区块链︱推动智慧城市的下一项创新（下） [一览众山小荣誉出品] \x0a2018年6月26

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牵手也可以漫步风霜雨雪

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相见也可以依窗朝思暮念

《区块链：推动智慧城市的下一项创新》

一览众山小-可持续城市与交通

编辑团队

原文
/ 普华永道印度

翻译/

书韵、倩竹、Jayne C、顾晨慧、BIG_XU

文献/

龚忱智 校验/
众山小

编辑/

众山小

排版/

张璐

一

城市

交通

览

译者导读

进入“区块链3.0”时代，区块链可谓当下最为炙手可热的词汇之一，种种“区块链+”应用也如雨后春笋涌现。其所代表的技术突破为各领域创新带来无限可能。根据普华永道观点，快速城市化与技术突破为两大全球发展趋势，那么，当智慧城市遇上区块链，会激发怎样的未来？区块链技术如何推动智慧城市建设？聚焦该问题一览众山小精选了一份普华永道有关智慧城市与区块链技术的报告，并进行了全本团翻（团队翻译）。我们致力于通过区块链与智慧城市的分析研究，探索基于区块链技术的智慧城市解决方案。

区块链：推动智慧城市的下一个创新

1.序言

2.报告概述

3.介绍

4.什么是区块链

4.1区块链的优势

4.2区块链是如何运作的

4.3区块链的类型：公链和私链

4.4 应用区块链解决方案的关键前提

5.区块链技术的变革潜力

5.1. 使用区块链推进智慧城市政策

6.区块链运用案例详解

6.1出生和死亡登记制度

6.2社会福利

6.3土地登记管理

6.4 农业

7.结语：继续前行

6. 区块链运用案例详解

在这一章节中，为了突出区块链技术的优势以及区块链技术的可能应用领域，我们介绍了智慧城市里面一些区块链技术实际运用的案例。

6.1

出生和死亡登记制度

印度的民事登记制度（Civil Registration System）是其1969年颁布的《出生和死亡法案》（Registration of Birth and Deaths Act）里的一种登记制度，其主要特征包括四个方面：

图6-1：印度出生和死亡登记制度的特点

在过去的20年里，印度的民事登记数量有着显著的增长。2001年到2014年间，印度的出生登记率由58%增长至88.8%；同时期死亡登记率也从54%增长至74.3%

（参考文献14）

。尽管数量上有所增加，然而在准确性、一致性、完整性、及时性上依然存在着许多系统性的问题，比如以下几个方面：

1、制度难以全覆盖

利用效率极低的登记证书，或者使用一些补充文件替代出生证明，以及公众对于这一制度的普遍冷漠、缺乏意识，都大大阻碍了出生和死亡登记制度的实施，导致这一制度难以做到全覆盖。截止2014年，比哈尔邦（Bihar，24.1%）、阿鲁纳恰尔邦(Arunachal Pradesh ，28.7%)和那加兰邦（Nagaland，27.3%）等表现最差的邦，其死亡登记率仅仅位于20%-30%之间

（参考文献15）

。

2、登记方法千差万别

虽然有一些邦已经开始使用数字平台，但是绝大多数地区依然采用原始的手工方式进行登记，不同邦之间的登记形式、数据收集方法和验证方法千差万别。

3、登记信息准确度低

出生证明的准确性直接影响到一系列的问题，比如公共平台资源分配是否合理，有时结果的偏差甚至会扭曲一些重要事实。

4、宏观数据偏差

一系列不准确、不完整的数据会导致在推算宏观指标时出现偏差，例如，死亡率和婴儿出生率。考虑到这些指标通常是相关政策制定和决策的依据，因此，这种偏差会影响到资源分配的合理性，政策制定和决策的准确性。

不过，出生和死亡登记中的一些问题可以通过基于区块链技术的数字化方法解决。区块链技术依据其 “不可更改”的优势，可以反映事物真正的起源和终结，因此它为出生和死亡的数字化提供了很好的平台。下图展示了在出生和死亡登记制度运用区块链技术的一些核心优势。

图6-2：在出生和死亡登记制度上运用区块链技术的优势

下图展示了基于区块链技术的出生登记流程：

图6-3：区块链上的出生和死亡登记制度

按照以上的流程，这里给出运用区块链技术进行出生登记的关键步骤：

在孩子出生的时候，负责的医生或者ANM会登录到一个用来链接到区块链网络智能合约的界面。在登录时，医生会使用一个唯一属性参考码（unique property reference number ，UPRN），ANM则会使用ANM ID。

所有的相关信息（出生时间，姓名，居住地，血型，监护人信息等等）都会被上传到智能合约的智能表单中。因为要填写父母、监护人的信息，在这过程中将会使用Aadhaar系统。（译者注：Aadhaar是印度的人口身份计量库，包含了几乎所有的印度居民信息。）

之后，这份文档会被传给父母，父母将会对信息进行审查，并且进行电子签名。

紧接着，这份文档会被传送到登记员那里，登记员对“智能表单”中的每一项用二进制进行确认（有效或者无效）。

如果表单中的每一项都是有效的，那么表单就会生成一个与其相关联的、唯一的电子签名，并将其标记然后更新到区块链中。一份相应的记录将会随着生成，作为证书上传到居民DigiLocker或者其他类似的账户，并带有一个唯一的数字签名。

6.2

社会福利

世界各地的政府都将其大部分的预算花在了社会福利方案上，包括照顾穷人、病人、老人、社会底层和边缘人士。然而，此类方案最为重要的一个方面就是确保这些福利支出不会急剧飞涨，以及那些接收福利的人们花钱不那么大手大脚。金融包容性（译者注：金融包容性指向没有银行账户的人群提供能满足他们需要的金融产品，并让他们有能力有效使用这些产品。）是能够向受捐助者账户直接发放补贴的关键因素之一，这可以降低在转移过程中的不必要开支。

据估计，全世界目前大约有25亿成年人游离在金融服务体系之外。在印度，超过6亿人享受不到银行服务，接近3亿人生活在贫困线以下，这些人非常依赖政府的福利计划，例如2005年圣雄甘地国家农村就业保障法案，一些奖学金，非缴费型养老金计划，液化石油气做饭折扣和其他一些补助。

印度政府通过直接福利转移（Direct Benefit Transfer,DBT）计划支付这些福利，该计划涵盖了407个子计划，已累计支付2.68万亿卢比（截止2017年12月份）

（参考文献 16）

。DBT计划旨在消除腐败、提高运行效率、预防泄露，提供包容性增长，更好的福利手段以及消除贫困。在DBT计划中，每一位受益者都会建立起个人档案并且有多个文档用于身份核实。

然而，系统运作中依然存在一系列挑战亟需解决，比如如何减少诈骗和系统错误导致的损失，怎么解决大量无银行账户的福利索赔人，怎么应对未授权的交易成本，如何降低交易成本和怎么优先考虑那些弱势的公民

（参考文献 17）

。因为不再需要第三方来管理交易事务和保存交易记录，区块链技术可以显著的降低交易成本并且在一定程度上解决上述难题。在社会福利计划中借助区块链技术可以帮助政府在更广泛受众群体上维持持续性的政策，从而减少贫困并且提升公共支出的价值。

图6-4：运用区块链技术减少社会福利制度风险

案例：基于区块链的社会福利支付

（参考文献 18）

区块链技术可以用来建设一个安全、高效的福利系统，减少诈骗和偷窃导致的社会福利损失。下面将介绍区块链技术在社会福利支付系统中的一个案例，受益者使用一个由移动端APP和区块链技术组成的系统去领取津贴，系统会详细记录每一笔发出或者接受到福利。

图6-5：区块链上的社会公益

以下是使用区块链技术记录一笔交易时的全流程

（参考文献 19）

：

l 受益者根据一些相关的标准进行登记。这个登记标准可以使用智能合约来管理，无论是登记还是取消登记都会根据智能合约自动进行。

l 受益者使用一个移动端app接受津贴福利，这个系统使用一个私人的分布式分类账户来允许用户存储交易信息。

l 受益者在经过认证的商户里使用他们的津贴。

l 受益者可以在移动端安全的查看他们的交易信息，他们可以将每一笔支出分配到不同分类中，查看他们可用的收益并且进行相应的预算。

l 他们的交易信息记录在一个分布式的账簿上，以供他们进行财务管理。分布式账簿上的数据是安全的、并且是防篡改的，这样有助于更有效的信息交换。

智能合约会自动检查使用者身份环境的变化（这关乎到使用者是否还有权领取津贴）并且定期更新到分布式账簿。此外，系统还会给交易信息增添额外的数据层，包含丰富的数据和身份识别信息，以便政府和受益者之间形成一个更为深入和有效的关系。

6.3

土地登记管理

土地登记管理是指在某当局管辖范围内进行的所有土地契约/交易的注册/管理。在大多数国家，这些记录保存在不同的政府和地方机构。然而，这种土地记录的登记并不授予“土地所有权”，因此有时会导致土地所有权纠纷乃至必须付诸昂贵的诉讼。

全球各地的土地所有者都很容易被那些特权阶层的个人或团体操控，从而破坏他们所有权的有效性。据估计，世界上至少有70%的土地所有者有此类的问题

（参考文献20）

。原则上，有效的土地所有权是经济流动性一个非常重要的标志，显然，你不能利用不属于你的土地进行借贷。不过，考虑到上述行为对那些绝大多数依赖初级经济活动人的影响是十分巨大的，比如印度这样的农业经济体，那么具体情况就会变得复杂起来。世界上有无数的因为伪造记录导致土地所有权被篡改的案例。

印度土地登记的关键问题是：

1、脆弱的土地所有权

据估计，印度大约有1.3%的GDP是由于土地所有权的不明确而损失的（参考文献21），如果进一步统计由于争夺土地所有权导致的相关诉讼费用，这一问题会更糟。

2、信息竖井(information silos)

所有土地记录都存储在集中的数据库上，对这些数据库的维护，在方式上几乎没有任何的相同性。就数据本身而言，大部分的数据都存储在silo存储中，只有很少的信息可以被其他平台的相关土地所有者访问，这就导致更新和验证土地记录十分的复杂。

3、低效的记录保存

由于缺乏一个平台来保持统一的记录，土地所有者的土地所有权十分混乱。此外，这些土地所有者彼此之间并不沟通协调来核实这些记录的真实性。在很多案例里，相关人员不仅仅要处理数据本身的错误，他们还要去面对这种数据保存方式带来的低效性。

因此，土地登记系统中一个亟需解决的问题就是公共领域中土地记录真实性很低。利用区块链技术可以大大的提升土地记录维护过程中的信任度、透明度和准确度，从而建立起一个健全的土地记录管理系统。将土地记录放在区块链上，可以使得这些信息是不可变得、防篡改的，从而将他们证券化并且使得系统更加可信。由此产生的土地登记管理系统将是一个处于分布式网络上的共同账本，以自主和有效的方式记录每一笔涉及到土地交易。

基于区块链技术土地登记系统的优点如下：

图6-6：区块链技术运用于土地登记的优点

案例：基于区块链技术的土地登记系统

土地登记管理已经被各个国家政府采用作为第一个区块链POC(proof of concept)验证的领域。美国特拉华州在其“特拉华欢迎区块链”的旗帜下宣布了两项区块链技术的实际应用，其中就包括将州档案记录到一个分布式的账簿中。利用区块链技术进行土地登记管理的其他显著案例则来自于格鲁吉亚、加纳和瑞典三个国家。基于区块链技术的土地登记可以极大的改善当今土地登记过程中的很多难题。下面给出一个利用区块链技术进行土地注册交易的实际案例，其涉及到的参与者包括：

· 购买者和售卖者

· 相关的土地记录/查询机构

根据购买者的身份核实契约上的名称并且检查印花税收据。根据政府制定的规定，机构需要鉴定买卖双方的身份以及财产的所有权权属。

· 担保机构

对已缴付的印花税、财产契约、产权证以及有效身份证明进行核查，并且审查相应的登记手续是否及时完成。

当一笔交易完成、印花税支付后，买卖双方会上传证明身份的文件、已交付印花税的电子收据以及最初的契约，随后智能表格（合约）就会启动。

这份表格将会被传达至相关的土地记录管理机构，并且对之前上传的文件进行核实。这个机构会对之前买卖双方上传文件的真实性进行审查，并根据结果在智能表单相关的字段进行二进制标记（有效/无效）。如果表单中所有的字段都是有效的，那么智能合约会执行第一个业务规则即生成一个数字属性卡，这张卡上有唯一的数字签名。

在相关土地实体记录被核实之后，相关办公室会收到这份智能表格。如果表格依然处于有效期内（及时提交），那么就满足第二业务规则，表格就会被执行并将相关内容登记到区块链网络上。电子登记凭证就会被发送给买房，契约也被永久的存储到区块链上。

图6-7：区块链技术运用于土地登记的流程

6.4

农业

全球40%的劳动力以及近一半的印度劳动力都在从事农业活动，这也是全球最大的就业部门并且影响到数十亿人。

除此之外，消费者对于食品供应链透明度的要求越来越高，这对于生产商和食品制造商是个难题，因为他们很难提供相关准确的数据。区块链技术可以帮助解决这一问题，即提高农业价值链的可追溯性和透明度。

由于价格勒索导致的不公平定价，延迟付款、中间商和高昂的交易费用是农业供应链中其他的一些需要解决的问题。

不能忽视的是，食品运输和物流是十分复杂的，有时甚至需要上千公里的供应链。这种供应链往往涉及几十人和数百种步骤，过程中有很大的出错可能性

（参考文献22）

。

区块链技术可以使得农业供应链变得更加安全、透明和高效。它可以提供端到端的供应链可见性，允许人们追踪产品的起源并且提供供应链全流程可见。如果运用区块链技术，可能的结果就是中间商会逐步消失，农产品能卖个好价钱，降低了中间交易费用，从而减少了农产品库存压力等问题。接下来的数据展示了区块链技术在农产品供应链中的关键优势。

图6-8：区块链在农业领域的应用

印度大约有超过50%的劳动力在农业产业领域，农民的安全和福祉对于印度政府来说极为重要。PMFBY29计划于2016年1月开始实行

（参考文献23）

，它取代了所有其他的农作物保险计划，将这些好处融合到一个方案中。

这个方案虽然让农民可以得到更多的保险，却降低了保额。因此，融合智能手机、遥感技术、无人机要区块链技术一起能够更快的用于农作物损失评估，补偿评估以加快索赔和和解的过程。

区块链技术能够帮助减少农业交易过程中的欺骗行为，为有机食品提供更好的源头认证以及改善食物供应，增加农民和企业之间的联系，同时强化对食物特性的追溯从而保证价格的透明性。另外，区块链还可以通过微贷等减少金融过程中成本的问题帮助农民。

（参考文献24）

案例：区块链使供应链过程透明化

（参考文献25）

区块链技术能够被用于追溯产品和验证从产品源头到销售的过程。下图显示了基于区块链的农业供应链物联网解决方案。

图6-9：区块链使供应链透明化

· 该方案部署了一种简单的区块链应用程序，这种程序与智能手机相连，通过现存的智能接口或者程序本身进行信息的捕捉。以下步骤描述了基于区块链的供应链的案例过程：

· 当一位农民在收获时节从他的农田中收集地理标记的图像时，收获的物产会被放到麻袋中。同时农民也随即对麻袋的部位进行地理标记。农民可以通过手机对采集到的数据与资金方和福利机构进行对接。然后农民带着货物与采购代理人进行交易。

· 然后，采购代理人对农民的产品进行登记并验收，同时记录以下信息：农民的信息、采购数量、产品细节、农场的地理标签图。

· 注册成功的产品会自动生成二维码，采购代理商会将二维码打印并粘贴在麻袋上面。

· 采购代理商会整理多个注册过的产品并将货物进行托运。每一个托运箱都会带有磁簧开关和防止信息被篡改的报警器。托运箱由热电偶合聚合物传感器以及无源RFID标签固定。

· 在运输前，货物的重量会被记录并发布到区块链中。托运箱会有一个和货物相同的二维码。与此同时和托运箱有关的智能合约会被启动。

· 在运输过程中，传感器会跟踪货物的存储条件。无源RFID标签在旅程开始时输入时间戳，在仓库/加工工厂结束旅程时输入时间戳。

· 在区块链上，任何违反预计时间，存储条件或篡改的行为都将被视为违反智能合约。例如，如果一批冷冻水果需要低于零下的储存空间，而在运送过程中一旦温度高于零上，则会被区块链作为一次违规行为而记录下来。

· 在货物被运送到加工厂之前，储存空间的仓库也可以获取类似的参数。

· 货物交付给加工厂。托运货物的重量将被检查并记录在托运单上区块链并根据其原始重量进行验证。智能合约被执行。如果货物的重量与采购代理记录的托运货物重量不一致，货物将被拒收。

· 反之，如果智能合同和重量匹配未触发违规行为，则该货物将被接受

· 在主要/二次加工厂，员工将能够读取每个麻袋的二维码，从而将产品追溯到带地理标签的农场。

7. 结语：继续前行

新技术总是对企业和政府有极大吸引力。原因主要在于，他们承诺对当前的工作服务方式作出改善，能使消费者和利益相关者更满意，从而相对竞争对手能产生优势并提升了形象。

然而，大范围应用所谓的“新技术”需要时间，并且存在着“接受曲线”。对于区块链技术当然也存在这种曲线。这项技术仍在在一些新案例小规模地实施试点。尽管大多数专家同意其潜在颠覆性，然而要成功实行这项技术仍然存在一些障碍。

要在政府和公共部门中应用区块链，尤其是在智慧城市政策中，还需要对该技术进行更多验证、规范以充分采用。

为了发挥区块链技术的潜力并进入大规模实施阶段，我们需要采取结构化的途径，包括政策、政府治理、生态系统发展、人才孵化、学术关注，以及预算分配，各自具有相应的角色与职责。

对于政府和智慧城市而言，可以采用以下六个阶段的结构化途径。

图7-1：六阶段结构化途径

此外，对于希望有效利用区块链技术的智慧城市，应该把区块链纳入智慧城市政策中。应该从区块链技术的角度看待所有智慧城市的发展，这样才能确定基于区块链的实施是否比传统技术更具优势。

总之，技术颠覆就在当下，且有潜力使我们的城市更加智能。这机遇千载难逢，我们有义务把握它。

参考资料14：

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blockchain-tech-for-welfare-ribution/

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