從線上到鏈上

程曦

【摘? 要】在“十三五”國家信息化規劃的大背景下，為響應國家提出的“大力發展區塊鏈技術”任務，區塊鏈技術已在各個方面開展了應用，工業互聯網的發展趨勢也由以前的線上信息互聯網轉向區塊鏈上的價值互聯網。本文分析當前工業互聯網的發展現狀及模式， 并針對工業互聯網中的具體服務分析了區塊鏈在物流、金融、管理、生產與研發中的作用與優勢。基于區塊鏈技術的優勢， 提出了依托于區塊鏈技術的工業互聯網發展思路， 有助于工業互聯網進一步創新發展。

【關鍵詞】區塊鏈;工業互聯網;供應鏈;價值互聯網

引言

自工業和信息化部于2016年10月發布《中國區塊鏈技術和應用開發白皮書（2016）》以來，2016年12月，區塊鏈首次被用作戰略前沿技術和顛覆性技術，被納入自國務院發布《國家“十三五”信息化規劃綱要》以來，區塊鏈受到了中國政府的越來越多的關注和重視，地方政府也開始全面部署區塊鏈創新和產業應用推廣。具有分布式數據存儲，去中心化共識，不篡改，可追溯的特點，是解決行業創新發展的有力手段，利用區塊鏈技術為工業互聯網上的企業提供新服務成為趨勢，從區塊鏈技術開始，本文旨在探討其在工業互聯網場景中的具體應用模式以及促進工業互聯網發展的途徑。

1.區塊鏈及要點簡述

1.1區塊鏈概念

在中本聰（Satoshi Nakamoto）的比特幣白皮書中較早出現了區塊鏈的概念，但它并不是以區塊鏈的形式出現，而是以工作量證明鏈的形式陳述的。從應用的角度看，區塊鏈就是一種去中心化的賬本和數據庫，具有去中心化、不可篡改性、時間戳、可追溯性、共識機制、公開透明等特點，能極大地解決信息不對稱問題。

1.2區塊鏈核心技術

區塊鏈是綜合了數據庫技術，Internet技術和現代密碼技術的計算機技術應用，它集成了分布式數據存儲，點對點傳輸，共識機制，加密算法等技術，它的核心仍然是技術層面，涉及廣泛的方面。

（1）分布式賬本。交易記帳由分布在不同位置的多個節點完成，每個節點記錄一個完整的帳戶，可以參與對交易合法性的監督。

（2）非對稱加密和授權。在區塊鏈上的各個節點的數據具有公開透明性，每個節點都能獲取，但同時有公鑰和私鑰的存在，確保數據和隱私安全，賬戶身份信息只有授權后才能訪問。

（3）共識機制。區塊鏈上的大部分節點達成共識后才能組成新的區塊，將共識的數據傳遞并記錄，有效的防止篡改。

（4）智能合約。當區塊鏈上數據達到一定條件，自動執行預設的規則的程序

1.3區塊鏈技術的價值

（1）分布式結構可以去除中心化帶來的管理成本高、流程復雜、信任成本高等問題，給予每個節點平等的地位。

（2）時間戳的不可篡改性為信息防偽和數據跟蹤提供創新的解決途徑。區塊鏈中的數據按時間順序形成就會被打上時間戳不可篡改形成穩定的數據鏈，一旦數據鏈形成其中的數據就無法被偽造，同時也可以通過時間戳特性來追根溯源。

（3）傳統物聯網高度中心化，集中管理的同時也帶來一些弊端。設備易損壞帶來的數據丟失，集中的權限帶來數據篡改的風險。區塊鏈上的安全信任機制可以破解這些難題，鏈上每個節點都存有數據備份，一個節點的丟失對整個區塊鏈影響微乎其微。

（4）豐富的可編程功能能打造適配多種環境多種市場的標準化應用場景，規范現有的市場環境，實現更廣的用途。

2.區塊鏈賦能工業互聯網機理

2.1工業互聯網模式

隨著Internet +的不斷發展，傳統產業已經從離線集群模型逐漸發展成為基于Internet平臺的虛擬產業集群模型。人工智能，物聯網，云計算和大數據等技術已實現了各個行業的互連。實現全面的互聯網，形成共生，共創，雙贏的工業互聯網。工業互聯網主要以生產者為用戶，其目的是促進生產和資源分配以及交易效率，并實現成本降低，服務改善和工業價值增值。它的核心在于開放信息流，集成研發服務，生產服務，物流服務，金融服務，管理服務和IT服務，以實現基于供應鏈的商品供應網絡和基于服務的互連，實現了業務流程，物流，資金流和信息流的整合。

2.2區塊鏈在工業互聯網中具體應用

（1）區塊鏈在工業互聯網物流服務的應用。區塊鏈和物流服務具有耦合關系，基于去中心化的管理方式使得每個節點上的主體享有平等的權利來存儲和交換信息。同時去分布式節點的信任機制能大大降低主體之間交易產生的信任成本。智能合約技術更是提升了信息傳遞及交易的智能性及自動化，降低惡意操控的可能。可以看出，區塊鏈和物流服務受到主體耦合，交易機制耦合和智能合約耦合的影響。

區塊鏈可以增強物流安全性，實現安全分配和可追溯性以及防偽。通過非對稱加密特性，使用公鑰加密用私鑰解密可以保證分發過程的信息安全，確保信息不回泄露以及被他人破解;同時結合數字簽名特性可以保護客戶的隱私，使客戶無需提供太多身份信息便能實現物流的接收。同時通過時間戳特性在增強安全性的同時能有效解決溯源問題。

（2）區塊鏈在工業互聯網金融服務上的應用。工業互聯網中的金融服務主要是圍繞供應鏈的供應鏈金融服務。金融機構已經建立了以核心企業為依托的信用融資金融體系，依靠核心企業在工業互聯網平臺上的真實交易，實現了低風險，高靈活性。但是，由于其自身的局限性，出現了無法適應金融發展的趨勢。

區塊鏈技術可以建立透明的融資賬戶，消除信息不對稱的問題。制造商，供應商，分銷商，零售商和其他主體構成了完整的工業鏈，但是每條工業鏈及主體的信息相對分散，僅存在于各自的系統中，存在一定的信息壁壘，無法實現信息的自由交換。孤島效應的存在使得各主體之間的溝通成本及難度大大增加，進一步降低了供應鏈的運作效率。同時，由于一些企業在工業鏈上占有主導地位，享有較高的話語權，容易利用核心地位優勢壓榨其他企業。起爭端和糾紛時，責任難以溯源。因此，有必要建立更透明的運作機制或有效的信息交換機制，以確保工業互聯網金融服務有效運作。在區塊鏈中的所有工業鏈上企業的交易數據將保存到區塊鏈上每一個節點，同時所有記錄都能公開查找和溯源。同時時間戳技術能按順序記錄數據，使得每個數據都難以篡改，降低相關部門的監管成本，提升整個工業互聯網的效率。

區塊鏈技術可以通過智能合約功能實現流程的自動化，節省大量的人力物力及實踐。當前，庫存和預付款融資是工業互聯網金融的主要業務模式。這些業務往往要耗費大量的人力物力及時間來核算抵押物的價值及時間，造成勞動成本的劇增。隨著工業鏈上的交易越多、參加的企業越多，必然導致融資的效率大幅下降，引起工業鏈的停滯甚至斷裂。智能合約的出現有效的解決了上述問題，只要工業鏈上各主體在區塊鏈系統的框架內交易得到的信息滿足智能合約的條件就能自動執行，最大程度的減少了外界認為因素的干預，簡化交易流程，實現信用的傳遞。

區塊鏈技術將創新工業互聯網金融交易機制，構建更加有序工業互聯網生態環境。通過時間戳和加密特性確保交易的絕對真實。因此在區塊鏈中的任何信息都可以由工業鏈上企業追蹤到，同時也能實時掌握現有運營信息，使得鏈上各主體都可以隨時監管，降低調查成本、信任成本和人力成本，有利于各企業規范自己的行為以及相互監督及增加信任，促進互利共贏的產業生態發展建設。

（3）區塊鏈在工業互聯網管理服務上的應用。去中心化特性促進了區塊鏈在工業互聯網管理服務商的應用。第一每個節點都存儲著整體的數據，各企業之間可以實時共享信息和監管;第二是可靠性，由于分布式網絡特性，一個節點損壞或丟失不會影響整個區塊鏈網絡的完整性和安全性;第三是具備可信度，每個區塊上的數據一旦產生就是不可篡改的。即使某節點偽裝數據也會被共識機制屏蔽，確保每個信息都是被大部分節點承認的。第四是開源性，信息能被低成本共享的同時有私鑰機制來確保數據的加密。第五是高效性，達到智能合約執行條件便會自動運行，節省人力成本，實現高效運轉;第六，安全性，數字簽名及公鑰私鑰機制的存在每筆交易都能保障安全性，同時確保隱私性厘清責任。區塊鏈技術可在確保交易安全性和可信賴性的同時實現服務的開放式協作，并且適用于工業互聯網平臺管理。

（4）區塊鏈在工業互聯網研發及生產服務上的應用。在生產過程中，區塊鏈協助組織間的數據共享和交換，包括訂單信息、交易信息、操作信息等數據都通過分布式存儲實現不可篡改性以及可追溯性，節約管理成本，提升管理安全性便利性。分布式智能生產網絡存在一定的便捷性，其中整個供應鏈上的交易過程全部是智能合約自動執行，可以解決工業生產中無法控制的問題，大大提高運行效率。數據可以在任何節點之間傳輸，并且可以實現實時信息交換，以實現研發，設計，生產，制造和銷售的數據連接。通過區塊鏈技術可以實現數據從上網上鏈的維度提升，實現鏈下實物與鏈上信息結合，促進信任傳遞。

2.3從線上到鏈上發展

工業互聯網開放了信息流，實現了各個行業供需的智能協同，使行業從離線升級到在線工業互聯網平臺。區塊鏈進一步促進了價值的轉移，創造了價值的互聯網，并使整個行業脫穎而出。從上層發展到上鏈，提升行業整體競爭力，促進產業集群的結構轉型升級，樹立新的產業秩序和信譽，促進組織間協同創新的發展。

3.總結及未來展望

本文分析了工業互聯網的發展現狀和模式，并分析了工業互聯網中的特定服務，以降低成本，降低風險，優化服務并提高物流，財務，管理，生產和研發方面的信息傳輸效率。等優點。基于區塊鏈技術的優勢，提出了基于區塊鏈技術的工業互聯網的發展思路，有助于工業互聯網的進一步創新和發展。

雖然區塊鏈促進了工業互聯網的創新和發展，但也存在一些問題。在現有技術中，塊生成的速率相對較慢，并且大規模數據交換仍然有點困難。分權與監督之間存在矛盾。應用區塊鏈系統的成本也很高。鏈與鏈，系統與系統之間的集成與兼容問題也亟待解決。未來的發展趨勢是集成云計算，大數據，物聯網，人工智能和其他下一代信息技術，同時加強智能合約以促進鏈之間的交互。

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