摘要：本文基於區塊鏈技術在智慧城市中的應用，首次提出“可信智慧城市”的概念，初步構建了“可信城市智能體”的結構模型，匯總並分析了7個可信智慧城市的區塊鏈技術應用案例。智慧城市的信任痛點1.數據孤島導致協同合作缺乏信任行政區隔形成天然屏障，數據結構與接口不統一、標準化程度不高、互聯互通程度嚴重不足，城…
本文基於區塊鏈技術在智慧城市中的應用，首次提出“可信智慧城市”的概念，初步構建了“可信城市智能體”的結構模型，匯總並分析了7個可信智慧城市的區塊鏈技術應用案例。
智慧城市的信任痛點
1.數據孤島導致協同合作缺乏信任
行政區隔形成天然屏障，數據結構與接口不統一、標準化程度不高、互聯互通程度嚴重不足，城市數據分散保存在不同部門的不同系統，條塊打通困難。智慧城市建設缺少科學規劃和建設標準，導致項目之間缺乏有機聯繫。政務協同共享缺乏互信，各部門之間缺乏互信害怕擔責，不願共享也不敢共享。此外，數據孤島導致各系統之間無法形成應急聯動，失去了原本應有的預警和防範的作用。
2.監管漏洞將破壞政府可信形象
如政府投資重大項目建設過程中，建設主體出現違法違規操作，謊報或瞞報關鍵活動信息，如挪用資金、事後篡改文件或偽造證據。這些漏洞如不能及時發現，容易導致監管缺位。
3.低效的數據流通造成決策失信
數據的流通方向是自下而上沿金字塔型系統架構進行流通，感知數據需要經過多層“過濾清洗”，再經中心化的決策分析模型做出響應，從而大大降低了系統處理效率。如在智慧交通和智慧安防方面，系統只能夠做到數據的存儲、安全與共享，還不能做到實時、準確、高效的分析決策，無法徹底解決城市交通擁堵和安全應急等問題。
4.數據安全問題降低技術可信度
隱私數據洩露事件頻發，用戶作為數據的生產者，在本質上缺少數據所有權和掌控權，往往未經同意就被第三方平台採集和出售，導致用戶隱私數據大規模洩露事件。大量的物聯網智能終端設備暴露在公共區域，導致其受到網絡攻擊的風險大大提高，聯網設備越多，受網絡攻擊的風險就越大，企業可能會付出的代價和損失難以估量。
可信城市智能體結構
1.區塊鏈將成為智慧城市底層基建
可信智慧城市對信息交互的及時性、真實性、隱私性、智能性和可擴展性有更高的要求，區塊鏈將作為基礎設施深入融合到智慧城市的各個方面，推動智慧城市向可信智慧城市升級。如，在數字政務領域，政府比較關注區塊鏈在數字身份、數據共享、精準服務、穿透監管、司法管理等方面的應用；金融領域內的應用主要包括金融監管、供應鏈金融、資產證券化、交易後清結算、徵信等方面；經濟民生類的應用主要包括食品追溯、物聯網、企業註冊管理、房產登記、能源交易等方面。
可信城市智能體
2.可信城市智能體結構模型
區塊鏈分佈式、透明可信、不可篡改、可追溯、隱私性高等特性非常適合智慧城市中數據共享，是數據管理和數據安全的全新技術基礎。上圖為本文構建的一種基於區塊鏈的智慧城市體系架構，各應用部分之間通過區塊鏈節點彼此互聯，各感知部分與應用場景也通過區塊鏈節點互聯，整個體系架構中並不需要集中式的數據中心，大大降低了數據中心的部署和運維難度和成本，同時也保證了數據的安全性。此外，經過十多年發展，包括共識算法在內的區塊鏈技術已取得長足進步，2021年初《計算機學報》上發表了一篇史上篇幅最長的區塊鏈研究，對區塊鏈技術創新進行了詳細論述。
3.區塊鏈對構建可信智慧城市的作用
確保整個智慧城市系統的終端安全。利用嚴格的身份核驗和加密機制，終端設備都將擁有唯一ID，可通過智能合約來維護一張終端身份名單，並審核是否該設備有權接入節點並將數據上傳，從而避免了惡意終端的接入和數據污染。此外，各個終端數據將採用加密傳輸，確保數據傳輸過程中不會出現數據洩露問題，提高智慧城市建設的安全性。
打破智慧城市系統間的數據孤島。區塊鏈可實現各系統原始數據或數據指紋上鍊流通，為跨企業和跨系統之間的數據共享提供基礎。數據共享將原本匿名化的區塊鏈轉變成可信區塊鏈，通過身份認證和權限設置來劃分權利和責任。數據維度的增加將提高了大數據分析與人工智能算法的準確性，實現更加精準和定向的服務模式。
提升數字社會治理的有效性。傳統的中心化公共監管平台或自媒體平台不具備公信力，也無法自證其說。區塊鏈架構中真實的身份與可信的數據，為公眾通過移動終端上傳各類法律信息提供保障，區塊鏈將違法違規行為真實地記錄在系統中，並對公眾的有效監管行為給予一定的激勵，從而提高公眾對城市管理的參與度和積極性。而一旦被認定為違法違規行為，被監管者的行為將關聯到個人徵信、銀行信貸等重要領域，對公眾形成一定的約束力。
可信智慧城市的場景
1.南京打造可信智慧城市聯盟鏈
平台由公安、工商、社保、民政在內的49個政府部門作為區塊鏈節點，各節點以平權共建為原則，構成龐大的政務聯盟鍊網絡。各部門上傳數據時同步附帶數字簽名，以驗證數據上傳身份真實性，提升數據共享採信。同時，各部門都是全節點，可查看所有部門數據，減少數據傳輸過程的安全隱患。所有數據上傳、查詢和使用都會被記錄，數據的所屬權、使用權清晰界定，便於數據在不同部門間的流通共享。
2.徐州實現警務跨省可信協作
徐州地處蘇魯豫皖4省交界，人流、物流、信息流匯聚，治安情況復雜。為加強警務跨域協作，徐州市公安局牽頭利用區塊鏈建立城市間警務數據區塊鏈共享系統，開創性解決公安聯動機制和信息共享技術的信任問題，實現跨省地市間警務數據實時加密共享，打破數據壁壘，推動無行政隸屬關係公安機關之間的數據共享機制變革，實現跨區域警務高效協作。
3.雄安新區實現監理管理自驅動
2020年，中国雄安上线了全国首个区块链监理管理系统，显著提高了项目工程管理的效率，人员管理成本降低了30%以上。该系统从根本上创新了监理费用的计量模式，改变过去监理费用只能依赖施工进度计量的模式，回归监理费用由监理人员出勤履职决定的本源，是抓好工程质量安全的保障，通过区块链技术，利用可追溯、可验证人员出勤履职分析和信用考核评价的引导作用。中国雄安集团安质部副部长刘振江认为，“区块链技术不仅为工程信用管理建立了技术保障，还开拓了工程建设管理的新方向，能引导监理单位的自驱动管理，可谓一举多得。”
4.貴州省實現扶貧資金穿透式管理
工商銀行與貴州省貴民集團合作，通過銀行金融服務鍊和政府扶貧資金行政審批鏈的跨鏈整合與信息互信，以區塊鏈技術的“交易溯源、不可篡改”實現了扶貧資金的“透明使用”、“精準投放”和“高效管理”，並將第一筆扶貧資金157萬元成功發放到位。宏觀層面上，各級政府能夠自頂向下地實時掌握轄內扶貧資金的需求、配套、撥付、實際使用情況；微觀層面上，上級政府部門實現了對每一個扶貧項目、每一筆扶貧資金的穿透式管理。
5.常州市用區塊鏈打造可信醫聯體
該項目將區塊鏈技術應用於常州市醫聯體底層技術架構體系中，並已實現當地部分醫療機構之數據互聯互通，解決長期困擾醫療機構的“信息孤島”和數據安全問題。以分級診療就醫體驗為例，居民就近衛生院體檢，通過在區塊鏈上的體檢報告分析，篩查出心腦血管慢病高危患者，5%左右的需轉診患者可以由社區醫生通過區塊鏈實現病歷向上級醫院的授權和流轉，上級醫院的醫生，在被授權後可迅速了解病人的過往病史和體檢信息，病人不需要重複做不必要的二次基礎檢查。
6.北京實現司法數據可信存證
北京互聯網法院以“開放、中立、安全、可控”為建設原則，創新司法存證，目前已完成跨鏈接入區塊鏈節點18個，並完成版權、著作權、供應鏈金融、電子合同、第三方數據服務平台、互聯網平台、銀行、保險、互聯網金融等9類25個應用節點數據對接。該平台目前在線證據採集數超過472萬條，跨鏈存證數據量已達上千萬條，案件審理中驗證跨鏈存證數據945條，涉及案件58個，認證判決案件1件，促成當事人和解的調解案件41件。
7.國家電網構建區塊鏈能源互聯網
2019年，國家電網提出區塊鏈技術與泛在電力物聯網項目的建設。在國家電網大力建設泛在電力物聯網的當下，能源區塊鏈可以作為技術支撐，為能源金融、綜合能源、電力交易、安全生產、企業管理等場景提供新的助力。同時，能源區塊鏈可以為能源市場化提供底層技術支持，實現一個能源投資、生產、交易、流通非常活躍的市場。
結語
雖然可信智慧城市未來可期，但各項技術需要綜合運用才能真正解決問題，區塊鏈技術不會作為單項技術應用在行業中，它一定會和其他技術，比如人工智能、大數據，甚至量子通信相結合。我們期待區塊鏈技術帶來的改變，但更需要意識到，技術的綜合應用才能讓可信智慧城市建設更上一個台階。
