区块链在智慧城市应用中存在潜能思考

区块链在智慧城市应用中存在潜能思考

智慧城市建设在我国实践已经有十余年时间,从最初的智慧交通、电子政务等垂直场景演变为经济社会全场景、全领域的深度覆盖发展之态势,从少数城市的以点带面探索式发展演变为全局性发展之态势。智慧城市建设持续深化源自于数字技术的广泛支撑,这些数字技术包括第五代移动通信技术(5G)、人工智能、云计算、大数据、区块链等。这其中,区块链属于后发技术,但源于其去中心化、不可篡改等技术优势,在智慧城市的场景应用中存在巨大潜能。

一、区块链技术特征与政策关注

区块链技术最早起源于比特币,从技术原理上来看,区块链属于分布式数据库,可以以链的方式把各个区块组合起来,实现系统内被验证数据的永久存储和记录。区块链技术具有四大特征:一是去中心化。意为在整个区块链系统中并不存在单一的中心节点,而是将数据存储在各个节点之中,所有节点共同保障系统内数据安全;二是数据透明可信。各个数据节点之间为平等和独立关系,每个节点都可以记录数据变化动态,并利用共识算法保证了所有节点的一致性;三是防篡改可追溯。数据和信息的全节点存储使得信息篡改成本极大且信息篡改几乎不可能,任何对数据信息进行的动作都可以被追溯;四是隐私性。通过加密算法和账户管理体系,实现用户身份信息和其他隐私信息的高保护。从技术功能来看,区块链技术具有四大功能优势:一是分布存储功能。这是区块链技术最基本的功能,各个分布式数据库独立保存,并通过网络接口分别连接到处理中心;二是大数据技术功能。区块链技术系统便于对所有数据进行挖掘,通过判断数据之间的相关关系,结合人工智能、大数据等互补分析技术,实现数据价值深挖;三是点对点传输功能。除了可以实现各个区块与处理中心的传输,区块链的各个分布式数据库之间同样可以进行数据传输,形成点对点传输通道;四是共识机制。各个分布式数据库虽然是独立的,但在系统运维范围内所有的数据动作都围绕既定目标进行。区块链虽然属于后发技术,但其产业发展和应用呈现出方兴未艾之势,在我国国家和地方层面均受到广泛关注和重视。国家层面:2018年,工业和信息化部、国家发展改革委联合印发《扩大和升级信息消费三年行动计划(2018-2020年)》,提出组织开展区块链等新型技术应用试点;2019年,国家互联网信息办公室出台《区块链信息服务管理规定》做出相关规范;2020年,人力资源社会保障部等三部门将区块链工程技术人员、区块链应用操作员等设为新职位;2021年,工业和信息化部、中央网信办联合《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》。地方层面:优势地区谋划区块链技术应用和产业发展,浙江省有《区块链技术和产业发展“十四五”规划》,云南省有《支持区块链产业发展若干措施的通知》,江苏省有《区块链产业发展行动计划》,广西壮族自治区有《区块链产业与应用发展指导意见》。

二、区块链在智慧城市的应用

随着政策的引导,区块链技术的成熟演变、优势有效发挥、产业规模持续壮大,为智慧城市建设提供了强劲的支撑。同时,智慧城市的场景创新也为区块链技术应用提供了全能的试验场。根据高德纳咨询公司(Gartner)预测,到2030年,区块链每年将产生超过3万亿美元的商业价值;根据国内某研究机构数据显示,区块链市场规模已经从2017年的0.85亿元快速增长至2020年的5.61亿元,预计2022年将增长到14.09亿元。结合区块链的技术特征、技术功能,以及智慧城市运营的关键环节,推进区块链技术在智慧城市的四方面应用。

第一,在数据共享方面,区块链应用有利于促进智慧城市数据共享。智慧城市的运转过程中产生了海量的跨部门、跨领域、跨层级数据信息,对这些信息进行存储、清洗、分析,提炼为影响城市管理和决策的有用信息,能够大幅提升城以需求为中心,以服务为导向,以安全为保障,在现有智慧城市基础之上,谋划设计区块链应用整体架构,将区块链技术低成本嫁接到现有智慧城市架构之中。市整体的运转效率。然而,部门之间长期存在条块分割、“信息孤岛”等问题,“不愿共享”“不敢共享”“不能共享”等严重制约“孤岛”打破,即使出台了部门数据共享相关的条规进行硬性约束,也依然存在技术层面的限制。区块链的去中心化、不可篡改、可追溯等技术优势为数据的跨部门共享提供了支持。目前,江苏省提出了建立基于区块链技术的政务数据共享平台,促进政务数据跨部门、跨区域的共同维护和利用;贵州省提出建立政府主导的联盟链,实现数据变化实时探知、访问全程留痕和共享有序关联。

第二,在场景落地方面,区块链可以优先叠加政务服务创新深化应用。利用区块链技术叠加政务服务,有助于打破传统政务服务向“互联网+政务”服务转型的信用和安全藩篱,进一步实现互联网与政务的深度融合,优化政府业务流程,助力政务服务体验升级。例如在电子证照领域,由相关部门搭建证照共享与管控平台,实现电子签章、数据归集等功能,降低部门间信任成本;又如企业重大项目申报,区块链防止伪造篡改的特性有利于全流程监管监督。从实践来看,政务服务同样是地方部署区块链应用的优先领域。北京市建设了中小微企业确权及供应链金融服务平台和企业电子身份认证信息系统,企业填报数据减少80%、银行开户时间节约40%;甘肃省利用区块链等技术搭建工业经济运行监测平台、中小企业公共服务平台等7个专业技术服务平台。

第三,在智慧城市群建设方面,区块链应用能够加速城市间协同联动。以城市群为单位联合开展智慧化建设,有利于城市群内生产要素畅通、高质量发展和统一大市场建设。目前城市群已经成为我国空间布局国家战略的重要目标,这为智慧城市群建设注入潜力。如同传统的城市群建设需要以交通基础设施的一体化先行,智慧城市群建设的基础在于数据信息资源的共享和流通。利用区块链去中心化、信任机制、透明可追溯等技术特点,促进城市之间的数据资源共享,优先在政务数据、城市治理数据、居民身份认证等方面展开探索。目前,已经有一些城市群展开了区块链方面的应用。例如,合肥、武汉、长沙、南昌四市谋划引入“长江链•标证通”新技术;中国人民银行推动建设了湾区贸易金融区块链平台,实现了大湾区供应链金融率先试点上“链”。

第四,在智慧城市运行保障方面,区块链可以有效提升数据安全保障水平。智慧城市是信息系统和数据资源不断融合共享利用的过程,可信可靠是智慧城市的基本保障。智慧城市在运营管理过程中产生了海量的经济社会数据,例如作为关键基础设施的电力、金融、水利等数据,与国计民生息息相关的居民个人数据、政务数据等。与数据海量生成相伴的是相当程度的数据安全风险,包括数据丢失、数据滥用以及敏感数据非授权访问等。传统的安全机制在解决智慧城市的安全问题方面已经乏力,有必要利用区块链的可信机制、分布式存储、加密算法等功能,提升智慧城市运营过程中的数据安全保障水平。数据分布存储的方式使得数据在受到攻击之后复原能力强;信息加密算法加大了外部攻击难度;多节点的结构提高了技术系统兼容性。

三、推进区块链技术应用的建议

第一,加快区块链技术攻关和产业壮大。区块链技术尚处于发展初期,其中的一些关键技术仍然处于持续迭代之中,需要加大研发力度,提升区块链的安全程度、可扩展能力和运行性能,降低资源和存储算力消耗。加快优势地区以集群方式布局区块链产业,优化区块链技术供给侧质量,重视产业链式发展,构建区块链发展良好产业生态。

第二,优化完善城市级别区块链应用的顶层设计。以需求为中心,以服务为导向,以安全为保障,在现有智慧城市基础之上,谋划设计区块链应用整体架构,将区块链技术低成本嫁接到现有智慧城市架构之中。以包容的心态、审慎的态度进行场景创新,优先在政务服务场景应用、关键信息基础设施数据安全、医疗等民生服务、跨区域跨部门跨层级数据资源共享等领域展开应用探索和经验复用。

第三,以区块链技术推进智慧城市群建设。重视区块链技术在智慧城市群建设中的重要作用,在跨域资源共享和服务适配、跨区域通办、金融服务、智慧交通、城市联合治理等方面加快试点和推广复用。探索“自上而下”“自下而上”开展区块链在智慧城市群应用的双重模式联动,发挥政府、企业和市场的创造性和能动力。

作者:赵文景 单位:国家信息中心