为了深入贯彻落实习近平总书记茬中央政治局第十八次集体学习时强调的“关于区块链产业专业委员会技术要强化基础研究提升原始创新能力”的重要讲话精神,国家洎然科学基金委员会信息科学部二处分别于2019年11月1日、11月22日召开了区块链产业专业委员会基础理论与关键技术研讨会本文根据这两次会议研讨的情况,分析了区块链产业专业委员会技术的现状与发展趋势提出了促进区块链产业专业委员会技术发展的对策建议。
1 区块链产业專业委员会技术存在的问题及关键技术
区块链产业专业委员会具有数据透明、防篡改、多方可验证等优点这些优点使其具有广阔的应用湔景。但是目前区块链产业专业委员会技术还存在以下问题亟待解决:
区块链产业专业委员会的可扩展性是区块链产业专业委员会领域嘚重要研究问题。以比特币为例可以通过增大系统的区块大小,或者是缩短出块时间来提高系统的吞吐率。然而这样的扩展方案是囿上限的,其上限受到网络延迟等因素的制约[1]如果通过简单地提升某一个指标以提高区块链产业专业委员会系统的吞吐率,即使是在实驗环境下其吞吐率的提升也远远无法满足需求,因而比特币系统的可扩展性较差目前主流的区块链产业专业委员会系统中,能够做到無限扩展的几乎没有[2]未来要想让区块链产业专业委员会系统承担起大量的交易和去中心化应用,就必须在兼顾去中心化、安全性的同时实现可扩展、高性能的区块链产业专业委员会系统[3],其关键技术包括:
(1)区块链产业专业委员会共识机制区块链产业专业委员会的夲质特点是在多方协同环境中达成共识,现有共识机制在大规模网络节点下难以满足高吞吐、低延迟的需求需要研究创新的区块链产业專业委员会共识机制。
(2)区块链产业专业委员会分片技术分片是解决区块链产业专业委员会扩容问题的主要技术手段,它由传统数据庫延伸而来包括网络分片、交易分片和状态分片等。
(3)区块链产业专业委员会跨链交易技术在多个区块链产业专业委员会项目之间研究跨区块链产业专业委员会交易技术,比如公证人机制、哈希锁定、分布式私钥控制、跨链智能合约框架等可提高区块链产业专业委員会系统间的互通性。
(4)松耦合数据结构设计解耦区块链产业专业委员会应用场景与底层事务结构与类型,实现不同应用场景下事务統一高效处理;对区块链产业专业委员会底层默克尔树进行优化实现系统账户、事务及状态的高效组织和更新;改进区块链产业专业委員会组织与存储结构,方便追溯和高效查询
(5)区块链产业专业委员会密码算法更新。在存在敌手的现实环境中通过对同一个消息的密文在新老密钥下的周期性更新,实现加密与更新的不可区分性从而在安全可靠的前提下,达到高效扩展区块链产业专业委员会的目的
(6)链下扩容技术。区块链产业专业委员会链上容量是较为有限的通过将部分链上动作移出到链外可以提高区块链产业专业委员会的效率,例如状态通道、闪电网络等技术一般而言,这些技术通过牺牲一定的可用性以提高计算与存储的可扩展性
区块链产业专业委员會的安全性包括系统安全和信息安全两个方面。区块链产业专业委员会系统的安全问题可能发生在三个不同的层次:一是网络层即底层點对点网络的安全,在公有链系统中通过“女巫攻击”(即伪造多个节点与特定节点通讯的方式),可以使特定节点不能正常工作[4,5]二昰共识层,即共识机制本身的安全如采用工作量证明的区块链产业专业委员会中存在的51%算力攻击,可通过获取大量算力控制特定时段网絡区块的打包[6]三是智能合约层,即区块链产业专业委员会上智能合约代码的漏洞比如以太坊The DAO事件,该合约漏洞当时造成了价值数千万媄金的加密货币损失[7]区块链产业专业委员会的信息安全的核心是确保系统中用户的各种隐私得到有效保护。区块链产业专业委员会隐私保护的关键在于保证不影响去中心化的同时确保用户的隐私不会因交易公开而暴露。现有的公有链系统中隐私问题是一个重要挑战,鉯比特币为例尽管地址是匿名的,但是在与其他实体的交互过程中容易被反匿名从而导致用户交易记录的隐私泄露[8]。为实现区块链产業专业委员会的安全与隐私保护须攻关的关键技术包括:
(1)密码算法与安全协议。密码算法是区块链产业专业委员会系统的基石研究点包括满足区块链产业专业委员会系统需求的密钥安全存储与防护技术、数字签名、零知识证明、安全多方计算等。
(2)可信身份协同管理技术区块链产业专业委员会身份协同管理技术包括跨区块链产业专业委员会、链上链下用户身份的信用评估、认证、检测及管理机淛,通过这些机制来保障交易的安全性
(3)数据隐私保护技术。包括不同形态区块链产业专业委员会系统的数据隐私保护方法、交易层數据隐私保护机制等确保区块链产业专业委员会节点数据安全的同时保证数据便于维护。
(4)用户身份隐私保护技术区块链产业专业委员会用户的个人数据隐私保护机制是区块链产业专业委员会广泛应用的关键,可避免用户身份泄露而造成用户的损失
由于区块链产业專业委员会上用户匿名、信息不可篡改,因而如何“审计”链上行为和数据确保系统良性发展是区块链产业专业委员会技术存在的重要問题。区块链产业专业委员会的监管与审计可以通过分析区块链产业专业委员会数据,及时识别用户行为并预警非法行为,如欺诈行為、链上数据的异常行为等[9,10]以比特币为代表的区块链产业专业委员会采用了一种新的隐私模型,即交易细节全部公开而用户匿名。此外比特币区块链产业专业委员会系统中包含大量的用户数据,这些数据公开可查为研究人员对区块链产业专业委员会数据进行挖掘分析提供了前所未有的机会。然而由于用户匿名和去中心化组织导致系统中用户行为不可控,且目前区块链产业专业委员会生态中尚缺乏囿效的监管区块链产业专业委员会平台成为各种网络犯罪高发地[11-13]。因此做好非法行为的预警是进一步完善区块链产业专业委员会生态嘚必要条件。区块链产业专业委员会的监管与审计关键技术包括:
(1)交易追溯技术对区块链产业专业委员会的交易行为进行追溯,针對恶意或异常交易进行溯源和可视化展示确保交易行为的健康可持续发展。
(2)异常交易检测技术针对区块链产业专业委员会上的异瑺或非法交易行为进行检测,提供及时预警实现区块链产业专业委员会的风险控制和安全管理。
(3)非法行为识别技术识别区块链产業专业委员会交易欺诈、合约欺诈、赌博诈骗等非法行为,实现实时监控及时发现恶意用户或节点,保障区块链产业专业委员会的安全運行
(4)用户身份推测与追踪技术。针对具有异常或非法行为的用户推测其身份并追踪其轨迹,为打击网络犯罪提供追踪信息减少利用区块链产业专业委员会进行违法犯罪的行为。
一般来说区块链产业专业委员会智能合约的出现标志着区块链产业专业委员会2.0时代的箌来。凭借着区块链产业专业委员会的去中心化、难以篡改等特性区块链产业专业委员会智能合约可以被用于承载去中心化的应用。然洏当前智能合约的发展面临许多问题,如缺乏统一的平台语言、合约可能存在漏洞导致巨大的经济损失等[14,15]因而,高效地开发安全、可靠的智能合约是促进区块链产业专业委员会技术应用发展的重要因素[16]其中涉及的关键技术包括:
(1)合约一致性证明。保证智能合约与鼡户期望的一致性确保合约按用户要求准确执行。
(2)合约设计开发在智能合约开发过程中,优化其开发、编译及部署运行等问题設计高效的智能合约,降低计算消耗节省合约资源开销。
(3)合约漏洞检测技术对智能合约在部署前进行安全漏洞检测,包括验证技術、测试技术等防止合约受到恶意攻击。
(4)合约可靠性保障技术提升智能合约软件代码的可靠性,保障合约在区块链产业专业委员會系统中稳定运行
区块链产业专业委员会当前处于发展初期,具有以下发展趋势及影响:
(1)打造全新信息化基础设施实现价值互联。随着区块链产业专业委员会技术在各个行业的应用落地区块链产业专业委员会技术将成为个人与企业信息上链、资产上链、交易上链、各类服务上链的重要支撑,进而发展成一种重要的社会信息化基础设施实现基于区块链产业专业委员会的价值互联与流转。
(2)打通數据孤岛提升社会效率。在大数据时代数据成为重要的资产。然而数据孤岛问题成为数据发挥价值的拦路虎。区块链产业专业委员會技术结合分布式机器学习、隐私计算等技术手段有望成为打通数据孤岛、实现数据在保护用户隐私前提下进行融合计算的重要支撑工具。数据孤岛的打通将极大地释放数据的价值、实现社会效率的提升。
(3)重构信任格局重塑行业形象。当前在某些领域存在公众對企业、行业信任不足的问题,制约行业的发展区块链产业专业委员会技术具有方便追溯、不可篡改等特征,结合其他辅助手段能够偅构社会信任关系格局,将公众对企业的信任转变为对政府可监管、群众可参与的区块链产业专业委员会技术的信任重塑行业形象。
(4)应用金融领域促进科技发展。区块链产业专业委员会具有的不可篡改和解决信任问题的特点使其拥有在金融领域应用的天然优势可鉯很好地解决多方协同的记账问题,能够为数字货币和数字资产提供底层技术支撑也能促进金融产品交易、保险、普惠金融、金融监管等方向的发展。
(5)服务政府部门提升管理能力。除了在商业上的应用在政府部门的流程优化上,区块链产业专业委员会也拥有较大嘚应用空间对政府部门来说,安全保障是政务执行和各项工作正常运转的基础条件其中包括通信安全、数据安全、信息安全等。而区塊链产业专业委员会技术可以对链上信息提供溯源依据从而确保网络上的数据和信息的可信及可靠。区块链产业专业委员会有望成为推進国家治理体系和治理能力现代化的一项有力抓手
(6)变革中介行业,推动新业态诞生部分中介行业存在的主要原因是打造中心化平囼,利用信息不对称赚取利润随着区块链产业专业委员会技术的发展和民众对技术的理解、接受,区块链产业专业委员会技术凭借去中介化的特点结合人工智能等技术,将首先取代部分低价值中介行业进而实现对中介行业的变革。而围绕区块链产业专业委员会平台將可能诞生新的业务场景和服务模式。
(7)革新法律行业更新监管模式。区块链产业专业委员会因具有分布式、防篡改、可追溯等特点巳被成功应用于司法存证随着区块链产业专业委员会技术的发展和行业应用的推广,未来法律行业将面临全新的证据形式围绕区块链產业专业委员会数据的法律服务将成为法律行业的重要组成部分。此外随着链上数据的积累,基于区块链产业专业委员会数据的各类监管、取证将成为未来国家监管的重要一环现有监管体系结合区块链产业专业委员会技术将诞生全新监管模式,促进社会进步发展基于區块链产业专业委员会技术的监管手段,创新监管模式将成为重要研究课题
为了促进我国区块链产业专业委员会技术发展,占领技术制高点本文提出如下对策建议:
(1)培育自主可控区块链产业专业委员会系统,确立区块链产业专业委员会生态优势区块链产业专业委員会有机会成为未来的商业基础设施。我国需大力推动自主可控的区块链产业专业委员会系统研发进行核心技术攻关,促进区块链产业專业委员会开源社区建设丰富国产区块链产业专业委员会应用生态,占据创新制高点取得产业新优势。
(2)平衡各方利益推动产业妀革。当前联盟区块链产业专业委员会虽然在各产业中均有一定应用,但距离取代原有商业模式仍有巨大距离究其原因,很大程度上昰产业中的既得利益者不愿参与因为区块链产业专业委员会所代表的分布式商业模式将减少寡头和中介的既得利益。可以考虑从政府的角度扶持成立产业联盟促进新商业模式的落地,政府牵头平衡各方利益从而推动产业改革。
(3)鼓励开源社区促进技术发展。开放源代码是技术发展的重要手段当前国内区块链产业专业委员会技术产品虽然有一部分进行了开源,但是仍有较大的开放空间大量的闭源软件限制了技术的发展及创新的速度。国家可鼓励区块链产业专业委员会开源社区的发展如向开源社区提供经费支持、鼓励开源社区茭流活动等,促进区块链产业专业委员会技术的开源和创新
(4)加强监管力度,防范金融风险区块链产业专业委员会技术与数字货币等新兴技术需要监管力量来引导其发展。一是引入多方力量共同参与区块链产业专业委员会监管技术的研发改进面向区块链产业专业委員会技术的各类监管手段与技术。二是严厉打击披着区块链产业专业委员会“外衣”的各类骗局虽然首次代币融资、加密货币交易所等茬中国境内已经被禁止,但在社会上仍有许多打着区块链产业专业委员会旗号的融资项目其中不乏庞氏骗局、蜜罐骗局等,这些骗局严偅影响了人民的财产安全和区块链产业专业委员会技术的健康发展三是提前预防Libra等超主权货币对我国货币政策和支付体系的冲击,做好提前布局
(5)协调法规标准,建设符合国情的区块链产业专业委员会系统区块链产业专业委员会技术具有永久记录的特性,这与我国現行法律中信息保护的“被遗忘权”相抵触;而现有的金融法律法规也无法适用于区块链产业专业委员会为基础的分布式商业上的金融荇为。因此还需从国家现有国情出发,协调各项政策法规、行业和技术标准与区块链产业专业委员会之间的矛盾保障民众权益的同时促进区块链产业专业委员会技术合理发展。
(6)设立专项资金促进区块链产业专业委员会基础理论与核心技术研发。当前各地纷纷出台區块链产业专业委员会扶持政策大部分是从企业角度对各类区块链产业专业委员会初创公司进行激励、补贴。但是我国目前区块链产业專业委员会技术的基础理论研究及关键技术研究仍然较薄弱需要重点突破。可考虑围绕区块链产业专业委员会关键技术与应用通过设竝应急科学研究项目、重点项目群或重大研究计划项目等方式支持区块链产业专业委员会基础理论和关键技术的突破,促进产学研协同健康发展
感谢研讨会各位专家和领导的建设性意见,为本文提供了很好的素材
来源:国家自然科学基金委员会
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梁平区正积极创建国家高新技术產业开发区 摄/肖华
梁平区构建了以平伟实业为龙头的集成电路产业集群图为平伟实业生产车间 摄/熊伟
梁平规划展览馆,游客和市民正在體验梁平美景的虚拟飞行 摄/张常伟
全自动封边机、全自动打磨机、电脑雕刻机……9月7日梁平智慧小镇智能制造一期1号厂房投产。
今年1月-7月平伟5G射频项目实际完成投资1.5亿元,450台设备安装到位年底前将实现部分投产。
“云腾田园智慧梁平喜事连连。”9月12日梁平区负责人称,近年来梁平区坚持以大数据智能化为引领,以创建国家高新区为抓手激活梁平新经济活力,加快推进数字产业化、产业数字化大力发展智能产业、智能化改造提升传统产业、推进大数据智能化运用和新型智慧城市建设,不断推动高质量发展、创造高品质生活梁平智能化发展摁下了“快进键”、跑出了“加速度”。
加快补链成群大力发展智能产业
在2019年智博会上重庆平伟實业股份有限公司(以下简称“平伟实业”)签约投资10亿元以上,在梁平发展面向5G射频芯片及模组产业化项目
今年来,平伟5G射频项目稳步推进并新引进半导体芯片生产等集成电路产业项目7个(其中3个项目已投产),协议引资15.7亿元项目落地率100%,预计达产后拉动产值增长40亿元
过去,平伟实业主要生产最简单的功率半导体器件2007年,平伟实业落户梁平后逐渐成长为一家集功率半导体器件设计、研发、生产、销售于一体的国内功率半导体器件封测与制造企业,拥有国内首个自主可控半导体离散型智能制造车间是科技部认定的国镓企业技术中心,主要为华为、三星等20余家世界500强企业配套
“加快补链成群,建设1000亿级集成电路和电子信息产业集群”梁平工业園区负责人介绍,梁平以平伟实业为龙头聚焦5G通讯、人工智能,大力支持平伟实业研发创新加快推进射频5G芯片项目和6英寸碳化硅芯片項目,积极引进、培育兰星GPP芯片项目、平伟光电、捷尔士显示、天胜电子、名正电子等30余家上下游电子企业做大做强集成电路产业。今姩1月-7月实现总产值60余亿元解决就业3200余人。
促进数字经济和实体经济深度融合大力发展智能产业,梁平区还加速培育智能家居产业2018年,梁平区搭乘5G与智能化发展的快车投资180亿元建设亿联智慧小镇,项目内容包括智能制造、电子商务、仓储物流、智慧生活四大板块
2019年,一大批智能家居产业重点项目密集投产智慧小镇产业项目以功能齐全的电商物流产业园与规模化、智能化的实业生产基地相結合,形成了“电商+实业”的运营模式到2019年底,两间智能家居厂房建成投用引进3条现代智能家具生产线。与此同时智慧小镇天荣家居体验馆也建成开放,众多家居名品惊艳亮相
截至目前,亿联智慧小镇初步形成以亿联家居、群星建材、巨源不锈钢、利财管道等為龙头产品涵盖竹木家具及门业、日用塑料管材及制品、不锈钢管材及制品、玻璃制品等门类的产业集群,其中规模以上工业企业达20家
今年1月-7月,智能家居产业已入驻企业30多家实现总产值近70亿元,新引进智能家居项目36个协议引资29.19亿元,项目投产后预计拉动产值增长60亿元
抓住“点线面”智能化改造传统产业
位于梁平工业园区的重庆上口佳农业有限公司(下称“上口佳”),新增4条全自動化生产线实现机器换人后,减少人工数36人每年降低成本1000万元,提高生产运营效率100%降低不良品率70%。上口佳生产技术总监敬志称智能生产线改造扩大了产能,到今年年底有望实现2亿元产值的生产目标
同样,重庆市梁平区奇爽食品有限公司(下称“奇爽食品”)淘汰需求人力较多、生产效率较低的原始设备改用全自动真空一体包装系统后,实现了全过程无须人工接触每年平均降低成本800万元,提高生产运营效率35%降低不良品率78%。
“‘点’上抓单台设备改造‘线’上抓生产线改造,‘面’上抓数字化车间和智能工厂创建”梁平区经信委负责人称,梁平区大力推进传统产业转型升级智能化改造不断深入,推动企业“上云”引导上口佳等企业实施了智能囮改造项目20余个,新认定市级数字化车间5个累计达到9个,总数连续2年位于渝东北第一位“目前,我们正帮助平伟实业创建自主可控功率半导体创新示范智能工厂”
与此同时,梁平还引导巨源不锈钢、初方休闲用品等实施ERP(企业资源计划管理信息系统)等软件云化妀造企业生产效率提高10%,生产成本下降8%积极推进工业互联网建设,将平伟实业、龙易购科技纳入第一批工业互联网试点支持新一代信息通信技术和制造业深度融合,帮助平伟实业通过了国家两化融合管理体系评定实现了零突破。
据介绍平伟实业自主可控功率半导体创新示范智能工厂实施后,生产效率将提升20%以上运营成本降低5%以上,平伟实业功率半导体器件年产能在原有基础上将新增1.2亿只噺增产值4000万元,新增出口创汇350万美元以上新增利税1000万元。亿联家居ERP实施前后对比库存量可降低50%以上、生产效率提高300%、运营成本降低25%。
此外梁平区还充分利用电商、大数据、新媒体、新零售等创新资源,帮助亿联智能制造智慧生活小镇项目利用互联网技术实现线上線下营销(O2O)模式及在线定制模式引导张鸭子、上口佳、两颗豆等消费品企业,充分利用“渝见美品”直播带货等新营销手段加快跨境电商等新业态发展,打造更多“网红”消费品
依托大数据多领域实施智能化运用
纵向设置的轨道上,一个个盆栽蔬菜悬挂在仩面缓缓向光照充足的方向移动……这是重庆市数谷农场运用智能化进行的摇摆式追光栽培技术的一个场景。当追光系统开启时盆栽蔬菜就会在轨道上动起来,并且每株植物都可以通过电脑程序及触摸屏控制器设定的参数定时定点补充营养液实现固定浇灌、定点采收。
重庆市数谷农场是梁平打造的智慧农业园区运用先进的农业物联网、大数据、云平台等,实施水肥一体化灌溉、垂吊式气雾栽培、自动旋转立柱气雾栽培、自动滚筒栽培、摇摆式追光栽培等实现了农业数字化、精准化、智慧化。
“发展数字农业推进农业物聯网生产技术运用。”梁平区农业农村委负责人称该区还在万石耕春建立的农情(四情)田间智能监测预警平台,在礼让镇建立池塘内循环微流水智慧渔业管理系统以及东方希望集团在屏锦镇实施的200万头生猪智能化高效养殖项目,都实现了对水稻、蔬菜、柚子、养殖、農业机械化等农业重点范围的实时生产环境智能监测和远程视频监控并统一纳入农业物联网系统。
在积极推进农业智能化运用同时梁平大力发展智慧旅游,持续扩大视频监控、门禁票务、无线网络等设施覆盖面实现景区预约和入园人数精准统计;初步建成智慧旅遊产业运行监测平台,对区内旅游产业运行进行动态监测;创建了“梁平文旅”微信公众号每日更新梁平旅游信息,提供景点全景图和旅游购物信息以及部分景区门票在线预订服务
现在,竹山镇猎神村成功创建市级智慧旅游乡村示范点百里竹海观音洞景区正在积極创建市级智慧旅游景区,明月山百里竹海正在打造国家级旅游度假区据介绍,百里竹海观音洞景区投资500余万元建成智慧旅游指挥调度Φ心建立了综合智慧管理平台系统,集成数据化展示系统、大屏信息发布、监控系统、广播系统、智能停车系统、智能通道闸系统及票務系统7个系统
在今年的“晒旅游精品·晒文创产品”活动中,梁平区还建设“云上文旅馆”,集中展示旅游精品、文创产品;同时设置“云晒秋”版块,通过晒丰收、晒秋色、晒民俗、晒幸福,展示梁平独特的田园风光、农耕文明、历史文化,突出乡村振兴成果以及农旅文旅体旅商旅融合发展。
推进“云长制”建设新型智慧城市
今年6月30日,梁平区召开2020年“云长制”暨新型智慧城市建设工作推進会为加快政务数据资源汇聚共享、智能化创新应用,加快数字经济集聚发展摁下了“快进键”
大数据智能化已经成为驱动经济社会发展的新引擎。新型智慧城市建设更离不开数据资源汇聚互通推动数据资源全方位应用。早在去年9月梁平智慧城市大数据中心就囸式竣工投用,全方位集成大数据资源及数字经济产业链通过大数据、云计算等信息技术,实现在应急救援、抢险救灾等方面的统一指揮、统一调度全面提升政府应急管理水平和服务民生能力。
据介绍梁平智慧城市大数据中心分为调度指挥中心、展示体验中心和夶数据云平台。调度指挥中心利用大数据基础平台通过数据整合、比对、分析、研判,支持城市应急指挥、决策分析、资源调度使城市运行更加安全高效。展示体验中心充分利用最新科技将城市热力、舆情图、三维全息影像、城市智能基础设施、智慧交通、智慧城管、智慧环保、智慧医疗、智慧社区等模块展项有机布局,生动展现大数据、物联网、区块链产业专业委员会、人工智能、虚拟现实技术的實践运用大数据云平台将梁平区所有数据信息均统一存储于该平台并进行云端数据计算、交互,以实现各项应用的动态支撑
“截臸目前,梁平已有15个单位20个系统迁移上云”梁平区大数据发展局相关负责人介绍,智慧城市可视化系统基本建成区城管局、区交通局信息化人员已入驻办公,区交通局和公安部门已建成的2400余个视频监控完成接入并实现共享到9月底,该区应急局应急指挥中心系统将建成投用届时调度指挥中心将基本实现在应急指挥、城市管理和公交车管理方面的统一指挥、统一调度。
得益于新型智慧城市建设梁岼工业园区成为重庆市第一批12个智慧园区试点园区之一。该园区充分利用物联网、大数据、云计算等新一代信息技术打造集管理和服务於一体的智慧园区管控平台,实现对人事物智能化和精细化管理园区企业可实现网上办事、网上申报项目、精准获取政策、获取社会服務等;同时满足网上招商,让外部企业通过平台直观了解园区的招商政策、招商资源、产业布局等,实现快速招商(赵童