洪文倩，王慶年 （華南理工大學(xué)，廣東 廣州510006）

HONG Wenqian, WANG Qingnian (South China University of Technology, Guangzhou 510006, China)

0 引 言

隨著“一帶一路”倡議的提出與確立，傳統(tǒng)國際貿(mào)易呈現(xiàn)了新機(jī)遇，發(fā)展迎來了新一輪高峰。海洋運(yùn)輸作為國際物流中最主要的運(yùn)輸方式，它的地位隨著“一帶一路”的提出越發(fā)明確與明顯。但海洋運(yùn)輸目前也正面臨著最大的危機(jī)，它不僅有著傳統(tǒng)行業(yè)本身的短板，如信息不對稱、發(fā)展模式相對封閉、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過于單一等，而且還面臨隨著“限硫令”、“碳減排”等新政策的即將推行而導(dǎo)致的運(yùn)輸成本上漲問題。區(qū)塊鏈技術(shù)作為國務(wù)院《“十三五”國家信息化規(guī)劃》中的戰(zhàn)略性前沿技術(shù)，其在各領(lǐng)域都存在著廣闊的應(yīng)用前景。利用區(qū)塊鏈中的智能合約技術(shù)解決海運(yùn)過程中大量書面文件流轉(zhuǎn)、業(yè)務(wù)處理程序繁雜、信息偽造等問題，有利于提升“一帶一路”貿(mào)易效率和有序性，降低貿(mào)易信息交換成本，使我國的海洋經(jīng)濟(jì)再一次擁有新的增長著力點(diǎn)。

學(xué)者們也正探究區(qū)塊鏈在國際貿(mào)易及海運(yùn)業(yè)的應(yīng)用。張宇懷和于鳳提出利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決國際貿(mào)易中跨境支付，貿(mào)易信用，數(shù)據(jù)互通、存儲和安全等多種問題[1]。李啟明和張倩針對當(dāng)前國際貿(mào)易業(yè)務(wù)的現(xiàn)存問題，提出了基于區(qū)塊鏈的國際貿(mào)易業(yè)務(wù)模式，以提高國際貿(mào)易業(yè)務(wù)效率、規(guī)避業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)現(xiàn)商品溯源[2]。姜麗麗提出利用區(qū)塊鏈破解海運(yùn)貿(mào)易過程中的信用缺失和風(fēng)險(xiǎn)高等難題[3]。趙毅總結(jié)了目前區(qū)塊鏈技術(shù)在海運(yùn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了海運(yùn)業(yè)巨頭馬士基在區(qū)塊鏈背景下的數(shù)字化戰(zhàn)略[4]。本文所要解決的問題與上述學(xué)者們是相似的，比如貿(mào)易信用、數(shù)據(jù)互通、業(yè)務(wù)效率等，但在此基礎(chǔ)上本文提出了一個智能合約的基本架構(gòu)，把這些問題帶到了解決層面，而不是僅僅停留在理論知識上。

1 海運(yùn)業(yè)成本構(gòu)成與區(qū)塊鏈技術(shù)改造的必要性分析

1.1 目前海運(yùn)業(yè)的總體情況

海洋運(yùn)輸又稱“國際海洋貨物運(yùn)輸”，是國際物流中最主要的運(yùn)輸方式。它是指使用船舶通過海上航道在不同國家和地區(qū)的港口之間運(yùn)送貨物的一種方式，并以其獨(dú)有的運(yùn)輸總量大、運(yùn)輸費(fèi)用低、運(yùn)輸航道四通八達(dá)的特點(diǎn)，吸引了全球各個國家選擇海洋運(yùn)輸作為其國際貿(mào)易的主要運(yùn)輸方式。海洋運(yùn)輸承載了國際貿(mào)易總運(yùn)輸量的三分之二以上，占據(jù)著國際貿(mào)易競爭的核心地位，是支撐國際貿(mào)易的主要載體。

聯(lián)合國《2018 年海運(yùn)報(bào)告》顯示，從2010 年以來，每年的全球海運(yùn)貿(mào)易總量都呈穩(wěn)步增長的趨勢，如圖1 所示。

如圖1 所示，2010 年至2017 年期間，全球海運(yùn)貿(mào)易以年均3.5%的速度增長。2017 年全球海運(yùn)總產(chǎn)量達(dá)107 億噸，較2016 年增加了4 億噸。并且聯(lián)合國貿(mào)易和發(fā)展會議預(yù)計(jì)2018 年海運(yùn)總量將增加4%，增長同2017 年基本持平。鑒于全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)走好的趨勢，預(yù)測2018 年至2023 年全球海運(yùn)的復(fù)合年增長率為3.8%。其次，以價值來衡量海運(yùn)業(yè)，與世界經(jīng)濟(jì)規(guī)模相比，它的量級也是不可忽視的。

圖2 中紅色柱形是選取了一些能夠從經(jīng)濟(jì)角度反應(yīng)海運(yùn)業(yè)情況的參考數(shù)據(jù)，藍(lán)色柱形則表示了部分國家的國內(nèi)生產(chǎn)總值（根據(jù)國際貨幣基金組織的2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。表1 顯示了圖2 中所出現(xiàn)的各個經(jīng)濟(jì)體國內(nèi)生產(chǎn)總值的全球排名。

圖1 2010～2017 年全球海運(yùn)貿(mào)易總量情況

圖2 衡量海運(yùn)業(yè)經(jīng)濟(jì)體量的參考數(shù)據(jù)

表1 2015 年各個經(jīng)濟(jì)體國內(nèi)生產(chǎn)總值的全球排名

海運(yùn)業(yè)與世界經(jīng)濟(jì)規(guī)模進(jìn)行比較的方式如下：一是衡量海運(yùn)貿(mào)易貨物的價值。如圖2 所示，2015 年全球的鐵礦石貿(mào)易量為13 億噸，如果按鐵礦石年均價格50 美金/噸計(jì)算，約合680 億美金，大致相當(dāng)于肯尼亞的國內(nèi)生產(chǎn)總值。二是估算船舶類資產(chǎn)價值，例如，新造船的年均投資額及全球船隊(duì)的年均價值，這些資產(chǎn)價值均可與經(jīng)濟(jì)體的規(guī)模進(jìn)行比較。然而，相對于和國內(nèi)生產(chǎn)總值進(jìn)行比較，更合適的做法可能還是衡量船隊(duì)的年均收益。在市場情形嚴(yán)峻的2016 年，克拉克森海運(yùn)價格指數(shù)年平均為9 733 美金/天，以主流運(yùn)輸領(lǐng)域約有22 000 艘活躍船舶進(jìn)行計(jì)算，年收益約為770 億美金。按同樣的方法計(jì)算，2007年的年收益則高達(dá)1 890 億美金，相當(dāng)于航運(yùn)傳統(tǒng)強(qiáng)國希臘的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。

雖然有時航運(yùn)業(yè)對全球經(jīng)濟(jì)的影響還是難以直接衡量的，但以經(jīng)濟(jì)體量看，航運(yùn)業(yè)的一些領(lǐng)域可以與世界上一些規(guī)模較大的經(jīng)濟(jì)體抗衡，尤其是在市場好的年份。因此無論是貨物量還是經(jīng)濟(jì)體量，海運(yùn)業(yè)都在國際貿(mào)易中擁有不可撼動的地位。

1.2 海運(yùn)業(yè)成本構(gòu)成分析

自2008 年國際金融危機(jī)以來，全球海運(yùn)市場進(jìn)入一輪漫長的調(diào)整期，目前正面臨著運(yùn)力供求失衡、衰退期延長、運(yùn)價低水平波動、企業(yè)盈利空間承壓的情況。海運(yùn)業(yè)的成本正面臨著來自不同方面的使其上漲的壓力。

1.2.1 運(yùn)價成本。海運(yùn)業(yè)作為一個傳統(tǒng)行業(yè)，行業(yè)利潤主要受運(yùn)價及營運(yùn)成本的影響。運(yùn)價一方面經(jīng)歷了金融危機(jī)的沖擊，市場需求目前仍處于逐步恢復(fù)的過程中，另一方面，經(jīng)歷了金融危機(jī)前運(yùn)力的高速增長，市場運(yùn)量與運(yùn)力的矛盾態(tài)勢仍然存在，總體運(yùn)價水平尚未完全恢復(fù)，長期低位徘徊。

1.2.2 綠色成本。隨著國際社會對環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)苛，2020 年“限硫令”和2050 年碳減排等規(guī)范已經(jīng)成為海運(yùn)業(yè)界最熱話題。目前來看，國際海事組織（IMO） 關(guān)于全球海域2020 年1 月1 日實(shí)行0.5%硫排放限制的規(guī)定已經(jīng)板上釘釘了。

“限硫令”要求從2020 年起，全球船舶最大硫排放量從目前的3.5%降至0.5%，這一新規(guī)必將增加船舶運(yùn)營成本及綠色成本。有咨詢機(jī)構(gòu)測算，全球海運(yùn)燃料成本將上漲25%，年均增加約240 億美元的支出。增加的綠色成本將會通過各種方式轉(zhuǎn)嫁至運(yùn)輸鏈的各個環(huán)節(jié)。這意味著，全球海運(yùn)業(yè)將面臨新一輪的平衡再調(diào)整。

1.2.3 時間成本。港口基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量的好壞直接影響貨物的裝卸速度，也就是說可能會無形中提高海洋運(yùn)輸?shù)臅r間成本。比如，貨物的裝卸速度慢，導(dǎo)致了港口的貨物吞吐量低；船舶停靠時間延長，占用了港口的有限碼頭。?？看霸诶U納巨額靠泊費(fèi)用的同時卻得不到有效的裝卸率，而錨地或減速于航線上的船舶也因?yàn)榇繒r間的拖后而延長拋錨時間或航行。這樣的情況就增加了海運(yùn)業(yè)的時間成本，受影響的最終將是國際貿(mào)易的成效。

1.2.4 文件流轉(zhuǎn)成本。國際貿(mào)易業(yè)務(wù)涉及的規(guī)章制度、法律條款等眾多，往往會產(chǎn)生大量的文件單證。海運(yùn)的過程涉及多方參與，除了買家與賣家以外，還包含貨代、倉儲、報(bào)關(guān)、車隊(duì)、船公司，乃至保險(xiǎn)、銀行等服務(wù)商。此外，這些參與者之間又牽涉大量的文件傳遞，在一來一往的檢驗(yàn)過程中，數(shù)據(jù)也同時經(jīng)過多次轉(zhuǎn)手，耗費(fèi)了不少時間與成本。

為了進(jìn)一步量化傳統(tǒng)跨境貿(mào)易的文件流轉(zhuǎn)成本，丹麥的航運(yùn)巨頭快桅（Maersk） 在2017 年，以追蹤方式記錄了一筆跨國貿(mào)易的程序。根據(jù)其紀(jì)錄顯示，一批從肯尼亞蒙巴薩港出口到荷蘭鹿特丹的鮮花，須經(jīng)歷數(shù)十份文件和近200 條通訊信息傳遞才能順利完成，其過程涉及農(nóng)民、貨運(yùn)代理商、陸上運(yùn)輸商、報(bào)關(guān)行、政府單位和港口承運(yùn)人。其中需要的紙質(zhì)文件厚達(dá)10英寸，這些文件和記錄的審核處理成本可能要高于運(yùn)輸集裝箱的成本。由此看出，隱形的文件流轉(zhuǎn)成本也是海運(yùn)業(yè)成本構(gòu)成中不可忽視的一部分。

1.2.5 風(fēng)險(xiǎn)成本。海運(yùn)業(yè)中存在著文件流轉(zhuǎn)與貨物流轉(zhuǎn)的不一致問題，信息偽造問題嚴(yán)重，存在著風(fēng)險(xiǎn)成本。以海運(yùn)提單為例，在實(shí)際的海運(yùn)過程中，只有收貨人出具提單文件時，承運(yùn)人才能按照之前的合同條款交付貨物，但是由于銀行、國際快遞等服務(wù)的緩慢，文件的流轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)慢于海運(yùn)速度，因此往往會造成海運(yùn)提單文件流轉(zhuǎn)慢于貨運(yùn)的情況出現(xiàn)，為了讓貨物交付不出現(xiàn)問題，因此往往會出現(xiàn)收貨人沒有出示提單，承運(yùn)人就交付貨物的情況。所以很多詐騙行為如偽造簽名、錯誤描述、虛假銀行擔(dān)保等就會發(fā)生，增加了海運(yùn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)成本。

1.2.6 其他成本。海運(yùn)業(yè)中還存在一些其他成本，比如在海運(yùn)過程中由于臺風(fēng)、暴雨、海嘯等自然災(zāi)害使貨物遭受重大損失而形成的保險(xiǎn)成本。貿(mào)易結(jié)構(gòu)性失衡以及班輪公司和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效率低下導(dǎo)致的空箱成本。

綜上所述，不論是海洋運(yùn)輸本身，還是海洋運(yùn)輸中的每一個小細(xì)節(jié)，都直接或間接地影響著海運(yùn)業(yè)的成本。在運(yùn)價短期難以提升、即將到來的綠色成本、隱形的單證成本及風(fēng)險(xiǎn)成本的基礎(chǔ)上，成本管控成為海運(yùn)業(yè)的共同選擇。

1.3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)改善國際貿(mào)易流程降低貿(mào)易成本的路徑分析

區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證和存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式來保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式。它由兩個主要要素構(gòu)成：區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、區(qū)塊鏈系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是稱為塊的連接數(shù)據(jù)單元的有序列表。每個塊由塊頭和事務(wù)數(shù)據(jù)組成。如圖3所示，塊頭包含塊元數(shù)據(jù)，其中包含有關(guān)塊本身的信息，例如索引和創(chuàng)建時間戳?！皹?biāo)題”中最重要的字段是前一個塊的哈希表示。該值是從前一個塊的內(nèi)容生成的，用于將塊連接到彼此。這意味著每個塊頭都包含前一個塊的散列，這樣就沒有人可以改變前一個塊中的任何事務(wù)。塊的另一部分是“正文內(nèi)容”，即交易數(shù)據(jù)包含交易清單及其各自的數(shù)據(jù)，并且塊中的事務(wù)數(shù)據(jù)是不可變的，所有交易都完全不可逆轉(zhuǎn)。因此，給定最新的塊，訪問區(qū)塊鏈中的所有先前塊是可行的。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)是一個由連接節(jié)點(diǎn)組成的分布式點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，它存儲和協(xié)商區(qū)塊鏈的信息內(nèi)容。每個節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證傳入事務(wù)，如果它們有效，則將它們傳播到繼續(xù)此過程的其他節(jié)點(diǎn)，直到系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)都知道新事務(wù)。為了提供身份驗(yàn)證和授權(quán)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)使用非對稱加密。此方法使用公鑰和私鑰，可用于加密和解密消息，用一個密鑰加密的消息只能用另一個密鑰解密。

在當(dāng)今海運(yùn)業(yè)成本不斷上漲，利潤空間不斷縮小的情況下，區(qū)塊鏈和智能合約的技術(shù)優(yōu)勢就凸顯出來。基于區(qū)塊鏈去中心化、高度透明、多方自治、匿名性、防篡改、可溯源等技術(shù)優(yōu)勢解決國際貿(mào)易中身份識別困難，信用證欺詐，單據(jù)偽造等典型風(fēng)險(xiǎn)；通過智能合約幫助參與到全球供應(yīng)鏈中的托運(yùn)人、港口、海關(guān)、銀行和其他利益相關(guān)者，追蹤貨運(yùn)，并用防篡改的數(shù)字記錄，取代相關(guān)的書面記錄，解決文件流轉(zhuǎn)問題。并且，使用區(qū)塊鏈平臺及智能合約進(jìn)行運(yùn)輸文件的傳輸，降低成本的表現(xiàn)就會非常突出，同時進(jìn)一步提高海運(yùn)的效率。世界經(jīng)濟(jì)論壇曾估算，如果能將全球物流中的溝通和單證往來效率提升到現(xiàn)在最好水平的一半，那么整個全球貿(mào)易的效率就能提升9.4 到14.5 個百分點(diǎn)。

利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以將海運(yùn)流程中的各參與者組成一個聯(lián)盟鏈，選取適合的共識機(jī)制，將彼此之間原本的書面文件轉(zhuǎn)化成信息化文件并錄入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。各參與者可以隨時隨地查看貨物的實(shí)時進(jìn)程，在各單據(jù)和合同符合條件的情況下以電子形式自動報(bào)關(guān)，同時運(yùn)輸完成后，金融機(jī)構(gòu)在符合付款條件的情況下自動付款。將區(qū)塊鏈和海運(yùn)業(yè)結(jié)合起來以上述方式來改善海運(yùn)流程，不僅能夠消除大量的書面文件成本，提高效率，而且也可以實(shí)現(xiàn)貨物溯源，減少風(fēng)險(xiǎn)成本。

圖3 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2 海運(yùn)業(yè)智能合約基本框架的構(gòu)建

智能合約是執(zhí)行合同條款的計(jì)算機(jī)化交易協(xié)議。智能合約設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是滿足常見的合同條件（例如付款條件、留置權(quán)、保密性、執(zhí)行），最大限度地減少惡意和偶然的異常，并最大限度地減少對可信中介的需求。相關(guān)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)包括降低欺詐損失，仲裁和執(zhí)法成本以及其他交易成本。

智能合約是運(yùn)行在具有唯一地址的塊鏈上的計(jì)算機(jī)程序的實(shí)例。任何用戶都可以通過將事務(wù)發(fā)布到區(qū)塊鏈來創(chuàng)建合約。一旦創(chuàng)建了智能合約的程序代碼，它就不能被更改，并且在收到來自用戶或其他合約的消息時將被執(zhí)行。合約的行為由發(fā)布者在接收消息時決定，智能合約可以讀寫存儲的文件，發(fā)送消息給其他用戶或合約。它還可以將貨幣存入賬戶余額，或?qū)⑵浒l(fā)送給其他用戶或合同。合同條款不能更改，因此，合同也是不能更改的。智能合約原理如圖4 所示。

圖4 智能合約原理圖

在傳統(tǒng)的海運(yùn)運(yùn)輸過程中，涉及的節(jié)點(diǎn)較多并且各方之間有大量的繁瑣的數(shù)據(jù)交換工作，存在著高額的交易成本和較大的欺詐風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)海運(yùn)過程所涉及節(jié)點(diǎn)示意圖如圖5 所示：

圖5 傳統(tǒng)海運(yùn)所涉及節(jié)點(diǎn)示意圖

由圖5 可知，一單貿(mào)易的流程大致為：（1） 出口方和進(jìn)口方簽訂完買賣合同后，進(jìn)口方向進(jìn)口銀行要求開立以出口方為受益人的信用證。（2） 進(jìn)口銀行通知出口銀行信用證已開出。（3） 出口銀行通知出口方信用證已開立，可準(zhǔn)備貨物裝船。（4） 出口方尋找貨運(yùn)代理準(zhǔn)備合同、發(fā)票、報(bào)關(guān)單、出口商品檢驗(yàn)證書等一系列單據(jù)去海關(guān)辦理通關(guān)手續(xù)。（5） 貨運(yùn)代理訂船租倉、與承運(yùn)方簽訂運(yùn)輸合同后，出口方通知進(jìn)口方貨物已裝船并寄出提單，進(jìn)口方等待接收貨物。（6） 出口方按照信用證的規(guī)定，正確繕制（箱單、發(fā)票、提單、出口產(chǎn)地證明、出口結(jié)匯） 等單據(jù)。在信用證規(guī)定的交單有效期內(nèi)，遞交出口銀行辦理議付結(jié)匯手續(xù)。（7） 出口銀行在審查單據(jù)無誤后進(jìn)行結(jié)匯，同時向進(jìn)口銀行寄單索匯。（8） 進(jìn)口銀行審單無誤后付款給出口銀行，同時提示進(jìn)口方贖單付款。（9） 貨物抵達(dá)卸貨港后，進(jìn)口商填制進(jìn)口貨物報(bào)關(guān)單及相關(guān)單證（包括提貨單、裝貨單或運(yùn)單、發(fā)票和裝箱單、商檢證書等） 向海關(guān)申報(bào)。（10） 海關(guān)查驗(yàn)貨物，進(jìn)口方繳納相關(guān)進(jìn)口關(guān)稅。海關(guān)收到關(guān)稅，在貨運(yùn)單據(jù)上簽字或蓋章放行后進(jìn)口方持正本提單、箱單、發(fā)票等到船公司所在港口提貨。

而利用區(qū)塊鏈將這些流程自動化后，不僅能夠使業(yè)務(wù)低成本運(yùn)行，并且還提高了交易的效率，保證了信息的真實(shí)可靠。同時可隨時查看貨物的運(yùn)輸進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)記錄追本溯源。根據(jù)世界著名評級機(jī)構(gòu)穆迪的報(bào)告顯示，將流程自動化可大致分為三個步驟：一是將紙張信用證轉(zhuǎn)換成為可以自動執(zhí)行支付的智能合約。二是將提單（BOL） 等紙質(zhì)文件完全數(shù)據(jù)化，并以區(qū)塊鏈的形式儲存起來。三是利用區(qū)塊鏈技術(shù)在每一步創(chuàng)建所有權(quán)記錄。

在設(shè)計(jì)好智能合約后，貿(mào)易的海運(yùn)流程簡化如圖6 所示：

在基于智能合約的貿(mào)易中，大致流程為：（1） 進(jìn)口方和出口方在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中建立基于智能合約的商業(yè)買賣合同。（2） 進(jìn)口方向金融機(jī)構(gòu)提供保證金，金融機(jī)構(gòu)實(shí)時向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)記錄擔(dān)保金繳納情況。（3） 在保證金繳納后，出口方對貨物進(jìn)行裝船，運(yùn)輸方對裝船的貨物情況上載到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之中。以電子方式進(jìn)行報(bào)關(guān)及審核程序，區(qū)塊鏈確認(rèn)該筆交易，并履行智能合約，提出放行通知。（4） 當(dāng)達(dá)到智能合約中運(yùn)輸單據(jù)和商業(yè)買賣合同相符的付款條件時，向金融機(jī)構(gòu)發(fā)出付款指令，金融機(jī)構(gòu)即可對出口方進(jìn)行付款結(jié)算。在這整個過程中，所有參與者皆可通過供應(yīng)鏈的點(diǎn)對點(diǎn)連結(jié)，了解當(dāng)前的運(yùn)輸進(jìn)度。

如圖7 所示，構(gòu)建的智能合約基礎(chǔ)框架采用了六層架構(gòu)，即基礎(chǔ)設(shè)施層、合約層、操作層、智能層、表現(xiàn)層、應(yīng)用層由下而上。

具體細(xì)節(jié)如下：

（1） 基礎(chǔ)設(shè)施層：基礎(chǔ)設(shè)施層封裝所有支持智能合約及其應(yīng)用程序的基礎(chǔ)設(shè)施，包括可信開發(fā)環(huán)境、可信執(zhí)行環(huán)境和可信數(shù)據(jù)提要（Oracle）。在一定程度上，這些基礎(chǔ)設(shè)施的選擇將影響智能合同的設(shè)計(jì)模式和合同屬性。

①可信開發(fā)環(huán)境：在智能合約開發(fā)、部署和調(diào)用的過程中，涉及多種開發(fā)工具，如編程語言、集成開發(fā)環(huán)境（IDEs）、開發(fā)框架、客戶端等。②可信執(zhí)行環(huán)境：區(qū)塊鏈為智能合同提供可信執(zhí)行環(huán)境。智能合約的執(zhí)行依賴于區(qū)塊鏈的關(guān)鍵部分，如共識算法、激勵機(jī)制、P2P 網(wǎng)絡(luò)等，最終的執(zhí)行結(jié)果將記錄在所有節(jié)點(diǎn)維護(hù)的分布式賬本中。不同的共識算法和激勵機(jī)制將影響智能合約的設(shè)計(jì)模式、執(zhí)行效率和安全性。③可信數(shù)據(jù)提要（Oracle）：為了保證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的安全性，智能合約一般在SEE 中執(zhí)行（例如Ethereum 中的EVM 和Hyperledger Fabric 中的Docker 容器），不允許導(dǎo)入外部信息。因此，智能合約需要可信的數(shù)據(jù)提要（Oracle）以事務(wù)的形式和以安全、可信的方式提供關(guān)于真實(shí)世界的外部狀態(tài)（因?yàn)槿魏尾皇怯墒聞?wù)生成的信息都必須作為附加到事務(wù)的數(shù)據(jù)引入），從而保證合同執(zhí)行結(jié)果的確定性。

圖6 基于智能合約的海運(yùn)流程

圖7 智能合約的基礎(chǔ)研究框架

（2） 合約層：合約層封裝靜態(tài)合約數(shù)據(jù)，包括合約條款、場景響應(yīng)規(guī)則和交互標(biāo)準(zhǔn)。因此，這一層可以看作是智能合約的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫，它包含關(guān)于合約調(diào)用、執(zhí)行和通信的所有規(guī)則。在設(shè)計(jì)智能合同時，首先所有各方（立約人） 應(yīng)協(xié)商并確定可能涉及法律條款、業(yè)務(wù)邏輯和意向協(xié)議的合同條款。然后，程序員使用軟件工程技術(shù)，如算法設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)模式，將自然語言中描述的合同術(shù)語轉(zhuǎn)換成程序代碼，如一系列If-Then 類型的場景-響應(yīng)規(guī)則。此外，根據(jù)開發(fā)平臺的特點(diǎn)和立約人的意圖，在這一層還應(yīng)制定合同與用戶（或合同與合同） 之間的交互標(biāo)準(zhǔn)（如訪問權(quán)限、通信方式等）。

（3） 操作層：操作層將所有動態(tài)操作封裝在靜態(tài)合約中，包括機(jī)制設(shè)計(jì)、形式化驗(yàn)證、安全分析、更新和自毀。維護(hù)層是智能合約正確、安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵，惡意或脆弱的智能合約會給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。智能合同從談判到自我毀滅的生命周期來看，在將智能合約部署到區(qū)塊鏈之前，機(jī)制設(shè)計(jì)操作使用信息和激勵理論來幫助合約有效地實(shí)現(xiàn)其功能。采用形式化轉(zhuǎn)換和安全分析操作來驗(yàn)證合同代碼的正確性和安全性。并確保代碼將根據(jù)程序員的實(shí)際語義執(zhí)行。將智能合約部署到區(qū)塊鏈后，當(dāng)合約功能難以滿足用戶需求或合約存在可修復(fù)漏洞時，盡管所有的歷史更新都記錄在區(qū)塊鏈上，且不能被篡改，但在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)更新。在智能合約生命周期結(jié)束時，或者在出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)漏洞時，為了保證網(wǎng)絡(luò)安全，會進(jìn)行自毀行為。

（4） 智能層：智能層封裝了各種智能算法，包括感知、推理、學(xué)習(xí)、決策和社交，將智能添加到前三層構(gòu)建的智能契約中。我們需要知道，目前的智能合約并沒有多么智能。然而，我們相信未來的智能合同不僅會按照預(yù)先定義的If-Then 語句進(jìn)行自我執(zhí)行，還會在未知的情況下進(jìn)行“What-If”式的推理、計(jì)算和智能決策。

（5） 表現(xiàn)層：表現(xiàn)層封裝了潛在應(yīng)用程序的各種智能契約的表現(xiàn)形式，包括DApps、分散自治組織（DAOs）、分散自治公司（DACs） 和分散自治社團(tuán)（DASs）。封裝了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜行為的智能契約相當(dāng)于區(qū)塊鏈的應(yīng)用程序接口，使得區(qū)塊鏈能夠嵌入不同的應(yīng)用程序場景。

（6） 應(yīng)用層：應(yīng)用層封裝所有構(gòu)建在表現(xiàn)層之上的應(yīng)用程序域。從理論上講，智能合同可以應(yīng)用于所有行業(yè)，如金融、loT、醫(yī)療、供應(yīng)鏈等。

但是，目前所提出的這個框架只是一個理想的框架。其中一些具體的細(xì)節(jié)還要隨著區(qū)塊鏈、智能合約等技術(shù)研究的深入而完善。

3 進(jìn)一步思考的問題

區(qū)塊鏈技術(shù)及智能合約被認(rèn)為具有顛覆海運(yùn)業(yè)的潛質(zhì)，但是成功構(gòu)建智能合約改善海運(yùn)流程時還有一些問題有待解決：（1） 國家間政策差異巨大。國際貿(mào)易在跨國運(yùn)輸、跨境支付等環(huán)節(jié)涉及了許多貿(mào)易方所在國的相關(guān)法律條文、國際公約條款以及各國法律中對外貿(mào)易業(yè)務(wù)的規(guī)定。而將海運(yùn)領(lǐng)域數(shù)據(jù)完全承載于區(qū)塊鏈需要各國的溝通協(xié)調(diào)，并制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)使各方能夠統(tǒng)一意見并參與其中。（2） 法規(guī)與責(zé)任歸屬不明。區(qū)塊鏈仍有許多法律模糊地帶等待理清和探索。比如，分布式賬本的信息儲存節(jié)點(diǎn)可能涉及不同國家的司法管轄區(qū)，因此應(yīng)受哪些國家監(jiān)管、適用法規(guī)是什么，而且智能合約目前也缺乏足夠的法律效力，如何讓它的法律地位得到參與者的共識也是需要思考的問題。（3） 社會公信力不足。區(qū)塊鏈和智能合約主要通過集體約束、集體監(jiān)督來達(dá)到信任，因此如何讓產(chǎn)業(yè)鏈各方建立信任，使其積極參與到智能合約的構(gòu)建中是很重要的。（4） 技術(shù)能力存在缺陷。目前，區(qū)塊鏈在效率、安全性和去中心化之間還存在著“不可能的三角”，在構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的海運(yùn)業(yè)智能合約時，還需要在這三角中尋找平衡。