陈乔松:区块链如何在灾难面前发挥作用?

2020-08-27 10:59:05
金窝窝
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区块链技术与应急管理是天然的结合,能够解决管理效率、救援物资调配、救援资金结算等多个难题。重大灾害的救援是一个“巨复杂系统”,灾害发生后的受灾人员,政府、企业、志愿者都参与救援,大量人员、物资如何有效调配是应急管理的关键。

区块链技术与应急管理是天然的结合,能够解决管理效率、救援物资调配、救援资金结算等多个难题。重大灾害的救援是一个“巨复杂系统”,灾害发生后的受灾人员,政府、企业、志愿者都参与救援,大量人员、物资如何有效调配是应急管理的关键。作为一种新应用模式,区块链具有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的优势,提供了一个可以让多方来参与维护的、一致的、可共享但不可篡改的分布式数据库,增强了透明度、安全性和效率。区块链技术要发挥作用的基础是统一的应急指挥信息系统平台,它与指挥通信系统、视频会议和监控系统、大屏幕显示等集成在一起,构成了应急指挥中心的核心功能。

2020年年初以来,全球出现了一些重大灾情:新冠疫情的肆虐、国内的洪水灾情以及国外的蝗灾等等。此外,目前国家倡导的节约粮食行动也是为了预防粮食危机,但数据显示粮食浪费的途径不限于在人们餐桌上,更在于粮食生产、运输、存储的过程中。解决这些问题需要结合新兴技术来实现。区块链技术能够在这些灾难面前发挥灾难预警、资源调度、物资监控、资金保障等发挥重要作用。

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灾难前预警

灾难预警的核心就是数据分析。首先要需要分布广泛的硬件信息采集设备的支持,采集设备需要能够采集到当地详实的各类数据,发送给当地的系统数据中心。对于区块链系统来说每个地区的系统数据中心就需要发挥全节点的功能,包括发布地区数据状态更新,进而通过区块链的共识机制达到网络的信息同步。

全网信息同步的好处在于信息的透明化,提高政府防范的号召力。以前所有信息由监管部门掌握,由于产生的数据来源无追溯性,导致民众对政府部门公布的数据的真实性持怀疑态度,民众无法获得详细直观的数据,从而无法了解环境的真实情况。而区块链则是全网公开,公民可以查看甚至参与到数据的统计,所以信息的真实度也可以得到确保。

因为灾情的特殊性,区块链的结构也需要相应的创新。具体的特殊性主要表现在要提高区块链信息传递、更新的速度。

①首先是出块时间需要大量的减少,目前比特币的出块时间平均在10分钟,以太坊大约十几秒,这些都远远大于了灾情预警需要的时间,理想的时间应该保持在一秒以内。同时,出块时间过短就需要应对分叉较多、难以共识等问题,所以对于灾情预警的区块链系统,合理的共识机制也是关键。

②其次,底层的p2p网络的通信也需要提速。区块链的信息传播采用的是flooding(洪泛法)类似于OSPF收敛速度较快也适合大型的网络,但是对于灾情还是不够快,所以可能需要结合5G通信技术或者更好的网络通信协议。

灾害快速响应。传统的应急响应措施是:灾难发生后信息后要报到政府,通过政府来调动物资和资源,参与抢险救援。而区块链的每个全节点都直接对应到地区,链上的智能合约能够实现信息过阈的自启动响应机制,当某个地区的数据超出范围,合约启动发布警报到全网络,从而全地区开始部署应对灾难措施,节省了消息层层传递的中间时间。

当然,智能合约能够处理的也只是一部分,对于复杂、难预测的灾难,区块链技术还需要与人工智能、大数据、云计算相结合,向下保证数据分布式存储,向上保证数据的真实安全性。为上层数据分析应用服务提供数据调取接口。

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灾难中调度

在灾情救援物资流通中运用区块链技术,能够使所有在物流链条中的商品都能够实现可追溯,将物资唯一的所有权固定。借助于区块链形式物流平台使得救援物资的运用更加有效,进而快速拯救生命,缓解灾情。通过溯源,能够有效的预估物资能够到达的时间、能够到达的准确数量,保证了救援物资流通过程的透明化。

在全球性的灾难中,国际物资运输有很多麻烦:国际物流的运输距离较远、运输时间长、运输过程复杂,所涉及到的相关部门非常多,导致国际物流效率很难提高,服务质量也难以得到保证。应用区块链技术,将多个链条实现有效关联,使得物流信息更加真实、可靠,还能实现无纸化工作形式,有助于相关海关部门进行全面管理监控,可以有效提高国际物流的运输效率。

避免金融和物流救灾“糊涂账”。区块链金融、区块链物流避免救灾“糊涂账”。救援往往是不计成本地投入大量装备、资源、物资,但真正需要多少、用了多少、用在哪里却难以统计,因此容易形成“糊涂帐”。区块链具有不可更改属性,区块链物流技术可以追踪物资流向,有效调配跟踪资源,区块链金融技术可以解决灾害救援资金的结算问题。

区块链技术对于公共卫生危机有很好的适用性。非典之后,各项医疗水平取得了质的飞越,但突发病毒的疫情防控水平并没有太大的进步。区块链技术对国家级传染病监测预警网络的升级,表面上看只是硬件层“工具”服务上的助力,但背后更多是软件层“组织汇报关系”的迭代。区块链技术是“硬件+系统”的系统性升级。区块链技术本质上是对组织生产关系的一种升级,数据从封闭到开放,完全中心化决策释放给分布式的弱中心,彼此割裂的协同关系通过利益绑定进行更高效率的优化,解决疫情防控中数据层层审批、医院之间数据孤岛和中心化的决策机制等问题。此外,区块链本身的强溯源性对于个人形成的追踪具有天然的优势。区块链结合金融服务和数字政务,成为政府和企业在疫情之下的主要工作方式。

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灾难后扶持

区块链公益使捐赠去向过程更安全、透明和负责。无懈可击的密码记忆技术可以减少欺诈,保证资金安全、完全可以追溯。将募捐细节、账目明细、捐助流程等信息记录在区块链上,并通过智能合约自动触发资金的有效流动。方案保证了公益各环节相关数据的公开、透明、真实、不可篡改。给募捐者、受助者一个完全真实可信的事实展示,通过区块链构建了公益慈善各环节的信任。

陈乔松:重庆邮电大学计算机学院副教授、硕士生导师,重庆邮电大学数据工程与可视计算重点实验室副主任,重庆邮电大学互联网生态研究中心执行主任

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