作者介紹：?
趙銘，京東商城區(qū)塊鏈研發(fā)工程師， 主要從事區(qū)塊鏈底層研究設(shè)計(jì)工作，主攻方向?yàn)榉植际劫~本結(jié)構(gòu)；?
孫海波，目前擔(dān)任京東Y事業(yè)部供應(yīng)鏈研發(fā)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)包括訂單履約、庫存優(yōu)化、采購、供應(yīng)商、智能預(yù)測、防偽追溯等。在京東參與過多次雙11和618大促備戰(zhàn)，在高并發(fā)、大流量、系統(tǒng)優(yōu)化等具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。?
責(zé)編：錢曙光（qianshg@csdn.net）?
聲明：本文為《程序員》原創(chuàng)文章，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，更多精彩文章請訂閱《程序員》。

導(dǎo)讀：現(xiàn)在談區(qū)塊鏈，已不像是兩三年前只屬于少數(shù)人的geek游戲，雖還趕不上AI（人工智能）的全民熱潮，但也開始逐步進(jìn)入大眾的視野。尤其是國家六部委發(fā)布聯(lián)合公告取締ICO非法融資以及關(guān)閉境內(nèi)所有數(shù)字貨幣交易所之后，區(qū)塊鏈更是被推上了風(fēng)口浪尖。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠裼质橇硪粋€(gè)技術(shù)噱頭？又或者能否成為資本市場追逐的新熱點(diǎn)？熱鬧非凡的區(qū)塊鏈試驗(yàn)項(xiàng)目的落地情況到底如何？等等問題困擾著新接觸區(qū)塊鏈的人們，也為區(qū)塊鏈的發(fā)展披上了神秘的外衣。在這篇文章里，我想簡要闡述京東供應(yīng)鏈溯源防偽平臺如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)做到“好品質(zhì)，看得見”，助力供應(yīng)鏈騰飛。

正文：

一直以來，假冒偽劣產(chǎn)品充斥著整個(gè)市場，對市場經(jīng)濟(jì)秩序造成了諸多困擾。國務(wù)院為此做出重要批示，要加快重要商品追溯體系的建立，追溯體系建設(shè)是采集記錄產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)信息，實(shí)現(xiàn)來源可查、去向可追、責(zé)任可究，強(qiáng)化全過程質(zhì)量安全管理與風(fēng)險(xiǎn)控制的有效措施。之前，沒有哪方機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒄麄€(gè)供應(yīng)鏈的方方面面都整合到一起，并使各方參與者都信任數(shù)據(jù)的真實(shí)性。現(xiàn)在基于區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建多方建設(shè)，共同參與的聯(lián)盟鏈，可真正的將商品追溯體系建設(shè)起來。

供應(yīng)鏈商品溯源防偽之所以困難，因?yàn)樯婕暗焦?yīng)鏈上游的諸多獨(dú)立主體，商品信息、倉儲(chǔ)信息、物流信息等離散的保存在各個(gè)參與環(huán)節(jié)各自的系統(tǒng)中，信息流缺乏透明度和流通度。在商品的流轉(zhuǎn)過程中，也往往表現(xiàn)出多區(qū)域、長時(shí)間跨度等特征，使得假冒偽劣產(chǎn)品很難徹底從市場上消除。且當(dāng)出現(xiàn)責(zé)任事故時(shí)，因涉及的環(huán)節(jié)較多，舉證和追責(zé)均耗時(shí)費(fèi)力。在業(yè)務(wù)處理中有大量的審閱、驗(yàn)證交易單據(jù)及紙質(zhì)文件的環(huán)節(jié)，高度依賴人工，自動(dòng)化程度低，信息采集困難。而且由于產(chǎn)品種類差別，生產(chǎn)環(huán)節(jié)有不同的要求，防偽追溯要求不同，采取的方式也不同。

現(xiàn)在行業(yè)中有零星的溯源防偽平臺，基本都是集中式中心化的，系統(tǒng)較為脆弱，受攻擊的影響大，數(shù)據(jù)安全性低。且標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不同地方、不同產(chǎn)品溯源防偽系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不一致，數(shù)據(jù)共享難度大。且平臺參與方是單一的，沒有多方參與，相互難做到數(shù)據(jù)的信任，平臺也很難做到自證清白，且平臺間也無交流，相互間也無背書。?

而區(qū)塊鏈技術(shù)天然地適合運(yùn)用于供應(yīng)鏈管理。區(qū)塊鏈技術(shù)使得需要共享的數(shù)據(jù)，在交易各方之間公開透明，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決問題，提供完整且流暢的信息流，提升供應(yīng)鏈整體效率。且區(qū)塊鏈所具有的數(shù)據(jù)不可篡改和時(shí)間戳的存在性證明特質(zhì)，能很好的解決供應(yīng)鏈各參與主體間的糾紛，實(shí)現(xiàn)輕松舉證與追責(zé)。數(shù)據(jù)不可篡改與交易可追溯兩大特性相結(jié)合，可根除供應(yīng)鏈內(nèi)產(chǎn)品流轉(zhuǎn)過程中的假冒偽劣問題，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)追溯。通過密碼學(xué)算法實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈參與主體間的充分信任和智能協(xié)同。總的來說，使用區(qū)塊鏈技術(shù)支撐的商品溯源防偽平臺有以下特點(diǎn)：

• 自證清白。所有存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)都是按照時(shí)間順序通過密碼學(xué)簽名及哈希強(qiáng)關(guān)聯(lián)在一起，且多方背書，無法私自篡改；

• 價(jià)值傳遞。由于數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，消費(fèi)者可信任商品的源頭、品牌，由此可以帶來價(jià)值的傳遞；

• 降低成本。基于區(qū)塊鏈的溯源防偽平臺是多方合作的，只由技術(shù)就可以達(dá)成多方合作，降低了諸如信任成本，隨之而來的各種資產(chǎn)資金成本也會(huì)隨之降低，可謂多贏；

• 追溯審計(jì)。所有鏈上數(shù)據(jù)都可以逆向追溯，每個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)都可以確認(rèn)。舉證和追責(zé)均異常簡單；

• 自動(dòng)化。將以前高度依賴的人工審閱、驗(yàn)證單據(jù)及紙質(zhì)文件等環(huán)節(jié)全部電子化、自動(dòng)化；

做溯源防偽平臺的當(dāng)務(wù)之急無疑是跨主體的供應(yīng)鏈信息采集。首先，我們要定義哪些信息需要去追溯記錄，主要有以下幾類數(shù)據(jù)需要記錄在區(qū)塊鏈上：

• 產(chǎn)地/原料信息：原材料信息、種植信息、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)/流程監(jiān)測

• 采購流通信息：原料監(jiān)控、流通時(shí)效/衛(wèi)生安全

• 生產(chǎn)加工信息：生產(chǎn)加工、制造過程監(jiān)控、質(zhì)量檢測

• 倉儲(chǔ)信息：倉儲(chǔ)過程監(jiān)控、出入庫信息管理

• 物流信息：去向信息跟蹤、時(shí)效/在途過程監(jiān)控

• 銷售：銷售記錄、定向營銷、售后跟進(jìn)反饋

以上信息是追溯一件商品所需要的完整信息，那么如何在區(qū)塊鏈中標(biāo)識某件具體的商品呢？在平臺中，每件商品都有全局唯一的溯源碼，即所謂的“一物一碼”，該碼高度兼容現(xiàn)有編碼體系，比如GS1編碼、Ecode編碼等，同時(shí)也支持各廠商自定義編碼格式，只要能保證全局唯一，當(dāng)然平臺也能為不具備發(fā)碼能力的廠商提供編碼。溯源碼也支持多種呈現(xiàn)方式、一維碼、二維碼以及RFID等。最后在選定了編碼標(biāo)準(zhǔn)以及編碼形式后，供應(yīng)商可自主設(shè)計(jì)樣式，滿足其定制化需求。如圖所示：

圖1 一物一碼

因?yàn)槭且晃镆淮a，如果采用手動(dòng)錄入，那么對供應(yīng)商來說，投入是巨大的，因此結(jié)合IoT設(shè)備自動(dòng)采集數(shù)據(jù)也是溯源防偽平臺的一部分。平臺對接供應(yīng)商IoT設(shè)備，京東IoT SDK以及智能物聯(lián)網(wǎng)平臺自動(dòng)采集諸如環(huán)境數(shù)據(jù)、倉儲(chǔ)、物流、地理位置、照片等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自動(dòng)將采集到數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層，根據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口提取有效數(shù)據(jù)，后將數(shù)據(jù)傳入溯源防偽系統(tǒng)。

圖2 IoT數(shù)據(jù)對接

商品數(shù)據(jù)采集的問題解決了，隨之而來的另一個(gè)困難就在于商品的最小販?zhǔn)蹎挝徊灰欢ㄊ巧唐烦鰪S及運(yùn)輸中的最小單位，所以在商品的流轉(zhuǎn)過程中會(huì)涉及到合碼拆碼過程。商品在出廠時(shí)，供應(yīng)商為每件商品貼上商品最小包裝追溯碼，多件商品組合打包后又會(huì)有流轉(zhuǎn)箱碼，這個(gè)過程可以嵌套，在隨后的流轉(zhuǎn)流程中，可能又會(huì)有分拆子箱碼。經(jīng)過這樣合碼拆碼的過程，商品最終流入消費(fèi)者手中，完成整個(gè)流轉(zhuǎn)過程。

整個(gè)流轉(zhuǎn)過程可以通過下圖所示形象的展示出來，當(dāng)商品流轉(zhuǎn)到參與主體時(shí)，會(huì)將商品流轉(zhuǎn)信息經(jīng)過主體私鑰簽發(fā)后附上時(shí)間戳后，將信息存入溯源業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)將信息存證存入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，變更商品狀態(tài)，隨后商品由下一參與主體簽收，直至最終消費(fèi)者。

圖3 交易流轉(zhuǎn)

以上，我大致的介紹了京東溯源防偽平臺的供應(yīng)鏈相關(guān)流程，同時(shí)我們也提供了方便的查詢驗(yàn)證商品真?zhèn)蔚娜肟凇？赏ㄟ^網(wǎng)站http://sy.jd.com進(jìn)行溯源碼查詢，也可以直接掃描所購買商品上所貼的二維碼查詢。這里，可通過掃描以下二維碼體驗(yàn)“一塊牛肉的奇幻漂流”：

圖4 一塊牛肉的奇幻漂流

上面我們主要介紹了京東溯源防偽平臺的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其底層支撐少不了區(qū)塊鏈技術(shù)的支持。在接下來的篇幅里，我會(huì)為大家介紹這項(xiàng)新晉“黑科技”在京東的落地情況。

在構(gòu)建區(qū)塊鏈底層之初，我們就定下了區(qū)塊鏈底層的設(shè)計(jì)目標(biāo)：

穩(wěn)定第一

系統(tǒng)穩(wěn)定是對一個(gè)系統(tǒng)最基本的要求。首先保證底層牢固，區(qū)塊鏈不是一項(xiàng)新技術(shù)，而是多種技術(shù)的組合應(yīng)用，涉及P2P協(xié)議、密碼學(xué)、共識算法等。這些技術(shù)本身提供的服務(wù)要穩(wěn)定，同時(shí)各個(gè)技術(shù)之間的交互也要保證絕對的穩(wěn)定。只有這樣，在這些技術(shù)基礎(chǔ)之上建立的區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)才能保證穩(wěn)定。

真實(shí)可靠

誠信經(jīng)營是一個(gè)企業(yè)的立業(yè)之本。溯源的前提必須是真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)造假，溯源將失去其價(jià)值。區(qū)塊鏈技術(shù)本身能保證臺賬記錄的不可篡改性，但是就臺賬對應(yīng)的交易來講，其真實(shí)性也需要進(jìn)行驗(yàn)證。

多方共贏

區(qū)塊鏈溯源采用類似于聯(lián)盟鏈的機(jī)制，多方共同參與。要保證鏈上各方之間的利益訴求，才能使得多方積極參與。并且要積極爭取權(quán)威機(jī)構(gòu)的背書認(rèn)可。要給予國家機(jī)構(gòu)相關(guān)的決策支持；商家能夠更關(guān)注于品質(zhì)建設(shè)，并通過區(qū)塊鏈溯源項(xiàng)目能夠得到營銷和預(yù)測方面的支持；最終消費(fèi)者信任感能夠得到提升，增加對具有區(qū)塊鏈溯源商品的認(rèn)可度，更加關(guān)注品質(zhì)生活。

激勵(lì)共建生態(tài)

國務(wù)院在不久前發(fā)布了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的意見》，京東作為重要的商品流轉(zhuǎn)中心，有責(zé)任去推動(dòng)政策的執(zhí)行。供應(yīng)商接入溯源平臺，一方面不能大量增加其生產(chǎn)成本，另一方面也要能提升其品牌價(jià)值，做出差異化。溯源的另一重要主體是商品的最終消費(fèi)者，如何提升消費(fèi)者的掃碼率，培養(yǎng)其對品質(zhì)商品、正品商品的認(rèn)同感，從而帶動(dòng)整個(gè)溯源生態(tài)的建立，這是很重要的設(shè)計(jì)原則。

靈活支撐應(yīng)用

采用分層架構(gòu)，具備快速構(gòu)建上層應(yīng)用的能力，靈活的支撐上層多樣性業(yè)務(wù)應(yīng)用，應(yīng)用與區(qū)塊鏈的交互被抽象成智能合約，通過簡單API接口交互通信，簡化應(yīng)用開發(fā)難度，增加靈活性。

海量數(shù)據(jù)

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)一般分為賬本數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)。賬本是交易日志的累積，區(qū)塊的載體，需要在節(jié)點(diǎn)間同步。而狀態(tài)數(shù)據(jù)和歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)是賬本數(shù)據(jù)狀態(tài)的歷史遷移，即便丟失也可以通過賬本數(shù)據(jù)恢復(fù)，且需要被隨時(shí)讀取。且需要滿足豐富的查詢需求，在性能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面具備橫向拓展能力，可以支撐千萬級，甚至億級用戶的使用。

隱私保護(hù)，權(quán)限控制

需要支持權(quán)限策略配置，可以根據(jù)各類應(yīng)用需求進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，保護(hù)數(shù)據(jù)的安全隱私。同時(shí)，私有隱私交易、商業(yè)競爭交易需要共存于同一網(wǎng)絡(luò)。通過多通道技術(shù)限制交易的訪問權(quán)限，可用于為成員提供隱私交易功能，某條鏈上的數(shù)據(jù)對非鏈成員都是無法訪問且不可見的。

基于以上幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則，我們開始區(qū)塊鏈平臺的設(shè)計(jì)。在區(qū)塊鏈技術(shù)興起之初，所有機(jī)構(gòu)或個(gè)人都可參與的區(qū)塊鏈被認(rèn)為是區(qū)塊鏈的唯一解釋。但隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在大型商業(yè)團(tuán)體間的普及，私有鏈及聯(lián)盟鏈的概念逐步擴(kuò)寬了區(qū)塊鏈的解釋。公有鏈、聯(lián)盟鏈及私有鏈構(gòu)成了現(xiàn)階段區(qū)塊鏈的三種應(yīng)用場景。以比特幣、以太坊為首的公有鏈平臺允許所有節(jié)點(diǎn)發(fā)起交易、校驗(yàn)交易、參與共識及創(chuàng)建區(qū)塊等操作。公有鏈的安全性及推動(dòng)力量由具有激勵(lì)機(jī)制的共識協(xié)議維護(hù)，其采取工作量證明機(jī)制或權(quán)益證明機(jī)制等方式，將經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)與加密數(shù)字驗(yàn)證有機(jī)的結(jié)合起來，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以從中獲得經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)，與對共識過程作出的貢獻(xiàn)成正比。公有鏈因其開放的加入門檻，被認(rèn)為是完全去中心化的區(qū)塊鏈。以超級賬本為代表的區(qū)塊鏈平臺，其設(shè)計(jì)思想與公有鏈差別甚多，比特幣及以太坊并不足以成為商業(yè)項(xiàng)目的底層支撐，商業(yè)項(xiàng)目一般要求高并發(fā)、低延遲以及隱私保護(hù)、權(quán)限管理且能應(yīng)對海量數(shù)據(jù)。基于以上特點(diǎn)，聯(lián)盟鏈及私有鏈的雛形應(yīng)運(yùn)而生。且二者間的差別僅僅是多方參與或獨(dú)立運(yùn)營，可認(rèn)為是相對去中心化。京東供應(yīng)鏈溯源防偽平臺的建設(shè)不能僅僅依靠京東的力量，也需要各供應(yīng)商的積極參與，第三方監(jiān)察機(jī)構(gòu)的大力支持。因此，聯(lián)盟鏈的選擇是必然的結(jié)果，如圖所示：

圖5 京東供應(yīng)鏈溯源防偽聯(lián)盟鏈

平臺整體架構(gòu)可以如圖所示，區(qū)塊鏈平臺的目標(biāo)不僅僅是只支撐現(xiàn)有業(yè)務(wù)場景，必須預(yù)見未來可能的業(yè)務(wù)場景帶來的應(yīng)用層架構(gòu)抽象，依托于底層SDK及業(yè)務(wù)場景抽象，我們可以創(chuàng)建豐富的應(yīng)用，簡化應(yīng)用開發(fā)部署流程，使之平臺化。在底層的區(qū)塊鏈平臺中，與上層業(yè)務(wù)交互的組件是區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)，提供Restful API及RPC服務(wù)支持不同技術(shù)研發(fā)的異構(gòu)客戶端或上層業(yè)務(wù)。同時(shí)解耦簡化應(yīng)用開發(fā)與區(qū)塊鏈底層的交互，網(wǎng)關(guān)提供證書管理、隱私保護(hù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換及封裝網(wǎng)絡(luò)通信細(xì)節(jié)等功能，使底層區(qū)塊鏈平臺對上層應(yīng)用開發(fā)透明化。商業(yè)應(yīng)用相對而言更關(guān)注隱私、賬號體系以及安全相關(guān)問題，應(yīng)對以上需求，平臺抽象出相應(yīng)服務(wù)，賬戶服務(wù)將權(quán)限管理、私鑰管理整合。安全認(rèn)證服務(wù)提供賬戶認(rèn)證，數(shù)據(jù)驗(yàn)證，加解密及授權(quán)等等。數(shù)據(jù)訪問服務(wù)是對區(qū)塊鏈底層狀態(tài)數(shù)據(jù)及賬本數(shù)據(jù)的對外接口。因?yàn)閰^(qū)塊鏈系統(tǒng)是去中心化的異步系統(tǒng)架構(gòu)，也提供事件通知服務(wù)，我們定義了多種事件類型，滿足相應(yīng)觸發(fā)條件可自定義后續(xù)操作，用同步化思維解決異步問題。同時(shí)，我們將智能合約也定義為區(qū)塊鏈服務(wù)，智能合約服務(wù)將支持DSL類型語言定義業(yè)務(wù)場景及邏輯。以上可作為區(qū)塊鏈平臺上層服務(wù)，而在底層區(qū)塊鏈，系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)主要集中在賬本、共識、P2P網(wǎng)絡(luò)及鏈上編碼。他們之間的相互協(xié)助，構(gòu)建起整個(gè)區(qū)塊鏈底層，為上層應(yīng)用的搭建提供支撐。 除此之外，平臺也配套了區(qū)塊瀏覽器以及相應(yīng)的運(yùn)維管理工具，支撐平臺的運(yùn)行維護(hù)。依托于京東云底層資源，我們能夠構(gòu)建高可用、低延遲、強(qiáng)安全的區(qū)塊鏈應(yīng)用平臺。采用A/B雙環(huán)境部署API服務(wù)，實(shí)現(xiàn)新舊版本平滑升級，解耦A(yù)PI服務(wù)和上層業(yè)務(wù)的升級時(shí)間。所有的網(wǎng)絡(luò)通信都采用TLS加密通道保障數(shù)據(jù)安全傳輸。多層負(fù)載均衡和多服務(wù)實(shí)例確保服務(wù)高可用。多機(jī)房部署可以消除系統(tǒng)單點(diǎn)，提升系統(tǒng)容災(zāi)能力。節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)掛載，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)彈性擴(kuò)容。跨機(jī)房數(shù)據(jù)同步，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異地實(shí)時(shí)備份，云監(jiān)控接入，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)實(shí)時(shí)故障報(bào)警。

圖6 JD區(qū)塊鏈服務(wù)平臺

以上就是京東區(qū)塊鏈平臺的相關(guān)介紹，平臺的建設(shè)不是一蹴而就的，我們也在不斷的完善整個(gè)系統(tǒng)，平臺本身以及平臺周邊工具都在不斷的完善中。我們期待著有一天能夠?qū)⑵脚_開源，為區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

區(qū)塊鏈毫無疑問是跨時(shí)代的技術(shù)融合，技術(shù)的爆發(fā)催生了很多創(chuàng)業(yè)公司創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，但基本上90%多的項(xiàng)目都胎死腹中。追逐新技術(shù)的初心不可怠慢，但也更應(yīng)該看到區(qū)塊鏈技術(shù)的適用場景，不是所有的業(yè)務(wù)都適用區(qū)塊鏈，為了區(qū)塊鏈而區(qū)塊鏈，只會(huì)適得其反，徒增復(fù)雜度。那么什么樣的業(yè)務(wù)場景適合區(qū)塊鏈技術(shù)呢？一次沙龍上某位教授的總結(jié)很到位：拋開具體業(yè)務(wù)場景不談，涉及到數(shù)據(jù)共享的業(yè)務(wù)場景天然的適合區(qū)塊鏈技術(shù)。因此，在開始引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)到項(xiàng)目中之前，先問自己：我們真的需要區(qū)塊鏈嗎？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的别人在忙挖矿，京东架构师却悄悄用区块链搞了件大事的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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