CN110322196A - 一种基于区块链的仓单征信管理平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的仓单征信管理平台，涉及电子平台技术领域，包括由下至上的四个层级：协议层、数据层、功能模块层和业务层；其中，协议层由区块链及其共识算法构成，基于共识算法的共识机制创建各区块链节点之间的智能合约；数据层基于区块链节点相关的数据组件类别实现数据处理；功能模块层基于智能合约调用相关的功能模块；业务层用于实现对平台系统进行维护和管理的业务功能。本发明能够解决企业仓单征信管理过程中存在的诸多问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子平台技术领域，尤其涉及一种基于区块链的仓单征信管理平台。
背景技术
如今，基于客户对钢铁仓储物流中的业务质量和风险控制所提出的更高要求，以及因风险种类增加、业务主体复杂化，以及技术本身导致的诸多风险一直存在，这些因素导致了大型钢铁仓储企业的业务监管成本明显上升。因此，如何使仓单管理能够顺应全面信息化、数字化管理的大潮流，逐渐走向标准化、专业化和一站化，从仓单数据本身的征信环节入手提高管理绩效，降低监管成本，控制有效风险，成为大型钢铁仓储企业所面临的棘手难题。
区块链技术是一项以互联网为基础，结合密码学、点对点(peer-to-peer，P2P)网络、算法科技、数据结构和计算机高级语言等计算机技术的新型应用模式。区块链技术往往利用块链式数据结构来验证和存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据。由于区块链底层共识算法所营造的信任机制、具有可追溯性、隐私可控性、智能合约等多种优势特性，能够对传统征信起到显著改良和优化作用。
由此可见，可以利用区块链技术改造现有的仓单征信管理平台，解决现有仓单征信管理中当参与方较多时权限管理混乱、仓单审核效率低下、无法实时更新风险信息等诸多问题。
发明内容
针对现有技术中，仓单征信管理中业务质量差和风险控制能力低等问题，本发明提出一种基于区块链的仓单征信管理平台。
本发明为了实现上述目的，具体采用以下技术方案：
本发明公开一种基于区块链的仓单征信管理平台，包括由下至上的四个层级：协议层、数据层、功能模块层和业务层；其中，协议层由区块链及其共识算法构成，基于共识算法的共识机制创建各区块链节点之间的智能合约；数据层基于区块链节点相关的数据组件类别实现数据处理；功能模块层基于智能合约调用相关的功能模块；业务层用于实现对平台系统进行维护和管理的业务功能。
进一步地，共识算法包括：
采用Kafka软件编译的实用拜占庭容错算法PBFT，并且区块链主节点的数量大于7。
进一步地，创建各区块链节点之间的智能合约，具体包括
针对业务申请、权限获取、尽职调查数据上链、实时动态数据存证、企业身份核实、风控模型调整、数据动态查询、高级数据查询、整体项目监管、节点信息登记和编号等业务环节的业务交割创建一一对应的智能合约。
进一步地，区块链还包括：
跨链服务协议和业务接口协议；
其中，跨链服务协议采用数据摆渡(Data Ferry)和数据集市(Data Mart)等交互技术，业务接口协议用于连接功能模块层中的业务主体。
进一步地，数据层中基于区块链节点所存储的数据组件类别包括：
乙方和甲方的身份数据、各个区块链节点的查询和权限审核数据、征信机构的非定期信用评级存证、风险分析报告存证、项目监管日志、CRM日志、仓单背书记录、仓单绝限日、仓储设施动态状况、仓单诉讼、仓单质押状况、仓单保险状况等。
进一步地，数据层中的数据基于区块链节点的授权状况公开，并且基于区块链浏览器进行数据的查询和检索。
进一步地，数据层还包括：
数据挖掘和分析沙箱、数据可视化呈现、数据清洗、数据权限分层等技术性组件，并且对针对这些组件创建各区块链节点之间的智能合约。
进一步地，功能模块层包括以下功能模块：
身份注册和验证模块，用于对区块链节点的注册和验证信息进行加密保存、查询和注销操作；
权限管理模块，用于对智能合约的私钥授权状况进行监督管理；
质检模块，基于区块链的全程可追溯性创建仓单标的物的链上质检通道，提供对仓单标的物在规格、数量、生产日期等信息的检验；
认证模块，用于获取第三方征信评估机构、商业银行、保险公司、大型钢铁仓储企业、会计师事务所等区块链节点的认证上链信息；
保价模块，基于金融机构、会计师事务所和审计机构等节点的上链信息确认正常信用仓单的信用等级；
评级模块，用于获取第三方征信评估机构的评级上链信息，并获取其他节点针对评级上链信息的咨询上链信息，最终确定仓单征信的评级；
整体风控模块，用于对仓单征信管理中产生的各类风险进行识别、评估、预警和控制，风险类型包括：仓标的物货损风险、企业信用风险、仓单价值变动风险、业务生态中的操作风险、仓单的流动性风险、运维技术风险等。
进一步地，业务层包括：
项目管理、基础信息维护管理、仓单分级授权管理、企业分级授权管理和系统风险管理等与数据层上链数据流相关的子系统。
进一步地，业务层的每一子系统组件都含有至少一个区块链主节点。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比，其有益效果如下。
1、本发明采用区块链和共识算法进行仓单征信管理，利用区块链创建各个节点参与方之间的信用机制，能够提高现有仓单征信管理系统中的管理效率，也可以降低监管成本和有效控制风险。
2、本发明平台业务层中每个子系统组件中都含有至少一个区块链主节点，这样保证了重要节点对于业务实施的参与度，保证了平台线上和线下之间的运作效率。
3、本发明平台在各个系统层级中都设置有权限监督和风险控制的功能模组，保证了平台系统对于仓单征信的安全验证，最大化实现征信系统对于企业风险的规避功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种基于区块链的仓单征信管理平台的结构框图；
图2为实用拜占庭容错算法PBFT的原理示意图；
图3为本发明实施例2提供的一种基于区块链的仓单征信管理平台的功能模块结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合附图和实施例对本发明实施例作详细说明。
实施例1
可以理解地，一般意义上的仓单征信是仓管主体对仓单信用的动态跟踪，其目的是为仓单相关利益方提供实时的可信状态数据，保障相关利益方的业务高效开展。仓单征信的细分领域为货权征信业务、仓单兑付征信业务、仓单服务征信业务、货物流动性征信业务等等。针对这些细分领域的征信信息都要求包含以下一些内容，以为征信业务提供支撑：1)仓单构成要素；2)仓单背书主体、背书凭证等背书信息；3)仓单涉及到的物权情况；4)仓单标的物的有效质检信息；5)仓单标的物的仓储信息，含地址、货位、周边状况、出入库信息等；6)仓单标的物保险信息；7)仓单标的物实时价值评估信息；8)跟仓单标的物相同货品的市场交易规模等。本发明期望采用区块链技术和共识算法使仓单征信平台具有高可用性、高可靠性和高可扩展性。
参照图1所示，本发明实施例1公开一种基于区块链的仓单征信管理平台，包括由下至上的四个层级：协议层、数据层、功能模块层和业务层；其中，协议层由区块链及其共识算法构成，基于共识算法的共识机制创建各区块链节点之间的智能合约；数据层基于区块链节点相关的数据组件类别实现数据处理；功能模块层基于智能合约调用相关的功能模块；业务层用于实现对平台系统进行维护和管理的业务功能。
可以理解地，对多个参与者(即本发明方案中的区块链节点)在协作工作中进行分工、成果分配、奖罚、责任关系等项目并使每个参与者都达到一致认可的机制被称为共识机制，该机制可以解决陌生参与者之间的信任问题，同时可以保证事项实施过程中的透明度。由此可见，使用共识机制的共识算法可以有效提升本发明实施例中仓单征信系统的可信度和安全性。
进一步地，本发明实施例中的共识算法采用Kafka软件编译的实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)，并且区块链主节点的数量大于7。
可以理解地，PBFT算法使拜占庭协议的运行复杂度从指数级别降低到多项式级别(Polynomial)，从而适用于分布式系统。PBFT要求共同维护一个状态，所有节点采取的行动一致。为此，需要运行三类基本协议，包括一致性协议、检查点协议和视图更换协议。我们主要关注支持系统日常运行的一致性协议。一致性协议至少包含若干个阶段：请求(request)、序号分配(pre-prepare)和响应(reply)。根据协议设计的不同，可能包含相互交互(prepare)，序号确认(commit)等阶段。如图2所示，其示出了PBFT算法的协议通信原理，其中C为客户端，N0～N3表示服务节点，在这些服务节点中，起始节点N0为主节点，结束节点N3为故障节点。整个协议的基本过程如下：
1)客户端发送请求，激活主节点的服务操作。
2)当主节点接收请求后，启动三阶段的协议以向各从节点广播请求。
[2.1]序号分配阶段，主节点给请求赋值一个序列号n，广播序号分配消息和客户端的请求消息m，并将构造序号分配消息给各从节点；
[2.2]交互阶段，从节点接收序号分配消息，向其他服务节点广播相互交互消息；
[2.3]序号确认阶段，各节点对视图内的请求和次序进行验证后，广播序号确认消息，执行收到的客户端的请求并给客户端以响应。
3)客户端等待来自不同节点的响应，若有m+1个响应相同，则该响应即为运算的结果。
由此可见，每一个客户端(即参与者)的请求需要经过5个阶段，通过采用按节点顺序每一个节点为主节点与其他节点两两交互的方式在服务器达成一致后，才能最终执行客户端的请求。由于在这个过程中，客户端不能从服务器端获得任何服务器的运行状态信息，因此主节点是否发生错误只能通过在服务器层进行监测得到。并且如果服务器在一段时间内都不能完成客户端的请求，则会触发视图更换协议。
可选地，本发明实施例也可以采用其他种类的共识算法，包括：Raft共识算法、工作量证明(Proof of Work，PoW)、权益证明(Proof of Stake，PoS)、委托权益证明(Delegate Proof of Stake，DPoS)和瑞波算法Ripple等算法，此处不再赘述。
进一步地，在本发明实施例中，创建各区块链节点之间的智能合约，具体包括针对业务申请、权限获取、尽职调查数据上链、实时动态数据存证、企业身份核实、风控模型调整、数据动态查询、高级数据查询、整体项目监管、节点信息登记和编号等业务环节的业务交割创建一一对应的智能合约。
可以理解地，本发明实施例中，区块链还包括：跨链服务协议和业务接口协议；其中，跨链服务协议采用数据摆渡(Data Ferry)和数据集市(Data Mart)等交互技术，业务接口协议用于连接功能模块层中的业务主体。
此处的数据摆渡技术主要应用于平台系统内网和外网之间、公共网络和专用网络之间以及保密网络和非保密网络之间，能够保障传输数据的安全性。需要注意的是，数据摆渡为了保证安全性，主要以物理隔离的方式而非有线连接或无线连接等数据交换方式，具体地，是通过光盘、硬盘等物理存储介质作为载体进行数据转移，从提供数据的网络中将目标数据刻录到存储介质中，然后将物理存储介质摆渡至接收数据的网络中进行数据存储。
此处的数据集市也称数据市场，是为了满足特定的部门或者用户的需求，按照多维的方式进行存储，包括定义维度、需要计算的指标、维度的层次等，生成面向决策分析需求的数据立方体。采用数据集市技术可以迎合平台用户群体的特殊需求，增强用户群体的数据利用率。
可以理解地，本发明实施例中，数据层进行数据存储、挖掘、分析、结构化处理、平台呈现、文件编码和解码、数据运维等主要任务。以本发明方案中的钢铁供应链为准，基于区块链节点所存储的数据组件类别包括：乙方和甲方的身份数据、各个区块链节点的查询和权限审核数据、征信机构的非定期信用评级存证、风险分析报告存证、项目监管日志、CRM日志、仓单背书记录、仓单绝限日、仓储设施动态状况、仓单诉讼、仓单质押状况、仓单保险状况等。
可以理解地，数据层中的数据基于区块链节点的授权状况公开，并且基于区块链浏览器进行数据的查询和检索。一般来说，本发明实施例中，数据层数据分为完全公开数据、半公开数据和不公开数据三种。完全公开数据针对所有链上节点，通过公钥获取；半公开数据经过授权之后，链上节点可通过公私钥的验证获取；不公开数据只针对一部分特定的节点开放，这些节点经过授权之后可用对应的私钥获取数据，但其他节点没有获得私钥的权限。所有数据均保存在链上，通过区块链浏览器可以进行数据查询和检索，任何节点不可删除和篡改。
除此之外，本平台的数据层还提供了数据挖掘和分析沙箱、数据可视化呈现、数据清洗、数据权限分层等技术性组件，全部组件功能通过智能合约来实现。
可以理解地，功能层对应着通常的仓单征信管理系统的各个业务环节和链上业务的若干特殊环节，每个功能模块都通过本平台的若干API直接对接业务主体，并对应智能合约上的一段业务自动执行代码。
具体地，本发明实施例的功能模块层包括以下功能模块：
1)身份注册和验证模块，用于对区块链节点的注册和验证信息进行加密保存、查询和注销等操作。
这一模块涉及到的业务主体是全部参与方(节点)，注册和验证信息全部加密保存在链上，需要一定权限才可查询，次要节点可自由注销，但之前的相关信息仍然保存在链上，重要节点经所有重要节点投票可以注销，同样之前的相关信息仍然保存在链上。
2)权限管理模块，用于对智能合约的私钥授权状况进行监督管理。
具体来说，这一模块涉及到的业务主体是全部参与方。本平台的权限管理类别可分解为查询权限、业务权限、投票权限等。查询权限解释：如果某参与方(节点)对链上某加密数据存证进行查询，需要获得智能合约授权并签名获得私钥。业务权限解释：不同的参与方(节点)通过签名和私钥在各自的业务范畴内获得执行授权，可以启动合约执行相应的业务程序，如果要参与交叉业务，须申诉并获得其他重要节点的一致授权，授权过程及签名在全网广播。投票权限解释：但凡涉及智能合约条款的修改事务，新增和删除重要节点的事务，由重要节点提出并经过次要节点投票，80％以上投票通过，则智能合约完成修改流程并向全网广播。涉及重要节点(含记账节点)的加入或者退出事务，由重要节点投票决定，投票结果公开透明，记录在链上并向全网广播，投票行为接受全部节点的监督。
3)质检模块，主要提供对仓单标的物的链上质检通道，质检内容利用区块链的全程可追溯特性，包含对基于真实背景仓单标的物的规格、数量、生产日期等信息。
4)认证模块，用于获取第三方征信评估机构、商业银行、保险公司、大型钢铁仓储企业、会计师事务所等区块链节点的认证上链信息；
5)保价模块，该模块涉及对仓单量身定做的套期保值方案，以合约的形式上链，主要是金融机构协同会计师事务所、审计机构来共同操作完成。目的在于夯实正常信用仓单的信用等级。仓单持有者通过缴纳一定费用获取此项服务，全部过程上链。
6)评级模块，主要用于获取第三方征信评估机构的评级上链信息，并获取其他节点针对评级上链信息的咨询上链信息，最终确定仓单征信的评级；
7)整体风控模块，这一模块对仓单征信管理中产生的各类风险进行识别、评估、预警和控制。这些风险包含仓单标的物的货损风险、企业信用风险、仓单价值变动风险、业务生态中出现的操作风险、仓单的流动性风险、分布式数据库运维技术风险等。大数据技术在预警时间、因子识别、量化测评等事前事中的风险防控方面的能力已经大大提高，区块链确保数据真实且不可篡改性，进一步加强了链上各方对于系统风控共同的信心基础。
可以理解地，本发明实施例的业务层主要通过各种业务组件对参与方节点的应用场景提供业务解决方案。
具体地，业务层的业务组件包括：包含项目管理子系统、基础信息维护管理子系统、仓单分级授权管理子系统、企业分级授权管理子系统、系统风险管理子系统等。每个业务组件基于协议层的智能合约和业务接口实现线上线下运作的高度对应，并且需保证每项业务的实施中均有都含有至少一个区块链主节点参与。由于区块链主节点决定着信任机制、智能合约、决策可追溯性和隐私可控性，由此可见，在业务组件中采用至少一个主节点参与的方案能够有力保证平台业务实施的安全性。
综上所述，本发明实施例方案利用区块链底层共识算法，其具有的信任机制、可追溯性、隐私可控性、智能合约等特性对传统技术的征信方案起到了显著改良和优化作用，同时可以降低监管成本和提高风险控制，有效提高管理绩效。
实施例2
基于本发明实施例1的方案，参见图3所示，本发明实施例2提供了一种基于区块链的仓单征信管理平台的具体实现。该平台系统包括四个层级，由下至上分别为：协议层、数据层、功能层和业务层。
具体地，协议层主要包含各种区块链底层协议，具体包含：智能合约、共识机制、节点管控、网络构建、应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)技术、跨链协议、硬件链接等协议部分。
数据层主要用于数字存证及数字资产管理，包括：身份数据、背书记录、风控报告、监管日志、标的动态、密码管理等部分。
功能层主要实现各类功能，包括：注册验证、保价服务、权限管理、征信评级、质量检查、背书和认证、智能风控等单元组件。
进一步地，注册验证组件用于实现身份注册、身份核实、身份注销、身份管控等功能；保价服务组件用于实现方案选取、机构选取、费用说明、估值预测等功能；权限管理组件用于实现查询权限、运维权限、投票权限、监管权限等功能；质量检查组件用于实现验收报告、质检模型、质检工具、单据管理等功能；背书和认证组件用于实现审核报告、主体资质、认证标准、数字背书等功能；征信评级组件用于实现资质考评、违约记录、信誉担保、评估模型、质询处理等功能；智能风控组件用于实现仓单信用评级、风险清单、风控监控、风险预算、风控模型、应急处置等功能。
业务层包括多项业务子系统，具体包括：项目管理、基础信息维护、仓单分级授权管理、企业分级授权管理、系统风险管控、业务对接服务。该业务层基于功能层的功能模块调用数据层中的各项上链数据流，并设置有与参与者节点直接连接的业务接口，方便参与者在客户端上直接调用。
以上实施例，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于区块链的仓单征信管理平台，其特征在于，包括由下至上的四个层级：协议层、数据层、功能模块层和业务层；其中，协议层由区块链及其共识算法构成，基于所述共识算法的共识机制创建各区块链节点之间的智能合约；数据层基于区块链节点相关的数据组件类别实现数据处理；功能模块层基于所述智能合约调用相关的功能模块；业务层用于实现对平台系统进行维护和管理的业务功能。
2.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述共识算法包括：
采用Kafka软件编译的实用拜占庭容错算法PBFT，并且所述区块链主节点的数量大于7。
3.根据权利要求2所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述创建各区块链节点之间的智能合约，具体包括
针对业务申请、权限获取、尽职调查数据上链、实时动态数据存证、企业身份核实、风控模型调整、数据动态查询、高级数据查询、整体项目监管、节点信息登记和编号等业务环节的业务交割创建一一对应的智能合约。
4.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述区块链还包括：
跨链服务协议和业务接口协议；
其中，所述跨链服务协议采用数据摆渡(Data Ferry)和数据集市(Data Mart)等交互技术，所述业务接口协议用于连接所述功能模块层中的业务主体。
5.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述数据层中基于区块链节点所存储的数据组件类别包括：
乙方和甲方的身份数据、各个区块链节点的查询和权限审核数据、征信机构的非定期信用评级存证、风险分析报告存证、项目监管日志、CRM日志、仓单背书记录、仓单绝限日、仓储设施动态状况、仓单诉讼、仓单质押状况、仓单保险状况等。
6.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述数据层中的数据基于所述区块链节点的授权状况公开，并且基于区块链浏览器进行数据的查询和检索。
7.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述数据层还包括：
数据挖掘和分析沙箱、数据可视化呈现、数据清洗、数据权限分层等技术性组件，并且对针对这些组件创建所述各区块链节点之间的智能合约。
8.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述功能模块层包括以下功能模块：
身份注册和验证模块，用于对所述区块链节点的注册和验证信息进行加密保存、查询和注销操作；
权限管理模块，用于对所述智能合约的私钥授权状况进行监督管理；
质检模块，基于区块链的全程可追溯性创建仓单标的物的链上质检通道，提供对仓单标的物在规格、数量、生产日期等信息的检验；
认证模块，用于获取第三方征信评估机构、商业银行、保险公司、大型钢铁仓储企业、会计师事务所等区块链节点的认证上链信息；
保价模块，基于金融机构、会计师事务所和审计机构等节点的上链信息确认正常信用仓单的信用等级；
评级模块，用于获取第三方征信评估机构的评级上链信息，并获取其他节点针对所述评级上链信息的咨询上链信息，最终确定仓单征信的评级；
整体风控模块，用于对仓单征信管理中产生的各类风险进行识别、评估、预警和控制，风险类型包括：仓标的物货损风险、企业信用风险、仓单价值变动风险、业务生态中的操作风险、仓单的流动性风险、运维技术风险等。
9.根据权利要求1所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述业务层包括：
项目管理、基础信息维护管理、仓单分级授权管理、企业分级授权管理和系统风险管理等与数据层上链数据流相关的子系统。
10.根据权利要求9所述的仓单征信管理平台，其特征在于，所述业务层的每一子系统组件都含有至少一个所述区块链主节点。
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