普華永道區(qū)塊鏈報告：區(qū)塊鏈智慧城市應用涉及八大領(lǐng)域
2018才過兩周，就又炒熱了一個“風口”，區(qū)塊鏈。
區(qū)塊鏈最早在2008年，作為比特幣的交易信息數(shù)據(jù)庫（相當于數(shù)字貨幣所有交易的公共賬簿），由中本聰提出。作為密碼學方式保證的鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，區(qū)塊鏈在金融、物聯(lián)網(wǎng)等諸多領(lǐng)域拓展應用，被認為是互聯(lián)網(wǎng)最重要的一次底層迭代，是信息社會價值傳遞的方式。
普華永道區(qū)塊鏈報告：區(qū)塊鏈智慧城市應用涉及八大領(lǐng)域
普華永道(印度)的區(qū)塊鏈報告中剖析了區(qū)塊鏈的概念本質(zhì)和工作原理，從健康、教育、公共安全、農(nóng)業(yè)、民事登記 、國防、政務、能源8大領(lǐng)域出發(fā)，盤點區(qū)塊鏈的智慧城市應用。
以下為整理呈現(xiàn)的干貨：
五大全球發(fā)展趨勢（快速的城市化、人口和社會變化、技術(shù)突破、全球經(jīng)濟力量轉(zhuǎn)移、氣候變化和資源匱乏）
▲五大全球發(fā)展趨勢（快速的城市化、人口和社會變化、技術(shù)突破、全球經(jīng)濟力量轉(zhuǎn)移、氣候變化和資源匱乏）
我們生活在一個數(shù)十億年前無法想像的規(guī)模的信息生成和交換的世界里。信息經(jīng)過處理后，隨時可供消費者使用。在信息在容易獲得的媒介中呈指數(shù)級增長的世界，其可靠性至關(guān)重要。
目前，為了使信息可靠，便于交易，我們依靠大量的中介機構(gòu)對信息進行認證，在交易雙方之間建立“信任”，比如銀行對金融交易的認證。這些信任中介對我們運作的方式起著基礎(chǔ)性的作用。諷刺的是，在這樣一個信息爆炸的時代，不是所有中間商都靠得住。
區(qū)塊鏈是一種分布式賬本技術(shù)，通過安全地存儲跨多個系統(tǒng)的信息，通過創(chuàng)建可信賴的“真相”來源，實現(xiàn)所謂的“信任中介機構(gòu)”的中介，從而實現(xiàn)點對點交易。憑借安全的分布式存儲進行驗證，帶來了建立信任的范式轉(zhuǎn)變，從而帶來深遠的影響。
印度住房和城市事務部（ MoHUA）定義的智慧城市
▲印度住房和城市事務部（ MoHUA）定義的智慧城市
本文為普華永道(印度)在印度商會聯(lián)合會主辦的智能城市峰會（Smart Cities Summit）上發(fā)布的報告，聚焦快速城市化和技術(shù)突破這兩大全球發(fā)展趨勢，響應印度政府2015年6月25日啟動的百大智慧城市使命（100 Smart Cities Mission，SCM），提供數(shù)字革命下，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智慧城市解決方案。
印度住房和城市事務部（ MoHUA）定義的智慧城市
什么是區(qū)塊鏈
區(qū)塊鏈的工作機制
▲區(qū)塊鏈的工作機制
區(qū)塊鏈用例發(fā)展的六大階段（分析服務和流程→定義技術(shù)藍圖→發(fā)展概念→政策和監(jiān)管框架→發(fā)展試點→規(guī)?；?/p>
▲區(qū)塊鏈用例發(fā)展的六大階段（分析服務和流程→定義技術(shù)藍圖→發(fā)展概念→政策和監(jiān)管框架→發(fā)展試點→規(guī)?；?/p>
區(qū)塊鏈是點對點的數(shù)字化的分布式賬本，記錄了對等網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的所有交易，信息不可篡改，只能附加。這是一個相互連接，不斷擴大的記錄清單，安全地存儲在多個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)沒有單點漏洞。
區(qū)塊鏈密碼安全，特權(quán)專屬，不可篡改（每個“塊”通過數(shù)字簽名獨特地連接到前面的“塊”），只能通過點對點的用戶協(xié)議來更新。
區(qū)塊鏈的六大特征（共享分類帳、共識機制、可溯源、不可篡改、交易完成不可恢復、智慧合約）
▲區(qū)塊鏈的六大特征（共享分類帳、共識機制、可溯源、不可篡改、交易完成不可恢復、智慧合約）
區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵創(chuàng)新之處在于它允許其參與者通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸資產(chǎn)，而不需要集中的第三方。 2008年，次貸危機降低了人們對現(xiàn)有金融體系的信任度，區(qū)塊鏈技術(shù)被中本聰（Satoshi Nakamoto）開發(fā)成為比特幣（一種數(shù)字加密貨幣）背后的基礎(chǔ)技術(shù)。
自互聯(lián)網(wǎng)誕生以來，人們一直在努力創(chuàng)造虛擬貨幣，但由于“雙重支出”問題（即一種貨幣等數(shù)字資產(chǎn)可能花費兩次的風險），這些嘗試失敗了?，F(xiàn)在消除雙重花費的主流解決方案是引入銀行這類“信托中介”，而區(qū)塊鏈技術(shù)的應用有望根本解決雙重支出問題，且這一概念可以擴展到非貨幣相關(guān)領(lǐng)域，擁有顛覆眼下所有對信息可信度有要求的交易形式的潛力。
下圖描繪了區(qū)塊鏈技術(shù)如何解決當今信息相關(guān)交易的問題（左側(cè)的框表示關(guān)鍵問題，如信托中介、交易數(shù)據(jù)印記、維護數(shù)據(jù)完整的效率、信息安全、數(shù)據(jù)壟斷；右側(cè)的框表示區(qū)塊鏈解決方案，如去中心化、信息共享與部分加密、錯誤可審查、密碼學保證數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)存儲在民主網(wǎng)絡(luò)）。
區(qū)塊鏈的優(yōu)點（共識機制、不可篡改、加密、透明、分布式、可編程）
▲區(qū)塊鏈的優(yōu)點（共識機制、不可篡改、加密、透明、分布式、可編程）
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以是公開的，也可以是基于授權(quán)參與者的私人網(wǎng)絡(luò)。
公私區(qū)塊鏈之間的本質(zhì)區(qū)別在于：一種是在分散的開放環(huán)境中運行的，在這個環(huán)境中，加入網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)不受限制；另一種在被控的實體范圍內(nèi)運行。好比互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別。雖然計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本質(zhì)上是一樣的，但是封閉網(wǎng)絡(luò)（如家庭網(wǎng)絡(luò)）和開放網(wǎng)絡(luò)（如互聯(lián)網(wǎng)）的動態(tài)應用之間存在很大差異。實際上，這種差異在于，如何激勵“節(jié)點”成為網(wǎng)絡(luò)的一部分。
這里的主要想法是，在公共區(qū)塊鏈中，共識機制是獎勵每個參與者維持網(wǎng)絡(luò)的一部分；在私人區(qū)塊鏈中，不存在創(chuàng)造這種激勵的需求。真正透明的公共賬本的民主性可能并不適用于組織或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。普遍的共識是，雖然公共區(qū)塊鏈能很好的用于某些應用程序（例如基于加密貨幣的交易），但想要將其用作為企業(yè)解決方案實現(xiàn)更大應用，只有私有區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)下，結(jié)合更強的監(jiān)管控制，才可能實現(xiàn)。需要指出的是，這項技術(shù)還處于初級階段。
公有與私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的抉擇最終會被一個綜合生態(tài)系統(tǒng)所解決，即許多私有區(qū)塊鏈通過公共分布式網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)交互，類似專用網(wǎng)絡(luò)（受防火墻保護）與互聯(lián)網(wǎng)的交互。
區(qū)塊鏈解決方案的先決條件
▲區(qū)塊鏈解決方案的先決條件
區(qū)塊鏈不是解決數(shù)據(jù)和資產(chǎn)交易中出現(xiàn)的所有問題的一站式解決方案，它不能一招通吃數(shù)字化用例。必須了解區(qū)塊鏈及其屬性，并確定針對性的可用的解決方案。普華永道指出，以下五個標準，滿足3個及以上才能認為該項目需要采用區(qū)塊鏈技術(shù)（并不是所有的數(shù)字化交易都需要用到）：
1、有多方數(shù)據(jù)更新需求，即當多個參與方進行的操作需要被記錄。
2、有驗證需求，即當有必要在各方之間建立信任并讓他們明白他們的行為是被記錄的。
3、該項目需要一個或多個中介，并會因此增加成本和復雜性。
4、交易具有時間敏感性，即時間延遲會對業(yè)務造成影響。
5、交易需要互動，即項目由多個參與者創(chuàng)建并依賴于他們的互動。
區(qū)塊鏈的變革潛力
全球區(qū)塊鏈行動
▲全球區(qū)塊鏈行動
互聯(lián)網(wǎng)對公共部門產(chǎn)生了巨大的影響：政府需要存儲重要信息（公共記錄）從物理載體轉(zhuǎn)向數(shù)字載體，創(chuàng)建了信息和通信技術(shù)（ICT）平臺，將各個地區(qū)的人們連接起來，人工服務轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У臄?shù)字化服務。區(qū)塊鏈技術(shù)，作為新型的“價值互聯(lián)網(wǎng)”，可能會對像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，對政府服務和功能產(chǎn)生變革性影響。
各國如何利用區(qū)塊鏈改變公共事務
▲各國如何利用區(qū)塊鏈改變公共事務
目前，愛沙尼亞、格魯吉亞、阿聯(lián)酋、瑞典、美國和英國等國家已率先在政府和公共部門開展區(qū)塊鏈應用。
迪拜最近承諾到2020年將所有政府交易轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)塊鏈模式，預計每年可節(jié)省近1億頁的文書工作，2510萬小時的工作時間，4.11億公里的公民出行里程。
印度的許多州也在討論區(qū)塊鏈的應用，如安得拉邦與瑞典公司ChromaWay的基于區(qū)塊鏈的公民數(shù)據(jù)合作，同時也在探索其智能城市、交通等領(lǐng)域的應用。
驗證區(qū)塊鏈用例的重要參考
▲驗證區(qū)塊鏈用例的重要參考
以下是區(qū)塊鏈技術(shù)在八大領(lǐng)域獲得應用的可能性：
1、健康
健康檔案的數(shù)字化已經(jīng)對公共衛(wèi)生部門產(chǎn)生了重大影響，但集中化、復雜性和道德問題帶來挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)可以創(chuàng)建一個安全、靈活的電子健康記錄（EHR），從而顛覆現(xiàn)有的公共健康管理。這種技術(shù)還可以創(chuàng)建關(guān)鍵藥物、血液、器官來源使公共健康更加透明。另外，通過將所有醫(yī)療許可證放在區(qū)塊鏈中，可以防止虛（pu）假（tian）醫(yī)（xi）生。
2、教育
學生記錄、教員記錄、教育證書等是教育領(lǐng)域的重要資產(chǎn)。這些記錄需要與多個利益相關(guān)者分享，并需要被確保是值得信賴的。事實上，這些記錄可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)的應用來維護，區(qū)塊鏈還可以簡化證書認證和驗證，它甚至可以帶來更具包容性的教育方式，通過在追蹤國家指標方面帶來基本的統(tǒng)一性。
3、公共安全和正義
區(qū)塊鏈可以通過提供統(tǒng)一的真實來源，來解決部門間的協(xié)調(diào)問題，從而使公共安全的交付更加有效，每個部門分配一個預定義的條件獨立的接口。建立關(guān)鍵證據(jù)監(jiān)管鏈通常是證據(jù)可以被接受的重要先決條件，區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助確立這種證據(jù)的監(jiān)管鏈的來源。
農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈的潛在用例
▲農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈的潛在用例
4、農(nóng)業(yè)
區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)從農(nóng)民到消費者供應鏈追蹤，即可靠的來源和可追溯性，提高透明度，降低食物價值鏈的復雜性和成本。其他可能的區(qū)塊鏈應用還有記錄和管理農(nóng)業(yè)土地、農(nóng)業(yè)保險等。
5、民事登記
通過應用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以簡化民事登記程序，創(chuàng)建分布式的公民登記平臺，甚至登記生死等重大事件。這可以幫助公民記錄防篡改，有彈性、安全、私密，從而為各個相關(guān)者提供廣泛的便利。
6、國防
有關(guān)國防基礎(chǔ)設(shè)施和計算機系統(tǒng)的信息對國家安全至關(guān)重要。出于這個原因，國防信息往往分布在不同的地點，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和修改。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以為修改數(shù)據(jù)提供基于共識機制的訪問，并在多個系統(tǒng)資源（如網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)中心和硬件設(shè)備）上分配訪問權(quán)限。
7、政務
政府部門有相互依存的功能，但是各自為政，影響了服務的可用性，惡化了公民的經(jīng)驗。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用來打破信息孤島，檢查政府腐?。ㄈ绻械脑挘?，提高效率和透明度。通過區(qū)塊鏈鏈接部門之間的文件和數(shù)據(jù)移動可以提高流程的可視性，并確保數(shù)據(jù)/文件實時更新。
8、能源
區(qū)塊鏈技術(shù)可以被部署于電力供應市場，即透明、無憂、高效的智能電網(wǎng)。利用太陽能通過家庭發(fā)電實現(xiàn)的微型發(fā)電補充了傳統(tǒng)電力供應，并促進了可再生能源的使用。使用智能電表，電網(wǎng)中每個用戶的生產(chǎn)和消耗電力記錄可以保持在區(qū)塊鏈中，分配給用戶的信用/貨幣用于剩余電力供應和兌換用于電力消耗的信用。
區(qū)塊鏈與智慧城市
區(qū)塊鏈的智慧城市應用（經(jīng)濟與雇傭、健康、身份與文化、教育、土地使用、住宅、交通、智能政務、能源與浪費管理、公共安全、城市居民活躍性）
▲區(qū)塊鏈的智慧城市應用（經(jīng)濟與雇傭、健康、身份與文化、教育、土地使用、住宅、交通、智能政務、能源與浪費管理、公共安全、城市居民活躍性）
區(qū)塊鏈計劃的優(yōu)先級（根據(jù)效益/影響性→復雜性→政府需求）
▲區(qū)塊鏈計劃的優(yōu)先級（根據(jù)效益/影響性→復雜性→政府需求）
智慧城市可以看作是先進的現(xiàn)代城市化，即利用現(xiàn)有技術(shù)和計劃的基礎(chǔ)設(shè)施投資，為居民提供更高質(zhì)量的生活，為企業(yè)創(chuàng)造有利的投資環(huán)境，為政府實現(xiàn)資源利用率和透明度的最大化。
它可以被認為是IT基礎(chǔ)設(shè)施、物理基礎(chǔ)設(shè)施以及社交和商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的有機整合，這些系統(tǒng)共同工作，為決策者提供智能和可操作的信息。
區(qū)塊鏈可以為智慧城市提供更加安全、透明、高效的解決方案。以下是區(qū)塊鏈之于智慧城市的潛在用例：
區(qū)塊鏈對社會經(jīng)濟/交付帶來的便利
▲區(qū)塊鏈對社會經(jīng)濟/交付帶來的便利
1、城市居民活躍性（Citizen participation ）
城市居民活躍性指融合公民觀點提升城市效率與活力。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于公民忠信獎懲平臺（認可和獎勵他們在智慧城市規(guī)劃和發(fā)展中的貢獻）、地方選舉和立法問題（實現(xiàn)安全、匿名和有效的投票）、公民滿意度管理/反饋（創(chuàng)造值得信賴的反饋和發(fā)表不滿的郵件系統(tǒng)）。
2、經(jīng)濟與雇傭（Economy and employment ）
一個智慧城市需要強大的、有彈性的經(jīng)濟基礎(chǔ)和增長戰(zhàn)略，增加大多數(shù)公民的就業(yè)機會。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于本地商業(yè)注冊中心（以有效地管理本地企業(yè)生命周期和運行模式）、貿(mào)易融資和物流（創(chuàng)造可持續(xù)的價值鏈，降低成本，提高透明度，有效利用杠桿）、技能培訓/研究學習認證（基于區(qū)塊鏈的就業(yè)登記簿可以提高透明度和信任）。
3、健康（Health）
智慧城市為所有公民提供醫(yī)療服務。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于電子健康記錄（公民提供一個安全、靈活和值得信賴的無需攜帶的EHR）、控制關(guān)鍵藥物（提高藥物可用性，避免濫用）、醫(yī)務人員注冊（提高醫(yī)患新人，更好的醫(yī)學實踐和醫(yī)療合作）、藥品供應鏈的可見性（特別是對于重要的藥物和器官）、處理保險索賠（智能合同可以用來管理保險索賠，實現(xiàn)無可辯駁、快響應、自動化）。
4、身份與文化（Identity and culture）
智慧城市的地理位置、氣候、產(chǎn)業(yè)布局、文化美食都是其獨特的身份卡。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于注冊中心（只有授權(quán)的機構(gòu)才能提供服務，從而維護名勝）、景點門票（確保進入紀念碑和事件的門票交付，避免黃牛和二手門票等）、邊緣群體管理（針對艾滋患者、捐獻者等群體提供群體認同和身份保護）。
5、教育（Education）
智慧城市為所有的孩子提供教育機會。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于學生的全面管理（教育記錄管理實現(xiàn)掃盲目標）、兒童福利（針對相關(guān)兒童的贈款管理系統(tǒng)確保流程透明、有效）。
6、土地使用（Land use）
區(qū)塊鏈為土地注冊帶來的便利
▲區(qū)塊鏈為土地注冊帶來的便利
智慧城市有著豐富的土地使用，包括集群辦公室、住宅和商店等。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于土地和財產(chǎn)登記和生命周期管理（基于區(qū)塊鏈的自動化的產(chǎn)權(quán)登記可以節(jié)約時間消除成本）、建筑設(shè)計和建造資質(zhì)批準與審核（覆蓋所有的批準，檢查報告和認證）。
7、住宅（Housing and inclusiveness）
智慧城市有足夠的住房提供給所有的收入群體，并促進社會群體的融合。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于住房分配（確保房屋被分配給正確人）。
8、交通（Transportation）
區(qū)塊鏈的物流用例
▲區(qū)塊鏈的物流用例
智慧城市的居民需要更靈活、更充實的交通選擇。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于汽車共享（減少私家車，從而促進分散的公共交通）、車輛注冊表（為車輛提供生命周期記錄，確保只有合格的車輛在智能城市道路上行駛）。
9、智能政務（Intelligent government services）
區(qū)塊鏈的智慧城市中的政府應用（公民身份、資產(chǎn)流動、所有權(quán)/等級、認證/身份識別）
▲區(qū)塊鏈的智慧城市中的政府應用（公民身份、資產(chǎn)流動、所有權(quán)/等級、認證/身份識別）
智慧城市可以輕松地進行公民們與政府間的交互(包括通過在線和電話服務)。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于居民身份證（包括生物特征和健康、教育、稅收等屬性）、民事登記（提高公民的信任簽發(fā)，減少欺詐行為）。
10、能源與浪費管理（Energy）
智慧城市意味著全周全天(24/7)不中斷的電力供應和更環(huán)保、高效的能源和資源應用。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于智能電表（規(guī)劃電力，實施實時差別定價模型）、可再生能源（基于微型分布式的可再生能源發(fā)電點進行的電力分配）、能源稅收/津貼（利用計費系統(tǒng)激勵居民投入可再生能源中去）、電動汽車（優(yōu)化充點電分布）、配水網(wǎng)絡(luò)（自動化供水管理避免水資源浪費）、基于公司信譽的排放管理（可核實和透明的公司聲譽管理系統(tǒng)，定期跟蹤排放）、結(jié)合區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的廢物管理（提供更有效和更好的產(chǎn)品）。
11、安全（Safety）
智慧城市公共安全指數(shù)很高，保護婦女、兒童、老年人，各個年齡段的男人和女人在街上都感到安全。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于犯罪行為記錄（為法庭提供明確的犯罪證據(jù)鏈，減少證據(jù)糾紛，更快的處理案件，減輕執(zhí)法機構(gòu)的負擔）、證據(jù)和案件管理（案件所有相關(guān)的證據(jù)都可以登記在一個區(qū)塊鏈，最小化了證據(jù)的篡改）、信息安全（利用分布式，消除單點故障的風險，提供了端到端隱私加密，并確保用戶方便）。
區(qū)塊鏈緩解社會問題（適應性、問責制、透明度、效率）
▲區(qū)塊鏈緩解社會問題（適應性、問責制、透明度、效率）
區(qū)塊鏈技術(shù)指向可擴展、可靠的數(shù)據(jù)管理，可謂信息變革的前提，是芯時代價值鏈交換的底層框架之一。與此同時，全球各國政府已經(jīng)或正在制定“智慧城市”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，以切實有效地滿足公民的需求?；诠絽^(qū)塊鏈結(jié)合的智慧城市方案，可以增強信息技術(shù)的安全性、不可篡改性、可拓展性和透明度。
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