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​《区块链赋能智慧城市白皮书(2019)》--区块链技术可缓解的城市发展问题

2019-12-1 16:29

来源: block-edu

近日,中国信息通信研究院、中国通信标准化协会、中国互联网协会、可信区块链推进计划主办的“2019可信区块链峰会”在北京悠唐皇冠假日酒店召开。在本次论坛上中国信通院发布了《区块链赋能智慧城市白皮书(2019)》。白皮书中提到,作为新兴技术区块链在新型智慧城市诸多领域具有较大潜力,包括信息基础设施方面、数据资源方面、智能应用方面。新型智慧城市经过几年发展,已有长足进展,但仍存在一些根本性的问题,包括发展路径不清、数据共享不足、应用体验不佳以及体制机制等方面。其中在技术层面,围绕数据的“可用”、“可享可管”、“可信”等问题更为突出。


一、目前城市治理过程中主要存在的问题


1、城市基础设施转型需求迫切

一是城市信息基础设施急需实现协同共用。随着我国城镇化的快速发展,城市人口和产业承载能力不断提升,城市信息基础设施将拥有超过百亿级传感终端。当前,单一传感终端获取所需信息相对片面,而不同传感终端所属不同提供商,设备信息协同需聚合至统一平台,信息协调效率低,且存在较高商务壁垒。此外,智慧城市发展遵循以人为本,应面向自然人、法人、城市三大对象提供全方位服务。但当前,各地市仍缺乏“云、管、端”一体化协同发展的基础设施,导致针对不同对象、使用不同载体的信息交互协同能力薄弱。


二是城市传统基础设施亟待加强运行管控。在能源方面,城市内、城市间能源传输网络已基本建成,以电力为例,随着城市用电量持续上升、城市峰值用电差日益显著,城市内、城市间电力运营调度及电力公司与民电供电交易管理等方面矛盾日益突岀,能源设施运行管理能力亟需提升此外,在城市管网方面,供水、排水、燃气、热力、电力、通信广播电视、工业等地下管线已成为保障城市健康运行的重要基础设施,而随着城市快速发展,地下管线建设规模不足、管理水平不高等间題凸显。建成统一规划、统一建设、统一管理的地下綜合管廊运营管理系统,同样面临参与主体多、数据规模大等挑战。


2、城市数据治理亟待攻坚克难

一是城市数据流通共享难。电子政务应用不断发展深化,产生大量的政务数据,数据资源有效共享成为提升城市治理能力的关键,但目前政务数据面临着“纵强横弱”的局面。一方面,行政区隔形成天然屏障。政府部门存储着个人组织及活动等大量数据,这些数据分散保存在不同部门的不同系统,条块打通困难。此外,政务系统重复性建设,缺乏标准统一的数据结构与访间接口,业务数据难以实现跨部门流通共享。另一方面政务协同共享缺乏互信。在“谁主管、谁提供、谁负责”和“谁经手、谁使用、谁管理、谁负责”的政务信息共享原则下,当前技术手段难以清晰界定数据流通过程中的归属权、使用权和管理权,政府部门之间缺乏行之有效的互信共享机制。


二是城市数据监督管控难。在城市治理中,对于政府重大投资项目、重点工程与社会公益服务等敏感事项,政府监管出现纰漏或政策约束力不足,容易造成社会不良影响。一方面,伪造篡改导致监管乏力。如政府投资重大项目建设过程中,建设主体出现违法违规操作,谎报或瞞报关键活动信息,如挪用资金、事后篡改文件或伪造证据。这些漏洞如不能及时发现,容易导致监管缺位。另一方面,存证不足造成追责困难。在现有政府信息资源管理框架下,业务监管的数据采集、校核、加工、存储及使用的全过程管理体制仍不完善,缺少基于数据信息的全流程可追溯手段。一旦发生违法违规事件,证据缺失将给调查取证带来困难。


三是数据安全有效保障难。在智慧城市建设与发展进程中,人与人、物与物、人与物将加速联结,智能化产品和服务将不断涌进城市管理活动和人民日常生活,产生大量的公共数据和个人数据。城市数字化发展形势下的隐私保护,成为城市数据治理不可规避的重要问题。当前,隐私数据泄露事件频发。用户作为数据的生产者,在本质上缺少数据所有权和掌控权,往往未经同意就被第三方平台采集和出售,导致用户隐私数据大规模泄露事件频频发生。此外,数据授权使用举步不前。数据授权使用尚无明确规范,数据安全使用缺乏保障措施,潜在风险难以评估,我国在推进政务数据授权使用方面进展缓慢。


3、城市智能应用亟需创新突破

一是多主体参与信用体系建设成本高。新型智慧城市是城市发展的高级阶段,城市智能应用要为不同主体提供跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的一体化协同服务。城市智能应用涉及政府、企业、市民等多个参与主体,各参与主体间相互协作建成信用体系成本高,创新智慧城市应用亟需建立良好的社会信用体系,解决多主体之间的信任问题。


二是事故发生问责难。城市正常运行涉及方方面面,大量日常事件与突发应急事件持续发生,相关事件具有所属类型多、来源渠道多、涉及部门多、处理流程长等特点,一旦发生事故,涉事多方各说其词,原因追溯与追责通常比较困难。因此,在智慧城市建设过程中,要实现城市规划、建设到管理的全生命周期、全过程、全要素、全方位的数字化、在线化和智能化,做到事故原因可溯、责任可追。


二、区块链技术可缓解的城市发展中的问题


区块链技术可缓解的城市发展的以上诸多问题。作为新兴技术,区块链在新型智慧城市诸多领域具有较大应用潜力。在基础设施方面,与新型智慧城市建设相结合,探索在信息基础设计、智慧交通、能源电力等领域实现赋能,提升城市管理的智能化。在数据资源方面,区块链有望打破原有数据流通共享壁垒,提供高质量数据共享保障,提升数据管控能力,提高数据安全保护能力。在智能应用方面,区块链将围绕惠民服务、精准治理、生态宜居、产业经济等智慧城市应用场景,将催生新型智慧城市应用服务。


1、城市设施高效智能

新型智慧城市已进入数据驱动的统筹推进期,结合区块链技术,城市信息基础设施、交通基础设施、能源电力基础设施将不断提升智能化水平。在信息基础设施方面随着物联网普及,城市中部署的终端设备数量将呈现爆炸增长,传统的中心化系统面临严重性能瓶颈和安全风险。将区块链与城市感知网结合,可以在确保安全的前提下构建分布式物联网,大大提升城市物联网设备之间的通信区块链赋能智慧城率和可信水平。


在交通基础设施方面,已有车厂开始尝试将智能网联汽车与区块链结合,共享驾驶数据,构建面向自动驾驶汽车的数据市场,同时利用区块链技术提升车辆数据安全保障能力。在能源电力基础设施方面,国家电网专门成立区块链公司,国网青海电力公司建立了共享储能区块链平台,通过区块链技术将电力用户、电网企业、供应商等设备连接起来,实现不同主体数据共享。区块链在能源领域的应用,还有望延伸到能源金融、碳排放交易、电动汽车等场景。


2、数据治理可信可溯

大数据时代,传统城市管理方式正向基于数据流通共享的数据治理与服务创新转变。运用区块链有助于促进多方政府部门达成共识,形成高效协作,优化城市治理。


一是构建共享数据基础。运用区块链的技术,按照预先约定的规则同步数据,建立新的数据更新规则,构建了流通共享的数据基础。


二是建立协同互信机制。政府各部门通过本地部署区块链节点,实现共享数据的本地化验证,对数据来源和真实性进行确定,上链信息并不涉及原始的完整数据,从技术角度实现不依赖第三方的数据共享互信。基于区块链数据共享机制,可在金融创新、政务公开、产权登记、协同治理等领域开展应用。


在城市治理中运用区块链独特的共识机制和数据结构,有助于确保数据质量,提升政府治理能力。共识机制确保数据难以篡改。在数据治理过程中,任何有关治理活动的信息更新只有经区块链的多数或全部节点校核认可后,才能完整地写入区块链。任何节点试图单方篡改或伪造数据,由于未达成节点共识,将被其他节点同步覆盖,从而保证数据的完整性和稳定性。时序区块结构保证数据全程可溯。


按照区块链特殊的数据结构,上链数据的区块头都标有时间,用于标记区块生成时间和区块连接顺序,这些数据和时间戳将被永久保存且不篡改。当任意节点发现链上不合理问题,都可随时随地通过区块数据和时间逐一查证,实现事件追踪的可追溯。基于区块链的数据治理,可广泛应用于政府重大工程监管、食品药品防伪溯源、电子票据、审计、公益服务事业等领域。


3、惠民服务成效初显

新型智慧城市建设更加注重以人为本,区块链技术为提高惠民服务便捷性提供了新手段与解决方案。在区块链+智慧扶贫方面,在现有大数据帮扶平台基础上引入区块链技术,将帮扶双方确认并记录,利用智能合约匹配帮扶项目与资金,通过共识机制保证对社会扶贫资金募集、申请、使用、效果评估等进行管理。


实现扶贫对象精准识别、扶贫资金精准管理、扶贫对象精准退出、社会扶贫资金全流程管理,从上而下贯彻扶贫政策,建立诚信扶贫系统,形成有效工作网、监管网,防止弄虚作假、徇私舞弊,激励社会各方积极参与扶贫行动,助力搭建高效、透明、公正的精准扶贫平台。


在区块链+智慧医疗方面,将医疗物联网设备数据、患者电子病历等信息记录在区块链上,可在医疗事故的追责过程中为确定责任主体提供相关证据;针对医疗领域存在的数据孤岛难题,授权公共医疗机构或者医疗研发机构提取所有节点的非身份信息,既解决了医疗领域数据孤岛难题的同时,也保护了个人的隐私。


4、精准治理多点突破

城市治理精细化、精准化发展,越来越依赖城市数据质量、共享效率、安全能力等方面。在区块链+司法存证方面,利用区块链在电子证据的生成、收集、传输、存储的全生命周期中,对电子证据进行安全防护、防止篡改并进行数据操作留痕,同时联合司法鉴定、审计、公证、仲裁等权威机构进行多方存证,实现证据固化和永续性保存。


在区块链+数据共享方面,区块链技术满足“互联网+政务服务”中的信息公开、政府职能扁平化、安全互信等需求,其非对称式加密技术、公私钥机制,可有效解决数据开放共享所衍生的信息安全问题,消除各方对隐私泄露的顾虑。


5、生态宜居有待探索

区块链技术正在智慧能源、智慧生态、智慧租房等方面逐步展开探索,其中在区块链+智慧租房方面,通过将政府监管、租赁企业、中介经纪机构、出租方、承租方、运营企业与金融机构等多主体连接起来,实现信息共享,重构社会信任。

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