產業區塊鏈如何賦能實體經濟?看看基於聯盟鏈的 Unita 在物流領域的嘗試,文件交換、物流追蹤、物流資源數字化公開化。

原文標題:《Unita 在物流領域的應用》
撰文:Unita

背景

中共中央政治局 10 月 24 日下午就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調,區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起着重要作用。我們要把區塊鏈作爲核心技術自主創新的重要突破口,明確主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批關鍵核心技術,加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。

早在政策倡導之前,Unita 團隊就進行了長時間的探索和技術研發,將聯盟鏈、跨鏈、數據管理作爲技術架構,打造安全可靠的技術平臺,可爲多個行業提供高性能定製化的企業級應用解決方案。

Unita 以聯盟鏈爲基礎,構建一主鏈多側鏈的系統架構,結合一鍵發鏈、跨鏈交易、數據管理等模塊以及多樣化配套工具,組成一站式區塊鏈企業服務,具有搭建快速、性能穩定、平臺安全的獨特優勢。

產業區塊鏈如何賦能實體經濟?可以看看基於聯盟鏈的 Unita 在物流行業的嘗試

Unita 商用級區塊鏈解決方案包括以下三個技術模塊:

  1. 基於新共識算法的高性能企業級聯盟鏈:Unita 爲企業提供基於聯盟鏈的區塊鏈解決方案。企業可以根據使用場景配置合適的參數,定製自己的區塊鏈網絡。聯盟鏈以最新提出的 SCAR (Scalable Consensus Algorithm)共識算法和 DGP (Decentralized Governance Protocol)治理協議爲基礎,保證區塊鏈的性能和可擴展性。
  2. 實現鏈上數據流轉的跨鏈技術:Unita 提供名爲 Canal 的跨鏈解決方案,實現在一條鏈上讀寫其他鏈上的數據。這意味着,企業可以在自己的區塊鏈網絡中使用其他鏈的數據,也可以與其他鏈上的合約進行交互,讓企業鏈之間、企業鏈與政務鏈之間的交互更加便捷,實現不同區塊鏈網絡的價值互通。
  3. 通用高效的數據管理模塊:Unita 提供 DDAO (Decentralized Data Access Object)通用庫作爲中間件,連接區塊鏈、智能合約、去中心數據庫、去中心文件系統。企業和開發者通過這一技術可以快速實現對各種去中心化系統中數據的讀寫操作,構建自己的鏈上數據應用,而不必關心底層的技術實現。

物流與區塊鏈

物流是集信息流、運輸、倉儲、資金等多環節於一身,跨越多個步驟、多個地點 , 將多個責任主體聯動起來的高速發展行業,是鏈接互聯網經濟和實體經濟的重要基礎,又是全球貿易的「血管系統」。

近年來物流行業發展迅速,預計到 2022 年全球範圍的物流市場將達到 12.256 萬億美元,而現在中國的物流已接近世界物流行業份額的 40%。

物流行業存在的痛點

高速發展的背後,物流催生的各種問題也在困擾着物流行業中的所有人:

  1. 單據衆多,效率低下。物流的商品流轉中存在諸多的利益相關方,如出口商、終端運營商、港口與海關部門、貨運承接單位等,許多紙質文件和繁雜的手續使得物流效率大大下降,無法保證效率,同時產生許多額外的支出。
  2. 丟包與假商品等信任問題。物流過程中經常出現商品丟失和被掉包問題,導致最終無法提供穩定的物流服務,且帶來複雜的賠付問題難以定位責任主體。
  3. 數據孤島問題,交互成本高,協同度低。港口倉庫、貨運承接方、檢疫等各方的數據未打通,各個角色之間的溝通協調效率十分低下,造成物流時效性差、空倉率高、資源分配調度不合理等諸多問題。

Unita 結合物流行業的技術亮點

習主席在講話中強調,要抓住區塊鏈技術融合、功能拓展、產業細分的契機,發揮區塊鏈在促進數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率、建設可信體系等方面的作用。

物流行業是實體經濟和貿易的重要樞紐產業,將區塊鏈做爲底層核心架構,結合 IoT、物聯網等技術彌補物流行業效率低下、缺乏信任體系和數據共享的弊端,這無疑是當下實現物流產業數字化、智慧化的有效手段,也將成爲提高物流效率,降低運營成本的技術變革。

我們採用 Unita 企業級區塊鏈的底層架構,藉助 Unita 完整的技術儲備,採用去中心化的方式存儲整個港口物流業務流程中的所有數據,並通過去中心化的數據接入方案 DDAO 來做數據的更新、刪除、讀取和權限控制。

Unita 物流鏈的技術架構如下圖所示:

  1. 在底層採用 Unita 聯盟鏈爲業務核心模塊,所有的角色(如港口、貨運單位、監管部門等)均在鏈上做認證和註冊,使用公私鑰體系的去中心化數字身份 DID 做身份唯一標示;Unita 聯盟鏈支持權限控制和數字簽名,在物流全鏈條的業務流程均以交易(transaction)的形式在鏈上記錄;
  2. 數據通過去中心化的方式進行存儲,存儲模式爲:以分佈式數據倉庫存儲結構化數據,以 IPFS 存儲文檔、圖片、視頻等文件;通過 DDAO 去中心化數據接口,在鏈上同步數據的操作和變化,且可以通過鏈上交易來操作分佈式數據庫和 IPFS,做到數據的更新和變化全溯源;
  3. 在上層將港口倉儲、貨運單位、監管部門、商品等全部身份數字化,每一個角色都有獨立的數字身份唯一標示,將所有角色的數據操作和交易流程記錄於區塊鏈上,並通過鏈上權限控制模塊管理數據可視權限,保證關鍵數據的隱私性;
  4. 在數字身份上層,我們將全業務流程以各種單據(倉儲單、貨運單、海關申請單等)的形式表示出來,每個單據的文檔、圖片、簽章等文件和數據存儲於分佈式數據倉庫和 IPFS,其哈希值和索引在鏈上進行確權和索引,全部業務單據使用 DID 身份進行數字簽名認證,並加時間戳,業務的推進以鏈上交易 transaction 的形式完整記錄,可供業務參與者和監管機構等實時查看和監控業務的推進過程,在無紙化辦公的基礎上,通過監管機構的接入實現了透明化和易審計;
  5. 在架構頂層,提供標準化的接口給到具體的業務參與方,允許他們根據權限寫入和查看數據,如允許商家查看當前的港口倉儲餘量和貨運商的陸運、航運承載能力,根據自身貨物需求匹配和選擇倉儲和物流;允許海關和港口辦查看各個角色的訂單詳情和狀態以及單據證明,給全流程監管和審計提供技術支撐。

產業區塊鏈如何賦能實體經濟?可以看看基於聯盟鏈的 Unita 在物流行業的嘗試

此設計具備的技術亮點:

  1. 鏈上數字身份認證。基於聯盟鏈的架構,我們爲海關、倉庫、運輸、檢疫等各個角色綁定鏈上的數字身份,在鏈上的任何簽單、審批、放款操作均需要使用數字身份做簽名,實現安全的權限控制和隱私保護;
  2. 高 TPS 支持全鏈路監控和數據同步。我們對共識算法的改進,使得物流鏈可以根據業務量動態地規劃出塊時間,提高鏈上數據同步效率並有效降低空塊率;物流領域需要大量的 IoT 設備實時傳輸數據來監控物流全鏈路,這將產生大量的數據同步和上傳,需要系統具有極強的併發能力來支持數據傳輸和鏈上記錄,Unita 實測的萬級 TPS (每秒交易數)將有效支持結合 IoT 將物流全鏈路信息做追蹤,實現高效前提下的數據最大可能共享;
  3. 改造 IPFS 非中心化文件存儲,結合聯盟鏈實現文件存儲和共享。IPFS 基於公鏈進行設計,不具備權限控制和數據隱私的特性。我們結合 Unita 中超級節點的數字身份 CA,採用分層解耦的方式,在 IPFS 的通訊模塊加以身份認證,IPFS 只對區塊鏈開放,區塊鏈系統爲上層應用的接入提供接口,保證了數據隱私性。

Unita 將給物流行業帶來巨大變革

Unita 將聯盟鏈的弱中心化、鏈上數字身份 DID (Decentralized ID)、去中心化數據存儲等特性與物流深度結合,對其業務流程、數據流轉、各方資源整合做出相應的調整和優化,將給整個物流行業帶來巨大的變革:

  1. 文件交換簡單快捷,無紙化辦公。我們在聯盟鏈中將運輸公司、海關、倉儲、分銷商、監管機構等以不同的角色和權限在鏈上做認證,賦予其數字身份後,將原先需要層層遞交紙質材料的繁瑣過程全部上鍊,並使用數字身份簽名來對單據進行審覈和確認。在鏈上,每一次文件的審批簽字以 Tx (交易)的形式在鏈上流轉並根據權限公開,可以在鏈上追溯到該文件的審批流程和進度並驗證數字簽名,在保證審批流程公開和可信的同時避免紙質文件傳遞、調檔、審覈蓋章等繁瑣流程,大大提高效率,同時區塊鏈交易歷史不可篡改的特性使得文件的審批流程可追溯,給流程規範和監管提供極大便利;
  2. 物流全鏈路追蹤,信任評級與監管解決失信問題。基於區塊鏈的物流數據共享平臺可以將貨物打包、審覈、裝運、卸貨、倉儲、集散狀態等全流程數據上鍊,結合 RFID、 GPS、 傳感器等物聯網相關技術,將貨物的全部流轉過程公開透明化,並在每一步的交接時由承接單位做數據上傳和數字身份簽名,使得貨物出倉、入倉、轉運等流程的責任劃分更加清晰,保障貨物在安全和可信的環境下按照預定的服務規範進行運輸和儲存,貨物出現任何問題,都可以追溯鏈上的貨物信息歷史和數字身份簽名來確定引發問題的環節和責任人,從而建立起物流全鏈路信任體系,增加物流服務全過程的穩定性和安全性,使得物流港口業務朝着規範合規的方向發展;
  3. 物流資源數字化公開化,區塊鏈結合 IoT 賦能物流供應鏈。運輸、倉儲、分銷等效率的高低直接決定了物流行業的利潤率,我們使用區塊鏈結合 IoT 技術,對倉庫、運輸公司、分銷渠道等資源進行統計和鏈上公開,並支持以智能合約的形式用各自的數字身份在物流鏈上發佈各項資源的供需單,從而減少由於信息不透明而需要花費大量人力和時間成本來協調運輸和倉儲問題,同時實時的資源情況公開也有利於減少空倉率,鏈上歷史數據也將指導各項資源投入產出比的優化,從而精準把握成本,降低風險。

參考文獻
[1] Unita 文檔(及白皮書)
https://doc.unita.network/

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

[3] 基於聯盟區塊鏈的物流業信息平臺 (南京郵電大學 寧卓、李牧陽、梅新志)

[4] 一種基於區塊鏈的協同物流方法 (郭志猛)

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

[6] 中國物流行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告 (前瞻產業研究院)

[7] 區塊鏈在京東物流的應用及展望 (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