由工业产业切入建立辖区区块链产业方案

王鹏

（贵州航天凯山石油仪器公司，贵阳 550000）

1 引言

随着工业现代化的继续发展，接入物联网云系统的设备将会越来越多，数以百亿的物理设备将会产生海量的数据，在要求实时通讯的应用场景下，无疑会极大地增加传输成本及维护成本，并且在一个存储如此海量的数据的中心化服务器中，信息安全跟节点信任将成为一个巨大的难题。

区块链恰好可以在这个领域发挥作用，它采用去中心化的点对点通信模式，高效处理设备间的大量交易信息，这将会显著地降低安装维护大型数据中心的成本，同时还可以将计算和存储需求分散到组成物联网网络的各个设备中。在区块链定义的规则下，设备被授权搜索它们自己的软件升级，确认对方的可信度，并且为资源和服务进行支付。机器可以通过区块链技术自动执行数字合约，而不再需要人为的甄别真伪，这使得它们可以自我维持、自我服务，成为真正的智能设备。

2 方案设计

2.1 场景描述

当前辖区内各企业、厂矿产业相对独立，信息不共享，缺少交流，各单位的软硬件资源都局限在自己单位内部，非常独立且封闭。城区单位承接任务量不均衡，势必会造成各厂商工作量分配不合理的现象，所谓“旱的旱死，涝的涝死”。

科研方便，各厂商实力分配不均，信息沟通不畅，遇到技术瓶颈时较少与周边科研单位沟通交流，大多只会闷头苦干，形成技术封闭与技术壁垒，阻断了技术产业的发展与流通，影响整体区块的技术提升。

生产方面，各厂商生产能力不同，会有很多企业在生产任务不足的情况下会有很多设备处于闲置状态，而其他厂商由于生产任务过饱满，处于过量加班状态。各单位由于信息不透明，难以形成有效的设备共享环境，错失了很多代工或合作生产的机会，蒙受一定的经济损失。

管理方面，城区以及企业管理者对辖区内部设备与技术资源使用情况不清晰，难以对辖区内资源进行合理的统筹管理与掌控安排，辖区内各种资源难以得到合理调配与应用，造成资源的浪费。在后期准备投入资金进行生产建设及维护时难以清晰了解现有资源情况，造成投资力度难以掌握的情况[1]。

2.2 基于区块链的解决方案

为解决以上困境，可引入顶层设计思想，搭建结构性系统框架，形成数据处理域、数据分析域、数据管理域三层结构，在现有物联网基础上，引入区块链概念，将各厂商的资源情况形成区块，利用区块链中区块信息不可篡改、有时效性、可全程历史追溯的特性，保证资源信息的真实有效，并将信息进行公开与监管，从而建立起以数据采集为主的数据感知层,以数据存储、处理及交融为主的数据融合层,以丰富的数据应用为主的数据应用层。

对区块链联盟成员方面可以下载相关区块链，并对相关区块进行信息获取，及时获得产业供求信息，交流技术情况，洽谈供需及合作事宜，安排自身生产任务，最终形成交易，形成的交易会产生一个最终结果，该结果包含了交易情况、交易后剩余资源需求信息、本区块提供者信息更新状态等内容，诸项内容又可以形成一个新的区块，供其他企业单位下载交易。

对区块链监管成员方面可以获得辖区工业产业供需情况、生产资源及负荷情况、设备运行状态等信息，为摸清辖区工业资源状态，统筹安排辖区相关产业工作，掌控辖区工作状态，合理安排辖区相关产业投资状态及力度提供必要的信息支持与参考。

初期阶段建议实现方法如下：

①制定区块链区块信息标准，统一数据标准规范，包括数据的数据名称标准、数据解释标准、数据传输标准、数据存储标准、数据安全及加密标准、数据交易标准等，明确并指定监管制度和职能部门，最终形成统一的产业标准和可深度使用的数据规范。

②结合现有区块链建设团队与区块链建设资源，搭建区块链产业附着环境与基础，包括相应的数据模型、算法、网络环境等内容。通过强化统一数据模型与企业级主数据的全面应用与管控，实现公司业务数据在语法与语义上的统一，保证数据的一致性与可用性，通过改善业务集成，归并整合业务系统，实现源端数据逻辑统一、分布合理、干净透明。

③与有实力有资质的企业合作，由底层传感器到数据工作站再到搭建数据生态系统，全方位系统设计并实施阶段方案，形成小范围试点，打造初期样板工程，并为后期系统在其他产业的延伸扩展预留下扩展空间与方案。

2.3 场景目标以及预期成果

2.3.1 建立工业信息产业区块链

在辖区工业生产方面形成区块链产业结构，引入物联网数据采集加智能工作站集中处理的模式，从感知层数据采集端到应用层数据应用端全程摒弃人为干预，保证数据的真实与干净，并形成一定量体系的数据融合层，管理收集到的各项数据，并将数据按需提供给需要的使用者，基于区块链的数据脱敏技术能保证数据私密性，以及其可信任性、安全性和不可篡改性，让更多数据被解放出来，形成共享体系，每个参与者可得知其在该组中的相对地位，任何一方都可以作为信息区块的发布者和获取者，对企业来说可以拓宽产业范围和业务渠道，加大共享空间与力度，加强技术流动和产业互助，形成新的业务往来与交易收益；对政府或监管部门来说可以通过区块链的使用全面清晰掌握辖区情况，合理调配辖区资源，为后期工作提供真实有效的数据参考与支持；对民生方面，形成一定容量的数据融合层，为今后智慧城市的下一步产业扩容留下基础。

2.3.2 工业产业区块链与大数据

对于个人或机构有价值的数据资产，可以利用区块链对其进行注册，交易记录是全网认可的、透明的、可追溯的，明确了大数据资产来源、所有权、使用权和流通路径，对数据资产交易具有很大价值。

一方面，区块链能够破除数据被非法拷贝威胁，有利于建立可信任的数据资产交易环境。数据是一种非常特殊的商品，传统商品的交易方式无法满足数据的共享、交换和交易，因为数据极易被其流经的个人或团体复制和保存，这就导致数据生产者担心受到侵权或利益损失不愿将数据进行流通，造成阻碍数据流通巨大障碍。基于去中心化的区块链，能够破除中介中心拷贝数据的威胁，保障数据拥有者的合法权益。

另一方面，区块链提供了可追溯路径，能有效破解数据确权难题。区块链通过网络中多个参与计算的节点来共同参与数据的计算和记录，并且互相验证其信息的有效，既可以进行信息防伪，又提供了可追溯路径。把各个区块的交易信息串起来，就形成了完整的交易明细清单，每笔交易来龙去脉非常清晰、透明。另外，当人们对某个区块有疑问时，可方便地回溯历史交易记录进而判别该值是否正确，识别出该值是否已被篡改或记录有误。

2.3.3 方案可扩展性

从顶层设计考虑，本方案仅将区块链技术在辖区工业领域的应用作为一个顶层系统设计方案的切入点，其有着非常丰富的扩展性，可以对其他产业、政务、民生提供更加丰富的数据支持。从总体上来看，区块链在工业化领域应用的搭建完成后，系统已经提供了必要的物联网方面的数据采集功能，并将采集获得的基础数据提交至具有强大数据处理能力的带有数据引擎的工作站组建成的数据融合层，根据不同应用场景下对数据的不同需求来提取。而数据融合层具有统一的数据标准与规范，并且具有极其强大的数据处理能力，能够对基础采集数据进行汇总、融合以及处理，能够对符合统一数据规范与标准的数据应用场景提供数据支持，方便各类产业无缝使用，无须为不同产业建立不同的独立系统与数据采集源头，减少重复建设造成的浪费。在统一的数据标准与系统规范下，通过数据横向与纵向的广泛数据共享，将数据进行汇总管理，兼容现有系统数据，合理利用原有投资为未来的应用扩展预留充足的接口，将新的数据反哺给现有系统，丰富和增强现有系统的能力。为今后在环保、交通、安检、物流、医疗等诸多领域提供一个系统基础与扩容接口。