停车、投票、领证,区块链如何在「智慧城市」建设中大显身手?

Odaily星球日报2021-02-07
区块链的未来已来,且势不可挡。

编者按:本文来自36氪战略合作区块链媒体“Odaily星球日报”(公众号ID:o-daily,APP下载

作者 | 黄雪姣编辑 | 郝方舟

出品 | Odaily星球日报(ID:o-daily)

我们所处的环境,正如我们的生活一样,无时无刻都在发生日新月异的变化。我们开始用上越来越多的智能硬件、智能家居,与此同时,城市也变得越来越Smart。

「智慧城市」听起来可能不太日常,但却关系着我们每个人的衣食住行,让城市生活更便利高效。

比如,基于大数据技术的智慧交通灯控系统,能将行车的速度大大提升;基于物联网和大数据技术的智慧社区系统,可大大提高老百姓的办事效率和居住满意度;基于区块链的电子凭证上链系统,能让信息高效流转,而在线分布式数据库可对证书归属进行安全快速验证。

为了深入了解智慧城市带来的喜人变化,在近日 FISCO BCOS 开源社区举办的「区块链助力构建未来城市的智慧大脑」生态应用研讨会上,来自微众银行、腾讯云和斐德坊的 3 位区块链实践者齐聚一堂,从停车、投票、智慧社区等场景出发,分享他们在智慧城市建设中的一线实践与经验。

通过他们的视角,我们看到,区块链已经成为建设未来城市不可或缺的力量。

那么,这些场景是如何一步步被技术改造的?我们不妨跟随他们的脚步,一起来了解区块链如何有效解决协作和信任问题。

区块链走进衣食住行,助力构建「智慧城市」

就像空气和水之于生命一样,现代城市居民的生活已经离不开我们所亲手构建的城市环境。因此,城市建设和管理也是个从普罗大众到党和政府都十分关注的话题。

如若管理不好,则容易产生波及人们衣食住行方方面面的问题,比如交通拥堵、住房紧缺、就医困难等等。

面对老百姓对「慧民、便利、宜居」等城市生活需求,我国也提出了建设「智慧城市」的发展规划,从顶层设计来规划新型城市的建设要求。

智慧城市,也就是运用包括物联网、5G、大数据、云计算、人工智能和区块链等信息技术,来感测、整合城市运行核心系统的关键信息,从而对各种城市服务需求做出智能响应,实现透明高效的在线政府、精细精准的城市治理、融合创新的信息经济、自主可控的安全体系和无处不在的惠民服务。

新技术的应用将有助于解决很多城市「顽疾」,图源:奔跑财经

「智慧城市」这一概念源自 21 世纪初西方的探索和实践。到 2013 年,我国设立了第一批智慧城市试点,开启了智慧城市在我国的落地建设。至 2016 年,住建部启动新型智慧城市建设“十三五”规划,宣示着这一发展模式在国内全面铺开。

根据 iResearch艾瑞咨询的不完全统计,目前我国有超过 500 个城市已明确提出或正在建设智慧城市,计划投资规模超过 6 万亿元。

一般而言,建设智慧城市的技术架构从底层到上层分别为:硬件与通信层、计算与平台层、应用层,需多种技术综合实现,在这其中就离不开区块链技术。

图源:iResearch艾瑞咨询

实际上,在信息化时代,任何行业中,数据的安全、高效处理与交互都是核心环节之一。在建设智慧城市的过程中,关于数据交互存在两大难点:如何实现数据真正高效流通?在流通过程中,如何保障公民数据隐私?

解决这些问题的方案并不唯一,但区块链本身兼具多中心、防篡改、可追溯等特点,融合隐私计算等前沿技术,为以上难题提供了更优的解决方案。

根据 iResearch艾瑞咨询分析,目前区块链技术在智慧城市的应用场景可分为四类:

第一,数据安全和隐私保护,即依靠数据加密存储和区块链防篡改特性保护个人健康和医疗数据、租户隐私信息等;

第二,数据可追溯性,即依赖区块链中自然链数据存储结构记录电子发票开票历史、房地产交易数据等;

第三,数据存储和认证,如个人身份验证、电子许可证证书等;

第四,数据低成本可靠交易,即采用智能合约来准确控制数据使用权、收益权等,由此实现个人、企业、政府数据的有选择性公开与流通。

上述所言及的场景在国内外已有诸多尝试案例。如美国南伯灵顿市正在试行基于区块链的房地产交易,印度政府使用区块链实现个人身份验证,南京发布了基于区块链的电子许可证共享平台,深圳成为首个施行基于区块链的连锁电子发票试点城市,雄安新区已上线基于区块链的房屋租赁平台,等等。

这类场景和案例数不胜数,只是尚处于小规模试行,但通过这一个个应用,我们已能从中窥见未来智慧城市的宏伟图景。

下面,不妨随我们通过这 3 个基于 FISCO BCOS 的用例来感受下,区块链解决方案为智慧城市带来的真实改变。

从证书、智慧社区到停车场,区块链皆有可为

在此之前,有必要先简单了解下 FISCO BCOS。

根据公开资料,FISCO BCOS 由微众银行牵头打造,是最早开源的国产联盟链底层平台之一。2017 年 12 月开源至今,FISCO BCOS 已历经 30 余个版本迭代,可满足企业级应用对区块链系统性能、安全性、可扩展性和易用性等需求。

从数据上看,平台单链TPS超过2万,功能与性能均获工信部信通院可信区块链评测认定。同时,从国密算法、操作系统、芯片架构到服务器平台,FISCO BCOS实现全链路国产化支持和全方位安全可控。

目前,FISCO BCOS 开源社区已汇聚超 2000 企业及机构、逾 4 万名社区成员共建,是最大、最活跃的国产开源联盟链生态圈。社区内数百个应用基于 FISCO BCOS 研发,其中,超 120 个项目在生产环境中稳定运行,覆盖包括政务、金融、公益、医疗、教育等多个关乎国计民生的业务场景。

下面将要介绍的亦是和我们日常相关的实在用例:「澳门智慧城市之证书电子化」、「腾讯云未来社区」和「斐德坊智慧停车场」。整体来看,区块链在这些场景中对数据、信息乃至资产的流通起到提效增信的作用,从而为智慧城市的大规模、高效协作奠定坚实基础。

  • 澳门智慧城市

第一个要介绍的是,微众银行与澳门科学技术发展基金合作推动澳门智慧城市建设与未来型城市发展的项目,当前已实施的主要是「证书电子化」方案。

据微众银行区块链核心开发者张俊麒介绍,该方案将传统的线下政务办理场景转变为线上,在保障使用者隐私数据安全的前提下,优化多机构间的电子化运作流程,有效提升政务办理效率,便捷居民生活。

出于对个人信息隐私安全的保护,澳门对个人信息的处理、互联、转移等都建立了明确的法律机制。因而,居民政务数据分存于不同部门,跨部门政务办理往往需要先到部门 A 开具证明,再到部门 B 进行办理。

对居民而言,流程繁琐且文件不易管理与保存;对政府部门而言,希望提升用户体验并确保用户隐私数据不泄露。

经过分析设计,合作双方基于 FISCO BCOS、身份标识及可信数据交换解决方案WeIdentity提出「证书电子化」方案,在符合当地法规的情况下,利用区块链技术搭建可信的数据验证通道,解决跨机构信息流转难题。

首先,用户在移动端授权「用户代理」处理证书相关服务。

获得授权后,「用户代理」为居民创建链上唯一的 WeID;并由身份证明局为居民进行身份验证。

验证通过后,高校等证书发行方用 WeID 生成证书,并将证明摘要上传到区块链上,由此完成证书电子化。

待下次用户需要使用证书时,可直接将 WeID 及证书提交给验证方,验证方将原证书内容与链上证书一校验,便知真假,省去用户自证身份、验证方多番检查的繁琐程序。

「证书电子化」方案流程图

本质上,澳门证书上链,是利用电子化让信息高效流转、分布式数据库帮助实现快速安全验证。这一方案中,如何将用户重要数据安全地分布式存储,考验着底层平台的能力。

在这方面,FISCO BCOS 提供的分布式存储解决了海量数据存储的问题。目前的区块链底层平台大多采用本机存储模式,存储受单机容量限制,数据膨胀之后系统将面临瓶颈问题。

据介绍,FISCO BCOS 的分布式存储是将数据存储在远端数据层,实现数据和计算分离,让数据管理交给“专业”的模块去做,由此可以通过扩展数据集群的方式提升数据存储容量,保障在大的数据量下,性能依旧可以保持在较高水平。

「证书电子化」方案的成功运行,为智慧城市场景提供宝贵经验。

如果说证书上链是特定场景,那下面要介绍的社区和停车场景,便是我们日常生活不可分割的一部分,那么区块链会如何让这些我们再熟悉不过的场景来个大变样呢?

  • 腾讯云未来社区

作为城市中最小的单位组织,社区是推进智慧城市建设的重要内容。

为此,自 2014 年来,从国家和地方层面都曾提出过或宏观或详细的智慧社区相关政策,可见其将是未来社区的目标形态。

图源:腾讯云未来社区

腾讯云未来社区是面向智慧社区建设的一整套IT技术方案,包含智能基础设施(如门禁机、车辆抓拍机等)、社区治理体系(面向政府)、社区服务体系(面向物业和商家)和社区运营体系(面向城市运营方)四大内容。

在本次研讨会上,腾讯云未来社区高级产品经理李炎为我们介绍了区块链在社区投票和资金共管中的实践。

社区投票及治理在现阶段尚未普及,原因主要是部分社区治理机制不健全,以及参与治理成本高。

对此,腾讯云未来社区推出面向各方参与者的便捷投票治理产品,用户可通过移动端进行身份认证,而后参与社区的投票治理;投票结果将由投票联盟节点(成员可能包括房管局、住建部、仲裁机构等)记录上链,杜绝操作空间;投票决议内容则涵盖了资金动用管理、业委会选举等公共事务表决事项。

另外,针对基层党组织选举、村民选举等场景,既要求验证投票人身份,又要从系统层面实现完全的不记名,保护投票人的隐私。

腾讯云未来社区为此设计的方案是,通过人脸识别等验证投票人的资质权重等信息,并采用椭圆曲线加密算法对信息进行全程加密,从而实现除本人外,任何人都无法还原单个人的投票内容,包括系统也无法获知,从而保护投票人隐私。

在保护隐私性上,FISCO BCOS 从结构设计和功能设计上均提供了良好的隐私保护方案。

所谓的群组架构,也即 FISCO BCOS 允许网络中存在多个不同的账本,每个账本是一个独立的小组,各群组独立执行共识流程,这样的设计充分兼顾了性能、隐私性和扩展性。

在功能设计上,FISCO BCOS 构建了包括白名单验证、CA 认证、密钥管理等安全体系,同时完整支持了国密算法体系,采用权限控制、零知识证明、同态加密、群签名、环签名等技术确保联盟链的安全可控和隐私保护。

由此可充分保障选举人的匿名投票,让选举过程更加公平,最大程度反映民意。

再来看资金共管场景。我们知道,资金流是高度标准化的信息,也是区块链最能发挥其「记账」特性的场景。

但资金的去向不明,在区块链出现以前可是个大问题。

小区居民与物管之间的信息传递是否能透明有效地进行是双方能否互谅互信的基础。为此,腾讯云未来社区通过分布式记账,将物业所有的动支信息,包括审批表决信息、动支结果全部上链,让任何一方都无法篡改和抵赖,由此实现社区资金运用的透明化。

据李炎介绍,此项功能目前已经在深圳绿海名都、中翠花园等十多个小区使用。区块链投票也已在湖州市吴兴智慧社区落地。

说完我们日常生活的小区,再来看我们每天必用的停车场。这看起来是个简单的地方,区块链这种「高新技术」能发挥什么效能呢?

和未来社区类似,智慧停车场的目标是将停车场的资金流上链,从而实现账目透明、取信于人的作用。

  • 斐德坊智慧停车场

成立于 2017 年的斐德坊,就是在停车场这个小场景里玩出新花样的「探路者」。

斐德坊创始人王永春认为,信用是智慧城市的基础,公司将“使用区块链技术提升消费者信用价值,降低智慧城市经营者信用成本”作为宗旨,在市场策略上将智慧停车市场作为切入点,为停车消费场景价值挖掘提供定制解决方案。

统计数据显示,2018 年中国停车位需求量为 3 亿个,2016 年国内停车市场消费达到 4000 亿元。此外,国家发改委数据显示,我国每年还需新增停车位 3000 万个,单个停车位建设成本为 5 万~20 万元不等,年累计投资规模约达 3 万亿元。

由此可见,这个刚需场景具有一定市场规模,但现有的停车场因产权复杂,且普遍采用承包模式、无法作为抵押品,又因现金流难以呈现,停车管理企业较难凭借自身信用获得金融服务。

2015 年,国家发改委发布《城市停车场建设专项债券发行指引》,鼓励社会资本投资城市停车场。截至 2018 年 11 月末,已发行停车场建设债券 92 支,募集金额共计 1009.6 亿元,占市政债券市场的 50% 以上。

但停车场债券募资难言高效,缺口仍然较大。

面对如此现状,斐德坊与停车管理企业合作,基于 FISCO BCOS 将停车场车流、资金流上链,通过稳定的业务流增加征信、获得银行贷款,并将资金用于新设施建设。

据王永春介绍,公司目前已和上海上千家停车场背后的管理企业达成合作意向,一旦实施,斐德坊这一停车管理方案将覆盖上海 15 个城市商业中心区域,每年服务车辆超过 600 万辆。

待打通停车场和商业中心后,王永春规划,将通过积分将车主和停车场附近商家、乃至更大的积分发放方进行合作。

王永春认为,「通过积分将停车场景与城市中 产阶 级生活消费紧密相连,更有助于提升消费者信用价值。」

据统计,我国积分市值总量已经超过2万亿人民币,持有人数超过9亿,但市场上超过80%的积分都处于闲置状态。最主要的问题在于,积分价值零碎、操作繁琐且需求难匹配,兑换条件随意变动、信任无法建立。

因此,积分市场亟需一个普遍接受的兑换物(如停车券)、统一的账户体系和透明不可篡改的兑换规则。

因此,斐德坊设想的场景是,车主A停车结算后可获得积分,该积分可以用于抵扣停车收费;反过来,商家或是一些银行等金融企业也可以将原有的积分换成斐德坊发行的停车积分,来进行停车消费。

通过这种方式,王永春希望运用区块链技术将 ToB、ToC 业务两手抓,盘活停车场景的潜在价值。

虽遇险阻,但未来已来

通过上述用例,相信大家都能发现这类场景存在着这 3 个共性:

首先,活动参与者多,通常多达 4 个或以上,信息流、业务流程和价值链的复杂性高;

其次,参与者之间很难建立有效的信任,基于第三方担保的传统信任机制代价高昂;

第三,链下信息的真实性和有效性易于计算机验证。

这也是考察某场景和区块链技术应用是否相匹配的三大原则。

尽管区块链非常适用于这些场景的建设,但这些一线的探索者们仍遇到不少阻碍。

如在智慧社区场景,李炎表示,遇到的一大问题就是,直接从社区开始切入,推动难度较大。「面向政务、民生的领域,还是需要从政府和机制着手,在推介产品和技术时,该场景下的执行者可能较难从下至上推动采用,一定要反过来才能走得通。」

王永春也给我们分享了心得。在和某大型银行谈以技术作为保障、为停车场融资时,尽管对方对技术表示好感,但仍难推动流程、规制的改变。

「前沿技术被广为接受需要一定时间,所以可以先从较小场景做起(比如先试水积分通兑),逐渐建立起对新技术优越性的感知和认可后,方可逐步推进。」这是王永春总结出来的经验。

尽管困难不断,需要时间求解和等待验证,但从这些探索者的实践中,我们已经能看到「区块链+智慧城市」的一道道突破口,为未来大规模践行提供重要参照。

我们深信,区块链这项新技术的优越性一定会崭露头角,它离物尽其用只是时间的问题。央行数字人民币从验证到机构间的内测,再到进入寻常百姓家,不过用了 2 年时间。 

区块链的未来已来,且势不可挡。

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