區塊鏈在數字政府和智慧城市的研究

馬丹妮

廣東省電信規劃設計院有限公司 廣東 廣州 510630

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。近年來，區塊鏈技術應用已經延伸到數學領域、互聯網領域、智能制造領域等，區塊鏈應用實現了多元化發展，特別是在智慧城市和數字政府的建設過程中，區塊鏈技術有其獨特的應用價值。因此，本文針對區塊鏈在數字政府與智慧城市中應用進行深入研究意義重大。

1 區塊鏈發展概述

1.1 區塊鏈的概念

區塊鏈（Blockchain）主要指的是需要由多方進行共同維護，并用密碼學相關理論確保數據傳輸和訪問過程中的安全性效果。應用區塊鏈能夠切實強化數據的統一化存儲，避免了篡改和抵賴的隱患性問題，因此區塊鏈也被稱之為分布式賬本技術，在區塊鏈技術中主要以塊鏈的結構進行數據存儲。如果在相對不可信的競爭環境中需要建立起信任性較高的計算方式，則需要應用到區塊鏈，也正因如此區塊鏈在我國各領域中被廣泛應用。

1.2 區塊鏈的特征

區塊鏈的特征主要體現為以下四個方面。一是分布式記賬特征，在以往的信息系統中獨自記錄，而對賬的過程也需要對不同的賬本進行復式記賬，區塊鏈的應用切實打破了以往復試記賬的形式，能夠實現全網共享的分布式記賬模式，有效避免了復式記賬所帶來的對賬繁瑣性。二是增查操作的變更，受到傳統數據庫的影響，其數據庫經典操作大多為增加、刪除、修改和查詢，而區塊鏈技術則僅涵蓋了增加和查詢兩大操作，將刪除和修改選項進行調整，這種形式能夠避免數據信息被外力惡意篡改，提高了信息數據的可信性和安全性。三是多方維護的特征，區塊鏈系統模式導入分布式賬本，能夠有效搭建多方維護的分布式信息系統，由于數據信息的寫入和同步能夠實現多個主體范圍之內進行更新，因此也可以進行多方維護和數據驗證。四是內置合約的發展特點，由于以往財務資金流和信息流為不同的業務流程特點，而區塊鏈系統的出現同樣也代表了智能合約的形成，能夠滿足事先約定規則，將以往的外掛合約模式逐漸發展為內置合約形式，實現獨立執行和協同寫入。

2 區塊鏈的分布要素分析

現如今我國區塊鏈的產業鏈條不斷完善，諸多產業規模穩定增加，在區塊鏈企業地域分布方面主要集中于北京、上海、廣東、浙江等地。根據調研報告，在產業分布中主要可以分為上中下三大層次，如圖1所示。其中上游層次主要為基礎層和平臺層，需要進行去中心化交易，提供數據服務和數據處理；中游層次主要為接口、呈現和外部交互層，主要針對各類用戶的應用和數據進行傳輸；而下游主要強化了區塊鏈的應用，與用戶層進行直接對接，其中其主應用戶范圍包括政府、企業以及個人等等，具體的應用領域也涵蓋廣泛，如司法存證、金融企業發展、知識產權保護領域等。

圖1 區塊鏈產業鏈分布

在市場規模方面，我國區塊鏈行業市場發展規模由2016年的1億元增加至2019年的12億元，雖然整體行業正處于起步階段，但受到國家政策的支持影響以及各領域技術手段的進步，區塊鏈產業鏈下游應用范圍的不斷拓展，這也使得我國區塊鏈產業有望在未來實現高速增長和新的應用發展局面。

3 區塊鏈在數字政府中的應用分析

3.1 為數字政府建設提供構建良好的數據信任效果

當前我國大力推進數字政府的建設，強化政務服務線上線下一體化發展，切實提高人民群眾的幸福感、獲得感，同時也能增強政府的公信力。當前，為了進一步完成數字政府的建設目標，主要目的在于確保政務信息系統的整合性，要切實打破以往“數據煙囪”的局面，實現政務數據的安全共享交換。在數字政府建設中應用區塊鏈技術需要滿足數據安全流通以及提升數據綜合質量，達到數據共享開放的良好局面。例如在對某一業務進行處理時，底層數據和業務流程要實現共享，同時也要避免在其他節點對此類數據進行私自篡改，切實提升數據的質量水平與可信性，在數字政府的建設中應用區塊鏈技術實現數據信任的良好局面，能夠切實提升國家治理體系和治理能力現代化建設水平，推動數字政府的新型發展[1]。

3.2 強化金融服務領域的應用效果

在數字政府的建設過程中，應用區塊鏈技術最普遍的范圍在于金融領域，因此我國很多大型銀行和企業在相關領域中進行不斷嘗試，在一定程度上也推動了國家整體金融業務的發展和進步[2]。首先在供應鏈金融應用方面，各類新型應用不斷涌現，有效解決了中小企業發展過程中的融資難點問題。例如應用區塊鏈技術能為諸多企業提供良好的信用評估水平，同時也能幫助企業降低融資成本，幫助政府部門對企業融資情況和效果進行監督和規劃。在跨境支付方面，以往我國諸多銀行在跨境支付系統構建中仍然存在較多難點，需要由開戶行、銀行等不同的銀行機構和金融服務機構在自身賬務系統的基礎上進行有效處理，但是此種處理模式反應速度相對較慢、效率偏低，因此應用區塊鏈技術能夠實現良好的金融機構對賬效果，減少對賬成本，有效解決諸多爭議，同時也能讓支付業務的處理速度顯著提升[3]。

3.3 電子政務服務領域的試點化應用

在電子政務領域區塊鏈應用有其獨特的價值，直至目前二者聯合應用項目逐年增多，各級政府正著力鼓勵區塊鏈系統和相關技術，在政務領域的發展和廣泛應用，主要涵蓋了數字身份、涉公監管、電子存證、政府統計以及政務數據共享等六大方面（圖2）[4]。在電子政務領域中應用區塊鏈技術，能夠有效推進各類政府數據的共享與開放，真正實現政務服務“一網通辦”的目標，切實提高了政府的行政效能。與此同時，運用區塊鏈技術能夠讓政務服務數據在全社會范圍內共享與開放，也方便了社會公眾對政府工作開展情況進行有效的監督，切實提升人民群眾的參與感和獲得感。此外，也能切實增強政府的公信力，例如部分城市構建城市服務APP，應用了大數據技術、人工智能AI技術、區塊鏈技術等，全面滿足人民群眾的基本生活需求，構建智能化的政府服務體系[5]。

圖2 區塊鏈在電子政務領域應用場景

3.4 司法治理、產權保護及食品藥品等領域中的應用和探索

除了電子政務、金融服務以及政府治理等諸多方面中，在司法治理、產權保護以及食品藥品等領域中，也能有效應用區塊鏈技術。例如在進行司法治理時，能夠根據不同的司法區塊進行節點建設，實現證據的在線收集與分析處理。如杭州互聯網法院所應用的司法治理區塊鏈技術，主要以杭州互聯網法院作為重要節點，強化各類證據和數據的采集，同時也接入了相關企業和機關，為區塊鏈中憑證的法律效力驗證提供必要的參考依據。在知識產權保護中應用區塊鏈技術主要需要實現可信化和數字化證明，在知識產權領域實現新型的認證機制，對產權進行健全保障權屬的唯一性，同時針對該作品的確權、后續交易，同樣也能實現全生命周期管理，為我國知識產權領域保護與服務水平的提升奠定了良好的基礎。在食品藥品等領域中應用區塊鏈技術，最主要目的在于對產品進行防偽識別，避免假冒偽劣的問題存在。基于區塊鏈技術可以對食品藥品進行防偽溯源，并應用現代化的物聯網技術手段，通過手持掃碼設備和編碼機器等，能夠有效實現對食品和藥品的溯源，提高食品藥品的安全性效果[6]。

4 區塊鏈在智慧城市中的應用探索

4.1 總體應用分析

區塊鏈作為新興的技術在“智慧城市”建設中有巨大的應用潛力和發展潛力。區塊鏈技術具有去中心化、防篡改、高度可擴展等特點，正與大數據、云計算、人工智能、5G等新一代信息技術快速融合，并應用到政務、醫療、公益慈善、司法治理等各個重要領域。在資源數據方面，通過區塊鏈技術也能有效實現數據的安全流通，打破信息孤島。在智慧化應用過程中，區塊鏈技術能夠將惠民服務、生態宜居、產業經濟以及精準治理等諸多要素緊密聯系，助力打造善政善治、惠企利民的智慧城市。

4.2 區塊鏈在醫療領域中的應用

將區塊鏈技術與醫療領域緊密結合，旨在通過強大的技術支撐提高數字信息的應用化效果。近年來我國醫療發展領域中電子醫療數據發展速度越來越快，而區塊鏈技術的應用也可以針對各類醫療數據進行有效的處理，避免醫療數據對患者敏感信息、隱私保護等諸多方面安全隱患存在，實現數據的安全和共享性。區塊鏈技術能夠實現良好的信息安全性效果，通過分布式記賬技術實現多方維護，在保障醫療數據共享效果的同時，實現全量備份、保證信息安全。與此同時，區塊鏈存在無中心服務器的主要特點，也最大程度上避免了系統出現單點失效的問題，能夠有效保證整個醫療系統的運行安全性和穩定性。例如在醫療服務領域中，醫生可以通過區塊鏈平臺對各類患者的隱私數據進行共享，既能獲取患者以往的醫療數據也能對各類數據和建模進行圖像檢索，為醫生的治療和咨詢工作開展奠定良好的基礎。

4.3 區塊鏈在智能交通領域中的應用

我國城市智能交通系統的建設側重于管理功能的實現，主要用于支持和強化交通管理部門原有的管理體系。城市智能交通系統將在未來向服務功能轉化，利用獲取的交通信息數據向城市道路交通使用者提供信息服務。城市智能交通系統作為未來城市交通優先發展的主體，需要融合區塊鏈、數據通信、電子傳感、視頻分析等綜合性信息技術，對于提高交通管理效率、解決交通擁擠、減少環境污染、確保交通安全等方面起到了非常重要的作用。例如可以對車輛進行區塊鏈認證管理，實施電子車牌號模式，如果出現交通違章罰款問題也可以應用代幣進行即時化支付；在區塊鏈技術的支持下，可以實時記錄和更新車輛所處位置，幫助交通規劃人員有效判斷不同道路的擁堵情況，實現良好的交通疏導效果。

4.4 區塊鏈在智慧教育領域中的應用

將區塊鏈技術在智慧教育中應用可以建立學歷數據庫系統，有效解決學歷造假的難題，直接將學歷證書及時更新于區塊鏈的數據庫之中，應用區塊鏈的防篡改系統功能，避免學歷證書和文憑等被外界惡意篡改，保障學歷信息的真實性與可靠性。另一方面，運用區塊鏈技術打造智能化的教育服務平臺，該平臺中主要以各類學習資料和學習內容作為核心要素，針對該平臺中的合約生成和憑證構建搭建虛擬化的智能交易系統，避免了人為操作和惡意篡改的情況，同時各類教育資源交易數據也能被永久化保存。此類平臺可以為學生和學習者提供學業輔導和資料下載等諸多幫助，在一定程度上也可以進一步探索在線輔導和點對點授課的新型模式，實現優質教育資源的安全共享。

4.5 區塊鏈技術在智慧社區建設中的應用

智慧社區是新形勢下社會管理創新的一種新模式，是智慧城市建設的重要組成部分。充分利用區塊鏈、物聯網、移動互聯網等新一代信息技術的集成應用,為社區居民提供現代化、智慧化生活環境,從而形成基于信息化、智能化社會管理與服務的一種新的管理形態的社區。在社區管理方面，可以運用區塊鏈技術，讓公民的身份證號能夠成為多個標簽，避免了群眾多次開證明的復雜辦理程序。針對扶貧資金的受助人進行信息管理，同時也能強化對扶貧資金鏈的有效監管，在數據共享的前提之下，各個政府機關部門能夠查看各類原始數據既保障了數據的分享性，也避免了原始數據惡意篡改等安全問題。

5 結論

總而言之，我國區塊鏈政策將持續利好、標準規范更加完善、產業規模持續增長、技術持續創新發展、重點領域應用示范效應加速顯現，區塊鏈技術將逐步深入應用于數字政府和智慧城市建設當中。本文首先概述了區塊鏈的概念與特征，其次分析了區塊鏈的分布要素，最后分別從數字政府和智慧城市兩個角度進行區塊鏈的應用場景的探索與分析，希望能夠助力推動區塊鏈技術的在各個重點領域的廣泛應用。