一、跨境贸易存在的问题
在国际跨境贸易中，数据和信息无疑是贯穿整个业务流程的重要要素，数据流的打通对于国际跨境贸易至关重要。然而，恰恰是因为数据在业务中所扮演的重要角色，其对各参与方而言都是私密且重要的商业资产，参与方无法也不愿公开分享，从而导致了数据孤岛的形成。国际跨境贸易中数据孤岛的存在割裂了业务流程中数据流，进一步造成了各参与方间因信息缺失而导致的信任的缺失和流程协同的低效。
而在另一方面，国际跨境贸易中的参与方数量众多、性质复杂，因此在传统模式中，由某一机构或组织发起并运营的普通数据库式的中心化平台，难以打消参与方对于数据泄露和所有权归属的顾虑，也缺乏足够的统治力和强制措施进行大规模推广。
这些问题的存在也对海关监管造成了阻碍。作为监管部门，海关审查聚焦于交易的真实性及交易的合法合规上，数据源的缺失、数据难以整合使得海关的监管难度大、耗时长，进而降低了国际贸易的效率，形成恶性循环。
1.1.数据孤岛
国际跨境贸易及相应的监管工作是名副其实的“数据密集型行业”，仅以中国海关为例，海关共处理7814万张进出境报关
单，监管进出境货物42.73亿吨，运输工具3892万辆（艘、架）次，邮快件13.7亿件，侦办走私犯罪案件3260起。但与此同时，国际跨境贸易参与方众多，业务流程复杂，业务种类繁多的特点，导致了数据源零散繁杂，数据内容私密且敏感，数据格式缺乏规范的问题，其结果便是国际跨境贸易业务数据碎片化，形成数据孤岛，进而导致数据尽管价值显著，却无法被充分利用。
数据零散难以充分利用。跨境贸易中的数据产生自不同业务环节上的各个不同参与方，部分数据还会经由一个或多个其他环节进行流转与加工，据联合国贸易和发展委员会（UNCTAD）和UN/CEFACT的统计与测算统计，每单货物平均涉及27个贸易参与方，40种单证和近400份单证的拷贝，导致不仅数据生产源众多，数据流也错综复杂，传统数据平台在数据收集、汇总、对账中均面临着严峻的技术挑战。以口岸办为例，各地口岸办无法获取海关通关的所有明细信息，仅有整体的通关时间统计平均值，难以对具体数据进行针对性改善。
此外，系统封闭不互通，参与主体涉及不同国家地域等复杂因素，也导致了数据碎片化程度严重，难以充分利用。
业务数据私密性阻碍数据共享。跨境贸易中由参与各方生产并拥有的数据，普遍具有高度商业机密性，因此出于信息安全及自身商业利益的考虑，参与方无法也没有意愿与任何第三方，尤其是直接或间接的竞争对手进行数据共享，因而数据难以登陆平台系统，形成了一座座数据孤岛。
数据缺乏统一规范。尽管在目前的跨境贸易中结构化数据，如订单、发票、申报单等，仍是数据领域的重要组成部分，但随着诸如物联网等技术的应用，业务数字化程度的不断提高，势必将带来更多非结构化、非标准化数据，将对数据互通与协同运用造成巨大的挑战。
1.2.信任缺失
信任是跨境贸易中举足轻重的要素，业务中的物流、资金流和数据流都需要依靠信任来维系。但在目前的跨境贸易环境中，能够用以支持信任的技术相对较少，而是大量通过传统的纸质文件、手写签名、第三方托管等模式，不但无法有效降低欺诈风险，也在一定程度上影响了跨境贸易的处理效率。
数据源真实性难确认。跨境贸易中各数据源即参与方不仅数量众多、类型复杂，还因跨境的业务特点，分布在不同国家和地区的管辖区，在没有可靠电子化流程系统的情况下，业务链中任意一方想要确认其他各环节的参与方身份的真实性，避免贸易欺诈风险都面临着巨大的挑战。
层层传递影响数据可信度。当前跨境贸易业务中，业务链上单一环节的数据来源往往较为单一。以海关为例，其监管所需的大部分数据通常来自于报关行等贸易服务商，或经认证经营者企业（即AEO企业）。然而这些企业的数据也并非全为一手获得，数据经过层层传递，其可信度势必大打折扣，导致跨境贸易过程中仅信息核实环节便需要投入大量的时间和人力成本。
1.3.流程协同低效
跨境贸易全流程中不仅参与方众多、业务复杂，涉及参与方间、流程间协同合作也十分繁琐。以UN/CEFACT开发的模型为参考，跨境贸易可以分为购买、运输、支付三大部分至少27个主要环节。其中大部分环节涉及不同国家多个参与方，甚至不同国家监管机构间的协同合作。由于跨境贸易的业务特殊性，物流、资金流和信息流上任何一个环节的缺失或问题，都可能导致整条业务流程的协同低效，进而直接影响贸易以及通关效率。一个涵盖各个主要环节，并且能够实现高度数字化和自动化的系统，连同完善的协同机制，将在很大程度上促进跨境贸易的效率提升。
1.4.中心化平台瓶颈
在目前未使用区块链技术的环境前提下，几乎所有能够实现跨境贸易数字化的技术方案所提供的，均为中心化的服务或平台。这类系统在技术层面和治理层面都具有高度集权的特点，每一个使用者都与中心相连，中心拥有远高于一般参与方、极不对称的权利和义务。同时，这类系统还存在着中心透明度低、对中心依赖性强的问题，一旦中心违约、丧失或连接丧失，整个系统都会遭受巨大的破坏。
中心的确立也是此类中心化系统在应用过程中面临的最大挑战之一。在一般业务中，出于普通商业机构间的竞争关系及其对各自利益的考量，系统中心的角色通常由拥有强制手段和权力的监管机构来担任。但跨境贸易因其业务特点，商品流、资金流和数据流势必都将跨越至少两个不同国家或地区的管辖主体，任何一个管辖主体都几乎不可能将自身对数据流的控制权和拥有权交由其他主体。此外，不同交易跨越的主体具有非常强的多样性与非规律性，从而使类似局部协议或联盟的方案也几乎无法实现。来自商业与政治的压力与制约，使得任何试图整合跨境贸易数据流的中心化平台，都几乎不可能具备其实现目标所需要的相应统治力。
二、区块链技术应用的优势
2.1.数据互通
数据强一致性整合零散数据。区块链数据强一致性的特点，使得跨境贸易流程上大部分业务参与方，均以数据源的身份参与到系统中成为可能。区别于传统解决方案，区块链系统上参与方上传的数据，在经过共识机制验证后，会被记录在一个系统内所有人共同拥有的“账本”中，省去了不同参与方“各自账本”数据互相对账确认的环节，极大地提升零散数据汇总整合的效率，使全流程数据的系统化共通成为可能。对于以海关为主的监管方，将极大地丰富监管过程中的信息入口，解决目前单一入口，监管信息需层层传递，监管机构远离信息源头的问题。并在获得额外信息源的基础上，对当前以“点”为主的监管思路进行思考，探索其他更为有效的监管模式。
隐私方案解决数据安全与共享的矛盾。区块链所具有的密码学特性，使其能够提供丰富的隐私解决方案，例如信息加密及解密授权和零知识证明。相比传统的数据库方案，区块链技术能够通过技术手段解决商业数据隐私机密和商业数据共享价值间存在已久的矛盾。
信息加密及解密授权方案，确保了所有数据均由其拥有方自行加密上链，并可将解密权限仅授权给其认可的参与方，如贸易伙伴及海关等监管机构；零知识证明方案，则能够更进一步，在第三方无需解密链上密文、数据拥有方不泄露敏感信息的前提下，实现对部分链上信息，如货物总值、原产地等的验证和判断，充分利用贸易数据共享所带来的价值，提高全流程效率。
2.2.增强信任
区块链提供的去信任化机制不依赖权威机构的认证和信用背书，只需要信任区块链中参与方共同认可的算法，通过技术手段在机器之间建立信任网络，改变了传统信用创建的方式。
链上信息不可篡改、可追溯。区块链链式结构不可篡改，信息记录可追溯的特性，使得所有通过共识验证成功上链的数据，都无法因个别参与方的意愿，在其他参与方不知情的情况下被修改。即使信息经过层层传递，贸易参与方或海关仍能够通过区块链系统高效地核实数据真伪，有效替代传统的纸质文件、手写签名等相对易伪造的方式的同时，也更贴合跨境贸易数字化趋势的需求。
身份认证和信息交叉验证。数据提供方的增多虽然能够丰富参与方和监管方的数据来源，减少数据传递的中间环节，但同时也对参与但同时也对参与方认证和数据验证提出了全新的挑战。而身份认证和信息交叉验证的引入，不但能够解决这一问题，还能通过与智能合约的结合，自动识别各方上传信息中的不同点并触发预警，将被动检测转为主动出击，从源头上杜绝欺诈风险，进一步提高监管效率。
2.3.优化流程协同
如前文所述，区块链技术具有的数据强一致性特点，使得区块链系统有能力覆盖跨境贸易流程中各个环节的参与方，打通贸易数据流，为各参与方间深层次的协同合作提供最重要的基础。
此外，在部分标准化环节中引入智能合约的应用，在前序数据满足条件时自动触发执行后续相关业务，在提高自动化程度，增加效率的同时，也能在一定程度上规避信用欺诈风险和操作风险，对于建立跨境贸易参与方与参与方之间，参与方与海关之间，甚至海关内部的协作和交流机制都有非常广阔的应用场景。
2.4.弱中心化网络
由于来自商业和政治的复杂原因，跨境贸易系统必然无法成为一个仅由个别参与方发起、拥有并管理的中心化平台。而区块链凭借其分布式数据结构和数据加密处理等技术特点，具备打造一个由参与方共同构建的弱中心化系统的能力。该系统应当不只是单个平台，而是一个能够吸引“重量级”参与方共同加入的，并具备一定互通性的系统。
系统的运营与管理。该跨境贸易区块链网络系统应当采用由参与方共同参与记录信息，并通过共识机制对上链信息进行验证的模式。由于区块链的分布式数据结构，该系统将不会因为个别参与方的违约、丧失或连接丧失而受到稳定性和功能性的影响。而部分必要的运营工作，如联盟链参与方的准入、共识机制的更新调整等，可借鉴部分已投产区块链网络采用的委员会模式，由UN/CEFACT等第三方组织进行必要、透明且不涉及具体数据流的管理。
数据拥有权与使用权。该跨境贸易区块链网络系统上的所有数据都应当加密上传，并由数据拥有方掌握解密及授权其他参与方解密的权限。结合零知识证明技术的使用，在通过数据共享最大化数据价值，优化跨境贸易便利性和监管效率的同时，确保数据拥有方的所有权和相应利益，以鼓励更多跨境贸易的参与方加入该系统。
三、区块链技术应用整体设计
随着区块链技术价值的逐渐显现，目前全球各国和地区的监管部门、金融机构、商业公司都纷纷加大了对区块链的应用。然而相关的各类应用无论是在业务领域还是区域覆盖范围上都存在着一定的局限性。倘若当前已有的以及未来即将建设的区块链网络能够在一个统一标准的框架中互相融合，那么融合后的网络所能创造的总价值或远远大于各网络单独创造的价值之和。在此前提下，提出国际贸易区块链技术应用的整体设计模型将会非常有意义。该模型在经过不断迭代完善后也可作为其他业务领域对区块链技术应用的整体设计的参考。
图中区块链应用模型描绘了将区块链分布式账本技术应用于国际贸易业务的整体框架。该图以各业务参与方及其之间的业务关系为基础，同时叠加上区块链的分布式账本，以展示区块链技术在信息的传递、信任的建立、流程的协同等方面所能带来的帮助。与此架构图相关的一些说明如下：
本例中的所有参与方均使用一个或多个系统来开展业务，系统可以指单一机构的内部系统（如ERP系统、TMS系统等），也可指代由他方所提供的互联网在线平台系统。通过各层级网络以及跨层级网络间通路的建立，数据得以在这些网络的账本中达成共识并完成同步，从而实现数据在不同系统及不同参与方间的流动。 各参与方在参与至各区块链网络时由各类身份认证供应商为其提供身份证明，以明确区块链网络中的信任载体以及单一来源数据的可信度。同时在某一笔业务中来源于多方的数据在完成交叉验证后（如基于某笔跨境贸易业务的全套货物流、资金流、信息流的三流对碰），可提升相关数据作为一个整体的可信度。
各系统可基于从各层级账本中所获取的数据在应用系统内根据特定的业务逻辑自动推动业务流程或通知相关参与方介入推动业务流程。各参与方也可在区域性区块链网络或国际性区块链网络中植入智能合约，由账本中数据或相关状态的更新来触发智能合约，从而推动业务流程。无论是上述哪种方式的系统辅助，都有助于将业务流程从串联式的人工推进模式切换到自动化、并联化的业务协同模式，提升流程效率，降低作业成本和操作风险。
四、应用案例
下文描述了一笔基于区块链通关的完整业务过程，介绍了奶粉如何从德国出口至中国。案例中的商业主体名称均为虚构，不代表任何真实组织。
奶粉生产商Milchpulver GmbH是一家在德国注册登记的企业。
Milchpulver与中国奶粉进口商天津放心奶粉经谈判达成一项贸易协议，该进口公司注册于天津市工商行政管理局。Milchpulver
将上述贸易协议的电子信息基于数据标准体系写入至国际跨境贸易区块链网络账本（以下类似信息写入过程简称为“信息上链”，写入的方式可以是企业通过其使用的系统直接写入该国际性账本，也可以是通过区域性账本以跨账本的方式将数据“融入”上层的国际性账本），同时授权给天津放心奶粉（写入账本的信息默认为已加密的信息，仅数据所有人和被授权的主体方能解密读取明文信息），并由天津放心奶粉完成电子签名，在区块链上完成存证，以防任何一方进行篡改。
Milchpulver于10月20日生产了一个批次的奶粉，总计1000罐。Milchpulver向德国IHK商会申请并获取了原产地认证。
IHK商会将该原产地认证的电子信息完成上链，并授权给Milchpulver有限公司。IHK商会在国际跨境贸易区块链网络中拥有由国际认证公司所签发的CA证书，任何被授权查询的实体均可通过验签明确该份原产地证明的官方属性。
天津放心奶粉于10月21日向Milchpulver下达了采购订单，意欲订购上述批次的奶粉。天津放心奶粉将该订单的电子信息
完成上链，并授权给Milchpulver有限公司。
Milchpulver基于该采购订单在其企业内部ERP系统中制作了销售订单，并完成发运，继而制作了商业发票和装箱单。
Milchpulver将发票和装箱单信息完成上链，并将其连同原产地证明一并授权至货运代理商捷运物流。
捷运物流基于商业发票和装箱单信息完成了订舱等一系列的物流安排，并制作了提运单，捷运物流将提运单信息上链后授权给
Milchpulver。
Milchpulver向保险公司投保了货物运输险，并获取了保单信息的授权。
天津放心奶粉从Milchpulver处获得全套电子贸易单证的授权，并转而授权至天津海关及货运代理服务商速通物流。
捷运物流基于被授权的发票、装箱单、原产地证明以及自有的提运单信息自动生成了一份出口报关单并通过德国海关申报系统完成申报，同时将上述所有单证的电子信息授权给德国海关。
德国海关基于电子随附单证对该笔出口申报完成了审核，放行了该笔业务。
跨境承运人更新启程状态后，触发区块链网络中的智能合约，智能合约基于速通物流所获取的全套贸易单证电子信息，自动生成了一份进口报关单，同时通知速通物流货物当前的物流状态并提示其做好进口申报的准备。
速通物流通过单一窗口完成进口申报后，天津海关的自动审核程序根据电子随附单证的信息对进口报关单中的信息完成了多维度的交叉验证，确认了该笔业务的贸易真实性并将其判定为低风险业务，最终给出预清关的处理意见。
货物抵港并完成理货操作后，迅速完成通关。
天津放心奶粉将全套贸易电子单证连同天津海关授权的通关证明一并授权至中国银行并提出贸易付款的融资申请。中国银行调用预设的零知识证明程序在区块链网络中证实了天津放心奶粉尚未基于该笔贸易业务通过其他银行获取过贸易融资服务（其他银行出于商业利益保护的原则不会向中国银行透露任何客户及相关金融业务的信息），同时行内的风控系统基于上述完备的贸易信息对该笔融资申请给出了低风险的评级结果，最终中国银行以非常优惠的条件快速发放了该笔贸易融资款项。紧密，多个不同的区块链平台将逐渐联通，各国海关、金融机构等政府部门也将联合推动这一进程，共同构建互联互通的可信区块链网络。
