区块链技术在民航领域的应用*

王天山，杨 健，王 尧

(中国民航信息网络股份有限公司 研发中心，北京 100010)

0 引言

区块链技术起源于比特币，于2014年前后作为将多种技术整合的创新应用模式发展至今[1-3]。尤其是近两年，区块链技术持续受到各界高度关注：2016年，工信部信息化和软件服务业司为推动国内区块链技术和产业发展发布了中国区块链技术和应用发展白皮书[3]；年底，区块链作为战略性前沿技术写入《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》；2017年Gartner发布的新兴科技技术成熟度曲线表明，区块链在未来十年内有望成为拥有高度竞争优势的技术；2018年3月工信部发布的《2018年信息化和软件服务业标准化工作要点》提出推动建设全国区块链和分布式记账技术标准化委员会。

截止到目前，国内外已有上百家组织涉足区块链技术，多个区块链联盟应运而生，其中以金融业、互联网行业、政府机构为代表。民航领域作为高度信息化的行业，已开始进行基于区块链技术的实验和应用，其中最具代表性的是国际航空电信协会(SITA)。

然而过快的发展速度和盲目地跟从技术创新必将带来潜在的风险。因此，在深入调研区块链技术特点及典型应用场景的前提下，结合民航领域业务，探讨如何科学合理地将区块链技术融入民航领域是该技术应用于行业的必要前提。

1 区块链理论依据及技术基础

区块链技术可以概括为一种去中心化、不可篡改、可追溯的分布式数据库[4]。与传统的分布式数据库不同，数据由链中的多个节点共同维护，严格按照制定好的共识插入和更新，任何节点、个人和机构都无法篡改[5]，故而实现了无第三方场景下的相互信任，解决了由单方管理数据的可信问题。

区块链技术的固有优势在节约运营成本、优化业务流程、开拓业务市场和改变经营模式等方面都具有很大潜力。尤其是其不可篡改性加强了互联网时代的信任关系，因此受到金融和政府机构的高度关注。

但成功应用的前提是技术成熟，区块链目前还面临着诸多缺点：吞吐量低、缺乏高并发设计、查询统计能力弱等[4]。区块链技术想要在各领域完全代替现有数据库还为时过早。

作为交通运输大国，我国的交通运输业不断发展创新，交通运输部对新技术新模式的研发与应用也高度重视。目前，我国公路、铁路及海运业已开始探索私有链的建设和应用[6-10]，而作为一直保持高度信息化的民航领域，无论从技术储备还是行业特点，都有足够的能力来探索和应用区块链技术。

2 国内外同领域发展历程及应用现状

2.1 国外民航业

国外民航领域对区块链技术的关注及实践明显早于国内。2016年，SITA率先提出了含有区块链技术的智能通路(Smart Path)概念[11]。2017年，法国航空探索利用区块链技术追踪飞机维修工作流程[12]；俄罗斯航空公司S7提出使用区块链技术解决机票问题；美国空运物流巨头UPS宣布加入空运物流货运区块链联盟[13]；SITA利用航班数据进行了探索区块链影响的实验[14]；中东地区的航空和旅行服务供应商Dnata联合IBM等进行空运区块链试点[15]；Winding Tree预售其基于航班+酒店模式的旅游业区块链Líf币[16]。2018年，谷歌、国际航空运输协会(IATA)等公布基于区块链技术的“已知旅客数字身份概念”，并计划开启加拿大与荷兰间的概念验证试点项目；新加坡航空计划推出基于区块链技术的用户忠诚度手机应用。

由此看来，国外民航领域对区块链技术态度较为积极。2017年是行业内对区块链关注度最高的时期，多家机场、航空公司、技术公司及组织机构都参与到了区块链的讨论、研究与实验当中。截止到2018年上半年，已有数个相关实践项目落地。

2.2 国内民航业

国内民航业对区块链的讨论与研究比国外同行落后约一年，2017年开始才陆续有民航业人士公开讨论区块链的行业应用方式。2017年8月，中国航空报上刊载的一篇鉴别假冒航空组件的文章中提到了可以尝试采用区块链技术的解决方案[17]。2018年1月，郑州航空港经济综合实验区人员对区块链在航空金融中的应用场景进行了分析[18]。同年3月，中国民航报上刊载了一篇区块链应用于机场运行的简要描述[19]。同年6月，周文刚基于区块链技术对通航维护信息系统展开了研究[20]。

目前国内针对民航业的区块链研究和实验尚处于萌芽期，但受国内互联网、金融业对区块链技术的驱动，未来两年内很可能会涌现出大量基于区块链技术的试点项目，但真正大规模投入实践还为时过早。

3 典型应用场景与实践案例

截止到目前，区块链在民航业的应用场景主要集中在数字身份认证、行李管理、数据管理、乘客会员制管理、电子客票系统和航空旅游平台几个方向。

3.1 数字身份认证

机场中的各类身份认证关卡均询问旅客相同或相似的问题，既降低了乘客的出行体验，也拖慢了机场的运转效率。

谷歌、IATA、Amadeus、国际刑警组织、美国国土安全部、加拿大交通部等在世界经济论坛关于“未来交通”的系统倡议中公布了一项名为“已知旅客数字身份概念”的基于分布式账本技术的数字身份证明解决方案。为验证该方案的可行性，加拿大政府在2018年初宣布将设计一个用于加拿大与荷兰间的概念验证试点项目。

3.2 行李管理

由于行李的丢失和记录错误，航空公司需投入大量精力和资金处理赔偿事项，同时导致旅客的忠诚度严重降低。区块链技术为解决该问题提供了可能。

区块链技术的分布式存储、不可篡改性、可追溯性可以消除行李记录的错误和不一致。在机场、地面处理部和航空公司间构建一个私有链以记录每一处行李处理点的信息，航空公司可以实时跟踪行李状态，并授权让指定旅客查看。一旦行李丢失，区块链存储的记录可为查找和理赔提供依据，从而解决行李管理中的信任问题。

3.3 数据管理

每个航班信息的创建、记录和修改都由多方参与者各自处理，包括众多机场和航空公司，只有做到数据实时共享才能保障业务数据的准确一致。但实际运营过程中，信息分布于上述实体各自的数据中心，无论是服务器的软件、硬件或网络，任何一个环节出现问题，都会影响数据的同步。

2017年，英国航空、希思罗机场、日内瓦机场和迈阿密国际机场为SITA提供了航班数据以进行一个探索区块链影响的项目——航班链(Flight Chain)。SITA认为区块链有能力作为航班数据的单一来源，以解决行业数据记录于不同孤岛导致的航班状态冲突现象。

此外，某些航空公司在电子客票系统和乘客会员制管理方面进行了探索与实践，如新加坡航空将区块链技术应用于其常旅客计划KrisFlyer的数字钱包中。在航空旅游平台的应用场景中，无论是国外的Winding Tree还是国内的优旅链均涉及了虚拟代币发售内容，该手段本质上是一种与传统行业市场不同的去中心化商业模式，且世界各国对虚拟代币市场的监管愈发严格，对该种应用模式亦存在质疑，目前只有初创企业涉足其中。

4 应用发展趋势

由于区块链技术尚未成熟，且缺乏统一的标准，市场上出现了众多标准、规范各异的区块链应用项目，随着技术的不断成熟，现存的大部分区块链项目可能会在未来消失，最终留下少数几个应用最广泛的大型区块链项目，其标准可能成为未来区块链技术的国际标准。因此，在整体技术标准尚未明确的前提下，民航领域应选取国际上最主流的区块链项目技术标准为参考，从特定场景为切入点，结合现有业务展开小规模的实验和试点项目，直到区块链技术基本成熟后，再展开大规模的行业应用。

现阶段民航领域主要从如下三种场景将区块链技术融于现有业务更加合理(见表1)。

表1 国内区块链技术在民航业的发展方向

行李管理的影响范围较小，且现有解决方案可基本满足大部分航空公司与机场的需求，因此该方向应用区块链技术的动力较弱，现有落地项目也多为单个机场的实验试点。大规模应用区块链行李管理解决方案在短期内需求不大，但适合用作民航领域与区块链技术结合的试点实验。

数据管理，根据SITA的航班链实验表明区块链有能力解决民航业数据共享的问题，但截至目前，SITA并未推广该类项目的应用，且将多家机场和航空公司的数据进行共享不只需要解决技术问题，更要处理不同国家和地区的数据政策。因此，短期内该场景应难有大规模应用。

数字身份认证是国内诸多领域的发展趋势，银行、公司管理乃至政府部门的某些业务均在不断应用，而区块链的不可篡改性、匿名性、安全性等特点正符合了身份认证的内在特点与需求。目前，人脸识别认证技术已日趋成熟，从实验室向机场落地历经了10余年的时间，台湾桃园、广州白云、上海浦东等几十个机场均实行了该技术，利用区块链技术和这些认证终端设备融合，相信在未来3年内可以实现全国民航领域统一的智能数字身份认证系统。

另外，区块链技术的应用还受各国政策的影响。比如欧盟出台的《通用数据保护条例》(General Data Protection Regulation，GDPR)中就提出了“被遗忘权”，即用户可要求企业删除与自己有关的被保护数据。而“数据可删除”恰恰与区块链技术的不可篡改性相冲突。而民航领域的诸多业务涉及了跨国家、跨地区的问题，同时满足多地区法律要求将会是制约区块链项目发展的关键因素。

5 结束语

区块链技术在国外民航业已经走过了萌芽期，步入了发展期，伴随着行业技术先驱企业与多家航空公司、机场的积极加入，不断有实验和试点项目成功。相比之下，国内民航业对区块链的研究尚处萌芽阶段，相关机构、企业多表现为观望态度，目前尚无大型企业宣布实行区块链技术的实验或试点项目。但相关机构和企业已开始对区块链技术进行探索与研究。

本文认为民航领域可以从小规模的行李管理入手，初步探索和实践区块链技术应用项目；进而结合现有的生物识别技术建立全国行业范围内的数字身份认证体系；最终基于多个项目实践的经验，建立国内甚至国际范围内的民航领域区块链数据管理系统，实现民航信息领域的技术变革。