推進新型智慧城市建設，是黨中央、國務院為提升城市管理服務水平、促進城市科學發展作出的重大決策，是實施網路強國戰略的重要抓手。新型智慧城市建設的必備要素如圖 1所示。
圖 1 新型智慧城市建設必備要素
智慧城市頂層設計指南中建議將智慧城市一級業務劃分為“民生服務”、“城市治理”、“產業經濟”、“生態宜居”四大類。從區塊鏈技術特點及功能角度，當前區塊鏈技術在新型智慧城市建設中的應用場景可歸納為四類：一是資料安全與隱私保護，二是資料追溯，三是資料存證與認證，四是資料低成本可靠交易，聚焦在智慧城市共享支撐平臺的資料流通、管理領域內。本文將結合區塊鏈技術特點從設計指南的四個角度，探討區塊鏈技術的重點應用場景。民生服務區塊鏈技術在民生服務領域的重點應用場景包括：智慧醫療、智慧教育。智慧醫療區塊鏈技術對原生資料加密存證、隱私保護、授權分享、時間戳溯源、資產確權等技術應用，助力醫療資訊化發展，落地醫療資料儲存與共享、醫療資訊溯源、醫療保險改革等應用場景。醫療資料儲存與共享：醫療資料包括患者、醫生、醫院、診療等資料，這些資料大多是隱私資料，一方面要保證資料安全儲存，另一方面還要實現資料的授權共享。區塊鏈技術去中心化、分散式儲存的技術特點，保證了資料來源的權威和儲存的安全，匿名性和完善的授權策略，確保資料在分享過程中不存在洩露的風險。 醫療資訊溯源：區塊鏈技術在醫療資訊溯源領域主要應用於藥品鑑別以及醫療資訊監管與審計。區塊鏈記錄不可篡改、共享安全可靠的屬性，可以有效實現藥物防偽；區塊鏈防篡改、可追溯的技術特點，可以精準定位醫療資訊的全生命週期追蹤溯源，包括醫用物資供應鏈監管、藥品溯源、醫療資訊審計等。醫療保險改革：區塊鏈記錄不可篡改、共享安全可靠的屬性，使得區塊鏈技術同樣可以應用於醫保行業，例如保單資料儲存共享、醫保核查控費、醫療健康檔案上鍊儲存，保障資料的不可篡改、不可丟失，杜絕隱私洩露，利用智慧合約實現醫療保險的快速賠付。智慧教育與智慧醫療領域類似，利用區塊鏈技術的獨特優勢，構建智慧教育領域教育資料安全儲存與共享、教育業務流程最佳化以及教育智慧合約等應用場景。教育資料安全儲存與共享：教育資料包括學生、老師、教育機構等資料，利用區塊鏈分散式賬本技術，可將教育資料儲存在不同區塊中，鏈上的節點透過特定的協議實現資料資源的授權共享，解決教育領域資料鼓搗問題。教育業務流程最佳化：利用區塊鏈技術去中心化特點，構建去中心化的教育系統，改善傳統服務及資源被學校和政府機構壟斷的局面，探索具備資質的教育機構開展教育服務及頒發授予相關認證的可行性，實現正規教育與社會教育資源的互補，促進教育體系改革。教育智慧合約：利用區塊鏈的智慧合約技術，構建高效、智慧的網路學習社羣，智慧合約技術透明、自動執行的特點，可以實現教育資源上傳、認證、流轉、共享等工作的自動化執行，降低資源共享成本，提高資源共享效率，實時監控社羣生態環境。城市治理區塊鏈技術在城市治理領域的重點應用場景包括：智慧政務（政務公開）、智慧交通、公共安全。智慧政務區塊鏈技術在智慧政務領域的場景包括電子政務、數字身份認證以及權力監管等。電子政務：隨著電子政務建設工作的推進和政務服務平臺的廣泛應用，資料共享與安全效率的矛盾日漸突出，同時還存在資訊洩露等問題。區塊鏈技術為跨級、跨部門的資料互聯互通提供了安全可信環境，對訪問方和訪問資料進行自主 授權，透過區塊鏈網路完成結構化資料的共享，對於非結構化資料，則透過儲存記錄其特徵值，保證資料傳輸的安全可靠。此外，也可以利用區塊鏈技術處理政務系統的協同流程，實現科學決策、高效指揮，有效提升政務服務管理水平，縮短流轉辦事時間，提高業務審批效率，實現精細化管理。數字身份認證：數字身份證是指將真實身份資訊濃縮為數字程式碼，可透過網路、相關裝置等查詢和識別的公共金鑰 。近年網路詐騙、身份盜用、資訊洩露等與數字身份資訊相關的違法行為層出不窮，亟需便捷、可信的數字身份認證手段。區塊鏈技術真實公平、開放共享、難於篡改、安全加密的特性，可以保證數字身份資訊的不可篡改、不可偽造及完整性、連續性、一致性，區塊鏈會成為數字身份和權利認證的重要手段。權力監管：區塊鏈技術可以用來打破資訊孤島，透過區塊鏈連結各部門檔案、資料的移動，實現多部門、多資訊的交叉共享，確保資訊實時更新，提高流程及資料的透明度，為數字反腐（大資料偵查）提供新的手段和來源資料。智慧交通智慧交通涵蓋領域愈來愈廣，在各細分領域都存在這資料的透明和不可篡改需求，因此交通領域也是適合區塊鏈技術落地的重點場景。交通資料安全儲存與共享：如前所述，智慧交通涵蓋人、車、路、設施、行為等方面的海量資料，藉助區塊鏈技術多中心化，安全可信、智慧合約等特性，可以實現行業主體（政府、企業）、運輸裝備（車輛、船舶、飛機）、基礎設施（道路、橋樑、場站），構建現代交通網路，解決行業資料共享、基礎設施智慧化管理等問題。並在保證資料流通公開透明的基礎上，保障資料資產權益，提升智慧交通執行效率，釋放綜合交通運輸的信用成本。高效交通治理：物聯網可以實時獲取道路、交通訊息，區塊鏈技術可以在這些物聯網裝置之間實現較低成本的連線，並透過去中心化的共識機制提高裝置執行的安全性和私密性，物聯網與區塊鏈的結合，可以將跨系統資料傳輸、共享下沉到區塊鏈層，降低智慧交通系統複雜度，促進整體交通網路高效、智慧化執行。公共安全電子證據存證：區塊鏈技術的不可篡改、可追溯等特性，可有效解決傳統存證面臨的安全問題。主要包括：區塊鏈的分散式儲存，實現電子證據的安全儲存和高效提取，允許多機構共享電子證據，降低取證成本，提高協作效率；區塊鏈技術的時間戳機制，電子證據儲存固定過程中透過比對雜湊值來驗證資料完整性，採用不對稱加密技術對電子證據進行加密保障傳輸安全，充分保障了證據真實性和安全性。應急指揮排程：在公共安全事件應急指揮排程的事前、事中、事後三個階段，均可以應用區塊鏈技術提升指揮效率。事前：透過資料採集裝置（攝像頭、感測器）與區塊鏈多中心化、共識機制技術的結合，實現多源資料安全、及時融合；事中：實現跨團隊、部門和機構的合作與實時資訊共享；事後：多源資訊彙總存證，區塊鏈的不可篡改、時間戳機制，可以確保資料的安全性。三個階段均需要安全的資訊和價值交換，區塊鏈技術可以提供端到端的安全解決方案。產業經濟區塊鏈技術在產業經濟領域的重點應用場景包括：智慧物聯網、智慧工業。智慧物聯網物聯網裝置規模化接入：物聯網資料產業升級帶來的是海量裝置的接入，預計在2020年公眾網路機器到機器連線數超過1億 ，“中心雲+小範圍部署”的傳統物聯網通訊形式已無法滿足發展需求。區塊鏈技術可以解決物聯網的規模化問題 ，透過多個區塊鏈節點參與物聯網體系驗證，將物聯網中資訊記錄在分散式賬本中，取代中心雲的作用，以較低的成本實現物聯裝置的互聯。物聯網裝置安全：傳統物聯網裝置因為存在許可權漏洞、不安全的網路埠、資訊傳輸不加密等問題，極易受到攻擊，區塊鏈技術的分散式儲存、全網節點驗證的共識機制、不對稱加密演算法，都可以大大降低物聯網裝置被攻擊風險。智慧工業工業安全：主要涉及工業裝置身份管理、裝置訪問控制、裝置註冊管理、裝置運營狀態監管等，以區塊鏈智慧合約共識執行的方式獲取和驗證裝置身份，裝置所有者將訪問許可權的策略釋出到區塊鏈，並透過智慧合約對這些策略進行管理，裝置訪問者對裝置的訪問要符合這些策略，在裝置運營使用過程中，藉助區塊鏈技術不可篡改賬本記錄裝置相關執行狀態資料，確保產業鏈各企業能夠訪問可信、一致的裝置運營資料。最佳化工業生產流程：基於多節點、分散式、訪問控制的區塊鏈網路，記錄工業供應鏈的視覺化，實現安全可信、可追溯的供應鏈資料記錄，從區塊鏈分散式賬本中透過智慧合約介面實現對供應鏈全過程狀態資料的可信查詢和追蹤。工業網際網路資料共享：區塊鏈技術的分散式儲存、不可篡改、加密演算法等特點，可用於實現工業網際網路各實體間的可信資料交換，各企業的生產製造資料能夠以可控可信的方式儲存在區塊鏈上，同時實現對其他企業的資料可控共享。生態宜居區塊鏈技術在生態宜居領域的重點應用場景包括：智慧能源、智慧新零售。智慧能源能源生產：能源生產環節資料由各能源廠商硬體基礎設施產生、本地化儲存，往往形成資料孤島，無法產生資訊價值。透過與物聯網裝置相結合，在資料採集基礎上，應用區塊鏈技術實現生產資料的可信、安全儲存與共享，提高監測精度，挖掘資料價值，為政府監管統籌、企業協同合作創造資訊基礎。能源交易：能源交易分為批發能源交易與零售能源交易，前者具有資金量大，交易週期長，依賴人力，風險較大的特點，後者則具有難於實時支付清結算、難於實現需求響應等特點。針對能源交易市場，藉助智慧合約，為批發能源交易市場提供安全交易保障並降低違約率；針對零售能源交易市場提供實時支付清結算手段。智慧新零售商品溯源：目前的商品溯源面臨的問題包括商品溯源資訊記錄不完整易篡改、資料孤島、隱私洩露等突出問題。利用區塊鏈的特色技術，可以將商品全生命週期的參與者（包括原產地、生產商、渠道商、零售商、品牌商、消費者等）納入供應鏈管理，透過多方參與資料維護構建資料信任基礎，滿足商品全生命週期溯源及資料可靠性問題。資料孤島、隱私洩露等問題的解決前文已述，不再重複。 零售供應鏈最佳化：利用區塊鏈技術構建數字化供應鏈，特別是跨境貿易中的供應鏈管理，利用區塊鏈的分散式記賬、不可篡改特性，將商品的全供應鏈資料進行分散式儲存、授權訪問和加密驗證，簡化供應鏈流程中的資料交換共享以及業務作業流程，實現供應鏈整體效率提升與最佳化。 構建良性商業生態環境：零售行業具有交易資料零散、交易節點多樣、交易網路複雜的特點，區塊鏈技術的去中心 化、真實公平、開放共享、難於篡改、安全加密等特點，可以構建一個可信的分散式商業環境，在這樣的良性生態環境下，合作可以變得更加高效和低成本，可以更有效的促進資源整合，進而創造更多的經濟和社會價值。三、區塊鏈技術在智慧城市的應用路徑構建安全、可信的智慧城市資料共享分享基礎設施資料是智慧城市智慧生長的基礎，也是智慧城市發展的關鍵，構建資料分享和共享機制對於智慧城市至關重要。智慧城市產業鏈參與方眾多，技術多樣、系統複雜、應用豐富，尤其是利益結構和安全機制複雜，使得資料孤島現象突出。區塊鏈的去中心化、安全性、不可篡改以及可追溯性，為智慧城市資料共享和分享以及突破智慧城市的資料孤島效應創造良好的技術條件。在資料共享方面，透過建立以區塊鏈為基礎的資料交易系統，嚴格的記錄資料的來源、資料的所有權、資料的使用權、數 據的可共享範圍、資料的安全合約，為政府開放政務資料、企業開放企業資料、市民開放個人資料，提供可追溯、可交易、可信任的共享機制。在資料分享方面，透過在區塊鏈記錄每一次分享者的資訊、資料分享的路徑、資料的來源可分享的範圍，在不同應用之間、不同部門之間、不同地區之間建立起資料高效安全的流動機制。構建城市級的多層次區塊鏈公共服務平臺在智慧城市中資訊和資料的流動、人員和物流的遷移、智慧應用的啟動與執行，都離不開安全可信的交易體系，構建成實際的多層次區塊鏈公共服務平臺，作為數字孿生城市的基礎設施，為政府應用、企業應用和民生應用提供公共的能力。打造全域的城市級區塊鏈公共服務平臺，作為公共屬性的區塊平臺，其核心能力應該包括市民、企業身份認證及公共資訊，比如個人信用、企業資質及信用；打造垂直領域的行業及區塊鏈服務平臺，在教育、醫療、金融、交通（自動駕駛）、物流、安全等行業，提供認證、安全、交易、合規性控制等服務；打造城市部件區塊鏈服務平臺，對城市各類關鍵性資產、重要設施、核心裝置的認證、資料交換提供基於區塊鏈的服務；四是打造政府區塊鏈服務平臺，在資料互信、流程互通、證照互認、機制協同等方面提供公共的區塊鏈能力服務。以政務服務創新為突破，推動區塊鏈應用；在政務領域，創新政府服務流程，利用區塊鏈技術，構建責權清晰、可信安全的公共服務應用，打通部門之間的資料互通、業務互通、流程互通。在高頻政務審批場景，強化區塊鏈的應用，包括工商註冊、教育入學、電子證照、電子材料、電子印章、電子檔案等；在市場監管場景，積極引入區塊鏈技術，包括食品監管、藥品監管、房屋租賃監管、安全生產監管、消防安全監管、建築質量監管、稅收監管、精準扶貧以及政府公開招投標專案監管等場景；是在城市智慧執行場景，引入區塊鏈打造綠色可持續的城市經濟，包括建築節能、綠色交通、迴圈經濟、節能減排等領域，透過智慧合約的引入，建立可信任的交易及監管機制。
