一、 智慧城市建設現(xiàn)狀及痛點
2008年， IBM首次提出了“智慧星球”(smarter planet)的愿景，并以此為基礎提出了“智慧城市”(smarter cities)的建設理念 。目前全球在建的智慧城市達1000多個。但大多智慧城市建設“名不副實”，更多的仍停留在智能層面，而非智慧，“智能”側重于硬件的智能化，而“智慧”則強調在信息技術廣泛應用的同時，更加看重生態(tài)的打通融合，數(shù)據(jù)的共享與應用，從而提升資源利用效率，優(yōu)化城市管理水平，改善市民生活質量。
（一）新技術引領智慧城市多元化場景“深度融合”
放眼全球，各國政府正逐漸將“科技研發(fā)”作為智慧城市的基礎支撐環(huán)節(jié)，一方面加強基礎和應用科學研發(fā)投入，另一方面，積極推動技術的普及應用。
2014年8月，我國國家發(fā)改委、工信部、科技部等八部委聯(lián)合印發(fā)《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》（以下簡稱《意見》）?！兑庖姟芬?“應用先進適用技術科學推進智慧城市建設，積極發(fā)展民生服務智慧應用，有效提高城市綜合承載能力和居民幸福感受，促進城鎮(zhèn)化發(fā)展質量和水平全面提升”。
這是從國家層面第一次強調了技術升級在智慧城市建設中的重要作用。“物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算”等新技術的逐漸成熟給智慧城市的發(fā)展帶來了廣闊的想象空間，智慧城市的未來是多場景相互融合的一個生態(tài)，新技術的應用將進一步驅動智慧城市建設“生態(tài)化反，深度融合”，從而有效推動智慧城市的發(fā)展歷程。
（二） 智慧城市建設的痛點分析
目前我國智慧城市主要建設模式已逐漸從過去政府主導的“單一模式”向社會共同參與、聯(lián)合建設運營的“多元化模式”轉變。
智慧城市建設需放眼整個社會，加強政府各部門間、政府各部門與社會主體間的聯(lián)動，才能真正發(fā)揮“智慧化”所帶來的價值提升，做到“服務于民”。但目前落地案例仍寥寥，筆者總結其內在原因有如下三大挑戰(zhàn)：
n打通和融合之殤
2015年，國務院印發(fā)《落實“三互”推進大通關建設改革方案》，提出跨部門、跨區(qū)域的大通關協(xié)作機制，信息共享共用，優(yōu)化通關流程。
2017年，海關總署、國家稅務總局、國家外匯管理局簽署《關于實施信息共享開展聯(lián)合監(jiān)管的合作機制框架協(xié)議》，進一步推動了機構間互聯(lián)互通。
盡管如此，目前從推動效果來看仍遠未達到預期效果，跨部門、跨機構間打通融合困難重重，筆者認為一方面原因是缺乏合理的頂層設計規(guī)劃，基礎設施薄弱，且各部委條線上的信息化建設造成城市數(shù)據(jù)分散，系統(tǒng)間煙囪林立，且跨部門數(shù)據(jù)調動、業(yè)務協(xié)同困難；
另一方面，出于政企間“監(jiān)管與被監(jiān)管”以及“相互合作”的微妙關系，政府與社會機構間的融合也舉步維艱，這進一步的導致了各個參與方之間缺乏內在聯(lián)系，違背了智慧城市“有機融合”的理念，降低了智慧城市建設的效率和效益。
數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)共享的矛盾
智慧城市的運營離不開數(shù)據(jù)的運營，其生態(tài)融合的背后是海量數(shù)據(jù)的共享與應用，這對數(shù)據(jù)安全和隱私保護提出了極高的要求。“在分布式賬本技術出現(xiàn)之前，數(shù)據(jù)共享一般是通過建設集中的數(shù)據(jù)平臺來實現(xiàn)。大型組織，尤其是政府部門以及大型金融機構，一般會建設組織級數(shù)據(jù)倉庫或者大數(shù)據(jù)平臺等數(shù)據(jù)集中平臺，實現(xiàn)組織內部數(shù)據(jù)的集中采集、處理、存儲和應用。”
2017年6月，《中華人民共和國網絡安全法》開始實施，2018年始，網安部門聯(lián)合多個部門，對部分公司利用網絡爬蟲技術，未經允許非法采集個人信息的行為予以查處，可見政府在強調數(shù)據(jù)共享的同時更加看重數(shù)據(jù)安全，這導致各機構間的壁壘非常高，而我國信息安全保障尚不成熟、核心技術研發(fā)能力不足，安全經驗的匱乏和安全系統(tǒng)的漏洞，甚至對國家信息安全構成威脅。如何在充分保障數(shù)據(jù)隱私的前提下實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享是一個必須面對的問題。
缺乏有效的價值流通機制
智慧城市的建設內容涵蓋：智慧交通、智慧能源、智慧物流、智慧醫(yī)療、城市安全、政府服務等領域，涉及到日常生活的方方面面，在智慧城市建設進程中會無法避免的涉及到價值流通機制的搭建，在各個場景打通和聯(lián)動時必然需要有統(tǒng)一的價值流通體系來維持整個生態(tài)的運轉，目前常見的積分體系就是一個嘗試，例如市民在航空公司的會員積分與電商平臺互通，餐飲積分可以兌換商場停車券等，但由于各家商戶積分獨立，且兌換渠道有限，導致積分的流通受阻，很難真正實現(xiàn)價值流轉，逐漸淪為“雞肋”。好的價值分配體系是生態(tài)的潤滑劑，保障了整個生態(tài)的平穩(wěn)健康運行，智慧城市建設需要一個完善的價值流通機制來保障。
二、基于區(qū)塊鏈技術的智慧城市建設新模式
IDC與金融壹賬通在2019年發(fā)布的《區(qū)塊鏈推動建立開放與共享的新金融體系》中將區(qū)塊鏈定義為“記錄信息和數(shù)據(jù)的分布式數(shù)字賬本，該賬本存儲于對等網絡的多個參與者之間，參與者可以使用加密簽名將新的交易添加到現(xiàn)有交易鏈中，形成安全、連續(xù)、不變的鏈式數(shù)據(jù)結構”。
針對上文中提到的三大挑戰(zhàn)，筆者提出“區(qū)塊鏈技術下的智慧城市新生態(tài)”，通過引入?yún)^(qū)塊鏈的三大特點：分布式賬本、密碼學技術、智能合約，針對性解決智慧城市建設中的三大難題。
（一） 分布式賬本技術解決場景融合問題
分布式賬本技術（Distributed Ledger Technology，簡稱DLT）是一種在網絡成員之間共享、復制和同步數(shù)據(jù)的技術。分布式賬本記錄網絡參與者之間的交易。這種共享賬本可有效降低因賬本間協(xié)同所產生的時間和開支成本。相比傳統(tǒng)中心化數(shù)據(jù)庫，分布式賬本有以下顯著優(yōu)點：
（1）弱中心化：每個網絡中的參與方都有一份相同的賬本，不存在中心化的維護機構，避免了中心化機構帶來的隱患；
（2）不可抵賴、不易篡改、可追溯：通過哈希、時間戳、非對稱加密等算法保障賬本數(shù)據(jù)不可抵賴、不易篡改且可追溯；
（3）記賬成本低：共享賬本免去了賬本間的協(xié)同成本，無需對賬，成本更低。
在傳統(tǒng)的系統(tǒng)建設模式中，數(shù)據(jù)由各個參與方本地存儲并管理，且系統(tǒng)之間打通壁壘高、難度大。
如果基于DLT搭建共享賬本，每個參與方都擁有相同的賬本，且共享賬本數(shù)據(jù)的任何新增、修改都是各參與方共識的結果，各個系統(tǒng)從底層數(shù)據(jù)層面打通后，這將大大降低系統(tǒng)間的融合成本。
（二）密碼學技術實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)隱私保護
智慧城市建設“深度融合”的基礎是數(shù)據(jù)共享，如何更安全、高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，同時解決數(shù)據(jù)安全和隱私保護之間的矛盾是必須考慮的問題。區(qū)塊鏈可授權加解密、終端用戶授權機制、以及零知識證明等密碼學技術可保障各方數(shù)據(jù)在符合法律法規(guī)要求的條件下合理利用。
1、可授權加解密
在區(qū)塊鏈網絡中，數(shù)據(jù)的隱私保護由區(qū)塊鏈的加密機制保障，所有應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)均由各參與方獨立加密上傳至分布式賬本中，數(shù)據(jù)上傳方（屬主）對數(shù)據(jù)擁有絕對控制權，未經授權，任何機構均無法獲取到數(shù)據(jù)明文。
但數(shù)據(jù)的價值在于共享與挖掘，例如在“智慧政務”場景中會涉及到對企業(yè)工商、司法數(shù)據(jù)進行披露和共享，可授權加解密技術提供了一個完整的數(shù)據(jù)加密及共享方案，數(shù)據(jù)“屬主”可根據(jù)自身業(yè)務需求對數(shù)據(jù)進行定向授權，指定授權對象以及授權邏輯，授權維度包含（不限于）：
⑴、字段級授權：對同一條數(shù)據(jù)中的單個數(shù)據(jù)字段進行獨立授權；
⑵、授權讀寫：單獨對讀寫權限進行授權，可設置“讀寫”或僅“讀”；
⑶、授權傳遞：被授權對象可對授權數(shù)據(jù)進行再次授權；
⑷、授權回收：數(shù)據(jù)“屬主”對已授權權限進行回收。
2、 終端用戶授權機制
利用哈希算法、非對稱加密、數(shù)字簽名等技術，實現(xiàn)終端用戶對區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的掌控。
首先，通過向國家合法CA機構申請數(shù)字證書，證書秘鑰獨立保存，用戶對其授權意愿進行簽名，機構對其簽名進行驗簽，證明用戶的自主授權意愿，從而解決用戶授權意愿合法性問題；
其次，利用上述第一點中提到區(qū)塊鏈可授權加解密技術，解決鏈上加密數(shù)據(jù)授權通道問題。
在當前數(shù)據(jù)隱私保護監(jiān)管愈發(fā)嚴格的環(huán)境下，通過對數(shù)字簽名技術以及區(qū)塊鏈隱私保護技術的結合，終端用戶授權機制提供了完美的解決方案。
3、零知識證明
零知識證明(Zero—Knowledge Proof)指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。
零知識證明本身不是一個新事物，但其與區(qū)塊鏈隱私保護的特性有著天然的結合點，可在區(qū)塊鏈上針對密文數(shù)據(jù)進行驗證。
零知識證明技術在很多場景有了應用案例并且發(fā)揮重要作用，例如平安區(qū)塊鏈（金融壹賬通）為香港金管局設計、開發(fā)的國際貿易融資網絡項目。
憑借3D零知識證明技術為花旗、渣打、匯豐等國際銀行防范超額融資風險。銀行針對訂單或者發(fā)票，在不泄露其客戶融資金額的情況下，向其他機構驗證其超額融資情況，使得各銀行客戶數(shù)據(jù)在隱私保護的前提下得以合理共享和利用，有效防范金融風險。
在智慧城市建設中，零知識證明技術可以針對部分不可明文公開的數(shù)據(jù)進行驗證，例如金融機構可針對其密文狀態(tài)下的政務數(shù)據(jù)進行零知識證明，其證明結果可用作金融風控決策，真正做到“數(shù)據(jù)可用而不可見”。
（三） 基于智能合約的積分激勵機制
智慧城市是一個多場景的生態(tài)體系，可基于區(qū)塊鏈智能合約搭建一套跨場景的積分激勵機制，提供一個公開、透明、可執(zhí)行、可驗證的價值傳遞方案，打通各個場景的價值流通通道。具體積分運行機制可包括：
⑴、積分獲取和消費：根據(jù)各業(yè)務場景定義并發(fā)行積分，鼓勵用戶參與業(yè)務操作，并根據(jù)事先約定的智能合約規(guī)則執(zhí)行相應的積分獎勵（獲?。┗蚍e分扣除（消費）操作；
⑵、積分兌換：利用智能合約搭建智慧城市各場景積分兌換通道，將兌換規(guī)則寫入智能合約，其兌換比例完全交由市場決定，不受其它第三方控制，完全市場化行為。
⑶、積分驗證：各場景參與方可針對上述積分的獲取、消費、兌換操作環(huán)節(jié)進行驗證，當驗證結果符合預先設置的合約規(guī)則時才對賬本進行修改，從而保證了積分在各個參與方事先約定好的規(guī)則下運行
三、 區(qū)塊鏈在“智慧城市”領域的應用
習近平在中央政治局第十八次集體學習時指出：“要探索利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享模式，實現(xiàn)政務數(shù)據(jù)跨部門、跨區(qū)域共同維護和利用，促進業(yè)務協(xié)同辦理”。近年來，區(qū)塊鏈在智慧城市建設領域頻頻落地，助力我國智慧城市升級。下文分別從“電子證照”和“智慧交通”兩個案例分析了區(qū)塊鏈技術可能帶來的改進作用。
（一） 區(qū)塊鏈“電子證照”，真正的“一證通辦”
“證照”是我國政務服務里的重要單證，日常工作、生活中都會涉及到證照的使用，例如：身份證、戶口本、房產證等個人證件，營業(yè)執(zhí)照、稅務登記證、銀行開戶證等公司證件，這些證照均由對應的政府職能部門發(fā)放和管理。我們在去政府部門辦事的時候，需要按要求攜帶相關證件，提交一堆材料，而且經常會因為漏帶某個證件而吃“閉門羹”。
隨著政務改革的進行， “電子政務”、“互聯(lián)網+政務”概念被提出，提倡通過信息化手段打通各政府管理部門間數(shù)據(jù)，“讓數(shù)據(jù)多跑路，讓人少跑路”，但實際推進中遇到了重重阻力，各部門往往“不敢給、不愿給”。
筆者認為有兩方面原因，首先是操作難度大，需要有一個牽頭方協(xié)調各部門提供相關數(shù)據(jù)，且參與機構要盡量齊全，不齊全會導致辦事成本大大增加，達不到“一證通辦”的效果；其次，政府各部門間的數(shù)據(jù)集中化管理存在安全隱患，出了問題，誰都“擔不起”。
“區(qū)塊鏈電子證照”的出現(xiàn)或許是個可行的解決方案。首先各部門電子證照管理“不越權”，僅對自身管轄范圍內的“證照”加密至分布式賬本管理，其它部門的證照均為密文，且在用戶同意的情況下才可向其它部門授權明文，消除了各部門對“數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)隱私”的憂慮；
其次在電子證照上鏈后，各部門間可互相驗證證照的真實性，大大提高了辦事效率，有效杜絕了證件“篡改、造假”的可能，真正實現(xiàn)“一證通辦”；
第三，由于區(qū)塊鏈可追溯的特性，各部門可在鏈上追溯證件的使用情況，擴大了監(jiān)管深度和廣度，同時各部門可針對其監(jiān)管要求設置智能合約，一旦觸發(fā)其監(jiān)管閾值即通知相關部門，打造政府間“聯(lián)合監(jiān)管”網絡，有效防范了違法、犯罪事件的發(fā)生。
舉個例子，在辦理房產證時，需要向房管局提供產權人（夫妻）的結婚證，辦理人可利用區(qū)塊鏈終端用戶授權機制，對其管理于民政局的“電子結婚證”進行意愿簽名授權，通過區(qū)塊鏈的可授權加解密技術將鏈上加密后的“電子結婚證”授權至房管局，房管局在收到電子結婚證信息并驗證通過后，為其辦理電子房產證，辦理人持證后，去銀行辦理房產抵押貸款，房管局作為直接監(jiān)管部門，可在鏈上查看其抵押情況并持續(xù)監(jiān)控。
（二） 基于區(qū)塊鏈的“智慧交通”服務網絡
交通作為一個古老的行業(yè)，它的發(fā)展時刻影響著社會發(fā)展的方向，在交通信息化的發(fā)展浪潮中，技術升級正在給交通業(yè)帶來翻天覆地的變化，區(qū)塊鏈憑借：去中心化、可追溯、不可篡改等特性，在城市智慧交通的多個方面，正在帶來新的革新。
車管所可利用區(qū)塊鏈技術推行鏈上智慧車檢，首先將車輛相關證照上鏈，實現(xiàn)證照真?zhèn)慰沈?，一證通辦；其次借助人臉識別技術，識別車主身份，車輛信息自動核驗；第三，車輛日常運維、保養(yǎng)、出險等數(shù)據(jù)上鏈，可為車管所提供真實數(shù)據(jù)支撐，為車主提供個性化車檢或者免檢服務，智能合約可保障車檢過程合規(guī)透明，從而大幅提升檢測效率、縮短檢測時間、杜絕違規(guī)操作。
警務執(zhí)法方面，可利用區(qū)塊鏈進行共享快處，交警在執(zhí)法過程中一旦發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)執(zhí)法范圍以外的違規(guī)、違法情況，可取證后將相關信息上鏈并通知對應管理部門，管理部門通過區(qū)塊鏈一證通識別車主、車輛身份，同時追溯、驗證鏈上信息真實性，給予相應處罰，大大提高了警務執(zhí)法效率。
結語
相比傳統(tǒng)的中心化系統(tǒng)建設方式，區(qū)塊鏈通過分布式賬本、數(shù)據(jù)隱私保護、智能合約激勵等機制有效解決了智慧城市建設中“場景融合、數(shù)據(jù)共享、價值流通”等問題，為智慧城市的建設帶來了新的應用點。
筆者認為，相比于上面講到的種種應用場景，我們更應該關注區(qū)塊鏈技術與其它技術在智慧城市建設中的結合與應用，單個技術無法避免的會遇到技術瓶頸和壁壘，如何將區(qū)塊鏈與其它技術相結合，落實到場景中去，并真正帶來應用價值，這將是未來需要進一步深入探討的方向。
