基于国密区块链的供应链融资模式构建及应用实践

摘要

在传统模式下，供应链信息管理薄弱，目前开展供应链金融服务主要受制于其业务信息的“不对称性”和“不完整性”，供应链条上下游企业各自使用纷繁复杂、独立封闭的ERP系统，形成众多“信息孤岛”，造成信息割裂，无法做到信息透明且全程可视，从而导致信任无法传递，且供应链上成员之间“信息不对称”极易造成欺诈问题，履约风险高居不下，因此银行等金融保理机构出于风控考虑，只愿对核心企业的一级上游供应商或下游经销商提供融资服务，导致众多二、三级供应商/经销商的融资需求无法得到满足，并且通常来说这类中小微企业的融资需求最为强烈。这类中小微企业迫于融资需求会转向民间借贷，融资成本进一步扩大，可见供应链上存在中小微企业“融资难”、“融资贵”的痛点。　　区块链的联盟链技术在具备区块链技术去中心化、数据极难篡改、加密安全等特点的基础上增加了节点可控进入机制、不需要挖矿、不浪费资源，其半封闭的架构天然适合供应链上成员关系较固定的实际应用场景，因此本文将从实际项目案例“攀钢区块链供应链金融系统”出发，论述使用区块链的联盟链技术解决供应链金融的痛点。构建联盟链底层架构的区块链服务层系统，通过分析供应链应收账款融资模式的基本流程，将应收账款在联盟链上“电子凭证”化，开发了相应的智能合约，将电子凭证的每一次流转都在联盟链网络上“记录在案”，使应收账款的每一步流转都可信，解决了供应链“信息不对称”、“信息不完整”的痛点，银行等金融保理机构可以加入联盟链网络实时获取“电子凭证”状态，也可以通过供应商出具的“电子凭证拆分关系树”予以应收账款的确认，及时提供融资服务，解决了供应链金融的“融资难”、“融资贵”的痛点。　　出于信息安全和国家监管的考虑，我们对所用的联盟链框架Hyperledger Fabric进行了支持国家商用密码标准的改造。因此本文的工作主要包括两方面，一方面是Hyperledger Fabric的国密改造和底层SM2算法实现的优化，另一方面是基于联盟链的供应链金融区块链服务层系统的构建和在此平台上开发的基于供应链应收账款融资模式构建的智能合约。

目录

声明

缩略语

1.绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文内容和结构安排

2.基于区块链智能合约技术的供应链应收账款融资模式

2.1 供应链应收账款融资模式

2.1.1 供应链应收账款融资模式基本流程

2.1.2 供应链应收账款融资模式存在的问题

2.2 区块链技术与供应链应收账款模式的耦合性分析

2.2.1 节点信息层面

2.2.2 功能层面

2.3 智能合约在供应链应收账款融资模式中的具体应用场景分析

2.3.1 客户管理模块

2.3.2 应收账款融资电子凭证业务流程分析

2.3.3 电子凭证业务智能合约方案

2.4 基于UTXO模型的联盟链上电子凭证流转方法

2.4.1 电子凭证账本存储方案

2.4.2 电子凭证流转示例

2.5 电子凭证智能合约状态机设计

2.5.1 电子凭证业务审批结果状态机

2.5.2 电子凭证流转状态机

2.5.3 电子凭证余额状态机

2.6 本章总结

3.基于HLF的供应链区块链服务层系统架构设计

3.1 Hyperledger Fabric架构

3.2 区块链服务层架构设计

3.2.1 区块链服务层系统架构体系

3.2.2 区块链服务层系统架构设计逻辑

3.3 K8S高可用集群设计

3.4 部署HLF 网络

3.4.1 HLF集群和供应链上成员关系设定

3.4.2 配置部署HLF集群脚本文件

3.4.3 集群启动

3.5 基于区块链的成员身份认证管理

3.5.1 数字身份的获取

3.5.2 数字身份信息的授权和验证

3.6 供应链联盟链架构设计

3.6.1 区块链后台服务

3.6.2 区块链业务中台设计

3.6.3 系统部分功能展示

3.7 本章小结

4. HLF国密改造和国密算法优化

4.1 国密改造及国密算法优化的必要性

4.2 SM2椭圆曲线公钥密码算法

4.2.1 有限域上的椭圆曲线

4.2.2 椭圆曲线数字签名算法

4.3 SM2算法实现的改进

4.3.1 改进的二进制展开法

4.3.2 点乘的开窗NAF算法

4.3.3 通过位操作来实现点乘的开窗NAF表示

4.3.4 SM2算法实现效率对比

4.4 Hyperledger Fabric国密改造

4.4.1 Hyperledger Fabric 安全服务模块

4.4.2 国密改造的目标和范围

4.4.3 国密改造方案

4.4.5 国密证书查看

4.5 国密HLF 网络性能测试对比

4.5.1 测试目的

4.5.2 测试预设条件及方法

4.6 本章总结

5.总结及展望

5.1 工作总结

5.2 未来展望

参考文献

致谢

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