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物联网区块链应用白皮书 中国联通研究院、中关村区块链产业联盟 2018年12月 物联网区块链应用白皮书 版本所有 中国联通研究院 2018 2 物联网区块链应用白皮书 版本所有 中国联通研究院 2018 3 编写说明 顾问：严斌峰 主任：加雄伟 编写委员（按姓氏拼音排序）： 贺娇瑜 加雄伟 穆晓君 孙进芳 闫硕 杨开敏 主编单位：中国联通研究院终端与智能卡研究中心 联合编写发布单位：中关村区块链产业联盟物联网区块链应用白皮书 版本所有 中国联通研究院 2018 1 内容摘要 当前，新一轮科技革命和产业变革正持续深入，云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新技术不断涌现，数字经济已成为推动经济增长、促进社会发展的新动能。 区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法和智能合约等技术的集合体，近年来已成为众多国家政府的重要关注热点，相关研究技术及标准组织层出不穷，产业界亦加大投入力度，寻求相关技术方法应用落地。 我国“十三五”国家信息化规划中把区块链作为一项重点前沿技术，明确提出需加强相关新技术的创新、试验和应用，力求抢占先机，掌握新一代信息技术主导权。目前，区块链技术已被应用到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等诸多领域并将逐步与实体经济深度融合，助力实体经济转型升级。业界预测，区块链与人工智能等技术的融合应用将引发新一轮的技术创新和产业变革。 物联网区块链应用白皮书系统分析了我国区块链产业的发展现状及当前区块链在国际行业标准、开源框架、产业联盟和知识产权等方面的进展和成果，着重介绍了区块链在物联网领域的典型应用及在通信行业的应用情况，并提出了物联网区块链技术与应用发展建议。 版本所有 中国联通研究院 2018 2 目 录 一、概述 .4 1.1背景 . 4 1.2产业发展现状 . 6 1.3市场情况 . 7 1.4术语与缩略语 . 7 1.4.1术语 .7 1.4.2缩略语 .9 二、国内外区块链发展现状 . 10 2.1区块链国际/行业标准化情况 . 10 2.2区块链开源平台发展情况 . 12 2.3区块链产业联盟发展现状 . 13 2.4国内外区块链专利申请情况 . 16 2.5区块链应用全景图 . 16 三、区块链和物联网的融合发展 . 18 3.1物联网与区块链 . 18 3.2区块链在物联网中的应用 . 21 3.2.1工业物联网 . 22 3.2.2物流与物流金融 . 22 3.2.3溯源防伪 . 23 3.2.4智能交通 . 24 3.2.5医疗保健 . 24 3.2.6环保 . 25 3.2.7能源 . 26 3.2.8农业 . 27 3.2.9物联网支付 . 29 四、通信行业“物联网+区块链”应用研究 . 29 4.1全球通信运营商区块链整体发展情况 . 29 4.2“物联网+区块链”在通信行业应用场景 . 31 4.2.1数字身份认证 . 31 4.2.2国际漫游结算 . 32 4.2.3供应链管理 . 32 4.2.4数据管理与交易确权服务 . 33 4.2.5 5G网络 . 33 4.2.6边缘计算与网络演进 . 34 4.2.7车联网 . 35 4.2.8物联网设备安全 . 36 版本所有 中国联通研究院 2018 3 4.2.9区块链云服务（BaaS） . 36 五、物联网区块链发展建议 . 38 版本所有 中国联通研究院 2018 4 一、概述 1.1背景 区块链的本质是一种数字分布式账本，它依托一系列加密算法、存储技术、开发工具构建而成，以分布式、不可篡改和可信的方式保证所记录交易的完整性、不可反驳和不可抵赖性。区块链的区块被定义为一种具备一定信任机制，可执行读取或写入操作的数据集，其中包含交易及其它记录的确认、合约、存储、复制、安全等信息。 区块链的核心应用能力主要包括三大特性，分别是：“去中心化”、“不可篡改”和“智能合约”。其中， “去中心化”特性是以无中心化的方式集体共享、维护数据体系，体系中每个节点的参与者都可根据自己的需求在权限范围内直接获取信息，而不需要中间平台传递。区块链的“不可篡改”特性旨在保证数据的稳定性和可靠性，降低数据被篡改的风险。而区块链的“智能合约”特性可一定程度上降低现实生活中的违约现象。 从应用形态上讲，区块链主要包括公有链、私有链和联盟链，不同类型的区块链有着不同的内涵和功能，适用于不同的应用场景。 版本所有 中国联通研究院 2018 5 公有链是一种完全开放的区块链，其参与者均可以随时进入系统中进行数据读取、交易发送与确认、竞争记账以及系统维护等工作。公有链的典型应用包括比特币、以太坊等。 私有链是指其写入权限由某个组织或机构控制的区块链，其读取权限可对外开放，或者附加一定程度的限制。私有链具备交易速度及交易成本控制机制，可极大程度避免恶意攻击，保护数据隐私，不容易被外部恶意攻击。私有链的典型应用包括Eris Industries、Overstock等。 联盟链是指由若干个机构共同参与管理的区块链，其中每个机构运行并管理着链上一个或多个节点，其数据只允许联盟内各机构进行读写，各机构间可发送交易，并共同来记录交易数据。联盟链的典型应用包括超级账本、R3CEV（R3 Crypto Exchange Venture）等。 作为一种在缺乏相互信任的竞争环境中低成本完成可信交易的新型计算范式或协作模式，区块链凭借其独有的信任解决机制，正在改变诸多行业的运行规则，是未来发展数字经济、构建新型信任体系不可或缺的关键技术方法之一。 版本所有 中国联通研究院 2018 6 1.2产业发展现状 全球范围内，区块链已被众多国家认可，并被逐步推广应用到诸多领域。在中国，区块链更是获得高度重视，成为国家积极布局，各行各业探索研究，寻求应用落地的热点。 2016年，国务院印发“十三五”国家信息化规划，突出强调发展区块链与大数据、人工智能等新技术的重要性。2017年，工信部发布了中国区块链技术和应用发展白皮书，成为全球首个官方的区块链落地指导文件。中国人民银行印发的中国金融业信息技术 “十三五” 发展规划，也明确提出了积极推进区块链、人工智能等新技术应用研究的要求。2018年6 月，工信部印发工业互联网发展行动计划（2018-2020 年），鼓励推进边缘计算、深度学习、区块链等新兴前沿技术在工业互联网的应用研究。 截至2018年5月底，北京、上海、广东、河北（雄安）、江苏、山东、贵州、甘肃、海南等省市或地区发布了区块链相关政策及指导意见，多个省份将发展和应用区块链技术列入本地的“十三五”战略发展规划，并积极开展区块链的产业链布局。随着区块链技术在应用层面的不断拓展,各地纷纷推出区块链鼓励政策，越来越多区块链技术企业选择到落户政策优惠地区发展。 版本所有 中国联通研究院 2018 7 1.3市场情况 当前，相关产学研组织或单位正将区块链技术与云计算、大数据和人工智能等前沿技术深度融合、集成创新，面向各行各业探索商业应用，不断构建各类技术多元化、领域精细化的专业型区块链。区块链“脱虚向实”趋势明显，行业生态已经初步成形，正在助力各个领域实体经济高质量发展。 据有关资料显示，我国以区块链业务为主营业务的公司数量增长迅速，产业已经初步形成规模。目前，北京、上海、深圳和杭州是国内区块链创业活跃度最高的四座城市。北京科委等管理机构正在积极推动以区块链为代表的分布式技术发展，鼓励金融机构利用区块链和云计算等技术手段加快产品和服务创新，支持区块链技术在金融监管与风控、普惠金融、商品溯源等领域的应用。 1.4术语与缩略语 1.4.1术语 本白皮书中使用的术语主要包括： 1）对等网络 peer-to-peer network 对等网络是一种在对等参与者（Peer）之间分配任务和工作负载的分布式应用架构，是对等计算模型在应用层形成的一种网络协作模式。