区块链技术赋能的供应链金融应用场景研究

南京师范大学商学院 贾冠超

一、引言

作为产融结合的新形势，近年来供应链金融发展迅速、成效显著，在一定程度上缓解了中小企业融资难和融资贵的困境。然而，核心企业信用流转受阻、融资业务流程复杂和各主体间的信息透明度低等问题没有得到有效解决，供应链金融的发展步入瓶颈期。

适逢价值互联网下区块链技术高速发展期，依托区块链技术相关原理，结合大数据、云计算、人工智能等新兴技术，设计适用于各行业的应用场景模型，区块链技术有望成为助力中小企业摆脱融资困境和促进我国经济持续转型升级的新引擎。

供应链金融将核心企业、上下游中小企业、金融机构、政府职能部门和第三方监管企业等多个主体相融合，在整合物流、资金流、信息流和商流等信息的基础上，针对流动性较差的应收账款和预付账款，为中小企业提供资金缺口服务。随着市场深入发展，参与主体和“四流”信息日益增多，因信息安全性差和数据管理系统不相通引发的信息孤岛、因信息不对称导致的核心企业信用跨级传递受阻，因业务链条和操作流程愈加复杂导致的融资效率低下等行业痛点问题都对供应链金融提出了更高的要求。

据国家统计局数据显示，近年来，我国应收账款数额不断攀升。2021年，我国规模以上工业企业应收账款总计18.87万亿元，同比增长14.99%。其中，中小工业企业应收账款达到了12.34万亿元，同比增长18.88%；而商业保理业务量约为1.8万亿，盘活的应收账款仅占14.59%左右，严重影响了企业资金周转效率。借助区块链技术的多中心化、非对称加密、共识机制和智能合约等特性，能够有效解决目前供应链金融存在的痛点问题。例如：将行业内各节点所有交易信息快速上传至标准统一的区块链平台中，保证数据的可追溯、不可篡改；多中心化特性可使数据在各节点之间通过非对称加密方式进行点对点传输，大幅提升传输效率、消除信息孤岛问题；凭借核心企业的信用流转，金融机构能够实现对其上下游所有中小企业的信用授额，大大提高融资覆盖面，有效解决当前中小企业融资难、融资贵的困境。本文基于区块链技术原理构建新型供应链金融平台。通过设计基于区块链技术的供应链金融网络和基于核心企业应收账款智能合约的信用流转流程图，详细介绍融资过程中数据的流转过程和融资效益。

二、区块链技术相关原理

区块链是一种数据以区块为单位产生和储存，按照时间顺序首尾相连形成链式结构。通过密码学保证不可篡改、不可伪造及数据传输访问安全的多中心化分布式账本。其运作原理可以概括为：哈希算法、非对称加密技术、共识算法、智能合约等。

（一）哈希算法

区块链的技术本质是哈希函数，可以把任意长度的输入通过计算生成一个固定长度的字符串输出——哈希值。一个经得起检验的哈希函数往往具备单向快速、输入敏感和不可逆转等特性。

1.单向快速

输入数据后，该算法能够在极短时间内计算出哈希值。

2.输入敏感

只要输入数据发生细微变化，哈希值就会出现巨大改变且改变不具有规律性。该特性可以用于计算两组数据的哈希值来快速检验原始数据是否被篡改。此外，该特性不能通过分析输出哈希值的改变来推断原始数据的变化。

3.不可逆转

在计算出哈希值后，无法根据所得哈希值得出原始数据。为避免数据泄露而造成的经济损失，可以仅在后台数据库中储存所有用户密码对应的哈希值，依托哈希运算单向快速的特性，在用户输入密码后即可立即算出哈希值并与后台存储的相应哈希值进行比对，一致则验证通过，反之不通过。

（二）非对称加密技术

与对称加密技术在加解密时使用相同的密钥相比，非对称加密技术在加解密时使用的是不一样的两个密钥，即公钥和私钥。公钥可以对外界公开，但私钥只能私人持有，两者总是成对出现，若一方使用公钥对信息加密，则只有用该公钥对应的私钥才能对原始信息进行解密，反之亦然。非对称加密技术多用于数字签名。数字签名是通过密码学领域相关算法对原始数据进行处理，形成一段能够使接收者用来确认数据来源和数据完整性的字符。由于不同私钥对同一数据加密效果不一致，所以能起到类似物理签名的效果。与传统数字签名及验签过程相比，基于区块链技术的数字签名技术的效率和可靠性均大大提高。

数字签名一般包括签名和验证两个过程：签名过程中发送方首先对原始明文数据计算哈希值，然后利用其私钥对该哈希值进行加密形成数字签名，经私钥加密过的数字签名和原始数据均会被同时发送；接收到信息后，接收方首先利用发送方的配对公钥对数字签名进行解密，然后将原始数据采用同样的算法计算哈希值并与解密后所得哈希值进行比对，若两者一致，则可证明数据没有损坏，并且解密的成功也说明了该对公私钥匹配的正确性，从而能进一步证明和追溯数据发送者的合法身份并触发后续处理流程。

（三）共识算法

作为一个多中心化的分布式记账系统，区块链与传统的中心化系统相比其不再依托于权威的中心节点背书，而是所有节点均参与记账，各节点不用知道交易对手信息，只需依托共同的算法就可以达成共识。挖矿即为争夺将这些数据块打包成区块的权利，针对每一区块，系统都会设置一道“难题”，只有最先解出“难题”的节点挖出的区块才是有效区块。此类共识算法需要耗费巨大的算力资源，且算力随节点数目的增加而上升。

其挖矿逻辑是：在区块链中，任一区块都由区块头和区块体两部分构成，而每一个区块头都包含了版本字段（自动从软件中得到）、父区块哈希值（父区块被挖出后即可得）、时间戳（区块产生的近似时间）、本区块默克尔树根的哈希值（由本区块体内数据计算可得）、当前难度（根据该区块工作量证明算法自动给出）和随机数六部分。除随机数外，其余五部分都较容易得到。在挖矿过程中，通过计算这六部分的哈希值并与系统给出的难度目标（T）哈希值进行比较，若前者哈希值小于后者哈希值，则说明随机数寻找正确。由于哈希算法具有单向快速、输入敏感和不可逆转等特性，所以不能通过具体的哈希值推导出原数据，使挖矿过程只能通过随机数暴力枚举的方式不断重复计算本区块头所含六部分数据的哈希值并不断与难度目标的哈希值进行比较进行。在“难题”被解出即找到正确的随机数后，该节点就可把此随机数填写到本区块头中，并通过P2P网络向相邻节点传递，在附近节点收到并进行独立验证通过后，会继续将其进行传递，验证通过的区块会被追加到现有区块链上。最先解出难题的节点会得到一定数量的比特币作为奖励而其余节点则会放弃对该区块的计算，至此该区块的记账权之争到此结束。

例：挖矿过程就是寻找随机数并使公式满足：

SHA256（版本字段+父区块哈希值+时间戳+本区块默克尔树根的哈希值+当前难度+随机数）＜SHA（T）

此“难题”具有难以解答但易于验证的特点，并且解题的困难程度可以很方便地通过难度目标的调整进行改变。因为随着计算机性能的不断进步，要保持区块链系统每十分钟产生一个区块的速度，就只能对挖矿难度进行动态调整，这里主要是对难度目标哈希值以“0”开头的数量做出调整。由于哈希值由16进制表示，即每一位为“0”的概率是1/16，规定某一位为“0”需要进行16次哈希运算，而要求前n位为“0”，则需要进行16的n次方次运算，这需要耗费巨大的运算量。区块链系统每生成2016个区块就会进行一次难度调整，若实际出块时间小于期望时间，则增加难度，反之亦然。

（四）智能合约

智能合约是一种在满足一定条件时就自动执行的计算机程序，无须人工干预。其解决了普通合约效率低、易产生交易冲突的问题，是区块链技术的重要特点之一。其在很早就被提出，但是一直缺乏良好运行的平台。而区块链依托其多中心化、不可篡改、可溯源和支持拜占庭容错等特性，能使所部署智能合约的预置触发条件和响应规则在区块链上永久保存，从而能够确保在其预置触发条件满足时，智能合约能按照既定逻辑严格执行而不会被中途篡改，这大大降低了人为因素造成的道德风险，且使智能合约的运行更加高效。

三、区块链技术重构供应链金融模式分析

（一）构建区块链+供应链金融平台模型

将核心企业、上下游中小企业等资金需求端，商业银行、投资机构等资金供给端，区块链、物联网、大数据等基础服务商，工商、税务、海关等政府职能部门，以及金融监管部门、第三方监管企业和物流、仓储企业等作为区块链的节点链接起来，形成基于区块链技术的供应链金融网络。在该平台上，数据可以通过以下五个阶段高效流转。

1.保证数据上传的高效性和真实性

通过以红外感应器、射频识别技术、全球定位系统等为基础的物联网技术，以实际贸易背景为依据实时获取并同步各类货品在生产和流转过程中的所有信息；对接核心企业的ERP系统并委托权威机构来保证数据上链时的安全性，进而保证区块链上信息的真实性；对上传信息的节点采取缴纳保证金制，若出现信息虚假，则扣除一定保证金，以此保证数据真实性。

2.利用块链式数据结构来验证和储存数据

由于哈希函数具有单向快速、输入敏感、不可逆转等特性，所以区块链中各区块数据可分别唯一对应其相应哈希值，并且除区块链中的首个区块外，其余区块头中均包含了父区块哈希值、时间戳、默克尔树根等数据信息。这样就能为各区块唯一指定其上一级区块，时间戳的存在使区块之间严格按照时间顺序层层嵌套并链接排列形成区块链，这就使所有交易信息既能被有效追溯，又具备良好的防篡改性，能更好地验证和储存数据。

3.利用分布式节点共识算法来生成和更新数据

在各链条所选共识算法的作用下，最先解出“难题”即找到正确随机数的节点获得记账权并通过P2P网络向相邻节点进行传递和广播，在其他节点验证通过后会将此区块追加到其分布式账本上，以此不断生成和更新数据。数据上链方式又有内容存证、哈希存证等多种方式。内容存证即直接把要储存的数据存入区块链中，但这会占用区块链上宝贵的空间。而哈希存证是只把原始文件的哈希值上链，这大大降低了空间占用，且基于哈希运算的单向敏感特性和区块链的不可篡改特性，哈希存证可以用来快速检验原始数据是否被恶意篡改和破坏。

4.利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全性

区块链技术可追溯、不可篡改的特性保证了数据的真实性。通过非对称加密技术为各个节点设置数据访问权限，可以保证有权限节点能够获取所需真实数据。在进行加密数据传输时，首先由接收方生成一对非对称密钥并将公钥公开，发送方获取到接收方的公钥后并用所获公钥对发送信息进行加密发送，接收方收到密文后只需用持有的私钥进行解密查看即可。保密性好、安全性高是非对称加密算法的主要特点，它解决了对称加密算法不可分发密钥的问题。但是，由于其算法比较复杂，无法对大量信息快速加密，所以在区块链中常用于数字签名。

5.利用由自动化脚本代码组成的智能合约编程和操作数据

智能合约作为一种可扩展的脚本程序，能够助力区块链技术应用于供应链金融业务的多种交易模式、适应多样化的应用场景中，这大大提高了区块链技术的应用前景，且依托区块链智能合约可大大提高金融交易的效率。一旦交易确认可立即触发智能合约来实现应收账款所有权转移，能够大大降低和减少传统金融机构的人工操作成本和流程。

（二）中小企业在区块链+供应链金融平台的融资流程分析

基于区块链技术的不可篡改、非对称加密、共识机制和智能合约等特性，核心企业与一级供应商、经销商发生贸易后，可通过平台开具附有智能合约的应收账款电子单据并发出融资请求。商业银行收到融资需求后，可通过平台点对点地向税务、海关、工商等政府部门发送信息查询请求来了解企业的纳税情况、报关信息和经营信息等，向仓储、物流企业发出查询请求以实时了解货物流转信息，向第三方监管企业发出风险排查请求来最大限度地降低金融风险。在金融机构审核通过后，将对上下游中小企业提供贷款融资并将核心企业与其一级供应商签署的附有智能合约的应收账款转至自己名下，由核心企业最终向金融机构进行债务清偿。区块链技术解决了供应链金融中的信息孤岛问题，大大提高了银行进行信息采集的效率和所获取信息的真实有效性，降低了信息采集的风控成本和风险发生概率，保证了数据价值的最大化发挥。此外，在区块链+供应链金融平台中，由于核心企业具有更高的资质，其产生的应收账款更容易被上下游企业和银行等金融机构认可和接受。所以，可将核心企业的应收账款作为底层资产，将核心企业与一级供应商之间的应收账款智能合约作为一级供应商与N级供应商之间或N级供应商与M级供应商之间应收账款智能合约的预置触发条件，借助核心企业的高信用和高评级为整个供应链上下游中小企业进行信用增级，进一步打通核心企业的信用和债务流转。利用区块链技术能实时保存供应链上的所有债务流转过程并能追溯到其原始数据，保证所有交易的真实、可追溯、不可篡改。当核心企业结算欠款后，资金就可以自动逐级流转到整个供应链条并被划归最终账单持有人。通过区块链技术对核心企业信用进行有效流转可以进一步盘活资金流、大大提高融资覆盖面，以机器智能合约代替第三方信用，能更高效、透明地解决更多中小企业融资贵、融资难的困境，对打破供应链金融信用流转受限的痛点具有重要意义。

四、制约因素与发展展望

虽然区块链技术的发展得到越来越多国家和企业的肯定与支持，但其在社会认知、法律监管、技术创新、安全防控和人才培养等多维度仍具有较大发展空间。政府应加大对区块链技术的政策倾斜力度，协助搭建公共的区块链技术研发平台，推动企业与科研院校的合作交流，促进区块链技术与实体经济更好地深度融合。

【相关链接】

银行围绕核心企业，管理上下游中小企业的资金流、物流和信息流，并把单个企业的不可控风险转变为供应链企业整体的可控风险，通过立体获取各类信息，将风险控制在最低的金融服务。随着社会化生产方式的不断深入，市场竞争已经从单一客户之间的竞争转变为供应链与供应链之间的竞争，同一供应链内部各方相互依存，“一荣俱荣、一损俱损”；与此同时，由于赊销已成为交易的主流方式，处于供应链中上游的供应商，很难通过“传统”的信贷方式获得银行的资金支持，而资金短缺又会直接导致后续环节的停滞，甚至出现“断链”。维护所在供应链的生存，提高供应链资金运作的效力，降低供应链整体的管理成本，已经成为各方积极探索的一个重要课题，因此，“供应链融资”系列金融产品应运而生。