異構區塊鏈跨鏈技術在物流運輸的應用
——中歐運輸網絡應用示范

中國物品編碼中心 賈建華 從慶 王天昀

區塊鏈跨鏈協作平臺遵循可擴展、通用和安全的設計理念，通過采用兩階段事務模型實現了跨鏈事務中的原子性、一致性和可靠性，確保了跨鏈交易的安全性和可信度，為實現不同鏈上的資產轉移和交互提供了可行性和可靠性保證。

隨著全球經濟的快速發展，物流運輸行業日益重要。傳統的物流信息系統存在諸多問題，如信息不透明、不真實、不及時等，這些問題不僅影響了物流運輸的效率，還可能導致各種糾紛和風險。區塊鏈技術的出現為解決這些問題提供了新的思路。探究異構區塊鏈跨鏈技術在物流運輸領域的應用研究，可為物流行業的數字化、標準化發展提供支持。

區塊鏈底層平臺的選擇

本研究采用了JD Chain 和梧桐鏈區塊鏈底層平臺。

JD Chain 專注于為企業提供高性能、高可用性、高安全性的區塊鏈底層平臺，適用于各種行業和場景，包括供應鏈金融、數字版權保護、電子簽章、公益事業等。

梧桐鏈是基于開放標準自主研發、簡單易用、高度可靠的企業級區塊鏈基礎設施，可應用于食品溯源、證據保全、知識產權保護、政企公示、互聯網金融等多種業務場景。

區塊鏈跨鏈應用問題及解決思路

項目研究小組對當前的跨鏈技術現狀進行研究，并結合跨境物流的實際業務需求，設計滿足跨境物流參與方對去中心化的鏈之間實現跨鏈協同的需求。

區塊鏈跨鏈應用存在的問題

區塊鏈跨鏈應用問題主要包括：跨鏈平臺不支持梧桐鏈、合約語言不兼容、區塊鏈節點網絡環境限制等。為解決這些問題，研究小組采取措施：

1.基于現有開源平臺的組件讓跨鏈路由具備接入Hyperledger Fabric 和FISCO BCOS 的能力。同時根據梧桐鏈的架構和調用方式，采用統一的編碼方式隱藏輸入參數的JSON字段格式，并將字段內容交由應用端解碼后處理。

2.對代理合約和橋接合約逐個函數進行邏輯調試和測試，同時按照梧桐鏈自定義合約語法（wLang 語言）進行適配和升級。

3.確保多個路由器部署在同一臺服務器上并使用相同CA 證書，同時開放相應的端口以便路由（Router）與相應的區塊鏈進行連接。

區塊鏈跨鏈平臺的功能

基于現有開源區塊鏈跨鏈協作平臺，本研究實現了JD Chain 和梧桐鏈之間的多維跨鏈交互，打破了不同區塊鏈網絡的壁壘，實現了資產轉移、智能合約執行和數據共享等功能：

1.支持不同區塊鏈之間的互操作性，包括資產轉移、智能合約執行和數據共享等。

2.提供跨鏈路由（Router）和跨鏈適配器（Stub）等組件，以實現不同區塊鏈之間的連接和互通。

3.可視化展示跨鏈交易的過程和結果，方便用戶進行管理和操作。

4.支持賬戶管理、路由管理、資源管理、交易管理、事務管理和其他管理等功能，方便用戶進行區塊鏈資源的監控和管理。

中歐運輸網絡異構區塊鏈跨鏈示范應用

異構區塊鏈技術應用在中歐運輸網絡上進行了示范應用，發貨單位通過異構區塊鏈跨鏈平臺即可查詢貨品的動態事件與航運軌跡數據。

業務流程

在跨鏈應用的主要業務流程中，京東物流將數據（提單號和箱號）錄入自有系統后，數據將通過跨鏈平臺接口同步至京東鏈和梧桐鏈；中遠海運可通過梧桐鏈獲取京東生成的物流數據，并上傳航運事件和軌跡數據至自有平臺，這些數據也通過跨鏈平臺接口同步至京東鏈和梧桐鏈，如圖1所示。

圖1 跨鏈應用業務流程圖

系統交互

京東物流和中遠海運應用通過跨鏈SDK 分別向兩條鏈上提交數據，從而實現數據跨鏈同步，如圖2所示（見下頁）。

圖2 跨鏈應用系統交互圖

三大關鍵模塊

異構區塊鏈跨鏈應用包含三大關鍵模塊，分別是物流追蹤任務管理模塊、物流追蹤追溯模塊和跨鏈管理模塊。模塊之間相互協作，使區塊鏈技術在物流追蹤和管理中發揮極大的作用。

在物流追蹤任務管理模塊中，京東供應鏈管理業務人員完成訂艙后，將需要進行動態跟蹤的提單號和箱號通過京東區塊鏈跨鏈技術發送給船公司系統。船公司根據提單號和箱號獲取船舶的航運時間和行駛軌跡，并使用跨鏈技術同步給京東物流航運物流追蹤系統。

物流追蹤追溯模塊則是在提單號和箱號發送到船公司后，輸入箱號可對其動態事件進行跟蹤和查詢，方便業務人員和貨主實時了解貨物的具體位置和運輸狀態。

跨鏈管理模塊主要包含可視化展示、賬戶管理、路由管理、資源管理、交易管理、事務管理和其他管理等功能。在賬戶管理中，用戶可通過該模塊查看當前UA賬戶信息，并進行鏈賬戶的管理；在路由管理中，可查看當前跨鏈路由的Peer 路由信息；在資源管理中，可對跨鏈資源進行查看、部署、調用等操作；在交易管理中，可查看所有跨鏈資源的每一筆交易詳情，也可進行跨鏈資源調用；在事務管理中，可查看所有跨鏈事務詳情，并可在頁面開啟、執行或結束事務；在其他功能中，可快速提交Issue、修改賬號密碼、賬號登出網頁等。

跨鏈合約關鍵代碼

更新事件

函數名稱：updateEvent

調用參數

參數1：箱號；

參數2：事件

示例

sendTransaction payment.fabric-mychannel.jdcc updateEvent CSNU4019751

[{＂event_code＂:＂STSP＂,＂event_location＂:＂CNWHG＂,＂event_time＂:＂2022-12-20 03:26:00＂,＂event_timezone＂:＂ + 8＂}, {＂event_code＂: ＂GITM＂, ＂event_location＂:＂CNWHG＂, ＂event_time＂: ＂2022-12-21 03: 26: 00＂,＂event_timezone＂: ＂ + 8＂}, {＂event_code＂: ＂LOBD＂,＂event_location＂:＂CNWHG＂,＂event_time＂:＂2022-12-22 03:26:00＂,＂event_timezone＂:＂+8＂}]

追加軌跡

函數名稱：appendTrack

調用參數

參數1：箱號；

參數2：軌跡

示例

sendTransaction payment.fabric-mychannel.jdcc appendTrack CSNU4019751 {＂lat＂: ＂4.261233＂, ＂lon＂: ＂105.056667＂, ＂sog＂: ＂11.0＂, ＂cog＂: ＂28.0＂, ＂postime＂:＂2022-06-24 00:00:00＂}

任務提交

請求方式：HTTP

請求地址：/create

{＂message_id＂: ＂＂, ＂data＂: [{ ＂container_no＂: ＂＂,//箱號＂bill_no＂:＂＂//提單號}]}

響應結果：

{＂code＂:0,＂message＂:＂success＂,＂data＂:null,＂traceId＂:null,＂ext＂:null}

航運信息查詢

請求方式：HTTP

請求地址：/query/{containerNo}

請求參數：containerNo 箱號

響應結果：

{ ＂code＂: 1, ＂message＂: ＂success＂, ＂data＂:＂{＂bl-No＂: ＂COSU6349756695＂, ＂containerNo＂: ＂CSNU4019754＂＂e＂traceId＂:null,＂ext＂:{}}

訂單數據結構

{＂blNo＂:＂提單號＂,＂containerNo＂:＂箱號＂,＂events＂:＂事件＂,＂tracks＂:＂軌跡＂}

軌跡數據結構

{＂cog＂:＂航跡向＂,＂lat＂:＂緯度＂,＂lon＂:＂經度＂,＂sog＂:＂速度＂,＂postime＂:＂軌跡時間點＂}

事件數據結構

{＂event_code＂:＂事件編碼＂,＂event_location＂:＂事件地點＂,＂event_time＂:＂事件發生時間＂,＂event_timezone＂:＂事件時區＂}

區塊鏈跨鏈協作平臺遵循可擴展、通用和安全的設計理念，通過采用兩階段事務模型實現了跨鏈事務中的原子性、一致性和可靠性，確保了跨鏈交易的安全性和可信度，為實現不同鏈上的資產轉移和交互提供了可行性和可靠性保證。

未來，隨著技術日趨成熟和規范，異構區塊鏈跨鏈技術有可能演變為支撐跨國供應鏈應用的網絡基礎設施，保證國際跨鏈交易的安全性、可擴展性和可靠性，打破區塊鏈數據孤島，實現同構鏈及異構鏈之間的可信互通，助力國際企業之間可信協作，促進產業生態可信融合。