區(qū)塊鏈技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用*

王天山，楊 健，王 堯

(中國民航信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 研發(fā)中心，北京 100010)

0 引言

區(qū)塊鏈技術(shù)起源于比特幣，于2014年前后作為將多種技術(shù)整合的創(chuàng)新應(yīng)用模式發(fā)展至今[1-3]。尤其是近兩年，區(qū)塊鏈技術(shù)持續(xù)受到各界高度關(guān)注：2016年，工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司為推動國內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)布了中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書[3]；年底，區(qū)塊鏈作為戰(zhàn)略性前沿技術(shù)寫入《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國家信息化規(guī)劃的通知》；2017年Gartner發(fā)布的新興科技技術(shù)成熟度曲線表明，區(qū)塊鏈在未來十年內(nèi)有望成為擁有高度競爭優(yōu)勢的技術(shù)；2018年3月工信部發(fā)布的《2018年信息化和軟件服務(wù)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》提出推動建設(shè)全國區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會。

截止到目前，國內(nèi)外已有上百家組織涉足區(qū)塊鏈技術(shù)，多個區(qū)塊鏈聯(lián)盟應(yīng)運(yùn)而生，其中以金融業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、政府機(jī)構(gòu)為代表。民航領(lǐng)域作為高度信息化的行業(yè)，已開始進(jìn)行基于區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，其中最具代表性的是國際航空電信協(xié)會(SITA)。

然而過快的發(fā)展速度和盲目地跟從技術(shù)創(chuàng)新必將帶來潛在的風(fēng)險。因此，在深入調(diào)研區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)及典型應(yīng)用場景的前提下，結(jié)合民航領(lǐng)域業(yè)務(wù)，探討如何科學(xué)合理地將區(qū)塊鏈技術(shù)融入民航領(lǐng)域是該技術(shù)應(yīng)用于行業(yè)的必要前提。

1 區(qū)塊鏈理論依據(jù)及技術(shù)基礎(chǔ)

區(qū)塊鏈技術(shù)可以概括為一種去中心化、不可篡改、可追溯的分布式數(shù)據(jù)庫[4]。與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫不同，數(shù)據(jù)由鏈中的多個節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，嚴(yán)格按照制定好的共識插入和更新，任何節(jié)點(diǎn)、個人和機(jī)構(gòu)都無法篡改[5]，故而實(shí)現(xiàn)了無第三方場景下的相互信任，解決了由單方管理數(shù)據(jù)的可信問題。

區(qū)塊鏈技術(shù)的固有優(yōu)勢在節(jié)約運(yùn)營成本、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、開拓業(yè)務(wù)市場和改變經(jīng)營模式等方面都具有很大潛力。尤其是其不可篡改性加強(qiáng)了互聯(lián)網(wǎng)時代的信任關(guān)系，因此受到金融和政府機(jī)構(gòu)的高度關(guān)注。

但成功應(yīng)用的前提是技術(shù)成熟，區(qū)塊鏈目前還面臨著諸多缺點(diǎn)：吞吐量低、缺乏高并發(fā)設(shè)計、查詢統(tǒng)計能力弱等[4]。區(qū)塊鏈技術(shù)想要在各領(lǐng)域完全代替現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫還為時過早。

作為交通運(yùn)輸大國，我國的交通運(yùn)輸業(yè)不斷發(fā)展創(chuàng)新，交通運(yùn)輸部對新技術(shù)新模式的研發(fā)與應(yīng)用也高度重視。目前，我國公路、鐵路及海運(yùn)業(yè)已開始探索私有鏈的建設(shè)和應(yīng)用[6-10]，而作為一直保持高度信息化的民航領(lǐng)域，無論從技術(shù)儲備還是行業(yè)特點(diǎn)，都有足夠的能力來探索和應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)。

2 國內(nèi)外同領(lǐng)域發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 國外民航業(yè)

國外民航領(lǐng)域?qū)^(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)注及實(shí)踐明顯早于國內(nèi)。2016年，SITA率先提出了含有區(qū)塊鏈技術(shù)的智能通路(Smart Path)概念[11]。2017年，法國航空探索利用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤飛機(jī)維修工作流程[12]；俄羅斯航空公司S7提出使用區(qū)塊鏈技術(shù)解決機(jī)票問題；美國空運(yùn)物流巨頭UPS宣布加入空運(yùn)物流貨運(yùn)區(qū)塊鏈聯(lián)盟[13]；SITA利用航班數(shù)據(jù)進(jìn)行了探索區(qū)塊鏈影響的實(shí)驗(yàn)[14]；中東地區(qū)的航空和旅行服務(wù)供應(yīng)商Dnata聯(lián)合IBM等進(jìn)行空運(yùn)區(qū)塊鏈試點(diǎn)[15]；Winding Tree預(yù)售其基于航班+酒店模式的旅游業(yè)區(qū)塊鏈Líf幣[16]。2018年，谷歌、國際航空運(yùn)輸協(xié)會(IATA)等公布基于區(qū)塊鏈技術(shù)的“已知旅客數(shù)字身份概念”，并計劃開啟加拿大與荷蘭間的概念驗(yàn)證試點(diǎn)項(xiàng)目；新加坡航空計劃推出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的用戶忠誠度手機(jī)應(yīng)用。

由此看來，國外民航領(lǐng)域?qū)^(qū)塊鏈技術(shù)態(tài)度較為積極。2017年是行業(yè)內(nèi)對區(qū)塊鏈關(guān)注度最高的時期，多家機(jī)場、航空公司、技術(shù)公司及組織機(jī)構(gòu)都參與到了區(qū)塊鏈的討論、研究與實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。截止到2018年上半年，已有數(shù)個相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目落地。

2.2 國內(nèi)民航業(yè)

國內(nèi)民航業(yè)對區(qū)塊鏈的討論與研究比國外同行落后約一年，2017年開始才陸續(xù)有民航業(yè)人士公開討論區(qū)塊鏈的行業(yè)應(yīng)用方式。2017年8月，中國航空報上刊載的一篇鑒別假冒航空組件的文章中提到了可以嘗試采用區(qū)塊鏈技術(shù)的解決方案[17]。2018年1月，鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)人員對區(qū)塊鏈在航空金融中的應(yīng)用場景進(jìn)行了分析[18]。同年3月，中國民航報上刊載了一篇區(qū)塊鏈應(yīng)用于機(jī)場運(yùn)行的簡要描述[19]。同年6月，周文剛基于區(qū)塊鏈技術(shù)對通航維護(hù)信息系統(tǒng)展開了研究[20]。

目前國內(nèi)針對民航業(yè)的區(qū)塊鏈研究和實(shí)驗(yàn)尚處于萌芽期，但受國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)、金融業(yè)對區(qū)塊鏈技術(shù)的驅(qū)動，未來兩年內(nèi)很可能會涌現(xiàn)出大量基于區(qū)塊鏈技術(shù)的試點(diǎn)項(xiàng)目，但真正大規(guī)模投入實(shí)踐還為時過早。

3 典型應(yīng)用場景與實(shí)踐案例

截止到目前，區(qū)塊鏈在民航業(yè)的應(yīng)用場景主要集中在數(shù)字身份認(rèn)證、行李管理、數(shù)據(jù)管理、乘客會員制管理、電子客票系統(tǒng)和航空旅游平臺幾個方向。

3.1 數(shù)字身份認(rèn)證

機(jī)場中的各類身份認(rèn)證關(guān)卡均詢問旅客相同或相似的問題，既降低了乘客的出行體驗(yàn)，也拖慢了機(jī)場的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

谷歌、IATA、Amadeus、國際刑警組織、美國國土安全部、加拿大交通部等在世界經(jīng)濟(jì)論壇關(guān)于“未來交通”的系統(tǒng)倡議中公布了一項(xiàng)名為“已知旅客數(shù)字身份概念”的基于分布式賬本技術(shù)的數(shù)字身份證明解決方案。為驗(yàn)證該方案的可行性，加拿大政府在2018年初宣布將設(shè)計一個用于加拿大與荷蘭間的概念驗(yàn)證試點(diǎn)項(xiàng)目。

3.2 行李管理

由于行李的丟失和記錄錯誤，航空公司需投入大量精力和資金處理賠償事項(xiàng)，同時導(dǎo)致旅客的忠誠度嚴(yán)重降低。區(qū)塊鏈技術(shù)為解決該問題提供了可能。

區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式存儲、不可篡改性、可追溯性可以消除行李記錄的錯誤和不一致。在機(jī)場、地面處理部和航空公司間構(gòu)建一個私有鏈以記錄每一處行李處理點(diǎn)的信息，航空公司可以實(shí)時跟蹤行李狀態(tài)，并授權(quán)讓指定旅客查看。一旦行李丟失，區(qū)塊鏈存儲的記錄可為查找和理賠提供依據(jù)，從而解決行李管理中的信任問題。

3.3 數(shù)據(jù)管理

每個航班信息的創(chuàng)建、記錄和修改都由多方參與者各自處理，包括眾多機(jī)場和航空公司，只有做到數(shù)據(jù)實(shí)時共享才能保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確一致。但實(shí)際運(yùn)營過程中，信息分布于上述實(shí)體各自的數(shù)據(jù)中心，無論是服務(wù)器的軟件、硬件或網(wǎng)絡(luò)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響數(shù)據(jù)的同步。

2017年，英國航空、希思羅機(jī)場、日內(nèi)瓦機(jī)場和邁阿密國際機(jī)場為SITA提供了航班數(shù)據(jù)以進(jìn)行一個探索區(qū)塊鏈影響的項(xiàng)目——航班鏈(Flight Chain)。SITA認(rèn)為區(qū)塊鏈有能力作為航班數(shù)據(jù)的單一來源，以解決行業(yè)數(shù)據(jù)記錄于不同孤島導(dǎo)致的航班狀態(tài)沖突現(xiàn)象。

此外，某些航空公司在電子客票系統(tǒng)和乘客會員制管理方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐，如新加坡航空將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于其常旅客計劃KrisFlyer的數(shù)字錢包中。在航空旅游平臺的應(yīng)用場景中，無論是國外的Winding Tree還是國內(nèi)的優(yōu)旅鏈均涉及了虛擬代幣發(fā)售內(nèi)容，該手段本質(zhì)上是一種與傳統(tǒng)行業(yè)市場不同的去中心化商業(yè)模式，且世界各國對虛擬代幣市場的監(jiān)管愈發(fā)嚴(yán)格，對該種應(yīng)用模式亦存在質(zhì)疑，目前只有初創(chuàng)企業(yè)涉足其中。

4 應(yīng)用發(fā)展趨勢

由于區(qū)塊鏈技術(shù)尚未成熟，且缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，市場上出現(xiàn)了眾多標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范各異的區(qū)塊鏈應(yīng)用項(xiàng)目，隨著技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)存的大部分區(qū)塊鏈項(xiàng)目可能會在未來消失，最終留下少數(shù)幾個應(yīng)用最廣泛的大型區(qū)塊鏈項(xiàng)目，其標(biāo)準(zhǔn)可能成為未來區(qū)塊鏈技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)。因此，在整體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未明確的前提下，民航領(lǐng)域應(yīng)選取國際上最主流的區(qū)塊鏈項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為參考，從特定場景為切入點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有業(yè)務(wù)展開小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和試點(diǎn)項(xiàng)目，直到區(qū)塊鏈技術(shù)基本成熟后，再展開大規(guī)模的行業(yè)應(yīng)用。

現(xiàn)階段民航領(lǐng)域主要從如下三種場景將區(qū)塊鏈技術(shù)融于現(xiàn)有業(yè)務(wù)更加合理(見表1)。

表1 國內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)在民航業(yè)的發(fā)展方向

行李管理的影響范圍較小，且現(xiàn)有解決方案可基本滿足大部分航空公司與機(jī)場的需求，因此該方向應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的動力較弱，現(xiàn)有落地項(xiàng)目也多為單個機(jī)場的實(shí)驗(yàn)試點(diǎn)。大規(guī)模應(yīng)用區(qū)塊鏈行李管理解決方案在短期內(nèi)需求不大，但適合用作民航領(lǐng)域與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。

數(shù)據(jù)管理，根據(jù)SITA的航班鏈實(shí)驗(yàn)表明區(qū)塊鏈有能力解決民航業(yè)數(shù)據(jù)共享的問題，但截至目前，SITA并未推廣該類項(xiàng)目的應(yīng)用，且將多家機(jī)場和航空公司的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享不只需要解決技術(shù)問題，更要處理不同國家和地區(qū)的數(shù)據(jù)政策。因此，短期內(nèi)該場景應(yīng)難有大規(guī)模應(yīng)用。

數(shù)字身份認(rèn)證是國內(nèi)諸多領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，銀行、公司管理乃至政府部門的某些業(yè)務(wù)均在不斷應(yīng)用，而區(qū)塊鏈的不可篡改性、匿名性、安全性等特點(diǎn)正符合了身份認(rèn)證的內(nèi)在特點(diǎn)與需求。目前，人臉識別認(rèn)證技術(shù)已日趨成熟，從實(shí)驗(yàn)室向機(jī)場落地歷經(jīng)了10余年的時間，臺灣桃園、廣州白云、上海浦東等幾十個機(jī)場均實(shí)行了該技術(shù)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)和這些認(rèn)證終端設(shè)備融合，相信在未來3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)全國民航領(lǐng)域統(tǒng)一的智能數(shù)字身份認(rèn)證系統(tǒng)。

另外，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用還受各國政策的影響。比如歐盟出臺的《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》(General Data Protection Regulation，GDPR)中就提出了“被遺忘權(quán)”，即用戶可要求企業(yè)刪除與自己有關(guān)的被保護(hù)數(shù)據(jù)。而“數(shù)據(jù)可刪除”恰恰與區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改性相沖突。而民航領(lǐng)域的諸多業(yè)務(wù)涉及了跨國家、跨地區(qū)的問題，同時滿足多地區(qū)法律要求將會是制約區(qū)塊鏈項(xiàng)目發(fā)展的關(guān)鍵因素。

5 結(jié)束語

區(qū)塊鏈技術(shù)在國外民航業(yè)已經(jīng)走過了萌芽期，步入了發(fā)展期，伴隨著行業(yè)技術(shù)先驅(qū)企業(yè)與多家航空公司、機(jī)場的積極加入，不斷有實(shí)驗(yàn)和試點(diǎn)項(xiàng)目成功。相比之下，國內(nèi)民航業(yè)對區(qū)塊鏈的研究尚處萌芽階段，相關(guān)機(jī)構(gòu)、企業(yè)多表現(xiàn)為觀望態(tài)度，目前尚無大型企業(yè)宣布實(shí)行區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)驗(yàn)或試點(diǎn)項(xiàng)目。但相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)已開始對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行探索與研究。

本文認(rèn)為民航領(lǐng)域可以從小規(guī)模的行李管理入手，初步探索和實(shí)踐區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目；進(jìn)而結(jié)合現(xiàn)有的生物識別技術(shù)建立全國行業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)字身份認(rèn)證體系；最終基于多個項(xiàng)目實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，建立國內(nèi)甚至國際范圍內(nèi)的民航領(lǐng)域區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)民航信息領(lǐng)域的技術(shù)變革。