基于区块链的供应链金融平台研发设计

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作者：   刘峰、彭自顺、万志丹
北京文思海辉金信软件有限公司

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# 1.概述
## 1.1	背景说明
供应链金融是银行将核心企业和上下游企业联系在一起提供灵活运用的金融产品和服务的一种融资模式。世界银行报告显示，中国的中小微企业中有4成存在信贷困难或无法从正规金融体系获得外部融资的问题。小微企业自身受限于公司业务、资金和规模，存在抗风险能力低、财务数据不规范、企业信息缺乏透明度等问题，信用难以达到企业融资标准。另一方面，由于担保体系和社会信用体系发展落后，中微小企业获得贷款的可能性更低，利率更高，在申请银行融资时处于不利地位。
2016年2月14日，中国人民银行、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、商务部、银监会、证监会、保监会发布了《关于金融支持工业稳增长调结构增效益的若干意见》，大力推动工业企业融资机制创新，明确“大力发展应收账款融资，建立应收账款交易机制，解决大企业拖欠中小微企业资金问题。推动大企业和政府采购主体积极确认应收账款，帮助中小企业供应商融资。”
2016年8月，美国银行、汇丰银行联合新加坡政府确立了基于超级账本协议的区块链供应链项目。2016年10月，沃尔玛、IBM和清华大学共同创建了一个基于区块链的产业供应链项目，目的是使供应链数据更加精确和安全。
2017年3月，IBM 和马士基合作构建了基于 Hyperledger Fabric 的区块链解决方案，利用区块链技术管理托运人、货运代理、海运承运人、港口和海关当局之间的交易，帮助改造全球跨境供应链。
前瞻产业研究院数据显示，供应链金融作为一个新兴的、规模巨大的存量市场，在2017 年中国供应链金融市场规模为 13 万亿元，这个数字预计在 2020 年将增长至 15 万亿元。供应链金融能够为上游供应商注入资金，提高供应链的运营效率和整体竞争力，对于激活供应链条运转有重要意义。
2018年，区块链技术呈现不断迭代更新向大融合方向发展的趋势，在存储方面，由单一键值数据库向关系型数据库、分布式数据库等方向发展。从生态环境来说，区块链正与云计算结合实现服务定制化多样化，跨链互联重要性凸显；标准化工作提速，安全问题引发关注，亟须重视并寻求解决方案。
区块链架构结合供应链金融平台的应用模式如下图：
![olsuonea91](/home/attachment/201902/20/1212253_155064147376690.png)

## 1.2	我们的考量
供应链金融，就是银行将核心企业和上下游企业联系在一起提供灵活运用的金融产品和服务的一种融资模式。在传统供应链金融领域，信息散落在供应链各家自有系统中，流通和融资环节存在信息重复验证，效率低下；受各个供应链圈的信息流限制，中小企业和金融机构双向选择范围有限；缺乏统一可靠的中小企业征信系统，金融机构风控难度大，风控成本全部转嫁给融资企业。
通过本项目的建设：
（一）“区块链+”的介入，可以强化区块链结构的信用价值。通过资产交易的完整记录，对应供应链金融资产的流动过程，所有参与人可以在线，实时见证和保证交易的真实性，不可依赖性，无需第三方参与见证。供应链金融通过应用区块链技术不仅可减少人工成本、提高安全度、实现端到端的透明化同时能够保证资产交易过程具有连续而完整的可信记录，从而为新的资金参与交易提供有力证明。
基于区块链的供应链金融平台，利用核心金融机构与大型企业的供应、代理关系传递信用，提升中小微企业在金融融资中的地位，加速其授信、融资流程，提升企业运行效率，其重要性不仅关系到国内千百万家中小微企业的生存、发展与壮大，更关系到国计民生。
（二）区块链技术供应链金融中的应用可以在金融活动和产业活动两个层面实现。金融层面的区块链应用主要是支付清算和数字票据，而在产业活动层面，区块链技术可以运用在权益证明和物流运作证明上。基于供应链金融领域多方协作的特点，产业链会涉及到企业、金融机构、仓储物流、保险公司以及众多渠道商，利用区块链技术，能将分散独立的单中心提升为多方参与的统一多中心，打通供应链上下游各个环节，提高信任传递效率，降低企业交易成本，促进供应链金融良性生态建设。
（三）本项目以区块链技术为依托，充分利用大数据、分布式计算机架构，人工智能等最前沿的金融科技手段，为以风控管理为主的相关金融应用带来了关联作用。相比于主要解决点对点的去中心化支付的区块链1.0，目前区块链3.0在底层的计算，储存，网络传输都是建立在去中心化服务上，从底层就实现了更彻底完善的去中心化，同时在核心技术共识模块上更加先进，可根据应用场景选择不同的共识模块，同时在应用层能够提供完善的开发工具及管理工具，在用户体验上实现与互联网的无缝对接。
（四）传统的供应链系统是一个中心化的系统，这种系统往往部署在供应链金融企业（如银行），数据的收集往往依赖人工手段、以纸质单据为媒价进行采集。在整个采集过程由数据提供企业生成、打印，人工传递到银行，再由人工扫描录入，总体过程极为繁杂，人力投入巨大，各项经济成本高昂且操作风险点多。在少量实现电子对接的供应链金融系统当中，因为整个供应链上下游企业多，造成供应链金融系统需要与各参与企业进行大量的系统对接，这些系统模式各异，数据格式差异大，网络结构、通讯协议千差万别，使得互联互通实施成本巨大，同时带来网络安全、数据安全等风险。稍有不慎，极易造成数据泄露等严重伤害事件，严重的打击了参与者直连互通的信心。
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文思海辉基于区块链构建的供应链金融系统，实现了一个去中心化的供应链金融平台。各参与者将自身的应用系统（如ERP、MIS或财务系统等）与自已掌控的区块链节点进行对接，分散并降低了对接实施的风险；数据的加密处理使得数据在存储、传输过程的安全得以保护，全面解决了直联互通模式下各数据提供者的担忧。

# 2.	功能架构设计
## 2.1	主体功能目标
1、	区块链管理平台
考虑到目前区块链的管理平台在易用性、图形化方面做得不太理想，我们将实现对以下功能的图形化操作。
![dfmgwl7qhj8](/home/attachment/201902/20/1212253_155064217336624.png)
2、交易应用功能
在金融交易产品方面，我们主要以实现以下五种金融产品为主体进行推进，并在将来能进行更多的扩展。
![rxctm8enpkd](/home/attachment/201902/20/1212253_155064221983250.png)
在进行系统建设时，我们特别注意在如下四个方面打下良好的基础：
1、	客户关系管理。
客户身份识别需有专门业务团队
强调核心企业、各级供应商、业务关联方接入系统
落实核心企业到期无条件按应收单所记录付款的义务
2、	业务管理。
财务记账设置专门科目并对各级供应商融资价格进行管控
风险资产占用按贸易项下20%计量
与行内核心、信贷等系统高效协同
3、	供应链业务模式选择。
可选择一级供应商直接保理、二到N级债权质押融资模式
可选择嫁接保理公司再保理
4、	账户体系。
运用二类账户关联实体结算账户
通过向客户账户汇款确认客户意愿及信息
## 2.2	系统关联关系
![w8m0lbr2szl](/home/attachment/201902/20/1212253_155064238269688.png)
通过对银行已有的系统进行整合，降低了银行的总体实施成本，提高了可接受程度。而通过与外部对接，更高程度上保证了上链数据的真实性，提升了直通率，解决了因为新系统的接入而带来的人员工作负荷增加问题。
## 2.3	业务场景
限于篇幅限制，本文以供应链典型场景应收账款为例进行场景说明。
（1）业务场景确立
应收账款是供应链金融中最为基础、最为常见的产品，传统的供应链金融在处理应收账款时，难于确权，难于流转，造成产品交易成本高，风险高，上下游企业不愿接受等，从而造成银行难以进行业务拓展，中小企业难以盘活资金。
因此本系统的研发定位于本应用场景，期望通过利用区块链的各项优势解决业务场景痛点，使传统低质的业务成为优质、高收益的明星产品。
（2）业务场景说明
供应链上的应收账款融资产品，最大的风险来自于应收账款的真实性，最大的阻力来自于应收账款的流动性，传统的处理手段是银行通过押汇或保理产品进行融资，为上、下游企业注入资金。但这种融资方式手法单一，成本高昂，且受限于单一银行的规模、风险偏好、对核心企业的授信等因素影响，使得实质上难于普及。在开展此类业务中，受限于银行的风险管理要求及核心企业对于上、下游企业的了解程度，一般也仅能为核心企业的直接的供应商（即一级供应商）或个别的深入到一级供应商的供应商（二级供应商），难于在二级供应商普及或之后层级的供应商中进行应用。
![hv2vexnewoe](/home/attachment/201902/20/1212253_155064242012918.png)
图为新的处理流程模型

基于以上考量，我们设计的方案为通过文思海辉区块链供应链平台进行应收账款的登记、确权，从而形成一项合格的应收单，一级供应商凭此应收单可向其上游供应商（二级供应商）转让（二级向三级，以此类推）。通过此种方式，解决了核心企业的授信仅能为一级供应商服务而不能为更深层次的供应商服务的矛盾，增强了核心企业的信誉，为其扩大应付账单时间提供了支持；且一级供应商的应收账单可以直接转让给其上游无须转换为现金（上游可再向其上游转让，以此类推），从而降低了财务费用，极大提升了此金融产品在企业中的可接受程度；再次，在某个环节的企业需要现金流时，可通过平台直接向银行提出融资要求，银行可通过平台完成交易的主要风险审核，降低了交易成本，提升了效率，从而可以较为大量的接收此类需求，扩充业务量，提升总体收益。

核心企业利益拓展
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供应商利益拓展
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银行利益拓展
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# 3.	技术选型考虑
## 为何选择联盟链
![0w64rb5mskrn](/home/attachment/201902/20/1212253_155064264855337.png)
区块链有中心化、防篡改、分布式、开放性、去信任、匿名性等特点，区块链分为公有链，私有链，联盟链。每种不同的区块链都有各自的特点。联盟链是多个机构或组织共同经营一个区块链，每个机构或组织管理一个或多个该联盟链里的节点。注重隐私、安全、监管、速度快是联盟链的特点。联盟链采用认证准入机制，弱化了区块链的中心化，根据节点的准入，赋予了节点的完全信任性。正是由于联盟链保留了部分的“中心化”， 只要其中几个权重较高的节点进行确定，从而得到了交易速度增快。联盟链使用的主要群体是银行、保险、证券、商业协会、集团企业及上下游企业。

## Fabric选择的原因
几种联盟链对比

|   | fabric  |ripple   | 国内某区块链  |
| ------------ | ------------ | ------------ | ------------ |
| 区块链应用  | 联盟链  | 联盟链+共有链  | 联盟链  |
| 共识算法  | Order+kafka  | 瑞波共识机制  |  自研 |
| 智能合约  | 图灵完备GO+Java  | 不支持  | C#  |
|是否开源   |是   |  是 |  否 |
|  安全 |  可插拔国密、sha、RSA |sha、RSA   |sha、RSA   |
|  其他 |  模块可拔插（共识算法），社区活跃 | 主要解决汇兑问题  |  创业公司内部维护 |

Fabric在银行、保险行业有大量的应用落地，是现阶段最成熟、应用最广泛的联盟链，选择fabric满足供应链业务场景，也符合行业发展趋势。

硬件选择：
供应链中，涉及的上、下游企业其IT技术力量普遍较为薄弱，在网络风险防范上几乎是空白，但在IT投入上又极为敏感。基于这种现实及区块链应用所需的高带宽、高吞吐能力，采用具有普遍加密、高可用性、高性能和高可扩展特性、拥有x86服务器2.4倍吞吐能力的IBM LinuxONE服务器，从总体运行成本上更为经济实惠，成为了一个当前的最优选择。

# 4.	项目技术及建设方案	
**区块链处理模型**
![iyk81hhy4pi](/home/attachment/201902/20/1212253_155064323243790.png)

**区块链供应链-应收账款部分架构**
![ija6wvjd92s](/home/attachment/201902/20/1212253_155064330134623.png)

上链数据设计（示例）
![fszw45l317](/home/attachment/201902/20/1212253_155064346268444.png)

签发应收账款场景流程
![a8nsw1o6qdc](/home/attachment/201902/20/1212253_155064350294684.png)

转让应收账款场景流程
![hqfp6nd5zoa](/home/attachment/201902/20/1212253_155064352914412.png)

应收账款融资场景流程
![fv3wnzjm9xw](/home/attachment/201902/20/1212253_155064355457275.png)

**系统管理及技术架构**
![y9at86rtzx](/home/attachment/201902/20/1212253_155064360195899.png)
API SDK
   对外提供区块链智能合约、系统信息访问接口，屏蔽区块链的复杂性，简化应用访问区块链，方便用户应用快速接入区块链平台。
区块链监控管理系统
区块链管理系统将区块链的运维管理图形化，降低区块链系统运维成本，降低区块链入门门槛，促进区块链应用推广。
![hi175ov8a2r](/home/attachment/201902/20/1212253_155064373933177.png)
系统管理员前置主要功能有：
参数管理：管理使用该前置系统的本地用户；维护系统内机构清单；区块链系统的管理员用户及证书资料等。
区块链用户管理：负责新银行接入系统时以区块链管理员的身份创建新用户；负责注销已有用户。
节点管理：Order、peer节点的安装部署、配置、运维监控等
合约管理：实现智能合约的发布、升级和撤销。
区块链监控：图形化监控区块链节点状态、链状态、DOCKER状态。
![0y9shch1yyy](/home/attachment/201902/20/1212253_155064376279669.png)

**区块链应用云系统**
云系统为解决微小企业接入区块链系统，微小企业0投入快速接入区块链系统，提升区块链业务场景吸引力。
![qzlzxpa2q48](/home/attachment/201902/20/1212253_155064378750492.png)
区块链应用云系统基于Spring cloud框架开发的分布式微服务云应用，采用开源分布式服务治理框架Spring Clound、Spring boot，支持多种数据库、web应用服务器。微服务架构通过分解巨大单体式应用为多个服务方法解决复杂性问题，单个服务容易开发、理解和维护；服务拆分后便于敏捷开发以及团队合作开发；系统采用分布式架构提升系统容错性以及可扩展性。

**网络部署方案**
Fabric虽然通过各种加密算法确保了应用在互联网运行的安全性，对于安全要求非常高的金融级应用，建议组建虚拟专用网来提高安全性，证书采用硬件存储。
![1jp3jd9m27u](/home/attachment/201902/20/1212253_155064382179731.png)
# 5.	预期效益
社会效益方面，该项目为供应链金融核心企业及上下游提供一整套基于区块链的管理系统，能够高效的实现供应链金融中的业务管理，提供整个系统金融效率。
首先，该项目的实施能够在一定程度上提高供应链上各企业的诚信度，推进企业的良性运转。由于供应链各方信息数据上链后，区块链不可篡改的特性以及链上数据的确权，溯源等服务更加能够增强数据的可靠性，从而推动上下游企业金融借贷的便宜性，保证了企业的良性运转。
其次，该项目的实施将推动数字资产交易的发展。在区块链技术的加持下，供应链金融平台将转变成一个金融资产交易所，将非标的企业贷款需求转变成标准化的金融产品，进行代币化，对接投融资需求，进行价值交易。最终，区块链技术将能有效地增强供应链金融资产的流动性，调动新型的融资工具和风控体系帮助覆盖中小企业融资的长尾市场，催生供应链金融即服务。
此外，该项目的实施也将为“普惠金融”的实现贡献出一份力量。
因为区块链技术真正能将交易数据，实现开放、一致、真实验证且不能篡改，银行能更好地管控风险和大幅降低银行作业成本。区块链技术未来的发展与应用，可能成为银行推广供应链金融业务最佳的解决方案，银行可以不再局限押品融资，而渐渐转向省时、不需控货和低操作成本的保理业务，服务更多的客群，真正使银行业落实“注重创新和改革”及“注重普惠金融的发展”目标。
# 6.	主要风险
区块链技术作为一项复杂的机制，涉及多方面不同领域的技术，目前其主要在安全性、交易效率等方面依然存在着一些局限性，也是限制区块链普及和大规模商业应用的瓶颈，主要包括：
**安全性问题**
区块链技术是基于非对称密码学的原理，但随着数学研究和量子计算机技术的进一步发展，基于数学原理基础上的算法安全性可能会变得越来越脆弱，其次，区块链网络的安全性是建立在大量可信的计算节点参与计算的基础上的，面临51% 攻击问题和分叉的问题，同时，由于大多数智能合约被写入区块链中无法更改，很难保证智能合约在写入时候的完美性，存在较大的安全隐患，容易成为黑客攻击的主要目标。
**效率问题**
由于基于区块链构建的系统遵循木桶理论，即永远要考虑所有网络节点中处理速度最慢的那个，一旦将区块链技术推广至大规模交易场景，如果瞬时交易量超过系统的设计容纳能力或最弱节点的处理能力，那么交易就自动进行排队，整体运行效率就会受到限制。目前可扩展性和速度也是当今区块链最主要的研究课题。
**体系外的诚信风险、网络性风险**
区块链技术本身和真实世界联通，在实际交易过程中，如果有伪区块链技术公司打着区块链的名义，实际扮演超级管理员的角色进行敲诈，参与方损失巨大。是网络性风险，比如黑客攻击交易所、破解用户密码，进入到交易所个人账户把币转走。这个风险倒不是区块链本身的风险，而是中心化层面的风险。
**市场风险**
虽然我国商业银行在推行供应链金融方面取得了显著成绩，但毕竟供应链金融在我国实践时间较短，区块链作为新生技术，其稳定性与可靠性有待验证。从市场化运作的角度来看，目前正处于一个起步阶段，更多客户方持观望态度。
**推广瓶颈**
国内从供应链金融1.0的“1+N”商业模式发展至今的供应链金融3.0 “N+N”，约有十几个年头，经IBM公司研究调查结果，供应链金融产品约75%在存货融资与预付款融资，银行仍局限于传统的抵押贷款思维;然而保理业务仅占25%，银行仍无法回归依托贸易融资具有自偿性的特性授信。区块链作为新生技术，在与传统供应链金融的融合中，缺乏大规模落地应用，在市场推广和普及的过程中面临一个市场认可和熟悉的阶段。
**资金风险**
在区块链项目研发的过程中，高科技人才、高效设备的投入不断增加。在本项目中主要资金使用为人员成本及硬件、网络成本，随着区块链人员成本的不断攀升，总体投资规模极有可能超出预期。
# 7.	项目实施情况
根据研发规划，目前已完成技术选型、基础研发环境搭建、技术构件开发，当前正在进行业务应用开发。
在研发过程中，产品经理根据研发成果多项知识产权的申请，目前已获得两项国家知识产权证书。

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zhoujia8218系统运维工程师浙商银行
2020-01-13 17:15

基于区块链技术的银行产品，请关注浙商银行

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基于区块链的供应链金融平台研发设计

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