2020年交通运输区块链白皮书

　　国家政策将区块链技术的重要性上升到前所未有的新高度：在新一轮技术革新和产业变革中，要发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用，把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展，积极推进区块链和经济社会融合发展。

　　目前，国内区块链在金融、政务、民生、司法、医疗、公益、税务等领域有越来越多的应用，呈现全面开花的局面。交通运输行业是人流、货流、资金流、信息流、商务流“五流合一”的行业，区块链技术与交通运输深度融合能产生化学反应，改造基因，对交通运输行业数据共享、降本提质增效、增强监管效力、提升服务能力、强化安全水平、构建信用体系等方面均有较好的促进作用，在交通基础设施、货运物流、客运出行、行业管理服务等诸多领域有着广阔的应用前景。

　　全球范围内区块链技术在交通运输领域已经行动起来，全球区块链货运联盟(Blockchain in Transport Alliance)于 2017 年 8 月成立，是一家全球化的区块链教育和标准开发行业组织;国际航运物流区块链应用迅猛发展，全球主要航运物流企业均积极参与。

　　国内交通运输领域区块链应用整体尚处于起步阶段，主要应用局限于商品物流溯源、物流供应链金融等少数领域，缺乏行业应用的顶层设计，缺乏有效的政策引导，缺乏统一的行业应用规范和技术标准，缺乏符合行业发展特点和需求的公共底层平台作落地支撑，缺乏区块链技术核心人才储备和资本投入，不利于区块链在交通运输领域的快速推广应用。

　　《交通强国建设纲要》明确提出，大力发展智慧交通，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。当前，国家正在加快推进新型基础设施建设，区块链技术被明确纳入新基建范围。区块链的重要性和对交通运输行业的应用价值已经成为广泛共识，交通运输部和各地交通运输主管部门在研究编制“十四五”规划时，纷纷对区块链应用提出了要求。

　　可以预见，区块链在交通运输行业的应用步伐在未来将加快，范围将扩大。《交通运输区块链白皮书(2020)》由中国公路学会、中国银行股份有限公司、中银金融科技有限公司、杭州趣链科技有限公司、华为技术有限公司华为云、交通金融科技创新联合实验室六家单位共同研究编制，是中国交通运输领域第一份关于区块链技术及应用的白皮书。白皮书编制秉持“科学、专业、独立、客观”的原则，旨在为公众了解交通运输领域区块链技术应用提供一扇窗口，记录区块链在交通运输行业的成长轨迹，搭建交通运输区块链产学研智库合作平台。

　　1、技术原理

　　区块链技术是多种技术组合创新的全新分布式基础架构。在区块链技术中，使用块链式数据结构来存储和验证数据;使用共识机制来生成和更新数据，并保证多个节点间数据的一致性;使用 P2P 网络开展节点之间的通信;使用密码学相关技术来确保数据传输和访问的安全性;使用智能合约来处理数据。区块链技术通过多方共同参与维护的多中心化账本，提升了数据存储和计算的安全可信。其主要技术具体如下：

　　块链式数据结构：区块链的基本存储单元是区块，记录着存储期间所有状态改变的过程和结果。新增的区块保留着前一区块的摘要信息，每个区块按生成顺序排列，连接组成链表，构成了块链式数据结构。

　　共识机制：共识机制是区块链节点间在数据存储、数据验证和数据维护方面达成一致的策略和方法。

　　P2P 网络：P2P 网络是一种用于多个节点之间点对点组网和通信的技术。P2P 网络中没有中心化的服务器。在区块链网络中所有节点均参与账本数据的生产、维护和共享。

　　密码学：区块链中使用了多种类型的现代密码学技术，包括信息摘要算法、对称加密和非对称加密算法等，主要目的是确保链上数据的安全性和完整性。

　　智能合约：智能合约是部署在区块链上的可执行代码，在满足特定条件下可自动触发代码运行。通过降低人为干预的风险，提升执行的安全与可信程度。

　　2、区块链分类

　　区块链可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链是完全开放的网络，所有参与者都可以参与系统维护，比特币和以太坊是公有链的典型代表。联盟链和私有链则是有限开放的网络，链中的参与方需要事先约定。典型的联盟链有 Fabric、Hyperchain、PoissonChain 区块链。私有链由个人或者私人机构所有，记账权归个人或私人机构所有，不对外开放。

　　(1)公有链公有链的特点是面向所有人开放，任何人均可参与到网络中共同维护区块链，新成员在加入公有链时无需进行任何形式的认证、授权或审核，具备强匿名性。

　　(2)联盟链联盟链的特点是限定了联盟成员的范围，系统内部进行事务确认的共识节点是事前设定或选举好的。新成员在加入联盟链时，需要经过联盟成员投票决定是否同意加入。由于联盟链模式符合监管要求，拥有更高的应用可扩展性，能够与实体经济紧密结合，因此我国目前的区块链应用模式主要以联盟链为主。

　　(3)私有链私有链的特点是仅限于单个机构内部使用，读写权、记账权和成员范围由组织内自由定制。与联盟链的区别在于，联盟链是机构与机构之间的区块链网络，而私有链是单个机构内部的区块链网络。私有链模式大多用于联盟链的过渡，少部分情况下在机构内部不同部门之间应用。

　　3、技术特点

　　多中心化：区块链技术采用分布式架构，不依赖于单个中心设备或者管理机构。通过数据的多中心化记录、存储和更新，将被共识的信息记录在区块中，避免了第三方的干预和单点依赖风险，提高了数据的安全性和完整性。

　　不可篡改：一旦信息经过共识并被添加到区块链中，所有的共识节点将存储数据的副本，少数节点对数据的篡改将无法通过共识，增强了链上数据的不可篡改性。

　　公开透明：除了各参与方的隐私信息外，其它数据对网络的全部节点是公开透明的。

　　4、技术挑战

　　区块链性能：随着区块链系统中业务量的快速增长，系统延迟增加，吞吐量低等性能问题就会凸显。目前主流联盟链单链的性能在数千至数万笔交易每秒，尽管与中心化系统的最高性能仍有差距，但已可满足大多数场景的需求。对于并发量要求高的应用场景，区块链技术的性能有待进一步提高，需要突破高性能共识机制，拓展区块链技术的适用性。

　　互操作性：尽管区块链技术较好的实现了链内的数据共享，但由于不同区块链间采用的数据结构、共识机制、加密算法等技术路线不一致，会导致链与链间的数据难互通、信息难交互、身份难识别。需要在跨链技术与跨链协议方面进行突破，实现链与链数据共享和更广范围的价值互联。

　　运维管理：多方参与的区块链系统在运维管理方面将会面临巨大的挑战，例如系统升级、系统维护、业务规则更新等，需要多方线下沟通才能处理链上的协同治理问题。

　　隐私保护：区块链的特点决定存储在区块链上的数据公开可访问，每个有权限的节点都可以无差别的获取数据，这使得区块链应用面临隐私问题的挑战。需要针对实际使用场景完善隐私保护方法，规避安全风险。

　　可信和安全性：在区块链应用中，安全性威胁与可信问题不容忽视。为提高自主可信和安全性，应采用国密加密算法，支持可信执行环境 TEE，优先选用拥有自主知识产权的关键技术。

　　面转向应用实践，在金融、政务、民生、司法等领域显示出了良好的应用效果。

　　1、金融领域

　　金融本质上就是对个人、企业等机构的信用管理，在信用的基础上开展金融活动。区块链技术来源于数字货币，凭借其多中心化、公开透明、不可篡改等特点，与金融具有天然的契合性，区块链技术也是最早在金融领域发挥其价值。区块链作为信任工具，拥有优化金融基础架构的潜力，各类金融资产，诸如股权、债券、票据、保单等都可以上链，成为数字资产。通过区块链技术实现存储、转移、交易，能够有效降低成本和风险，使金融交易更加安全、高效、可信。

　　目前国内金融领域有相当数量的区块链应用已经落地运营，涉及跨境支付、供应链金融、保险等细分领域。根据已实际应用的金融场景，区块链主要应用模式体现在共享风险数据、存证交易类关键证据、进行信用传递和金融资产交换。国外方面，欧洲中央银行在《欧元体系的愿景—欧洲金融市场基础设施的未来》报告中表示，区块链技术可以有效降低交易中的支付成本，并提高支付系统的速度和灵活性。

　　纳斯达克证券交易所、花旗银行和 VISA 等其他金融机构也在证券交易、数字货币、支付和结算以及技术服务领域执行了诸多项目和应用。

　　2、政务领域

　　《关于加快推进全国一体化在线政务服务平台建设的指导意见》指出，要在 2022 年底前，全面建成全国一体化在线政务服务平台，实现“一网办”。在政务领域，依托区块链可以搭建一套完整的政务数据协同体系，有效提高政府数据开放度、透明度，促进跨部门的数据交换和共享。通过构建多层的数据治理体系，固化数据的“责权利”，并以此为依据进行后续的数据治理工作，进行更加透明的数据监管和审计。政务领域是我国区块链落地的重点示范高地，在有关部门和各地得到了积极应用，目前主要应用于政府数据共享、数据提笼监管、互联网金融监管、电子发票、一站式服务等。

　　3、民生领域

　　国家政策指出：要探索“区块链 +”在民生领域的运用，积极推动区块链技术在教育、就业、养老、精准脱贫、医疗健康、商品防伪、食品安全、公益、社会救助等领域的应用，为人民群众提供更加智能、更加便捷、更加优质的公共服务。区块链对促进跨部门数据共享，提升数据开放度和透明度，实现公共服务多元化、政府治理透明化、城市管理精细化等方面具有重大的意义，多个省市出台了专项发展政策，支持区块链在民生领域的探索。北京发布的《北京市区块链创新发展行动计划(2020—2022 年)》中提出要推进公共安全“全程可查，流程可溯”。

　　4、其他领域

　　除了金融、政务、民生、法律等服务领域外，区块链技术还已经开始应用于实体经济的许多领域，包括产品溯源、版权保护、电子证据、能源、医疗、公益存储等，这里不一一列举。根据中国信息通信研究院发布的《区块链白皮书(2019 年)》，截至 2019 年 5 月，北京、上海、广东、山东等全国超过 30 个省市地区发布政策指导文件，开展区块链产业布局。全国已成立区块链产业园共计 22 家，杭州、广东、上海等沿海城市占比过半，其中 20 家为政府主导或参与推进。应用领域方面，政务民生类应用项目数量显著增多，司法存证、税务、电子票据、产品溯源等其他领域稳步发展。

　　区块链作为信任工具，可以促进信息共享，提升协同效率，非常适合处理网状的关系。交通运输行业是人流、货流、资金流、信息流、商务流“五流合一”的行业，是典型的网状结构，非常适合区块链的场景应用。

　　交通运输行业参与方众多，若各参与方间难以形成一套有效的互信协作机制，就会致使信息共享与开放进程缓慢，资源共享难，互联互通难。区块链技术与交通运输深度融合能产生化学反应，改造基因，对交通运输行业数据共享、降本提质增效、增强监管效力、提升服务能力、强化安全水平、构建信用体系等方面均有较好的促进作用，在交通基础设施、货运物流、客运出行、行业管理服务等诸多领域有着广阔的应用前景。

　　目前，全球范围内区块链技术在交通运输领域已经行动起来。全球区块链货运联盟(Blockchain in Transport Alliance)成立于 2017 年 8 月，是一家全球化的区块链教育和标准开发行业组织。BiTA 整合货运及物流行业中的各方，利用区块链技术，提高货运流程的安全性、透明度及效率，核心是降低成本，提高运输效率。目前已经吸引了包括美国快递公司 UPS、联邦快递 FedEx、BNSF 铁路公司、施耐德卡车运输公司、GE 运输系统集团、国内京东物流在内的数百家公司加盟，旗下成员包括整车运输企业、第三方物流服务提供商、科技公司、知名零售商和金融服务提供商。马士基航运与 IBM合作利用区块链分布式账本技术，联合开发了全球贸易数字化平台(GTD)。

　　总的来看，区块链技术对于交通运输的价值在国际上已经得到行业认可，形成共识。国内交通运输领域的区块链应用也逐渐兴起，呈现良好的发展势头。

　　下面，报告分别从交通基础设施、货运物流、客运出行、行业管理服务方面，介绍交通运输领域区块链的应用空间和实践案例。

　　不可篡改、高度安全、透明共享的特性可以在交通基础设施的全生命周期运营管理中发挥重要作用，如工程招投标、工程安全质量监管、工程养护、资产管理、路网运行管理、通行费清分结算等。以交通工程质量监管为例，存在数据透明度难以保障、原材料源头信息采集难等问题。

　　可以搭建联盟链，通过智能合约将基础设施建设相关数据上链，解决原材料生产、现场施工、验收检测、行业监督各方面的数据安全和信任问题，从而实现工程质量溯源。

　　在物流供应链应用中有较强优势。传统物流供应链系统是中心化的系统，链条长，环节多，市场参与方多，监管部门多，由于信任问题和全程纸质化管理，运营过程非常复杂，成本高、效率低。目前传统物流在技术和运营方面比较落后，存在高分散性、过程物流数据透明度低、缺乏信任等问题，导致各方职责划分不清晰、综合效能不高。

　　区块链能够记录不同环节、全流程的详细交易信息、管理信息，可以实现链上信息安全互信共享，实现掌握完整的供应链信息，为优化物流管理流程、物流信息溯源、开展供应链金融提供了基础条件。

　　例如，原材料生产商、制造商、分销商、配送商和零售商主体可以借助区块链技术构建的物流信息系统共享仓储信息、销售信息，优化物流管理流程，降低成本，提高效率;利用区块链不可篡改可追溯的特性，消费者可以获取准确的生产和物流信息，有利于商品的防伪、品质溯源以及重大安全问题出现时的召回与责任界定。

　　2018 年 4 月，中远海运集装箱运输公司宣布与京东、佳农合作，运送搭载区块链技术的厄瓜多尔香蕉。中远海运利用区块链技术，提供关于装运港的追溯信息来源。冷藏箱内配备远程智能设备，可以采集冷藏集装箱内系统结构和微环境参数，包括温度、湿度、通风量状况和集装箱的位置等信息，通过数据存储和通讯功能，把数据传回到云平台(上链)。数据一旦上链不可篡改，确保数据信息的真实、准确、完整和一致性，实现远程实时对箱内物品的监测和记录。

　　(3)客运出行领域

　　客运出行领域随着社会经济发展，公众出行方式日趋多样化，交通工具数量不断增加，城市人口日益增长，交通拥堵不断发生，保障出行安全、便捷出行、高效出行成为亟待解决的难题，高效的一体化出行解决方案成为未来发展趋势。结合区块链的技术特性，将区块链技术融合到客运出行管理、服务信息化系统中，可以提升安全监管效率和服务水平，在网约车及共享汽车安全监管、MaaS 出行服务、交通疏堵等方面有较好的应用价值。

　　目前，区块链技术在城市公共交通领域、共享出行领域得到了应用。管理部门通过交通出行数据上链，实现智能交通疏导、路线调整、运力调度，缓解交通堵塞问题，加强交通管理各方之间的联系，使交通综合管理更加高效、可靠。同时，推动智慧城市演进升级，扩充城市大脑容量，提升城市交通管理智能化、服务便利水平。

　　北京首汽智行科技有限公司于 2018 年 5 月推出“共享出行”战略，围绕创建平台整体方案、创新数字权益流通模式、搭建平台生态体系和发行平台数字资产四个方面构建去中心化共享汽车区块链联动平台，依托区块链技术为共享出行解决社会参与各方信任和高效协同问题。GoFun 出行意图利用该平台解决用户身份验证、信用体系、数据共享、隐私保护、数据造假、数据安全、数据溯源、公平奖励机制等核心难题。

　　平台还可以支撑加盟商和其他合作伙伴快速接入总部平台，支持共享数据、共建联盟，减少数据冗余，降低企业成本。该平台项目纳入了 2019 年 3 月国家互联网信息办公室发布的《境内区块链信息服务备案编号(第一批)》。

　　有利于解决行业内部系统数据共享的诸多问题。区块链的分布式存储、不可篡改等特点，能够为数据采集、传输、存证、访问控制、交易、安全共享与监管等全生命周期提供管理服务。行业行政主管部门在管理和服务过程中，通过区块链网络可以打破各自为政、信息孤岛等难题，形成成规模、成体系的行业大数据集，还可降低运维成本，保障数据的安全性，协同部门工作，优化政务流程，降低沟通成本和信息成本，提升行业管理效率。

　　可以预见，区块链在交通运输政府部门信息共享、信用交通、交通综合执法以及交通管理信息化系统(如交通建设项目计划管理、预算及绩效管理、物流监管、客运出行管理服务、路网运行管理服务、交通安全应急管理等)建设中有广阔的应用空间。

[ 相关新闻 ]
新兴市场教父麦朴思：但愿比特币别崩 否则会带崩股市
千倍杠杆的币圈诈骗游戏
一季度加密货币资金流入已达创纪录42亿美元
火币大学于佳宁：区块链思维将激发人才创新活力
币安为区块链健康发展打下基础，合规化运营模式始终“在线”