基于区块链视角的电商平台体系构建及应用

2018-03-15 - 浦东平，樊重俊，梁贺君

1 1

浦东平，樊重俊，梁贺君2 （1.上海理工大学管理学院，上海市200093；2.上海财经大学金融科技研究院，上海市200433）

3.0

摘要：区块链随着其技术和理念的不断成熟，正式步入以可编程社会为主要特征的阶段，即区块链将逐渐从虚拟世界渗透到现实生活的方方面面，而电子商务正是现阶段连接现实与虚拟的最佳契机。区块链的非中心化、智能合约、不可篡改等特性恰好能够应对电子商务信息不安全、交易不公信等发展难点。利用区块链相关技术特征及模式理念架构电子商务核心模块中的流通体系、支付体系、信用体系，可实现电子商务信息价值链的互联互通；从电子商务平台的用户视角出发，对电子商务运行的应用流程及运营架构进行优化，可大幅提升用户的服务体验，同时避免信息泄露风险，减少过程冗余发生。但是，基于区块链的电子商务在未来发展中也面临着资源风险、技术风险以及法律风险，对此可从技术层面消除区块链存在的安全漏洞，在中心化和非中心化之间寻求新的平衡点，构建更新时间间隔短、数据吞吐量大、共识机制灵活的区块链技术体系。关键词：区块链；非中心化；电子商务；信息价值链；流通体系

中图分类号：F713.36 文献标识码：A 文章编号：1007-8266（2018）03-0044-08

一、引言

20 90

世纪年代末期，随着电子数据交换技术的兴起，电子商务在中国正式起航。随着物联网、云计算等技术的不断融合以及国家政策的大力支持，如今我国电子商务发展已步入成熟阶段。但是在电子商务用户群体以及产品种类迅速扩展的同时，支撑设施不完善 [1]、区域发展不平衡 [2]、交易体系不公信 [3]等问题也逐渐浮出水面。针对这些问题，学者们也在积极探索相应的解决方案。如李栅淳 [3]认为，建立健全平台内部监管和售货服务制度，能够使跨境电商的交易安全性和公平性得到有效提高。聂林海[1]通过分析我国电子商

务发展特点，提出扩展网络消费范围、提升网络消费便利度的有力手段是支持电子商务在农村、社区及中小城市发展。王娟娟等[4]建议应用大数据等新兴技术完善电子商务平台配套设施，以保证运营管理中的连贯性和可靠性。

以上研究建议虽然能在中短期内取得较好的反馈效果，却不能从根本上杜绝问题的产生并消除负面影响。现有的解决方案均受集权化的中心控制，未能实现真正的公平公正和相互信任，用户的合法权益和信息安全都无法得到良好的保护，因此急需一种既能避免集权中心干扰电商交易又能保证用户信息安全的方法，使得电子商务能够突破现有瓶颈步入良性发展。区块链技术正好契

收稿日期：2018-02-25作者简介：浦东平（1995—），女，云南省昆明市人，上海理工大学管理学院博士研究生，主要研究方向为电子商务、信息资源管理；樊重俊（1963—），通信作者，男，山西省运城市人，上海理工大学管理学院教授，博士生导师，主要研究方向为信息系统工程；梁贺君（1982—），上海财经大学金融科技研究院教师，博士，主要研究方向为电子商务、区块链技术。

合了电子商务转型的需求。首先，区块链技术和电子商务市场都具有分散性，区块链的智能合约特征能够保证电子商务用户随时随地自由交易；其次，电子商务市场需要所有用户共同维护，而区块链技术中各区块能够实现高效的协同自治；再次，区块链中无需第三方的信任机制满足了电子商务市场多元化发展的诉求。

现阶段关于区块链的定义在学术界尚未统一，中本聪（Dorian S. Nakamoto）

[5]指出，区块链的主要特征是去中心化，需要由各区块节点共同维护、管理和监督。斯万（Swan M）

[6]在《区块链：新经济蓝图及导读》一书中阐述了区块链是一种公开透明的数据库。汪传雷等[7]将区块链看作是一种基于密码学原理、对数据进行增删、修改、传递的计算范式和分布式架构。袁勇等[8]则将区块链的定义分为两个范围：从狭义而言，区块链是一种将数据区块按时间先后排序的链式数据结构；从广义而言，区块链是综合利用块链式数据结构、分布式节点共识算法、密码学方式、自动化脚本代码组成的基础架构和计算范式。

一般来说，区块链具有四大特点：一是去中心化，即每个分布式节点的权责对等，没有强制性的控制单元，将数据信息在各节点互相备份保证了系统的完整性不受单个数据丢失或改变的影响。二是透明化，即任何数据信息的修改、检验、传递都需要各节点共同认证，且区块链的加密过程是将密钥封装机制和数据封装机制相互结合[9] ，充分满足了安全透明和所有权保护的需求。三是智能合约，即应用可变换的编程系统在各节点构建合约，并注明需要履行的义务和判定生效的条件，从而实现在无机构监督的情况下仍然能够自动有序地履行合约内容。四是可追溯性，由于时间戳组成的区块链数据库具有不可伪造和篡改的特性，从而生成了数据信息的时间维度，通过链式存储结构能够完整记录传递路径。

目前针对区块链技术实际应用的研究主要集中在供应链管理、能源环保、金融交易三个领域。如汪传雷等 [7]借助区块链与供应链物流的特征相似性，分别从对象、属性和功能角度阐述了资源管理模式，针对供应链物流构建了信息生态圈模型。李晓等 [10]通过借鉴去中心化的区块链治理机制，搭建多视角、多层次的供应链智能治理机制，从而解决了供应链治理在互联网时代的企业信任问题和机会主义风险。佘维等[11]将区块链技术与

Virtual Power Plant，能源互联网中的虚拟电厂（ VPP）结合，设计了改进的VPP

运行与调度模型，从而在能够稳定调度信息的基础上保证了存储安全性。张宁等 [12]从能量、信息、价值等方面探讨了区块链在能源互联网中发挥的作用和面临的挑战，并以碳排放权认证和信息物理系统安全案例展现了区块链技术的实际应用价值。除此以外，区块链与股权众筹、P2P

借贷、互联网保险等金融交易模式都能够实现有机融合，因为去中心化的特质能够建立高信用度和去集权制的金融市场[8] ，同时将区块链智能合约和可编程特性用于证券和银行业务，可有效实现方便快捷地进行交易，减少了手续成本，缩短了操作时间。

而针对我国电子商务领域的研究则主要集中在信息安全、物流配送、跨境发展三个方面。如丁

针对商家对消费者（B2C）电商平台信息庆洋等 [ 13 ]不对称和产品信息防伪等问题，将物联网技术与区块链的分布式存储架构、“瀑布效应”等特征相结合，从而在弥补产品防伪漏洞的同时保证了传输信息的真实性和可用性。张滨等[ 14 ]认为，应从专业化物流运作入手，通过完善法律政策和优化企业合作模式等方法解决我国跨境电商物流配套设施缺乏、服务流程冗余、技术水平较低等问题。金虹等 [ 15 ]根据系统论的分析方法，提出跨境电商的根基在于产业信息化的整合，而全球化布局和企业转型升级能够帮助我国跨境电商实现可持续发展。张夏恒 [16]基于跨境电商的发展特征和文献资料，将跨境电商类型按照平台经营商品种类、产品流动走向、交易主体属性等指标分为三类，其中被广泛应用的分类方式是平台型和自营型。

综上所述，区块链的技术特性恰好贴合电子商务的发展难点，且目前将区块链与电子商务领域融合的研究鲜有人涉足。因此，本文首先从电子商务的支付体系、流通体系、信用体系这三个核心模块的构建入手，使区块链的管理理念和技术特征成为连接电子商务综合体系信息流、价值流的桥梁。其次从电子商务平台的用户视角，详细阐述区块链技术在出售、购买、交易、付款、收货等环节的操作步骤，为将来的实际应用提供参考范例。最后从资源、技术、法律等方面分析基于区块

链的电子商务平台面临的风险，并提出相应的解决策略。

二、区块链视角下的电子商务体系构建

电子商务在整体运作过程中涉及包括企业、消费者、供应商、

政府等 [ 17 ]在内的多个主体，而这些主体通过信息和价值的相互连接共同构成了电子商务综合体系。其中，根据各主体之间传递方式的不同，可将该体系细分为支付体系、流通体系和信用体系，将共识机制、智能合约、非中心化等技术特征与之结合，从而构建区块链视角下的电

子商务体系，如图所示。

（一）流通体系大体而言，电子商务是通过信息网络技术实现商品流通的商务活动，因此流通体系是电子商务综合体系的中心。由于电商活动的整体流程一般都通过互联网虚拟完成，所以商品的真实性和可追溯性是交易顺利进行和用户建立信任的基础。传统的电商平台一般通过第三方专业机构检测和实时物流信息跟踪等方式向用户进行担保，但是即便如此仍存在商品在运输过程中丢失或质量合格证书伪造等情况。

通过区块链技术，商品每一个流通环节的信息都被分配到各相应区块中，任何生成的信息都被永久性记录且无法篡改，从而代替了传统的检测及跟踪体系，避免了各流通环节记录的冗余性和不准确性，实现了商品从供应商到在线商店最终到用户的全程自动化及数字化的检测跟踪。其中，交易和物流是衔接整个电子商务流通的关键，将电子商务平台与产品/合作商物联网融合，实现了重要信息的有效传递和分块存储。流通体系的

区块链信息存储如图所示。

将区块链非中心化的技术应用于流通体系的交易环节，让每一笔交易都生成相应的交易指令，将该指令记录在区块链中，使其不可被篡改，并作为核实该交易有效性的评判依据。针对重大交易，则可以将该笔交易信息发送至各区块评选出的权威成员处进行审

图区块链视角下的电子商务体系架构核，以此形成共同许可，从而确保涉及此次交易的所有信息都准确无误且无法修改，保证了交易的安全性和公平性。

将区块链联盟互通的模式应用于流通体系的物流环节，能够保证商品在物流过程中的可追踪性，同时通过实时更新物流配送资料能够保证各环节信息的准确性。而通过弱中心化的模式改造物流领域，能够有效加强监管并提升物流服务效率。由于用户信息、产品信息、物流信息等关键信息都被记录在各区块中无法注销和篡改，从而实现了信息的可追溯性和准确性。在物流运输过程中，能够追踪货品位置和降低人工成本，促进电商物流模式的转型升级。

（二）支付体系在以可编程数字加密货币体系为主要特征的

1.0

区块链阶段，比特币的产生及使用就对传统支

付领域造成了重大影响。如今区块链已经发展到

3.0以可编程社会为主要特征的阶段 [8] ，其在电子商务支付体系的应用也应该从简单的数字货币支付手段扩展为比特币背后的支撑技术，即区块链技术。基于区块链的电子商务支付体系可以看作是一个分布式的记账系统，支付信息通过智能合约的形式储存在该系统。通过结合物联网的实时定位技术，可以随时查看交易进度和相应的商品信息。由于传统的商务交易系统更加注重数据本身，导致整个支付过程耗时较长，而利用区块链技术的支付体系，可以在指定商品到达目的地时触发智能合约生效条款自动完成交付，使得该支付方式可信度和效率都高于传统支付方式。

目前大部分电子商务支付过程由第三方中介完成，呈现半垄断情形，其安全性和可信度面临考验。通过应用区块链的多重签名技术使得资金的控制权由卖方、买方和公证人共同所有，如果买卖双方彼此信任无纠纷产生，则无需公证人便可以自由交易，从而打造一个更加公平公正的资金支付体系。同时，由于中心化服务平台运营费用高昂，所以一般会向入驻该平台的用户收取维护费用。通过区块链支付体系，能够消除中间商作用，将节约的管理费用用于为客户提供更实惠的商品和服务，从而促进相关企业之间形成良性竞争关系，监督整个电子商务行业努力寻找最佳的价值导向。

此外，将区块链技术和物联网技术有机结合，将使跨境电子商务支付体系实现重大突破。基于区块链技术的实时性和不可篡改性，可将所有交易信息存储在同一个网络数据区块中，从而极大地降低欺诈风险。基于区块链技术的非中心化和物联网技术的可跟踪性，能够较好地适用于跨境支付结算场景，有效解决因跨境而造成的支付时间较长、手续费用较高、中间环节冗余等问题。同时，基于自动化执行的智能合约技术能够消除由于各国法律法规不同而造成的跨境法律风险，特别是诉讼风险和执行风险，而比特币全球通用的特征使得它能够成为各个国家电商支付的媒介。

综上，区块链的无政府趋势对于跨境电商的发展而言具有先天优势，未来需要打通外汇管理、进出口政策之间的渠道。同时，各国银行之间可以相互合作，建立一个应用于电子商务的非中心化全球支付系统，减少第三方金融机构的中间环

节。图为非中心化支付系统架构，通过系统内部自动执行安全验证到核对凭证等一系列流程，实现支付方和收款方的无缝连接，从而消除隐形成本，做到实时到账，降低资金风险，提高服务质量。（三）信用体系信用体系的构建主体为电子商务企业，根据企业视角不同可将信用体系分为针对企业内部的信任体系和针对企业外部的监管体系。相较于支付体系和流通体系，基于区块链的信用体系建设对于电子商务企业的发展而言更为重要。因为支付体系从本质而言只是资金流的信息传递，流通体系则是线下服务与互联网连接的桥梁，换言之也是一种信息传递，而区块链独有的技术特征使得信用体系真正实现了价值传递并极大地降低电子商务的风险和成本。

针对电子商务企业内部的信任体系主要用于记录和维护资产数据，目前电商企业对于资产数据的处理方式一般分为两种：一种是授权某一权威机构登记所有资产数据，这种方式的信任体系建立成本较高，且风险较为集中，容易产生道德风险；另一种是流程中各参与者自行登记维护资产数据，由主管企业定期进行审查核实，这种方式的信任体系维护成本较高，且数据管理过程复杂、易

产生冗余。为了将资产转移过程中的负面影响最小化，可以利用区块链技术建立一个共同享有、难以篡改、无法独控的信任体系。

信任体系得以实现的原因在于区块链和互联网在电子商务的信息认同方面具有差异性。在传统的互联网情形下，对于分布式数据库信息只需要在某节点得到确认后就能被动地同步到各节点上。这种信息确认过程较为简单，所以主要在企业局域网内完成，而很少有跨越企业边界的大规模信息共识。而在区块链情形下，信息有效性的确认需要通过多节点的共识机制完成，这充分契合了电子商务市场共识共治的原则，解决了电子商务模式中信息断裂的问题。

针对电子商务企业外部的监管体系而言，区块链技术的融入使得该体系从原本的政府集权审查提升为社会共同治理。其中，非中心化和不可篡改的特点使得监管系统能够对数据自动记录和审核，无需人工采集和企业上报，在保证数据源客观性和准确性的基础上减少了监管成本，增强了政府监管者与市场参与者的合作关系，使得整个电子商务市场能够高效运行。

电子商务的监管体系除了要保证数据源的准确性外，更重要的是确保监管数据的完整性和保密性，因此利用区块链的分布式记账特性，在监管系统中构建分布式数据库和参与者共识协议，避免了交易环节的暗箱操作和售后环节的信息不安全问题。同时，此特性使得相关联合监管流程得以同步进行，而不必等到某一特定时间集中审核，节省了相应的人力成本。

此外，要求每个用户在进入电子商务交易信息区块时加盖时间戳，确保了该信息的所有权和相应的责任承担，使用户能够相互监督和评价，重塑了共享经济模式下的信任关系。将这些信息区块首尾相连形成不可伪造和篡改的数据链，并对涉及用户个人私密且法律监管不作要求的信息使用数据密钥技术加密，从而保证数据本身的安全性和数据使用者的私密性。

三、基于区块链技术的电商平台应用

陌生用户基于网络平台实现物品交易是电子商务中最常见的商贸活动，也是实现区块链与电子商务有机结合的最佳渠道。而通过区块链技术提升电子商务平台运作效率的具体方法则需要落

4实到整个用户体验流程中。图为基于区块链的电商平台交易流程，由用户、电商平台、区块链这三个主体构成。当用户第一次使用基于区块链的电商平台时

ID，其作用是方便用户寻找目需要注册个人账号

ID标商品并与其他用户进行沟通。此作为每个用户唯一的身份证明，后台系统会在区块链上自动生成一个节点与之对应。因此用户无须再绑定其他个人信息，从而增强了用户信息的私密性保护。

当用户想要在该平台上销售产品时，需要创建一个包含产品的价格、型号、数目等详细信息的商品目录。该目录一旦创建完成便会通过分布式网络发送至平台销售页面，而关于该商品的所有消息会同步发送到用户的个人账号中。

当用户想要在该平台上购买商品时，可以在销售页面进行浏览或者直接查找关键词。在选定心仪的商品后可以和卖方对价格、数量及运输方式等内容进行沟通。直到协商一致后，电商平台会根据买卖双方的数字签名创建一个智能合约，

该智能合约会发送到相应商品属性的区块进行验证。若各区块都验证成功，卖方便可以按约定条款发货。当买方收到货品且验证无误后，数字货币会从买方数字签名的账户地址自动支付到卖方账户。整个交易过程的所有信息会存储在区块链的各流程节点位置。

若买卖双方在交易过程中出现纠纷，便可以选择由第三方公证人介入来解决问题。为了保证公证人的公平性和可信度，电商平台专门建立针对所有用户的信誉评分系统，允许每一位用户匿名对与之交易过的用户的综合情况进行反馈评分。其中信誉度排名较高的用户可以报名成为公证人，而公证人信誉度越高其数字货币的奖励越多，但是如果公证人被其他用户举报滥用权力且情况属实，将会被列入黑名单并对其进行高额罚款。每一笔交易的公证人都必须由买卖双方共同选择，可以避免公证人偏袒任何一方的情况出现。

其中针对交易金额的纠纷，公证人会对智能合约进行验证并基于多重签名技术创建数字货币账户，公证人及买卖双方各自拥有一把私钥，只有当三个当事人都协商一致集齐三把私钥时，买家才会按合约条款把相应的数字货币发送到多重签名的地址。当卖方接到买方已经付款的通知时便可以发货，而买方也会同步收到商品已发货的通知。在买方确认收货后，电商平台会自动从多重签名的地址释放货款给卖方。

现有的电子商务平台主要为用户提供的是一种类中心化的服务，即用户从申请入驻平台开始便受到严格审查和实时监管，不仅需要登记身份证号码、银行卡密码等私密信息以便完成交易支付流程，而且针对一些重大的销售业务还需要缴纳一定的维护费用。平台这样做的初衷是为了保护用户权益从而建立信任机制，但这同时也可能造成私密信息被不法分子盗用并从中牟利，为用户和电商平台都带来极大的损失和负面影响。而区块链理念与技术为电商平台的发展提供了新的思路。去中心化的技术特征使买卖双方紧密结合，去除了第三方的维护费用和交易费用，可将节省的成本用于提升平台的服务质量和满足用户的多元需求。此外，基于网络点对点匿名的数字货币和去集权化的货币汇款通道，使得每个节点用户在拥有转账权力的同时也赋予其保证账户安全和信息保密的义务。综上，基于区块链理念与技术的电商平台的核心价值在于，交易双方在不依赖中心网络的基础上，既能够自由交易又能够保护隐私。

四、基于区块链的电子商务面临的风险及应对策略

（一）面临的主要风险区块链技术在电子商务平台中的应用仍然面临着许多风险。这些风险不仅来自于区块链技术自身的局限性，而且来自于区块链与电子商务平台结合的潜在制约因素。综合而言，可以归纳为资源风险、技术风险和法律风险。

资源风险由于电子商务的市场体量庞大，需要大量的“矿机”（通过运行大量计算争夺记账权从而获得新生数字货币的专业设备）保障电商系统的安全运行，在交易处理过程中也会消耗整个网络的算力和能源，且分布式存储需要占用众多节点的宽带和设备，因此资源量的巨大需求是基于区块链的电商平台面临的一大挑战。未来不仅需要解决资源操作的合法性，更重要的是降低所用资源的损耗率。

技术风险目前区块链涉及默克尔树、非对称加密、P2P组网、共识算法、哈希算法、高速数据存储等多种技术和算法的精密组合。区块链创造信任的基础是程序代码和加密算法的正常运行，从代码编写

的角度来看，传统系统的错误不具有传导性，可以通过内部消化，而区块链中的技术错误则会传递到所有节点，很难做到完全弥补漏洞，因此对程序的可靠性有极高的要求，而维护系统程序的正常运行需要花费极高的人力和物力成本。

法律风险区块链技术的匿名机制和去中心化特点使得用户在遇到数字货币被盗、商品质量低劣等问题时难以获得法律保护，区块链模式与风险防控机制仍需进一步结合。区块链的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层 [8]这五层技术架构都面临着

51%的区块链黑客攻击的危险，若某人掌握超过算力便能够篡改数据且无法受到法律法规的干涉

和制裁。所幸已有学者发现构建同步依靠高算力和PoW 51%攻击问题

[18]。高内存的共识算法来缓解

（二）风险应对策略

从技术层面消除区块链的安全漏洞在处理数据时，可将区块链数据层和内部数据层相结合，形成双层数据结构，使私密重要信息隔绝在内部数据层，而公开普通信息则接入区块链数据层。同时，在多重签名技术的基础上增加零知识证明、同态加密等先进算法，进一步保护用户的隐私信息。此外，对智能合约等采用深度防卫式编程，从而在添加安全保护层的基础上减少数据漏洞的影响。

在中心化和非中心化之间寻求新的平衡点将传统的电子商务机制与区块链技术理念有机融合，而不是完全割裂，如消费者权益保护制度、商品质量检测制度等都可以用来制约潜在的集体非理性风险发生。同时，智能合约自动执行的技术特征虽然反映了区块链共识机制的价值基石，但是由于监管空白使得黑客有了可乘之机。因此，当区块链在电商领域的应用还处于初步探索阶段时，应提前设计相对应的法律监管体系，使得商业模式和技术特性共同发展。

构建更新时间间隔短、数据吞吐量大、共识机制灵活的区块链技术体系

IPv6（Internet Protocol Version 6）通过推动 [ 19 ]的全面建设和业务过渡，加强互联网分布式核心架构和关键技术的研发创新，引入虚拟科研环境（Virtual Research Environment

）和开放获取制度（Open Access）等技术方法

[ 20 ] ，从而使区块链能够充分满足电子商务市场资讯实时响应、资源充分利用的需求。

五、结语

目前我国电子商务的发展重心已逐渐由国内扩展到全球，形成一体化跨境商务。这是多元需求充分融合以及技术水平显著提高的直接表现，但从侧面也折射出国内电子商务用户增量放缓、陷入供大于需的困境。由于区块链技术与电商模式在分散性、协同自治等方面具有高度耦合性，本文利用区块链的非中心化、智能合约、无法篡改性等技术特征，为电子商务在交易流程公正性和用户信息安全性等方面面临的问题提供了新的应对思路，并从流通体系、支付体系、信用体系这三个核心模块，分别结合区块链对应的技术理念实现了信息链价值链的互联互通，重塑了电子商务的运营架构。

而基于区块链的操作流程改革是实现电子商务优化升级的核心，所以本文从电商平台的用户视角出发，分别以购买者和销售者的身份详细阐述了区块链技术从选购商品到交易协商、最后到发货收款的整个流程的应用方案，避免了信息泄露、过程冗余等情况的发生。同时，针对在交易过程中可能产生的纠纷问题，提出了采用由所有用户匿名票选的公证人借助数字秘钥和多重签名技术，通过介入买卖双方做出公正公平判决的解决方案。最后，本文探讨了基于区块链的电子商务平台未来在资源、技术、法律等方面可能遇到的风险，并提出了相对应的策略。目前，区块链技术在电子商务领域的应用方兴未艾，仍需要大量的理论研究和实验结论作为支撑，希望本文能够为电子商务研究者对区块链的相关研究提供参考。参考文献：

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