□武汉纺织大学管理学院 周兴建王凌峰程昂
服装品溯源是对服装供应链进行跟踪和回溯,由于服装供应链参与主体多、各节点互通性差等,使得服装行业尤其是品牌鞋服品存在假冒、高仿品出现时难以溯源问题。一些品牌企业应用物联网技术,将RFID应用在服装防伪溯源上,终端扫描RFID标签时就会实时传回信息。也有一些企业探究将区块链技术应用于服装供应链信息追溯,以建立服装品从原材料采购到产品的生产、销售、售后全流程的监管与溯源系统。但物联网和区块链应用于服装供应链溯源管理都存在一定的不足,而考虑将物联网和区块链结合(即“物链网”),通过应用“物链网”技术实现优势互补,成为业界关注的一个重点方向。
一、“物链网”技术与溯源管理
(一)物联网与区块链技术
物联网是通过信息传感设备,按约定协议将物体与网络相连接,物体通过传播媒介进行信息交换和通信,即通过互联网实现物理实体之间或物理实体与人际关系系统之间的联接,以实现智能化识别、定位、跟踪和监管等功能。但要实现这些功能,存在中心化网络设备运营成本高,信息隐私安全隐患大,平台终端等各方协作体系、信任体系、价值体系不完善等应用痛点。
区块链的本质是一种数字分布式账本,由一系列算法、技术、工具集构成的架构组合而成。非对称密钥、P2P网络、共识机制以及块链式数据构建起了区块链的技术体系,非对称密钥体系实现去信任、P2P网络实现去中心、共识机制实现社群的统一、块链式数据实现数据的不可篡改,以上几者共同作用,实现了去中心化的信任建立、保存和传递能力。为防止区块链系统各参与方达成的共识被篡改,系统以区块为单位存储数据,区块之间按照时间顺序并结合密码学算法构成链式数据结构,通过共识机制选出记录节点,由该节点决定最新区块的数据,其他节点共同参与最新区块数据的验证、存储和维护,只要有节点遭到恶意篡改,哈希值就会发生变化,导致篡改行为很容易被识别,因此,区块链的数据稳定性和可靠性极高。区块链也存在信任边界,这个边界就是区块链网络本身,即区块链能够保证上“链”数据“不可篡改”和可信任,但无法保证在上“链”前获取到的数据与真实物理实体真实匹配。
(二)“物链网”技术的提出
物联网解决生产力问题, 区块链解决生产关系的问题, “物链网”(Blockchain of Things)代表物联网与区块链之间的融合,被称为万物的区块链。物联网与区块链深度融合为“物链网”,可以实现物联网与区块链相互赋能。有了物联网对物理实体的联接,就可以建立从物理实体到区块链链上虚拟空间的映射与二者的有机融合,利用区块链来保管物联网所采集数据的哈希值,从而确保所采集数据的不可篡改与真实可信性,保障链上数据与链下实体真实匹配,实现链上链下的有机结合。
物联网中的终端智能设备只进行数据传输和加密,工作量计算由验证节点负责,进行交易结算,用户数据得到有效保障,物联网也逐步向区块链网络转型。区块链技术中的公开透明、共识机制、不可篡改解决了物联网中的设备安全和设备激增问题。区块链采用链式结构和智能合约技术,哈希树结构可以用来进行数据处理, 解决了数据隐私问题,因此,区块链技术的引入解决了物联网中遇到的最大难题,促进了“物链网”的应用实现。“物链网”解决了物联网发展中遇到的痛点,可以看作是物联网的进化形态;区块链技术中的去中心化、可溯源特性解决了传输数据的安全性和可信性。
(三)“物链网”技术的溯源优势
1. 数据存储
由于物联网是集中式部署,如何存储传感器收集的海量数据成为了一个挑战。区块链一个是去中心化、分布式连接的对等网络,节点之间完全平等,利用这个特性可解决物联网中海量数据需要汇聚到单一的控制中心集中存储的问题,从而在一定程度上缓解存储压力。
2. 数据传输, 跨主体协作
区块链的互信机制可以使物联网收集到的数据和信息跨过第三方中介进行传播,提高了数据和信息在网络中的传输速率,减少传播时延。采用链下存储,只在需要的时候请求传输数据,可以减少网络的使用带宽, 提高传输速率, 同时公开透明的算法打破了信息孤岛的束缚,使信息充分地横向交流、多主体协作。
3. 身份鉴权
区块链中的身份验证技术利用加密数字签名、散列技术来实现,去中心化的身份识别系统不受任何机构控制,这样能保证用户完全掌握自己的身份信息,区块链的验证和共识机制有助于避免非法或者恶意的节点接入物联网,提升系统安全性。
4. 隐私保护
物联网数据规模的增大、设备可能存在的漏洞、数据的集中存储和管理都给物联网的隐私保护增加了难度。物联网节点由各种传感器构成, 主要负责收集数据,功能比较局限, 对系统安全的检测能力较低甚至是没有。区块链采用去中心化的分布式存储方式,使数据分布在各个网络节点,且运用非对称密码学技术对数据进行加密,为物联网的隐私保护提供了解决办法。
5. 降低成本
在物联网中应用区块链技术的去中心化结构无需设立为全局服务的中心服务器,减去了中心服务器在能耗和企业成本支出方面存在的巨大压力,节省了运维费用,应用智能合约的互信机制可消除与第三方通信的成本。
6. 可证可溯
在区块链中,修改区块计算力太大,因此链上的区块基本不可能被破坏,这意味着一定能达成共识。同样,数据只要经过共识写入区块链, 就难以被篡改,并且在其链式结构中,除了第一个区块,其余的每一个区块都包含了上一区块的信息。在物联网中,可以依托此技术进行物联网应用的信息溯源。
二、服装供应链溯源中的“物链网”应用
基于区块链和物联网结合而成的“物链网”溯源系统可以在一定程度上提高效率,区块链的信息不可篡改、去中心化特点减少了中心化运维带来的成本, 加密技术和共识机制算法使身份认证安全可信, 区块链的链式结构特点使数据可溯源, 不仅促进了通信安全, 解决了数据库冗余问题, 也使得系统更具灵活性。
传统的服装供应链是围绕核心企业的中心化系统,缺乏透明度、问责制和可审计性。“物链网”从技术上促进服装供应链协同,实现服装供应链的数字化转型升级。具体而言,在服装品生产、物流、销售等物联网场景下,传感器是重要的组成部分,物联网的正常运行依赖于大量传感器数据的传输,而区块链与物联网相结合可以实现传感器数据的存证和溯源,是提高服装供应链系统去中心化信任和安全的有效手段。溯源管理中的“物链网”构成模型如图1所示。
基于物联网技术和区块链技术的服装供应链追溯系统,涵盖了服装供应链各环节的数据采集和信息管理的全过程,可实现服装品质量安全监控、追溯和管理。在“物链网”系统中,RFID技术用于获取和共享服装供应链中的数据,区块链技术用于保证在该可追溯系统中共享和发布的数据是可靠和真实的。服装供应链溯源“物链网”结构如下图2所示。
三、结束语
针对服装品溯源困难、缺乏唯一性、容易被复制等问题,可采用由物联网和区块链融合而形成的“物链网”技术,对服装供应链进行更为安全、可靠、透明和高效的溯源管理。但是,服装供应链中“物链网”技术的应用也有待进一步探索,如,数据的异构性是物联网面临的核心问题。区块链技术可以解决物联网中的许多问题,但区块链本身不是专门为物联网所设计的,怎样将区块链技术与物联网高效安全地结合,以及优化区块链与物联网融合框架以提高其可扩展性和灵活性,这些问题需要从理论上和应用上展开研究及实践。