區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用白皮書(shū)

區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用白皮書(shū)目 錄“新基建”洞察 1新基建的內(nèi)涵與實(shí)質(zhì) 1新基建應(yīng)用領(lǐng)域的劃分 2新基建應(yīng)用的共性需求 4區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用價(jià)值 5區(qū)塊鏈概念及要素 5區(qū)塊鏈的“強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施”屬性 8區(qū)塊鏈的“粘合劑”價(jià)值 8區(qū)塊鏈在新基建的應(yīng)用價(jià)值 10區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用 13支柱基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用 135G云網(wǎng)融合：區(qū)塊鏈+動(dòng)態(tài)頻譜共享 13工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+工業(yè)安全 15配套基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用 16車聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+異構(gòu)交通網(wǎng)傳輸 16新能源：區(qū)塊鏈+充電樁共享 17衍生基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用 18金融：區(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈金融 18智慧城市：區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理+電子身份 19中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)助力新基建應(yīng)用 21中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)設(shè)計(jì)原則 22中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)架構(gòu) 23基礎(chǔ)設(shè)施層 234.2.2底層 24BaaS層 24應(yīng)用層 25中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)功能特性 25管理平臺(tái)功能 25底層技術(shù) 28中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)優(yōu)勢(shì) 31區(qū)塊鏈新基建挑戰(zhàn)及思考 31應(yīng)用方面 32合規(guī)方面 32標(biāo)準(zhǔn)方面 32人才方面 33總結(jié)與建議 33區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用白皮書(shū)區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用白皮書(shū)PAGEPAGE111.“新基建”洞察（力，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎，并最終實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的愿景。新基建的內(nèi)涵與實(shí)質(zhì)2020420（對(duì)新型5G、物圖1-1新基建的內(nèi)涵同時(shí)，發(fā)改委強(qiáng)調(diào)，伴隨著技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革，新基建的內(nèi)涵和外延不是體報(bào)道等對(duì)新基建概念、內(nèi)涵和范圍的解讀，對(duì)“新基建”作以下界定：5G傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造領(lǐng)域。新基建應(yīng)用領(lǐng)域的劃分基建應(yīng)用所處的層次和領(lǐng)域，將其劃分為“三層四域”，即：圖1-2新基建應(yīng)用領(lǐng)域劃分支柱基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用領(lǐng)域，指基于5G5GIDC5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等底層技術(shù)應(yīng)用。施進(jìn)行數(shù)字化改造的應(yīng)用，如智慧城市、智慧園區(qū)等。它們分別對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)支撐層、配套升級(jí)層和融合應(yīng)用層。外延基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用道交通等。狹義的“新基建”部分應(yīng)用進(jìn)行描述。（1）5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域5G5GQoS5G人工智能、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域。（2）人工智能應(yīng)用領(lǐng)域人工智能是新一輪科技革命的關(guān)鍵性戰(zhàn)略技術(shù)。其以算力、數(shù)據(jù)、算法等資源為基礎(chǔ)支撐，以智算中心、公共數(shù)據(jù)集、開(kāi)源框架、開(kāi)放平臺(tái)等為主要載體，聚焦于多元化的應(yīng)用場(chǎng)景，包括金融、安防、能源、醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域。（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的服務(wù)化延伸等。（4）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域（5）數(shù)據(jù)中心應(yīng)用領(lǐng)域化需求的業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)中心應(yīng)用領(lǐng)域涉及民生的方方面面。（6）充電樁應(yīng)用領(lǐng)域慢充樁+大功率快充站”的走向行進(jìn)。其中，交流樁仍是新能源汽車最主要的充領(lǐng)域僅聚焦于新能源汽車。新基建應(yīng)用的共性需求的“大融合”特征。鑒于這一特征，可以提煉出新基建應(yīng)用的共性需求。（1）安全保障需求5GmMTC（計(jì)算和存儲(chǔ)資源有限eMBBURLLC產(chǎn)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。（2）數(shù)據(jù)存證需求交易情況、賬務(wù)信息等在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存證。（3）數(shù)據(jù)共享需求（4）業(yè)務(wù)協(xié)同需求最大程度降低供需關(guān)系的響應(yīng)延遲，提升密切協(xié)作能力。2.區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用價(jià)值區(qū)塊鏈概念及要素2008基本要素包括以下四部分：（1）密碼算法2020202079%，SM3（消息摘要）75%，SM4（無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的分組數(shù)據(jù)算法）68%。（2）共識(shí)機(jī)制（BFTRaft20206廠商都已經(jīng)支持提供可選擇多種共識(shí)機(jī)制的支持，可以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景。（3）智能合約HyperledgerFabricEVM，WASMGoJava75%的鏈系統(tǒng)能夠支持多種合約語(yǔ)言。（4）分布式賬本P2PGossipDHT（DistributedHashTable，分布式哈希表混合型網(wǎng)絡(luò)逐漸成為了行業(yè)主流的選擇。發(fā)展歷程可分為三個(gè)階段（1）區(qū)塊鏈1.0（2）區(qū)塊鏈2.0（3）區(qū)塊鏈3.0區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)一步成熟和發(fā)展，與5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合，廣泛應(yīng)用到運(yùn)行效率和整體信任水平。區(qū)塊鏈分成公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三類：（1）公有鏈開(kāi)放的場(chǎng)景。（2）聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵笝?quán)限僅賦予特定的群體成員和有限的第三方，內(nèi)部指定多個(gè)預(yù)選機(jī)構(gòu)間應(yīng)用場(chǎng)景。（3）私有鏈參與節(jié)點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審核的區(qū)塊鏈，適用隱私要求較高場(chǎng)景。區(qū)塊鏈的“強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施”屬性的創(chuàng)新。結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)特征，圍繞數(shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)移主要體現(xiàn)在：P2P信息孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；希算法，非對(duì)稱加密算法和數(shù)字簽名等技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全；節(jié)均可確認(rèn)，舉證與追責(zé)；流轉(zhuǎn)的過(guò)程中保護(hù)用戶隱私。區(qū)塊鏈的“粘合劑”價(jià)值“粘合劑”的作用。（1）區(qū)塊鏈的可信本質(zhì)塊鏈技術(shù)的電子證據(jù)具有可信性和真實(shí)性。電子數(shù)據(jù)證據(jù)認(rèn)定的有效性，提高了電子證據(jù)在司法存證方面的訴訟效率。（2）區(qū)塊鏈的流通價(jià)值更加公開(kāi)透明和真實(shí)可信,使不同參與者在進(jìn)行資源共享時(shí)能體現(xiàn)出價(jià)值變現(xiàn)化和價(jià)值轉(zhuǎn)移化。（3）區(qū)塊鏈的融合屬性區(qū)塊鏈自帶“融合”屬性，其共識(shí)機(jī)制、數(shù)據(jù)隱私等可參與到其他數(shù)字技術(shù)（如5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等）的數(shù)據(jù)增信和協(xié)調(diào)中。在5G5G節(jié)約傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)投入，也為頻譜資源可信共享提供可信的技術(shù)支撐。數(shù)據(jù)分析結(jié)果的正確性得到保證。智能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化追蹤。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面，區(qū)塊鏈能夠在工業(yè)制造和工業(yè)安全方面有很好的融合應(yīng)ID，確保工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中各個(gè)主體可信安全的關(guān)系一致性，推動(dòng)設(shè)備監(jiān)控的運(yùn)高交易的安全及可控性。區(qū)塊鏈在新基建的應(yīng)用價(jià)值的服務(wù)模式：基礎(chǔ)鏈與公共服務(wù)平臺(tái)。圖2-1區(qū)塊鏈新基建形態(tài)HyperledgerFabricQuorumRippleXuperChainJDChainTrustSQL聯(lián)盟鏈發(fā)展迅速，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)區(qū)塊鏈底層核心技術(shù)的缺失。TBaaSBaaSBaaSBSN2020BSNBaaS建的應(yīng)用中，具有以下的價(jià)值：（1）數(shù)據(jù)安全伴隨大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的進(jìn)一步提升，設(shè)備系統(tǒng)存在漏洞的新聞也不斷出現(xiàn)，ID（2）數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。的全國(guó)通票運(yùn)營(yíng)。（3）數(shù)據(jù)開(kāi)放有序流動(dòng)、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)定價(jià)，進(jìn)一步營(yíng)造數(shù)據(jù)的“新生態(tài)”。序發(fā)展。（4）降本增效通過(guò)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，能夠起到降低運(yùn)營(yíng)成本的作用，主要體現(xiàn)在以下方面：降低項(xiàng)目資金管理成本：各個(gè)參與方可充分利用區(qū)塊鏈的分布式存儲(chǔ)、中心各個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行檢測(cè)和整合，最終降低實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本。之間的溝通和信息傳達(dá)的成本，從而達(dá)到提升管理效率的作用。3.區(qū)塊鏈賦能新基建領(lǐng)域應(yīng)用支柱基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用5G云網(wǎng)融合：區(qū)塊鏈+動(dòng)態(tài)頻譜共享者之間可以進(jìn)行頻譜出租/租賃和資產(chǎn)結(jié)算。不同區(qū)域間的子鏈根據(jù)通道狀況及（如防火墻3-1圖3-1頻譜區(qū)塊鏈整體設(shè)計(jì)模型3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+工業(yè)安全仍然是一個(gè)非常小的數(shù)字。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中存在著如下的核心痛點(diǎn)：IT/OT影響工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，甚至影響環(huán)境安全和人身安全。界安全架構(gòu)的認(rèn)知盲點(diǎn)，構(gòu)建全新的安全架構(gòu)去解決企業(yè)的問(wèn)題。仍然持觀望態(tài)度，數(shù)據(jù)共享意愿不強(qiáng)。圖3-2基于區(qū)塊鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用核心在于解決工業(yè)企業(yè)之間的數(shù)據(jù)安全共享問(wèn)LinuxDapp(分布式應(yīng)用程序)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制邏輯。數(shù)據(jù)采集和脫敏過(guò)程嚴(yán)格遵守工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全SDN(配套基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈+異構(gòu)交通網(wǎng)傳輸（主要面臨以下問(wèn)題：ITS決策等。ITS享能力。圖3-3區(qū)塊鏈在ITS的應(yīng)用ITSA、BCA、BC。ITSA、BCITS況信息。ITSITS能力。新能源：區(qū)塊鏈+充電樁共享車主們外出時(shí)，如果要尋找公共充電樁資源，一個(gè)手機(jī)里需要下載多個(gè)充電樁APP。找樁難、支付更難等具體問(wèn)題的背后，本質(zhì)原因在于不同充電樁隸屬于不APP戶等多方參與共建的共享充電聯(lián)盟，提升新能源汽車充電資源利用率。圖3-4區(qū)塊鏈共享充電樁平臺(tái)架構(gòu)業(yè)壁壘，大大提升樁、車企業(yè)間的合作效率，真正實(shí)現(xiàn)資源共享。衍生基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用金融：區(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈金融物流和資金流，實(shí)現(xiàn)流線型供應(yīng)鏈金融。圖3-5基于智能合約技術(shù)的票據(jù)全流程鏈上流轉(zhuǎn)務(wù)的流轉(zhuǎn)效率和靈活性，降低中小企業(yè)的資金成本。低操作難度。智慧城市：區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理+電子身份區(qū)塊鏈與智慧政務(wù)的結(jié)合以業(yè)務(wù)去中心化+管理中心化的方式，以提升政務(wù)（1）區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)治理?yè)?jù)平臺(tái)構(gòu)建創(chuàng)新數(shù)據(jù)共享解決方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容共享和數(shù)據(jù)價(jià)值的流通。通過(guò)建立可信資源目錄鏈平臺(tái)將具有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換共享需求的相關(guān)部門(mén)的圖3-6目錄區(qū)塊鏈多方數(shù)據(jù)交互示意圖算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全可靠利用,形成了一整套基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享新格局和數(shù)據(jù)治理新秩序，從根本上解決數(shù)據(jù)共享難題。結(jié)合智能合約技術(shù)可以構(gòu)建數(shù)據(jù)質(zhì)量驗(yàn)證體系，有效驗(yàn)證數(shù)據(jù)的波動(dòng)性、活潑度等特征，同時(shí)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)業(yè)務(wù)需要的鏈上數(shù)據(jù)與鏈下源數(shù)據(jù)一致性效驗(yàn)功能，（2）區(qū)塊鏈+電子身份圍繞人社、教育、民政、公安等需要用到身份數(shù)據(jù)認(rèn)證的委辦局節(jié)點(diǎn)構(gòu)建可3-7圖3-7可信身份平臺(tái)部署架構(gòu)示意圖/授權(quán)/DID4.中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)助力新基建應(yīng)用業(yè)附加產(chǎn)值的關(guān)鍵?；趨^(qū)塊鏈在賦能新基建方面的重要價(jià)值，為更好的促成區(qū)塊鏈與數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)化、物聯(lián)網(wǎng)化的“新基建”融合發(fā)展、融合推進(jìn)的關(guān)系，中國(guó)通服研究總態(tài)沃土。極作用，賦能行業(yè)，服務(wù)社會(huì)，融入數(shù)字經(jīng)濟(jì)和智慧城市的建設(shè)大潮。中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)設(shè)計(jì)原則決方案和應(yīng)用。中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)的設(shè)計(jì)秉承以下原則：區(qū)塊鏈系統(tǒng)，專注于上層應(yīng)用的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)，快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地。管理和隔離機(jī)制，支持核心技術(shù)如共識(shí)算法、同態(tài)加密、海量存儲(chǔ)等，可視運(yùn)維：提供故障預(yù)警告警的運(yùn)維監(jiān)控體系，提供可視化運(yùn)維界面，為鏈代碼和鏈上應(yīng)用提供全天候的可視化資源監(jiān)控能力。5G、物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)商業(yè)成功。中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)架構(gòu)圖4-1中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)架構(gòu)圖4-1BaaS基礎(chǔ)設(shè)施層由計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源組成，基于云計(jì)算技術(shù)為底鏈層、BaaS層、應(yīng)用層提供基礎(chǔ)資源支撐。底層TPS能力，為大規(guī)模商業(yè)級(jí)應(yīng)用奠定了基石。底層平臺(tái)提供的核心技術(shù)包括安全高效的共識(shí)機(jī)制、分布式賬本存儲(chǔ)機(jī)制、支持多語(yǔ)言的智能合約引擎、安全隱私保護(hù)與加密技術(shù)等。BaaS層設(shè)備接入訪問(wèn)控制服務(wù)監(jiān)控區(qū)塊鏈BaaS（BlockchainasaService，區(qū)塊鏈即服務(wù)），是指將區(qū)塊鏈框架嵌BaaS制、服務(wù)監(jiān)控和區(qū)塊鏈平臺(tái)四個(gè)主要環(huán)節(jié)，如下圖所示。設(shè)備接入訪問(wèn)控制服務(wù)監(jiān)控區(qū)塊鏈圖4-2中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)BaaS接入流程開(kāi)發(fā)者平臺(tái)與管理平臺(tái)。區(qū)塊鏈平臺(tái)，提高業(yè)務(wù)事務(wù)處理效率，推動(dòng)企業(yè)快速轉(zhuǎn)型和持續(xù)發(fā)展。管理平臺(tái)主要分為：底層資源的管理、區(qū)塊鏈管理、平臺(tái)管理三部分：底層資源管理：云資源管理、云資源適配器管理等理、區(qū)塊瀏覽器以及鏈碼和鏈上應(yīng)用的監(jiān)控等服務(wù)如賬戶管理、日志管理、系統(tǒng)資源監(jiān)控等。應(yīng)用層APISDK切需要。中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)功能特性BaaS核心在于技術(shù)，BaaS管理平臺(tái)功能（1）云資源管理DockerAPIAPI對(duì)上層調(diào)用模塊提供統(tǒng)一的資源管理接口。容器）和網(wǎng)絡(luò)資源、進(jìn)行初始化配置、對(duì)已有資源進(jìn)行擴(kuò)容或縮容等操作。（2）節(jié)點(diǎn)部署管理2功能包括：節(jié)點(diǎn)信息管理、自動(dòng)部署。節(jié)點(diǎn)信息管理：管理平臺(tái)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)信息的添加、修改、刪除等操作，IPCPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)帶寬等計(jì)算機(jī)資源。區(qū)塊鏈上，部署成功后即可進(jìn)行共識(shí)驗(yàn)證或記賬等行為。（3）賬戶管理賬戶管理是中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)的重要功能，通過(guò)該功能進(jìn)行公私鑰生成，appidkey，idkey非托管賬戶：用戶在申請(qǐng)時(shí)需要提供區(qū)塊鏈賬戶地址，密鑰自行保管，U電子簽名等安全的客戶端體系相結(jié)合。（4）智能合約管理智能合約管理主要有發(fā)布智能合約、審核智能合約、合約模板管理三大功能。址和賬戶，才能被相關(guān)應(yīng)用使用。合約不合法而對(duì)平臺(tái)功能造成影響。平臺(tái)同時(shí)兼顧區(qū)塊鏈可定制性與易用性。（5）聯(lián)盟管理才允許新成員加入該聯(lián)盟鏈。（6）可視化運(yùn)維監(jiān)控通常只有平臺(tái)管理員有權(quán)查看系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。（7）區(qū)塊鏈瀏覽器瀏覽器，以免用戶信息泄露。功能如下：表4-1區(qū)塊鏈瀏覽器功能清單功能模塊功能單元描述區(qū)塊信息區(qū)塊哈希等信息。交易信息交易狀態(tài)、交易內(nèi)容、交易發(fā)起方等信息節(jié)點(diǎn)信息IP息。智能合約信息展示智能合約列表及合約的詳細(xì)信息，包括合約代碼、合約名稱、合約調(diào)用記錄等。（8）日志管理（（包括異常日志log管理員可以通過(guò)用戶日志來(lái)查詢自己做過(guò)的歷史操作記錄，方便管理區(qū)塊鏈。底層技術(shù)（1）高效率的分布式存儲(chǔ)機(jī)制BaaS錄通過(guò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的自校驗(yàn)性和準(zhǔn)實(shí)時(shí)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)校驗(yàn)來(lái)保證已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄字指紋)保存到鏈上用以自證。P2P圖4-3分布式賬本存儲(chǔ)機(jī)制圖自適應(yīng)快速共識(shí)技術(shù)提出共識(shí)結(jié)果，直接被其他節(jié)點(diǎn)認(rèn)同后并最后有可能成為最終共識(shí)結(jié)果。共識(shí)技術(shù)是區(qū)塊鏈的核心，也是區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)的最大區(qū)別之處。它保障底層數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性的同時(shí)，能很好的解決拜占庭問(wèn)題。圖4-4拜占庭容錯(cuò)機(jī)制圖中國(guó)通服區(qū)塊鏈平臺(tái)的共識(shí)服務(wù)具備以下特點(diǎn)：PBFT、RAFT速安全達(dá)成共識(shí)；應(yīng)用友好的智能合約技術(shù)4-