区块链技术嵌入性在智慧城市建设中的五大创新应用

随着“大云物移智”等信息技术的快速发展，以互联网技术普及应用与信息科技有机结合为标志的信息技术革命带来了新的城市建设和社会发展形态，城市信息化逐步转变为城市治理、人们生活方式变革以及经济转型升级三者融合的城市发展的高级形态。

如今，智慧城市建设已上升到国家发展和获得新一轮发展优势的重要手段，国家从战略角度明确提出“数字中国”主要建设重点是“数字经济”以及“智慧社会”。

区块链技术被麦肯锡认为是第五次颠覆性科技浪潮的核心潜在技术，该技术已经陆续在金融深化、社会管理、医疗等多个领域发挥作用。M yungSan Jun认为区块链是21世纪的新型基础设施模式。在智慧城市建设中最为关键是实现信息资源共享，由于区块链在技术上不仅能够促进一系列城市发展实现其价值目标，如透明、智能、民主、开放、安全、共享、共治等新一代政府追求的目标，还可以低成本、高效率地推进数字治理倒逼体制机制适配，实现社会革新软着陆。因此，区块链技术具有广阔的应用前景。

区块链技术特征及嵌入性分析

区块链是计算机技术的新型应用模式。首先，区块链技术是多种技术的融合，它将分布式数据存储、共识机制、点对点传输、加密算法等多种技术以“去中心”或“多中心”等新的结构方式融合在一起;其次，区块链技术是以多种底层技术为主的数据记录、存储和应用等新的信息基础设施，具有去中心化、开放性、信息不可篡改和自治性等天然特征的区块链技术，在使用过程中具有较大的广泛可靠性;再次，区块链技术可以带来更多新的应用场景以及全新的商业模式，其数据透明性、安全性和系统高效性能满足不同用户场景的应用需求，独特的安全技术起到了“弱中介化”或“去中介化”作用，同时，结合“去中心化”优化劳动密集环节减低劳动成本和消除重复工作节约交易成本;最后，区块链技术的嵌入性可以根据组织需要模块式地提供应用，在此基础上根据使用对象和范围的不同，可以存在较大范围的公有链，也可以限定于某一个企业的私有链，再或者是一个或几个行业的联盟链，见表1。

表1区块链技术分类、特征及应用从社会嵌入角度看，科技革命的创新及作用是否得到发挥，换言之，新兴技术能否创新地将人才、资源、制度、智力等要素对原有的经济社会进行有效嵌入重组，从而通过重组、震荡、调整等形式实现新的平衡过程，让同等投入创造更大价值或者较小投入创造同等价值，避免带来“创新性破坏”或颠覆社会及经济的发展而带来危机或不确定性。

智慧城市建设将实现多技术融合，对社会、经济以及城市建设带来深远影响，而区块链技术在智慧城市建设中最主要的作用是建设技术融合的基础。网络技术嵌入性融合梳理了社会和经济的复杂关系;自组织治理嵌入性解决安全以及由此相关的诚信、信任问题;自组织资源整合嵌入性将打破“信息孤岛”数据壁垒，同时，双边嵌入性解决了点与点之间互联与连接的约束和融合问题;虚拟嵌入性更多地是将“去中心化”的智慧城市复杂的巨系统有效整合、协同与共享。

因而，研究区块链技术的嵌入性对智慧城市的影响即研究该创新技术的嵌入性特征带来的变化，以及如何以最优的影响路径和最低的社会成本实现技术与社会、城市建设的有效结合。

区块链技术嵌入性在智慧城市中的创新应用

区块链自组织资源整合嵌入性解决“数权”问题，有望解决共享、标准等最关键的“数据可用”难题

“信息”和“数据”是智慧城市推进过程中的关键要素，而“数据”是智慧城市建设能否成功的核心，通过共享和开放应用转变为“资产”，在城市管理及发展过程中发挥作用。但数据是人与城市间各项活动的产物，因而解决“人”的主观性因素和“数据”客观信息权属是至关重要的。目前数据处于尴尬的境况，既要认可其重要性却不知应如何大规模使用，尤其涉及开放和共享方面，大数据虽“大”，但无法发挥“大用”。区块链技术最大的创新在于通过自组织资源整合嵌入性将散布不同末端的以“人”客观的通过技术手段予以融合，明确数据及信息权利，从而为数据共享与开发提供最重要的“数权”确认和流通的基础。

区块链自组织治理嵌入性的“去中心化分步式”思想有利于构建新型智慧城市复杂巨系统下新的信任体系

目前城市及社会主要是中心化的信用体系，而围绕其所建的信息化系统也是中心化的应用体系。该种体系从垂直上看，具有较高的执行力和穿透力，去中心化打造的是新型的完全分布式信任体系，通过“区块+链=时间戳”的方式永久保存信息的写入时间，同时报送给所有链接上的各个节点，宣布与完成信息所有权技术认定。而信息原则上在各个链节上可以给所有用户使用，但所有使用归属权仍由原用户所有，同时通过一定的激励机制，在信息产权明确的基础上，根据信息不可篡改以及难以伪造特征，政府通过绩效考核的方式明确信息共享的范围、深度、利用率等，从而促进信息分享。对于城市中所涉及的个人、企业以及相关机构，也可以采用类似积分制的方式鼓励分享信息，重要信息有偿共享，授权使用，这样便实现了信息产权资产化。

区块链技术双边嵌入性作为重要纽带对新型智慧城市各参与方具有促进与约束的双重作用

相对于目前的互联网、社交网络以及传统的数据库系统，无论何种结构性数据，中心化所带来的数据安全以及数据可信问题需要第三方或多方认证才能实现，信息不对称造成信任壁垒过高，从而造成了目前“信息孤岛”“数据荒岛”等现象(见表2)。目前使用较多的社交网络以及传统数据库而言，区块链技术的去中心化因各个节点独自存在且相互监督，安全、透明且不需要新增成本去验证数据。从城市角度来看，具有促进信息共享天然“基因”的区块链技术与城市组织的结合，对于城市管理中发展智慧政府与透明治理、促进网络化协作、排除欺诈与干扰、促进制度创新等多个方面具有明显的促进作用，意义深远。同时，区块链技术的可追溯、不可篡改等特征又对数据的安全性加以约束，从而对于智慧城市中参与各方具有双重作用。

表2区块链与其他技术场景应用对比区块链技术的网络关系嵌入性符合新型智慧城市发展演进的需要

区块链技术具有自己的体系，对应于智慧城市建设的各个层级，在网络层、数据层、激励层、共识层、合约层和应用层等多个层面有着基于哈希函数、Merkle树、共识机制、现代密码学、智能合约编程语言和P2P网络通信技术等形成的数据记录、交换、处理和存储等自己的核心组合技术。形成的私密数据的加密存储与传输、参与节点身份的匿名性、共同维护数据的共识机制、可编程的智能合约、通过公钥和私钥匹配的数据读写权限的控制等方面从不同角度、不同层面共同保障信息共享共用，相当于对新型智慧城市建设中的整体架构、各个层级都有了对应的核心技术予以保驾护航。同时通过内嵌场景式的带有一定商业模式的应用设计，区块链技术内在机理与新型智慧城市建设需求具有一致性。

区块链技术与多方融合虚拟嵌入性天然符合新型智慧城市未来发展的方向

区块链技术“去中心化”以及由此带来的不需要第三方提供信用的“去中介化”，交易成本大幅降低，同时多种技术组合结合应用场景在多个领域产生了全新的商业模式。从需求端来看，在金融、医疗、公证、通信、供应链、域名、投票等领域，区块链技术将与现实社会对接而产生众多场景应用。从投资端来看，区块链相关项目得到了众多投资者青睐，投资密度加大带来了研发、人才、政策等众多资源的投入。从市场应用来看，区块链创新应用使得商业模式在规模化的同时实现整体成本降低并提升效能。从底层技术来看，区块链多技术融合突破性创新未来甚至可能在数据记录、数据传播及数据存储管理方式等方面颠覆互联网的底层基础协议。从社会结构来看，区块链在技术嵌入法律要求、创新经济规律以及实现分布式自治高效的社会治理模式等方面给城市建设带来较大创新变化和应用。

区块链技术在智慧城市建设中面临的挑战

“数字中国”和“智慧社会”是智慧城市建设两大主要方向，技术只是手段，但最终建设目标是满足人类美好生活需求，区块链的出现更多的作用是其内在的技术所涵盖的社会性，正好可以放到一个城市级范围时，从嵌入性角度考虑其对自组织、自治理以及共享层面等方面的贡献，有望更好解决复杂环境下的技术所解决的经济与社会问题，能够整合各项资源并符合城市管理及治理的规律去推进新型智慧城市的建设，体系化提供集约统筹智能化的信息基础设施、公共资源共享与汇聚融合及无处不在的惠民服务、透明高效的数字政府、智慧高效的城市管理、精细精准的社会治理以及融合创新的数字经济和自主可控的安全体系等一系列的与城市内在发展需求一致的信息服务，这与新型智慧城市发展的方向和目标是一致的。

同时区块链技术还有很多不足与不确定性，区块链去中心化、信息可追溯、集体维护的特性受到现行观念、制度、法律制约，在技术层面，区块链应用技术面临高技术门槛。产品化也存在障碍，尚需突破性进展。

首先无论去中心化还是多中心化，“中心”一旦出现技术问题，就会带来整个信用体系的瘫痪以及管理机制的混乱;其次中心化信用体系内部算法控制从机制上来看是不透明的，同时技术监管也同样带有缺少法律或专业监管的问题;最后构建中心化信用体系难度及成本都较高，完全“信任”涉及到“人”与“人”之间的信任、“人”与“技术”之间的信任以及“人”与“组织”之间的信任，随着时间推移就会出现逐步伴随信息不对称的情况。此外，也存在高能耗问题、数据的存储空间问题、大规模交易环境下抗压能力问题等。

对此，人们需要包容、审慎和坚持投入开展研究，区块链技术需要持续迭代升级或创新，把握区块链即平台和区块链即服务的定位，明确智慧城市运作的过程与面临的挑战，才能使新技术能更好地为智慧城市建设服务。同时，始终坚持以需求为中心，以服务及场景应用为导向，以安全为前提，助力建成信息开放共享、信息资源价值充分挖掘的数字政府与新ICT技术产业融合，为经济社会转型升级及社会管理和治理水平的提升提供技术支撑，最终形成资源开放共享的智慧城市生态系统。