周金萍 陈烁

周金萍 ¹ 陈 烁 ^{2 *}

摘 要 提单作为国际贸易中的重要文件，同时具有货物收据、运输契约证明、物权凭证等属性。随着国际贸易的发展，提单无纸化成为必然趋势。区块链电子提单在保留了提单基本功能和属性的同时，又能凭借区块链去中心化、透明和可追溯等技术特点，有效弥补了传统电子提单易篡改、易伪造等缺点，确保了提单的真实性和完整性。本文主要分析了区块链电子提单的业务逻辑、系统架构设计及关键技术运用，阐释了其在无纸化放货、国际贸易结算、贸易融资、供应链管理、多式联运等场景的应用，同时也指出了区块链电子提单在技术成本、市场接受、法律环境、口岸监管等方面所面临的挑战，并提出了针对性应对建议，为区块链电子提单在我国国际贸易领域的推广应用提供参考思路。

关键词 区块链；电子提单；国际贸易；无纸化；供应链；多式联运

Research on Implementation Scheme and Application Scenarios of Blockchain Electronic Bill of Lading

ZHOU Jin-Ping ¹ CHEN Shuo ^2*

Abstract As an important document in international trade, the bill of lading possesses attributes such as a receipt for goods, proof of transportation contract, and a certificate of property rights. With the development of international trade, the paperless bill of lading has become an inevitable trend. The blockchain electronic bill of lading not only retains the basic functions and attributes of the bill of lading, but also with the technological features of decentralization, transparency, and traceability of blockchain, effectively makes up for the deficiencies of traditional electronic bills of lading, such as susceptibility to tampering and forgery, ensuring the authenticity and integrity of the bill of lading. This article mainly analyzes the business logic, system architecture design, and key technological applications of blockchain electronic bills of lading, explains its application in scenarios such as paperless delivery, international trade settlement, trade financing, supply chain management, and multimodal transport, and also points out the challenges of blockchain electronic bills of lading in terms of technical costs, market acceptance, legal environment, and port supervision, and puts forward targeted response suggestions, providing reference ideas for the promotion and application of block-chain electronic bills of lading in China’s international trade field.

Keywords blockchain; electronic bill of lading (eBL); international trade; paperless; supply chain; multimodal transport

第一作者：周金萍（1975—），男，汉族，河南信阳人，硕士，高级工程师，主要从事电子口岸、单一窗口和智慧口岸工作，E-mail: singlewindow@126.com

通信作者：陈烁（1995—），男，汉族，广东潮州人，本科，工程师，主要从事口岸信息化工作，E-mail: smartport2023@126.com

1. 国家口岸管理办公室 北京 100730

2. 广东省人民政府口岸管理办公室 广州 510620

1. National Office of Port Administration, Beijing 100730

2. Port Administration Office of the People’s Government of Guangdong Province, Guangzhou 510620

电子提单作为纸质提单的电子化形式，通过数据交换实现对国际贸易中货物的所有权以及相关运输合同的电子化管理，从而有效简化交易流程，减少人力成本。尽管如此，传统电子提单仍面临数据易被篡改和伪造等风险，而区块链技术具备去中心化、透明和可追溯等特性，恰好能够消除传统电子提单的这些风险。区块链技术在国际贸易领域的引入，将为贸易融资、海关程序、供应链管理等方面带来深远影响：在贸易融资方面，区块链有助于减少依赖第三方贷款或保险进行融资所需的费用和时间；在海关程序方面，区块链便利了海关程序的执行，比全球消除关税更能促进全球贸易发展；在供应链管理方面，区块链通过提供货物来源以及货物运输的实时动态来改进供应链管理。将区块链技术与电子提单相结合，对于国际贸易的交易效率、成本控制和贸易安全等方面都具有重要意义。本研究旨在分析区块链电子提单的业务逻辑、系统架构设计和关键技术运用，阐释其在国际物流和国际贸易中的创新应用场景，并针对当前区块链电子提单面临的挑战提出针对性的解决思路。

1 区块链技术背景及研究现状

1.1 区块链核心技术及其特性

区块链技术是一种块链式存储、不可篡改、安全可信的去中心化分布式账本，最早由中本聪于2008年提出，最初作为比特币的一项底层技术，后来逐步演化为一项全球性技术，越来越广泛应用于贸易、物流、金融、教育、健康等各个行业，在身份管理、商品溯源、贸易交割、监管执法等方面发挥着日益重要的作用。

1.1.1 区块链的核心技术

一般来说，区块链的核心技术主要包含分布式存储、共识机制、加密技术以及智能合约^[4]。分布式存储用于防止账本数据被篡改；共识机制用于确保各节点所存账本的一致性；加密技术用于保障信息的安全加密传输；智能合约用于保证用户间的可信交易。

1.1.2 区块链的技术特性

区块链拥有去中心化、不可篡改、高度透明、可追溯和隐私安全五大技术特性^[5]。其中，去中心化体现在区块链技术从根本上简化了交易过程中的传统信任机制，使交易各方可在没有中介机构参与的情况下实现交易的互信与协作；不可篡改体现在区块链技术通过块链式结构防止写入的数据遭到篡改或伪造；高度透明体现在应用区块链技术的所有交易记录对拥有访问权限的参与者均公开可查，且操作合规性由全部参与者共同监管；可追溯体现在每次交易的资金流和物流信息都被公开记录在不可篡改的链上，并能从源头处得到准确的追踪；隐私安全则体现在交易人的真实身份会被保护起来，只有持有相应权限的人才能够查看。

1.2 提单的发展历程

提单是国际贸易中的重要文件，其发展经历了三个阶段，即纸质提单、传统电子提单以及目前正在推动发展的区块链电子提单阶段^[6]。这三种提单存在状态也各有特点，具体见表1。

2 区块链电子提单实施方案

2.1 业务逻辑设计

一般的国际贸易流程中，区块链电子提单的业务逻辑如图1所示，具体业务步骤见表2。表2中区块链电子提单系统主要涉及三大关键技术：智能合约、加密技术以及跨链互操作。智能合约通过预设规则与条件自动触发对应操作，实现区块链电子提单的自动流转与交易的自动结算；加密技术通过确保区块链电子提单上信息的真实性和完整性，保障区块链电子提单的安全性和交易有效性；跨链互操作通过打破链间壁垒、构建区块链网络，保障物流动态信息的实时更新与共享。

2.2 通用架构设计

区块链电子提单系统的设计基于区块链的去中心化、分布式网络账本特点，其系统架构也符合一般网络的分层结构，其最底层、最基础的仍然是数据层，其上有网络层、共识层，与数据层合称基础层，在基础层上是合约层、应用层，包括公有链、私有链、联盟链等。区块链电子提单系统的通用架构设计如图2所示。

图2 区块链电子提单系统的通用架构设计

Fig.2 General architecture design of blockchain eBL system

（1）数据层。数据层是区块链电子提单系统的基础，它封装了底层数据区块的链式结构及相关非对称数据加密、时间戳等技术。该层主要包含货物信息、运输信息、交易信息等数据信息，通过智能合约进行数据的存储和管理，保证数据的安全性与完整性。

（2）网络层。网络层保障区块链电子提单系统中各节点间的通信。主要运用分布式组网机制、数据传播机制和数据检验机制，并通过P2P网络技术、加密算法和安全协议，实现节点间的数据安全传输和信息共享。

（3）共识层。共识层封装了网络节点的各类共识机制算法，主要负责解决分布式存储系统中数据的一致性问题，通过共识算法来决定到底由谁来记账。该层通常需要具备高并发处理能力，相关共识算法主要有工作量证明（ Proof of Work，PoW）、权益证明（ Proof of Stake，PoS）等。

（4）合约层。合约层是区块链技术的核心构成要素之一，也是区块链可编程特性的基础。它主要封装各类脚本、算法和智能合约。智能合约可以简单理解为是一份自定义的电子合同，这种合同具备可编程的特性和算法，能够通过预设规则和条件，自动触发执行合约条款。

（5）应用层。应用层封装了区块链的各种应用场景和案例，其中就包括公有链、私有链、联盟链等。应用层通常会采用HTML、CSS和JavaScript等技术构建用户界面以及实现交互逻辑，为用户提供注册、登录、提单生成、提单查询等便捷操作功能。

3 创新应用场景与典型案例分析

3.1 创新应用场景

区块链电子提单在提升客户体验、提高产业链整体效率、拓展全球化供应链金融业务等方面，都可以发挥重要作用^[8-9]。表3给出了区块链电子提单在无纸化放货、国际结算、贸易融资、供应链管理和多式联运等多个业务场景中的应用优势分析，它们一般都综合运用了区块链的去中心化、分布式账本、透明性、可追溯性、可信任性、智能合约等技术特征。

3.2 典型应用案例分析

当前，国内外航运领域对区块链电子提单的应用都有探索且不乏成功案例，如基于全球航运商业网络（ Global Shipping Business Network，GSBN）平台的区块链电子提单IQAX eBL和地中海航运公司（ Mediterranean Shipping Company，MSC）基于WAVE BL平台推出的新型电子提单MSC eBL等，都在应用区块链电子提单推动航运贸易数字化转型方面做了积极探索。表4介绍了几个典型的应用案例，其共同点都是通过区块链技术保障提单安全性、真实性和可追溯性，实现电子提单的一键签发、流转、交付、状态查询和历史记录检阅等。

4 区块链电子提单的发展建议

虽然区块链电子提单与传统电子提单相比能够提高交易效率、降低交易成本、防止交易欺诈等，但在实际应用中仍然在技术成本、市场接受度、法律环境、口岸监管等方面存在挑战，为促进其进一步推广和使用，下面针对相关问题进行分析并提出可行应对建议^[12]。

（1）存储方面。区块链上每个节点都需要对所有交易记录进行验证和存储，而随着交易的进行，交易数据也在不断增加，加上分布式存储空间利用率有限，以及链上数据不可删除等特性，交易数据所需存储空间也将不断膨胀。建议通过在区块链系统中加入纠删码等方式，来减少区块链上每个节点的负担，从而削减整个区块链对存储空间的需求。

（2）性能方面。在区块链电子提单应用中，随着交易数量的不断增加，信息的加密解密、交易验证、共识机制的进行也越来越频繁，导致数据查询与确认所需时间也将进一步延长，这意味着交易效率会受到影响。建议通过优化共识机制与智能合约，引入分片、分层、隔离验证等手段，来加快系统运算效率，使区块链电子提单能更好地满足国际贸易对交易效率的需求。

（3）能耗方面。区块链技术能耗较大，共识机制需要大量计算来验证交易有效性，对算力和电力要求高，由此带来电力供应压力和温室气体排放增加等问题。建议通过调整共识机制、改进区块链应用等方式来提高能源利用率和降低能耗需求，平衡区块链电子提单发展与环保之间的关系，真正实现可持续发展。

（4）市场接受度方面。由于传统上习惯使用纸质提单，且现阶段船代、货代领域大量小微企业的信息化程度还有待提高，因此提高使用区块链电子提单的接受度还需一定时间。建议鼓励并推广基于区块链的无纸化操作，结合区块链电子提单简化提货报关的流程，加快货物流通，提升应用效果；通过社交媒体、展会论坛等渠道对区块链电子提单优势及案例进行宣传推广，进一步提高市场认知度与接受度。

（5）标准化方面。统一标准可以为企业提供明确指导，帮助企业选择合适的区块链电子提单系统，从而降低企业的运营风险。建议相关部门、国际组织、行业协会等合作推动建立一套包括数据格式、加密算法、传输协议等内容在内的区块链电子提单国际统一标准规则，保障区块链电子提单的互操作性和安全性，引导并推动区块链电子提单在国际贸易中广泛应用，增强贸易竞争力。

（6）法律法规方面。目前我国尚无现成法律法规对区块链电子提单的法律地位、签发、转让等具体事项加以明确，由于区块链电子提单涉及到货主、承运人、港口等多方参与，在区块链去中心化特点影响下，各方利益保障更加复杂。建议通过补充完善现有法律体系或专门立法来赋予区块链电子提单的合法地位和有效仲裁证据，明确其与纸质提单享有同等法律效力，为贸易各方使用区块链电子提单提供明确的权利保障，创造良好法律环境。

（7）口岸监管方面。目前区块链技术日益广泛应用于口岸监管领域，相关法律法规完善、技术标准统一、数据安全和隐私保护等工作也逐步纳入推进日程，尤其是将区块链技术应用于跨境监管等领域得到了积极的探索发展。建议有关部门积极推动区块链电子提单在口岸监管领域的广泛应用，建立区块链监管平台，实现对区块链电子提单全过程监管、追溯，同时还要积极开展该领域的国际合作，共同制定跨境监管规则措施，实现信息共享和协同监管^[13]。

5 结语

区块链电子提单的推广应用顺应了全球贸易数字化发展趋势，其技术特性明显，应用场景丰富，国内外已有相对较为成熟的实践案例，本文也尝试分析了若干典型创新应用场景。同时，区块链电子提单也面临着技术、市场、标准、法律、监管等方面的问题，本文对此给出了相关应对建议，主要包括持续开展技术创新应用，加大市场宣传推广力度，统一相关标准规则，明确法律地位和效力等。如此，将有利于促进区块链电子提单在我国国际贸易领域的健康发展，进一步提升贸易竞争力。

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表1 提单的三个发展阶段及其特征

Table 1 Three developmental stages of the bill of lading and their characteristics

图1 国际贸易中区块链电子提单的业务逻辑

Fig.1 Business logic of blockchain eBL in international trade

表2 区块链电子提单业务步骤简述

Table 2 Brief description of business steps of blockchain eBL

表2（续）

表3 区块链电子提单的应用场景

Table 3 Application scenarios of blockchain eBL

表4 不同平台和机构推出的区块链电子提单典型案例分析

Table 4 Typical cases analysis of block-chain eBL from different platforms and institutions