基于区块链技术的协同采购云平台研究与应用
杨文峰+翁为杰+张昌福
摘要：企业生产经营活动中，常因参与方信息不对称导致互相之间真实信用无法准确了解，给企业带来经营风险。区块链具有去中心化分布式存储、信息不可篡改、智能合约等技术特性，通过将合同金额、合同内容、合同签订时间、双方数字身份等信息保存在基于区块链技术搭建的智能合约中，建立基于去中心化、不可篡改撤销的社会企业信用体系，并融合大数据、云计算等信息技术搭建协同采购云平台，帮助企业提高供应链管理水平。
关键词：区块链 智能合约 数字身份ID SHA- 256
中图分类号：F713.36；TP3 文献标识码：A
多年来，建立健全社会信用体系一直是社会各界关注的热点问题，但因各部门、各系统乃至各公司间“信息孤岛”的存在，造成诸多信息壁垒，造成企业间信用信息無法通过统一渠道共享公开的现象，亟待一种创新技术打破僵局。随着比特币的兴起，区块链进入了我们的视野，作为一种分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等信息技术新型应用模式，从技术和应用模式上均可应用解决此类问题。
1 问题分析
传统采购中，因采购双方信息不对称，导致双方不能准确获得对方真实信用信息和交易记录；同时在企业采购过程中，如何有效建立公开透明的采购管理体系，促使企业降低采购成本也是目前企业最关注的问题。目前，市场上的供应链管理系统将所有供应商数据统一归口管理，信息准确性高度依赖企业一线员工，但仍然存在供应方信用信息无法精确获取，新供应商开发难度和人为影响因素大等问题，无法实现真正的阳光采购，经常因供应商选择不当给公司生产经营管理造成重大影响。
目前市场上的B2B平台大多采用竞价排名的方式，不能体现企业真实研发实力和信用情况，容易形成信息垄断。如购销双方通过平台开展采购，无法保证企业能按要求找到质优品正的供应商，同时由于B2B交易额较大，企业均采用线上联系线下交易的方式模式，平台无法掌握企业真实交易执行情况予以记录，同时企业交易信息都保存平台或自有服务器中，无法实现企业间采购数据共享，对其他企业无法提供参考。因缺乏大数据分析，造成企业采购无法指导企业生产管理、需求预测，经常造成停工待料及库存积压的情况。企业采购信息作为国民经济发展的重要参数和指标，因政府长期无法准确采集准确的数据，无法制定精准的政策指导行业发展。
2 平台概述
通过区块链技术，利用其去中心化、不可篡改撤销的技术特性构建基于区块链技术的协同采购云平台，实现企业采购管理过程的独立公开透明。基于平台，可为平台入驻或使用双方提供相对方的交易执行情况等信用记录，帮助企业了解合作伙伴或者筛选合作伙伴提供参考依据。通过云平台，将企业采购信息在云端汇聚，通过大数据对采购信息的分析应用，实现企业采购、库存、生产等管理过程的无缝连接，减少停工待料及库存积压，提高企业生产管理效率，同时为政府制定宏观政策提供数据支撑。
2.1 技术原理
基于区块链技术的协同采购云平台是高度融合区块链去中心化分布式存储、信息不可篡改、智能合约等技术特性，采用半联盟链、半共有链的结构搭建形成的。平台用户通过注册后将自动分配唯一数字身份ID（包括公钥和私钥），每个用户都作为区块链平台的一个节点。节点从产生开始就保存平台自搭建以来交易双方产生的所有智能合约或是合约摘要，形成“合约信息Hash摘要+双方金额+交易双方ID+交易时间戳”的智能合约数据结构，平台包括联盟节点、中心服务节点及外围平台企业节点三个部分。
2.1.1联盟节点
主要参与单位包括大型中央或民营企业、相关行业或政府职能部门组成，主要功能是一定时期生成的智能合约打包到区块中，利用大中型企业和政府机构的良好信用记录背书，最大限度地减少了恶意节点产生的概率。
2.1.2中心节点
主要参与单位是各地运营商，因节点保存大量智能合约，中心节点提供了多中心的存储服务，其他平台企业子节点上只保存区块链节点摘要信息。
2.1.3平台用户子节点
主要参与方是中小微企业，只保存合约摘要信息，进而降低合约占用储存空间，但平台子节点仅具备查看功能，不能写入数据，所有合约信息都通过广播后由联盟节点写入区块链中。
协同采购云平台是基于工作量证明的共识机制搭建。为了在点对点的基础上构建一组分散化时间戳服务器，我们引入了哈希算法。将合约交易双方数字身份ID、交易时间戳、交易金额信息等写入智能合约中，当双方数字签名确认后，就向全网广播储存。
智能合约的签订依赖于数字身份ID，数字身份ID其实是一对公钥和私钥。如采购商A要向供应商B发起采购要约，A用B的公钥来对数字合进行加密，并用自己的私钥对合同进行了签名，向全网广播；只有B用自己的私钥才能对合同进行解密，B解密合同后，确认无误后，用A的公钥对签名进行确认，并用B的私钥对合同进行签名。这样一个电子合同就算确认成功，并向全网节点广播。平台联盟节点会将一定时间内的交易打包写入区块链中。
2.2 平台架构
平台由半联盟半公有的区块链系统和协同采购云平台两部分构成。企业通过平台信用检索引擎查询相关企业信用指数，企业信用指数是通过区块链智能合约信息得到，企业可以通过检索引擎对加入区块链协同采购平台的用户进行信用查询，查询内容包括：总合约数、总合约金额、企业信用评介记录等，同时系统通过信用记录模型，计算出企业信用指数。
模型：信用指数=总合约数*0.55+总合约金额/10K*0.25+总信用记录数*0.2。（由于总合约金额与其他两个参数不是一个数量的所以做除以10K的处理，主要突出合约数量这个维度的权重）。
企业用户可以通过这些信息来确定交易方历史信用纪录，为采购决策做支撑，以解决企业采购中信息不对称造成采购成本高等问题，且通过交易信用指数，完全规避人为因素影响。同时企业所有采购数据均可储存于云平台，通过Hadoop、Mapreduce、Spark等分布式存储技术和分布式资源管理技术，利用Storm、Streaming等实时流技术手段，实现PB级企业合约信息的云存储，并基于R，Python等大数据分析技术及数据可视化模型，实现企业采购环节的大数据分析，为企业生产管理决策提供支撑。
2.3 平台功能模块
协同采购云平台包括两个部分，第一部分是区块链部分，第二部分是协同采购云平台部分。
第一，区块链技术部分包括联盟节点智能合约系统，中心节点智能合约系统、普通用户平台智能合约系统。均部署在应用层上，功能相同，数字身份ID的公钥为地址，并在本地存儲了唯一与之对应的私钥，可以进行智能合约的发布、接收，及进行数字签名确认。在联盟节点和中心节点保存所有历史交易信息，在普通用户平台只保存平台交易的摘要信息，同时联盟节点和中心节点也担负了通过POW的共识机制将一定时期交易打包形成新的区块的责任。
第二，协同采购云平台部分包括企业信用查询引擎，区块链协同采购平台决策支撑系统，区块链协同采购平台数据可视化BI系统。企业信用平台可以通过调取区块链上的智能合约信息，查询企业总合约数、总合约金额、企业信用评介记录等，计算出企业信用指数。区块链协同采购平台决策支撑系统，通过对海量企业交易信息的大数据分析，通过建立相关决策模型，为企业采购管理和供应商管理提供支撑。区块链协同采购平台可视化BI，基于企业历史交易数据，为企业提供基于大数据分析和展示的手段和模型，为企业整个生产经营管理提供支撑。
3 结束语
协同采购云平台是融合区块链技术、大数据、云计算等新一代信息技术，依托平台交易双方交易数据建立基于去中心化、不可篡改撤销的企业信用体系，解决长期困扰企业的采购双方信息不对称难题，帮助企业提高供应链管理水平。同时依托大数据分析及可视化手段，围绕交易数据为企业生产经营管理提供数据支撑，以提高企业生产管理效率和科学决策水平。
参考文献：
[1] 本报记者 甄素静.有料—潜力十足、任重道远—区块链[EB/OL].http：// bjwb.bjd.com.cn/html/2017- 02/23/ content_112244.htm.
[2] Joseph Poon &Thaddeus Dryja.The Bitcoin Lightning Network： Scalable OffChain Instant Payments，Jan 14th 2016.
[3] Satoshi Nakamoto.Peer- to- Peer Electronic Cash System ，Aug 2008
[4] 国家工业信息安全发展研究中心.大数据优秀产品、服务和应用解决文字案例集[M].北京：电子工业出版社，2017.
摘要：企业生产经营活动中，常因参与方信息不对称导致互相之间真实信用无法准确了解，给企业带来经营风险。区块链具有去中心化分布式存储、信息不可篡改、智能合约等技术特性，通过将合同金额、合同内容、合同签订时间、双方数字身份等信息保存在基于区块链技术搭建的智能合约中，建立基于去中心化、不可篡改撤销的社会企业信用体系，并融合大数据、云计算等信息技术搭建协同采购云平台，帮助企业提高供应链管理水平。
关键词：区块链 智能合约 数字身份ID SHA- 256
中图分类号：F713.36；TP3 文献标识码：A
多年来，建立健全社会信用体系一直是社会各界关注的热点问题，但因各部门、各系统乃至各公司间“信息孤岛”的存在，造成诸多信息壁垒，造成企业间信用信息無法通过统一渠道共享公开的现象，亟待一种创新技术打破僵局。随着比特币的兴起，区块链进入了我们的视野，作为一种分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等信息技术新型应用模式，从技术和应用模式上均可应用解决此类问题。
1 问题分析
传统采购中，因采购双方信息不对称，导致双方不能准确获得对方真实信用信息和交易记录；同时在企业采购过程中，如何有效建立公开透明的采购管理体系，促使企业降低采购成本也是目前企业最关注的问题。目前，市场上的供应链管理系统将所有供应商数据统一归口管理，信息准确性高度依赖企业一线员工，但仍然存在供应方信用信息无法精确获取，新供应商开发难度和人为影响因素大等问题，无法实现真正的阳光采购，经常因供应商选择不当给公司生产经营管理造成重大影响。
目前市场上的B2B平台大多采用竞价排名的方式，不能体现企业真实研发实力和信用情况，容易形成信息垄断。如购销双方通过平台开展采购，无法保证企业能按要求找到质优品正的供应商，同时由于B2B交易额较大，企业均采用线上联系线下交易的方式模式，平台无法掌握企业真实交易执行情况予以记录，同时企业交易信息都保存平台或自有服务器中，无法实现企业间采购数据共享，对其他企业无法提供参考。因缺乏大数据分析，造成企业采购无法指导企业生产管理、需求预测，经常造成停工待料及库存积压的情况。企业采购信息作为国民经济发展的重要参数和指标，因政府长期无法准确采集准确的数据，无法制定精准的政策指导行业发展。
2 平台概述
通过区块链技术，利用其去中心化、不可篡改撤销的技术特性构建基于区块链技术的协同采购云平台，实现企业采购管理过程的独立公开透明。基于平台，可为平台入驻或使用双方提供相对方的交易执行情况等信用记录，帮助企业了解合作伙伴或者筛选合作伙伴提供参考依据。通过云平台，将企业采购信息在云端汇聚，通过大数据对采购信息的分析应用，实现企业采购、库存、生产等管理过程的无缝连接，减少停工待料及库存积压，提高企业生产管理效率，同时为政府制定宏观政策提供数据支撑。
2.1 技术原理
基于区块链技术的协同采购云平台是高度融合区块链去中心化分布式存储、信息不可篡改、智能合约等技术特性，采用半联盟链、半共有链的结构搭建形成的。平台用户通过注册后将自动分配唯一数字身份ID（包括公钥和私钥），每个用户都作为区块链平台的一个节点。节点从产生开始就保存平台自搭建以来交易双方产生的所有智能合约或是合约摘要，形成“合约信息Hash摘要+双方金额+交易双方ID+交易时间戳”的智能合约数据结构，平台包括联盟节点、中心服务节点及外围平台企业节点三个部分。
2.1.1联盟节点
主要参与单位包括大型中央或民营企业、相关行业或政府职能部门组成，主要功能是一定时期生成的智能合约打包到区块中，利用大中型企业和政府机构的良好信用记录背书，最大限度地减少了恶意节点产生的概率。
2.1.2中心节点
主要参与单位是各地运营商，因节点保存大量智能合约，中心节点提供了多中心的存储服务，其他平台企业子节点上只保存区块链节点摘要信息。
2.1.3平台用户子节点
主要参与方是中小微企业，只保存合约摘要信息，进而降低合约占用储存空间，但平台子节点仅具备查看功能，不能写入数据，所有合约信息都通过广播后由联盟节点写入区块链中。
协同采购云平台是基于工作量证明的共识机制搭建。为了在点对点的基础上构建一组分散化时间戳服务器，我们引入了哈希算法。将合约交易双方数字身份ID、交易时间戳、交易金额信息等写入智能合约中，当双方数字签名确认后，就向全网广播储存。
智能合约的签订依赖于数字身份ID，数字身份ID其实是一对公钥和私钥。如采购商A要向供应商B发起采购要约，A用B的公钥来对数字合进行加密，并用自己的私钥对合同进行了签名，向全网广播；只有B用自己的私钥才能对合同进行解密，B解密合同后，确认无误后，用A的公钥对签名进行确认，并用B的私钥对合同进行签名。这样一个电子合同就算确认成功，并向全网节点广播。平台联盟节点会将一定时间内的交易打包写入区块链中。
2.2 平台架构
平台由半联盟半公有的区块链系统和协同采购云平台两部分构成。企业通过平台信用检索引擎查询相关企业信用指数，企业信用指数是通过区块链智能合约信息得到，企业可以通过检索引擎对加入区块链协同采购平台的用户进行信用查询，查询内容包括：总合约数、总合约金额、企业信用评介记录等，同时系统通过信用记录模型，计算出企业信用指数。
模型：信用指数=总合约数*0.55+总合约金额/10K*0.25+总信用记录数*0.2。（由于总合约金额与其他两个参数不是一个数量的所以做除以10K的处理，主要突出合约数量这个维度的权重）。
企业用户可以通过这些信息来确定交易方历史信用纪录，为采购决策做支撑，以解决企业采购中信息不对称造成采购成本高等问题，且通过交易信用指数，完全规避人为因素影响。同时企业所有采购数据均可储存于云平台，通过Hadoop、Mapreduce、Spark等分布式存储技术和分布式资源管理技术，利用Storm、Streaming等实时流技术手段，实现PB级企业合约信息的云存储，并基于R，Python等大数据分析技术及数据可视化模型，实现企业采购环节的大数据分析，为企业生产管理决策提供支撑。
2.3 平台功能模块
协同采购云平台包括两个部分，第一部分是区块链部分，第二部分是协同采购云平台部分。
第一，区块链技术部分包括联盟节点智能合约系统，中心节点智能合约系统、普通用户平台智能合约系统。均部署在应用层上，功能相同，数字身份ID的公钥为地址，并在本地存儲了唯一与之对应的私钥，可以进行智能合约的发布、接收，及进行数字签名确认。在联盟节点和中心节点保存所有历史交易信息，在普通用户平台只保存平台交易的摘要信息，同时联盟节点和中心节点也担负了通过POW的共识机制将一定时期交易打包形成新的区块的责任。
第二，协同采购云平台部分包括企业信用查询引擎，区块链协同采购平台决策支撑系统，区块链协同采购平台数据可视化BI系统。企业信用平台可以通过调取区块链上的智能合约信息，查询企业总合约数、总合约金额、企业信用评介记录等，计算出企业信用指数。区块链协同采购平台决策支撑系统，通过对海量企业交易信息的大数据分析，通过建立相关决策模型，为企业采购管理和供应商管理提供支撑。区块链协同采购平台可视化BI，基于企业历史交易数据，为企业提供基于大数据分析和展示的手段和模型，为企业整个生产经营管理提供支撑。
3 结束语
协同采购云平台是融合区块链技术、大数据、云计算等新一代信息技术，依托平台交易双方交易数据建立基于去中心化、不可篡改撤销的企业信用体系，解决长期困扰企业的采购双方信息不对称难题，帮助企业提高供应链管理水平。同时依托大数据分析及可视化手段，围绕交易数据为企业生产经营管理提供数据支撑，以提高企业生产管理效率和科学决策水平。
参考文献：
[1] 本报记者 甄素静.有料—潜力十足、任重道远—区块链[EB/OL].http：// bjwb.bjd.com.cn/html/2017- 02/23/ content_112244.htm.
[2] Joseph Poon &Thaddeus Dryja.The Bitcoin Lightning Network： Scalable OffChain Instant Payments，Jan 14th 2016.
[3] Satoshi Nakamoto.Peer- to- Peer Electronic Cash System ，Aug 2008
[4] 国家工业信息安全发展研究中心.大数据优秀产品、服务和应用解决文字案例集[M].北京：电子工业出版社，2017.
