区块链技术及在物流快递业务中的应用设想
时间：2021-04-09 07:51:07 来源：达达文档网 本文已影响 人 
[摘要]区块链技术作为一种去中心化、去信任的分布式共享数据库技术，本质上就是一种互联网协议。区块链技术所具备的节省中介成本、信息防伪等优势，让其在各个领域中的应用逐渐受到了重视。对区块链技术的特点及原理进行了阐述，分析了区块链的现存问题，最后论述了区块链技术在物流快递业务中的应用。
[关键词]区块链技术；物流快递业务；技术原理；现存问题
[中图分类号]F252.24 [文献标识码]A [文章编号]1005—152x（2017）03—0031—04
1引言
随着比特币的发行，区块链技术作为比特币系统的底层核心技术，也逐渐受到了人们的关注。区块链技术是一种分布式共享数据库技术，该技术所具备的去中心化、去信任、透明化等特點，使其具备了较强的竞争优势，其应用也备受关注，并逐渐被推广、应用到了各个行业。
2区块链技术的特点及原理
2.1区块链技术的特点
区块链技术作为一种去中心化、去信任的分布式共享数据库技术，其特点包括去中心化、合约执行自动化、可追溯性和透明化等。
在区块链网络中，去中心化代表着整个网络没有强制性的控制中心，网络内所有节点的地位对等，具备的权利与义务也没有区别。在数据信息存储过程中，区块链网络内参与数据存储的所有节点都会互为备份，而这代表即便是参与数据存储的某个节点出现问题，数据发生损毁，整个数据系统也能够正常运行。在区块链网络中，中心控制单元的缺失，使得数据信息不会受到单方面的强制操控，而这对提高数据信息存储的可靠性极为有利Ⅲ。
区块链技术所具备的透明化特点，体现了区块链系统运行规则的公开性、透明性。在区块链系统应用中，对数据信息的记录需要多个节点参与，可以让数据信息有多个备份；同时，对数据信息的更新也必须由多个节点共同认证才能完成。究其原因，主要是因为区块链网络中所有节点之间的联系都是去信任的，也不会存在欺骗行为；而且由于所有节点存储的数据信息都相同，数据信息的交换也不会出现问题。
区块链技术所具备的可追溯性特点，代表被区块链记录的数据信息会被永久储存。同时，区块链系统中所有交易信息及对应交易者信息都会被记录，交易标的传递路线也会被完整记录，而且所有被区块链系统记录和存储的数据信息都无法被摧毁或篡改，不仅保证了数据信息的准确性，也方便对每笔交易进行追溯，对提高交易监管效率和质量有很大帮助。
区块链技术所具备的合约执行自动化特点，是指利用区块链设定一系列带有软件代码的智能合约，并在智能合约中对每一方应履行的义务及合约制定的判定条件进行明确规定，可以让区块链系统实现对合约执行条件进行自动判断。如果满足所有判定条件，则区块链系统可以自动强制执行合约条款。区块链技术的这个特点不仅能够提升合约执行效率，也能够保证即便没有第三方监督，合约同样能够被执行。
2.2区块链技术原理
2.2.1区块链的构成。区块是指数据的集合，也是区块链形成的基础单元。从结构上来看，区块链就是对不同的区块进行系统性连接，从而使不同区块产生联系并形成一种数据结构。在区块链的应用中，为保证区块链的可追溯性，可以在不同区块上设置不同的时间戳，用以对不同区块进行区分。区块主要包括区块头和区块主体等两个构成部分。其中，区块头是指与前面区块进行连接的区块部分，该部分的作用是保证区块链的完整性；而区块主体的作用则是用以记录网络实时更新的数据信息。区块链的形成就是让不同区块之间通过区块头进行信息连接，促使所有的区块能够形成一个整体结构。
2.2.2区块链网络。区块链网络的实质就是一个点到点网络，俗称P2P网络。在区块链网络中，既没有中心化的硬件与管理机构，也没有中心服务器和路由器。区块链网络中的所有节点既可以当成客户端使用，也可以当成服务器端使用。在区块链系统中，每个单独的节点都保存着区块链的全部数据信息，而这可以让数据信息拥有大量的备份，能够有效地避免数据信息因为损毁、丢失而出现偏差。同时，在区块链网络中，数据信息的备份数量是受参与数据传输、储存的节点数量的影响，即参与的节点数量越多，数据信息的备份数量就越多。在区块链网络中，每个节点所保存的数据信息都相同，而参与数据存储的节点之间也能形成相互监督和管理，这不仅能够有效地降低数据信息被篡改的可能性，对提高网络稳定性也极为有利。
2.2.3区块链的加密系统原理。区块链加密所使用的算法是非对称加密算法，这种加密系统的应用对解决网络中用户信任问题极为有效。非对称加密算法主要包括两种密钥：一种是公开密钥（public key），一种是私有密钥（private key）；而且两种密钥属于一对，谁也离不开谁。在利用非对称加密算法进行加密的时候，若是使用公开密钥加密数据信息，则数据信息的解密需要使用与之对用的私有密钥；同理，若是使用私有密钥加密数据信息，则数据信息的解密就只能依靠与之对应的公开密钥。用户在使用区块链的时候，会同时获得专属的两种密钥。然而，因为区块链网络所有用户对数据信息的加密或解密都是使用相同的算法，所以一般用户专属公开密钥都会被公布于网络上，而私有密钥则只能由用户自己掌控，用户对私有密钥要进行严格保管，避免因私有密钥泄露而出现数据信息的外泄。用户利用公开密钥加密数据信息，则数据信息只能被用户自己浏览；但用户若是用私有密钥加密数据信息，则网络上其他用户可以利用公开密钥对数据进行解密并浏览。另外，用户利用私有密钥加密数据信息并在数据尾部设定数字签名，则网络上的其他用户可以利用公开密钥解密数据信息，以便对数据来源的真实性及数据信息的准确性进行验证。
3区块链的现存问题
3.1安全问题
在区块链技术的应用中，安全性威胁是其所遇到的主要问题之一，直接影响着区块链技术的应用效果。基于POW共识过程的区块链所面临的攻击问题，占整个区块链网络所遇攻击问题的51%。这代表只要通过节点对整个区块链网络算力的掌握高于51%，则具备对区块链内存储的数据信息进行篡改和伪造的能力。例如比特币，据不完全统计，我国大型矿池的算力在全网总算力中的占比高于60%。而从理论上来看，这些矿池通过合作可以对全网实施51%攻击，真正实现比特币的双重支付。事实上，要想实现对全网总算力51%的掌握，需要投入的成本远远高于攻击后所能获得的收益。虽然付出与收益不成正比，但这并不表示51%攻击这一问题可以被忽视。
此外，随着密码学、计算机技术的快速发展，区块链的非对称加密算法会逐渐变得脆弱，非对称加密算法的破解会越来越容易，利用非对称加密机制加密数据信息的安全性也会逐渐降低，而这也是区块链技术要解决的安全问题之一。非对称加密算法破解可能性的提升，会对区块链的隐私保护造成安全威胁。在区块链系统中，并不是所有节点都是匿名，节点内数据的传输需要利用地址标识去完成。尽管该地址标识与现实世界的人物之间没有直接的身份联系，但是由于区块链所具备的透明化特点，区块链数据都是完全透明的，这就导致数据信息存在安全隐患。随着科技的快速发展，各类反匿名身份甄别技术也在不断更新换代，依据区块链技术的透明化特点，利用反匿名身份甄别技术具有对部分重要数据信息进行识别的可能，而这在很大程度上会造成现实世界中人物身份信息的泄露，导致区块链用户自身存在安全隐患。
3.2效率问题
在区块链技术的应用中，区块链效率直接影响着该技术的应用。区块链效率问题主要包括三种，分别是区块膨胀问题、交易效率问题和交易确认时间问题。区块膨胀问题是指区块链系统内的所有节点都存储着整个系统的数据信息，而随着数据信息数量的不断增加，节点存储数据信息的难度也会逐渐增大，从而导致区块链系统存储数据信息逐渐变得困难。以比特币为例，比特币区块链处理交易的效率是7笔/s，这就导致在金融系统高频交易中，区块链很难得到广泛应用。对于交易确认时间问题，正常情况下，比特币区块的生成需要10min，即交易确认时间为10min，这代表区块链交易确认时间非常长，根本不适合在小额交易与时间敏感交易中使用。因此，区块链效率问题也是制约区块链技术发展的主要问题之一。
3.3博弈问题
区块链技术作为一种分布式共享数据库技术，依据该技术而建立的区块链网络也属于去中心化、去信任的分布式系统。在区块链系统的节点交互中，不同节点之间出现相互竞争也是无法避免的，而这就导致节点之间存在竞争与合作的博弈关系。以比特币为例，在比特币挖矿过程就体现了明显的博弈关系。一般情况下，比特币矿池之间通力合作，可以保证各自收益的稳定性。但是，矿池之间也可以利用一些方法去攻击其他矿池，比如区块截留攻击（Block withholding attacks），或者是通过伪装变成该矿池的矿工，在不作出贡献的情况下享受该矿池的收益，从而达到攻击该矿池，降低矿池收益的目的。此外，从本质上来看，区块链共识过程就是众包过程。激励相容共识机制的建立，可以让去中心化系统中的自利节点自主对区块数据进行验证和记账，以便对区块链系统内非理性行为的成本进行提升，从而达到降低区块链系统安全性威胁的目的。这也体现了博弈问题是区块链技术应用需要解决的重要问题之一。
4区块链技术在物流快递业务中的应用
4.1基于代幣的应用设想
在物流快递业务中，基于区块链技术的应用而建立专属物流快递业的区块链系统，不仅可以让包裹信息更加明确，避免出现错送、误送等问题，也能够保证包裹内信息的安全性。根据物流快递业的特点，依据区块链技术的应用，促使物流快递业务形成专属区块链，可以为物流快递业的发展提供保障。基于区块链的发行代币设计思想，研发和应用发行物流代币的技术，可以实现对物流快递业务的信息流、物流、资金流等三流合一的数字化管理。通过物流运营商传递包裹，需要支付相应的费用，而费用的收取一般都是当面支付或网络转账，这会对快递运行效率造成影响。在物流快递业中应用区块链技术，可以依据区块链的发行代币设想，研发物流代币技术，利用物流代币替代现实资金，且两者之间可以相互兑换。在寄送包裹时，寄件人或收件人可以将部分资金兑换成物流代币，并托管于系统内，当包裹送达且收件人完成签收后，区块链系统可以按照包裹寄送合约，自动扣除相应代币，以作为快递费用。
4.2基于交易平台的设想
物流快递业是依托于物品交易平台而产生的，是为了满足物品传递的需求，促使物品传递不会受到时间、地域的限制。区块链技术的应用需要依靠相应的数据库来实现，基于物流快递业务和区块链技术而建立的区块链系统可以更好地解决物流配送、包裹结算、包裹传输等问题。在物流快递业发展中，丢包爆仓、错领误领、信息泄露等问题是最为常见的问题，直接影响着快递业的发展。当包裹出现事故后，物流运营商虽承诺对客户进行赔偿，但这需要依托于交易信息、包裹传输信息的追溯。现实情况下，由于交易信息丢失、损毁等问题的存在，对信息的追溯造成了很大困难。
基于区块链系统的包裹传输，可以有效地解决上述问题。在物流快递业应用区块链系统，区块链中的货物托运及货款代收业务区块链可以实现智能合约和交易监督。同时，区块链能够实现从寄件、收件、始发、终点、派件、签收的全流程区块链化，最终实现货物和资金可追溯。当区块链系统内的包裹数据发生变化后，系统内的所有人都会对包裹信息的变更数据进行记录和存储，这不仅能够保证包裹传递过程的公开透明，也能够提高包裹传输信息的可追溯性。当包裹出现事故后，物流运营商和客户都可通过区块链系统对包裹信息进行追溯，从而解决事故问题。此外，冒领、误领、错领等问题也是快递业较常遇到的问题。通过区块链技术对包裹信息、寄件人和收件人信息进行记录和储存，当包裹送达后，通过查询区块链可以准确找到收件人，避免了快递员或无关人员通过伪造签名冒领包裹，同时也促进了物流实名制的落实。此外，物流运营商可以通过区块链实时掌握物流方向和包裹信息，能够有效地解决窜货问题，对保障物流运营商的利益极为有利。
5结语
综上所述，区块链技术作为新型数据库技术，该项技术在各领域中虽然得到了应用，但对其的应用还存在一些问题有待解决。本文是在分析区块链技术的基础上，对物流快递业务中区块链技术的应用提出了一些设想，希望能为物流快递业务中区块链技术的应用研究提供些许帮助。
