区块链在智慧城市领域的探索与应用

一、智慧城市发展现状

智慧城市的概念涵盖了城市领域内硬件、软件、管理、计算、数据分析等业务的综合服务，即利用信息通信技术（ICT）对城市领域进行感知、整合、存储、处理、分析、预测和响应。城市运营各环节的关键信息，为民生、环保、公共安全、城市服务、工商业等各类需求提供智能响应和辅助决策，为城市创造更高品质的人居环境居民。智慧城市的发展建立在信息化、数字化的基础上，运用人工智能、大数据、云计算、物联网、移动互联网、与智能传感终端，形成城市操作系统。我国智慧城市发展起步较晚，但发展迅速，主要呈现以下特点。

图1 智慧城市信息系统架构

一是我国智慧城市试点不断增加，覆盖全国几乎所有省、市、自治区。自住建部2012年启动智慧城市试点工作以来，截至2018年，我国已有600多个智慧城市试点，主要分布在环渤海经济带、珠三角和中南半岛。长三角，包括广东、山东、上海等地。在国家智慧城市试点领域走在前列。

二是我国智慧城市建设进入以人为本的高质量精细化建设阶段。在政府、开发商、集成商、服务运营商和第三方服务机构的共同努力下，以人为中心的智慧城市建设生态逐渐形成，更加高效、精细化、智能化的治理模式逐渐成熟。

三是逐渐脱颖而出的智慧交通、智慧安防、智慧社区三大应用领域。依托政策支持、成熟的技术和基础设施，智慧交通、智慧安防、智慧社区逐渐成为落地速度更快、产业链更完善的核心应用场景。

二、智慧城市发展面临痛点

随着我国智慧城市信息化建设的逐步深入，信息系统的种类、功能和数据采集设备正在向多元化发展，这也给智慧城市的建设带来了诸多痛点。

一是安全。在智慧城市建设过程中，需要收集和分析大量数据。大量物联网智能终端设备暴露在公共区域，大大增加了网络攻击的风险，包括数据污染、恶意终端访问、DDoS网络攻击、APT攻击等问题越来越严重。风险越大，数据和系统的机密性和完整性随时会受到损害，给企业带来的成本和损失将是巨大的、无法估量的。

二是信息孤岛问题。各地智慧城市建设往往缺乏科学系统的规划设计，盲目热衷于单一项目的建设，导致项目之间缺乏有机联系，数据结构和流通接口不一致。沟通。存在度数严重不足等诸多问题，大大增加了运维成本，费时费力。单维数据分析已经无法实现高质量的分析和预测。此外，数据孤岛现象还会导致各系统之间无法形成应急联动，失去原有的预警预防作用。

三是数据流通过程复杂区块链在比特币中的应用，分析处理效率低。在智慧城市的建设体系中，数据的流动是沿着金字塔形的体系架构自下而上流动的。感知数据需要经过多层过滤和清洗，然后由集中的决策分析模型进行响应，大大降低了系统的处理效率。这尤其体现在智能交通和智能安防两大应用领域。该系统只能实现数据的存储、安全和共享，而不能实现实时、准确、高效的分析和决策，无法彻底解决城市交通拥堵和安全问题。紧急情况等

四是数据采集以被动采集为主，用户参与度不足。现阶段，智慧城市的感知主要以视频和图像为主。受限于设备覆盖范围和采集数据的维度，系统功能与用户需求之间往往存在较大差距。单一系统的功能建设与用户需求的关系不密切，公众和其他政府职能部门参与度低，无法真正达到以人为本的建设目的。

三、区块链在智慧城市领域的应用

首先，区块链可以通过严格的身份验证机制和密码学数据加密机制保障整个智慧城市体系建设的终端安全。每个终端设备都有自己的公钥和私钥对。区块链系统通过智能合约维护终端身份列表，并检查设备是否有权访问节点和上传数据，从而避免恶意中断连接。录入和数据污染。此外，每个终端数据都会被加密传输，以确保数据传输过程中不会有数据泄露。将智慧城市架构中的计算存储层改造为分布式存储，在不改变原有存储架构的情况下增加区块链分布式节点设备区块链在比特币中的应用，

其次，区块链可以打破传统智慧城市系统之间的数据孤岛。区块链特别适用于跨企业和系统的数据共享。各个系统的原始数据或数据指纹可以在不改变原始系统的情况下在链上流通。数据的共享必须实现区块链的身份验证，与CA技术的融合将原本匿名化的区块链转变为可信区块链，通过身份认证和共识权限设置来划分系统和人员之间的权限。和责任。区块链中设置了严格准确的时间戳机制，再加上其自身不可篡改和可追溯的特性，任何对数据的处理都会在链上进行追溯和溯源。此外，

第三，区块链可以为边缘计算保驾护航。边缘计算是提高智慧城市系统处理时间的有效手段。然而，边缘计算设备的安全问题、维护和建设成本以及准确性问题阻碍了边缘计算的大规模广泛应用。区块链的分布式数据存储机制和点对点网络拓扑可以很好地与边缘计算结合。区块链不可篡改的数据存储特性可以提高边缘节点的数据安全性，可以为暴露在公共区域的设备提供身份认证和权限控制，提供访问机制，数据加密管理可以为边缘设备提供隐私保护功能.

第四，区块链技术可以最大限度地激发公民对社会治理的积极性。传统的集中式公共监督平台或自媒体平台不具备公信力，无法证明自己。区块链架构中的真实身份和可信数据为公众通过移动终端上传各类违法违规信息提供了保障。区块链记录系统内的违法违规行为，对公众给予一定的有效监督。激励提高公众参与城市管理的积极性。一经认定为违法违规，被监管人的行为将涉及个人征信、银行征信等重要领域，