“物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”應(yīng)用與發(fā)展白皮書

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1、前言當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正持續(xù)深入，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)能。區(qū)塊鏈作為“去中心化”協(xié)作、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法和智能合約等技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信任管理領(lǐng)域的集成，近年來已成為眾多國家政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注熱點(diǎn)，相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)組織層出不窮，產(chǎn)業(yè)界亦紛紛加大投入力度，尋求相關(guān)技術(shù)方案應(yīng)用落地。我國《“十三五”國家信息化規(guī)劃》中把區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)重點(diǎn)前沿技術(shù)，明確提出需加強(qiáng)相關(guān)新技術(shù)的創(chuàng)新、試驗(yàn)和應(yīng)用，力求搶占先機(jī)，掌握新一代信息技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。在2019年10月24日中共

2、中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)會(huì)上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)已被應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易、可信云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)管理等諸多領(lǐng)域并將逐步與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，助力實(shí)體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。業(yè)界預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈與人工智能等技術(shù)的融合應(yīng)用將引發(fā)新一輪的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革。本白皮書由中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)委員會(huì)（TC10）總體組（WG1）物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈子工作組牽頭，TC10各工作組共同參與編寫，主要參與編寫單位包括：中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司、中興通訊股份有限公

3、司、中國信息通信科技集團(tuán)有限公司、中國信息通信研究院、北京郵電大學(xué)、南京郵電大學(xué)、中國電科信息科學(xué)研究院、中國電信集團(tuán)有限公司等，主要參與編寫專家包括（排名不分先后）：加雄偉、楊開敏、穆曉君、孫進(jìn)芳、嚴(yán)斌峰、黃崢、鄭錦榮、李鏗、桑梓勤、羅松、亓峰、沈蘇彬、馬超、張亮亮、胡杰等。本白皮書系統(tǒng)介紹了區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)、國內(nèi)外區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)融合帶來的技術(shù)優(yōu)勢，著重分析了區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)和行業(yè)應(yīng)用等方面的發(fā)展及應(yīng)用情況，并提出了物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展建議，希望與業(yè)界分享，切實(shí)提升物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈融合發(fā)展與應(yīng)用水平。目錄一、概述11.1區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)2

4、1.2區(qū)塊鏈的產(chǎn)業(yè)情況41.3區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)的融合7二、區(qū)塊鏈促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展92.1提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力92.2提升網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算能力102.3提升物聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證能力112.4提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全防護(hù)能力122.5提升通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力132.6提升國際漫游結(jié)算能力132.7提升物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理能力14三、區(qū)塊鏈提升物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的能力143.1基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)143.1.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的部署與訪問183.1.2物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接與訪問193.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集與訪問203.1.4物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈的參考模型213.1基于區(qū)塊鏈的云服務(wù)223.1.1區(qū)塊鏈云服務(wù)223.1.2區(qū)

5、塊鏈邊緣云服務(wù)23四、區(qū)塊鏈賦能物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用244.1智慧城市254.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)264.3物聯(lián)網(wǎng)支付274.4供應(yīng)鏈管理284.5物流與物流金融284.6溯源防偽294.7智能交通304.8醫(yī)療保健304.9環(huán)保314.10能源324.11農(nóng)業(yè)344.12車聯(lián)網(wǎng)36五、“物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”發(fā)展建議36附錄A術(shù)語40附錄B區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)、專利與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟42B.1區(qū)塊鏈國際標(biāo)準(zhǔn)42B.1.1ISO42B.1.2ITU43B.1.3IEEE43B.1.4W3C44B.2區(qū)塊鏈行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)45B.3區(qū)塊鏈專利申請(qǐng)47B.4區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟48B.5區(qū)塊鏈開源平臺(tái)50圖表圖1邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

6、11圖2傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)15圖3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)工作模式16圖4基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)18圖5物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈的參考模型21圖6BaaS框架23圖7區(qū)塊鏈應(yīng)用全景圖25一、概述近年來，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展迅速。隨著越來越多的物（物理世界的物和虛擬世界的物）的接入需求，現(xiàn)有的基于中心化信任管理的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)平臺(tái)將面臨越來越多的挑戰(zhàn)。權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測2020年物連接數(shù)將超過500億，2025年物連接數(shù)可能超過1000億。萬物互聯(lián)將重新塑造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)平臺(tái)。與此同時(shí)，萬物互聯(lián)也將使得現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)平臺(tái)面臨巨大挑戰(zhàn)，主要包括：——擴(kuò)展能力：承載百億級(jí)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)

7、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)平臺(tái)需要有新型的系統(tǒng)擴(kuò)展方案；——網(wǎng)間協(xié)作：運(yùn)營商之間需要構(gòu)建新型的協(xié)作關(guān)系來滿足海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入服務(wù)；——安全與隱私保護(hù)：缺乏針對(duì)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)安全手段，以及隱私保護(hù)的措施；——信任機(jī)制：缺乏針對(duì)解決復(fù)雜環(huán)境下的海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接與數(shù)據(jù)可信機(jī)制；——通信協(xié)作：缺乏海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間通信的兼容和協(xié)作機(jī)制。近期，隨著5G標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)、各國頻譜加速發(fā)放，5G商用進(jìn)程正在快速推進(jìn)。5G網(wǎng)絡(luò)將提供不少于十倍于4G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)速率和海量連接，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延可以降低至1毫秒，且引入虛擬化、云化、智