區塊鏈技術發展助力運營商支撐產業互聯網

李 董 魏進武

中國聯通研究院 北京 100176

1 區塊鏈技術簡介

1.1 區塊鏈概念

區塊鏈的概念首次在2008年末由中本聰(Satoshi Nakamoto)發表在比特幣論壇中的論文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》提出[1]。論文中區塊鏈技術是構建比特幣數據結構與交易信息加密傳輸的基礎技術，該技術實現了比特幣的挖礦與交易。

區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式[2]。

1.2 區塊鏈技術的主要特征

區塊鏈是一個去中心化的分布式賬本，數據持續增長并且排列整齊的記錄。這些存有數據的區塊通過鏈條串聯起來成為了區塊鏈。每個區塊都包含一個時間戳和一個與前一區塊的鏈接，用于驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。其主要特征如下。

1)去中心化：由于使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機構，任意節點的權利和義務都是均等的，系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護[3]。去中心化網絡模式與中心化網絡模式對比如圖1所示。

圖1 P2P、中心化網絡模式拓撲

2)公開、透明：區塊鏈系統是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人公開，任何人都可以通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。

3)信息不可篡改：一旦信息經過驗證并添加至區塊鏈，就會永久地存儲起來，除非能夠同時控制住系統中超過51%的節點，否則單個節點上對數據庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性高[3]。

1.3 區塊鏈技術架構

區塊鏈提供了在沒有強中心價值交換網絡里面的一種去中心化構建信任的解決手段，其技術架構如圖2所示。由此衍生出區別于傳統互聯網的諸多新商業模式，例如跨境支付、供應鏈金融、存證、溯源等場景[4]，這些業務場景和業務邏輯跟區塊鏈技術有天然高度的匹配性，需要自信任、高效去中心化的跨主體協作、數據的可追溯和不可篡改。區塊鏈和很多領域均具有很強的結合可能性，跨境支付、供應鏈金融、溯源防偽、社交娛樂等領域是當下最具代表性也最為明確的落地場景[4-5]。

圖2 區塊鏈技術架構

2 區塊鏈行業發展特點分析

2.1 區塊鏈技術落地項目特點

區塊鏈技術特性匹配業務痛點。能夠落地的應用多為基于區塊鏈的不可篡改、智能合約、激勵、工作量證明其中一個或者多個技術特性去解決業務的具體痛點[3]，能夠做到多個技術疊加的更是其中的佼佼者，但如何深刻理解這些技術特性并可以很好的與業務進行融合也是目前很多項目遇到的最大困難。

應用多表現為弱中心化。區塊鏈的去中心化只是手段，其目的在于構建信任。在當下，實現真正的去中心化將和業務效率、已有的商業架構形成強烈的沖突，其實通過弱中心化已經可以實現價值網絡中主體與主體之間的信任，并且弱中心化也能使得應用更加貼近企業的商業模式，并且讓產品更具易用性[5]。

企業級應用依賴資源，大眾化應用沿襲傳統產品思維。企業級落地應用無一例外的均需要基于原有的資源和技術或者依托于大型企業的資源，很重要的一個原因是區塊鏈技術對現有業務模式的改造具有較大風險性，并且回報不可預期，需要有實力的企業愿意幫助承擔風險去做實踐。

大眾化的應用例如社交應用依然需要沿襲傳統產品思維，在使用區塊鏈技術開發的前提下，產品的拉新、留存、促活一樣也不能少，這對于不少初創團隊來說可能更加有利。

2.2 區塊鏈技術落地趨勢

趨勢一： 垂直行業的應用將更多以聯盟鏈/私有鏈為基礎，市場將出現大量行業解決方案提供商。目前實際的應用主要集中在數字貨幣領域，鑒于性能和復雜的商業場景需求，傳統企業將更愿意使用聯盟鏈/私有鏈的方式來降低成本、提高效率[4-5]。這部分也是接下來商業落地的主要戰場，隨之而來的是大量的行業解決方案提供商，擁有著強大技術能力和產業資源，能將技術的價值融合到產業本身的公司將會走到最后。

趨勢二： 未來兩到三年內將會出現大規模消費生活類應用。消費生活類應用在現有商業環境下已經有很多成熟優秀的模式出現，此類應用不一定是完全基于區塊鏈技術脫胎而成的嶄新的商業模式，更多的將是區塊鏈技術結合適合區塊鏈改造的場景，并且由于消費生活類應用對于性能要求都較高[6]，一方面需要底層技術的發展來支持，一方面則是需要培育用戶，短期內不會形成大爆發。

趨勢三： 應用發展催生適合行業的適配性技術方案，倒逼底層平臺提高性能。從區塊鏈1.0到區塊鏈2.0再到未來的區塊鏈3.0，區塊鏈的應用方向呈多元化發展，不同的應用方向對于技術的要求維度也各有不同，這將催生出與各行業適配的底層平臺。

2.3 標準化組織積極推進區塊鏈標準化工作

2016年以來，隨著區塊鏈技術和應用發展，區塊鏈標準化工作已經引起了國內外標準化組織的廣泛關注和重視。國內外標準化組織紛紛研究或啟動區塊鏈標準化的相關工作。

國際標準化組織(ISO)：ISO將區塊鏈看作是一種顛覆性技術，能夠使國家之間便利地共享政府與商業、商業與商業之間的金融、法律等信息。2016年ISO成立了專注于區塊鏈領域的技術委員會，ISO/TC307《區塊鏈及電子化的分布式賬本技術》，初步提出了區塊鏈標準化的重點方向，如可信和互操作、隱私和安全、身份認證等。截至目前，ISO/TC307已有16個參與國，17個觀察國。除此之外，ISO/IEC JTC1等組織也對區塊鏈標準化及其重點方向提出了建議。

國際電信聯盟(ITU)：2017年3月，中國聯通聯合眾多公司和研究機構在ITU-T SG20成立了全球首個物聯網區塊鏈(Blockchain of Things，BOT)標準項目，定義了去中心化的可信物聯網服務平臺框架；2017年10月， ITU-T SG16分布式賬本焦點組(FG DLT)啟動F.DLS(分布式賬本服務需求)標準研究。我國產業界聯合提交了“可信區塊鏈：一個分布式賬本技術評估框架(Trusted Blockchain: an assessment framework for distributed ledger technologies)”的技術提案。

中國通信標準化協會(CCSA)：由中國聯通在CCSA TC10發起的物聯網區塊鏈工作組，計劃研究物聯網+區塊鏈的標準。目前已經提交了包括《基于區塊鏈的物聯網數據交換與共享技術分析》(討論稿)等在內的多項提案。中國信通院在CCSA TC1完成區塊鏈行業標準立項，包括可信區塊鏈的標準預測試、建立區塊鏈開放實驗室和測試平臺，推進區塊鏈和物聯網、云計算和大數據等前沿技術的交叉創新。

3 區塊鏈對電信運營商創新業務的影響分析

3.1 可能受區塊鏈技術影響的電信運營商的創新業務

區塊鏈解決方案可以幫助電信行業降低成本，使其數字服務更具競爭力。開始過渡到基于IP和虛擬化網絡的運營商應考慮基于區塊鏈解決方案的潛力分析可以促進其系統的整合，并使內部以及面向客戶的流程更具成本效益。區塊鏈會對電信運營商的內部流程及數字增值服務產生影響，包括智能合同、計費、eSIM配置、號碼可移植性數據庫和移動支付貨幣等。

3.2 區塊鏈對電信運營商創新業務的影響

區塊鏈技術和應用的發展需要云計算、大數據、物聯網等運營商創新業務技術作為基礎設施支撐，同時區塊鏈技術和應用發展對推動運營商創新業務發展具有重要的促進作用。區塊鏈對電信運營商創新業務有如下的影響。

云計算：云計算服務具有資源彈性伸縮、快速調整、低成本、高可靠性的特質，能夠幫助中小企業快速低成本地進行區塊鏈開發部署。區塊鏈的發展出現了大量重構不同業務領域基礎技術架構的需求。兩項技術融合，將加速區塊鏈技術成熟，推動區塊鏈向更多領域拓展。區塊鏈的發展重構云計算基礎技術架構的需求，云計算+區塊鏈降低了區塊鏈的開發門檻，運營商因此進入了區塊鏈技術服務供應商的領域。

物聯網：物聯網作為互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，實現信息交換和通信，同樣能滿足區塊鏈系統的部署和運營要求[7]。區塊鏈網絡是典型的P2P網絡，具有分布式異構特征，而物聯網天然具備分布式特征，網中的每一個設備都能管理自己在交互作用中的角色、行為和規則。區塊鏈與物聯網分布式特征相符，對建立區塊鏈系統的共識機制具有重要的支持作用。

大數據：區塊鏈提供的是賬本的完整性，數據統計分析的能力較弱。不同業務場景區塊鏈的數據融合進一步擴大了數據規模和豐富性[8]；大數據具備海量數據存儲技術和靈活高效的分析技術，極大提升區塊鏈數據的價值和使用空間；區塊鏈可以解放更多數據，推進數據的海量增長；區塊鏈使得數據從采集、交易、流通，以及計算分析的記錄都留存在區塊鏈上，提高數據質量，也保證了數據分析結果的正確性和數據挖掘的效果；區塊鏈能夠進一步規范數據的使用，精細化授權范圍。脫敏后的數據交易流通，則有利于突破信息孤島，建立數據橫向流通機制，并基于區塊鏈的價值轉移網絡，逐步推動形成數據交易場景。

人工智能：基于區塊鏈的人工智能網絡可以設定一致、有效的設備注冊、授權及完善的生命周期管理機制，有利于提高人工智能設備的用戶體驗及安全性。人工智能設備通過區塊鏈實現互聯、互通，則有可能帶來一種新型的經濟模式；區塊鏈基礎協議可在人類組織與人工智能、人工智能與人工智能之間進行信息的交互過程中不斷積累學習經驗，從而實現人工智能程度的進一步提升[7]。

下一代網絡：對于區塊鏈而言，區塊鏈數據可以達到極速同步[8]，從而減少了不一致數據的產生，提高了共識算法的效率。 下一代移動通訊網絡、物聯網與區塊鏈技術的結合，將形成全新的應用場景。

4 運營商區塊鏈布局

各國電信運營商在區塊鏈領域均積極展開布局，期待在新一輪的技術革命浪潮中抓住戰略機遇，從而掌握區塊鏈技術發展的主動權。國外電信運營商布局區塊鏈技術主要有三種方式，分別為直接投資、聯盟合作和自主研究三種方式。

4.1 資本先行，萌芽階段占先機

Verizon Ventures投資了Filament。Filament是一個使用比特幣區塊鏈去中心化的物聯網軟件堆棧，能夠使公共分類總賬上的設備持有獨特身份。通過創建一個智能設備目錄，Filament的物聯網設備可以進行安全溝通、執行智能合同以及發送小額交易。

法國運營商Orange推出了ChainForce計劃，旨在鼓勵成立的公司和初創企業探索新的區塊鏈技術和用例。Orange Digital Ventures還投資了美國的區塊鏈項目，該項目將在金融業和其他交易服務領域開發企業級塊鏈解決方案。

4.2 合作共贏，多方鋪路搶場景

阿聯酋運營商Du公司宣布了一項在阿聯酋安全傳輸電子健康檔案(EHR)的試點計劃。計劃通過與全球塊鏈理事會(Global Blockchain Council)的合作，通過基于塊式的解決方案來實現；Sprint Corporation與軟銀Softbank合作研究區塊鏈應用；NTT數據和NTT DoCoMo風險投資公司形成區塊鏈研究計劃。

4.3 自主研究、知識產權布局齊頭并進

目前，各國電信運營商主要開始探索基于區塊鏈的電信運營商解決方案。基于區塊鏈技術的解決方案使得運營商在數字化服務方向形成強有力的競爭力，并通過“以點帶面”的方式幫助降低生產成本。同時，隨著全球運營商逐步從傳統的IDC向基于IP和虛擬化網絡轉型的關鍵節點，區塊鏈技術潛力更是得到了廣泛的關注，如何利用區塊鏈技術在促進內部系統整合、業務拓展等方面發揮重要的作用，使內部及面向客戶的流程更具有成本效益。國外運營商通過自主研究，申請區塊鏈的相關專利，例如，AT&T申請使用區塊鏈技術創建家庭用戶服務器專利；Verizon Communications申請管理密碼的區塊鏈專利；British Telecommunications提交了減輕區塊鏈攻擊的專利申請。

5 結束語

區塊鏈技術迅速走紅，其去中心化、去信任化的技術機制在全球市場上受到廣泛關注。多國央行、交易所、國際投行及IT巨頭紛紛涌入，針對區塊鏈的投資和探索項目呈現爆發式增長。區塊鏈因此成為繼互聯網之后又一個在全球范圍內被熱烈追捧的對象。區塊鏈技術在數字貨幣、金融資產交易、資金清算、智能協議、知識產權、物聯網等領域存在著較大的應用潛力。

區塊鏈底層技術發展迅速，應用層砥礪前行。區塊鏈本身是一個技術驅動的行業，目前底層平臺的開發不夠豐富，項目方向的正確性也無法驗證。大眾的關注、資金的流入會促使底層平臺的開發。盡管基礎設施不完善，但是區塊鏈應用層與產業結合呈現發展趨勢，為之后大規模化商業應用奠定基礎，也促進適應行業的區塊鏈應用發展。但區塊鏈底層平臺欠缺、性能不完善、兼容性不足等導致區塊鏈應用層發展仍然屬于早期。基礎設施不完善、產品標準不規范、人為阻力等多因素制約應用落地[5]。絕大部分與區塊鏈結合的商業場景仍然處于探索期，金融領域天然適配區塊鏈的特性使得支付清算已經率先進入高速發展期，而社交、溯源等還處于市場啟動期，伴隨底層平臺的快速發展，大量的垂直行業應用將會快速度過低谷，迎來高速發展。

區塊鏈技術的廣泛應用，將加速“數字化信用社會”的到來。國外電信運營商已經開始關注并布局區塊鏈技術。國內運營商也考慮將區塊鏈納入發展戰略，積極參與全球競爭。區塊鏈技術可以與運營商在云計算、大數據、物聯網等方向的業務結合，推動電信運營商創新業務的發展。區塊鏈會對電信運營商的內部流程(OSS/BSS)及數字增值服務產生影響，包括智能合同、計費、移動支付等。電信運營商應集聚產學研用等多方資源，密切跟蹤國際產業發展前沿動向，共同推進區塊鏈相關理論研究、技術研發、應用推廣等工作，力爭在新一輪的產業競爭中取得先機。

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