佳都新太科技股份有限公司 徐建明
区块链技术在安防行业的发展情况
早在2016年12月，区块链首先被作为战略性前言技术、颠覆性技术写入国务院发布的《国务院关于印发"十三五"国家信息化规划的通知》，在国家政策的大力支持下，区块链应用爆发，而在安防领域，区块链也迎合了安防的多方面需求，实现了更多价值。区块链这种计算机技术的新型应用模式具有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等特点，而其中核心的一个特点就是：记账认账！。狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。这个分布式账本，是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链的本质是一个分布式的账本技术，通过分布式数据存储、共识算法、加密算法、点对点传输网络等一系列高新技术组合，保证了数据的不可篡改，永久保存，对于信息化时代下的数据安全保护具有重大意义。区块链的不可篡改性和可追踪性保证了货物信息实时追踪与产品数据双向安全，提高运输过程的透明度。安全是区块链技术的一大特点，其利用分布式的存储架构，节点越多，数据存储的安全性越高，还通过防篡改和去中心化的巧妙设计，任何人都很难不按规则修改数据。对于安防来说，区块链能颠覆性地解决当今安防产品发展所面临的一些关键性问题。
从区块链技术本身来说，由于其按照时间序列存储的分布链式结构存储数据使其具备强时序性，区块链存储的基本单元是区块，记录着存储期间所有状态改变的过程和结果，新增的区块又保留着前一区块的所有信息，每个区块按生成顺序排列联结组成链表，就构成了区块链。区块链因具有不可篡改、智能合约、分布存储等技术特征，构建了独特的信任机制，在城市领域得到广泛应用。相比于传统数据库，区块链具有如下几项主要特征：一是分布存储。传统分布式计算是将海量数据切分为成百上千的碎片，交给多台服务器并行运算，实现海量数据的快速计算。区块链分布式存储，则是将所有数据同步到网络每一个节点，没有中心节点，每个节点都是平等的，都保存着整个数据库。因此，区块链的分布式储存架构节点越多，数据存储的安全性也就越高。二是不可篡改。传统数据库具有增加、删除、修改和查询四个经典操作，区块链放弃“删改”，仅保留了“增查”两个操作。对于全网数据而言，用加密技术保障信息传输安全，数据传输历史随时间叠加进入区块中并严格按时间顺序单向推进。时间不可逆使得任何试图入侵和篡改区块链数据的行为都很容易被追溯，导致被其他节点排斥，从而有效限制相关不法行为。三是多方维护。传统的数据库是一种单方维护的信息系统，不论是分布式架构，还是集中式架构，都对数据记录具有高度的控制权。区块链引入一种多方维护的共识机制，写入数据不由单一主体单方面控制，需要经过多方验证形成共识，才能写入。数据维护方式的改变，增强了数据存储的一致性。四是智能合约。传统上，财务资金流和商务信息流是两个截然不同的业务流程，商务合作签订的合约，在人工审核、鉴定成果后，再通知财务进行打款，形成相应的资金流。智能合约基于事先约定的规则，通过算法代码形成一种将信息流和资金流整合同步的“内置合约”，实现履约自动化和智能化。
区块链技术在安防行业的落地有其行业特点的影响，使得新型智慧城市的发展建设需要区块链。新型智慧城市经过几年发展，已有长足进展，但仍存在一些根本性的问题，包括发展路径不清、数据共享不足、应用体验不佳以及体制机制等方面。其中在技术层面，围绕数据的“可用”、“可享”、“可管”、“可信”等问题更为突出。城市基础设施转型需求迫切。一是城市信息基础设施急需实现协同共用。随着我国城镇化的快速发展，城市人口和产业承载能力不断提升，城市信息基础设施将拥有超过百亿级传感终端。当前，单一传感终端获取所需信息相对片面，而不同传感终端所属不同提供商，设备间信息协同需聚合至统一的平台，信息协调效率低，且存在较高商务壁垒。此外，智慧城市发展遵循以人为本，应面向自然人、法人、城市三大对象提供全方位服务。但当前，各地市仍缺乏“云、管、端”一体化协同发展的信息基础设施，导致针对不同对象、使用不同载体的信息交互协同能力薄弱。二是城市传统基础设施亟待加强运行管控。在能源方面，城市内、城市间能源传输网络已基本建成，以电力为例，随着城市用电量持续上升、城市峰值用电差日益显著，城市内、城市间电力运营调度及电力公司与民电供电交易管理等方面矛盾日益突出，能源设施运行管理能力亟需提升。此外，在城市管网方面，供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等地下管线已成为保障城市健康运行的重要基础设施，而随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显。建成统一规划、统一建设、统一管理的地下综合管廊运营管理系统，同样面临参与主体多、数据规模大等挑战。城市数据治理亟待攻坚克难。一是城市数据流通共享难。电子政务应用不断发展深化，产生大量的政务数据，数据资源有效共享成为提升城市治理能力的关键，但目前政务数据面临着“纵强横弱”的局面。一方面，行政区隔形成天然屏障。政府部门存储着个人、组织及活动等大量数据，这些数据分散保存在不同部门的不同系统，条块打通困难。此外，政务系统重复性建设，缺乏标准统一的数据结构与访问接口，业务数据难以实现跨部门流通共享。另一方面，政务协同共享缺乏互信。在“谁主管、谁提供、谁负责”和“谁经手、谁使用、谁管理、谁负责”的政务信息共享原则下，当前技术手段难以清晰界定数据流通过程中的归属权、使用权和管理权，政府部门之间缺乏行之有效的互信共享机制。二是城市数据监督管控难。在城市治理中，对于政府重大投资项目、重点工程与社会公益服务等敏感事项，政府监管出现纰漏或政策约束力不足，容易造成社会不良影响。一方面，伪造篡改导致监管乏力。如政府投资重大项目建设过程中，建设主体出现违法违规操作，谎报或瞒报关键活动信息，如挪用资金、事后篡改文件或伪造证据。这些漏洞如不能及时发现，容易导致监管缺位。另一方面，存证不足造成追责困难。在现有政府信息资源管理框架下，业务监管的数据采集、校核、加工、存储及使用的全过程管理体制仍不完善，缺少基于数据信息的全流程可追溯手段。一旦发生违法违规事件，证据缺失将给调查取证带来困难。三是数据安全有效保障难。在智慧城市建设与发展进程中，人与人、物与物、人与物将加速联结，智能化产品和服务将不断涌进城市管理活动和人民日常生活，产生大量的公共数据和个人数据。城市数字化发展形势下的隐私保护，成为城市数据治理不可规避的重要问题。当前，隐私数据泄露事件频发。用户作为数据的生产者，在本质上缺少数据所有权和掌控权，往往未经同意就被第三方平台采集和出售，导致用户隐私数据大规模泄露事件频频发生。此外，数据授权使用举步不前。数据授权使用尚无明确规范，数据安全使用缺乏保障措施，潜在风险难以评估，我国在推进政务数据授权使用方面进展缓慢。城市智能应用亟需创新突破。一是多主体参与信用体系建设成本高。新型智慧城市是城市发展的高级阶段，城市智能应用要为不同主体提供跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的一体化协同服务。城市智能应用涉及政府、企业、市民等多个参与主体，各参与主体间相互协作建成信用体系成本高，创新智慧城市应用亟需建立良好的社会信用体系，解决多主体之间的信任问题。二是事故发生问责难。城市正常运行涉及方方面面，大量日常事件与突发应急事件持续发生，相关事件具有所属类型多、来源渠道多、涉及部门多、处理流程长等特点，一旦发生事故，涉事多方各说其词，原因追溯与追责通常比较困难。因此，在智慧城市建设过程中，要实现城市规划、建设到管理的全生命周期、全过程、全要素、全方位的数字化、在线化和智能化，做到事故原因可溯、责任可追。那么，区块链赋能安防，具体迎合了哪些需求，实现了哪些功能呢：
一、区块链可以解决视频监控的隐私问题
以智能摄像头泄露隐私事件为例，如何使用区块链技术避免？使用区块链技术，可以方便物联网各个节点之间建立信任关系，也即可以让用户与摄像头，甚至各个物联网节点之间的相互认证变得更加便捷。这需要进一步地研发相关的应用系统，从系统使用管理共同入手，才能保障智能家居的安全，并保护用户隐私。
二、区块链技术有助于打造更好的智能交通体系
结合区块链技术，智能交通体系可更好地改善道路安全、缓解交通拥挤、降低能源消耗、减少环境污染，还能提升运输系统的能效，加强交通资讯的整合，可以更好的配合交通管理与监控。比如，利用区块链技术对一些交通违章罚款，可以由区块链电子货币直接即时支付等；解决城市停车难题，比如，如何精准找到车位，如何提升效率实现停车费后付，区块链的数据能力和账本的管理就变得非常重要，而且账本区块链在依据停车数据建立征信体系方面也会有较多的应用，可以在一定程度上提升车主的自觉性。区块链技术作为前沿领域科技，可以从交通资讯、通信、控制、车辆及机械等方面对各种运输系统进行开级，从而改善交通远物现状，使既有及未来可能增加的有限运输资源得以发挥最大的效用与效率。利用区块链的半公开，可将车辆和币地址绑定，进行车辆认证管理，像“电子车牌号”，对一些交通违章罚款，可以由电子代币(Token)即时支付。根据区块链记录车所在位置，判断交通拥堵情况，智能疏导交通。智能调整各路段的收费标准，不同时间、不同路况的收费不同，可最大效率缓解堵车，提高道路效率。
三、区块链技术解决安防数据孤岛与数据泄露
数据孤岛、信息泄露，对于业界而言，也已经成为安防行业发展的重要障碍，区块链等新技术的出现，为安防行业解决这两个问题带来了可能。在传统安防体系中，各平台系统数据开放程度低，很难开展多维数据融合分析。以人脸识别为例，单纯依靠算法算力来提高识别准确率是不够的，还需要利用包括定位、车辆在内的大规模多模态的数据整合才能实现追踪与分析目标的目的。而区块链的去中心化、数据不可篡改、永久可追溯等特性，可以通过全网的分布记账、自由公方和数据垄断方的共赢，让安防数据信息在短时间内发挥出更大效用。此外，安防行业海量视频数据与特征数据的安全问题也一直吸引着人们的关注，涉及隐私安全的事时有发生，信息安全一直处于风口浪尖的位置。虽然区块链的系统是公开的，但其核验、发送等数据交流过程却采用了先进的加密技术，这种技术不仅确保了数据的正确来源，也确保了数据在中间过程不被人拦截。如果区块链技术的应用更为广泛，那么其遭受黑客袭击的概率也可能会下降，因此区块链系统要比传统系统更为安全稳妥。
区块链技术在智慧城市领域的具体应用及对安防行业的影响
区块链技术智慧城市领域的具体应用适用场景非常丰富，从最常见的访客门禁系统这样的小应用，到应急管理防灾减灾救灾这样的大系统都非常适用。
应急管理中重大灾害的救援是一个“巨复杂系统”，灾害发生后的受灾人员，政府、企业、志愿者都参与救援，大量人员、物资如何有效调配是应急管理的关键。作为一种新应用模式，区块链具有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的优势，提供了一个可以让多方来参与维护的、一致的、可共享但不可篡改的分布式数据库，增强了透明度、安全性和效率。区块链技术是去中心化的技术，而灾难发生也是无中心的事件，去中心化的区块链技术结合无中心的灾难事件，应用于中心化的应急管理工作，可以大大提高效率。
首先，区块链智能合约实现灾害快速响应。灾难发生后信息后要报到政府，通过政府来调动物资和资源，参与抢险救援。区块链智能合约技术可以实现灾害信息的快速响应，从而提供点对点的服务、物资、人员，提高应急管理效率。
其次，区块链金融、区块链物流避免救灾“糊涂账”。救援往往是不计成本地投入大量装备、资源、物资，但真正需要多少？用了多少？用在哪里？却难以统计，因此容易形成“糊涂帐”。区块链具有不可更改属性，区块链物流技术可以追踪物资流向，有效调配跟踪资源，区块链金融技术可以解决灾害救援资金的结算问题。
此外，区块链“币天”技术可以解决捐赠物资的重复和冒领问题。区块链是比特币的一个重要概念，比特币是持有者的权益证明，持有数量越多、时间越长，权益就越大，币量乘以持有天数就是“币天”。通过“币天”技术可以了解物资谁领用了，使用了多少、还需要多少等问题。
近一年来，国家应急管理部门对危险化学品的风险监测预警愈发重视，而面对危化品的的六大环节中，区块链技术构建的解决方案发挥了重要的作用。
举例说明：危化品以上六大环节中，监管盲区的是“黑作坊”。其存在有两条共性问题：第一、黑作坊在每个环节中都有一定比例，是盲区中的重难点，往往利用监管漏洞钻空子，形成黑作坊业主本身就是为了逐利而存在，其产业链也是利用危化品的“黑产”来形成的，比如利用生产，贮存，运输等环节的正常损耗额度进行累计，形成硕鼠般的倒买倒卖，形成黑窝点。第二、黑作坊的监管针对的危化品的物品追朔是难以跟踪的。而通过在危化品的六大环节中使用区块链技术，应用在电子发票中，物资流向中，商品产供销中，关联上每一个出入库动作中就使得单位数量人为作假无法施行，每一个隐患点风险点排查除恶务尽。达到了统一指挥、上下联动、反应灵敏、专常兼备、平战结合的建设目标。从整个应急管理体系来看，区块链技术可解决应急管理与安全治理领域各信息系统各自为政、信息难以共享问题。应用区块链技术可实现信息共享和授权访问，使得各监控系统、装备部门、装备使用部门以及现场指挥部门间的信息充分共享和在各自权限范围内共享数据，有效提升应急管理与安全治理水平。区块链技术可解决应急管理与安全治理信息信任风险。区块链系统拥有开放、透明的特性，上链信息无法篡改，可实现每个节点上传数据的完整和可追溯，很好解决应急管理与安全治理领域信息信任风险。区块链技术可解决应急管理与安全治理执行效率低的问题。区块链系统拥有智能合约和共识机制等特性，上链信息无法篡改、达到预设条件可自动执行，很好解决应急管理与安全治理领域执行效率低、执行不到位的风险。区块链技术可解决应急管理与安全治理领域数据容灾备份和数据安全问题。区块链系统是分布式存储，具有可靠的数据库，部分节点解决出现问题不影响整个系统的正常运行和数据库的完整。区块链技术在应急管理中能起到什么作用？区块链技术与应急管理是天然的结合，能够解决管理效率、救援物资调配、救援资金结算等多个难题。
区块链技术也非常适用于从最常见的访客门禁系统这样的小应用。在这里，我们以企业单位的门禁系统为说明事例，探讨二维码与区块链相结合，实现一种可以匿名的二维码门禁出入授权许可。在传统的门禁系统中，对于出入人员的管理，主是是通过刷卡、指纹、虹膜、或是人工授权等工作。在传统的门禁管理系统中，对于内部员工管理十分方便，而且功能完善，尤其是近几年的互联网快速发展，越来越多的中小企业单位，也开始安装自己的门禁系统，实现对企业内工作人员的出入自动化管理。无论是刷卡，还是指纹等技术，都需要事先采集进出人员的个人信息，然后存放到门禁的管理系统中，实现管理。这对于内部长期工作的员工来说，很方便，但是对于那种动态出入的临时人员，却不太方便。例如上门拜访的访客，或是临时几个小时的临时维修工等等，如果为这些临时人员发卡，或是采集身份信息，虽然也很快捷，但确不是一种好的方式。一是成本高，二是管理不方便。单位需要事先准备一些备用卡或是采集数据，存放到门禁系统中，或是需要客服人员一直在线进行接待管理。基于这种考量，我们希望能有一种方法可以解决临时用户，对门禁设备使用需求，我们想到了二维码识别技术，这要得益于手机飞速发展，在中国几乎人人都有一部手机，这为创建二维码授权技术的门禁系统提供了可行的方案。下图是一个基于二维码技术门禁设备原理图：
二维码技术飞速发展与手机等移动设备大面积普及，使上面方案成为了可能，访客可以通过手机或是互联网方式，预约上门拜访，然后拿到一张临时人员二维码授权许可图片，然后可以将这张二维码打印到纸上，或是存放到手机上，当到达门禁设备时，门禁设备可以通过识别这张二维码，实现对访客出入授权管理。做到无人职守。我们可以将二维码技术成功的复制到现有门禁系统，仅需要对其添加二维码分发与识别功能，成本十分低廉，而且也创建了不错的管理成本效益，它降低现有门禁系统管理工作难度，提高了工作效率。
在二维码基础上，我们又畅想了这样一种应用场景，匿名的访客授权管理，例如刑侦工作人员或是特殊工作人员，需要进入某个区域，但是确实是合法需求，或是出于隐私或是安全的保护，需要这样做，我们期望实现只对那些持有指定设备、证件、或是某种规则要求的指定人员进行授权。那么下面这种基于区块链级别的二维码授权技术是不错的解决方案。在这个方案中，单位和访客都只是信任一样东西，就是区块链上的信息，只要在这条链上，就有拿到授权的可能性。下图是一个增加了区块链的二维码匿名授权原理图分析：
在这张图中，访客已经通过区块链的方式拿到了合法的私匙和公匙等关键数据，而门禁系统只承认这些信息，拥有这些信息，才有通过门禁系统的可能性，这就创建一个了可以完全匿名通过门禁系统的可能性。
区块链技术未来的发展趋势
区块链技术带来的集约融合在未来会成为新型智慧城市主旋律。新型智慧城市进一步强化统筹力度，提供业务融合、技术融合、数据融合于一体，跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨行业的协同服务，具体包括基础设施的共建共享、数据资源加速整合、核心平台统筹谋划和应用服务多合一。与此同时，新型智慧城市全面推动通信设施、局房管道、数据中心等共建共享，数据资源加速整合、核心平台统筹谋划。政务数据形成“统采统存”的数据资源池，部门间按照权限有序共享，并利用城市数据共享交换平台服务和第三方数据服务，实现涵盖政府、企业、行业的城市主数据（Master Data）资源体系，为各类智慧应用系统提供一体化协同管理和服务能力。
区块链技术赋能的数据驱动、有序治理成为新型智慧城市发展核心命题。传统智慧城市建设只关注城市自身内在系统发展，而未能实现上下联通、条块联动，逐步出现上下级系统难对接、横向数据资源无法打通等问题。新型智慧城市建设，不仅要求城市内部系统、数据资源实现整合，也需要实现与国家、省级管理部门协同配合，需要在城市层面打通条块系统和信息资源壁垒，聚焦设施互联、资源共享、系统互通，实现垂直型“条”与水平型“块”互融互通，协同运作、共同推进城市层面智慧化建设。当前，我国地级市共享交换平台和基础数据库建设进展较快，已有81.7%的地级市建成或在建共享交换平台，86.9%建成或在建基础数据库。惠民服务全面推行，65.6%地级市启动多卡合一建设，超过50%的地级市已着手建设集约化智慧城市管理中心，43%的地级市已开展“多网格合一”工作。区块链等新技术的应用，正在大幅提升智慧城市的供给能力。区块链正重塑社会信任，成为维系智慧城市有序运转、正常活动的重要依托，其具备全网节点共同参与维护、数据不可篡改与伪造、过程执行透明自动化等特性，有助于全面升级基于信任的智慧城市应用与服务。智慧城市正在构建新的创新生态。在开放的体系中，创业者、企业、创新服务机构等创新主体围绕城市治理、公共服务、生产效能等方面的需求，提出各种创意，并通过创新创业过程将创意变成现实，随着区块链、人工智能、移动物联网等领域的重大技术突破，未来在智慧城市领域将出现更多的独角兽企业。作为新兴技术，区块链在新型智慧城市诸多领域具有较大应用潜力。在基础设施方面，与新型智慧城市建设相结合，探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域实现赋能，提升城市管理的智能化、精准化水平。在数据资源方面，区块链有望打破原有数据流通共享壁垒，提供高质量数据共享保障，提升数据管控能力，提高数据安全保护能力。在智能应用方面，区块链将围绕惠民服务、精准治理、生态宜居、产业经济等智慧城市应用场景，将催生新型智慧城市应用服务。