区块链在交通领域的应用探析

聚焦数字经济
区块链采用基于协商一致的规范和协议使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

城市交通问题是一个复杂的系统问题,获得交通信息的渠道涉及社会各个层面。各类交通信息从采集到分析、从发布到更新由原来的交通职能部门发展到面向其他政府职能部门、机构、平台、公众等各个阶层。综合利用交通信息资源,通过多等级、多链协同的方式,充分调动多元力量参与信息采集与发布,实现更灵活、更及时、更有效的交通信息管理模式。

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采取完全开放的信息管理模式,让公众均可作为节点链接信息平台,任意读取或发布交通信息,在实际应用中会遇到一些问题:一是难以保证公众上传的交通信息是否真实准确;二是发布的信息即使真实准确,数据完全透明公开可能会带来存储数据量大、分析运算出错率高等问题。而有效利用社会公众提供的众筹交通信息,是信息化时代社会管理包括交通管理的发展趋势。

区块链开发系统的特点

以区块链技术为关键技术形成的开发系统具有如下4点特征:

开放性:系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

自治性:区块链采用基于协商一致的规范和协议使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

信息不可篡改:区块链技术可以通过点对点同步完成实时传输,区块链技术中传输到各区块的信息几乎不可篡改,区块链技术通过智能化合约可以自动执行对外任务。区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性:由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的,因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。

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区块链交通应用生态

区块链技术建立了一种去中心化的、不可篡改的可信的分布式账簿,提供了一套安全稳定、透明、可审计且高效的记录交易以及数据信息存储、交互的方式。因而可以保证上传的交通信息很难被篡改,提升了信息可信度,对智能交通应用提供了技术支撑和保障。

因此,采用区块链技术来协同交通信息管理模式,放权给公众的同时实现兼顾信息的合理管控。对交通职能部门采取基于私有链的信息管理模式,即在信任度高的职能部门建立区块链,读取权限对公众有一定程度的限制。

在这样的模式下,节点信任度高,链接速度快,数据不会轻易地被拥有网络连接的任何人获取,可以更好地保障数据隐私。

对于社会公众,通过开放式的区块链平台,对安全性、准确性和信任度等需求较低的信息,采用相对公开透明的区块链模式实现信息的采集和发布,为交通领域数字化应用带来前所未有的提升和改造(图1)。

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2.融合区块链的车联网

2.1车联网概述

随着车联网技术的发展,车辆通过先进的智能感知技术,可以完成自身和周围交通状态的采集。在车载通信系统和车辆终端控制系统的辅助下,车辆可以为用户提供路径导航、智能避障等功能。

车联网技术的核心是,每一辆车利用车载单元与其他车辆、固定基站之间的通信,一方面实现交通信息的大范围协同与共享,另一方面通过这些信息实现自身的智能避障等功能。

然而,信息一旦泄露或者被黑客篡改,原本想保护用户安全的智能避障功能可能会成为危害用户生命的工具。

因此,只有充分考虑异质性信息网络车辆节点数量多、移动性强、切换频繁、传输信息多源异构等特性,采用计算快速的信息安全技术,才能保证车辆网络中用户信息的安全性和有效性。

采取基于分散区块链结构的分布式密钥管理方案,可以更好地保证车辆信息交互的安全性。

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2.2区块链+车联网

将车联网采集的信息上链到区块链平台,形成一个去中心化、分布式存储的大数据共享市场,利用区块链的共识过程、封装块来传输密钥,在相同的安全域内对车辆进行重新编码,从而充分利用区块链中数据无法篡改这一特性,比如以车辆VIN码为唯一账号,接入区块链系统。

由于区块链的不可篡改性,违法信息、车辆故障,交通事故现场信息将会永久记录在区块链里,这样可以实现证据的固化,解决车辆数据诚信问题,保证数据的安全。

随着大数据挖掘技术、人工智能、智能感知技术和互联网通信技术的快速发展,城市交通管理不仅要继承传统、规范流程,还要转变思路、创新发展,实现智能化、人性化、灵活有效的多元化管理模式。

在交通信息化发展的浪潮中,区块链技术必将以其去中心化、数据无篡改性和数据公开透明的特质脱颖而出,在城市交通的方方面面融合创新、赋能发力

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2.3区块链+智能车辆数据共享

基于区块链,建设包含7层的智能车辆通信网络架:

物理层:封装各类通讯设备,如智能手机、摄像机、GPS等;

数据层:利用哈希算法、默克尔树等有加密功能技术处理数据块;

网络层:展示并验证数据点对点的通讯;

交换层:提供网络中去中心化通信并帮助建立用户间信任机制;

奖励层:无论任何车辆任何时刻在共识竞争中胜出,即分配给其IV-TP加密数据;

展示层:压缩网络中车辆提供的多种脚本、订约和算法;

服务层:展示智能车辆通讯系统的使用案例与场景。

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3.融合区块链的其他应用

3.1区块链+高速公路改扩建

为建设单位、设计单位、施工单位提供共享信息平台,对改扩建施工进行动态监管,保证施工工序按顺序完成并监督施工质量,实现人员管理和责任可追溯。

类似的,也可用于其他交通工程项目的实施管理。

3.2区块链+自行车出行激励

基于区块链技术的自行车出行经济激励系统:

1)通过在以太网区块链上存储和执行的智能合约,骑行者可采集并兑换其出行活动数据,当地政府或企业据此给予经济补偿,安全、可信任、省时;

2)区块链数据库使得骑行者和赞助组织间匿名付款交易更便利,无需可信任的中介即可在强大、透明、易进入的网络中执行完成。

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