區塊鏈背景下跨境政府間數據交換互操作研究

劉明瑤 余益民 陳韜偉

摘要：區塊鏈可以通過無紙化貿易提高跨境政府間（G2G）的進程效率，但這為跨境G2G帶來了新的法律、組織、技術和語義等方便數據交換的互操作問題。通過對跨境G2G和互操作的介紹，進而分析區塊鏈背景下跨境G2G數據交換互操作問題，從當前研究現狀和實例提出不同的模式和解決方案。

關鍵詞：跨境G2G；區塊鏈；互操作；數據交換；跨境貿易

引言

區塊鏈被許多跨境貿易的參與者視為進一步促進跨境貿易交易和貿易數字化的新機遇?？缇迟Q易主要涉及企業（B）和政府（G）兩類行為者之間的數據和文件交換，即B2G和G2G。而跨境貿易G2G包括國家層面的G2G和跨境G2G。

國家層面的G2G和跨境B2G一般通過跨境貿易單一窗口（SingleWindow）來實現數據交換及一系列貿易活動。單一窗口是指參與國際貿易和運輸的各方，通過單一的平臺提交標準化的信息和單證以滿足相關法律法規及管理的要求。

本文將對互操作進行介紹的同時，列舉和分析了區塊鏈背景下跨境G2G數據交換互操作研究現狀和問題，由此提出基于區塊鏈的跨境G2G數據交換互操作的三種模式及解決方案。

1、互操作介紹

跨境背景下的互操作是指不同組織之間為實現互惠互利和商定的共同目標進行互動的能力，通過它們各自的信息和通信技術系統（ICTsystem）之間的數據交換來完成組織之間的信息和知識共享，以支持數據交換業務流程。同時，根據EIF（Eu ropeanInteroperabilityFramework），互操作可分為四個層面，包括法律互操作、組織互操作、技術互操作和語義互操作，各層面標準如圖1.1所示。

法律互操作：跨境G2G所涉及的每個部門在其法律框架內開展工作，不同成員國法律之間的不兼容會使互操作更加復雜?？梢灾贫ǚ苫ゲ僮鲄f定，擁有統一的法律標準。

組織互操作：組織合作的重點是通過提供可用、易于識別、可訪問的服務來集成業務流程和滿足需求?？梢灾付缇矴2G業務流程參與者的義務，然后定義預期的服務級別、支持/上報程序、聯系方式等。

技術互操作：應商定正式的技術規范，包括接口、安全和消息收發規范、通信協議、數據格式、動態注冊和服務發現規范，確保各技術接口能相互對話，這允許IT系統在技術層面上相互交談。

語義互操作：鑒于各國不同的語言、文化、法律和行政環境，在對交換信息的確切含義的理解、保存和格式方面存在重大挑戰?？梢圆捎梅诸惙?、代碼列表、數據字典、各部門的語義數據庫等形式。

而通過區塊鏈進行數據交換同樣需要解決法律、組織、技術和語義這四個層面的互操作問題?？缇矴2G在區塊鏈上的互操作可以理解為進出口政府機構或企業在不同鏈間的信息交換，稱為跨鏈信息交換，實現不同區塊鏈相互通信，完成信息共享。

2、基于區塊鏈的跨境政府間互操作研究現狀

一些國家或企業為促進跨境G2G發展流程，正在開發或已開發了一些基于區塊鏈的貿易平臺，而這些區塊鏈平臺之間“互不交談”。例如，IBM（國際商業機器公司）的試點項目使用了HyperledgeFabric，而微軟的區塊鏈產品則建立在以太坊區塊鏈之上。至于R3CEV，一個位于美國紐約的區塊鏈創業公司，它已經開發了自己的DLTCorda平臺。而一家初創公司Provenance使用的是以太坊區塊鏈，其他提供基于區塊鏈的解決方案以跟蹤產品和提高供應鏈透明度的公司（如Everleger）則建立在HyperledgerFabric上。這些公司所做的項目都使用了自己感興趣的分布式賬本技術，但它們所建立的平臺缺乏互操作性，限制了技術和項目的使用和可擴展性。當然，可以在兩個特定平臺之間建立特別的橋梁，但這種定制的解決方案不容易擴展。

現在不同區塊鏈之間相互作用的想法開始出現具體的解決方案。在分類賬內部，例如企業以太坊聯盟，2018年5月發布了基于以太坊的許可區塊鏈的開源跨平臺標準框架，該框架將允許以太坊公共區塊鏈上構建的許可鏈之間的互操作。雖然這一新發展意義重大，但不會解決建立在不同平臺上的分類帳之間的互操作問題，但在這方面，問題也在向前發展。Hyperledger項目正在積極開展工作，以開發各種分類帳間互操作解決方案，HyperledgerQuilt（一組通過實施ILP提供互操作的工具，ILP主要是在跨分布式和非分布式分類帳傳輸價值的支付協議），通過實施支付協議來實現分類帳系統之間的互操作性，以跨系統轉移價值。2018年5月，兩家初創公司Clearmatics和Axoni展示了金融衍生品如何產生在一個企業區塊鏈上并在另一個企業區塊鏈上結算。

2017年11月，三個區塊鏈平臺——Aion、ICON和Wanchain背后的公司宣布成立一個新的倡導組織-區塊鏈互操作性聯盟，旨在制定全球公認的標準，以促進不同區塊鏈網絡之間更好的連通性和互操作性。以太坊聯合創始人JoeLubin、比特幣科學家AdamBack、Hyperledger執行董事BrianBehlendorf和分布式分類帳聯盟R3的RichardGendalBrown正在共同努力，通過開發能夠促進互操作性的分布式分內賬技術，或者通過允許用戶擁有自己的個人資料的身份解決方案，來探索使網絡可互操作的方法。除此之外，一些國家或企業還提出了有關解決語義互操作的項目。

海關、物流公司和貿易商通常不使用相同的語義，并以不同的方式查看數據。聯合國電子商務中心和世界海關組織都在研究數據模型，以開發跨界數據交換的通用語言。例如，聯合國電子商務中心提議將其核心組件庫和相關的數據參考模型作為區塊鏈的基本構件，以實現更好的數據交換互操作，并制定了一項關于數據簡化和標準化的建議（第34號建議），而世界海關組織也開發了自己的數據模型。其他國際組織也正在研究技術和語義互操作問題。2017年6月，中金銀監會啟動了一個由銀行業、金融科技和法人公司的行業領袖組成的工作組，以建立一套金融科技公司可以堅持的最低標準，以幫助解決“數字孤島問題”。

3、跨境政府間數據交換互操作模式及解決方案

未使用單一窗口之前跨境貿易G2G流程是通過進出口供應商、海關、檢驗檢疫、監管部門等一些企業和政府機構之間直接進行信息交換，需提交較多紙質資料并且程序復雜繁瑣，這時的互操作即為個交易部門或企業間直接的信息交換；當前的跨境貿易G2G流程則通過國際貿易單一窗口來進行，將之前的紙質文檔轉為電子文檔來進行信息交換，這時則需要單一窗口之間的互操作；而基于區塊鏈的跨境貿易G2G可分為三種互操作的模式：同一區塊鏈平臺間的互操作、同一區塊鏈技術不同區塊鏈平臺間的互操作、不同區塊鏈技術不同區塊鏈平臺間的互操作。

3.1 同一區塊鏈平臺間的互操作

基于區塊鏈的跨境G2G互操作理想的情況是，使用單一窗口的進出口政府機構處于同一個區塊鏈平臺上。在這種情況下，不需要分內賬內互操作。根據平臺的規則，數據可以通過平臺從一方直接交換到另一方?？梢詫χ悄芎霞s進行編碼，以便僅與平臺中的其他政府機構和其他參與者共享某些類型的數據。這個方案正在接受該領域的各參與者的考驗，例如，新加坡海關申報倡議。IBM與新加坡海關合作，開發了一個基于區塊鏈的海關門戶網站，使其能夠將報關單從紐約發送到新加坡。允許分類賬內的成員在一個地方實時獲取所有海關信息。但是這樣的平臺很難在全球層面上實現，這種做法更有可能局限于一些貿易線和一些海關當局。

3.2 同一區塊鏈技術不同平臺間的互操作

另一種情況是，單一窗口之上進出口雙方的政府機構都屬于建立在相同區塊鏈技術（例如HyperledgerFabric）上的兩個不同平臺。這時，將需要分類帳內互操作——即建立在相同區塊鏈技術上的區塊鏈平臺之間的互操作。這種互操作是目前深入研究的主題，解決方案也在不斷涌現。例如，企業以太坊聯盟提出的在以太坊公共區塊鏈基礎上構建的許可鏈之間的互操作性。這種方案使用相同的技術解決不同平臺的互操作問題，平臺對技術的兼容性要求較高，需要制定統一的標準進行數據交換。雖然智能合約可以確保其他相關機構只能檢索某些類型的信息，但鑒于基于區塊鏈技術的框架層出不窮，這一方案很可能僅限于某些特定情況。

3.3 不同區塊鏈技術不同平臺間的互操作

使用不同的區塊鏈技術在不同區塊鏈平臺間進行互操作比起前兩種方案更有可能在未來幾年成為現實。這一方案中，交易雙方的政府機構將各自屬于不同的平臺，每個平臺都基于自己的技術。在這種情況下，需要分類帳之間的互操作。目前正在討論的一個更具全球性的辦法是建立一個分類賬間公證系統，該系統將允許授權方核實交易，而不考慮創建交易的分類賬。公證可以由一個單獨的實體進行，也可以由不同的實體進行，但代價是要重新引入某種程度的集中化。許多研究者認為公證系統的發展是廣泛互操作的關鍵因素。

這些不同的方案表明，雖然區塊鏈技術在集成系統下可以極大地促進跨境G2G交互，但它不太可能是解決全球G2G互操作問題的靈丹妙藥。更可能的情況是，在不同區塊鏈技術平臺上建立的全球平臺共存。除非這些平臺之間的互操作問題得到解決，否則使用區塊鏈以促進技術性的跨境G2G交互，以及更普遍的國際貿易交易，不太可能真正發揮作用。

4、結語

區塊鏈技術的廣泛使用帶來的互操作問題是值得研究的熱點，而本文主要針對基于區塊鏈的跨境G2G四個層面互操作進行了研究，解決區塊鏈在跨境政府間的互操作問題可以促進跨境政府間的價值交換和數據交換，提高安全性和可擴展性?；谝恍﹪一蚱髽I對于區塊鏈互操作的研究項目，提出了三種區塊鏈互操作模式及解決方案，對區塊鏈跨鏈數據交換互操作的進一步研究有所幫助。區塊鏈應用于其他領域的互操作同樣具有很大的研究價值，且在跨境G2G的研究也需要繼續改進。

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[4] https：//www.hyperledger.org/projects/q-uilt

作者簡介：

劉明瑤，云南財經大學信息學院，研究方向：區塊鏈技術，信息安全；

余益民，博士，云南財經大學信息中心，主任，研究方向：電子政務，區塊鏈技術；

陳韜偉，云南財經大學信息學院，研究方向：區塊鏈技術，信息安全。