胡自强 周艳 陆地

摘 要 本文主要从出入境特殊物品通关监管作业流程出发，分析出入境特殊物品通关的业务逻辑、基于区块链技术的系统架构设计，阐释区块链技术在数据共享、数据溯源以及智能合约等场景的应用，为建设海关通用区块链系统提供相应思路。同时，本文提出区块链技术在整体规划、系统性能、法律观念等方面所面临的挑战，并提出针对性应对建议。

关键词 区块链；智慧海关；海关监管

Exploration of the Application of Blockchain Technology in Customs Clearance of Special Goods

HU Zi-Qiang ¹ ZHOU Yan ¹ LU Di ²

Abstract This paper primarily examines the customs clearance and regulatory workflow for special inbound and outbound goods. It analyzes the business logic of their clearance procedures and proposes a blockchain-based system architecture design. This paper presents the application of blockchain technology in scenarios such as data sharing, traceability and smart contracts, offering development insights for building a universal blockchain system for customs. Additionally, it highlights challenges faced by blockchain technology in areas like overall planning, system performance and legal concepts, and puts forward relevant suggestions.

Keywords blockchain; smart customs; customs supervision

海关货物通关监管作业流程汇聚多元主体协同合作，涵盖海关、进出口企业、国内外监管部门及跨境电商等主体，在数字化转型进程中，海关监管面临着提升数据共享水平、优化数据溯源体系、强化跨境协作机制等发展机遇。伴随国际贸易的发展，海关监管部门通过技术创新持续提升监管资源效能。区块链技术凭借其数据不可篡改、流程透明化和智能合约自动化等特性，为构建海关信息协同网络、完善多方信任体系提供了创新解决方案。本文从出入境特殊物品通关监管业务场景出发，对区块链技术在海关监管作业中的数据实时共享、数据查证溯源以及智能合约方面的应用开展研究。

1 区块链概述及技术特点

1.1 区块链概述

区块链是一种基于密码学、分布式网络与共识机制的新型技术架构，其核心是通过去中心化方式构建多方参与的信任网络。区块链以“区块+链式结构”组织数据，每个区块包含交易记录、时间戳及前序区块哈希值，形成不可逆的时序链条。所有节点共同维护同一份分布式账本，数据全网同步且透明可查询，天然适用于需要多方协作、信任成本高的场景。

1.2 技术特点

（1）去中心化：摒弃传统中心化机构控制，数据存储与验证由全网节点共同完成。消除单点故障风险，提高系统的抗攻击能力和容错性。

（2）不可篡改性：采用哈希算法和链式结构存储数据，任何修改均需变更后续所有区块哈希值，且需获得超51%节点认可，技术上几乎不可行。

（3）透明可追溯：链上数据对所有授权参与者开放，交易全程可追溯。

（4）可编程性：支持自动执行的智能合约，基于预设规则的自动化程序，触发条件达成时自动执行。

（5）共识机制：通过算法如工作量证明（Proof of Work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS），确保节点间数据一致性。联盟链和私有链多采用实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）算法，在保证效率的同时控制参与节点权限^[1-3]。

（6）安全可信：采用非对称加密算法如‌RSA算法（Rivest-Shamir-Adleman，RSA）、椭圆曲线算法，保障身份与数据安全，同时依赖各分布节点算力开展工作量证明等共识算法，抵御恶意攻击，保证数据不可篡改和伪造。

区块链以去中心化架构为核心，通过不可篡改、可追溯等技术特性重构信任机制，在金融、政务、供应链等领域展现出颠覆性潜力^4]。区块链技术的价值在于，在没有可信任中央节点情况下，各分布点达成共识建立互信^5]，并通过分布式节点的验证和共识机制解决了去中心化系统的双重支付问题。

2 海关监管信息化应用现状及分析

2.1 海关监管信息化应用建设概况

海关监管信息化建设是提升海关管理效率、优化贸易便利化水平的重要举措。近年来，随着金关工程二期、海关智慧监管平台以及智慧海关等项目的建设，通过引入云计算、大数据、人工智能等新兴技术，海关已逐步搭建了高可用、弹性扩展的信息化基础设施，建设、完善互联互通、协作紧密、运转高效的监管信息化应用，构建了数字化、智能化的监管体系。海关监管作业系统涵盖通关管理、查验管理、运输工具管理、风险管理、动植物检疫、卫生检疫、商品检验、企业信用管理等。这些信息化应用的建设，为海关履行进出境货物物品、运输工具、人员监管职能提供有力支持^6]。

2.2 海关与外部单位数据交互方式特点

目前，海关与外部单位（如境外官方机构、其他监管部门、企业）的数据交互方式和特点如下：

（1）数据交换通道方式与中心化数据库对接方式。数据交换通道方式，海关内部中心化系统通过点对点数据交换通道或者接口方式与外部进行数据交换。例如，海关通关管理系统与中国国际贸易“单一窗口”使用消息队列（Message Queue，MQ）进行报关单等数据交换，如图1所示。中心化数据库对接方式，是通过数据库模式、文件模式等实现数据交换。例如，在海关网络隔离区（Demilitarized Zone，DMZ）部署前置节点，与国家级数据共享交换平台DMZ区前置节点实现数据库模式的数据交换。

（2）长数据链条和层级化信息传递。数据需通过多级机构层层传递，流程冗长且存在信息滞后，影响实时监管能力。同时，涉及多方协作需逐一建立安全通道，任何一个节点信息系统故障或者数据传输处理出现问题，都需要逐个排查数据链条上各节点系统运行情况。这种链条式、层级化信息传递方式，对现场问题处理响应时效、海关信息化应用运维效率，都提出挑战。

以上海关与外部单位的数据交换方式的特点，决定了不同部门单位的数据无法实时同步共享，数据流转过程中的查证和溯源手段有限。与此同时，随着海关业务量日渐增多，利用科技手段赋能海关监管工作，进一步提升海关监管资源效能，对智慧海关建设具有积极意义。

3 特殊物品通关监管应用场景分析

3.1 业务流程

海关通关作业涉及业务领域多，监管职能包括进出口货物监管、征税、打击走私、出入境卫生检疫、出入境动植物及其产品检验检疫、进出口商品法定检验等，监管对象涵盖进出境货物物品、运输工具、旅客等。以进出入境特殊物品监管业务为例，其通关业务流程简述见表1。

3.2 应用场景分析

3.2.1 数据实时共享

通过部署联盟链节点，将特殊物品监管全流程的各参与方数据上链，减少数据流通传输环节，实现数据实时共享，提升监管效率，缩短货物通关时长。涉及上链的单证及数据元如下：

（1）报关代理：主要单证为贸易合同、发票等，数据元为货物名称、品名、价格、数量等。

（2）货运物流：主要单证为运输单据、装箱单据等，数据元为货物名称、品名、数量等。

（3）海关及监管单位：主要单证为报关单、特殊物品行政许可、特殊物品审批单等，数据元为HS编码、货物名称、品名、数量、收发货人、查验记录等。

（4）使用单位：主要单证为特殊物品后续使用情况，数据元为货物名称、品名、数量等。

3.2.2 数据查证和追溯

各参与方数据实时上链，通过哈希链式存储+分布式账本存证，实现数据确权共享，保证货物信息数据在通关监管过程中的不可篡改。一方面，保证监管部门能够对特殊物品信息进行查证和溯源，实现从行政许可证书、申报、查验、检测以及后续监管的全流程溯源监管；另一方面，有助于企业及时获得货物通关过程状态和问题，及时进行处理和反馈，实现贸易便利化。

3.2.3 智能合约的应用

智能合约代码通常分布在区块链各个节点，当数据上链后，拥有合约的各个节点将会自动执行智能合约，如果上链的数据触发智能合约执行动作，各节点均能知悉相关数据状态并采取后续处理措施。在“去中心化”协作体系下，各参与方均可以不再单纯依赖某一方提交的“自证”信息，而是基于参与各方提供的“他证”信息开展各自业务流程^[7]。例如，海关可以在特殊物品通关放行环节，结合报关代理、货运物流的货物信息以及监管单位的许可和审批信息，自动触发特殊物品审批单数量核销动作。

4 特殊物品监管区块链系统架构设计

为了实现海关监管作业过程中各参与方系统的互联互通，高效传输数据和实时数据共享，建立高效的去中心化高可信数据共享模型，使用区块链技术连接海关监管信息化应用和相关参与方系统，实现海关、特殊生物资源协同监管机构、第三方检测机构、特殊物品生产企业等相关数据上链。系统架构设计如图2所示。

图2 区块链架构图^[4,8]

Fig.2 Blockchain architecture diagram^[4,8]

区块链系统架构包括五层核心结构，每层功能明确，协同实现区块链的核心特性（去中心化、不可篡改、透明可信）^3-4,6,9]，具体如下：

（1）数据层。实现数据存储与链式结构维护，确保数据不可篡改，将数据按照区块进行存储，通过哈希值将区块按时间顺序链接，形成不可逆链条，同时采用数据加密算法，保障数据安全和完整性，防止篡改。负责持久化存储链上的区块、交易、状态等账本数据，并对外提供索引和查询功能。该层主要存储特殊物品产品备案数据、特殊物品审批单数据以及核注核销等数据。

（2）网络层。P2P网络（Peer-to-Peer，P2P），实现节点间组网通信与数据传播，维持网络一致性，节点间直接通信，无中心服务器依赖。一般具备的功能特性包括：节点网络身份认证、具有安全保障的节点间数据通信、扩展节点支持自动发现和组网。

（3）共识层。在分布式场景中，将面临网络丢包、节点宕机、节点作恶等故障情况，共识层应当采用合适的共识算法，容忍和处理这些故障，保证多个节点取得相同的数据状态，确保所有节点对数据状态达成一致，防止双重支付等攻击。公有链常用的算法包括PoW和PoS，这两种算法的优点是可以支持的节点数量多，缺点是每秒事务处理量（Transactions Per Second，TPS）较低和交易确认时间长。联盟链常用的算法包括：Raft算法（Reliable, Replicated, Redundant, And Fault-Tolerant, Raft）和PBFT算法，这类算法的优点是TPS较高，缺点是支持的节点数量有限。

（4）合约层。合约层是区块链系统的核心之一，将复杂的业务规则（如风险控制、合规检查）编码为可执行的合约代码，实现流程标准化。预设条件（如特殊物品报关单审单、放行）自动触发操作（如特殊物品审批单检查、核销），替代人工干预，自动执行业务逻辑，保障交易的可靠性与透明度。

（5）应用层。面向用户的业务功能实现界面交互，落地具体应用场景。常见应用包括区块链管理平台、区块链浏览器、自定义API服务等，方便用户和系统访问区块链平台，可以为用户提供特殊物品行政许可查证、特殊物品审批单查证、审批单核销溯源和特殊物品溯源。

5 区块链在海关监管的深化应用展望

当前，区块链技术正在逐步应用到海关业务体系中，海关在应用模式探索、监管效能提升方面积累了丰富的经验。在此基础上，可以从以下方面持续深化技术应用：

一是加快统筹布局，构建协同生态。积极推进区块链应用顶层设计，通过整合现有试点资源构建统一技术平台，有效避免重复投入。规划筹建海关区块链生态，借助高质量共建“一带一路”，开展跨境协作，丰富应用落地场景^7,10]。

二是强化技术攻坚，突破性能瓶颈。一方面，应研究采用高性能的、自主可控的区块链技术方案（例如，根据公开资料显示，我国自主研发的长安链交易吞吐量可以达到10万TPS）；另一方面，应制定合理上链数据标准规范和管理制度。

三是推动制度创新，提升监管效能。明确区块链数据的法律效力，加强数据验证和数据保护，确保链上数据的真实性和可靠性，并最大限度地保护参与方数据安全^11]，提升监管效能。

6 结语

区块链技术在未来海关监管应用的发展方向将围绕数据可信共享、流程自动化、跨境协同监管等核心领域展开。数据可信共享方面，区块链通过哈希链式存储和分布式账本实现不可篡改的数据存证，实现全链条数据透明化和数据溯源。流程自动化方面，区块链技术的去中心化特性和智能合约功能，可以实现贸易数据的实时自动处理，提高通关效率，提升贸易便利化水平。跨境协同监管方面，为不同国家和地区的海关之间建立一个安全、可信的数据交换平台，促进跨境贸易的合作和发展。

综上所述，区块链技术在海关监管领域的应用前景广阔，通过重构海关监管的数据信任与流程协作机制，将引发海关监管领域的颠覆性革新与智能化转型。随着政策与技术的双轮驱动，应用场景将持续向多维度延伸，区块链技术有望在海关监管信息化应用发挥更加重要的作用，为全球贸易的繁荣和发展作出积极贡献。

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基金项目：国家重点研发计划项目（2023YFC2605800）

第一作者：胡自强（1982—），男，汉族，浙江东阳人，本科，高级工程师，主要从事海关信息化应用建设工作，E-mail: 13701059540@139.com

1. 全国海关信息中心（全国海关电子通关中心） 北京 100005

2. 中国海关科学技术研究中心 北京 100026

1. National Information Center of GACC (General Administration of Customs of China), Beijing 100005

2. China Customs Science and Technology Research Center, Beijing 100026

图1 数据交换通道方式

Fig.1 Data exchange channel methods

表1 特殊物品通关监管业务流程简述

Table 1 Overview of customs clearance regulatory process for special items