张波 李俊超

近年来，海关加快业务改革步伐，围绕智慧海关建设要求，强化科技赋能，进一步加强科研攻关能力，推进核心技术突破。本文的研究内容主要是应用区块链所具有的共享、防伪、全程追溯等优点，以区块链技术^[1]为切入点与海关业务深入融合，提出了破解“信息孤岛”困境的新思路。区块链技术以分布式账本为基础，通过用户共识机制^[2]，打通监管全流程的信息流，有利于及时全面收集口岸进出口相关信息，有利于推进口岸相关部门之间的合作，应用区块链技术可以确保货物的来源、去向和相关数据的真实性，从而提高通关效率和数据安全性。同时，区块链上的数据均可进行追溯和验证，具有来源多、范围广、价值高的特点，通过对不同来源数据的相互验证比对和数据挖掘分析，可以对国家贸易经济形势分析起到促进作用。目前，区块链技术已成功应用于口岸进出口通关两步申报和跨境贸易领域。

1 应用区块链的必要性

1.1 信息化建设现状

近年来，乘着智慧海关建设的东风，宁波海关的信息化建设得到了迅速发展，参与建设了一批优秀的署级、关级信息化项目，总结了一系列优秀方法。一是增加机房、网络、服务器等基础设施的投入，部署总署远程数据中心，夯实信息化运行土壤。二是建设智能开发平台和应用支撑平台，采用敏捷开发方法，缩短建设周期，保持快速迭代，有效应对迅速变化的业务需求。三是建设数据交换平台和任务调度平台，能够快速、有序、安全地在不同网络中实现大规模数据交换。四是建设大数据平台和数据中台，融合各类业务数据资源，强调数据赋能，提高统计分析能力和风险防控能力。

然而，在基础设施足够强、网速足够快、信息化程度足够高的情况下，在实际业务应用中，部门间数据的互联互通仍面临难点和挑战。其主要原因是信息化、数字化进程的不平衡、不充分，不同主体之间的信息共享程度不够，多部门间的审批流转不够顺畅，数据既进不来也出不去，往往容易形成“信息孤岛”或“数据孤岛”。

1.2 区块链解决的业务痛点

本研究主要从口岸进出口通关两步申报和跨境电子商务海外仓两方面来进行区块链的应用，解决业务中的痛点难点问题。

口岸进出口通关业务由来已久，现有进出口监管申报步骤是线性的，企业通过报关公司或自有渠道向监管单位发出通关申请，包括商品信息、运输情况等，申报信息和审批流程都是单向层层传递，很多时候难以验证数据的真实性。外贸过程中涉及的收发货单位、代理单位、物流公司、监管部门之间的数据交换渠道没有打通，后一环节方的信息基本来自于前一环节方在系统里输入的数据。在此情况下，不但每个环节输入重复数据费时费力，而且难以对数据的真实性进行审查、追溯和取证。

跨境电商海外仓模式是对传统外贸的重大创新，有助于带动我国自主品牌“走出去”，拓展海外消费市场，实现产品价值链的延伸。海外仓监管难度较大，主要问题在于整个海外仓贸易链条上的主体各自为政，信息化建设没有统一标准，信息化进程前后不一。国家、部门、企业及其相互之间的信息化对接成本较高，信息连通和共享程度不够充分，信息流转不够畅通。由于缺乏一个数据可共享、可追溯的公共平台，企业的海外仓业务数据无法与海关、税务等监管部门互联互通，导致监管部门在获取企业海外仓贸易链条上真实、完整的业务数据方面存在困难。

而通过应用区块链可以打通数据交换渠道，打破“数据孤岛”，重新激活信息流动，充分释放数据价值，同时，可以解决上述取证追溯和真实性审查等问题。

2 区块链简介

区块链起源于比特币^[3]，是一种去中心化基础架构与分布式计算范式^[4] ，其发展^[5]历程主要分为三个阶段：区块链1.0是指以比特币为代表的可编程货币，比特币设计的初衷是为构建一个可信赖、自由、无中心、有序的货币交易世界，其最初的应用范围完全聚集在数字货币上。区块链2.0是指基于区块链的可编程金融，基于区块链技术可编程的特点，将“智能合约”的理念加入到区块链中，应用范围扩大到涉及合约功能的其他金融领域。区块链3.0是指基于区块链的可编程社会，在法律、零售、物联、医疗等领域，区块链可以解决信任问题，不再依靠第三方来建立信用和信息共享，从而提高整个行业的运行效率和整体水平，应用范围逐渐扩大到整个社会。

本文主要基于区块链3.0，应用范围不再是最初的数字货币或者其他金融领域，而是把区块链作为一种在网络环境下解决数据信任问题和提升合作效率的价值工具，有效地服务海关业务改革。

3 区块链的应用价值

在海关监管和服务过程中，需要充分利用好区块链分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术特点^[6]，把区块链所拥有的不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护、安全可靠^[7-8]、隐私保护^[9]等特征融入海关业务改革中去，从而解决信息真实性问题，推动服务事项跨地区远程、跨层级联动以及跨部门协同办理，有效解决数据权属与数据安全问题，是优化海关监管流程的重要推手，有利于提升海关监管透明性和公信度。

区块链采用块链式结构记录状态、分布式存储和同步，有效地解决了传统信息传输对第三方的过度依赖，打破数据割据和垄断形成的“数据孤岛”，成为监管单位破解孤岛困境的一剂良药。区块链技术促进数据在分布式平台上进行充分流动，提升数据流动性并充分激活数据价值，为海关与其他政府机关合作、海关与企业的信息交换提供了很好的解决方案，是海关价值互联网应用的新高地。

同时，区块链也存在存储空间要求大、算力要求高等不足和弱点，海关监管环节多，商品数量大，对数据存储和算力要求很高，需要根据业务场景谨慎使用区块链，避免造成人力物力浪费。本文采用结构化数据直接上链、提取非结构化数据特征值上链的方法，在提升区块链存储性能的同时，一定程度上减少了链上数据的存储量。

4 区块链的业务应用

应用区块链服务海关业务改革的方向有很多，文献[10]描述了将区块链用于海关物流监管业务的实践，本文主要详述了在口岸进出口通关“两步申报+区块链”和跨境电子商务海外仓“跨境贸易+区块链”两方面的应用实践。

4.1 “两步申报+区块链”

“两步申报+区块链”是对原有通关申报模式的创新，宁波海关参与了宁波市“大宗散货数字供应链平台”项目建设，实现船货申报、单证传递、提货权转让、全程物流、提货指令、合同管理、商务费收、在线支付、发票开具核销、客户对账、金融信贷等一站式可视化数据的查询、提取、交叉对比、风险分析等功能，有效解决了进出口申报过程中数据真实性难以验证的问题。该平台充分运用区块链技术数据不可篡改、全程留痕、可以追溯等特点，将海关审核对象由报关单、舱单为主体的“结果验证”，拓展到以贸易数据、物流数据、金融数据和第三方检验数据等区块链数据自动对比、多方互证的“过程验证”，优化申报、查检、提离、审价等海关作业环节，进一步提升通关效能，降低企业运营成本。

“两步申报+区块链”模式主要由多方提供各自拥有的数据上链，并由此组成完整的信息流：由收发货人通过平台向地方“单一窗口”提供概要申报、完整申报数据；由物流企业如货代、船代、船公司提供整条物流服务供应链数据，包括舱单生成、流转、质押、注销、提货体系等信息；由平台聚集客户交易情况，提供贸易交易数据，包含交易信息发布服务、开证代理和代理销售业务等信息；由金融机构充分利用港口作业数据、全程物流数据、商务结算数据等港口生态数据，创新发展在线金融产品，提供供应链金融数据；还有其他服务数据，包括商品境外检测报告、大宗商品交易风险分析报告等；海关从区块链节点取得申报数据和其他相关数据，在海关内部服务器上进行各种业务逻辑校验比对，实现数据多源互证。

4.2 “跨境贸易+区块链”

“跨境贸易+区块链”是一种新型监管模式，通过建立一个覆盖跨境电商海外仓全链条的开放式平台，实现对风险的精准把控，达到全流程信息实时更新、操作记录可追溯、信息真伪可验证、数据防篡改的效果。海关、税务等监管部门借助该平台能够实现对海外仓贸易全程精准实时监管，从而节约大量监管资源，同时也可大胆释放更多通关、税收方面的便利化、优惠性政策。

通过区块链技术进行统一标准的数据共享，监管部门可以准确地从区块链上获取实时物流信息，解决环节信息缺失问题，确保链上操作记录真实可信、数据信息可验证、可追溯和不可篡改，能够对海外仓货物、运输工具、地理位置等各类信息进行多方比对和全流程分析，从而迅速发现各类违规违法问题，并有效举证追责。

如图1所示，在海关参与的“跨境贸易+区块链”应用平台上，海外仓企业可以将自身业务系统通过标准接口对接到区块链平台，将相关货物信息上传到“链”上；物流公司在区块链上获取相关信息后，在物流生产系统处理数据并将物流信息上“链”，在货物运输过程中，物流信息动态实时更新上“链”；监管场所接到实际货物后，将抵达信息或理货信息上“链”。出口地监管部门在接收货物申报后，通过接口获取“链”上的货物、物流、理货等信息进行逻辑校验、自动审核，生成布控查验、放行结关等信息。出境以后，物流企业将货物在国外的物流信息实时上“链”，供国内监管部门实时获取。货物抵达境外后，通过海外仓的智能仓库系统将货物出入库、理货信息上“链”。货物在电商平台的销售信息由电商平台负责上“链”，货物出仓信息、境外物流信息也通过境外物流企业被实时上传到“链”上，境外客户、境内企业、国内外相关监管部门均可按指定协议和授权获取相关信息。

5 技术设计方案

5.1 架构设计

为了服务上述业务改革目标，在多部门之间实现大规模数据交换，需要在互联网环境下建立联盟链体系，以开源项目Hyperledger Fabric为基本架构。从系统逻辑架构的角度，Fabric主要提供成员管理、区块链服务、智能合约服务、监听服务等功能，逻辑架构图如2所示。

由于区块链整体结构是部署在互联网环境中，根据相关规定，部分业务相关数据不适宜直接发布到互联网中，所以本研究提出的解决方案是，地方政府、地方电子口岸、港务部门和企业单位在各自的互联网区块链节点上，通过智能合约将各自拥有的物流信息、舱单数据、理货报告、申报数据、商品描述等业务信息提交到“链”上，然后监管部门把互联网上属于自身授权范围内的区块链节点数据下载到本地，通过安全跨网机制传输至内部网络，再与其他内部业务数据一起完成各种业务逻辑和校验比对，最后把允许发布的结果发回到互联网的区块链上，区块链上的其他使用者可以通过接口形式查询获取权限范围内的数据。

图2 区块链逻辑架构图

Fig.2 Blockchain logical architecture diagram

5.2 数据架构

涉及多个单位业务逻辑的数据存储在Fabric区块链中，各单位内部逻辑数据库根据各单位需要自行规定保存期限，项目续存期内，区块链上的数据永久保存。

区块链共享机制决定了它的存储容量是有限的，因此区块链上除了部分全量节点储存完整账本外，其他节点存储简化信息，而大量视频、图片等非结构化数据，则更适合保存在云端。如表1所示，在上“链”时，结构化数据的数据容量较小，可以根据实际需要直接上“链”，也可以在保存到关系型数据库后，提取摘要上“链”；非结构化数据的数据容量较大，则加密后存放到云上，把客户ID、时间戳、存放路径等信息和原始文件聚合起来，用SHA256函数提取摘要上“链”。监管部门可以运用云计算以大数据分析方式对数据进行清洗、加工、分析并形成数据知识图谱，从而得到所有参与区块链的各方主体画像，再通过人工智能技术精准预测业务趋势，并为决策提供依据。

5.3 部署设计

对海关来说，区块链节点的网络架构和部署设计分为互联网和内网两部分。在互联网上，海关作为一个普通节点接入联盟链，与其他政府部门、港务部门、地方电子口岸、其他企业等节点进行交互，这些区块链节点都部署在互联网环境中。CA服务器用于用户的授权，只有经过授权的组织才能加入到区块链网络中来，区块链应用服务器提供与区块链进行交互的接口。在内部网络中，按内部信息化项目管理要求进行建设部署，按照安全管理要求和对外的区块链应用进行交互。

在接入联盟链的情况下，可通过对接功能进行数据查阅、校验、发布等工作，具体根据业务应用需求进行建设。部署架构的简略示意图如图3所示。

5.4 应用设计

系统应用设计分为呈现层、应用层、业务层和数据层，如图4所示。（1）呈现层包含了用户界面，这一层和传统的Web应用和移动App应用无差别。（2）应用层为应用逻辑所在的一层。这一层处理用户输入数据，根据这些数据判断出具体的业务，然后调用相应的业务处理接口。（3）业务层封装了Fabric应用的全部业务逻辑，是整个应用的核心部分。（4）数据最终的存储是在数据层。数据层分为传统数据库和存储与Fabric存储。各单位内部逻辑的数据会存储于传统数据库中，这部分数据是各单位内部隐私数据。另外涉及多个单位业务逻辑的数据则储存在Fabric区块链中，各单位间通过Fabric区块链共享这类数据。

6 应用效果

区块链技术提供了破解“信息孤岛”困境的钥匙，实现了“冻结”的孤岛数据在统一的分布式数据平台上的重新流动，充分释放数据潜力，有效激活数据价值。实际应用中，某个单位在加入某个区块链之后，那么从它加入开始，数据共享就已经在“链”上开始了，而不再是传统的先私有后共享，从源头上避免了后期共享的阻力。

通过区块链应用研究和实践，海关业务改革取得了较好的成效。图5为应用系统从实现了“两步申报+区块链”的“大宗散货数字供应链平台”上获取的实际进口数据样例，进口商品为铁矿砂。该图显示了申报单位通过该系统将这批铁矿砂货物的商品信息存储至链上，申报信息包含了船舶代理、货物品名、目的港等报关信息，区块链中的商品记录无法被篡改和伪造，监管部门从链上可以获取申报货物的真实信息。同时，以上申报信息可以同时将该平台的大宗商品贸易信息、期货物品价格波动、船公司舱单信息、码头公司理货信息、车队物流信息、企业风险信息等结合起来通过大数据平台进行多方比对和综合分析，得到更多更准确的结论。

7 结论

本研究以去中心化记账的方式把数据分布式存储，通过统一的标准接口方便各单位接入，应用区块链共识机制和哈希算法防止数据被篡改，以链式存储保证可追溯性，实现业务的举证追责，凭借证书认证对数据信息分类授权，链上链下分类保存数据，提升存储性能，有效实现了多单位间的数据共享，并且保证业务全流程可追溯，确保数据的真实性和完整性。

参考文献

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[10] 李俊超, 严晨峰, 虞永健. 基于“区块链+政务”的外贸物流监管系统设计和实现[J]. 中国口岸科学技术, 2021(3): 85-91.

第一作者：张波（1972—），男，汉族，陕西西安人，本科，主要从事国门安全信息技术研究，E-mail: 492545372@qq.com

1. 宁波海关 宁波 315010

1. Ningbo Customs District , Ningbo 315010

图1 “跨境贸易+区块链”流程图

Fig.1 The flow chart of “cross-border trade + blockchain”

表1 区块链数据分类表

Table 1 Blockchain data classification table

图3 区块链部署架构图

Fig.3 Blockchain deployment architecture diagram

图4 区块链应用层次图

Fig.4 Blockchain application hierarchy diagram

图5 区块链实货数据样例

Fig.5 Samples of goods data in blockchain