智慧物流信息技術(shù)與應(yīng)用1103區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)11.3.1區(qū)塊鏈技術(shù)概述11.3.2區(qū)塊鏈的技術(shù)原理11.3.3區(qū)塊鏈技術(shù)在物流中的應(yīng)用111.311.3.1區(qū)塊鏈技術(shù)概述21概念2發(fā)展3分類4特點31.區(qū)塊鏈的概念區(qū)塊鏈?zhǔn)怯梅植际綌?shù)據(jù)庫識別、傳播和記載信息的智能對等網(wǎng)絡(luò)，也稱為價值互聯(lián)網(wǎng)。構(gòu)建了一種低成本的互信機制實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的價值傳遞實現(xiàn)了以計算機語言而非法律語言記錄的智能合約42.區(qū)塊鏈的發(fā)展1.02.03.04.05.0200920142017201820195（1）區(qū)塊鏈1.0時間：2009年標(biāo)志：可編程貨幣特點：比特幣用的是工作量證明算法，但存在可擴展性問題。應(yīng)用場景：支付、流通等貨幣職能，比特幣是區(qū)塊鏈1.0的典型應(yīng)用。6（2）區(qū)塊鏈2.0時間：2014年標(biāo)志：可編程金融特點：以以太坊為代表的數(shù)字貨幣與智能合約的結(jié)合，對金融領(lǐng)域更廣泛的場景和流程進(jìn)行了優(yōu)化和應(yīng)用。應(yīng)用場景：所有的金融交易都可以被改造成在區(qū)塊鏈上使用，包括股票、私募股權(quán)、眾籌、債券、對沖基金和所有類型的金融衍生品如期貨、期權(quán)等。7（3）區(qū)塊鏈3.0時間：2017年標(biāo)志：可編程社會特點：作為價值互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)核，區(qū)塊鏈能夠?qū)ヂ?lián)網(wǎng)中每一個代表價值的信息和字節(jié)都能得到產(chǎn)權(quán)的確認(rèn)、追溯、計量和存儲。應(yīng)用場景：拓展到金融領(lǐng)域之外，為各行各業(yè)提供去中心化或者多中心分布式的解決方案。8（4）區(qū)塊鏈4.0時間：2018年目標(biāo)：提升行業(yè)內(nèi)的用戶體驗，使企業(yè)能夠?qū)⑵洚?dāng)前的部分或全部業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到安全、自我記錄的應(yīng)用程序上，使區(qū)塊鏈廣泛應(yīng)用于商業(yè)環(huán)境中，使該技術(shù)完全成為主流。9（5）區(qū)塊鏈5.0時間：2019年特點：RelictumPro使用較小的塊（小于比特幣8000倍），可允許每秒1萬次交易的操作；另外，RelictumPro上的智能合約可以被10家簽署，這是其他任何區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)都不具備的獨特功能。103.區(qū)塊鏈的分類11（1）公有區(qū)塊鏈公共區(qū)塊鏈，簡稱公有鏈。其無官方組織及管理機構(gòu)，無中心服務(wù)器，參與的節(jié)點按照系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡(luò)、不受控制，節(jié)點間基于共識機制開展工作。特征：訪問門檻低，任何人都可以自由加入和退出；可以保護(hù)使用其開放程序的用戶，參與者身份隱藏但所有數(shù)據(jù)默認(rèn)公開。應(yīng)用：包括比特幣、以太坊、超級賬本、大多數(shù)山寨幣以及智能合約。公鏈的始祖是比特幣，其應(yīng)用已經(jīng)工業(yè)化。12（2）聯(lián)盟/行業(yè)區(qū)塊鏈聯(lián)盟/行業(yè)區(qū)塊鏈，簡稱聯(lián)盟鏈，一般由若干機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起，介于公有鏈和私有鏈之間，兼具部分去中心化的特性。特征：聯(lián)盟鏈中，由某個群體內(nèi)部指定多個預(yù)選的節(jié)點為記賬人，每個塊的生成由所有預(yù)選節(jié)點共同決定（預(yù)選節(jié)點參與共識過程），其他接入節(jié)點可以參與交易，但不過問記賬過程，其他任何人可以通過該區(qū)塊鏈開放的API進(jìn)行限定查詢。聯(lián)盟鏈需要通過授權(quán)才能加入和退出。13（3）私有區(qū)塊鏈私有區(qū)塊鏈，簡稱私有鏈，僅僅使用區(qū)塊鏈的總賬技術(shù)進(jìn)行記賬，公司或個人獨享該區(qū)塊鏈的寫入權(quán)限。特征：交易速度快，數(shù)據(jù)不會公開的被擁有網(wǎng)絡(luò)連接的人獲得，交易成本大幅度降低甚至為零。應(yīng)用：目前傳統(tǒng)金融巨頭都在嘗試私有鏈，私有鏈應(yīng)用產(chǎn)品還在摸索當(dāng)中。144.區(qū)塊鏈的特點去中心化。區(qū)塊鏈技術(shù)不依賴額外的第三方管理機構(gòu)或硬件設(shè)施，沒有中心管制，除了自成一體的區(qū)塊鏈本身，通過分布式核算和存儲，各個節(jié)點實現(xiàn)了信息自我驗證、傳遞和管理。開放性。區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)是開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人開放，任何人都可以通過公開的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用，因此整個系統(tǒng)信息高度透明。154.區(qū)塊鏈的特點獨立性?；趨f(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議，整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)不依賴其他第三方，所有節(jié)點能夠在系統(tǒng)內(nèi)自動安全地驗證、交換數(shù)據(jù)，不需要任何人為的干預(yù)。安全性。只要不能掌控全部數(shù)據(jù)節(jié)點的51%，就無法肆意操控修改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，這使區(qū)塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數(shù)據(jù)變更。匿名性。除非有法律規(guī)范要求，單從技術(shù)上來講，各區(qū)塊節(jié)點的身份信息不需要公開或驗證，信息傳遞可以匿名進(jìn)行。11.3.2區(qū)塊鏈的技術(shù)原理161核心技術(shù)2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3交易過程171.區(qū)塊鏈的核心技術(shù)共識機制密碼學(xué)分布式賬本智能合約18（1）密碼學(xué)技術(shù)哈希算法非對稱加密19（2）共識機制共識機制是指在一個時間段內(nèi)對事物的前后順序達(dá)成共識的一種算法。20（2）共識機制共識機制是指在一個時間段內(nèi)對事物的前后順序達(dá)成共識的一種算法。PoWPoSDPoS工作量證明機制權(quán)益證明機制股份授權(quán)證明機制21（2）共識機制股份授權(quán)證明機制（DPoS）：一種新的保障網(wǎng)絡(luò)安全的共識機制。目標(biāo)：嘗試解決傳統(tǒng)的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負(fù)面效應(yīng)。特點：基于DPoS機制建立的區(qū)塊鏈的去中心化依賴于一定數(shù)量的代表，而非全體用戶。優(yōu)勢：DPoS可以大大縮小參與驗證和記賬節(jié)點的數(shù)量，從而達(dá)到秒級的共識驗證。缺陷：仍然不能完美解決區(qū)塊鏈在商業(yè)中的應(yīng)用問題，因為該共識機制無法擺脫對于代幣的依賴，而在很多商業(yè)應(yīng)用中并不需要代幣的存在。22（3）分布式賬本分布式賬本基于分布式存儲技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)使用每臺機器上的磁盤空間，并將這些分散的存儲資源構(gòu)成一個虛擬的存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)分散的存儲在網(wǎng)絡(luò)中的各個角落，參與的節(jié)點各自都有獨立的、完整的數(shù)據(jù)存儲。23（3）分布式賬本區(qū)塊鏈每個節(jié)點都按照塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲完整的數(shù)據(jù)；區(qū)塊鏈每個節(jié)點都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性。24（3）分布式賬本避免了單點故障，降低了網(wǎng)絡(luò)遭到黑客攻擊或信息丟失的幾率賦予了區(qū)塊鏈去中心化的特點，使用戶“自己控制自己的數(shù)據(jù)，自己決定數(shù)據(jù)的用途”成為現(xiàn)實。25（4）智能合約智能合約（SmartContract）是一種旨在以信息化方式傳播、驗證或執(zhí)行合同的計算機協(xié)議。智能合約允許在沒有第三方的情況下進(jìn)行可信交易，這些交易可追蹤且不可逆轉(zhuǎn)。其目的是提供優(yōu)于傳統(tǒng)合約的安全方法，并減少與合約相關(guān)的其他交易成本。26（4）智能合約第一步，參與締約的雙方或多方用戶商定后將共同合意制定成一份智能合約；第二步，該智能合約通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)向全球各個區(qū)塊鏈的支點廣播并存儲；第三步，構(gòu)建成功的智能合約等待條件達(dá)成后自動執(zhí)行合約內(nèi)容。272.區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)28（1）區(qū)塊頭29（2）區(qū)塊形成過程把在本地內(nèi)存中的交易信息記錄到區(qū)塊主體中；在區(qū)塊主體中生成此區(qū)塊中所有交易信息的Merkle樹，把Merkle樹根的值保存在區(qū)塊頭中；把上一個剛剛生成的區(qū)塊的區(qū)塊頭的數(shù)據(jù)通過SHA256算法生成一個哈希值填入到當(dāng)前區(qū)塊的父哈希值中；把當(dāng)前時間保存在時間戳字段中。難度值字段會根據(jù)之前一段時間區(qū)塊的平均生成時間進(jìn)行調(diào)整以應(yīng)對整個網(wǎng)絡(luò)不斷變化的整體計算總量。30（2）區(qū)塊形成過程313.區(qū)塊鏈的交易過程第1步，所有者A利用他的私鑰對前一次交易（比特貨來源）和下一位所有者B簽署一個數(shù)字簽名，并將這個簽名附加在這枚貨幣的末尾，制作成交易單。其要點是B以公鑰作為接收方地址。323.區(qū)塊鏈的交易過程第2步，A將交易單廣播至全網(wǎng)，比特幣就發(fā)送給了B，每個節(jié)點都將收到的交易信息納入一個區(qū)塊中。其要點是，對B而言，該枚比特幣會即時顯示在比特幣錢包中，但直到區(qū)塊確認(rèn)成功后才可用。333.區(qū)塊鏈的交易過程第3步，每個節(jié)點通過解一道數(shù)學(xué)難題，從而去獲得創(chuàng)建新區(qū)塊權(quán)利，并爭取得到比特幣的獎勵。要點是，節(jié)點反復(fù)嘗試尋找一個數(shù)值，使得將該數(shù)值、區(qū)塊鏈中最后一個區(qū)塊的Hash值以及交易單三部分送入SHA256算法后能計算出散列值X（256位）滿足一定條件，即找到數(shù)學(xué)難題的解。343.區(qū)塊鏈的交易過程第4步，當(dāng)一個節(jié)點找到解時，它就向全網(wǎng)廣播該區(qū)塊記錄的所有蓋時間戳交易，并由全網(wǎng)其他節(jié)點核對。要點是：時間戳用來證實特定區(qū)塊必然于某特定時間是的確存在的。比特幣網(wǎng)絡(luò)采取從5個以上節(jié)點獲取時間，然后取中間值的方式作為時間戳。353.區(qū)塊鏈的交易過程第5步，全網(wǎng)其他節(jié)點核對該區(qū)塊記賬的正確性，沒有錯誤后他們將在該合法區(qū)塊之后競爭下一個區(qū)塊，這樣就形成了一個合法記賬的區(qū)塊鏈。要點是，每個區(qū)塊的創(chuàng)建時間大約在10分鐘。11.3.3區(qū)塊鏈技術(shù)在物流中的應(yīng)用36流程優(yōu)化物流征信物流追蹤物流金融371.基于區(qū)塊鏈的物流流程優(yōu)化在流程優(yōu)化方面，通過區(qū)塊鏈與電子簽名技術(shù)，單據(jù)流轉(zhuǎn)和簽收全程實時上鏈，全程無紙化，信息流與單據(jù)流合二為一。待到計費對賬時，賬單或異常調(diào)賬等關(guān)鍵信息均在區(qū)塊鏈上，通過智能合約完成自動對賬?？尚胚\單簽收平臺快運對賬服務(wù)平臺航運供應(yīng)鏈存證平臺38（1）可信運單簽收平臺物流供應(yīng)鏈中，通過區(qū)塊鏈和電子簽名技術(shù)的結(jié)合可以解決傳統(tǒng)紙質(zhì)單據(jù)簽收不及時、易丟失、易篡改，管理成本高的問題，實現(xiàn)單據(jù)流與信息流合一。39（1）可信運單簽收平臺40（1）可信運單簽收平臺41（2）快運對賬服務(wù)平臺從訂單生成環(huán)節(jié)就開始上鏈，包括詢價、報價、配送、妥投等環(huán)節(jié)，通過信用主體無紙化簽收，生成基于區(qū)塊鏈的電子運輸結(jié)算憑證。承運過程中通過RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，確保物流配送過程數(shù)據(jù)收集的真實性，配合車載GPS/BDS系統(tǒng)收集位置數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)信息流和實物流的

一致性。42（2）快運對賬服務(wù)平臺43（3）航運供應(yīng)鏈存證平臺實現(xiàn)對航運供應(yīng)鏈過程中產(chǎn)生的各種證明、證書等進(jìn)行存證和查詢，確保信息的真實、可靠和有效，有效解決各方痛點，提升航運供應(yīng)鏈的整體運作效率，降低運營成本?？勺鳛楹竭\區(qū)塊鏈各應(yīng)用的底層技術(shù)平臺，用區(qū)塊鏈技術(shù)保證各種電子數(shù)據(jù)的可靠性、不可更改性，從而能夠在此基礎(chǔ)上搭建其他高階應(yīng)用。也可作為基礎(chǔ)平臺，為航運供應(yīng)鏈領(lǐng)域的現(xiàn)有管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。44（3）航運供應(yīng)鏈存證平臺452.基于區(qū)塊鏈的物流征信管理將區(qū)塊鏈上可信的交易數(shù)據(jù)，包括服務(wù)評分、配送時效、權(quán)威機構(gòu)背書等信息錄入，將過往的物流數(shù)據(jù)沉淀下來，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評級，為物流參與方進(jìn)行信用評級。物流征信信息平臺可信數(shù)據(jù)交易平臺46（1）物流征信信息平臺通過區(qū)塊鏈構(gòu)建信用主體，圍繞主體累積可信交易數(shù)據(jù)，聯(lián)合物流生態(tài)企業(yè)共同建立區(qū)塊鏈征信聯(lián)盟，構(gòu)建物流從業(yè)者的信用評級標(biāo)準(zhǔn)，真正形成以數(shù)據(jù)信用為主來構(gòu)建整個物流信用生態(tài)。47（1）物流征信信息平臺48（1）物流征信信息平臺物流行業(yè)信用評級標(biāo)準(zhǔn)需要行業(yè)內(nèi)的企業(yè)共同參與，通過智能合約編寫評級算法，并發(fā)布到聯(lián)盟鏈中，利用賬本上真實的交易數(shù)據(jù)計算評級結(jié)果。49（1）物流征信信息平臺區(qū)塊鏈的自治性，可以使系統(tǒng)在無須人為干預(yù)的情況下自動執(zhí)行評級程序，采用基于聯(lián)盟節(jié)點之間協(xié)調(diào)一致的規(guī)范和協(xié)議，使整個系統(tǒng)中的所有節(jié)點都能在信任的環(huán)境自由安全地交換數(shù)據(jù)。50（2）可信數(shù)據(jù)交易平臺基于區(qū)塊鏈的征信數(shù)據(jù)交易平臺是通過搭建聯(lián)盟鏈的形式，由數(shù)據(jù)提供方對征信數(shù)據(jù)需求方授權(quán)。數(shù)據(jù)采集與加工的過程在本地完成，通過標(biāo)準(zhǔn)SDK＋API提供給每一個聯(lián)盟鏈的節(jié)點，可以實現(xiàn)資產(chǎn)定義、資產(chǎn)上鏈、信用主體建立、數(shù)據(jù)確權(quán)、安全等功能。無須各方改變現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程，亦可實時更新授權(quán)交易記錄到區(qū)塊鏈上。51（2）可信數(shù)據(jù)交易平臺實現(xiàn)對數(shù)字資產(chǎn)的確權(quán)。52（2）可信數(shù)據(jù)交易平臺區(qū)塊鏈能夠建立征信主體并確定數(shù)據(jù)主權(quán)，能夠在保護(hù)個人隱私和相互信任的前提下完成數(shù)據(jù)的流通與共享。區(qū)塊鏈讓點對點的交換和合作成本大幅下降，也就是交易成本的下降。533.基于區(qū)塊鏈的物流追蹤物流追蹤方面，區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)商品從生產(chǎn)、加工、運輸、銷售等全流程閉環(huán)的透明化可追溯。區(qū)塊鏈保證數(shù)據(jù)存放真實可靠；物聯(lián)網(wǎng)保證數(shù)據(jù)在收集過程中的真實可信?？缇彻?yīng)鏈物流追蹤平臺商品溯源區(qū)塊鏈平臺危化品運輸全程監(jiān)管平臺54（1）跨境供應(yīng)鏈物流追蹤平臺途徑：在分布式網(wǎng)絡(luò)上存儲集裝箱、文件和金融交易的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)端到端的供應(yīng)鏈全程數(shù)字化，幫助企業(yè)監(jiān)控和跟蹤數(shù)以萬計的船運集裝箱記錄。效果：改善庫存管理減少資源浪費縮短貨物在海運過程中所花費的時間提高貿(mào)易伙伴之間的信息透明度，實現(xiàn)高度安全的信息共享，