由工業產業切入建立轄區區塊鏈產業方案

王鵬

（貴州航天凱山石油儀器公司，貴陽 550000）

1 引言

隨著工業現代化的繼續發展，接入物聯網云系統的設備將會越來越多，數以百億的物理設備將會產生海量的數據，在要求實時通訊的應用場景下，無疑會極大地增加傳輸成本及維護成本，并且在一個存儲如此海量的數據的中心化服務器中，信息安全跟節點信任將成為一個巨大的難題。

區塊鏈恰好可以在這個領域發揮作用，它采用去中心化的點對點通信模式，高效處理設備間的大量交易信息，這將會顯著地降低安裝維護大型數據中心的成本，同時還可以將計算和存儲需求分散到組成物聯網網絡的各個設備中。在區塊鏈定義的規則下，設備被授權搜索它們自己的軟件升級，確認對方的可信度，并且為資源和服務進行支付。機器可以通過區塊鏈技術自動執行數字合約，而不再需要人為的甄別真偽，這使得它們可以自我維持、自我服務，成為真正的智能設備。

2 方案設計

2.1 場景描述

當前轄區內各企業、廠礦產業相對獨立，信息不共享，缺少交流，各單位的軟硬件資源都局限在自己單位內部，非常獨立且封閉。城區單位承接任務量不均衡，勢必會造成各廠商工作量分配不合理的現象，所謂“旱的旱死，澇的澇死”。

科研方便，各廠商實力分配不均，信息溝通不暢，遇到技術瓶頸時較少與周邊科研單位溝通交流，大多只會悶頭苦干，形成技術封閉與技術壁壘，阻斷了技術產業的發展與流通，影響整體區塊的技術提升。

生產方面，各廠商生產能力不同，會有很多企業在生產任務不足的情況下會有很多設備處于閑置狀態，而其他廠商由于生產任務過飽滿，處于過量加班狀態。各單位由于信息不透明，難以形成有效的設備共享環境，錯失了很多代工或合作生產的機會，蒙受一定的經濟損失。

管理方面，城區以及企業管理者對轄區內部設備與技術資源使用情況不清晰，難以對轄區內資源進行合理的統籌管理與掌控安排，轄區內各種資源難以得到合理調配與應用，造成資源的浪費。在后期準備投入資金進行生產建設及維護時難以清晰了解現有資源情況，造成投資力度難以掌握的情況[1]。

2.2 基于區塊鏈的解決方案

為解決以上困境，可引入頂層設計思想，搭建結構性系統框架，形成數據處理域、數據分析域、數據管理域三層結構，在現有物聯網基礎上，引入區塊鏈概念，將各廠商的資源情況形成區塊，利用區塊鏈中區塊信息不可篡改、有時效性、可全程歷史追溯的特性，保證資源信息的真實有效，并將信息進行公開與監管，從而建立起以數據采集為主的數據感知層,以數據存儲、處理及交融為主的數據融合層,以豐富的數據應用為主的數據應用層。

對區塊鏈聯盟成員方面可以下載相關區塊鏈，并對相關區塊進行信息獲取，及時獲得產業供求信息，交流技術情況，洽談供需及合作事宜，安排自身生產任務，最終形成交易，形成的交易會產生一個最終結果，該結果包含了交易情況、交易后剩余資源需求信息、本區塊提供者信息更新狀態等內容，諸項內容又可以形成一個新的區塊，供其他企業單位下載交易。

對區塊鏈監管成員方面可以獲得轄區工業產業供需情況、生產資源及負荷情況、設備運行狀態等信息，為摸清轄區工業資源狀態，統籌安排轄區相關產業工作，掌控轄區工作狀態，合理安排轄區相關產業投資狀態及力度提供必要的信息支持與參考。

初期階段建議實現方法如下：

①制定區塊鏈區塊信息標準，統一數據標準規范，包括數據的數據名稱標準、數據解釋標準、數據傳輸標準、數據存儲標準、數據安全及加密標準、數據交易標準等，明確并指定監管制度和職能部門，最終形成統一的產業標準和可深度使用的數據規范。

②結合現有區塊鏈建設團隊與區塊鏈建設資源，搭建區塊鏈產業附著環境與基礎，包括相應的數據模型、算法、網絡環境等內容。通過強化統一數據模型與企業級主數據的全面應用與管控，實現公司業務數據在語法與語義上的統一，保證數據的一致性與可用性，通過改善業務集成，歸并整合業務系統，實現源端數據邏輯統一、分布合理、干凈透明。

③與有實力有資質的企業合作，由底層傳感器到數據工作站再到搭建數據生態系統，全方位系統設計并實施階段方案，形成小范圍試點，打造初期樣板工程，并為后期系統在其他產業的延伸擴展預留下擴展空間與方案。

2.3 場景目標以及預期成果

2.3.1 建立工業信息產業區塊鏈

在轄區工業生產方面形成區塊鏈產業結構，引入物聯網數據采集加智能工作站集中處理的模式，從感知層數據采集端到應用層數據應用端全程摒棄人為干預，保證數據的真實與干凈，并形成一定量體系的數據融合層，管理收集到的各項數據，并將數據按需提供給需要的使用者，基于區塊鏈的數據脫敏技術能保證數據私密性，以及其可信任性、安全性和不可篡改性，讓更多數據被解放出來，形成共享體系，每個參與者可得知其在該組中的相對地位，任何一方都可以作為信息區塊的發布者和獲取者，對企業來說可以拓寬產業范圍和業務渠道，加大共享空間與力度，加強技術流動和產業互助，形成新的業務往來與交易收益；對政府或監管部門來說可以通過區塊鏈的使用全面清晰掌握轄區情況，合理調配轄區資源，為后期工作提供真實有效的數據參考與支持；對民生方面，形成一定容量的數據融合層，為今后智慧城市的下一步產業擴容留下基礎。

2.3.2 工業產業區塊鏈與大數據

對于個人或機構有價值的數據資產，可以利用區塊鏈對其進行注冊，交易記錄是全網認可的、透明的、可追溯的，明確了大數據資產來源、所有權、使用權和流通路徑，對數據資產交易具有很大價值。

一方面，區塊鏈能夠破除數據被非法拷貝威脅，有利于建立可信任的數據資產交易環境。數據是一種非常特殊的商品，傳統商品的交易方式無法滿足數據的共享、交換和交易，因為數據極易被其流經的個人或團體復制和保存，這就導致數據生產者擔心受到侵權或利益損失不愿將數據進行流通，造成阻礙數據流通巨大障礙?；谌ブ行幕膮^塊鏈，能夠破除中介中心拷貝數據的威脅，保障數據擁有者的合法權益。

另一方面，區塊鏈提供了可追溯路徑，能有效破解數據確權難題。區塊鏈通過網絡中多個參與計算的節點來共同參與數據的計算和記錄，并且互相驗證其信息的有效，既可以進行信息防偽，又提供了可追溯路徑。把各個區塊的交易信息串起來，就形成了完整的交易明細清單，每筆交易來龍去脈非常清晰、透明。另外，當人們對某個區塊有疑問時，可方便地回溯歷史交易記錄進而判別該值是否正確，識別出該值是否已被篡改或記錄有誤。

2.3.3 方案可擴展性

從頂層設計考慮，本方案僅將區塊鏈技術在轄區工業領域的應用作為一個頂層系統設計方案的切入點，其有著非常豐富的擴展性，可以對其他產業、政務、民生提供更加豐富的數據支持。從總體上來看，區塊鏈在工業化領域應用的搭建完成后，系統已經提供了必要的物聯網方面的數據采集功能，并將采集獲得的基礎數據提交至具有強大數據處理能力的帶有數據引擎的工作站組建成的數據融合層，根據不同應用場景下對數據的不同需求來提取。而數據融合層具有統一的數據標準與規范，并且具有極其強大的數據處理能力，能夠對基礎采集數據進行匯總、融合以及處理，能夠對符合統一數據規范與標準的數據應用場景提供數據支持，方便各類產業無縫使用，無須為不同產業建立不同的獨立系統與數據采集源頭，減少重復建設造成的浪費。在統一的數據標準與系統規范下，通過數據橫向與縱向的廣泛數據共享，將數據進行匯總管理，兼容現有系統數據，合理利用原有投資為未來的應用擴展預留充足的接口，將新的數據反哺給現有系統，豐富和增強現有系統的能力。為今后在環保、交通、安檢、物流、醫療等諸多領域提供一個系統基礎與擴容接口。