5G和區塊鏈會擦出什麼火花?5g和區塊鏈有什麼關係?

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11月6日,在中國通訊標準化協會(CCSA)物聯網(TC10)舉辦的「5G與C-V2X研討會」上,中國聯通研究院與中興通訊(ZTE Corporation, 0763.HK / 000063.SZ)共同釋出《“5G+區塊鏈”融合發展與應用白皮書》。

該白皮書透過對5G技術特徵和現狀,以及區塊鏈技術特徵的分析與洞察,從5G接入網路、5G通訊裝置和網路管理、5G通訊應用與業務等多個維度進行了需求分析和闡述,針對各領域給出了“5G+區塊鏈”典型融合應用的痛點和運用場景的剖析,分享了5G和區塊鏈相互賦能,相互助力,相輔相成的觀點。

從「5G+區塊鏈」融合發展面臨挑戰出發,該白皮書還總結了兩點發展建議。一是利用區塊鏈技術構建網路基礎設施:利用區塊鏈技術構建去中心化網路基礎設施,促進通訊運營商間的基站共享、頻譜動態管理和共享,調動使用者將身邊的電子產品打造成可以進行傳輸的微基站,實現巨集微基站的協作。在當前通訊運營商網路建設資金壓力下,透過區塊鏈去中心化、安全、智慧合約的特點,實現運營商間及運營商與使用者間網路基礎設施、資源的共享,幫助通訊運營商廣泛建立5G相關基礎設施,推動5G的快速落地和發展。二是5G與區塊鏈結合加速應用發展:在物聯網、車聯網、無人駕駛、工業控制、智慧城市等領域,5G的萬物互聯可以實現實時快速地傳輸硬體資料,區塊鏈的不可篡改、安全、可溯源、零知識證明技術能為裝置與裝置間大規模協作提供去中心化的解決思路。5G與區塊鏈結合,將加速應用場景的落地。

該白皮書還提到,隨著5G網路的建設和技術的更新,下一代6G網路通訊技術也搬上日程。6G願景將使人類進入泛在智慧化社會,但同時6G也面臨諸多挑戰,例如,提升網路容量、頻譜效率、系統覆蓋、能量效率等。傳統專用頻譜分配方式,使得頻譜資源分配已滿且利用率低下,導致行動通訊系統面臨頻譜需求高但頻譜資源嚴重短缺的矛盾。6G將透過智慧化靈活頻譜共享技術,解決頻譜分配專用造成的利用率低下難題。在安全方面,6G引入可信機制具有內生安全的網路,而區塊鏈技術在解決頻譜共享技術及網路安全方面,都將能帶來新的技術突破。

中興通訊是全球領先的綜合通訊解決方案提供商。公司透過為全球160多個國家和地區的電信運營商和企業網客戶提供創新技術與產品解決方案,讓全世界使用者享有語音、資料、多媒體、無線寬頻等全方位溝通。目前,中興通訊已全面服務於全球主流運營商及企業網客戶。隨著全球首批5G規模商用部署展開,截至2019年9月底,中興通訊(ZTE Corporation)已在全球獲得35個5G商用合同,覆蓋中國、歐洲、亞太、中東等主要5G市場,與全球60多家運營商展開5G合作。

以下為白皮書全文內容:

前言

當前,新一輪科技革命和產業變革持續深入,作為新型通訊技術,5G將從線上到線下、從消費到生產、從平臺到生態,推動我國數字經濟發展。5G正在闊步前行,它將以全新的網路架構,提供至少 10 倍於 4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連線能力,開啟萬物廣泛互聯、人機深度互動的新時代。

近年來,區塊鏈以其分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等新型計算機技術,去中心化、全網記錄、低成本、高效率、安全可靠等技術特點,在全球範圍內掀起了一股技術浪潮。在 2019年 10月 24日中共中央政治局第十八次集體學習會上,習近平總書記指出,區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智慧製造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。要構建區塊鏈產業生態,加快區塊鏈和人工智慧、大資料、物聯網等前沿資訊科技的深度融合,推動整合創新和融合應用。

區塊鏈與 5G都是新型技術,二者結合的巨大潛力和價值已日益凸顯。5G作為通訊基礎設施,如同“資訊高速公路”一樣,為龐大資料量和資訊量的傳遞提供了可能性,同時,它也帶來了更為高效和可靠的傳輸速度。區塊鏈作為去中心化、隱私保護的技術工具,協助5G解決可靠、安全、隱私、信任等問題,提升網路資訊保安和服務效率,創新商業模式。5G 和區塊鏈有效地融合,將促進整個社會生產方式的改進和生產力的發展。

中國聯通研究院和中興通訊股份有限公司聯合編制《“5G+區塊鏈”融合發展與應用白皮書》,參與編寫的專家主要有(按名字的拼 音字母排序):加雄偉、黃崢、穆曉君、孫進芳、王亮、楊開敏、嚴斌峰。本白皮書系統地分析了 5G和區塊鏈的主要技術特徵及發展現狀、以及 5G與區塊鏈的主要融合技術特徵,著重介紹了 5G與區塊鏈融合帶來的技術與應用提升,最後對 5G與區塊鏈融合的發展趨勢進行了展望,希望與業界分享,切實提升 5G與區塊鏈融合發展與應用水平。

一、概述

1.1 5G 技術特徵和現狀

1.1.1 5G 技術特徵

相對於第四代行動通訊技術(4G),第五代行動通訊技術(5G) 具備更高的速率、更低的時延、更多的連線數、更快的移動速率、更高的安全性以及更靈活的業務部署能力。表 1給出 4G和 5G網路關鍵效能指標。

5G不僅是行動通訊的一次升級換代,更是一次重大的技術變革,4G改變生活,5G改變社會。5G跳出了前幾代通訊網路主要面向人服務的範疇,更關注應用場景的多元化,強調要更好地支援行業應用與萬物智聯。5G支援三大類典型應用場景:

-增強型移動寬頻(eMBB),主要追求人與人的極致通訊體驗,對應於 3D 和超高畫質影片等大流量移動寬頻業務;

-高可靠低時延(uRLLC),主要面向如自動駕駛、移動醫療等對時延和可靠性要求極高的應用;

-海量物聯(mMTC),主要體現物與物的通訊需求,應用於智慧城市、智慧家居、可穿戴裝置等以感測和資料採集為目標的場景。

5G三大類典型應用場景對通訊提出了更高的要求,不僅要解決速度問題,而且對功耗、時延等也有要求。在這三大類典型應用場景下,5G具有 6大基本特點:

(1)高速度

相對於 4G,5G要解決的第一個問題就是高速度。網路速度提升才能在面對 VR/AR等超高畫質業務時不受限制,對網路速度要求很高的業務才能被廣泛推廣和使用。5G基站峰值速度要求不低於 20Gbps。隨著新技術使用,這個速度還有提升的空間。在 5G的高速網路下, 使用者可以每秒鐘下載一部高畫質電影,也可以線上觀看 VR影片。這樣的高速度給未來對速度有很高要求的業務提供了機會和可能。

(2)低時延

無人駕駛、工業自動化等屬於5G低時延高可靠連線的應用場景。在傳統的人與人通訊,甚至人與機器通訊時,對時延的要求不高,因為人的反應是較慢的,也不需要機器那麼高的效率與精細化。而無論是無人駕駛飛機、無人駕駛汽車還是工業自動化,都是高速度執行, 還需要在高速中保證及時資訊傳遞和及時反應,這就對時延提出了極高要求。5G對於時延的最低要求是 1毫秒,甚至更低,這就對網路提出嚴酷的要求,而 5G是這些新領域應用的必然要求。要滿足低時延的要求,需要在 5G網路建構中找到各種辦法,減少時延。邊緣計算技術也因此被引入到 5G網路架構中。

(3)廣連線

5G將可以在每平方公里內同時支援 100萬個以上的移動連線。未來接入到 5G網路中的終端,不僅是手機,還會有眼鏡、手錶等可穿戴裝置,冰箱、電視機、洗衣機等家用裝置也透過 5G接入網路。而社會生活中大量未聯網裝置也將會聯入 5G網路,將變得更加智慧。例如,井蓋、電線杆、垃圾桶這些公共設施,以前管理起來非常難, 也很難做到智慧化,而透過 5G聯網,這些裝置將有可能轉變成為智慧裝置。

(四)超密集異構網路

5G網路結構複雜,若需要做到每平方公里支援 100萬個以上的裝置,則 5G組網裝置將非常密集,需要大量的小基站來進行支撐。同一 5G網路中,不同的終端需要不同的速率、功耗,也會使用不同的頻率,對於 QoS 的要求也不同。在這樣的情況下,網路很容易造成相互之間的干擾。5G網路需要採用一系列措施來保障系統效能,例如,不同業務在網路中的實現、各種節點間的協調方案、網路的選擇以及節能配置方法等。在超密集網路中,密集地部署使得小區邊界數量劇增,小區形狀也不規則,使用者可能會頻繁複雜地切換。為了滿足移動性需求,這就引入新的移動管理演算法。總之,一個複雜的、密集的、異構的、大容量的、多使用者的 5G網路,需要平衡、保持穩定、減少干擾,這需要不斷完善 5G網路架構來解決這些問題。

(5)軟體定義網路(SDN)和網路功能虛擬化(NFV)

SDN架構的核心特點是開放性、靈活性和可程式設計性。NFV作為一種新型的網路架構與構建技術,其倡導的控制與資料分離、軟體化、虛擬化思想,為突破現有網路的困境帶來了希望。SDN和 NFV解耦 5G 網路的軟體與硬體,分離控制面與使用者面,提升控制面集中化能力, 為 5G網路的智慧化(自修復、自最佳化等)提供重要基礎。

(6)新型網路架構

未來 5G網路架構將包括接入雲、控制雲和轉發雲三個領域。其中,接入雲支援多種無線制式的接入,融合集中式和分散式兩種無線接入網架構;控制雲實現區域性和全域性的會話控制、移動性管理和服務質量保證,並構建面向業務的網路能力開放介面;轉發雲基於通用的硬體平臺,在控制雲高效的網路控制和資源排程下,實現海量業務資料流的高可靠、低時延、均負載的高效傳輸。

1.1.1 5G 現狀及市場前景

全球主要國家的通訊運營商都在加速進行 5G網路的建設和商用進度。在世界範圍內中國屬於5G的領跑者,自 2013年成立“IMT-2020推進組”以來,國內 5G持續快速推進。2019年,中國工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放 5G商用牌照,我國正式進入 5G商用元年。這意味著中國的 5G建設和商用程序將會大大提速,不僅將對中國經濟格局影響巨大,也將會很大程度上影響全球5G 發展格局,世界 5G 發展從此將進入快車道。

5G漸行漸近,其靈活、高效、融合、開放的特效能將能夠滿足不同業務的快速部署需求,基於垂直行業的物與物連線將成為新的市場藍海。據 GSMA預計,到 2019年年底,全球將有 29個市場開通 5G 服務,連線數達到 1000萬個。伴隨著應用的推廣及全社會高度的關注,5G在應用和消費者的推動下,五年左右的時間全球使用者將會達到十億級別。相關預測也顯示,到 2035年 5G將在全球創造超過 12 萬億美元的經濟產出。

對於中國市場,業界預計 2020-2025年期間,中國 5G商用直接帶動的經濟總產出超過 10萬億元人民幣,間接拉動的經濟總產出將超過 24 萬億元人民幣;並預計到 2025 年,5G 將直接創造超過 300萬個就業崗位。

1.2 區塊鏈技術特徵和現狀

1.2.1 區塊鏈技術特徵

區塊鏈的本質是一種數字分散式賬本,它由一系列演算法、技術、工具集構成的架構組合而成,以分散式、不可篡改和可信的方式保證所記錄交易的完整性、不可反駁和不可抵賴性。區塊是一種只可寫入和新增的資料集,包含交易及其它記錄的確認、合約、儲存、複製、安全等資訊。

典型的區塊鏈系統中,各參與方按照事先約定的規則共同儲存資訊並達成共識。為了防止共識資訊被篡改,系統以區塊為單位儲存資料,區塊之間按照時間順序、結合密碼學演算法構成鏈式資料結構,透過共識機制選出記錄節點,由該節點決定最新區塊的資料,其他節點共同參與最新區塊資料的驗證、儲存和維護,資料一經確認,就難以刪除和更改,只能進行授權查詢操作。

區塊鏈的“去中心化”、“去信任”、“不可篡改”等特性構築了區塊鏈的核心應用能力。

(一)去中心化

在傳統的中心化網路中,對一箇中心節點進行攻擊就有可能破壞整個系統;而去中心化的網路採用分散式記錄、分散式儲存和點對點通訊,任意節點的權利和義務都是均等的,以無中心化的方式集體維護共享平臺,每個節點的人都可根據自己的需求在許可權範圍內直接獲取資訊,而不需要中間平臺傳遞資訊。這樣就避免了被某個人或機構操縱,無論任何節點遭受攻擊或停止工作,都不會影響整個系統的執行。

(二)去信任

在區塊鏈系統中,節點之間無需任何信任也可以進行交易,因為整個系統的運作規則是公開透明的,所有的資料內容也是公開的,所有節點都必須遵守同一交易規則來運作。這個規則是基於共識演算法而不是信任,因此在系統指定的規則範圍和時間範圍內,節點之間是不能也無法欺騙其它節點,自然無需任何第三方介入。

(三)不可篡改,加密安全

區塊鏈技術的雜湊演算法能將任意原始資料,無論是圖片還是音樂, 對應到特定的數字,成為雜湊值。只要有節點惡意篡改,雜湊值就會發生變化,很容易被識別。所以一旦資料經過驗證並新增至區塊鏈被 儲存起來,除非能夠同時控制系統中超過 51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,如果有節點想要顛覆一個被確認的結果, 其付出的代價將遠高於收益,因此區塊鏈的資料穩定性和可靠性極高。

(四)開放性

系統是開放的,除了交易各方的私有資訊被加密外,區塊鏈的資料對所有人公開,任何人都可以透過公開的介面查詢區塊鏈資料和開發相關應用,因此整個系統資訊高度透明。

1.2.2 區塊鏈現狀及市場前景

在 2019年 10月 24日中共中央政治局第十八次集體學習會上, 習近平總書記強調,全球主要國家都在加快佈局區塊鏈技術發展,我 國在區塊鏈領域擁有良好基礎,要加快推動區塊鏈技術和產業創新發 展,積極推進區塊鏈和經濟社會融合發展。針對區塊鏈,各國通訊運 營商均積極展開佈局,期待在新一輪的技術革命浪潮中抓住戰略機遇, 從而掌握區塊鏈技術發展的主動權、創造新的商業模式、提升效率、降低成本並帶來新的收入,但目前通訊運營商在區塊鏈技術方面的發 展還處於實驗階段。

(一)國外通訊運營商佈局區塊鏈技術主要有三種方式,分別為自主研究、聯盟合作和戰略投資。

美國電信巨頭 AT&T申請一項關於使用區塊鏈技術建立家庭使用者伺服器的專利。法國電信 Orange選擇在金融服務領域嘗試區塊鏈, 用於自動化和提高結算速度。瑞士大型國有電信供應商 Swisscom成立“Swisscom Blockchain AG”公司,該公司圍繞區塊鏈技術開展面向企業的解決方案。韓國移動運營商 LGU+推出基於區塊鏈的海外支付系統。

日本軟銀、美國 Sprint、臺灣遠傳電信、KT公司及美國加州區塊鏈初創公司TBCASoft等數十家公司成立運營商區塊鏈研究小組(CBSG),該聯盟旨在共同構建跨運營商的全球區塊鏈平臺和生態, 進而為電信成員及其使用者提供跨運營商的各種服務,如在跨運營商的支付平臺系統上完成充值、移動錢包漫遊、國際匯款和物聯網支付等。

Verizon投資了物聯網初創企業 Filament,其研究物聯網裝置安全溝通、執行智慧合約以及傳送小額交易。美國運營商 Sprint與區塊鏈初創企業 NXMLabs合作推出區塊鏈技術支援的 5G聯網汽車平臺。

(二)國內通訊運營商在區塊鏈標準、專利、平臺及應用方面持續發力。

在 2019年 10月 24日中共中央政治局第十八次集體學習會上, 習近平總書記指出,要加強區塊鏈標準化研究,提升國際話語權和規則制定權。

推動區塊鏈標準的國際化:國內三大通訊運營商及裝置商,在ITU建立多個區塊鏈國際標準專案,如在 ITU-TSG20建立“基於物聯網區塊鏈的去中心化業務平臺框架”、在 ITU-TSG13發起“NGNe 中區塊鏈場景及能力要求”專案、在 ITU-TSG16成立“分散式賬本業務需求與能力”專案等。中國移動在 GSMA的欺詐與安全工作組(FASG,Fraud and Security Group)立項研究區塊鏈應用於運營商 PKI領域的標準工作。

專利數量居於前列:根據國家智慧財產權局的統計,2019年第一季度公開的區塊鏈專利數量為 2041項,中國聯通區塊鏈專利數到達154 件,在國內排名第二,在央企排名第一。

搭建區塊鏈平臺:中國電信打造的區塊鏈可信基礎溯源平臺“鏡鏈”,提供完備的區塊鏈溯源基礎能力;此外,其基於區塊鏈去中心化的 IoT平臺,整合了中國電信政企閘道器資源,構建去中心化的共享經濟平臺,在最大程度上保證了使用者資料安全與裝置控制安全。中移動與火幣中國等打造“區塊鏈+物聯網”身份認證平臺,該平臺基於區塊鏈和物聯網技能的身份共享核驗平臺,在快遞、租房、旅遊實名制等領域有廣泛應用價值。

深入挖掘應用場景:將區塊鏈應用於電子招投標、精準扶貧、農業溯源等多行業應用場景。在電子招投標方面,使用區塊鏈技術打造四位一體的可信電子招投標系統,實現招標方、投標方、評標專家和監管審計的協同,流程合規、多方協同、成本縮減和可信透明。在精準扶貧方面,搭建去中心化的流程,實現扶貧資料的不可篡改,以及對於扶貧資金的追本溯源。在農業溯源方面,提供定位、告警、到溯源、再到軌跡回放等一系列服務。

從上述可見,目前,國內外通訊運營商在區塊鏈領域均積極展開佈局,搶佔區塊鏈標準高地,加快區塊鏈技術研發投入、加強應用試點示範,提升影響力,並加強多方合作,建立行業生態。

區塊鏈作為一種通用技術,從數字貨幣加速滲透至其他領域,和各行各業創新融合。未來將有更多傳統企業使用區塊鏈技術來降低成本、提升協作效率、激發實體經濟增長。據 Tractica預測,到 2025 年全球企業區塊鏈市場規模將達到 203億美元。

在電信領域,根據全球市場研究機構 Research and Markets的資料顯示,電信中的區塊鏈技術將從 2018年的 4660萬美元的產業爆發到 2023 年的 9.938 億美元。

1.3 5G和區塊鏈相互賦能

在 2019年 10月 24日中共中央政治局第十八次集體學習會上,習近平總書記指出,區塊鏈技術已經得到國家和社會的廣泛認可,已 成為國家技術革新和產業變革的重要推手,將成為促進網路強國建設、數字經濟發展、經濟社會發展的重要推動力。區塊鏈技術提升生產、經濟和社會協作能力,人工智慧提生活、經濟和社會的智慧能力,兩 者具有同等重要性。習近平總書記的重要指示,指明瞭應對和解決

5G萬物互聯時代關鍵資料隱私保護問題、大資料大規模應用的監管問題、全球數字貨幣的緊迫競爭問題、金融科技的發展問題、網路強國和數字經濟的建設問題等重大問題的方向和策略。

5G與區塊鏈擁有各自的優勢和劣勢。5G的優勢在於網路覆蓋廣、資料資訊傳輸的速率高、通訊時延低及支援海量連線,有利於構建和提升數字化的社會經濟體系,然而,作為一項底層網路通訊技術,5G 存在一些亟待解決的問題。在使用者隱私資訊保安、線上交易信任確立、虛擬智慧財產權保護等領域,5G仍存在短板。

區塊鏈技術旨在打破當前依賴中心機構信任背書的交易模式,用密碼學的手段為交易去中心化、交易資訊隱私保護、歷史記錄防篡改、可追溯等提供技術支援,其缺點包括業務延時高、交易速率慢、基礎裝置要求高等。

5G 和區塊鏈技術結合有利於數字化社會經濟的安全健康發展。5G是通訊基礎設施,為傳遞龐大資料量和資訊量提供了可能性,同時,快速的傳輸速度大大提升了資料傳輸的效率。區塊鏈提出業務開展的新模式和新框架。區塊鏈作為去中心化、隱私保護的技術工具, 協助 5G解決底層通訊協議的部分短板,比如隱私、安全、信任等問題,在 5G時代發揮重要作用,以提升網路資訊保安,最佳化業務模式。

1.3.1 5G 和區塊鏈相互影響

5G與區塊鏈相互促進、相互影響,5G網路的高速、低延時、高可靠特性提高區塊鏈效能,其創造的萬物互聯將產生更多的可上鍊資料;而在區塊鏈的去中心化工作模式對 5G網路的穩定性帶來挑戰的同時,也可對 5G網路安全性提供保障,並提升資料價值。

(1)區塊鏈的去中心化工作模式對 5G網路的穩定性帶來挑戰

去中心化協作是區塊鏈的核心工作模式。為實現去中心化環境下的相互協作,區塊鏈引入點到點的通訊、事件訊息全域廣播、資料副本儲存等協作機制。當存在大量的區塊鏈應用和海量的區塊鏈應用節點相互通訊時,5G網路將可能面臨不確定性的區域性網路擁塞(例如, 網路信令響應、網路頻寬支援等),並可能難以定位和維護,影響網路整體效率和使用者體驗。

(2)5G 將大幅度提升區塊鏈網路的效能和穩定性

5G擁有更快的資料傳輸速度,可以以高達每秒 10Gb的速率傳輸資料,藉助 5G網路,區塊鏈系統的交易速度將會更快,區塊鏈中各類應用的穩定性也將得到質的提升。

(3)5G 創造的萬物互聯為區塊鏈帶來更多可上鍊資料

5G 技術能夠給物聯網帶來更廣的覆蓋、更穩定的授權頻段、更統一的標準,從而對基於物聯網的區塊鏈應用提供有力的支援。5G 驅動智慧裝置大量採用,這意味著區塊鏈將擁有比以往更多的資料,而這些資料將極大地推動技術的全球化。因此,依託高速的 5G 通訊技術,以及物聯網、大資料和人工智慧等各項技術的發展,區塊鏈將能為全球上萬億的商品,提供穩定的跟蹤、溯源能力和分散式的點對點交易功能。

(4)區塊鏈為 5G 應用場景提供資料保護能力

5G時代網路速度大幅度提升,資料量也隨之急速增長,此外, 更多計算和儲存將由智慧終端和邊緣計算節點來承擔,這對資料的保護能力提出了更高的要求。區塊鏈的去中心化、交易資訊隱私保護、歷史記錄防篡改、可追溯等技術特性,天然適用於對資料保護要求嚴格的場景。以區塊鏈為代表的應用密碼技術將為網路重構安全邊界, 建立裝置間的信任域,實現安全可信互聯。同時,終端去隱私化的關鍵行為資訊上鍊後,分散式儲存在區塊鏈各節點中,保證資料完整性和可用性,促進構建智慧協同的安全防護體系。終端資料分散式儲存在區塊鏈節點中,可以防止原本中心資料庫中的資料被篡改、被駭客盜竊,甚至中心資料庫管理者利用資料非法牟利等情況。

(5)區塊鏈促使 5G 實現真正的點對點的價值流通

5G重點佈局分散式的應用場景,比如車聯網、遠端影片、智慧城市等。區塊鏈可以做到在分散式部署的架構下,無需中心機構做確權,而由去中心化的節點在鏈上確權和分發。這就促使點對點的價值交換成為可能,而不需要透過中心化的中轉和支付交換費用,大大提升了終端交易的效率,降低交易成本。例如,5G頻寬租賃服務、新能源電錶交易等商業模式,很適合透過區塊鏈來完成點對點的交易, 實現價值交換。

1.3.2 5G 與區塊鏈融合技術特徵

5G與區塊鏈技術的融合,將可以供提高效、安全和快速的服務體驗。5G技術和區塊鏈技術呈現出相輔相成的關係,5G技術為實現高效率的數字化經濟提供支撐,而區塊鏈技術為數字化經濟提供安全和信任保障。

(1)5G 高速網路,提升區塊鏈交易速度

區塊鏈節點與節點間的通訊一直是一個難以解決的技術問題。受限於網路傳輸速度等限制,區塊鏈專案的交易處理速度較低,阻礙了區塊鏈在金融、供應鏈等領域的發展;並且為確定真實性在區塊鏈上進行的交易往往會有較大的延時,進一步降低了區塊鏈的交易速度。5G 落地後,可使硬體端到端之間的網路通訊速度大幅提升,在保持區塊鏈去中心化程度的同時,實現更快的交易處理速度。

(2)區塊鏈分散式架構,保證網路裝置安全

5G技術使得裝置與裝置間的通訊成為可能,區塊鏈分散式架構意味著資料特性可以被保護和確保,這解決了當前物聯網裝置資料容易被竊取或複製的安全風險。透過使用區塊鏈,利用它的非對稱加密和雜湊演算法,可以防止資料篡改,從而能夠保護這些資料的安全與隱私。

(3)區塊鏈去中心化本質,為網路資源共享提供新的解決思路

區塊鏈分散式記賬的本質及上層智慧合約具有使能智慧結算、價值轉移、資源共享的天然優勢,很適合與網路資源共享相結合,例如,“授權頻譜”之間的相互共享、頻譜擁有者之間的相互信任、頻譜價 值轉移、資源共享等。隨著未來網路的密集化,基於區塊鏈的動態頻譜共享將成為未來網路的發展趨勢。

(4)區塊鏈高可信特性,為業務運營提供高效解決方案

區塊鏈系統可信高和防篡改的特性,為通訊運營商業務運營提供高效解決方案。例如,在國際漫遊結算方面,通訊運營商及其漫遊夥伴之間可以共享一套可信、互認的漫遊協作與結算區塊鏈,所有的漫遊記錄上鍊,實現可查可追溯,安全透明,從而提升結算工作效率, 減少複雜的爭端處理和仲裁機制。

二、區塊鏈促進 5G 發展

5G的強項在於資訊傳輸的速率高、網路覆蓋廣、通訊延時低, 並允許海量裝置接入。但是,在 5G的建設和運營過程中,會遇到較難解決的困難,例如,隱私資訊保安、虛擬智慧財產權保護、虛擬交易信任缺失等。而區塊鏈技術恰好可以彌補 5G隱私安全性差、虛擬交易信任缺失、產權保護不到位等缺點。區塊鏈的去中心化、交易資訊隱私保護、歷史記錄防篡改、可追溯等特性將對推動 5G網路與 5G業務新模式的發展起著良好的促進作用。本章將從 5G接入網、通訊裝置管理、電信應用及業務幾個方面闡述區塊鏈對 5G網路基礎設施及運營管理的促進作用。

2.1 5G 接入網路

2.1.1 動態頻譜管理與共享

頻譜資源是通訊運營商最重要的資產之一,不斷提升頻譜利用率是通訊運營商一貫的追求。隨著寬頻無線業務的快速增長,對頻率資源的需求大幅增加,未來頻率資源的供需矛盾將非常突出。

5G網路具有低時延大容量的特點,但同時也是消耗頻譜資源的大戶。多制式網路頻譜融合技術被視為未來 5G網路的關鍵能力。透過精細化管理,實現高、中、低頻段的頻譜共享,從而提高頻譜利用率,是緩解頻譜供需矛盾的重要手段。5G網路頻譜、物聯網垂直行業頻譜、WI-FI等免授權頻譜之間的動態共享等問題也值得研究。

區塊鏈技術是一種分散式賬本技術,其具有去中心化、公開透明、不可篡改等特性,並且區塊鏈上層智慧合約具有使能智慧結算、價值轉移、資源共享的天然優勢,頻譜資訊亦可透過區塊鏈來記錄。在非授權頻段,各使用者競爭接入頻譜,需要一種共識演算法或協議來解決通道爭用問題。在區塊鏈中,區塊的生成意味著共識的達成,達成共識的演算法可以用來解決通道爭用問題。利用區塊鏈所有參與方都可對資訊進行監督,記錄不可篡改刪除的特點,使得無線頻譜資源的共享、價值轉移流透過程更加公開透明和真實可信,進而實現不同頻譜擁有者無線頻譜資源價值變現化、價值轉移化和頻譜共享化。

2.1.2 接入共享

智慧合約是區塊鏈技術的核心功能之一,用於自動執行接入點之間的規則和協議,並允許網路資源的實時可用性。通訊運營商可以利用區塊鏈技術為使用者提供快捷可靠的 5G服務。3GPP和非 3GPP接入網路均可以透過區塊鏈網路進行連線,其中每個接入點(例如,WI-FI 路由器、信元塔等)可以充當網路中的節點以監控裝置,且裝置可以使用最佳接入節點。在構建新一代分散式無線網路過程中,可以透過區塊鏈框架允許異構接入節點和裝置之間的無縫配置。使用區塊鏈, 接入節點、網路和使用者之間的規定和協議將作為數字智慧合約即時協商。任何裝置都可以協商最佳服務,通訊運營商可以在任何網路節點中動態調整智慧合約中的程式碼。支援區塊鏈的移動服務可以適應位置和使用者需求,並根據供需情況進行調整。通訊運營商可以使用區塊鏈技術使使用者更容易地訪問公共 WI-FI。使用者和通訊運營商可以為公共WI-FI服務提供及時和簡單的“微合同”。

2.1.3 巨集微基站協同組網

隨著 5G網路建設的深入和資料流量不斷增長,傳統巨集基站和室內分佈系統在物業協調、配套建設、擴容改造、深度和精確覆蓋等方 面的侷限性將日益凸顯。微基站以小型化、低成本、低功耗和即插即 用型的設計,靈活的回傳網路,安裝簡單,易部署等特點,成為傳統 巨集基站和室內分佈系統的重要補充,在巨集蜂窩完成基本面覆蓋基礎上, 巨集微協同,負荷分擔,實現均衡優質的網路體驗。

利用區塊鏈技術構建去中心化網路基礎設施,調動使用者部署自己的微基站並接入到 5G網路,在幫助通訊運營商構建和完善自己的 5G 接入網路並降低相關建設和運營成本的同時,使得每個參與的使用者都能成為區塊鏈的入口。透過區塊鏈智慧合約的方式變現使用者的閒置流量,幫助通訊運營商廣泛建立 5G相關基礎設施,推動 5G的快速落地和發展。

2.1.4 區塊鏈邊緣雲服務

多接入邊緣計算技術(MEC)是基於 5G演進的架構,並將移動接入網與網際網路業務深度融合的一種技術。MEC一方面可以改善使用者體驗,節省頻寬資源,另一方面透過將計算能力下沉到邊緣節點,提供第三方應用整合,為移動邊緣入口的服務創新提供了無限可能。

區塊鏈技術,可以提供交易的可追溯和不可篡改等特性,體現公平公正,提高使用者參與的積極性,從而激發和促進 MEC應用場景的規模部署。基於區塊鏈技術的去中心化的邊緣計算,在資料安全、身份認證、隱私保護方面將更有優勢。

一是資料安全。終端產生的資料儲存在第三方,造成資料的所有權和使用權分離,極易產生資料丟失、資料洩露、非法資料操作等問題,資料安全無法保證。使用區塊鏈技術對資料進行加密確權,只有授權後才能使用。區塊鏈的儲存網路,也保證了資料的完整性。

二是身份認證。假如有千萬級物聯網終端集中上線、集中認證, 傳統的集中式認證機制難以實現,所以,使用區塊鏈去中心化的分散式認證技術,每個裝置可以生成自己唯一的基於公鑰的地址,從而能夠和其他終端進行加密訊息的收發。

三是隱私保護。區塊鏈的零知識證明機制能夠在保護個人隱私的情況下,最大化的獲得資料的價值。零知識證明是指,證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的資訊的情況下,使驗證者相信某個論斷是正確的。

在實際部署中,區塊鏈平臺或應用可以安裝部署在 MEC伺服器上, 為不同的應用場景提供區塊鏈技術和能力支撐。基於 MEC的區塊鏈邊緣雲服務,與核心雲服務以及終端的 SIM服務協作,可以促進區塊鏈在通訊運營商的網路和應用中落地。

2.2 5G 通訊裝置和網路管理

2.2.1 通訊裝置管理

對海量的複雜的通訊裝置進行管理,一直是通訊運營商的挑戰。一方面,通訊網路中存在大量硬體裝置,這些裝置數量多、種類多、廠家多、批次多,廣泛分佈於核心網、傳輸網、資料網、接入網等多個領域,難以形成自頂向下透明化穿透式的管理及通訊裝置全生命週期的管理。另一方面,通訊裝置巡檢方式仍處於數字化/智慧化轉型過程中,巡檢資料的自動採集、可信儲存、記錄溯源、智慧分析等全流程技術仍不完備。

針對目前通訊裝置管理與裝置巡檢的現狀及痛點,區塊鏈技術帶來解決問題的新思路。利用區塊鏈資料可靠、可信等特徵,可以實現高效、智慧、透明的 5G通訊裝置管理。再結合物聯網、大資料、人工智慧等技術,可以為通訊運營商提供裝置巡檢和裝置全生命週期智慧化管理服務,以提高巡檢質量和效率。

具體而言,通訊裝置可以採用統一的資料結構,把配置和管理信 息儲存在區塊鏈的裝置鏈中。鏈上的裝置資訊在全網節點中進行共享, 便於裝置資訊的使用及對其進行統計查詢等。不同省份透過不同的裝置巡檢子鏈,儲存所維護裝置的巡檢資料。此外,區塊鏈所存放的資料,開放給集團公司、省級公司進行查詢、統計。網路和業務運營過程中所涉及的裝置包括通訊裝置管理及巡檢的流程,可以實現對裝置維護工作的規範化、標準化和精細化管控。提升巡檢效率、降低人工成本、提升巡檢質量、提供統一的裝置管理與巡檢解決方案。

2.2.2 網路管理

目前業界統一網路管理解決方案,實現面向使用者和電信級服務的綜合網路管理系統,支援對 2G/3G/4G/5G核心網、無線網、業務系統的“集中監控、集中管理、集中維護”的管理。

網路管理的主要功能模組包括,故障管理、配置管理、效能管理、安全管理、拓撲管理、資產管理、系統管理等。各功能模組之間相互獨立,而又互相通訊,支援了靈活多樣的應用服務。

網路管理的核心功能是告警故障管理和配置管理等,結合區塊鏈的資料防篡改、可追溯的特性,在告警記錄管理、操作維護日誌管理等方面,有緊密結合的場景,透過相關資料上鍊能夠實現對操作日誌的可靠儲存與可追溯,對關鍵告警記錄的可信儲存。

透過區塊鏈和網路管理的結合,可以進一步提升現有網路管理系統的安全性和操作維護可信度。

(1)操作日誌管理

網路管理系統的日誌管理功能可以記錄網路管理執行和操作的 動作,包括執行日誌和操作日誌。執行日誌記錄網路管理的程序執行情況,定位網路管理執行的問題。操作日誌記錄操作員的登入、登出、操作命令等人為使用情況。

當採用操作日誌上鍊儲存的方式,操作日誌上鍊後具備高度可靠、無法篡改、強安全、時序不可逆等特點,經過上鍊操作後無法進行修 改,日誌記錄的行為可追溯。

(2)告警資訊管理

告警資訊對於網路正常執行和維護相當重要:一方面,為使用者提供裝置告警資訊和一般故障的解決辦法,方便使用者瞭解裝置當前使用情況。另一方面,某些裝置的頻繁告警也反映了網路的現狀或者該裝置的故障率高低。

由於裝置故障發生時告警資訊會非常多,目前網路管理提供了多種告警資訊過濾和告警相關性設定功能,可以根據設定只顯示使用者最關心的告警資訊,同時,可將高階別的告警資訊上傳到區塊鏈系統, 實現關鍵告警資訊的可信儲存,且不可篡改,便於進行告警資訊的追溯和分析。

2.3 5G 通訊應用與業務

2.3.1 數字身份認證

(1)面向個人的數字身份認證

身份認證技術的發展,經歷了從軟體認證到硬體認證、從單因子認證到雙因子認證、從靜態認證到動態認證的演變過程,現在又要經歷從中心化認證到區塊鏈去中心化認證的演變過程。

在區塊鏈數字認證方案中,藉助非對稱加密,私鑰擁有者可以推匯出相應的地址,作為身份的唯一識別符號,進而將身份屬性透過智慧合約進行關聯。使用者可以選擇性的公開身份資料,也可對第三方進行授權使用,同時因為區塊鏈去中心化的特性,通訊服務商之間不必維護使用者身份儲存,統一從區塊鏈中公開或授權的方式獲得相關資訊即可。採用此方案,透過多方參與的區塊鏈技術,可實現通訊運營商之間的合作機制,區塊鏈技術保護個人隱私資料不被洩露盜取,解決使用者身份資料使用的合法和合規性問題。同時,結合通訊運營商具備的大量實名使用者資訊,基於通訊運營商提供的手機號碼和個人資訊進行身份驗證,可以為使用者提供便捷、安全的身份認證服務。

(2)面向物聯網裝置的數字身份認證

隨著 5G和物聯網技術的發展,通訊運營商面對的網路架構將不斷最佳化,裝置連線數、業務規模將爆發式增長,同時通訊運營商面對更多的產業合作方,區塊鏈技術提供的資訊保安保護可以有效的加強安全的互信合作及對海量物聯網裝置的安全管理。

透過使用區塊鏈,可以使用加密技術和安全演算法來保護身份。每個裝置都有自己的區塊鏈地址,可以根據特定的地址進行註冊,從而保護其身份不受其他裝置的影響。

利用區塊鏈去中心化、不可篡改等特性,在區塊鏈上構建 PKI數字證書系統,在裝置商、運營商之間建立信任關係,將傳統 PKI技術集中式的證書申請、狀態查詢改變為分散式實現。利用該系統,裝置可自行生成並提交證書,區塊鏈節點使用智慧合約驗證和寫入證書; 證書使用過程中,依賴方透過區塊鏈檢查證書的正確性和有效性。區塊鏈技術去中心、防篡改、多方維護等特點提升傳統 PKI技術的易用性,擴充套件 PKI技術的應用場景。

2.3.2 資料共享與協作

國內三大通訊運營商的通訊資料在資料結構、內容和格式方面具有很大的相似性,因此,這些資料很容易應用於相同的需求場景。特別是5G時代隨著網路速度的提升,資料量也隨之高速增長,同時5G 時代對資料的安全性保護和隱私保護也提出更高的要求。

區塊鏈的分散式、自組織特性,可用於構建資料共享、分散協作的去中心鬆散生態環境,其用密碼學的手段為交易去中心化、交易資訊隱私保護、歷史記錄防篡改、可追溯等提供技術支援,天然適用於對資料保護要求嚴格的場景。

依靠區塊鏈提供的分散式賬本結構,讓資料交易流通記錄能夠做到公開透明、不可篡改和可追溯,充分反映流通各環節狀況,建立資料流通各鏈條之間的信任關係。基於共識機制,在資料資源產生或流通之前,將確權資訊和資料資源有效繫結並登記儲存,使全網節點可同時驗證確權資訊的有效性,並以此明確資料資產的權利所屬人。透過資料確權建立全新的、可信賴的大資料權益體系,為資料交易、公共資料開放、個人資料保護提供技術支撐,同時為維護資料主權提供有力保障。

2.3.3 國際漫遊結算

目前,全球有 700多家運營商,若開通漫遊業務,都需要彼此之間進行相互的漫遊關係的建立、漫遊協議的談判和漫遊結算等相關工作。同時,不同國家運營商的話單方式、對賬方式等都非常複雜,需要人工適配,效率比較低,結算成本也比較大。

利用區塊鏈系統可信度高和防篡改的特性,運營商及其漫遊夥伴之間可以建立一套可信、互認的漫遊協議檔案及財務結算檔案體系, 漫遊記錄全部上鍊,實現可查可追溯、安全透明,透過智慧合約實現高效、低成本、安全及標準化的結算方式,提升結算工作效率,消除之前因為不一致帶來的爭端處理複雜的難題。將區塊鏈技術應用於國際漫遊,可大大減少各運營商傳統的進行協議檔案巡檢和處理的人工工作量,以及出現爭議時申告處理的時間,降低人力成本;同時,可提高協議檔案的傳輸可靠性,可確保漫遊結算資費的準確性。

2.3.4 數字錢包

數字錢包相當於銀行賬戶,使用者可以透過分散的方式儲存、接收 和向他人傳送數字化資產。5G將帶來更豐富的應用,以及全新的商業 模式,各種付費的應用將層出不窮。通訊運營商可以利用區塊鏈進行 小額資金支付,以支援音影片,手機遊戲和其他此類服務的小額支付。這幾年,國內的通訊運營商也都涉足了這個領域。例如,中國電信的 翼支付和聯通的沃錢包都是特定形式的數字錢包,以實現客戶對客戶 的支付。使用區塊鏈技術,擁有網際網路連線的人可以建立自己獨特的 錢包,該錢包在與此類資產的加密網路互動時註冊自己的私鑰和公鑰。私鑰是所有者獲得訪問此類錢包的唯一身份或密碼。公鑰是所有者用 來傳送或接收數字資產的地址。由於每筆交易都記錄在具有加密安全 性的分散式賬本中,因此網路中的任何人都可以在保留髮送方的匿名 元件的同時對其進行審計。這為使用者提供更透明、更可跟蹤和更安全 的網路體驗。

三、“5G+區塊鏈”典型融合應用

5G作為新一代行動通訊技術,具有高可靠、低延時、大頻寬三大特性,區塊鏈作為新一代網際網路技術,具有去中心化、可追溯、開放性、防篡改等特點。5G為區塊鏈提供堅實的網路基礎,區塊鏈協助 5G解決底層通訊協議的部分短板,比如隱私、安全、信任等問題, 在 5G時代發揮重要作用。5G和區塊鏈技術相輔相成,關係密不可分。5G 和區塊鏈協同推動貿易金融、智慧城市、物聯網等領域的發展, 擁有大量應用場景。

3.1 貿易金融領域

目前,全球經濟都在向一體化的方向發展,各地貿易市場發展迅猛,全球化大規模貿易合作層出不窮,傳統的中心化金融管理機制正在面臨著諸多挑戰,例如,企業資訊分散、企業之間缺乏信任、企業之間無法第一時間獲取所需要的資訊等。5G和區塊鏈技術相互融合, 透過提高網路能力與安全能力,可以解決中心化金融管理機制所面臨的困境。

3.1.1 金融保險

5G 帶給金融保險領域新的發展機會。保險企業、硬體製造商以及通訊運營商之間正在積極探索 5G 帶給金融保險領域的新變革。當前,保險領域主要面臨兩個方面的問題,一方面是缺少有效勘察定損的技術手段,另一方面是傳統的“社會信任”模式已經難以適應社會和經濟發展的需要。5G和區塊鏈技術融合可以解決這兩個主要問題。在勘察定損方面,大力發展 5G終端裝置,在終端裝置上配備 5G高畫質影象傳輸及機器視覺智慧分析功能,再結合區塊鏈技術,使資料在5G網路環境下進行實時可信傳遞,幫助實現智慧終端的可信互動。此外,區塊鏈技術的可追溯能力讓保險業務流程更加透明,有利於增強保險公司和客戶之間的相互信任。

3.1.2 供應鏈管理

可以針對供應鏈建立一個聯盟鏈,這個聯盟鏈可以包括供應商、廠家、分銷商、使用者等所有參與者。鏈上的所有企業都是聯盟鏈的會員,以會員的形式開展活動。會員之間是相互信任的,可以直接進行點對點的交易,取消了傳統的中心企業進行轉發和處理的過程,減輕了企業所要承擔的風險。透過發揮資料追溯稽覈、資料真實、快速反應、鏈上成員管理、資產數字化、流程智慧化等特性,區塊鏈可以賦能供應鏈管理和供應鏈金融。5G為聯盟鏈提供網路支援,核心企業實時動態瞭解鏈上各項業務活動,對有關事項、突發事件及時處置, 同時,評估鏈上企業行為。

3.1.3 產品溯源

傳統的產品溯源是利用感測器採集資訊,透過人工的方式做格式化處理,並填寫到溯源系統。在這樣的操作下得到的資訊不完整也不一定真實,同時由於技術的限制,溯源資訊比較單一,速度和效能也會受到制約。在 5G時代,產品的溯源資訊除了結構化的文字,還可以是圖片、影片等。以農業產品為例,溯源監控節點可完全覆蓋產品的生長過程、用藥情況,或者是栽培過程、肥料使用方法、光照等諸多資訊,同時採集產品打包、流通、消費等各個關鍵節點的資料,並透過 5G高頻寬多連線的特點,被實時完整地記錄下來。多參與方透過 5G高效的資料採集模式把資料上傳到溯源區塊鏈中,向消費者或第三方系統提供產品完整、真實、不可篡改的溯源資料服務。5G可保障溯源資料傳輸的完整、全面、快速,區塊鏈可保障溯源資料的可信任,5G與區塊鏈技術的融合將促進溯源產業的快速發展。

3.2 智慧城市領域

智慧城市擁有巨大的產業範疇,包括智慧政務、智慧環保、智慧安防等大量應用場景,這些應用場景的實現依靠於大量高新技術,包括,雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈,人工智慧、5G等;這些技術相互貫通,相互配合,共同推動智慧城市的建設。目前智慧城市正處於數字轉型的關鍵時期,大量基礎設施正在建設中,如何將這些基礎設施互相連線、實現資料共享是智慧城市面臨的重要問題。5G和區塊鏈融合將為智慧城市帶來全新體驗,改善我們的生活。

3.2.1 智慧政務

由於區塊鏈提供了不可篡改、不可刪除、可追溯等特性,可以為 政府的智慧政務提供可信的資料互通能力。在疊加了 5G技術之後, 可以大大提升資料互通互信的效率,同時更多的新業務將會為政務服 務提供更加豐富的體驗,例如,支援政務高效遠端審批等。透過 5G 訊號部署、5G實時轉播,利用 5G終端開展高精度資訊取樣和大資料智慧分析,結合區塊鏈不可篡改特性保證傳輸資料的安全,透過智慧 合約,實現政務遠端高效審批,可節省大量時間和人力。例如,為了 消除腐敗和選票欺詐的發生,可以考慮將 5G和區塊鏈技術應用在電子投票系統中。稅務部門、工商管理部門等都可以利用 5G區塊鏈技術,快速定位票據、登記資訊等問題,避免作假行為的發生,為公司 信用提供保障。未來,更多的政務資料資訊將以影片或AR/VR影像呈現,新型的、立體化的市民政務服務、應急指揮排程、政府資料展示 等將出現在政府服務中,區塊鏈技術在這些場景中能夠提供身份識別、辦事過程資訊不可篡改,事後可追溯等功能,為 5G場景下的智慧政務提供更加可靠、可信的解決方案。

3.2.2 智慧城市監控

智慧城市監控是區塊鏈在智慧城市中一個典型應用。影片監控涵蓋了智慧城市建設主要的資料傳輸環節,同時也是整個安防領域中最核心的環節。伴隨著 5G技術不斷的深入融合到整個安防產業當中, 將催化大量安全警報器、感測器和攝像頭的部署。為了保證這些監控及資料傳輸的安全,監控裝置之間可以成立區塊鏈,保證所有上傳的資料的真實性,結合 5G帶來的更高畫質的畫面,更豐富的影片細節, 提高監控影片的分析價值。

3.2. 3 智慧園區安防

智慧園區的安防越來越受到人們的重視。安防的重點是對眾多攝 像頭、壓力、溫度等感測裝置的監控。目前無線監控裝置和有線監控裝置還處於並行狀態,但無線監控裝置安裝方便、靈活性強、價效比 高等特性已經開始越來越被消費者看重,只是還受限於頻寬資源有限,干擾因素多,而影片訊號資料量大,實時性要求高等問題。而隨著 5G網路崛起,以及資費費率的下降,這些問題有可能都會迎刃而解。網路監控無線化,將成為新的方向。園區安防利用區塊鏈技術實現不 同園區或區域的安防資料共享,在技術上規避資料造假推卸安全責任等隱患發生。

3.3 物聯網領域

物聯網已經逐漸走入我們的生活,但是,不得不承認,安全問題(包括,資料隱私、資料的傳輸與儲存安全等)目前已經成為物聯網的最大弱點。物聯網終端千差萬別、感測器種類眾多,裝置之間的資料傳輸很容易受到攻擊使得裝置成為“殭屍”裝置,威脅到系統、資料、網路安全。因此,將區塊鏈應用到物聯網中可以說是迫在眉睫。

3.3.1 車聯網

隨著 5G時代的到來,傳統汽車行業也在逐步邁向網際網路時代。但是,目前車聯網仍然存在一些問題,主要包括,車聯網系統的資料量龐大、車聯網系統存在安全隱患、車聯網缺乏可靠“大腦”無法實時處理大量資料等。藉助 5G技術的蓬勃發展,車聯網面臨的困境也將一步步得以解決。利用 5G低時延、高可靠、海量連線的能力,聯網車輛不僅可以幫助實現車輛間位置、速度、行駛方向和行駛意圖的實時溝通,更可以利用路邊設施輔助聯網車輛對環境進行感知。但是,5G仍然無法解決系統安全隱患的問題,此時需要結合區塊鏈技術。區塊鏈將車、人、服務商都引入鏈中,透過其不可更改特性,保障了資料資訊保安,鏈中的使用者能夠分享由區塊鏈帶來保護的資料資訊, 從而提高駕駛的安全和服務商管理的效率。

3.3.2 無人機

無人機作為一種新型的科技產品,越來越融入我們的生活,同時無人機對於行動通訊網路的需求也越來越旺盛。正因如此,很多人預測無人機將是 5G網路最先商用的幾大行業之一。5G網路低時延、抗干擾、海量連線的特點可以緩解無人機在 4G網路時代的尷尬。5G時代下,無人機帶來海量通訊,原有的中心化處理機制很難支撐,需要區塊鏈技術去中心化處理。區塊鏈技術融合 5G技術促使指令有效傳遞至各個無人機節點,無人機節點間實現實時通訊。

3.3.3 智慧家居

智慧家居是物聯網領域的重要應用。目前市場上已經出現了大量 的智慧家居產品,但是因為種種原因,例如,標準問題、網路問題、互聯缺陷等問題讓每一個智慧家居產品成為單一的資訊孤島而無法 互聯互通形成智慧家居體系。在 5G時代,各類智慧家居產品利用 5G 網路高頻寬和低延遲兩大特性,透過 5G網路接入雲端,加速家居產品間的互聯互通,推動智慧家居行業發展。但伴隨著發展,資料儲存 和隱私安全越來越面臨巨大考驗。在智慧家居行業中引入區塊鏈技術, 智慧家居裝置在一個去中心化的平臺上執行,所有傳輸資料都經過嚴 格加密處理,從而保障使用者資料和隱私安全,彌補 5G資料傳輸安全性不足的缺陷。

3.4 工業網際網路領域

工業網際網路面臨著裝置實時互聯互通以及安全性等諸多挑戰,5G 為工業網際網路發展提供新機遇,5G結合區塊鏈將從網路、平臺、安全三個方面全方位推進工業網際網路建設。工業網際網路是一個很大的範圍,涉及到工業生產線上的每一個環節,在可靠和安全性方面,工業網際網路的要求極高。5G為在工業網際網路中引入區塊鏈提供可靠的網路支撐,區塊鏈上的節點都能建立可靠連線,提高工業網際網路的安全性。

3.4.1 智慧製造

如果在生產過程中出現時延過長,或者控制資訊在資料傳送時發生錯誤等問題,就易導致生產過程中斷,造成巨大的財務損失。據統計,工業系統通訊的時延需要達到毫秒級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制。5G具有低時延、高可靠,海量連線的特性,可以將生產時延降到毫秒級別以上。此外,區塊鏈也可以幫助提高工作效率。區塊鏈特有的點到點通訊和去中心化協作機制,可以使得智慧製造中的各種請求不必從中心繫統一層層向外傳遞請求,從而提高工作效率。

3.4.2 智慧工廠

在傳統的工業生產中,產品的質量檢驗一般都是產品生產完成之後,對產品進行資料監測。但是利用 5G網路的高頻寬、低時延特性, 工程師可以對工廠中車間、機床等執行資料進行實時採集,利用 5G 邊緣計算等技術,在終端側直接進行資料監測。在智慧工廠中還可以引入區塊鏈技術,終端之間可以直接進行資料互動,而不需要經過雲中心,實現去中心化操作,提升生產效率。

5G保障對整個產品生命週期的全連線。智慧工廠中所有智慧單元均可基於 5G無線組網,生產流程和智慧裝備的組合可快速、靈活調整,以適應市場的變化和客戶需求越來越個性化、定製化的趨勢。智慧工廠從需求端的客戶個性化需求、行業的需求趨勢,到工廠交付能力、不同工廠間的協作,再到物流、供應鏈、產品及服務交付,要形成端到端的閉環。融入區塊鏈技術,有利於提升智慧工廠的生產效率,並節約生產成本。

3.4.3 智慧物流

物流行業巨頭們基本完成了以無人機配送、無人倉智慧分揀為代表的“物流智慧化”佈局,但是 5G的出現才真正促使“物流智慧化” 落地,真正實現物流智慧化應用的普及。5G低時延和海量連線特性讓車、倉、人、貨物之間互聯互通,實現更高效的互動。但是,如何保證車、倉、人、貨之間的安全協作仍然是亟待解決的問題。透過引入區塊鏈技術,區塊鏈不可篡改特性可以保證鏈中資料的安全,促進5G 智慧物流的穩定、健康發展。

3.5 新媒體領域

5G網路具有比 4G網路快上百倍的傳輸速度,為高畫質影片直播中的高畫質影片上傳和任何終端無卡頓的收看提供了可能性。虛擬現實(VR)和增強現實(AR)即將成為新的媒體傳播方式,當下 VR和 AR 的普及一直存在很大問題,例如,只能觀看而無法互動、影象解析度低使模擬不夠逼真、延時過長使觀看者頭暈等等。然而 5G網路的“高速率、低時延”特性恰好適配了 VR和 AR對網路的敏感性特徵,虛擬場景和現實場景可以得到完美融合。可以預見的是,在 5G技術支撐下,以虛擬現實為代表的全新的媒體業務將迎來爆發式增長。5G和區塊鏈技術結合,實現傳統媒體和新興媒體在內容、渠道、平臺、經營和管理等方面的深度融合,形成平臺化、開放式、高度互聯的新型媒體架構。

3.5.1 版權保護

5G網路的“高速率、低時延”特性無疑將促進新媒體快速發展, 媒體業的快速發展也離不開版權保護。近年來,國家對盜版打擊力度不斷加強,數字版權的正版化率在不斷提升。這使得使用者版權付費意識逐漸養成,媒體付費的市場空間不斷擴大。區塊鏈技術解決了媒體付費行業痛點,透過技術手段將數字版權所有者和使用者緊密聯絡起來, 能有效提升版權作者創作動力、媒體付費率、媒體版權保護能力。隨 著技術的進一步發展,其對於媒體付費行業產生強大驅動能力。

3.5.2 數字資產管理

憑藉區塊鏈技術的數字簽名和雜湊演算法,能夠完成對媒體數字資產版權的精準跟蹤,從確權、用權、維權三個環節完整記錄數字資產流轉過程,從而解決了媒體無形資產確權和價值評估問題。媒體的新聞作品、文學作品、攝影作品、創意設計作品,乃至使用者瀏覽資料、互動評論內容,均可作為數字資產進行管理和保護。媒體還可以透過股權眾籌模式,進入媒體數字金融市場,提供文化創意版權作品的登記、註冊、交易服務。

四、“5G+區塊鏈”融合發展趨勢

4.1融合發展面臨挑戰

隨著 5G商用和快帶發展,有望真正實現萬物互聯。伴隨萬物互聯而來的,是海量的連線和資料。區塊鏈解決了物聯網中資料的安全、溯源、可信與定價問題,讓可信連線和可信資料成為真正具備價值的生產“原材料”。5G和區塊鏈的結合,揚長補短,相得益彰,未來必將能夠創造出更多的機會和價值。

5G與區塊鏈技術結合,當前技術研究或應用取得了一定的成果, 例如,通訊場景中的基於區塊鏈的數字身份識別、通訊裝置管理、國際漫遊結算、動態頻譜管理與共享及垂直行業應用等。但總體來看, 目前兩者融合發展中存在一些亟待解決問題,面臨一系列挑戰:

(1)當前 5G標準還不完善,5G技術本身還處於初步階段,網路部署還不全面

當前,5G標準分成 R15、R16兩大階段,第一版國際標準(Rel-15) 已全部完成,第二版增強標準(Rel-16)正在制定中,預計 2020年3月完成。同時,5G 技術還處於初步階段,其與產業的結合還處於實驗階段。目前,全球 5G商用國家不多,各運營商的 5G網路建設剛剛起步,離完備的覆蓋還有一定距離。

(2)“5G+區塊鏈”融合發展模式,大多數仍處於實驗階段,還沒有成熟產品的出現

區塊鏈應用的落地和廣泛推廣一直備受理論界和產業界的關注, 但由於其底層技術體系建設和評價標準設計始終未能達成共識,區塊鏈技術陷入“雷聲大雨點小”、“願景好落地少”的困境。目前大多數應用還處於研究或實驗階段,離規模化應用還有一段距離。

(3)技術融合不足,缺乏殺手級應用

區塊鏈與其他技術結合才能成為更成熟適用的解決方案,否則離真正的落地還有一定的距離。任何新技術,其最大發展瓶頸是商業化問題,找到適合垂直行業的商業模式,與行業深度結合,找到行業的痛點,才能做出“殺手級”應用。但目前,5G與區塊鏈融合尚處於發展初期,其商業模式尚在摸索階段,當前還沒有“殺手級”應用出 現。

4.2 融合發展建議

5G技術可以加速區塊鏈應用落地,區塊鏈技術也會給 5G發展帶來新思路。區塊鏈不可篡改、安全、可溯源、零知識證明的等特點在5G基礎設施建設、5G應用發展及網路演進方面發揮重要作用。對於“5G+區塊鏈”融合的發展,建議如下:

(1)利用區塊鏈技術構建網路基礎設施

利用區塊鏈技術構建去中心化網路基礎設施,促進通訊運營商間的基站共享、頻譜動態管理和共享,及調動使用者將身邊的電子產品打造成可以進行傳輸的微基站,實現巨集微基站的協作。在當前通訊運營商網路建設資金壓力下,透過區塊鏈去中心化、安全、智慧合約的特點,實現運營商間及運營商與使用者間網路基礎設施、資源的共享,幫助通訊運營商廣泛建立5G相關基礎設施,推動5G的快速落地和發展。

(2)5G 與區塊鏈結合加速應用發展

在物聯網、車聯網、無人駕駛、工業控制、智慧城市等領域,5G的萬物互聯可以實現實時並快速地傳輸硬體資料,區塊鏈的不可篡改、安全、可溯源、零知識證明技術能為裝置與裝置間大規模協作提供去 中心化的解決思路。5G與區塊鏈結合,將加速應用場景的落地。

(3)區塊鏈技術助力網路演進

隨著 5G網路的建設和技術的更新,下一代 6G網路通訊技術也搬上日程。6G願景是使人類進入泛在智慧化社會,同時 6G面臨諸多挑戰,例如,提升網路容量、頻譜效率、系統覆蓋、能量效率等。傳統專用頻譜分配方式,使得頻譜資源分配已滿且利用率低下,導致行動通訊系統面臨頻譜需求高但頻譜資源嚴重短缺的矛盾。6G將透過智慧化靈活頻譜共享技術,解決頻譜分配專用造成的利用率低下難題。在安全方面,6G引入可信機制具有內生安全的網路。區塊鏈技術在解決頻譜共享技術及網路安全方面,將能帶來新的技術突破。

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