息历史和数字身份签名来确定引发问题的环节和责任人,从而建立起物流全链路信任体系,增加物流服务全过程的稳定性和安全性,使得物流港口业务朝着规范合规的方向发展;
  3. 物流资源数字化公开化,区块链结合 IoT 赋能物流供应链。运输、仓储、分销等效率的高低直接决定了物流行业的利润率,我们使用区块链结合 IoT 技术,对仓库、运输公司、分销渠道等资源进行统计和链上公开,并支持以智能合约的形式用各自的数字身份在物流链上发布各项资源的供需单,从而减少由于信息不透明而需要花费大量人力和时间成本来协调运输和仓储问题,同时实时的资源情况公开也有利于减少空仓率,链上历史数据也将指导各项资源投入产出比的优化,从而精准把握成本,降低风险。

参考文献
1 Unita 文档(及白皮书)
https://doc.unita.network/

2 TradeLens of Maersk and IBM.
https://docs.tradelens.com/

3 基于联盟区块链的物流业信息平台 (南京邮电大学 宁卓、李牧阳、梅新志)

4 一种基于区块链的协同物流方法 (郭志猛)

5 What are the Top 5 Blockchain Applications in Logistics?
https://www.kryptographe.com/top-5-blockchain-applications-logistics/

[6] 中国物流行业市场前瞻与投资战略规划分析报告 (前瞻产业研究院)

[7] 区块链在京东物流的应用及展望 (者文明)

[8] Blockchain in Logistics
https://www.logistics.dhl/content/dam/dhl/global/core/documents/pdf/glo-core-blockchain-trend-report.pdf

[9] Making moves: How Blockchain is quickly becoming a Must-Have in Logistics
https://builtin.com/blockchain/blockchain-supply-chain-logistics-uses