2008年， IBM首次提出了“智慧星球”(smarter planet)的愿景，并以此為基礎提出了“智慧城市”(smarter cities)的建設理念 。目前全球在建的智慧城市達1000多個。但大多智慧城市建設“名不副實”，更多的仍停留在智能層面，而非智慧，“智能”側重于硬件的智能化，而“智慧”則強調在信息技術廣泛應用的同時，更加看重生態的打通融合，數據的共享與應用，從而提升資源利用效率，優化城市管理水平，改善市民生活質量。

（一）新技術引領智慧城市多元化場景“深度融合”

放眼全球，各國政府正逐漸將“科技研發”作為智慧城市的基礎支撐環節，一方面加強基礎和應用科學研發投入，另一方面，積極推動技術的普及應用。

2014年8月，我國國家發改委、工信部、科技部等八部委聯合印發《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》要求 “應用先進適用技術科學推進智慧城市建設，積極發展民生服務智慧應用，有效提高城市綜合承載能力和居民幸福感受，促進城鎮化發展質量和水平全面提升”。

這是從國家層面第一次強調了技術升級在智慧城市建設中的重要作用。“物聯網、大數據、云計算”等新技術的逐漸成熟給智慧城市的發展帶來了廣闊的想象空間，智慧城市的未來是多場景相互融合的一個生態，新技術的應用將進一步驅動智慧城市建設“生態化反，深度融合”，從而有效推動智慧城市的發展歷程。

（二） 智慧城市建設的痛點分析

目前我國智慧城市主要建設模式已逐漸從過去政府主導的“單一模式”向社會共同參與、聯合建設運營的“多元化模式”轉變。

智慧城市建設需放眼整個社會，加強政府各部門間、政府各部門與社會主體間的聯動，才能真正發揮“智慧化”所帶來的價值提升，做到“服務于民”。但目前落地案例仍寥寥，筆者總結其內在原因有如下三大挑戰：

n打通和融合之殤

2015年，國務院印發《落實“三互”推進大通關建設改革方案》，提出跨部門、跨區域的大通關協作機制，信息共享共用，優化通關流程。

2017年，海關總署、國家稅務總局、國家外匯管理局簽署《關于實施信息共享開展聯合監管的合作機制框架協議》，進一步推動了機構間互聯互通。

盡管如此，目前從推動效果來看仍遠未達到預期效果，跨部門、跨機構間打通融合困難重重，筆者認為一方面原因是缺乏合理的頂層設計規劃，基礎設施薄弱，且各部委條線上的信息化建設造成城市數據分散，系統間煙囪林立，且跨部門數據調動、業務協同困難；

另一方面，出于政企間“監管與被監管”以及“相互合作”的微妙關系，政府與社會機構間的融合也舉步維艱，這進一步的導致了各個參與方之間缺乏內在聯系，違背了智慧城市“有機融合”的理念，降低了智慧城市建設的效率和效益。

n數據安全和數據共享的矛盾

智慧城市的運營離不開數據的運營，其生態融合的背后是海量數據的共享與應用，這對數據安全和隱私保護提出了極高的要求。“在分布式賬本技術出現之前，數據共享一般是通過建設集中的數據平臺來實現。大型組織，尤其是政府部門以及大型金融機構，一般會建設組織級數據倉庫或者大數據平臺等數據集中平臺，實現組織內部數據的集中采集、處理、存儲和應用。”

2017年6月，《中華人民共和國網絡安全法》開始實施，2018年始，網安部門聯合多個部門，對部分公司利用網絡爬蟲技術，未經允許非法采集個人信息的行為予以查處，可見政府在強調數據共享的同時更加看重數據安全，這導致各機構間的壁壘非常高，而我國信息安全保障尚不成熟、核心技術研發能力不足，安全經驗的匱乏和安全系統的漏洞，甚至對國家信息安全構成威脅。如何在充分保障數據隱私的前提下實現數據共享是一個必須面對的問題。

n缺乏有效的價值流通機制

智慧城市的建設內容涵蓋：智慧交通、智慧能源、智慧物流、智慧醫療、城市安全、政府服務等領域，涉及到日常生活的方方面面，在智慧城市建設進程中會無法避免的涉及到價值流通機制的搭建，在各個場景打通和聯動時必然需要有統一的價值流通體系來維持整個生態的運轉，目前常見的積分體系就是一個嘗試，例如市民在航空公司的會員積分與電商平臺互通，餐飲積分可以兌換商場停車券等，但由于各家商戶積分獨立，且兌換渠道有限，導致積分的流通受阻，很難真正實現價值流轉，逐漸淪為“雞肋”。好的價值分配體系是生態的潤滑劑，保障了整個生態的平穩健康運行，智慧城市建設需要一個完善的價值流通機制來保障。

IDC與金融壹賬通在2019年發布的《區塊鏈推動建立開放與共享的新金融體系》中將區塊鏈定義為“記錄信息和數據的分布式數字賬本，該賬本存儲于對等網絡的多個參與者之間，參與者可以使用加密簽名將新的交易添加到現有交易鏈中，形成安全、連續、不變的鏈式數據結構”。

針對上文中提到的三大挑戰，筆者提出“區塊鏈技術下的智慧城市新生態”，通過引入區塊鏈的三大特點：分布式賬本、密碼學技術、智能合約，針對性解決智慧城市建設中的三大難題。

（一） 分布式賬本技術解決場景融合問題

分布式賬本技術（Distributed Ledger Technology，簡稱DLT）是一種在網絡成員之間共享、復制和同步數據的技術。分布式賬本記錄網絡參與者之間的交易。這種共享賬本可有效降低因賬本間協同所產生的時間和開支成本。相比傳統中心化數據庫，分布式賬本有以下顯著優點：

（1）弱中心化：每個網絡中的參與方都有一份相同的賬本，不存在中心化的維護機構，避免了中心化機構帶來的隱患；

（2）不可抵賴、不易篡改、可追溯：通過哈希、時間戳、非對稱加密等算法保障賬本數據不可抵賴、不易篡改且可追溯；

（3）記賬成本低：共享賬本免去了賬本間的協同成本，無需對賬，成本更低。

在傳統的系統建設模式中，數據由各個參與方本地存儲并管理，且系統之間打通壁壘高、難度大。

如果基于DLT搭建共享賬本，每個參與方都擁有相同的賬本，且共享賬本數據的任何新增、修改都是各參與方共識的結果，各個系統從底層數據層面打通后，這將大大降低系統間的融合成本。

（二）密碼學技術實現多方數據隱私保護

智慧城市建設“深度融合”的基礎是數據共享，如何更安全、高效的實現數據共享，同時解決數據安全和隱私保護之間的矛盾是必須考慮的問題。區塊鏈可授權加解密、終端用戶授權機制、以及零知識證明等密碼學技術可保障各方數據在符合法律法規要求的條件下合理利用。

1、可授權加解密

在區塊鏈網絡中，數據的隱私保護由區塊鏈的加密機制保障，所有應用系統的數據均由各參與方獨立加密上傳至分布式賬本中，數據上傳方（屬主）對數據擁有絕對控制權，未經授權，任何機構均無法獲取到數據明文。

但數據的價值在于共享與挖掘，例如在“智慧政務”場景中會涉及到對企業工商、司法數據進行披露和共享，可授權加解密技術提供了一個完整的數據加密及共享方案，數據“屬主”可根據自身業務需求對數據進行定向授權，指定授權對象以及授權邏輯，授權維度包含（不限于）：

2、 終端用戶授權機制

利用哈希算法、非對稱加密、數字簽名等技術，實現終端用戶對區塊鏈上數據的掌控。

首先，通過向國家合法CA機構申請數字證書，證書秘鑰獨立保存，用戶對其授權意愿進行簽名，機構對其簽名進行驗簽，證明用戶的自主授權意愿，從而解決用戶授權意愿合法性問題；

其次，利用上述第一點中提到區塊鏈可授權加解密技術，解決鏈上加密數據授權通道問題。

在當前數據隱私保護監管愈發嚴格的環境下，通過對數字簽名技術以及區塊鏈隱私保護技術的結合，終端用戶授權機制提供了完美的解決方案。

3、零知識證明

零知識證明(Zero—Knowledge Proof)指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。

零知識證明本身不是一個新事物，但其與區塊鏈隱私保護的特性有著天然的結合點，可在區塊鏈上針對密文數據進行驗證。

零知識證明技術在很多場景有了應用案例并且發揮重要作用，例如平安區塊鏈（金融壹賬通）為香港金管局設計、開發的國際貿易融資網絡項目。

憑借3D零知識證明技術為花旗、渣打、匯豐等國際銀行防范超額融資風險。銀行針對訂單或者發票，在不泄露其客戶融資金額的情況下，向其他機構驗證其超額融資情況，使得各銀行客戶數據在隱私保護的前提下得以合理共享和利用，有效防范金融風險。

在智慧城市建設中，零知識證明技術可以針對部分不可明文公開的數據進行驗證，例如金融機構可針對其密文狀態下的政務數據進行零知識證明，其證明結果可用作金融風控決策，真正做到“數據可用而不可見”。

（三） 基于智能合約的積分激勵機制

智慧城市是一個多場景的生態體系，可基于區塊鏈智能合約搭建一套跨場景的積分激勵機制，提供一個公開、透明、可執行、可驗證的價值傳遞方案，打通各個場景的價值流通通道。具體積分運行機制可包括：

⑴、積分獲取和消費：根據各業務場景定義并發行積分，鼓勵用戶參與業務操作，并根據事先約定的智能合約規則執行相應的積分獎勵（獲取）或積分扣除（消費）操作；

⑵、積分兌換：利用智能合約搭建智慧城市各場景積分兌換通道，將兌換規則寫入智能合約，其兌換比例完全交由市場決定，不受其它第三方控制，完全市場化行為。

⑶、積分驗證：各場景參與方可針對上述積分的獲取、消費、兌換操作環節進行驗證，當驗證結果符合預先設置的合約規則時才對賬本進行修改，從而保證了積分在各個參與方事先約定好的規則下運行

三、 區塊鏈在“智慧城市”領域的應用

習近平在中央政治局第十八次集體學習時指出：“要探索利用區塊鏈數據共享模式，實現政務數據跨部門、跨區域共同維護和利用，促進業務協同辦理”。近年來，區塊鏈在智慧城市建設領域頻頻落地，助力我國智慧城市升級。下文分別從“電子證照”和“智慧交通”兩個案例分析了區塊鏈技術可能帶來的改進作用。

（一） 區塊鏈“電子證照”，真正的“一證通辦”

 “證照”是我國政務服務里的重要單證，日常工作、生活中都會涉及到證照的使用，例如：身份證、戶口本、房產證等個人證件，營業執照、稅務登記證、銀行開戶證等公司證件，這些證照均由對應的政府職能部門發放和管理。我們在去政府部門辦事的時候，需要按要求攜帶相關證件，提交一堆材料，而且經常會因為漏帶某個證件而吃“閉門羹”。

隨著政務改革的進行， “電子政務”、“互聯網+政務”概念被提出，提倡通過信息化手段打通各政府管理部門間數據，“讓數據多跑路，讓人少跑路”，但實際推進中遇到了重重阻力，各部門往往“不敢給、不愿給”。

筆者認為有兩方面原因，首先是操作難度大，需要有一個牽頭方協調各部門提供相關數據，且參與機構要盡量齊全，不齊全會導致辦事成本大大增加，達不到“一證通辦”的效果；其次，政府各部門間的數據集中化管理存在安全隱患，出了問題，誰都“擔不起”。

“區塊鏈電子證照”的出現或許是個可行的解決方案。首先各部門電子證照管理“不越權”，僅對自身管轄范圍內的“證照”加密至分布式賬本管理，其它部門的證照均為密文，且在用戶同意的情況下才可向其它部門授權明文，消除了各部門對“數據安全、數據隱私”的憂慮；

其次在電子證照上鏈后，各部門間可互相驗證證照的真實性，大大提高了辦事效率，有效杜絕了證件“篡改、造假”的可能，真正實現“一證通辦”；

第三，由于區塊鏈可追溯的特性，各部門可在鏈上追溯證件的使用情況，擴大了監管深度和廣度，同時各部門可針對其監管要求設置智能合約，一旦觸發其監管閾值即通知相關部門，打造政府間“聯合監管”網絡，有效防范了違法、犯罪事件的發生。 

舉個例子，在辦理房產證時，需要向房管局提供產權人（夫妻）的結婚證，辦理人可利用區塊鏈終端用戶授權機制，對其管理于民政局的“電子結婚證”進行意愿簽名授權，通過區塊鏈的可授權加解密技術將鏈上加密后的“電子結婚證”授權至房管局，房管局在收到電子結婚證信息并驗證通過后，為其辦理電子房產證，辦理人持證后，去銀行辦理房產抵押貸款，房管局作為直接監管部門，可在鏈上查看其抵押情況并持續監控。

相比傳統的中心化系統建設方式，區塊鏈通過分布式賬本、數據隱私保護、智能合約激勵等機制有效解決了智慧城市建設中“場景融合、數據共享、價值流通”等問題，為智慧城市的建設帶來了新的應用點。

筆者認為，相比于上面講到的種種應用場景，我們更應該關注區塊鏈技術與其它技術在智慧城市建設中的結合與應用，單個技術無法避免的會遇到技術瓶頸和壁壘，如何將區塊鏈與其它技術相結合，落實到場景中去，并真正帶來應用價值，這將是未來需要進一步深入探討的方向。