區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用白皮書

區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用白皮書目 錄“新基建”洞察 1新基建的內(nèi)涵與實質(zhì) 1新基建應用領域的劃分 2新基建應用的共性需求 4區(qū)塊鏈技術及應用價值 5區(qū)塊鏈概念及要素 5區(qū)塊鏈的“強基礎設施”屬性 8區(qū)塊鏈的“粘合劑”價值 8區(qū)塊鏈在新基建的應用價值 10區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用 13支柱基礎設施應用 135G云網(wǎng)融合：區(qū)塊鏈+動態(tài)頻譜共享 13工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+工業(yè)安全 15配套基礎設施應用 16車聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+異構交通網(wǎng)傳輸 16新能源：區(qū)塊鏈+充電樁共享 17衍生基礎設施應用 18金融：區(qū)塊鏈+供應鏈金融 18智慧城市：區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理+電子身份 19中國通服區(qū)塊鏈平臺助力新基建應用 21中國通服區(qū)塊鏈平臺設計原則 22中國通服區(qū)塊鏈平臺架構 23基礎設施層 234.2.2底層 24BaaS層 24應用層 25中國通服區(qū)塊鏈平臺功能特性 25管理平臺功能 25底層技術 28中國通服區(qū)塊鏈平臺優(yōu)勢 31區(qū)塊鏈新基建挑戰(zhàn)及思考 31應用方面 32合規(guī)方面 32標準方面 32人才方面 33總結與建議 33區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用白皮書區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用白皮書PAGEPAGE111.“新基建”洞察（力，成為推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎，并最終實現(xiàn)萬物互聯(lián)的愿景。新基建的內(nèi)涵與實質(zhì)2020420（對新型5G、物圖1-1新基建的內(nèi)涵同時，發(fā)改委強調(diào)，伴隨著技術革命和產(chǎn)業(yè)變革，新基建的內(nèi)涵和外延不是體報道等對新基建概念、內(nèi)涵和范圍的解讀，對“新基建”作以下界定：5G傳統(tǒng)基礎設施的數(shù)字化改造領域。新基建應用領域的劃分基建應用所處的層次和領域，將其劃分為“三層四域”，即：圖1-2新基建應用領域劃分支柱基礎設施應用領域，指基于5G5GIDC5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等底層技術應用。施進行數(shù)字化改造的應用，如智慧城市、智慧園區(qū)等。它們分別對應于基礎支撐層、配套升級層和融合應用層。外延基礎設施應用道交通等。狹義的“新基建”部分應用進行描述。（1）5G網(wǎng)絡應用領域5G5GQoS5G人工智能、遠程醫(yī)療等領域。（2）人工智能應用領域人工智能是新一輪科技革命的關鍵性戰(zhàn)略技術。其以算力、數(shù)據(jù)、算法等資源為基礎支撐，以智算中心、公共數(shù)據(jù)集、開源框架、開放平臺等為主要載體，聚焦于多元化的應用場景，包括金融、安防、能源、醫(yī)療等應用領域。（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用領域產(chǎn)品的服務化延伸等。（4）物聯(lián)網(wǎng)應用領域（5）數(shù)據(jù)中心應用領域化需求的業(yè)務。數(shù)據(jù)中心應用領域涉及民生的方方面面。（6）充電樁應用領域慢充樁+大功率快充站”的走向行進。其中，交流樁仍是新能源汽車最主要的充領域僅聚焦于新能源汽車。新基建應用的共性需求的“大融合”特征。鑒于這一特征，可以提煉出新基建應用的共性需求。（1）安全保障需求5GmMTC（計算和存儲資源有限eMBBURLLC產(chǎn)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。（2）數(shù)據(jù)存證需求交易情況、賬務信息等在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行存證。（3）數(shù)據(jù)共享需求（4）業(yè)務協(xié)同需求最大程度降低供需關系的響應延遲，提升密切協(xié)作能力。2.區(qū)塊鏈技術及應用價值區(qū)塊鏈概念及要素2008基本要素包括以下四部分：（1）密碼算法2020202079%，SM3（消息摘要）75%，SM4（無線局域網(wǎng)標準的分組數(shù)據(jù)算法）68%。（2）共識機制（BFTRaft20206廠商都已經(jīng)支持提供可選擇多種共識機制的支持，可以滿足不同的應用場景。（3）智能合約HyperledgerFabricEVM，WASMGoJava75%的鏈系統(tǒng)能夠支持多種合約語言。（4）分布式賬本P2PGossipDHT（DistributedHashTable，分布式哈希表混合型網(wǎng)絡逐漸成為了行業(yè)主流的選擇。發(fā)展歷程可分為三個階段（1）區(qū)塊鏈1.0（2）區(qū)塊鏈2.0（3）區(qū)塊鏈3.0區(qū)塊鏈技術進一步成熟和發(fā)展，與5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術相結合，廣泛應用到運行效率和整體信任水平。區(qū)塊鏈分成公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三類：（1）公有鏈開放的場景。（2）聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈是指權限僅賦予特定的群體成員和有限的第三方，內(nèi)部指定多個預選機構間應用場景。（3）私有鏈參與節(jié)點需要經(jīng)過嚴格審核的區(qū)塊鏈，適用隱私要求較高場景。區(qū)塊鏈的“強基礎設施”屬性的創(chuàng)新。結合區(qū)塊鏈技術特征，圍繞數(shù)據(jù)價值轉(zhuǎn)移主要體現(xiàn)在：P2P信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；希算法，非對稱加密算法和數(shù)字簽名等技術保障數(shù)據(jù)安全；節(jié)均可確認，舉證與追責；流轉(zhuǎn)的過程中保護用戶隱私。區(qū)塊鏈的“粘合劑”價值“粘合劑”的作用。（1）區(qū)塊鏈的可信本質(zhì)塊鏈技術的電子證據(jù)具有可信性和真實性。電子數(shù)據(jù)證據(jù)認定的有效性，提高了電子證據(jù)在司法存證方面的訴訟效率。（2）區(qū)塊鏈的流通價值更加公開透明和真實可信,使不同參與者在進行資源共享時能體現(xiàn)出價值變現(xiàn)化和價值轉(zhuǎn)移化。（3）區(qū)塊鏈的融合屬性區(qū)塊鏈自帶“融合”屬性，其共識機制、數(shù)據(jù)隱私等可參與到其他數(shù)字技術（如5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等）的數(shù)據(jù)增信和協(xié)調(diào)中。在5G5G節(jié)約傳統(tǒng)運營商的建設投入，也為頻譜資源可信共享提供可信的技術支撐。數(shù)據(jù)分析結果的正確性得到保證。智能實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化追蹤。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面，區(qū)塊鏈能夠在工業(yè)制造和工業(yè)安全方面有很好的融合應ID，確保工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中各個主體可信安全的關系一致性，推動設備監(jiān)控的運高交易的安全及可控性。區(qū)塊鏈在新基建的應用價值的服務模式：基礎鏈與公共服務平臺。圖2-1區(qū)塊鏈新基建形態(tài)HyperledgerFabricQuorumRippleXuperChainJDChainTrustSQL聯(lián)盟鏈發(fā)展迅速，彌補了國內(nèi)區(qū)塊鏈底層核心技術的缺失。TBaaSBaaSBaaSBSN2020BSNBaaS建的應用中，具有以下的價值：（1）數(shù)據(jù)安全伴隨大數(shù)據(jù)應用服務的進一步提升，設備系統(tǒng)存在漏洞的新聞也不斷出現(xiàn)，ID（2）數(shù)據(jù)共享服務平臺方面具有天然的優(yōu)勢。的全國通票運營。（3）數(shù)據(jù)開放有序流動、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)定價，進一步營造數(shù)據(jù)的“新生態(tài)”。序發(fā)展。（4）降本增效通過應用區(qū)塊鏈技術，能夠起到降低運營成本的作用，主要體現(xiàn)在以下方面：降低項目資金管理成本：各個參與方可充分利用區(qū)塊鏈的分布式存儲、中心各個環(huán)節(jié)的信息進行檢測和整合，最終降低實際運營成本。之間的溝通和信息傳達的成本，從而達到提升管理效率的作用。3.區(qū)塊鏈賦能新基建領域應用支柱基礎設施應用5G云網(wǎng)融合：區(qū)塊鏈+動態(tài)頻譜共享者之間可以進行頻譜出租/租賃和資產(chǎn)結算。不同區(qū)域間的子鏈根據(jù)通道狀況及（如防火墻3-1圖3-1頻譜區(qū)塊鏈整體設計模型3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+工業(yè)安全仍然是一個非常小的數(shù)字。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中存在著如下的核心痛點：IT/OT影響工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，甚至影響環(huán)境安全和人身安全。界安全架構的認知盲點，構建全新的安全架構去解決企業(yè)的問題。仍然持觀望態(tài)度，數(shù)據(jù)共享意愿不強。圖3-2基于區(qū)塊鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)結構區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用核心在于解決工業(yè)企業(yè)之間的數(shù)據(jù)安全共享問LinuxDapp(分布式應用程序)，實現(xiàn)現(xiàn)場設備的控制邏輯。數(shù)據(jù)采集和脫敏過程嚴格遵守工業(yè)現(xiàn)場安全SDN(配套基礎設施應用車聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+異構交通網(wǎng)傳輸（主要面臨以下問題：ITS決策等。ITS享能力。圖3-3區(qū)塊鏈在ITS的應用ITSA、BCA、BC。ITSA、BCITS況信息。ITSITS能力。新能源：區(qū)塊鏈+充電樁共享車主們外出時，如果要尋找公共充電樁資源，一個手機里需要下載多個充電樁APP。找樁難、支付更難等具體問題的背后，本質(zhì)原因在于不同充電樁隸屬于不APP戶等多方參與共建的共享充電聯(lián)盟，提升新能源汽車充電資源利用率。圖3-4區(qū)塊鏈共享充電樁平臺架構業(yè)壁壘，大大提升樁、車企業(yè)間的合作效率，真正實現(xiàn)資源共享。衍生基礎設施應用金融：區(qū)塊鏈+供應鏈金融物流和資金流，實現(xiàn)流線型供應鏈金融。圖3-5基于智能合約技術的票據(jù)全流程鏈上流轉(zhuǎn)務的流轉(zhuǎn)效率和靈活性，降低中小企業(yè)的資金成本。低操作難度。智慧城市：區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理+電子身份區(qū)塊鏈與智慧政務的結合以業(yè)務去中心化+管理中心化的方式，以提升政務（1）區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理據(jù)平臺構建創(chuàng)新數(shù)據(jù)共享解決方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容共享和數(shù)據(jù)價值的流通。通過建立可信資源目錄鏈平臺將具有業(yè)務數(shù)據(jù)交換共享需求的相關部門的圖3-6目錄區(qū)塊鏈多方數(shù)據(jù)交互示意圖算等技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全可靠利用,形成了一整套基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享新格局和數(shù)據(jù)治理新秩序，從根本上解決數(shù)據(jù)共享難題。結合智能合約技術可以構建數(shù)據(jù)質(zhì)量驗證體系，有效驗證數(shù)據(jù)的波動性、活潑度等特征，同時實現(xiàn)響應業(yè)務需要的鏈上數(shù)據(jù)與鏈下源數(shù)據(jù)一致性效驗功能，（2）區(qū)塊鏈+電子身份圍繞人社、教育、民政、公安等需要用到身份數(shù)據(jù)認證的委辦局節(jié)點構建可3-7圖3-7可信身份平臺部署架構示意圖/授權/DID4.中國通服區(qū)塊鏈平臺助力新基建應用業(yè)附加產(chǎn)值的關鍵?；趨^(qū)塊鏈在賦能新基建方面的重要價值，為更好的促成區(qū)塊鏈與數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)化、物聯(lián)網(wǎng)化的“新基建”融合發(fā)展、融合推進的關系，中國通服研究總態(tài)沃土。極作用，賦能行業(yè)，服務社會，融入數(shù)字經(jīng)濟和智慧城市的建設大潮。中國通服區(qū)塊鏈平臺設計原則決方案和應用。中國通服區(qū)塊鏈平臺的設計秉承以下原則：區(qū)塊鏈系統(tǒng)，專注于上層應用的創(chuàng)新和開發(fā)，快速實現(xiàn)應用落地。管理和隔離機制，支持核心技術如共識算法、同態(tài)加密、海量存儲等，可視運維：提供故障預警告警的運維監(jiān)控體系，提供可視化運維界面，為鏈代碼和鏈上應用提供全天候的可視化資源監(jiān)控能力。5G、物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)商業(yè)成功。中國通服區(qū)塊鏈平臺架構圖4-1中國通服區(qū)塊鏈平臺架構圖4-1BaaS基礎設施層由計算資源、網(wǎng)絡資源、存儲資源組成，基于云計算技術為底鏈層、BaaS層、應用層提供基礎資源支撐。底層TPS能力，為大規(guī)模商業(yè)級應用奠定了基石。底層平臺提供的核心技術包括安全高效的共識機制、分布式賬本存儲機制、支持多語言的智能合約引擎、安全隱私保護與加密技術等。BaaS層設備接入訪問控制服務監(jiān)控區(qū)塊鏈BaaS（BlockchainasaService，區(qū)塊鏈即服務），是指將區(qū)塊鏈框架嵌BaaS制、服務監(jiān)控和區(qū)塊鏈平臺四個主要環(huán)節(jié)，如下圖所示。設備接入訪問控制服務監(jiān)控區(qū)塊鏈圖4-2中國通服區(qū)塊鏈平臺BaaS接入流程開發(fā)者平臺與管理平臺。區(qū)塊鏈平臺，提高業(yè)務事務處理效率，推動企業(yè)快速轉(zhuǎn)型和持續(xù)發(fā)展。管理平臺主要分為：底層資源的管理、區(qū)塊鏈管理、平臺管理三部分：底層資源管理：云資源管理、云資源適配器管理等理、區(qū)塊瀏覽器以及鏈碼和鏈上應用的監(jiān)控等服務如賬戶管理、日志管理、系統(tǒng)資源監(jiān)控等。應用層APISDK切需要。中國通服區(qū)塊鏈平臺功能特性BaaS核心在于技術，BaaS管理平臺功能（1）云資源管理DockerAPIAPI對上層調(diào)用模塊提供統(tǒng)一的資源管理接口。容器）和網(wǎng)絡資源、進行初始化配置、對已有資源進行擴容或縮容等操作。（2）節(jié)點部署管理2功能包括：節(jié)點信息管理、自動部署。節(jié)點信息管理：管理平臺上進行節(jié)點信息的添加、修改、刪除等操作，IPCPU、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡帶寬等計算機資源。區(qū)塊鏈上，部署成功后即可進行共識驗證或記賬等行為。（3）賬戶管理賬戶管理是中國通服區(qū)塊鏈平臺的重要功能，通過該功能進行公私鑰生成，appidkey，idkey非托管賬戶：用戶在申請時需要提供區(qū)塊鏈賬戶地址，密鑰自行保管，U電子簽名等安全的客戶端體系相結合。（4）智能合約管理智能合約管理主要有發(fā)布智能合約、審核智能合約、合約模板管理三大功能。址和賬戶，才能被相關應用使用。合約不合法而對平臺功能造成影響。平臺同時兼顧區(qū)塊鏈可定制性與易用性。（5）聯(lián)盟管理才允許新成員加入該聯(lián)盟鏈。（6）可視化運維監(jiān)控通常只有平臺管理員有權查看系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)。（7）區(qū)塊鏈瀏覽器瀏覽器，以免用戶信息泄露。功能如下：表4-1區(qū)塊鏈瀏覽器功能清單功能模塊功能單元描述區(qū)塊信息區(qū)塊哈希等信息。交易信息交易狀態(tài)、交易內(nèi)容、交易發(fā)起方等信息節(jié)點信息IP息。智能合約信息展示智能合約列表及合約的詳細信息，包括合約代碼、合約名稱、合約調(diào)用記錄等。（8）日志管理（（包括異常日志log管理員可以通過用戶日志來查詢自己做過的歷史操作記錄，方便管理區(qū)塊鏈。底層技術（1）高效率的分布式存儲機制BaaS錄通過節(jié)點內(nèi)的自校驗性和準實時多節(jié)點數(shù)據(jù)校驗來保證已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)記錄字指紋)保存到鏈上用以自證。P2P圖4-3分布式賬本存儲機制圖自適應快速共識技術提出共識結果，直接被其他節(jié)點認同后并最后有可能成為最終共識結果。共識技術是區(qū)塊鏈的核心，也是區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)的最大區(qū)別之處。它保障底層數(shù)據(jù)的強一致性的同時，能很好的解決拜占庭問題。圖4-4拜占庭容錯機制圖中國通服區(qū)塊鏈平臺的共識服務具備以下特點：PBFT、RAFT速安全達成共識；應用友好的智能合約技術4-