區(qū)塊鏈技術(shù)在無線電行業(yè)的應(yīng)用淺析

胡瑩瑩，董思喬

（國家無線電監(jiān)測中心，北京 100037）

0 引言

近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的迅猛發(fā)展，引起人們的廣泛關(guān)注，作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代最熱門的科學(xué)技術(shù)之一，區(qū)塊鏈憑借其開放、共享、協(xié)同的技術(shù)形態(tài)，發(fā)揮著不可替代的作用。當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用已逐漸呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢，各行業(yè)都在探索區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景及可能產(chǎn)生的影響。

1 區(qū)塊鏈原理及特性

1991年，W.Scott Stornetta 和Stuart Haber 共同撰寫的題為“如何為數(shù)字文檔加蓋時(shí)間戳”的出版物，加密數(shù)字時(shí)間戳技術(shù)就是早期的區(qū)塊鏈技術(shù)。2008年，中本聰在論文《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中提出了基于區(qū)塊鏈構(gòu)建比特幣的理論，隨著比特幣價(jià)格的上漲，區(qū)塊鏈技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注。

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種新的理念和思想，目前業(yè)界并沒有嚴(yán)格的統(tǒng)一定義，簡單理解，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)有序連接，并且以密碼學(xué)方式保證其不可篡改、不可偽造的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

1.1 區(qū)塊鏈基本原理

區(qū)塊鏈?zhǔn)蔷C合使用分布式數(shù)據(jù)庫、P2P 技術(shù)、共識機(jī)制、智能合約等技術(shù)的新型應(yīng)用模式，將區(qū)塊有序的鏈接起來形成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一種幾乎無法被更改的分布式數(shù)據(jù)庫?！胺植际健辈粌H體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式存儲，也體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式記錄。區(qū)塊鏈上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)里都存儲了整個(gè)區(qū)塊鏈的全部信息，鏈條上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間互相作為備份，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息丟失時(shí)，可以通過使用共識算法等，從其他節(jié)點(diǎn)重新獲得本地的存儲數(shù)據(jù)。各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)由所有參與者共同擁有、互相監(jiān)督，所有節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)和更新數(shù)據(jù)庫。

圖1 區(qū)塊鏈原理圖

1.2 區(qū)塊鏈特征

區(qū)塊鏈?zhǔn)且淮褂妹艽a學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脜^(qū)塊記錄交易信息，由于任何一個(gè)區(qū)塊的數(shù)據(jù)發(fā)生改變都會(huì)對后續(xù)區(qū)塊鏈產(chǎn)生影響，篡改數(shù)據(jù)幾乎成為不可能的事件。區(qū)塊鏈技術(shù)主要具備以下特征：

（1）去中心化：去中心化是區(qū)塊鏈最基本的特征，區(qū)塊鏈的各節(jié)點(diǎn)使用分布式存儲，不存在中心化的管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)地位、權(quán)利和義務(wù)相同，且互為備份，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采用共識機(jī)制進(jìn)行協(xié)同，確保在非中心化結(jié)構(gòu)的情況下，存儲數(shù)據(jù)能夠真實(shí)、有效和完整，從而避免傳統(tǒng)中心化網(wǎng)絡(luò)中單點(diǎn)信任、單點(diǎn)故障等風(fēng)險(xiǎn)，保證了存儲數(shù)據(jù)的真實(shí)性和不可抵賴性。

（2）透明性：除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)開放。鏈上各節(jié)點(diǎn)都可查看其他節(jié)點(diǎn)的所有歷史交易、參與新的交易以及更新區(qū)塊鏈賬本，任意節(jié)點(diǎn)的交易數(shù)據(jù)均可被所有節(jié)點(diǎn)查詢及追溯。

（3）自治性：區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議能夠自由安全的交換、記錄和更新數(shù)據(jù)，將對“人”的信任轉(zhuǎn)變?yōu)閷?jié)點(diǎn)設(shè)備的信任，任何人為的干預(yù)都是無效的。

（4）不可篡改：區(qū)塊鏈上節(jié)點(diǎn)都擁有鏈上所有數(shù)據(jù)記錄，依靠鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、時(shí)間戳等技術(shù)形成了數(shù)據(jù)的不可偽造的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)記錄經(jīng)過驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，將被永久存儲，而共識機(jī)制使得修改大量區(qū)塊的成本極高，幾乎是不可能完成的任務(wù)。在攻擊者無法控制51%以上節(jié)點(diǎn)的情況下，區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)是無法被篡改的。

2 區(qū)塊鏈的應(yīng)用

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)由金融行業(yè)擴(kuò)展到數(shù)字政務(wù)、司法鑒證、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域，其發(fā)展呈現(xiàn)逐步擴(kuò)大的態(tài)勢，區(qū)塊鏈在各行各業(yè)發(fā)揮著促進(jìn)社會(huì)變革和行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的積極作用。

（1）金融行業(yè)。金融市場中交易雙方信息通常存在著明顯的不對稱，而信息的不對稱會(huì)導(dǎo)致巨大的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致金融秩序的混亂。區(qū)塊鏈技術(shù)為弱中心化的信任機(jī)制提供了可能，目前該技術(shù)已在數(shù)字貨幣、金融資產(chǎn)交易結(jié)算、金融征信、反洗錢等領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，對提高支付效率、防范金融風(fēng)險(xiǎn)、降低交易成本具有顯著的成效。

（2）數(shù)字政務(wù)。政府的管理活動(dòng)涉及到公民的基本權(quán)益與社會(huì)的正常運(yùn)營，對信息的可靠性、安全性具有很高要求，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，不同機(jī)構(gòu)之間的信息資源可以集中到一個(gè)鏈上，更多的政務(wù)信息資源可以被公開、被利用，更多的涉及公共利益的監(jiān)管信息可以被全程記錄并公開，在開放共享和信息真實(shí)的基礎(chǔ)上也加強(qiáng)了公眾的參與程度。

（3）司法鑒證。區(qū)塊鏈在司法系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中于司法取證、存證、示證領(lǐng)域。區(qū)塊鏈可以通過時(shí)間戳證明某個(gè)文件或者數(shù)字內(nèi)容在特定時(shí)間的存在，可以在電子數(shù)據(jù)的生成、收集、傳輸、存儲的全生命周期中，對電子數(shù)據(jù)進(jìn)行安全防護(hù)、防止篡改、并進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的審計(jì)留痕，從而為相關(guān)機(jī)構(gòu)審查調(diào)查提供有效手段。

（4）物聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展至今，提及多年的萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)中的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其數(shù)量和狀態(tài)都在不斷的變化，這將產(chǎn)生大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供一個(gè)自組織、自我調(diào)節(jié)的系統(tǒng)提供了可能，其去中心化的特點(diǎn)為物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息和價(jià)值的轉(zhuǎn)換提供了解決方案。此外，區(qū)塊鏈密碼學(xué)加密技術(shù)，保護(hù)了物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的隱私。

3 區(qū)塊鏈在無線電領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)想

（1）動(dòng)態(tài)頻譜共享，頻譜是信息技術(shù)的重要載體，隨著頻譜資源的日益緊張，動(dòng)態(tài)頻譜共享成為解決供需矛盾的重要手段之一。區(qū)塊鏈作為一種分布式的數(shù)據(jù)存儲，其去中心化和自治性等特性為探索使用區(qū)塊鏈作為動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)的低成本替代方案提供了可能，基于區(qū)塊鏈的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)不僅降低了動(dòng)態(tài)頻譜接入集中存儲系統(tǒng)的管理費(fèi)用，還可以靈活的增加接入等級和接入用戶。

（2）行業(yè)數(shù)據(jù)管理，存儲在各級無線電管理機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的的大量無線電行業(yè)臺站、頻譜數(shù)據(jù)是無線電行業(yè)重要的資源，區(qū)塊鏈技術(shù)在明確數(shù)據(jù)共享范圍及對象的前提下，可為各級無線電管理機(jī)構(gòu)諸多用戶提供數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)更新等服務(wù)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，降低無線電大數(shù)據(jù)應(yīng)用門檻，鏟除數(shù)據(jù)孤島，擴(kuò)大無線電大數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍和參與人員，促進(jìn)無線電數(shù)據(jù)價(jià)值提升。通過基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享安全技術(shù)研究，達(dá)到共享數(shù)據(jù)在存儲上不可篡改、在流通路徑上可追溯、在數(shù)據(jù)管理上可審計(jì)的目的，保證數(shù)據(jù)在存儲、共享、審計(jì)等環(huán)節(jié)中的安全，實(shí)現(xiàn)真正意義上的信息共享全流程管理。

4 結(jié)束語

基于區(qū)塊鏈的無線電行業(yè)應(yīng)用，可以充分挖掘無線電行業(yè)數(shù)據(jù)的潛力，為行業(yè)精細(xì)化管理、重大活動(dòng)保障等提供支撐，提高行業(yè)管理信息化水平。