停車、投票、領證,區塊鏈如何在「智慧城市」建設中大顯身手?


區塊鏈的未來已來,且勢不可擋。

我們所處的環境,正如我們的生活一樣,無時無刻都在發生日新月異的變化。我們開始用上越來越多的智慧硬體、智慧家居,與此同時,城市也變得越來越smart。

「智慧城市」聽起來可能不太日常,但卻關係著我們每個人的衣食住行,讓城市生活更便利高效。

比如,基於大資料技術的智慧交通燈控系統,能將行車的速度大大提升;基於物聯網和大資料技術的智慧社羣系統,可大大提高老百姓的辦事效率和居住滿意度;基於區塊鏈的電子憑證上鍊系統,能讓資訊高效流轉,而線上分散式資料庫可對證書歸屬進行安全快速驗證。

為了深入瞭解智慧城市帶來的喜人變化,在近日 fisco bcos 開源社羣舉辦的「區塊鏈助力構建未來城市的智慧大腦」生態應用研討會上,來自微眾銀行、騰訊雲和斐德坊的 3 位區塊鏈實踐者齊聚一堂,從停車、投票、智慧社羣等場景出發,分享他們在智慧城市建設中的一線實踐與經驗。

透過他們的視角,我們看到,區塊鏈已經成為建設未來城市不可或缺的力量。

那麼,這些場景是如何一步步被技術改造的?我們不妨跟隨他們的腳步,一起來了解區塊鏈如何有效解決協作和信任問題。

區塊鏈走進衣食住行,助力構建「智慧城市」

就像空氣和水之於生命一樣,現代城市居民的生活已經離不開我們所親手構建的城市環境。因此,城市建設和管理也是個從普羅大眾到黨和政府都十分關注的話題。

如若管理不好,則容易產生波及人們衣食住行方方面面的問題,比如交通擁堵、住房緊缺、就醫困難等等。

面對老百姓對「慧民、便利、宜居」等城市生活需求,我國也提出了建設「智慧城市」的發展規劃,從頂層設計來規劃新型城市的建設要求。

智慧城市,也就是運用包括物聯網、5g、大資料、雲端計算、人工智慧和區塊鏈等資訊科技,來感測、整合城市執行核心系統的關鍵資訊,從而對各種城市服務需求做出智慧響應,實現透明高效的線上政府、精細精準的城市治理、融合創新的資訊經濟、自主可控的安全體系和無處不在的惠民服務。


「智慧城市」這一概念源自 21 世紀初西方的探索和實踐。到 2013 年,我國設立了第一批智慧城市試點,開啟了智慧城市在我國的落地建設。至 2016 年,住建部啟動新型智慧城市建設“十三五”規劃,宣示著這一發展模式在國內全面鋪開。

根據 iresearch艾瑞諮詢的不完全統計,目前我國有超過 500 個城市已明確提出或正在建設智慧城市,計劃投資規模超過 6 萬億元。

一般而言,建設智慧城市的技術架構從底層到上層分別為:硬體與通訊層、計算與平臺層、應用層,需多種技術綜合實現,在這其中就離不開區塊鏈技術。


實際上,在資訊化時代,任何行業中,資料的安全、高效處理與互動都是核心環節之一。在建設智慧城市的過程中,關於資料互動存在兩大難點:如何實現資料真正高效流通?在流透過程中,如何保障公民資料隱私?

解決這些問題的方案並不唯一,但區塊鏈本身兼具多中心、防篡改、可追溯等特點,融合隱私計算等前沿技術,為以上難題提供了更優的解決方案。

根據 iresearch艾瑞諮詢分析,目前區塊鏈技術在智慧城市的應用場景可分為四類:

第一,資料安全和隱私保護,即依靠資料加密儲存和區塊鏈防篡改特性保護個人健康和醫療資料、租戶隱私資訊等;

第二,資料可追溯性,即依賴區塊鏈中自然鏈資料儲存結構記錄電子發票開票歷史、房地產交易資料等;

第三,資料儲存和認證,如個人身份驗證、電子許可證證書等;

第四,資料低成本可靠交易,即採用智慧合約來準確控制資料使用權、收益權等,由此實現個人、企業、政府資料的有選擇性公開與流通。

上述所言及的場景在國內外已有諸多嘗試案例。如美國南伯靈頓市正在試行基於區塊鏈的房地產交易,印度政府使用區塊鏈實現個人身份驗證,南京釋出了基於區塊鏈的電子許可證共享平臺,深圳成為首個施行基於區塊鏈的連鎖電子發票試點城市,雄安新區已上線基於區塊鏈的房屋租賃平臺,等等。

這類場景和案例數不勝數,只是尚處於小規模試行,但透過這一個個應用,我們已能從中窺見未來智慧城市的巨集偉圖景。

下面,不妨隨我們透過這 3 個基於 fisco bcos 的用例來感受下,區塊鏈解決方案為智慧城市帶來的真實改變。

從證書、智慧社羣到停車場,區塊鏈皆有可為

在此之前,有必要先簡單瞭解下 fisco bcos。

根據公開資料,fisco bcos 由微眾銀行牽頭打造,是最早開源的國產聯盟鏈底層平臺之一。2017 年 12 月開源至今,fisco bcos 已歷經 30 餘個版本迭代,可滿足企業級應用對區塊鏈系統效能、安全性、可擴充套件性和易用性等需求。

從資料上看,平臺單鏈tps超過2萬,功能與效能均獲工信部信通院可信區塊鏈評測認定。同時,從國密演算法、作業系統、晶片架構到伺服器平臺,fisco bcos實現全鏈路國產化支援和全方位安全可控。

目前,fisco bcos 開源社羣已匯聚超 2000 企業及機構、逾 4 萬名社羣成員共建,是最大、最活躍的國產開源聯盟鏈生態圈。社羣內數百個應用基於 fisco bcos 研發,其中,超 120 個專案在生產環境中穩定執行,覆蓋包括政務、金融、公益、醫療、教育等多個關乎國計民生的業務場景。

下面將要介紹的亦是和我們日常相關的實在用例:「澳門智慧城市之證書電子化」、「騰訊雲未來社羣」和「斐德坊智慧停車場」。整體來看,區塊鏈在這些場景中對資料、資訊乃至資產的流通起到提效增信的作用,從而為智慧城市的大規模、高效協作奠定堅實基礎。

澳門智慧城市

第一個要介紹的是,微眾銀行與澳門科學技術發展基金合作推動澳門智慧城市建設與未來型城市發展的專案,當前已實施的主要是「證書電子化」方案。

據微眾銀行區塊鏈核心開發者張俊麒介紹,該方案將傳統的線下政務辦理場景轉變為線上,在保障使用者隱私資料安全的前提下,最佳化多機構間的電子化運作流程,有效提升政務辦理效率,便捷居民生活。

出於對個人資訊隱私安全的保護,澳門對個人資訊的處理、互聯、轉移等都建立了明確的法律機制。因而,居民政務資料分存於不同部門,跨部門政務辦理往往需要先到部門 a 開具證明,再到部門 b 進行辦理。

對居民而言,流程繁瑣且檔案不易管理與儲存;對政府部門而言,希望提升使用者體驗並確保使用者隱私資料不洩露。

經過分析設計,合作雙方基於 fisco bcos、身份標識及可信資料交換解決方案weidentity提出「證書電子化」方案,在符合當地法規的情況下,利用區塊鏈技術搭建可信的資料驗證通道,解決跨機構資訊流轉難題。

首先,使用者在移動端授權「使用者代理」處理證書相關服務。

獲得授權後,「使用者代理」為居民建立鏈上唯一的 weid;並由身份證明局為居民進行身份驗證。

驗證透過後,高校等證書發行方用 weid 生成證書,並將證明摘要上傳到區塊鏈上,由此完成證書電子化。

待下次使用者需要使用證書時,可直接將 weid 及證書提交給驗證方,驗證方將原證書內容與鏈上證書一校驗,便知真假,省去使用者自證身份、驗證方多番檢查的繁瑣程式。

本質上,澳門證書上鍊,是利用電子化讓資訊高效流轉、分散式資料庫幫助實現快速安全驗證。這一方案中,如何將使用者重要資料安全地分散式儲存,考驗著底層平臺的能力。

在這方面,fisco bcos 提供的分散式儲存解決了海量資料儲存的問題。目前的區塊鏈底層平臺大多采用本機儲存模式,儲存受單機容量限制,資料膨脹之後系統將面臨瓶頸問題。

據介紹,fisco bcos 的分散式儲存是將資料儲存在遠端資料層,實現資料和計算分離,讓資料管理交給“專業”的模組去做,由此可以透過擴充套件資料叢集的方式提升資料儲存容量,保障在大的資料量下,效能依舊可以保持在較高水平。

「證書電子化」方案的成功執行,為智慧城市場景提供寶貴經驗。

如果說證書上鍊是特定場景,那下面要介紹的社羣和停車場景,便是我們日常生活不可分割的一部分,那麼區塊鏈會如何讓這些我們再熟悉不過的場景來個大變樣呢?

騰訊雲未來社羣

作為城市中最小的單位組織,社羣是推進智慧城市建設的重要內容。

為此,自 2014 年來,從國家和地方層面都曾提出過或巨集觀或詳細的智慧社羣相關政策,可見其將是未來社羣的目標形態。

騰訊雲未來社羣是面向智慧社羣建設的一整套it技術方案,包含智慧基礎設施(如門禁機、車輛抓拍機等)、社羣治理體系(面向政府)、社羣服務體系(面向物業和商家)和社羣運營體系(面向城市運營方)四大內容。

在本次研討會上,騰訊雲未來社羣高階產品經理李炎為我們介紹了區塊鏈在社羣投票和資金共管中的實踐。

社羣投票及治理在現階段尚未普及,原因主要是部分社羣治理機制不健全,以及參與治理成本高。

對此,騰訊雲未來社羣推出面向各方參與者的便捷投票治理產品,使用者可透過移動端進行身份認證,而後參與社羣的投票治理;投票結果將由投票聯盟節點(成員可能包括房管局、住建部、仲裁機構等)記錄上鍊,杜絕操作空間;投票決議內容則涵蓋了資金動用管理、業委會選舉等公共事務表決事項。

另外,針對基層黨組織選舉、村民選舉等場景,既要求驗證投票人身份,又要從系統層面實現完全的不記名,保護投票人的隱私。

騰訊雲未來社羣為此設計的方案是,透過人臉識別等驗證投票人的資質權重等資訊,並採用橢圓曲線加密演算法對資訊進行全程加密,從而實現除本人外,任何人都無法還原單個人的投票內容,包括系統也無法獲知,從而保護投票人隱私。

在保護隱私性上,fisco bcos 從結構設計和功能設計上均提供了良好的隱私保護方案。

所謂的群組架構,也即 fisco bcos 允許網路中存在多個不同的賬本,每個賬本是一個獨立的小組,各群組獨立執行共識流程,這樣的設計充分兼顧了效能、隱私性和擴充套件性。

在功能設計上,fisco bcos 構建了包括白名單驗證、ca 認證、金鑰管理等安全體系,同時完整支援了國密演算法體系,採用許可權控制、零知識證明、同態加密、群簽名、環簽名等技術確保聯盟鏈的安全可控和隱私保護。

由此可充分保障選舉人的匿名投票,讓選舉過程更加公平,最大程度反映民意。

再來看資金共管場景。我們知道,資金流是高度標準化的資訊,也是區塊鏈最能發揮其「記賬」特性的場景。

但資金的去向不明,在區塊鏈出現以前可是個大問題。

小區居民與物管之間的資訊傳遞是否能透明有效地進行是雙方能否互諒互信的基礎。為此,騰訊雲未來社羣透過分散式記賬,將物業所有的動支資訊,包括審批表決資訊、動支結果全部上鍊,讓任何一方都無法篡改和抵賴,由此實現社羣資金運用的透明化。

據李炎介紹,此項功能目前已經在深圳綠海名都、中翠花園等十多個小區使用。區塊鏈投票也已在湖州市吳興智慧社羣落地。

說完我們日常生活的小區,再來看我們每天必用的停車場。這看起來是個簡單的地方,區塊鏈這種「高新技術」能發揮什麼效能呢?

和未來社羣類似,智慧停車場的目標是將停車場的資金流上鍊,從而實現賬目透明、取信於人的作用。

斐德坊智慧停車場

成立於 2017 年的斐德坊,就是在停車場這個小場景裡玩出新花樣的「探路者」。

斐德坊創始人王永春認為,信用是智慧城市的基礎,公司將“使用區塊鏈技術提升消費者信用價值,降低智慧城市經營者信用成本”作為宗旨,在市場策略上將智慧停車市場作為切入點,為停車消費場景價值挖掘提供定製解決方案。

統計資料顯示,2018 年中國停車位需求量為 3 億個,2016 年國內停車市場消費達到 4000 億元。此外,國家發改委資料顯示,我國每年還需新增停車位 3000 萬個,單個停車位建設成本為 5 萬~20 萬元不等,年累計投資規模約達 3 萬億元。

由此可見,這個剛需場景具有一定市場規模,但現有的停車場因產權複雜,且普遍採用承包模式、無法作為抵押品,又因現金流難以呈現,停車管理企業較難憑藉自身信用獲得金融服務。

2015 年,國家發改委釋出《城市停車場建設專項債券發行指引》,鼓勵社會資本投資城市停車場。截至 2018 年 11 月末,已發行停車場建設債券 92 支,募集金額共計 1009.6 億元,佔市政債券市場的 50% 以上。

但停車場債券募資難言高效,缺口仍然較大。

面對如此現狀,斐德坊與停車管理企業合作,基於 fisco bcos 將停車場車流、資金流上鍊,透過穩定的業務流增加徵信、獲得銀行貸款,並將資金用於新設施建設。

據王永春介紹,公司目前已和上海上千家停車場背後的管理企業達成合作意向,一旦實施,斐德坊這一停車管理方案將覆蓋上海 15 個城市商業中心區域,每年服務車輛超過 600 萬輛。

待打通停車場和商業中心後,王永春規劃,將透過積分將車主和停車場附近商家、乃至更大的積分發放方進行合作。

王永春認為,「透過積分將停車場景與城市中產階級生活消費緊密相連,更有助於提升消費者信用價值。」

據統計,我國積分市值總量已經超過2萬億人民幣,持有人數超過9億,但市場上超過80%的積分都處於閒置狀態。最主要的問題在於,積分價值零碎、操作繁瑣且需求難匹配,兌換條件隨意變動、信任無法建立。

因此,積分市場亟需一個普遍接受的兌換物(如停車券)、統一的賬戶體系和透明不可篡改的兌換規則。

因此,斐德坊設想的場景是,車主a停車結算後可獲得積分,該積分既可以用於抵扣停車收費,又可以到附近的合作商家或是加油站消費;反過來,商家或是一些銀行等金融企業也可以將原有的積分換成斐德坊發行的停車積分,來進行停車消費。

透過這種方式,王永春希望運用區塊鏈技術將 tob、toc 業務兩手抓,盤活停車場景的潛在價值。

雖遇險阻,但未來已來

透過上述用例,相信大家都能發現這類場景存在著這 3 個共性:

首先,活動參與者多,通常多達 4 個或以上,資訊流、業務流程和價值鏈的複雜性高;

其次,參與者之間很難建立有效的信任,基於第三方擔保的傳統信任機制代價高昂;

第三,鏈下資訊的真實性和有效性易於計算機驗證。

這也是考察某場景和區塊鏈技術應用是否相匹配的三大原則。

儘管區塊鏈非常適用於這些場景的建設,但這些一線的探索者們仍遇到不少阻礙。

如在智慧社羣場景,李炎表示,遇到的一大問題就是,直接從社羣開始切入,推動難度較大。「面向政務、民生的領域,還是需要從政府和機制著手,在推介產品和技術時,該場景下的執行者可能較難從下至上推動採用,一定要反過來才能走得通。」

王永春也給我們分享了心得。在和某大型銀行談以技術作為保障、為停車場融資時,儘管對方對技術表示好感,但仍難推動流程、規制的改變。

「前沿技術被廣為接受需要一定時間,所以可以先從較小場景做起(比如先試水積分通兌),逐漸建立起對新技術優越性的感知和認可後,方可逐步推進。」這是王永春總結出來的經驗。

儘管困難不斷,需要時間求解和等待驗證,但從這些探索者的實踐中,我們已經能看到「區塊鏈+智慧城市」的一道道突破口,為未來大規模踐行提供重要參照。

我們深信,區塊鏈這項新技術的優越性一定會嶄露頭角,它離物盡其用只是時間的問題。央行數字人民幣從驗證到機構間的內測,再到進入尋常百姓家,不過用了 2 年時間。 

區塊鏈的未來已來,且勢不可擋。

原創文章,作者:黃雪姣。


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