區塊鏈技術在供應鏈金融中的 應用研究

王海全 楊揚 易慶玲

摘? ?要：區塊鏈技術具有分布式和可追溯性特點，將其融入供應鏈金融將有效提升中小企業融資效率。本文認為區塊鏈技術融入供應鏈金融具有較強應用優勢，同時也存在諸多推廣障礙，如數據節點被破解、系統資金損失難以被人為暫停、聯合監管機制尚未建立等。本文嘗試基于鏈碼實現、隱私保護和數字加密設計，構建安全加密的區塊鏈供應鏈金融系統，并針對區塊鏈技術在供應鏈金融中的行業應用提出“三主體、兩保障、兩監管”的政策建議。

關鍵詞：區塊鏈;供應鏈金融;鏈碼實現;隱私保護

中圖分類號：F830? 文獻標識碼：B? 文章編號：1674-2265（2022）03-0077-06

DOI：10.19647/j.cnki.37-1462/f.2022.03.010

一、引言

根據天眼查數據顯示，截至2019年末，我國區塊鏈公司已達27500余家，較2010年增長約71倍。目前，我國已設立多家區塊鏈技術研究機構，如中國區塊鏈（沙盒）研究中心、區塊鏈技術聯合研究中心等。區塊鏈技術在我國金融領域應用日益廣泛，如聯盟鏈、螞蟻區塊鏈項目等，在提升市場主體融資效率的同時，也存在數據節點被破解、系統設計漏洞、監管機制不健全等推廣障礙。如何構建安全加密的區塊鏈供應鏈金融系統，是金融科技領域研究重點研究內容。

國內外學者對區塊鏈金融的發展及風險進行了深入研究。一是技術應用方面。Francisco和Swanson（2018）[1]認為，將區塊鏈技術與供應鏈金融業務融合勢在必行，技術平臺和金融機構應積極適應新模式，用分布式平臺解決信用信息難題。Thurner（2018）[2]、張正平和馬彥貴（2020）[3]充分肯定區塊鏈技術在供應鏈金融中的應用價值，并指出亟待解決的技術難點，如運行速度慢、占據內存大等。Kabir等（2021）[4]采用結構方程建模（SEM）方式推演區塊鏈在供應鏈融資中的應用流程。李孟軍等（2021）[5]認為區塊鏈與供應鏈的智能鏈接能有效解決信用跨鏈流動問題。二是風險化解方面。孟靜（2021）[6]針對電商行業供應鏈金融中的市場風險、信用風險和操作風險分別提出相應的“人工智能技術+區塊鏈”解決方式。三是案例分析方面。王雁鵬（2018）[7]闡述區塊鏈技術的流程和特點，并結合案例介紹區塊鏈技術在實際業務中的具體應用，如郵儲銀行資產托管系統區塊鏈、浙商銀行“基于區塊鏈的應收款鏈平臺”等。胡田田（2018）[8]基于區塊鏈技術的視角，分析該技術在供應鏈金融業務上的應用亮點、優勢和發展潛力，結合兩者各自的特點，論述將兩者融合后業務流程中可能會發生的轉變。龍云安等（2019）[9]具體分析區塊鏈平臺的權限管理、授信機制、合約交易和溯源追蹤四大模塊功能，進一步研究區塊鏈技術對銀行業信息平臺的優化作用。楊靜和王亮（2021）[10]以“區塊鏈+農產品供應鏈金融”模式為例，認為分布式數據存儲、信息加密和共享機制能有效提升農產品供應鏈運行效率。

國內外學者研究主要集中在應用成效、風險防控和部分行業領域，對區塊鏈供應鏈金融的系統構建和分析較少。本文研究區塊鏈技術在供應鏈金融中的應用優勢和推廣障礙，并從智能合約、鏈碼實現和隱私保護等角度構建區塊鏈技術在供應鏈金融中的系統模板，增強區塊鏈金融技術的安全性和處理效率，對于“互聯網+金融”的應用創新具有較強參考價值。

二、區塊鏈供應鏈金融模式的應用成效與推廣障礙

（一）供應鏈金融業務現狀

供應鏈金融業務發展迅速，市場規模龐大。前瞻產業研究院認為我國供應鏈金融業務呈現逐年攀升態勢，市場規模巨大，如按5%的年增長率進行預測，2020年末突破15萬億元的水平。供應鏈金融也存在諸多制約因素，如核心企業授權難、業務流程透明度低、責任難以準確定位追溯、交易手續煩瑣等。

（二）區塊鏈平臺在供應鏈金融中的應用成效

1. 戰略聯動，加入聯盟鏈的市場主體增多。區塊鏈平臺在解決信息不對稱等問題上發揮著積極作用，逐漸成為金融機構未來的重要經營戰略部署。目前，區塊鏈技術研發企業已和諸多銀行、小貸公司、信托、保險和擔保公司等達成戰略合作意向，共同構建聯盟鏈，為區塊鏈技術能夠順利運用到供應鏈金融業務中做好了充分準備。目前加入聯盟鏈的合作銀行包括多家國有大型商業銀行和中小銀行，合作公司包括騰訊、阿里云等多家公司（見表1）。

2.“區塊鏈+供應鏈”運行速度每秒最高達萬筆。融入區塊鏈后的供應鏈金融業務平臺系統在進行信息處置時運行速度較快，可實現每秒成交千筆以上業務，在為各參與主體提供數據信息服務時，可按照不同使用類型，為其提供相應的運作速度。目前，由眾多金融機構、企業等合作伙伴共同組建的行業聯盟鏈平臺，交易運作速度已高達1000～10000筆/秒。

（二）區塊鏈供應鏈金融模式的推廣障礙

1. 數據節點被破解。一是數據節點（Data Node）存在被破解的可能性。哈希函數能夠實現需要攻克51%的節點方可修改某個節點，目前，從實際情況來看，同時操作完成51%的節點的可能性較小，但從概率上看，攻克的概率是存在的。區塊鏈供應鏈金融業務模式中的數據信息安全仍存在一定風險。二是數據信息的高度公開透明，無形中暴露企業的自身弱勢，削弱企業競爭力。系統中的所有用戶，包括競爭對手，均可通過公鑰解密獲取企業資產負債、收益利潤等內部機密信息，競爭對手可充分掌握自身的生產經營信息。該模式的初衷本是通過區塊鏈技術解決數據信息的不對稱問題，然而可能會顯示企業的核心關鍵信息，使企業失去機會。

2. 系統漏洞難以被人為暫停。區塊鏈供應鏈金融業務模式下，為了節約人力和時間成本，業務辦理流程中的所有環節均在區塊中完成，依靠智能合約技術，系統自動判定并執行交易合約。但在執行合約過程中，一旦發現任何問題，無法人為暫停、及時止損，難以避免完全去中心化、去人為化造成的損失。如2016年4月上線運行的眾籌項目The DAO，募集以太幣高達1150萬，價值1.49億美元。但在同年6月，黑客利用Split DAO函數的漏洞進行攻擊，大量以太幣被轉出資金池。由于Split DAO編寫的智能合約漏洞無法人為干涉阻斷，造成大額資金損失。

3. 聯合監管機制尚未建立。從企業角度看，供應鏈金融業務的核心企業及眾多關聯中小企業的監管主體是工信部門;從金融機構角度看，參與區塊鏈供應鏈平臺及提供供應鏈金融的銀行、保險、小貸公司及資產管理公司等主體，其金融業務應受到中國人民銀行和銀保監部門的監管;從技術角度看，區塊鏈技術提供商和平臺建設商涉及重要技術的開發和應用，存在較強的技術風險，其監管主體應是科技部門。目前，因沒有明確的監管部門或機構，實際操作過程中存在違規操作的風險，對拓展業務帶來不利影響。

三、構建安全加密的區塊鏈供應鏈金融系統

基于前文所述的區塊鏈供應鏈金融模式所存在的問題和風險，本文分析區塊鏈供應鏈金融業務的基本構建框架，并在智能合約、鏈碼實現和隱私保護等方面探討區塊鏈供應鏈平臺的特殊設計，以系統化和程序化設計構建集安全性、隱私性和技術性于一體的區塊鏈供應鏈金融平臺。

（一）區塊鏈供應鏈金融系統的基本框架

從體系構造上看，可將區塊鏈供應鏈金融業務的基本框架劃分為三個層次，分別為智能終端層、區塊鏈層和實際應用層。

1. 智能終端層：記錄生產信息，保障產品質量安全。智能終端層由各種物聯網終端組合構成，以射頻識別技術（RFID）、條碼技術和衛星定位技術作為底層技術支持，主要是為了采集產品在生產運輸及出售等環節的全部數據信息。射頻識別技術充當射頻標簽，在原材料的生產過程中，將射頻標簽貼于材料或成品上，主動記錄產品的生產時間、數量等信息，使讀取器更加方便快捷地讀取相關數據信息;在物流運輸環節，依托衛星定位技術對產品進行定位;在市場銷售環節，消費者可通過掃描產品二維碼，自由查詢了解產品存儲于區塊鏈當中的數據信息，保障產品質量安全。

2. 區塊鏈層：數據進入區塊節點，實現信息儲存和監管。該層級是實現供應鏈金融服務信息儲存和監管的關鍵環節。數據信息輸送到節點上，節點啟用共識機制形成新的區塊，新區塊中率先完成運算的節點成功獲得記賬權，隨后向系統傳送數據信息。余下節點成功接收數據信息后，進行檢驗，通過校驗的數據信息即可載入區塊鏈的末梢。（1）數據信息在區塊鏈中的記錄過程。數據信息記錄在區塊鏈的過程主要包括下列五個步驟：一是創立電子信息。包括交易過程中涉及的所有細節，比如材料的由來、供銷雙方的主要負責人和產品物流運輸信息等。二是對數據信息進行加密。采用非對稱數字簽名的方式對數據信息進行加密處理，完成后將數據信息傳輸到分布式節點上，并將各自的公鑰和私鑰密碼通知全部用戶。三是交易認證。通過區塊鏈的智能合約核心技術，自動判斷合約是否能夠執行，對于可以執行的合約自動下達指示完成交易。四是將涵蓋交易數據信息的區塊增添到所有用戶的分布式賬本中。新的區塊依照時間順序生成，以上一個區塊中的信息記錄為基礎，以鏈條的形式連接在一起，確保數據信息的完整性。五是交易數據記錄檢驗。余下節點對新錄入的數據信息進行共同驗證，檢驗是否與區塊中的哈希值相應，并增加新區塊。（2）區塊鏈技術與供應鏈金融業務相融合的過程。與傳統運作模式相比，核心企業與銀行在融資環節增加了區塊鏈供應鏈金融業務平臺。核心企業與一級供貨商進行交易，產生應收賬款，一級供貨商與二級供貨商之間持續開展業務往來。在融資過程中，借由平臺，中小微企業跳出以往繁雜的人工操作流程，將抵押物的紙質憑證轉化為電子憑證以獲取核心企業開具的資產承兌匯票憑證。銀行則通過平臺了解掌握融資需求企業的實力、資質，并給予供貨商企業授信額度，通過服務平臺將資金兌付給各中小微企業，提升融資效率。

應用區塊鏈技術后的供應鏈金融業務為企業提供嶄新的服務模式。區塊鏈供應鏈金融服務平臺在此模式下發揮了轉化器作用，各參與主體間通過區塊鏈體系完成數據信息交互（見圖1）。一是信息發布。供應鏈上下游中小微企業供貨商與核心企業進行交易，產生應收賬款，并將交易的完整數據信息發布至區塊鏈中。二是信息核驗。依托分布式記賬技術的特點，體系內全部用戶均可使用公鑰解密獲取信息，銀行也無須格外核查企業資質、實力和交易的真實可靠性。核心企業通過標準輸出口將自身應付賬款的數據信息傳送至銀行的供應鏈金融業務管理系統，接收的應付賬款信息等同于加蓋公章的有效電子憑證文件。三是信息查詢。區塊鏈體系中的信息公開透明，用戶可以查詢訂單、物流等相關數據信息。

3. 實際應用層：將APP及專屬軟件與區塊鏈層進行銜接。在實際應用層中，消費者可自行操作任一環節，用手機下載安裝APP或專屬管理軟件便可通過應用編程接口與區塊鏈層進行銜接。消費者查詢產品數據信息，或企業對供應鏈實施監管都必須先連接至區塊鏈層。通過區塊鏈技術將數據信息傳送至實際應用層，此時數據信息將會反映在專屬管理軟件中，消費者下載安裝手機APP即可查詢。

（二）基于智能合約的鏈碼實現的系統設計

在開源區塊鏈分布式賬本（Hyperledger Fabric）中的智能合約稱為鏈碼，體現為控制區塊鏈體系中的各參與主體進行信息交換或執行訂單交易的供應鏈業務應用邏輯，通過調用鏈碼來設計和加載獲取區塊鏈分布式賬本中的數據信息。分布式賬本目前可以通過Golang、Jave等多種語言編寫鏈碼，由此，本文敘述的系統將使用相對貼近的Golang語言研發編寫鏈碼。

1. 鏈碼的基本結構。如前文所述，要想通過鏈碼來設計和獲取區塊鏈系統中的數據信息，就必須要對鏈碼中所涉及的數據模型進行研究定義。由于供應鏈金融業務邏輯相對復雜，系統中包含的數據信息表格和字段數量較多，故本文重點描述融資信息表中的部分字段，其余數據表則通過類似方法設計完成。

無論何種Golang程序的初始執行函數都是Main函數，通過Golang語言研發編寫Hyperledger Fabric的鏈碼必須導入shim包，并使鏈碼與區塊鏈底層網絡進行信息交互。其中，鏈碼類型SupplyChaincode是實現shim.Chaincode接口所需結構，它包括且必須實現Init、Query和Invoke等三種方法。Init方法主要用于初始化鏈碼，Query方法主要用于查找獲取區塊鏈數據信息，最后調用Invoke方法對區塊鏈狀態進行修改。

2. 核心業務的鏈碼規則。核心業務的鏈碼主要包括區塊鏈系統中的核心企業、供貨商和銀行等三方的業務操作，其中供貨商是有向銀行提出融資申請、申請授權處理和核查確認等操作功能，核心企業具有處理交易訂單和授權核查確認等操作功能，銀行則是有核查確認融資申請、投放融資貸款等操作功能。以供貨商申請融資為例對核心業務鏈碼的研發編寫過程進行說明（見圖2）。

供貨商向平臺提出申請，平臺申請驗證用戶數據信息的，判斷其合法性。當申請合法時，創建融資信息表;隨后將字符數組編碼轉化為結構化數據，通過getFinanceBill方法調用stub.GetState方法并導入數據信息的ID，以字節數組的格式進行融資信息檢索，完成后更新融資信息表中的字段信息，接著通過putFinanceBill方法調用stub.GetState方法，將新的融資信息作為鍵值儲存至數據庫與區塊鏈中;最后再調用getRetString，以字符串的格式回復消息后，再次調用getRetByte以字節組格式回復消息，完成申請。

（三）基于金融交易屬性的隱私保護和數字加密設計

基于區塊鏈技術的供應鏈金融業務隸屬金融交易，對各參與主體交易數據信息的隱私性要求較高;且傳統模式下的供應鏈金融業務系統僅僅使用簡單的加密方式對數據信息進行隱私保護，安全性不高且無法完整地保護隱私。區塊鏈供應鏈系統應設計完善的隱私保護體系，通過用戶狀態和權限檢驗、用戶數字簽名檢驗、數據加密等多個層級，對數據庫中的隱私交易數據信息進行保護（見圖3）。

1. 用戶權限檢驗。在基于區塊鏈的供應鏈金融業務系統中，區塊鏈中的用戶調用包括凍結和解封狀態。解封狀態下的用戶能夠執行鏈碼的相關操作，但凍結狀態下的用戶則無法執行操作。用戶調用成功后將首先核查用戶的狀態，確保無非法用戶企圖調用鏈碼進行相關操作，保證絕對安全。同時，在將企業證書信息導入區塊鏈時會為該企業創設一個超級管理員賬號，默認其具備除了業務權限之外的全部相關權限，包括管理和操作角色管理、權限管理等。超級管理員在創立新用戶時，將為其分配一個適合的角色，擁有相關功能的所有權限。在用戶權限檢驗階段，超級管理者會獲得用戶的角色數據信息并取得角色附帶的權限集合。除此之外，每個功能都在區塊鏈的維護下有一個對應的標志位，在獲取該功能對應的標志位后，會與用戶角色附帶的權限集合進行運算，如果對應位都顯示為“1”，則說明當前用戶通過調用功能的權限檢驗。

2. 數字簽名檢驗。供應鏈金融業務系統中的所有用戶在使用鏈碼調用功能時，基于用戶各自的私鑰、密碼和當前時間戳共同生成一個驗證碼，該驗證碼需要用戶隨身攜帶，用以確保用戶身份數據信息的真實性，以及防止驗證碼被他人攔截后進行重放攻擊（Replay Attacks）。平臺根據系統設計，在每隔一個時間段如10分鐘生產新的驗證碼，該驗證碼與用戶密碼相互拼接，并通過用戶私鑰在ECC（橢圓曲線加密）算法基礎上生成數字簽名。

3. 數字加密。供應鏈金融業務系統應采用非對稱加密技術保障區塊鏈數據信息的安全，數據信息在寫入區塊鏈之前先進行加密處理，獲取數據信息必須經過解密處理，以此杜絕區塊鏈分布式賬本文件被非法惡意訪問。系統內的非業務數據信息使用運維平臺配備的密鑰進行加解密，是多方密鑰管理方式。業務數據信息屬于各參與主體的隱私性數據，不宜對外公開，此部分密鑰則由交易相關方（如核心企業與供貨商）共同監管。

四、區塊鏈供應鏈金融的優化路徑及措施建議

（一）三主體：上下聯動，各司其職

1. 政府部門做好政策支持及財稅配套，推動業務發展。一是夯實頂層設計。建議按照《國務院辦公廳關于積極推進供應鏈創新與應用的指導意見》要求，積極研究探索利用區塊鏈技術等新興技術，構建適用于供應鏈金融業務的信用評級機制體系，加快推動各類型供應鏈金融業務平臺的有效對接，加強披露企業在信用記錄和評級、風險預警、違規失信行為等諸多方面的數據信息，并在平臺共享至各參與主體。二是加強財稅配套。區塊鏈初創公司和技術公司屬于高新技術產業主體，建議稅務部門給予該類企業一定的個人所得稅減免，社保部門對該類企業招聘員工和繳納社保給予更多的優惠政策，工信部門加強行業政策規劃支持，對于產值達到一定規模，符合相關條件的區塊鏈技術企業，在提取部分產業扶持基金支持企業做大做強。同時，建議工信部門和財政部門開展政策聯動，在中小企業信貸引導基金中設立針對區塊鏈供應鏈金融業務的專項基金，積極鼓勵和支持金融機構發放區塊鏈供應鏈貸款和研發區塊鏈供應鏈平臺。

2. 金融機構應主動作為，積極研發區塊鏈供應鏈金融服務平臺。在國家和地方政府的有效引導和支持下，金融機構應積極探索研發區塊鏈供應鏈金融業務相關創新型產品或系統平臺。一方面，創新產品有助于金融機構拓展業務，增強自身競爭實力，開發穩定客源;另一方面，同業競爭者率先打破傳統模式，可推動其他金融機構緊跟其后研發新產品或系統平臺，并相繼在市場上推廣使用，帶動區塊鏈供應鏈金融業務模式的發展勢頭，促進該模式的進一步發展。

3. 區塊鏈初創公司要練好內功，強化融資能力和技術水平。一是優化區塊鏈技術研發。積累平臺設計和應用經驗，加強數據整合和開發能力，優化系統迭代升級，確保安全性和可靠性，夯實技術優勢。二是加大市場宣傳和品牌建設，充分發揮區塊鏈平臺的商業應用價值，積極爭投融資公司支持，緩解資金難題。

（二）兩保障：專業人才培養和技術創新

1. 加強區塊鏈技術團隊建設，培養專業人才。建設專業的團隊是技術研發的關鍵保障。各市場主體不僅要嚴格篩選綜合素質過硬的專業技術人才加入隊伍，更要劃分出致力于研究區塊鏈供應鏈金融業務平臺的專業部門，同時，加強與研發公司經驗交流，增強隊伍素質能力，提高自主創新研發能力。

2. 加強前沿技術創新，研發更安全的系統算法。實際應用操作中，要善于總結分析可能出現的技術和安全漏洞，及時解決改進，在實踐中不斷加強技術創新。比如，為了防止非法攻擊者攻克51%以上的節點而肆意篡改區塊中的數據信息，應研發編寫精密度更高的密碼學算法，構建公共全自動程序，防止惡意解密。

（三）兩監管：區塊鏈應用的法律監管和金融監管

1. 積極推動法規建設，夯實各方責任。一是明確行業標準?？梢詫鴥韧庠谘邪l出新興技術后發生或存在的潛在風險及國外區塊鏈技術發展情況作為參考依據。二是積極開展相關法律法規體系建設。明確界定交易雙方的權利責任和義務，保障區塊鏈供應鏈金融業務平臺的安全性，緊盯區塊鏈技術在應用中出現的異常情況，適時修訂相關實施細則，鼓勵技術發展并把控平臺運行風險，保障用戶的數據信息安全。

2.加強對區塊鏈供應鏈平臺的金融監管。一是加強對用戶交易行為的監管約束。為了營造良好的環境，更好地約束用戶的交易行為，需要積極引導和督促平臺用戶提高自律合規意識、規范操作流程，保障區塊鏈供應鏈金融平臺的穩健發展。二是加強對用戶隱私保護監管。相關部門和機構需對用戶的數據信息獲取與使用進行監管，約束、督促用戶合理使用相關數據信息，保護數據信息安全，確保用戶隱私利益不受損。

參考文獻：

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Research on the Application of Blockchain Technology in Supply Chain Finance

——Based on Chain Code Implementation and Privacy Protection

Wang Haiquan1/Yang Yang2/Yi Qingling1

（1. PBC Nanning Certral Sub-branch，Nanning? ?530028，Guangxi，China;

2. PBC Beihai Central sub-branch，Beihai? ?536000，Guangxi，China）

Abstract：Blockchain technology has distributed and traceability characteristics，and its integration into supply chain finance will effectively improve the efficiency of SME financing. This paper argues that the integration of blockchain technology into supply chain finance has strong application advantages，but at the same time there are many barriers to promotion，such as data nodes being cracked，system capital loss being difficult to be artificially suspended，and joint supervision mechanism not yet established. This paper attempts to build a secure and encrypted blockchain supply chain financial system based on chain code implementation，privacy protection and digital encryption design，and puts forward the policy suggestions of? "three main bodies，two guarantees and two regulations" for the industry application of blockchain technology in supply chain finance.

Key Words：blockchain，supply chain finance，chain code implementation，privacy protection