區(qū)塊鏈技術(shù)嵌入性在智慧城市建設(shè)中的五大創(chuàng)新應(yīng)用

導(dǎo)讀：如今，智慧城市建設(shè)已上升到國家發(fā)展和獲得新一輪發(fā)展優(yōu)勢(shì)的重要手段，國家從戰(zhàn)略角度明確提出“數(shù)字中國”主要建設(shè)重點(diǎn)是“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”以及“智慧社會(huì)”。

隨著“大云物移智”等信息技術(shù)的快速發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及應(yīng)用與信息科技有機(jī)結(jié)合為標(biāo)志的信息技術(shù)革命帶來了新的城市建設(shè)和社會(huì)發(fā)展形態(tài)，城市信息化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘兄卫怼⑷藗兩罘绞阶兏镆约敖?jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)三者融合的城市發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。

如今，智慧城市建設(shè)已上升到國家發(fā)展和獲得新一輪發(fā)展優(yōu)勢(shì)的重要手段，國家從戰(zhàn)略角度明確提出“數(shù)字中國”主要建設(shè)重點(diǎn)是“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”以及“智慧社會(huì)”。

區(qū)塊鏈技術(shù)被麥肯錫認(rèn)為是第五次顛覆性科技浪潮的核心潛在技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)陸續(xù)在金融深化、社會(huì)管理、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用。M yungSan Jun認(rèn)為區(qū)塊鏈?zhǔn)?1世紀(jì)的新型基礎(chǔ)設(shè)施模式。在智慧城市建設(shè)中最為關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)信息資源共享，由于區(qū)塊鏈在技術(shù)上不僅能夠促進(jìn)一系列城市發(fā)展實(shí)現(xiàn)其價(jià)值目標(biāo)，如透明、智能、民主、開放、安全、共享、共治等新一代政府追求的目標(biāo)，還可以低成本、高效率地推進(jìn)數(shù)字治理倒逼體制機(jī)制適配，實(shí)現(xiàn)社會(huì)革新軟著陸。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

區(qū)塊鏈技術(shù)特征及嵌入性分析

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯?jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。首先，區(qū)塊鏈技術(shù)是多種技術(shù)的融合，它將分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共識(shí)機(jī)制、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、加密算法等多種技術(shù)以“去中心”或“多中心”等新的結(jié)構(gòu)方式融合在一起;其次，區(qū)塊鏈技術(shù)是以多種底層技術(shù)為主的數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)和應(yīng)用等新的信息基礎(chǔ)設(shè)施，具有去中心化、開放性、信息不可篡改和自治性等天然特征的區(qū)塊鏈技術(shù)，在使用過程中具有較大的廣泛可靠性;再次，區(qū)塊鏈技術(shù)可以帶來更多新的應(yīng)用場(chǎng)景以及全新的商業(yè)模式，其數(shù)據(jù)透明性、安全性和系統(tǒng)高效性能滿足不同用戶場(chǎng)景的應(yīng)用需求，獨(dú)特的安全技術(shù)起到了“弱中介化”或“去中介化”作用，同時(shí)，結(jié)合“去中心化”優(yōu)化勞動(dòng)密集環(huán)節(jié)減低勞動(dòng)成本和消除重復(fù)工作節(jié)約交易成本;最后，區(qū)塊鏈技術(shù)的嵌入性可以根據(jù)組織需要模塊式地提供應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上根據(jù)使用對(duì)象和范圍的不同，可以存在較大范圍的公有鏈，也可以限定于某一個(gè)企業(yè)的私有鏈，再或者是一個(gè)或幾個(gè)行業(yè)的聯(lián)盟鏈，見表1。

表1區(qū)塊鏈技術(shù)分類、特征及應(yīng)用

從社會(huì)嵌入角度看，科技革命的創(chuàng)新及作用是否得到發(fā)揮，換言之，新興技術(shù)能否創(chuàng)新地將人才、資源、制度、智力等要素對(duì)原有的經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)行有效嵌入重組，從而通過重組、震蕩、調(diào)整等形式實(shí)現(xiàn)新的平衡過程，讓同等投入創(chuàng)造更大價(jià)值或者較小投入創(chuàng)造同等價(jià)值，避免帶來“創(chuàng)新性破壞”或顛覆社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而帶來危機(jī)或不確定性。

智慧城市建設(shè)將實(shí)現(xiàn)多技術(shù)融合，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及城市建設(shè)帶來深遠(yuǎn)影響，而區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧城市建設(shè)中最主要的作用是建設(shè)技術(shù)融合的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)嵌入性融合梳理了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的復(fù)雜關(guān)系;自組織治理嵌入性解決安全以及由此相關(guān)的誠信、信任問題;自組織資源整合嵌入性將打破“信息孤島”數(shù)據(jù)壁壘，同時(shí)，雙邊嵌入性解決了點(diǎn)與點(diǎn)之間互聯(lián)與連接的約束和融合問題;虛擬嵌入性更多地是將“去中心化”的智慧城市復(fù)雜的巨系統(tǒng)有效整合、協(xié)同與共享。

因而，研究區(qū)塊鏈技術(shù)的嵌入性對(duì)智慧城市的影響即研究該創(chuàng)新技術(shù)的嵌入性特征帶來的變化，以及如何以最優(yōu)的影響路徑和最低的社會(huì)成本實(shí)現(xiàn)技術(shù)與社會(huì)、城市建設(shè)的有效結(jié)合。

區(qū)塊鏈技術(shù)嵌入性在智慧城市中的創(chuàng)新應(yīng)用

區(qū)塊鏈自組織資源整合嵌入性解決“數(shù)權(quán)”問題，有望解決共享、標(biāo)準(zhǔn)等最關(guān)鍵的“數(shù)據(jù)可用”難題

“信息”和“數(shù)據(jù)”是智慧城市推進(jìn)過程中的關(guān)鍵要素，而“數(shù)據(jù)”是智慧城市建設(shè)能否成功的核心，通過共享和開放應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y產(chǎn)”，在城市管理及發(fā)展過程中發(fā)揮作用。但數(shù)據(jù)是人與城市間各項(xiàng)活動(dòng)的產(chǎn)物，因而解決“人”的主觀性因素和“數(shù)據(jù)”客觀信息權(quán)屬是至關(guān)重要的。目前數(shù)據(jù)處于尷尬的境況，既要認(rèn)可其重要性卻不知應(yīng)如何大規(guī)模使用，尤其涉及開放和共享方面，大數(shù)據(jù)雖“大”，但無法發(fā)揮“大用”。區(qū)塊鏈技術(shù)最大的創(chuàng)新在于通過自組織資源整合嵌入性將散布不同末端的以“人”客觀的通過技術(shù)手段予以融合，明確數(shù)據(jù)及信息權(quán)利，從而為數(shù)據(jù)共享與開發(fā)提供最重要的“數(shù)權(quán)”確認(rèn)和流通的基礎(chǔ)。

區(qū)塊鏈自組織治理嵌入性的“去中心化分步式”思想有利于構(gòu)建新型智慧城市復(fù)雜巨系統(tǒng)下新的信任體系

目前城市及社會(huì)主要是中心化的信用體系，而圍繞其所建的信息化系統(tǒng)也是中心化的應(yīng)用體系。該種體系從垂直上看，具有較高的執(zhí)行力和穿透力，去中心化打造的是新型的完全分布式信任體系，通過“區(qū)塊+鏈=時(shí)間戳”的方式永久保存信息的寫入時(shí)間，同時(shí)報(bào)送給所有鏈接上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，宣布與完成信息所有權(quán)技術(shù)認(rèn)定。而信息原則上在各個(gè)鏈節(jié)上可以給所有用戶使用，但所有使用歸屬權(quán)仍由原用戶所有，同時(shí)通過一定的激勵(lì)機(jī)制，在信息產(chǎn)權(quán)明確的基礎(chǔ)上，根據(jù)信息不可篡改以及難以偽造特征，政府通過績效考核的方式明確信息共享的范圍、深度、利用率等，從而促進(jìn)信息分享。對(duì)于城市中所涉及的個(gè)人、企業(yè)以及相關(guān)機(jī)構(gòu)，也可以采用類似積分制的方式鼓勵(lì)分享信息，重要信息有償共享，授權(quán)使用，這樣便實(shí)現(xiàn)了信息產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)化。

區(qū)塊鏈技術(shù)雙邊嵌入性作為重要紐帶對(duì)新型智慧城市各參與方具有促進(jìn)與約束的雙重作用

相對(duì)于目前的互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，無論何種結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，中心化所帶來的數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)可信問題需要第三方或多方認(rèn)證才能實(shí)現(xiàn)，信息不對(duì)稱造成信任壁壘過高，從而造成了目前“信息孤島”“數(shù)據(jù)荒島”等現(xiàn)象(見表2)。目前使用較多的社交網(wǎng)絡(luò)以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫而言，區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化因各個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)自存在且相互監(jiān)督，安全、透明且不需要新增成本去驗(yàn)證數(shù)據(jù)。從城市角度來看，具有促進(jìn)信息共享天然“基因”的區(qū)塊鏈技術(shù)與城市組織的結(jié)合，對(duì)于城市管理中發(fā)展智慧政府與透明治理、促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作、排除欺詐與干擾、促進(jìn)制度創(chuàng)新等多個(gè)方面具有明顯的促進(jìn)作用，意義深遠(yuǎn)。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)的可追溯、不可篡改等特征又對(duì)數(shù)據(jù)的安全性加以約束，從而對(duì)于智慧城市中參與各方具有雙重作用。

表2區(qū)塊鏈與其他技術(shù)場(chǎng)景應(yīng)用對(duì)比

區(qū)塊鏈技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系嵌入性符合新型智慧城市發(fā)展演進(jìn)的需要

區(qū)塊鏈技術(shù)具有自己的體系，對(duì)應(yīng)于智慧城市建設(shè)的各個(gè)層級(jí)，在網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、激勵(lì)層、共識(shí)層、合約層和應(yīng)用層等多個(gè)層面有著基于哈希函數(shù)、Merkle樹、共識(shí)機(jī)制、現(xiàn)代密碼學(xué)、智能合約編程語言和P2P網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等形成的數(shù)據(jù)記錄、交換、處理和存儲(chǔ)等自己的核心組合技術(shù)。形成的私密數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)與傳輸、參與節(jié)點(diǎn)身份的匿名性、共同維護(hù)數(shù)據(jù)的共識(shí)機(jī)制、可編程的智能合約、通過公鑰和私鑰匹配的數(shù)據(jù)讀寫權(quán)限的控制等方面從不同角度、不同層面共同保障信息共享共用，相當(dāng)于對(duì)新型智慧城市建設(shè)中的整體架構(gòu)、各個(gè)層級(jí)都有了對(duì)應(yīng)的核心技術(shù)予以保駕護(hù)航。同時(shí)通過內(nèi)嵌場(chǎng)景式的帶有一定商業(yè)模式的應(yīng)用設(shè)計(jì)，區(qū)塊鏈技術(shù)內(nèi)在機(jī)理與新型智慧城市建設(shè)需求具有一致性。

區(qū)塊鏈技術(shù)與多方融合虛擬嵌入性天然符合新型智慧城市未來發(fā)展的方向

區(qū)塊鏈技術(shù)“去中心化”以及由此帶來的不需要第三方提供信用的“去中介化”，交易成本大幅降低，同時(shí)多種技術(shù)組合結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景在多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全新的商業(yè)模式。從需求端來看，在金融、醫(yī)療、公證、通信、供應(yīng)鏈、域名、投票等領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)將與現(xiàn)實(shí)社會(huì)對(duì)接而產(chǎn)生眾多場(chǎng)景應(yīng)用。從投資端來看，區(qū)塊鏈相關(guān)項(xiàng)目得到了眾多投資者青睞，投資密度加大帶來了研發(fā)、人才、政策等眾多資源的投入。從市場(chǎng)應(yīng)用來看，區(qū)塊鏈創(chuàng)新應(yīng)用使得商業(yè)模式在規(guī)?；耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)整體成本降低并提升效能。從底層技術(shù)來看，區(qū)塊鏈多技術(shù)融合突破性創(chuàng)新未來甚至可能在數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)傳播及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方式等方面顛覆互聯(lián)網(wǎng)的底層基礎(chǔ)協(xié)議。從社會(huì)結(jié)構(gòu)來看，區(qū)塊鏈在技術(shù)嵌入法律要求、創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)規(guī)律以及實(shí)現(xiàn)分布式自治高效的社會(huì)治理模式等方面給城市建設(shè)帶來較大創(chuàng)新變化和應(yīng)用。

區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧城市建設(shè)中面臨的挑戰(zhàn)

“數(shù)字中國”和“智慧社會(huì)”是智慧城市建設(shè)兩大主要方向，技術(shù)只是手段，但最終建設(shè)目標(biāo)是滿足人類美好生活需求，區(qū)塊鏈的出現(xiàn)更多的作用是其內(nèi)在的技術(shù)所涵蓋的社會(huì)性，正好可以放到一個(gè)城市級(jí)范圍時(shí)，從嵌入性角度考慮其對(duì)自組織、自治理以及共享層面等方面的貢獻(xiàn)，有望更好解決復(fù)雜環(huán)境下的技術(shù)所解決的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)問題，能夠整合各項(xiàng)資源并符合城市管理及治理的規(guī)律去推進(jìn)新型智慧城市的建設(shè)，體系化提供集約統(tǒng)籌智能化的信息基礎(chǔ)設(shè)施、公共資源共享與匯聚融合及無處不在的惠民服務(wù)、透明高效的數(shù)字政府、智慧高效的城市管理、精細(xì)精準(zhǔn)的社會(huì)治理以及融合創(chuàng)新的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和自主可控的安全體系等一系列的與城市內(nèi)在發(fā)展需求一致的信息服務(wù)，這與新型智慧城市發(fā)展的方向和目標(biāo)是一致的。

同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)還有很多不足與不確定性，區(qū)塊鏈去中心化、信息可追溯、集體維護(hù)的特性受到現(xiàn)行觀念、制度、法律制約，在技術(shù)層面，區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)面臨高技術(shù)門檻。產(chǎn)品化也存在障礙，尚需突破性進(jìn)展。

首先無論去中心化還是多中心化，“中心”一旦出現(xiàn)技術(shù)問題，就會(huì)帶來整個(gè)信用體系的癱瘓以及管理機(jī)制的混亂;其次中心化信用體系內(nèi)部算法控制從機(jī)制上來看是不透明的，同時(shí)技術(shù)監(jiān)管也同樣帶有缺少法律或?qū)I(yè)監(jiān)管的問題;最后構(gòu)建中心化信用體系難度及成本都較高，完全“信任”涉及到“人”與“人”之間的信任、“人”與“技術(shù)”之間的信任以及“人”與“組織”之間的信任，隨著時(shí)間推移就會(huì)出現(xiàn)逐步伴隨信息不對(duì)稱的情況。此外，也存在高能耗問題、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間問題、大規(guī)模交易環(huán)境下抗壓能力問題等。

對(duì)此，人們需要包容、審慎和堅(jiān)持投入開展研究，區(qū)塊鏈技術(shù)需要持續(xù)迭代升級(jí)或創(chuàng)新，把握區(qū)塊鏈即平臺(tái)和區(qū)塊鏈即服務(wù)的定位，明確智慧城市運(yùn)作的過程與面臨的挑戰(zhàn)，才能使新技術(shù)能更好地為智慧城市建設(shè)服務(wù)。同時(shí)，始終堅(jiān)持以需求為中心，以服務(wù)及場(chǎng)景應(yīng)用為導(dǎo)向，以安全為前提，助力建成信息開放共享、信息資源價(jià)值充分挖掘的數(shù)字政府與新ICT技術(shù)產(chǎn)業(yè)融合，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型升級(jí)及社會(huì)管理和治理水平的提升提供技術(shù)支撐，最終形成資源開放共享的智慧城市生態(tài)系統(tǒng)。