区块链的融合赋能

技术优势

区块链目前尚无统一的定义，在中国信息通信研究院《区块链白皮书(2019)》中定义为：区块链是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的记账技术；在中国人民银行《金融分布式账本技术安全规范》中定义为：分布式账本技术是密码算法、共识机制、点对点通讯协议、分布式存储等多种核心技术体系高度融合形成的一种分布式基础架构与计算范式。区块链的基本结构如图1所示。

区块链技术具有去中心化、数据共享、历史溯源、数据防篡改、价值自动传递等优势。

去中心化

去中心化是区块链最突出、最本质的特征。区块链技术不依赖于额外第三方管理机构或硬件设施，没有传统中心管制。通过分布式核算、分布式存储及共识机制，各个节点可以实现信息自我验证、传递和管理。传统中心化网络与去中心化网络的结构区别如图2所示。

数据共享

图1 区块链基本结构示意图

图2 中心化（左）与去中心化（右）网络结构对比图

区块链中每个主体都可拥有完整的账本副本，通过共识机制保证多个主体间数据一致性，链上的所有节点能够在去信任的环境下自由安全地交换数据，实现信息透明、数据共享。

历史溯源

区块链中除第一个区块外，每个区块都包含了前一个区块信息，使得每个区块都能找到前面的节点，从而形成完整的交易链条。区块链上的每一条交易数据，都可以通过链式结构追本溯源进行验证。

数据防篡改

存有交易数据的区块按照时间顺序持续追加到链的尾部，要修改数据，就必须重新生成它之后的所有区块，修改成本极高，也就可以防止区块链数据被篡改。

区块链技术原理

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。

价值自动传递

区块链技术以通证（Token）为价值媒介和激励手段，构成各方利益统一的共享经济体系，同时依靠智能合约的自动化处理实现价值传递去中介化，优化价值相关的业务协作机制和流程，从而可以有效提升交易效率，降低交易成本。

这些特点与优势可以保证区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任、广泛应用奠定良好基础。

顶层框架探索

交通运输业是国民经济的基础性、服务性和先导性行业，探索区块链技术在智能交通行业的前景及应用，将有效降低数据丢失和数据损坏的成本，增强参与交通管理各方之间的联系，解决交通拥堵、交通安全、环境污染等问题。因此，进行交通运输区块链顶层框架设计很有必要。

如图3所示，交通运输区块链顶层框架设计以全国交通运输业数据（公路、铁路、水运、航空）作为主数据链，以区块链技术构建数据记录层（包括区块链账本和基础数据仓库），大数据控制层与区块链账本之间采用智能合约等中间件完成数据交互，从而更好地开展交通运输行政执法行业管理和公共服务，为交通运输业数据交换共享、业务流程优化提供顶层框架，以实现交通运输全过程的数据透明化、清晰化。

核心内容构建

在完成交通运输区块链顶层框架设计的基础上，交通运输区块链研究分为交通运输数据有效上链、交通运输数据可控共享、交通运输数据安全保障、交通运输数据隐私保护四个核心内容，如图4所示。

交通运输数据有效上链：交通运输信息海量、庞大，多数数据价值具有时效性，将交通运输行业中关键性的、需要共享的重要数据存储于区块链，将普通性的、无需共享的业务数据存储在传统交通信息库当中，从而可以保障关键交通运输信息的有效上链。

交通运输数据可控共享：交通运输信息管理系统与信息交互存在着“信息孤岛”问题。基于区块链的权限控制机制，可以将各地区、各部门、各企业的交通运输参与方进行权限分层，各方根据自身职责制定统一的数据共享权限，从而形成区块链成员服务管理模块，实现交通运输信息可控共享。

图3 交通运输区块链顶层框架

图4 交通运输区块链核心内容图

交通运输数据安全保障：交通运输涉及多方主体之间各类信息，信息安全尤为重要。基于区块链的密码学技术，可以保证数据传输和访问安全，通过安全的可信机制解决多方之间的信任问题。

交通运输数据隐私保护：基于区块链的国密级加密算法对交通运输信息中的隐私数据进行加密，从而可以保证数据在存储端和应用端不被非法查看和泄露，保障共享数据不涉及隐私。通过对交通运输数据全生命周期进行管控，可以有效保护国家数据秘密、商业秘密和个人隐私。