区块链在数字政府和智慧城市的研究

马丹妮

广东省电信规划设计院有限公司 广东 广州 510630

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。近年来，区块链技术应用已经延伸到数学领域、互联网领域、智能制造领域等，区块链应用实现了多元化发展，特别是在智慧城市和数字政府的建设过程中，区块链技术有其独特的应用价值。因此，本文针对区块链在数字政府与智慧城市中应用进行深入研究意义重大。

1 区块链发展概述

1.1 区块链的概念

区块链（Blockchain）主要指的是需要由多方进行共同维护，并用密码学相关理论确保数据传输和访问过程中的安全性效果。应用区块链能够切实强化数据的统一化存储，避免了篡改和抵赖的隐患性问题，因此区块链也被称之为分布式账本技术，在区块链技术中主要以块链的结构进行数据存储。如果在相对不可信的竞争环境中需要建立起信任性较高的计算方式，则需要应用到区块链，也正因如此区块链在我国各领域中被广泛应用。

1.2 区块链的特征

区块链的特征主要体现为以下四个方面。一是分布式记账特征，在以往的信息系统中独自记录，而对账的过程也需要对不同的账本进行复式记账，区块链的应用切实打破了以往复试记账的形式，能够实现全网共享的分布式记账模式，有效避免了复式记账所带来的对账繁琐性。二是增查操作的变更，受到传统数据库的影响，其数据库经典操作大多为增加、删除、修改和查询，而区块链技术则仅涵盖了增加和查询两大操作，将删除和修改选项进行调整，这种形式能够避免数据信息被外力恶意篡改，提高了信息数据的可信性和安全性。三是多方维护的特征，区块链系统模式导入分布式账本，能够有效搭建多方维护的分布式信息系统，由于数据信息的写入和同步能够实现多个主体范围之内进行更新，因此也可以进行多方维护和数据验证。四是内置合约的发展特点，由于以往财务资金流和信息流为不同的业务流程特点，而区块链系统的出现同样也代表了智能合约的形成，能够满足事先约定规则，将以往的外挂合约模式逐渐发展为内置合约形式，实现独立执行和协同写入。

2 区块链的分布要素分析

现如今我国区块链的产业链条不断完善，诸多产业规模稳定增加，在区块链企业地域分布方面主要集中于北京、上海、广东、浙江等地。根据调研报告，在产业分布中主要可以分为上中下三大层次，如图1所示。其中上游层次主要为基础层和平台层，需要进行去中心化交易，提供数据服务和数据处理；中游层次主要为接口、呈现和外部交互层，主要针对各类用户的应用和数据进行传输；而下游主要强化了区块链的应用，与用户层进行直接对接，其中其主应用户范围包括政府、企业以及个人等等，具体的应用领域也涵盖广泛，如司法存证、金融企业发展、知识产权保护领域等。

图1 区块链产业链分布

在市场规模方面，我国区块链行业市场发展规模由2016年的1亿元增加至2019年的12亿元，虽然整体行业正处于起步阶段，但受到国家政策的支持影响以及各领域技术手段的进步，区块链产业链下游应用范围的不断拓展，这也使得我国区块链产业有望在未来实现高速增长和新的应用发展局面。

3 区块链在数字政府中的应用分析

3.1 为数字政府建设提供构建良好的数据信任效果

当前我国大力推进数字政府的建设，强化政务服务线上线下一体化发展，切实提高人民群众的幸福感、获得感，同时也能增强政府的公信力。当前，为了进一步完成数字政府的建设目标，主要目的在于确保政务信息系统的整合性，要切实打破以往“数据烟囱”的局面，实现政务数据的安全共享交换。在数字政府建设中应用区块链技术需要满足数据安全流通以及提升数据综合质量，达到数据共享开放的良好局面。例如在对某一业务进行处理时，底层数据和业务流程要实现共享，同时也要避免在其他节点对此类数据进行私自篡改，切实提升数据的质量水平与可信性，在数字政府的建设中应用区块链技术实现数据信任的良好局面，能够切实提升国家治理体系和治理能力现代化建设水平，推动数字政府的新型发展[1]。

3.2 强化金融服务领域的应用效果

在数字政府的建设过程中，应用区块链技术最普遍的范围在于金融领域，因此我国很多大型银行和企业在相关领域中进行不断尝试，在一定程度上也推动了国家整体金融业务的发展和进步[2]。首先在供应链金融应用方面，各类新型应用不断涌现，有效解决了中小企业发展过程中的融资难点问题。例如应用区块链技术能为诸多企业提供良好的信用评估水平，同时也能帮助企业降低融资成本，帮助政府部门对企业融资情况和效果进行监督和规划。在跨境支付方面，以往我国诸多银行在跨境支付系统构建中仍然存在较多难点，需要由开户行、银行等不同的银行机构和金融服务机构在自身账务系统的基础上进行有效处理，但是此种处理模式反应速度相对较慢、效率偏低，因此应用区块链技术能够实现良好的金融机构对账效果，减少对账成本，有效解决诸多争议，同时也能让支付业务的处理速度显著提升[3]。

3.3 电子政务服务领域的试点化应用

在电子政务领域区块链应用有其独特的价值，直至目前二者联合应用项目逐年增多，各级政府正着力鼓励区块链系统和相关技术，在政务领域的发展和广泛应用，主要涵盖了数字身份、涉公监管、电子存证、政府统计以及政务数据共享等六大方面（图2）[4]。在电子政务领域中应用区块链技术，能够有效推进各类政府数据的共享与开放，真正实现政务服务“一网通办”的目标，切实提高了政府的行政效能。与此同时，运用区块链技术能够让政务服务数据在全社会范围内共享与开放，也方便了社会公众对政府工作开展情况进行有效的监督，切实提升人民群众的参与感和获得感。此外，也能切实增强政府的公信力，例如部分城市构建城市服务APP，应用了大数据技术、人工智能AI技术、区块链技术等，全面满足人民群众的基本生活需求，构建智能化的政府服务体系[5]。

图2 区块链在电子政务领域应用场景

3.4 司法治理、产权保护及食品药品等领域中的应用和探索

除了电子政务、金融服务以及政府治理等诸多方面中，在司法治理、产权保护以及食品药品等领域中，也能有效应用区块链技术。例如在进行司法治理时，能够根据不同的司法区块进行节点建设，实现证据的在线收集与分析处理。如杭州互联网法院所应用的司法治理区块链技术，主要以杭州互联网法院作为重要节点，强化各类证据和数据的采集，同时也接入了相关企业和机关，为区块链中凭证的法律效力验证提供必要的参考依据。在知识产权保护中应用区块链技术主要需要实现可信化和数字化证明，在知识产权领域实现新型的认证机制，对产权进行健全保障权属的唯一性，同时针对该作品的确权、后续交易，同样也能实现全生命周期管理，为我国知识产权领域保护与服务水平的提升奠定了良好的基础。在食品药品等领域中应用区块链技术，最主要目的在于对产品进行防伪识别，避免假冒伪劣的问题存在。基于区块链技术可以对食品药品进行防伪溯源，并应用现代化的物联网技术手段，通过手持扫码设备和编码机器等，能够有效实现对食品和药品的溯源，提高食品药品的安全性效果[6]。

4 区块链在智慧城市中的应用探索

4.1 总体应用分析

区块链作为新兴的技术在“智慧城市”建设中有巨大的应用潜力和发展潜力。区块链技术具有去中心化、防篡改、高度可扩展等特点，正与大数据、云计算、人工智能、5G等新一代信息技术快速融合，并应用到政务、医疗、公益慈善、司法治理等各个重要领域。在资源数据方面，通过区块链技术也能有效实现数据的安全流通，打破信息孤岛。在智慧化应用过程中，区块链技术能够将惠民服务、生态宜居、产业经济以及精准治理等诸多要素紧密联系，助力打造善政善治、惠企利民的智慧城市。

4.2 区块链在医疗领域中的应用

将区块链技术与医疗领域紧密结合，旨在通过强大的技术支撑提高数字信息的应用化效果。近年来我国医疗发展领域中电子医疗数据发展速度越来越快，而区块链技术的应用也可以针对各类医疗数据进行有效的处理，避免医疗数据对患者敏感信息、隐私保护等诸多方面安全隐患存在，实现数据的安全和共享性。区块链技术能够实现良好的信息安全性效果，通过分布式记账技术实现多方维护，在保障医疗数据共享效果的同时，实现全量备份、保证信息安全。与此同时，区块链存在无中心服务器的主要特点，也最大程度上避免了系统出现单点失效的问题，能够有效保证整个医疗系统的运行安全性和稳定性。例如在医疗服务领域中，医生可以通过区块链平台对各类患者的隐私数据进行共享，既能获取患者以往的医疗数据也能对各类数据和建模进行图像检索，为医生的治疗和咨询工作开展奠定良好的基础。

4.3 区块链在智能交通领域中的应用

我国城市智能交通系统的建设侧重于管理功能的实现，主要用于支持和强化交通管理部门原有的管理体系。城市智能交通系统将在未来向服务功能转化，利用获取的交通信息数据向城市道路交通使用者提供信息服务。城市智能交通系统作为未来城市交通优先发展的主体，需要融合区块链、数据通信、电子传感、视频分析等综合性信息技术，对于提高交通管理效率、解决交通拥挤、减少环境污染、确保交通安全等方面起到了非常重要的作用。例如可以对车辆进行区块链认证管理，实施电子车牌号模式，如果出现交通违章罚款问题也可以应用代币进行即时化支付；在区块链技术的支持下，可以实时记录和更新车辆所处位置，帮助交通规划人员有效判断不同道路的拥堵情况，实现良好的交通疏导效果。

4.4 区块链在智慧教育领域中的应用

将区块链技术在智慧教育中应用可以建立学历数据库系统，有效解决学历造假的难题，直接将学历证书及时更新于区块链的数据库之中，应用区块链的防篡改系统功能，避免学历证书和文凭等被外界恶意篡改，保障学历信息的真实性与可靠性。另一方面，运用区块链技术打造智能化的教育服务平台，该平台中主要以各类学习资料和学习内容作为核心要素，针对该平台中的合约生成和凭证构建搭建虚拟化的智能交易系统，避免了人为操作和恶意篡改的情况，同时各类教育资源交易数据也能被永久化保存。此类平台可以为学生和学习者提供学业辅导和资料下载等诸多帮助，在一定程度上也可以进一步探索在线辅导和点对点授课的新型模式，实现优质教育资源的安全共享。

4.5 区块链技术在智慧社区建设中的应用

智慧社区是新形势下社会管理创新的一种新模式，是智慧城市建设的重要组成部分。充分利用区块链、物联网、移动互联网等新一代信息技术的集成应用,为社区居民提供现代化、智慧化生活环境,从而形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新的管理形态的社区。在社区管理方面，可以运用区块链技术，让公民的身份证号能够成为多个标签，避免了群众多次开证明的复杂办理程序。针对扶贫资金的受助人进行信息管理，同时也能强化对扶贫资金链的有效监管，在数据共享的前提之下，各个政府机关部门能够查看各类原始数据既保障了数据的分享性，也避免了原始数据恶意篡改等安全问题。

5 结论

总而言之，我国区块链政策将持续利好、标准规范更加完善、产业规模持续增长、技术持续创新发展、重点领域应用示范效应加速显现，区块链技术将逐步深入应用于数字政府和智慧城市建设当中。本文首先概述了区块链的概念与特征，其次分析了区块链的分布要素，最后分别从数字政府和智慧城市两个角度进行区块链的应用场景的探索与分析，希望能够助力推动区块链技术的在各个重点领域的广泛应用。