区块恋上链︱区块链重塑智慧城市的未来 (下)

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「一览众山小-可持续城市与交通」

2020年 | 3月13日期

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原文/ Arzu Tekir
翻译/林若然、陈舒逸、杨光、黄显婷、陈雅劼
编辑/众山小校核/毛丽雅、林若然
文献/段山友排版/徐驭尧
微博 | weibo.com/sustainablecity

一览导读
区块链去中心化、实时和不可篡改的特性为线上“无摩擦”的智慧城市蓝图提供了可与90年代的互联网相提并论的历史发展机遇。本文继续上部，在全球案例中看区块链如何在教育、医疗、交通和住房等公共领域发挥其强大的效用，重新定义公共服务，乃至改变人们的日常生活。但同时，区块链与任何一种技术或工具一样，存在着漏洞和局限性。如何更好地让这种技术服务于人，而不陷入盲目追逐之后的技术陷阱，本文也提供了脚踏实地的思考。

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正文

区块链价值

公民拥有独立于发行机构的个人认证；
区块链上颁发的认证具有不可变性，可在今后不计次数地使用；
验证认证的时间和成本将大大减少，具备实时交易的潜力；
区块链防篡改、不可变的特性将消除凭证欺诈和虚假记录。

四、世界机遇

区块链的独特特性为简化和优化日常生活创造了无数的机遇，从停车到选举投票到学位认证。

某种程度来讲，区块链提供的强劲机遇与90年代互联网的发展类似。从那以后，互联网几乎改变了我们日常生活的一切，提供一个更复杂，更高效，更透明的方式来搜索及共享信息。如今区块链的价值与其类似。

根据Gartner，区块链的商业价值到2025年将增长超过1760亿美元，到2030年将超过3.1万亿美元。

对于城市来说，区块链技术几乎可以为所有行业提供解决方案，包括降低成本和管理时间的方法。区块链数字库可以用于简化和分散城市管理项目的不同类型，从公共到私人领域到个人范畴。

在未来的智慧城市，区块链可以提供相适应的解决方案，为教育，供应链管理，医疗保健，能源生产和消费，交通管理，废物管理，公民身份和社会公正，保险，数字和信息安全，支付和货币转账，云存储，劳务，以及相当重要的政府治理而服务。

对于初创企业和企业家，区块链在全球的小规模应用为转向未开发的潜力市场提供机遇。前文的案例已经显示政府和组织机构愿意与初创企业合作利用区块链的独特特性创造新的系统。

对于智慧城市的所有居民来说，智能合约和安全的区块链数据库将有助于提供一种更简单轻松的生活，他们可以简单轻松的发起交易无需经历漫长等待，无需担心欺诈和网络安全或混乱的文本工作。

近年来，世界各地的国家已经开始注意到这些潜力。前文中的案例展示了城市和初创企业开始在小范围内利用区块链技术创造解决方案。

以创新和变革的方式使用这项技术仍有巨大的机遇，在更广泛的领域中应用这项技术仍面临挑战。

图二、区块链在城市中的应用

案例：爱沙尼亚的智慧城市计划
爱沙尼亚的智慧城市计划源于其政治和经济环境。在1991年独立时，爱沙尼亚成立的新政府引进了信息和通信技术解决方案。居民们收到了政府发放的带芯片的通用数字身份证，通过这张身份证他们可以访问一切与自己数字身份相关的数据。

20多年来，爱沙尼亚一直是世界技术领导者。大多数爱沙尼亚公民都拥有数字身份证，使用这张身份证就能访问1000多个电子政务服务。而在爱沙尼亚，滥用数据或违反订阅合同是一种犯罪行为。政府对数字身份证的依赖需要技术执法和审查制度，而区块链技术则为此提供了解决方案。

图三、Unsplash杂志，Ilya Orehov拍摄

近期，爱沙尼亚成为了首个从国家层面上在医疗行业实现区块链技术的国家。电子病人医疗记录是爱沙尼亚核心服务的一个关键部分。该国拥有人口130万，致力于确保公民医疗记录的完整性。

2016年，爱沙尼亚电子健康基金会（Estonia eHealth Foundation）与网络安全公司Guardtime合作，负责将所有患者的健康记录进行安全存储。Guardtime在操作中，运用区块链来处理敏感的电子医疗记录以确保其完整性和恰当性。

爱沙尼亚还在很多其他政府系统中信赖区块链的安全性，包括如下案例：

使用区块链技术帮助用户了解一家公司在电子商务注册表中的信息变更时间和原因。

使用区块链技术协助检测是谁对电子土地登记系统中的房地产数据，或电子法院系统中记录的声明进行更改，并提供变更时间和变更方式的信息。

使用区块链技术确保没有人对智能设备进行操纵，如智慧交通或智能战争机器。这些设备如被滥用，可能会造成人身伤害或危及国家安全。

案例：智慧迪拜计划旨在让国民成为世界上最幸福的人
在迪拜，当地政府设立了一个专门的办公室来负责迪拜向智慧城市的转型。智慧城市办公室是“智慧迪拜计划”的一部分，而“智慧迪拜计划”则是区块链领域中一个著名的项目，旨在让这座城市改头换面。

政府和私营部门之间的合作始于2013年，目前正在按部就班地使城市实现智慧转型，“为居民及游客赋予、传递和提升一种高效、无缝、安全、有影响力的城市体验。”。

“区块链是这些(新的智能)技术中最有前途的一种，每年吸引的投资在不断增长。”迪拜智慧城市办公室主任Aisha bint Butti bin Bish博士说。

图四、Unsplash杂志，Christoph Schulz拍摄

宣布推出迪拜区块链平台。智慧迪拜的目标是向公民和企业提供数字化的政府服务，同时将他们的数据存储在境内。

该平台的最终目标就是处理所有的政府交易，也是阿联酋到2021年实现无纸化政府目标的一部分。根据2016年推出的迪拜区块链战略，至2020年，也是本文发布的年份，50%的政府业务都将通过区块链来处理。

自该战略启动以来，迪拜已推出许多区块链项目，包括使用该技术在道路和交通、能源、医疗保健和教育等方面进行创新。

这些不同的项目旨在形成一个市民、政府和企业之间的生态系统；最终，私人公司也将能在迪拜的区块链平台上运营他们自己的创新应用。

该平台将通过一个IBM云环境交付，但于阿联酋本地进行开发。迪拜的区块链是由IBM的大型机技术LinuxONE来驱动的，它每天能够处理超过62亿次的网络业务。

图五、Unsplash杂志，David Rodrigo拍摄

首个迁移到该平台的将是迪拜支付区块链结算和对账系统。该解决方案于2018年10月推出，旨在缩短政府实体、银行和金融机构之间的支付结算时间。

迪拜支付平台连接40余个实体，包括27个政府机构和14个非政府机构。2017年，该入口从940万笔交易中获得130亿迪拉姆(约合3500万美元)，同比增长17%。以前需要45天才能完成的交易现在可以实时完成。

在迪拜，区块链技术平台旨在节省时间、精力和资源，并有助于公民在方便的时间和地点来处理交易。通过采用这种技术，阿联酋政府希望能节约：
交易和日常处理的文件相关的110亿迪拉姆
每年3.98亿份印刷文件
每年7700万小时工作时间

案例：印度区块链银行业
11家印度银行已加入一项计划，该计划可能会利用区块链改变小企业此前获得贷款的方式。区块链贷款系统将专注面向中小企业，并为印度几家最大银行之间的沟通扫清障碍。

除了11家参与的国内银行(包括印度的许多知名银行)，3家其他国家的银行也作为外部成员参与了这一计划。这一组织已在讨论如何正确地实现一个平台，让中小企业能够更透明地筹集资金。

印度央行印度储备银行副行长Viral Acharya表示:“中小企业的信贷渗透率很低，一般认为中小企业的申贷金额在100万卢比(约1.4万美元)至10亿卢比(约14万美元)之间。

区块链系统将通过提供点对点、可靠、快捷的交易和交流来协助该银行联盟,并有望提升银行及印度中小企业双方的流程效率及商业利益。这将促进中小企业提取贷款来发展业务，从而从基础上资助经济发展。

案例：台北建设区块链驱动的智慧城市

图六、Unsplash杂志，Rem Yuan拍摄

2019年，台北市与德国开源非盈利基金会IOTA签署合作协议，共同探索基于Tangle技术的智慧城市方案。该合作伙伴关系旨在通过在公共服务和其他领域中针对相关项目和真实性问题，开发适应IOTA技术的选项，从而帮助该城市实现向智慧城市转变的目标。

最初的项目将建立一个基于IOTA TangleID技术的数字识别系统。随着台北市智慧城市生活实验室项目进入概念验证阶段，该市将很快推出数字公民卡。这个“数字身份”项目可以简化身份验证线上到线下服务，同时也可以消除身份盗窃，减少选举造假的风险。

与TangleID一起使用的这张数字公民卡，还将用于存储市民的健康数据和其他重要信息。该系统当前用于个人身份识别，但它们可能会扩展到其他公共服务领域，如医疗行业中的文件和记录追踪。

数字ID为访问其他行业服务提供了新的可能，并使得服务链上的支付和身份验证等功能更加灵活。该平台的建立，不仅能完善的API权限外，还将加快例如验证、服务和付款之类的服务速度。

案例：为奥斯汀无家可归者提供帮助

尽管区块链多被用于金融领域，但奥斯汀这一城市正在试行新的区块链平台，以解决人道主义问题：改善无家可归者的身份服务。

图七、Unsplash杂志，Filip Luchianenco拍摄

新平台是由彭博慈善基金会（Bloomberg Philanthropies）赞助的“市长挑战项目（Mayor’s Challenge Program）”授予的竞争性赠款的一部分。奥斯汀是获得试点拨款的35个城市之一，优胜者将获得500万美元的奖励。

奥斯汀有大约100万人口，其中7,000多人无家可归。对他们来说，缺乏身份证明可能意味着难以获得住房，错失潜在就业机会和一些关乎尊严、扶持、恢复的其他重要服务上遇到障碍和延误。

该城市区块链试点计划的目标是，加强每个无家可归者的身份和重要记录的安全性和保密性。该市希望用更加可靠安全的加密电子记录代替难以管理的纸质记录。由于在整合这些敏感记录的过程中会引发许多保密性问题，市政府决定使用区块链作为保护这类信息并缩小各种平台之间差距的一种方式。

图八、Unsplash杂志，Connor Brubaker拍摄

这项为期4年的试点项目中，奥斯汀市将使用区块链技术为无家可归的居民提供唯一标识符，使他们可以随时访问自己的个人记录，从而获得关键性服务。

奥斯汀市最初认为，现有的区块链软件（当前用于难民）可以转移到无家可归者的使用中。然而，他们发现它无法验证创建定制解决方案所需的所有文档。为了满足这一需求，他们举办了一次黑客马拉松，以查明区块链这一解决方案是否可行。他们邀请了开发人员从技术框架方面进行工作，并与服务提供商及无家可归者共同测试他们的解决方案。

奥斯汀现在与德克萨斯大学戴尔医学院合作，研究如何最好地与医学专家一起实施区块链识别系统。

为了更好地向用户解释复杂的区块链概念，奥斯汀团队使用了挂锁和笔记本作为隐喻。研究团队惊喜地发现，参与研究的人很快就理解了这个想法，并认识到它可能给服务提供商带来的潜在好处。一位参与者表示：“这个（技术）意味着服务提供商将能够养活更多的人，而不是花11美元来获得人们的身份ID。”

奥斯汀市还具有区块链平台可以创建分散式身份验证平台的潜力。为无家可归者提供服务的工作人员可以实地使用他们的移动设备来验证身份信息，不需要将它们带到特定办公室进行处理。在这种情况下，这种能够节省时间和花费的技术也可以说是能够挽救他们的生命。

案例：区块链可以拯救民主政治吗？俄罗斯，瑞士和美国的电子投票

图九、Unsplash杂志，Nikolay Vorobyev拍摄

2017至2018年期间，区块链在全球多个选举系统中进行了测试，结果各不相同。从莫斯科到丹佛，选举官员和初创企业都接受了使用区块链上技术投票的想法，认为这是一种让移动投票更安全的方式。但要让这种方式成为一种可行的政府做法，仍然存在很大障碍。

尽管移动投票可以提高选民的参与度并大大简化流程，但它收到安全问题的困扰，目前尚无明确的解决方案。电子投票在低风险的选举中得到越来越广泛的应用，其系统具有多种不同的性质。

具有政治约束力的重要选举的情况更加极端化。一些国家已经完全禁止在重要的政治选举中使用电子投票（德国2009年，荷兰2008年，挪威2013年），而其他国家则定期使用电子投票，或者组织了对高风险选举的电子投票测试（瑞士，爱沙尼亚，加拿大）。

莫斯科的区块链投票系统是由莫斯科信息技术部内部开发的。莫斯科选举官员选择提前将他们的代码开源，以供外界测试。

图十、Unsplash杂志，Peter Wormstetter拍摄

目前为止，一名法国安全研究员发现了俄罗斯官员计划用于2019年莫斯科俄罗斯地方议会选举的区块链投票系统的一个关键漏洞。洛林大学（Lorraine University）的学者，法国数字科学研究所（INRIA）的研究员Pierrick Gaudry研究了私钥，该私钥与公钥一起用于加密用户在平台上的投票。

Gaudry发现他可以根据投票系统的公钥来计算相对的私钥。他写道，莫斯科议会基于区块链的电子投票系统是根本不安全的，本质上说，是不起作用的。这为许多技术挑战提供了一个警示，这些挑战将不可避免地在总体上阻碍区块链和电子投票。

世界各地的其他电子投票示例展示了各种解决方案，其性能各不相同。2008年夏天，人口约3万的城市楚格（Zug，瑞士中部）的居民参加了该国首次基于区块链的电子投票。这座被称为瑞士“加密谷（Crypto Valley）”的城市对基于区块链的电子投票进行了测试，有220名具有注册数字身份ID的公民有资格在由Luxoft和Hochschule Luzern建立的区块链实验平台上投票。

在美国，西弗吉尼亚州的无法到场的军事选民使用智能手机app在2018年做过类似的事情。该试点项目由包括波士顿初创公司Voatz，西弗吉尼亚州州政府秘书长办公室，图斯克/蒙哥马利慈善事业（Tusk/Montgomery Philanthropies），新美国（New America）和区块链信任加速器平台（Blockchain Trust Accelerator platform）在内的联盟开发。

图十一、Unsplash杂志，Dario Wolff拍摄

Voatz应用程序使用面部识别和指纹技术来验证身份，并允许海外军人及其家人按键投出缺席票。投票通过区块链进行匿名传输、收集和存储。尽管到目前为止还没有证据表明Voatz系统遭到了破坏，且该公司表示已对其安全协议进行了严格审核，但仍有一些因素令人担忧。

莫斯科利用拥有数千个节点的公共以太坊区块链来确保选票，而Voatz则不同，它依靠的是“许可”区块链，该区块链最多只有32台服务器。当区块链变得更加集中，只有少数实体控制节点时，这些实体因此会被当成安全性目标，存在更大的几率被入侵。

专家们仍然对使用区块链进行电子投票持谨慎态度。这种共识被总结为“说得容易做得难”，并表明了这类解决方案在不断增长的市场中将面临的一些挑战。

五、风险与挑战

就像所有的新技术和创新一样，区块链技术一定会经历成长的阵痛。以区块链驱动的智慧城市可以变得更高效、更有弹性、更安全，但是在这项技术成为普遍方案之前，障碍和挑战仍然存在。

在本节中，我们将描述一些区块链革新者面临的挑战，包括缺乏认知与理解，缺少通用的标准，在监管和法律方面存在不确定性，以及在可持续性和技术性方面将要面对的挑战。

认识缺乏

在智慧城市中实施可持续解决方案时，城市和企业面临的最大障碍是对认识或技术能力的匮乏。正因为对这项技术了解不够到位，那些从区块链中受益匪浅，或身处权力之位的人无法看到这项技术的潜力。

根据德勤（Deloitte）2016年有关区块链技术的执行报告，美国大型机构中39％的高级管理人员对区块链知识知之甚少或一无所知。许多城市的情况与此类似。

德勤（Deloitte）的另一项研究得出结论，90％的公共部门领导人表示，劳动力问题是其企业数字化转型期间要解决的挑战性问题。但只有34％的人说他们的企业有足够的技术来执行其数字战略。

随着新技术的发展，由于员工和管理人员对技术的不了解，企业将会发现难以实施下去，这是一个自然的过渡问题。尽管如此，这同时也意味着效率效益会大大降低。

标准缺乏

目前，区块链技术并不总是以相同的方式实现或创建。若要更广泛地采用区块链，技术的标准统一至关重要。它允许不同的区块链平台相互交互，开发并共享可以依赖的基础。

一些组织正在为区块链设定标准曲线。2019年9月，国际标准化组织（ISO）发布了ISO/TR 23455:2019区块链和分布式账本技术——区块链智能合同和分布式账本技术系统之间的交互概述。

ISO正在牵头创建区块链的全球框架，重点关注如体系结构、分类、实体和管理等关键领域。其他组织可能需要跟进效仿。

监管和法律的不确定性

通常，市政府和国家政府的法规跟不上技术的最新发展。这可能会阻碍政府认识区块链所代表的机遇。政府除了需要了解区块链可以提供哪些帮助外，还需要建立更严格的法规并预设在民用系统中使用该技术可能引起的问题。

为哪些信息可以存储在区块链数据库、隐私标准以及谁可以访问这些信息等建立准测，将是使区块链成为通用方案的重要一步。

任何认可区块链应用程序的法规，包括智能合约或数字身份，也将大大提高人们对区块链的认识，并最终促进该技术的广泛应用。

大家也慢慢意识到这个问题。在美国，佛蒙特州州长通过了有关区块链公司作为有限责任公司的法律地位的法规，而其他州则通过了有关区块链交易法律的可执行性。在其他区块链应用程序中，如供应链追踪、投票记录和一般信息报告，预计还会有更多的监管方面的发展。

可持续发展与技术挑战

持续性和存储性方面的不足，是区块链平台被认为一贯存在的问题。尽管交易功能强大、速度快，但是它们在计算和能源方面可能并不有效，此外，其他技术细节仍在开发中。

比特币作为最成熟、最知名、最受欢迎的区块链应用程序之一，在存储和持续性方面也存在问题。一项估计表明，单笔比特币交易可能比信用卡支付使用多达三千倍的耗能。

如果能源上的消耗超出了在效率上的节省，且使用更多能源密集型技术，这绝对不能成为一个长期的解决方案，那么城市和政府将特别不愿意转向区块链交易。开发更具可持续性的区块链技术将是大规模采用和优化该技术的重要一步。

所有新技术在开发过程中都面临着诸如此类的挑战，就当今世界所使用的技术而言，这些挑战都是通过创新来解决的，这些创新使新技术的收益大于成本。解决这些问题，并将使用区块链的带来好处应用到金融、个人和政府领域，这将是初创企业、革新者和这项技术的支持者的任务，而智慧城市未来将收获回报。

结论：关键战略和机遇

区块链目前在城市和行业领导者中鲜为人知，但本文表明，它是一个功能强大、安全的分布式数字化数据库，可提供透明、可编程且难以篡改的对等交易。区块链的五个特征使其可以用作数字注册表，资产交换的安全方法以及自动执行复杂智能合约的方式。

全世界范围内许多项目都表示取得了一定的成功，并希望可以很快在更大范围内复制。在不久的将来，区块链技术可以为许多不同领域提供解决方案，包括政府服务、金融、个人财产、身份，城市规划、民主政治等等。

然而，当这个技术要应用于比管控电子货币更广泛的平台时，它仍然是一个新兴起的技术，且面对着很大挑战。我们仍在等待更完美的区块链解决方案出现。此外，尽管这项技术会迅速发展，但仍需要对该技术进行分析，学习和研究。认识并理解区块链，包括其收益和风险，这才是迈向运用区块链构建未来智慧城市的重要一步。

同时，我建议城市管理者通过一些关键性策略来为包括区块链在内的新兴技术发展做好准备。

在使用新技术之前，城市应该制定智慧城市战略，例如迪拜和爱沙尼亚展示的那样。

制定定向战略将使城市能够与行业和专家建立定向伙伴关系，以学习，提高认识，建立熟练的人力基础并避免在没有充分准备的情况下采用技术的效率陷阱。了解区块链技术的好处和局限性是在创新中利用它的重要一步，从而避免当前的问题，同时继续寻找解决方案。

此外，不要忽视与其他正在经历类似智慧化变革的城市公共享该知识。建立和参与一些学习机制，例如Cities2Cities平台，可以帮助城市管理者共享知识从其他实体经验中学习，提高认识，了解风险，从而才能“站在巨人的肩膀上”进行建设。

随着我们进入21世纪20年代，我建议大家密切关注区块链技术。即使区块链不是所有管理需求的解决方案，它也肯定会是创新者用来构建未来智慧城市的基石之一。在不久的将来，您将会看到更多的区块链应用和创新。

作者和机构：
Urbanite Venture是一家发展咨询公司，拥有智慧城市、城市创新和资金筹款领域的资深专业人士团队。对于致力于解决城市问题的公司而言，Urbanite Venture是独立的顾问和业务合作伙伴，能带来新的市场机会，与城市行政部门更良好的关系，以及有效的商业发展计划和资本。我们通过咨询服务、能力培养和公共关系来帮助初创企业和投资者加速增长，为初创企业的当前状况和快速扩张的需求提供量身定制的服务。

Arzu Tekir是一位商业策略师，与城市和机构的领袖共同致力于创造积极的变化。她在战略规划、业务发展、战略伙伴关系发展方面拥有十八年的工作经验，并为大型公共项目，以及私营领域部门项目筹集数百万美元的资金。她一手创立Urbanite Venture，旨在帮助都市科技公司生成城市解决方案，让城市变得更加智慧、宜居和宜人。

许多媒体都报道过Arzu，包括《卫报》（The Guardian）、《国家地理能源挑战》的博客（National Geographic Energy Challenge Blog），《半岛杂志》（Jazeera Magazine），彭博HT TV和NTV-MSNBC。作为一位广受欢迎的演讲者，她就城市创新，智慧城市和可持续发展城市等主题进行演讲并主持讨论。想有关更多信息，请单击链接 www.arzutekir.com

特别感谢来自于以下几位的宝贵贡献：
Emre Elmas,研究助理
Phoenix Bunke，编辑
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《智慧城市区块链简述》

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