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摘 要： 摘要：20世紀90年代以來，伴隨著我國電子商務的飛速發展，產生了一系列制約我國網絡零售市場長遠發展的難題，特別是B2C銷售中存在的信息不對稱、產品信息追溯和防偽問題等，更是難以依靠常規網絡零售市場治理手段予以徹底解決。鑒于區塊鏈技術能夠憑借分布式
摘要：20世紀90年代以來，伴隨著我國電子商務的飛速發展，產生了一系列制約我國網絡零售市場長遠發展的難題，特別是B2C銷售中存在的信息不對稱、產品信息追溯和防偽問題等，更是難以依靠常規網絡零售市場治理手段予以徹底解決。鑒于區塊鏈技術能夠憑借分布式存儲架構、區塊鏈式連接、“瀑布效應”，利用密碼學、共識算法、智能合約等技術，在信息收集、流轉、共享等過程中解決信息追溯難題，彌補產品防偽漏洞，防止信息篡改，而區塊鏈上傳信息的真實性、可用性、完整性問題，也可借助物聯網技術加以解決，即能夠通過接入物聯網信息采集終端，確保信息客觀公正動態地傳輸到電商平臺產品信息區塊鏈，實現對產品性狀等信息的實時跟蹤記錄，因此可利用區塊鏈技術實現對產品信息的追溯并防止篡改，進而結合物聯網技術解決產品防偽問題。
關鍵詞：區塊鏈;分布式網絡;瀑布效應;產品信息追溯;產品防偽
一、引言
20世紀90年代以來，我國電子商務飛速發展，取得了舉世矚目的成就。[1]截至2016年底，中國電子商務交易額達到22.97萬億元，同比增長25.5%。其中，網絡零售市場(B2C)交易額5.3萬億元，同比增長39.1%，遠高于電子商務總交易額的增長速度。然而，在B2C模式交易額快速增長的同時，其發展仍然面臨信息不對稱、交易過程中發生的糾紛責任難以界定、服務不到位、偽劣產品難以消除、消費者信息泄露等諸多問題。這些問題的存在嚴重制約著我國網絡零售市場的長遠發展。為解決上述問題，學術界和產業界進行了大量有益的探索，主要包括加強平臺監管、建立營銷商綜合評價體系、完善法律法規、完善綜合物流體系等。盡管這些網絡零售市場治理手段對凈化市場環境、保護消費者權益起到了積極的促進作用，但仍然無法從根本上解決消費過程中存在的產品信息不對稱、產品信息追溯困難、產品真偽難以辨別等問題。中國電子商務研究中心的調查報告顯示，在2016年全國零售電商被投訴的熱點問題中，因信息不對稱、產品信息追溯困難、產品真假難以辨別等問題而引發的投訴分別占投訴問題總量的22%、13%、11%。[2]
在解決B2C銷售中存在的信息不對稱、產品信息追溯困難以及產品防偽等問題的過程中，傳統的產品信息披露和防偽技術手段難以實現生產銷售各環節信息的互聯互通，產生了大量產品信息真空環節，存在諸多漏洞。比如，產品防偽碼可以查詢該代碼的存在性，而一旦被復制或損毀就無法發揮其防偽的作用了。又如，電商平臺上的不法商家套用真實的商品物流信息而銷售假冒產品的事件層出不窮。本文從信息技術角度出發，提出了利用區塊鏈和物聯網技術解決上述問題的途徑。區塊鏈技術采用分布式存儲結構，利用密碼學、共識算法、智能合約等技術，在信息收集、流轉、共享等過程中實現信息的防篡改、防偽造和可追溯。[3]結合物聯網技術，可以保證客觀的動態數據傳入區塊鏈，實現對產品性狀等信息的實時跟蹤記錄。[4]采用區塊鏈技術構建的產品信息追溯和防偽信息系統可以做到產品信息的互聯互通，將供應鏈以及銷售環節的信息進行集中整合實現產品信息真實、透明、可追溯并防篡改，進而封堵產品造假空間，確保產品質量和品質。本文以區塊鏈的分布式存儲結構以及鏈式連接所產生的瀑布效應為切入點，介紹了基于區塊鏈的產品防偽系統實現產品信息追溯和防止信息篡改的技術原理，在分析傳統信息追溯中信息層級劣勢的基礎上，結合物聯網技術提出基于區塊鏈的以電商平臺企業為主導的產品信息追溯和防偽模型，并通過實例進行說明。
相關期刊推薦：《中國流通經濟》雜志(原名《中國物資》)創刊于1987年2月，是由北京物資學院主辦的財經類理論刊物，現為中國市場學會會刊，主要發表流通領域的最新研究成果，關注國內外流通領域的理論動態和發展方向，傳播市場信息，交流企業經營管理經驗，借鑒國外先進的管理經驗和物流科學技術，積極開展國內外流通領域的學術文化交流。
二、研究現狀
通過檢索WebofScience、CNKI、ACM等數據庫，發現當前以電商平臺為主導的基于區塊鏈的產品信息追溯和防偽相關研究較少，且主要集中在產品信息追溯、網絡假貨治理及防偽技術等方面。具體研究進展如下：
(一)產品信息追溯
浦徐進等[5]認為，產品質量安全問題的危害程度與供應鏈上各成員可追溯系統的追溯精度成正比。食品的特殊性使之成為國內外產品信息追溯主要的研究對象。馬里奧(MarioGCA)[6]提出了葡萄酒的產品信息追溯系統，該系統存儲了葡萄酒從葡萄園到消費者手中整個供應鏈的全部存儲及加工信息，借助該系統可以有效分析供應鏈的全過程，實現產品質量管理。黃(HuangLJ)等[7]以電子商務環境為背景，基于射頻識別(RFID)技術、數據集成技術、數據安全技術設計了農產品供應鏈跟蹤系統以及時跟蹤和發現農產品食品安全問題所在的環節。于合龍等[8]針對水稻質量安全問題，以琿春水稻為研究對象，結合物聯網技術、射頻識別技術、條碼技術，利用PERTRI網模型設計并實現了水稻質量安全可追溯物聯網系統。該系統采用瀏覽器/服務器模式對水稻種植信息、農事信息、加工及質量檢測系統層級信息、物流運輸及終端銷售環節進行實時跟蹤和記錄，并將各環節產生的數據通過無線局域網、移動通信網、互聯網等動態傳輸至系統服務器，通過分析和整理形成溯源碼，消費者通過掃描溯源碼對水稻信息進行溯源。除了食品行業以外，產品信息追溯也被應用到時尚產品領域[9]、信息傳播領域以及制造行業[10]。
(二)網絡假貨治理及防偽技術
長期以來，假冒偽劣商品不僅嚴重影響我國經濟發展，而且危及企業和消費者切身利益，特別是涉及肉類、牛奶等特殊食品和民生物資時，一旦出現假冒偽劣商品，就會造成難以估量的社會和個人損失。[11]過去，假冒商品大多來自于規模相對較小的生產企業，而在過去的10~15年間，假冒商品生產企業已經從小規模企業轉變為擁有國際分銷網絡的組織良好的大型企業，并借助電子商務網絡渠道開展售假造假行為。陽超等[12]認為，網絡假貨屬于假貨流通領域引發的經濟難題，是知識產權制度與電子商務共同作用的產物，網絡假貨的治理應以知識產權制度為基礎，針對假貨生產、假貨流通、假貨消費三大環節，圍繞假貨生產商、假貨中間商、假貨零售商、電子商務平臺、假貨消費者四大行為主體，從道德和法律兩個層面入手制定相應的治理策略。威爾考克(WilcockAE)等[13]從企業角度出發，提出了一套綜合防治假貨的方法，包括加強供應鏈管理和完善企業質量管理體系兩個方面。其中，加強供應鏈管理即采用先進的防偽技術提高技術標準，借助穩固的分銷渠道讓消費者更加清楚地了解產品，并結合諸如鞋服產品、軟件傳媒產品、電子技術產品及食品藥品給出了具體策略;完善企業質量管理體系指從質量策略、質量目標、管理方法、戰略計劃、消費者關注點、雇員職責劃分及培訓、過程管理等方面入手制定企業防偽策略。張(CheungHH)等[14]提出了利用射頻識別技術打擊假冒產品的思路，解決了射頻識別防偽追蹤系統搭建以及產品標簽選擇、標簽編程和鎖定等問題，通過開發瓶裝產品包裝線，將射頻識別防偽系統與實際產品相結合，并通過仿真實驗的方式證明了該思路的可行性。孫(SunCH)等[15]提出了基于全球定位系統(GPS)和加密中文敏感碼識別農產品產地的防偽系統，該系統可以收集和處理農產品的重量和位置信息，每次根據不同密碼的高級加密標準算法對中文敏感碼進行加密和編碼，打印出防偽標簽，利用電子商務平臺的信息存儲與整合優勢實現農產品防偽。
(三)現有信息追溯和防偽技術存在的不足
1.產品信息追溯系統安全性低。傳統的產品信息追溯系統采用中心式數據存儲方式，一旦中心系統受到攻擊就會導致產品信息泄露甚至被篡改，信息的安全性和可靠性就很難得到保障。
2.產品供應鏈各環節不能實現信息共享。傳統的信息追溯模型盡管可以實現對產品信息的采集和記錄，但供應鏈各環節的參與者并不能平等無差別地獲取產品信息，存在產品信息層級。其中，產品生產商作為整個系統的運營者占據絕對優勢，消費者所能接收到的信息范圍及信息真實程度完全由生產者掌控。
3.產品信息追溯系統及防偽技術成本高。先進的產品信息可追溯系統和防偽技術意味著生產企業不僅需要建設大量的硬件基礎設施，而且需要投入大量的人力物力對系統進行維護，會提高產品的生產成本。
4.產品信息追溯及防偽缺乏有效的市場協調中心主體。產品信息追溯是實現產品防偽的重要支撐，一旦產品生產、流通等環節的信息公開透明可查詢就會有效封堵造假空間。現有產品信息追溯和防偽技術只是側重強調某一方面，并未實現二者的有效整合。同時，現有產品信息追溯和防偽技術多以某一特定行業或特定產品為設計對象，難以滿足消費者多種類、跨行業的產品信息需求，缺乏有效的市場協調主體對各類產品信息進行整合。
結合已有研究成果，本文認為，可利用區塊鏈技術來實現產品信息的可追溯并防篡改，進而結合物聯網技術實現產品防偽。
三、區塊鏈信息追溯與防篡改技術原理
(一)區塊鏈分布式網絡
2008年，中本聰(NakamotoS)[16]結合先前研究提出了比特幣的設想，創建了一個完全去中心化的分布式電子現金系統，經過一段時間的發展，比特幣被認為是迄今為止最安全的電子現金交易系統，[17]是區塊鏈技術應用最成功的范例。接下來，將以比特幣為例介紹分布式節點及其所形成的分布式網絡。圖1為比特幣分布式節點網絡示意圖。
一個完整的比特幣網絡所包含的節點主要可分為三類，即比特幣核心節點(BitcoinCoreCli⁃ent)、完整的區塊節點(FullNodeClient)、輕量級節點(如SPVWallet、ThinClientWallet等)。[18]在比特幣網絡中，核心節點完整地保存著比特幣網絡中的挖礦數據、交易數據、區塊數據、比特幣持有數據，是比特幣網絡中最完整、最全面的數據存儲節點。而完整的區塊節點和輕量級節點僅保存核心節點的部分數據。比特幣網絡區別于現行中心化網絡分布模式的關鍵之處在于，每一個參與者都可以在個人設備上來選擇運行何種客戶端，同時，運行完整的區塊節點客戶端的使用者和運行輕量級節點客戶端的使用者既可以隨時向網絡請求全部數據，也可以下載運行核心節點客戶端。這樣的節點數據存儲模式為分布式網絡的構建奠定了基礎，使得網絡中并不存在中心節點，實現了網絡分布的去中心化，避免了網絡中心節點存儲并占據大量數據資源的局面，實現了全網數據的公開透明與集體維護。
(二)“瀑布效應”
分布式網絡拓撲結構使得區塊鏈系統中的數據具有公開透明性，但并沒有辦法實現對數據的溯源和防篡改。在區塊鏈中，數據追溯是通過時間戳服務和區塊之間鏈式連接的設計機制實現的，并利用哈希函數加密的方式來實現數據的不可篡改性。
如圖2所示，每一個區塊都包括區塊頭、區塊體兩個部分。其中，區塊頭封裝著當前區塊頭哈希值、前置區塊頭哈希值、時間戳、區塊難度以及隨機數等信息;區塊體封裝著當前區塊具體交易事項，并利用哈希函數將交易事項的文本信息轉化成隨機序列形式進行存儲。每一個區塊都對應著唯一的區塊高度，區塊被全網認證的時間越晚，區塊高度值越大。
通過在每一個區塊頭中封裝前置區塊頭哈希值的方式，將當前區塊與其前置區塊相連接形成鏈式結構，而區塊鏈中區塊的前后順序通過加蓋時間戳的時間順序進行確認。比如，假設區塊編號為N的區塊其當前區塊頭哈希值為Hashnew1，前置區塊頭哈希值為Hashnew0，時間戳標記的時間為Time，則區塊N的前置區塊頭哈希值來自于區塊N-1的當前區塊頭哈希值，而區塊N的當前區塊頭哈希值Hashnew1將成為區塊N+1的前置區塊頭哈希值，區塊的前后排列與時間戳標記的歷史順序一致，由此形成了具有時間先后順序的鏈條式區塊鏈結構。
在區塊鏈中，區塊N-1的區塊頭包含“前置區塊頭哈希值”字段，而區塊N-1的當前區塊頭哈希值會受到該字段的影響。一旦區塊N-1的身份標識發生變化，其后續區塊的身份標識均會隨之發生變化。這是因為，區塊N-1一旦出現任何變化，區塊N-1的“當前區塊頭哈希值”字段就會發生變化。而區塊N-1“當前區塊頭哈希值”字段的改變將迫使區塊N的“前置區塊頭哈希值”字段發生改變，并進一步導致區塊N的“當前區塊頭哈希值”字段發生改變。依此類推，一旦某個區塊發生變化，其后續鏈條上的區塊均會發生變化。于是，隨著區塊鏈接入區塊的不斷增加，便會產生“瀑布效應”。而伴隨著區塊鏈接入區塊數量的增多，這種“瀑布效應”將大大增加區塊中數據的穩定性，增加數據的篡改難度。如圖2所示，編號為N-1的區塊，其當前區塊頭哈希值為Hashnew0，如果該區塊的數據發生變動，必然會導致Hashnew0發生變化。而且，由于Hashnew0封裝在編號為N的區塊中，Hashnew0的變化會引起Hashnew1的變化，并進而導致Hashnew2發生變化。由此可以看出，一旦區塊N-1發生變化，其后續所有區塊頭的哈希值均會隨之變化，均要重新計算。依此類推，便產生了“瀑布效應”，大大增強了數據的防篡改性。同時，區塊鏈采用分布式存儲結構，使得攻擊者只有在擁有全網51%的算力時，才能真正實現對數據的篡改，從而使得區塊鏈中的數據極具安全性。
區塊鏈記錄所有已經發生的交易的信息，過程高效透明，數據安全性高，[19-20]在供應鏈管理領域將區塊鏈技術應用于產品信息追溯和防偽，能夠對維護良好市場秩序、改善消費環境產生巨大的推動作用。從目前來看，區塊鏈技術在產品信息追溯和防偽方面的功能主要是產品信息存儲。將產品的生產信息、物流信息、交易信息存儲在區塊鏈中，不僅能夠使信息得以完整保存，而且難以被篡改，從根本上解決產品在區塊鏈上的信息溯源和防篡改問題。不過，為確保上傳到區塊鏈中的信息真實、可用、完整，還需要進一步引入物聯網技術。在現有產品信息追溯實踐中，普遍結合了物聯網技術，通過接入物聯網中的信息采集終端，將信息客觀公正地傳輸到產品信息區塊鏈中。
