區塊鏈技術在民航領域的應用*

王天山，楊 健，王 堯

(中國民航信息網絡股份有限公司 研發中心，北京 100010)

0 引言

區塊鏈技術起源于比特幣，于2014年前后作為將多種技術整合的創新應用模式發展至今[1-3]。尤其是近兩年，區塊鏈技術持續受到各界高度關注：2016年，工信部信息化和軟件服務業司為推動國內區塊鏈技術和產業發展發布了中國區塊鏈技術和應用發展白皮書[3]；年底，區塊鏈作為戰略性前沿技術寫入《國務院關于印發“十三五”國家信息化規劃的通知》；2017年Gartner發布的新興科技技術成熟度曲線表明，區塊鏈在未來十年內有望成為擁有高度競爭優勢的技術；2018年3月工信部發布的《2018年信息化和軟件服務業標準化工作要點》提出推動建設全國區塊鏈和分布式記賬技術標準化委員會。

截止到目前，國內外已有上百家組織涉足區塊鏈技術，多個區塊鏈聯盟應運而生，其中以金融業、互聯網行業、政府機構為代表。民航領域作為高度信息化的行業，已開始進行基于區塊鏈技術的實驗和應用，其中最具代表性的是國際航空電信協會(SITA)。

然而過快的發展速度和盲目地跟從技術創新必將帶來潛在的風險。因此，在深入調研區塊鏈技術特點及典型應用場景的前提下，結合民航領域業務，探討如何科學合理地將區塊鏈技術融入民航領域是該技術應用于行業的必要前提。

1 區塊鏈理論依據及技術基礎

區塊鏈技術可以概括為一種去中心化、不可篡改、可追溯的分布式數據庫[4]。與傳統的分布式數據庫不同，數據由鏈中的多個節點共同維護，嚴格按照制定好的共識插入和更新，任何節點、個人和機構都無法篡改[5]，故而實現了無第三方場景下的相互信任，解決了由單方管理數據的可信問題。

區塊鏈技術的固有優勢在節約運營成本、優化業務流程、開拓業務市場和改變經營模式等方面都具有很大潛力。尤其是其不可篡改性加強了互聯網時代的信任關系，因此受到金融和政府機構的高度關注。

但成功應用的前提是技術成熟，區塊鏈目前還面臨著諸多缺點：吞吐量低、缺乏高并發設計、查詢統計能力弱等[4]。區塊鏈技術想要在各領域完全代替現有數據庫還為時過早。

作為交通運輸大國，我國的交通運輸業不斷發展創新，交通運輸部對新技術新模式的研發與應用也高度重視。目前，我國公路、鐵路及海運業已開始探索私有鏈的建設和應用[6-10]，而作為一直保持高度信息化的民航領域，無論從技術儲備還是行業特點，都有足夠的能力來探索和應用區塊鏈技術。

2 國內外同領域發展歷程及應用現狀

2.1 國外民航業

國外民航領域對區塊鏈技術的關注及實踐明顯早于國內。2016年，SITA率先提出了含有區塊鏈技術的智能通路(Smart Path)概念[11]。2017年，法國航空探索利用區塊鏈技術追蹤飛機維修工作流程[12]；俄羅斯航空公司S7提出使用區塊鏈技術解決機票問題；美國空運物流巨頭UPS宣布加入空運物流貨運區塊鏈聯盟[13]；SITA利用航班數據進行了探索區塊鏈影響的實驗[14]；中東地區的航空和旅行服務供應商Dnata聯合IBM等進行空運區塊鏈試點[15]；Winding Tree預售其基于航班+酒店模式的旅游業區塊鏈Líf幣[16]。2018年，谷歌、國際航空運輸協會(IATA)等公布基于區塊鏈技術的“已知旅客數字身份概念”，并計劃開啟加拿大與荷蘭間的概念驗證試點項目；新加坡航空計劃推出基于區塊鏈技術的用戶忠誠度手機應用。

由此看來，國外民航領域對區塊鏈技術態度較為積極。2017年是行業內對區塊鏈關注度最高的時期，多家機場、航空公司、技術公司及組織機構都參與到了區塊鏈的討論、研究與實驗當中。截止到2018年上半年，已有數個相關實踐項目落地。

2.2 國內民航業

國內民航業對區塊鏈的討論與研究比國外同行落后約一年，2017年開始才陸續有民航業人士公開討論區塊鏈的行業應用方式。2017年8月，中國航空報上刊載的一篇鑒別假冒航空組件的文章中提到了可以嘗試采用區塊鏈技術的解決方案[17]。2018年1月，鄭州航空港經濟綜合實驗區人員對區塊鏈在航空金融中的應用場景進行了分析[18]。同年3月，中國民航報上刊載了一篇區塊鏈應用于機場運行的簡要描述[19]。同年6月，周文剛基于區塊鏈技術對通航維護信息系統展開了研究[20]。

目前國內針對民航業的區塊鏈研究和實驗尚處于萌芽期，但受國內互聯網、金融業對區塊鏈技術的驅動，未來兩年內很可能會涌現出大量基于區塊鏈技術的試點項目，但真正大規模投入實踐還為時過早。

3 典型應用場景與實踐案例

截止到目前，區塊鏈在民航業的應用場景主要集中在數字身份認證、行李管理、數據管理、乘客會員制管理、電子客票系統和航空旅游平臺幾個方向。

3.1 數字身份認證

機場中的各類身份認證關卡均詢問旅客相同或相似的問題，既降低了乘客的出行體驗，也拖慢了機場的運轉效率。

谷歌、IATA、Amadeus、國際刑警組織、美國國土安全部、加拿大交通部等在世界經濟論壇關于“未來交通”的系統倡議中公布了一項名為“已知旅客數字身份概念”的基于分布式賬本技術的數字身份證明解決方案。為驗證該方案的可行性，加拿大政府在2018年初宣布將設計一個用于加拿大與荷蘭間的概念驗證試點項目。

3.2 行李管理

由于行李的丟失和記錄錯誤，航空公司需投入大量精力和資金處理賠償事項，同時導致旅客的忠誠度嚴重降低。區塊鏈技術為解決該問題提供了可能。

區塊鏈技術的分布式存儲、不可篡改性、可追溯性可以消除行李記錄的錯誤和不一致。在機場、地面處理部和航空公司間構建一個私有鏈以記錄每一處行李處理點的信息，航空公司可以實時跟蹤行李狀態，并授權讓指定旅客查看。一旦行李丟失，區塊鏈存儲的記錄可為查找和理賠提供依據，從而解決行李管理中的信任問題。

3.3 數據管理

每個航班信息的創建、記錄和修改都由多方參與者各自處理，包括眾多機場和航空公司，只有做到數據實時共享才能保障業務數據的準確一致。但實際運營過程中，信息分布于上述實體各自的數據中心，無論是服務器的軟件、硬件或網絡，任何一個環節出現問題，都會影響數據的同步。

2017年，英國航空、希思羅機場、日內瓦機場和邁阿密國際機場為SITA提供了航班數據以進行一個探索區塊鏈影響的項目——航班鏈(Flight Chain)。SITA認為區塊鏈有能力作為航班數據的單一來源，以解決行業數據記錄于不同孤島導致的航班狀態沖突現象。

此外，某些航空公司在電子客票系統和乘客會員制管理方面進行了探索與實踐，如新加坡航空將區塊鏈技術應用于其常旅客計劃KrisFlyer的數字錢包中。在航空旅游平臺的應用場景中，無論是國外的Winding Tree還是國內的優旅鏈均涉及了虛擬代幣發售內容，該手段本質上是一種與傳統行業市場不同的去中心化商業模式，且世界各國對虛擬代幣市場的監管愈發嚴格，對該種應用模式亦存在質疑，目前只有初創企業涉足其中。

4 應用發展趨勢

由于區塊鏈技術尚未成熟，且缺乏統一的標準，市場上出現了眾多標準、規范各異的區塊鏈應用項目，隨著技術的不斷成熟，現存的大部分區塊鏈項目可能會在未來消失，最終留下少數幾個應用最廣泛的大型區塊鏈項目，其標準可能成為未來區塊鏈技術的國際標準。因此，在整體技術標準尚未明確的前提下，民航領域應選取國際上最主流的區塊鏈項目技術標準為參考，從特定場景為切入點，結合現有業務展開小規模的實驗和試點項目，直到區塊鏈技術基本成熟后，再展開大規模的行業應用。

現階段民航領域主要從如下三種場景將區塊鏈技術融于現有業務更加合理(見表1)。

表1 國內區塊鏈技術在民航業的發展方向

行李管理的影響范圍較小，且現有解決方案可基本滿足大部分航空公司與機場的需求，因此該方向應用區塊鏈技術的動力較弱，現有落地項目也多為單個機場的實驗試點。大規模應用區塊鏈行李管理解決方案在短期內需求不大，但適合用作民航領域與區塊鏈技術結合的試點實驗。

數據管理，根據SITA的航班鏈實驗表明區塊鏈有能力解決民航業數據共享的問題，但截至目前，SITA并未推廣該類項目的應用，且將多家機場和航空公司的數據進行共享不只需要解決技術問題，更要處理不同國家和地區的數據政策。因此，短期內該場景應難有大規模應用。

數字身份認證是國內諸多領域的發展趨勢，銀行、公司管理乃至政府部門的某些業務均在不斷應用，而區塊鏈的不可篡改性、匿名性、安全性等特點正符合了身份認證的內在特點與需求。目前，人臉識別認證技術已日趨成熟，從實驗室向機場落地歷經了10余年的時間，臺灣桃園、廣州白云、上海浦東等幾十個機場均實行了該技術，利用區塊鏈技術和這些認證終端設備融合，相信在未來3年內可以實現全國民航領域統一的智能數字身份認證系統。

另外，區塊鏈技術的應用還受各國政策的影響。比如歐盟出臺的《通用數據保護條例》(General Data Protection Regulation，GDPR)中就提出了“被遺忘權”，即用戶可要求企業刪除與自己有關的被保護數據。而“數據可刪除”恰恰與區塊鏈技術的不可篡改性相沖突。而民航領域的諸多業務涉及了跨國家、跨地區的問題，同時滿足多地區法律要求將會是制約區塊鏈項目發展的關鍵因素。

5 結束語

區塊鏈技術在國外民航業已經走過了萌芽期，步入了發展期，伴隨著行業技術先驅企業與多家航空公司、機場的積極加入，不斷有實驗和試點項目成功。相比之下，國內民航業對區塊鏈的研究尚處萌芽階段，相關機構、企業多表現為觀望態度，目前尚無大型企業宣布實行區塊鏈技術的實驗或試點項目。但相關機構和企業已開始對區塊鏈技術進行探索與研究。

本文認為民航領域可以從小規模的行李管理入手，初步探索和實踐區塊鏈技術應用項目；進而結合現有的生物識別技術建立全國行業范圍內的數字身份認證體系；最終基于多個項目實踐的經驗，建立國內甚至國際范圍內的民航領域區塊鏈數據管理系統，實現民航信息領域的技術變革。