區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用探析

陳煦文

摘要：近年來我國越來越重視區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，該技術(shù)有很大的應(yīng)用優(yōu)勢，其采用去中心化的分布式結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，該結(jié)構(gòu)可以降低成本消耗。不僅如此，該技術(shù)還具有時間戳不可篡改的特點(diǎn)，不僅可以追蹤數(shù)據(jù)，還可以做到信息防偽，利用安全信任機(jī)制可以完善物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，彌補(bǔ)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中存在的缺陷問題，從而使市場秩序更加規(guī)范。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);智慧水務(wù);技術(shù)應(yīng)用

一、區(qū)塊鏈技術(shù)概述

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)起源

區(qū)塊鏈的應(yīng)用模式多種多樣，包括分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機(jī)制、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)鹊?，該技術(shù)最早來源于比特幣，是一種存在與互聯(lián)網(wǎng)底層的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，具有去中心化、透明、可追蹤、安全可靠等使用特點(diǎn)。比特幣體現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)，但其只是該技術(shù)在支付領(lǐng)域的實(shí)驗性應(yīng)用，該技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用于支付領(lǐng)域，還可以在其他領(lǐng)域中應(yīng)用，包括物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療行業(yè)、安全認(rèn)證、社交、供應(yīng)鏈等等。

（二）區(qū)塊鏈技術(shù)核心

區(qū)塊鏈包括去中心化、公開透明等特點(diǎn)（如圖1），該技術(shù)可以分解為區(qū)塊和鏈兩個部分，區(qū)塊鏈分解了原本的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)也隨之分塊，后一個區(qū)塊和全一個區(qū)塊相互連接，通過特定信息實(shí)現(xiàn)區(qū)塊之間的連接，按照前后順序形成一個完整的數(shù)據(jù)。按照時間順序生成不同的區(qū)塊，每個區(qū)塊都會將創(chuàng)建過程中發(fā)生的各類活動記錄下來，最后形成一個合集。區(qū)塊結(jié)構(gòu)主要由兩方面的特征：一方面，每個區(qū)塊都會記錄交易內(nèi)容，但交易活動出現(xiàn)在上一個區(qū)塊形成后和這一個區(qū)塊創(chuàng)建前，這樣的記錄方式可以構(gòu)建一個完整的數(shù)據(jù)庫;另一方面，如果新區(qū)塊已經(jīng)完成并進(jìn)入到連接之中，則其中所包含的數(shù)據(jù)將無法改變，也無法刪除，所以數(shù)據(jù)庫具有安全、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)。

區(qū)塊鏈技術(shù)最大的特點(diǎn)就是采用了分布式結(jié)構(gòu)，在中心化體系中，服務(wù)器中會存和記錄所有數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路與原本的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路不同，其記錄每一個參與節(jié)點(diǎn)，同時存儲每一份數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈技術(shù)以去中心化為基礎(chǔ)，構(gòu)建了分布式結(jié)構(gòu)。利用分布式，可以將價值交換信息傳播到整個網(wǎng)絡(luò)之中，然后采用分布式記賬的方式對信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)，將時間戳蓋上后，區(qū)塊數(shù)據(jù)就生成了，最后將區(qū)塊數(shù)據(jù)傳輸給每一個節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而構(gòu)成分布式存儲。

除了分布式存儲，區(qū)塊鏈技術(shù)也包含其他特點(diǎn)。最重要的就是可編程的智能合約，也就是腳本。如果應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)完成某種交易，則無需嵌入腳本，系統(tǒng)可以對可以完成價值交換活動的條件進(jìn)行直接定義。然而，在去中心化的條件下，協(xié)議之間應(yīng)該相互協(xié)調(diào)達(dá)成共識，進(jìn)而需要引入腳本。在腳本引入之后，系統(tǒng)在區(qū)塊鏈的支持下，可以對無法預(yù)見的交易模式進(jìn)行處理，從而確保某些技術(shù)即使在未來也同樣適用，使技術(shù)更加使用?？梢詫⒅悄芤婧蛻?yīng)用搭建在區(qū)塊鏈之上，以此增加用戶的去中心化數(shù)據(jù)處理能力，同時也可以將一些數(shù)據(jù)抽取到中心節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行融合分析，該技術(shù)的應(yīng)用增加了區(qū)塊鏈技術(shù)的能力，從而進(jìn)一步促進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用

（一）增加供水信息透明度

在人們生活、生產(chǎn)的過程中，水資源發(fā)揮著十分重要的作用，在智慧時代背景下，要構(gòu)建智慧城市，就要先構(gòu)建智慧水務(wù)。智慧水務(wù)包含的內(nèi)容較多，如水文、供水、水質(zhì)、排水等等。利用信息傳感設(shè)備可以進(jìn)行水利測量，然后上傳數(shù)據(jù)，利用通訊技術(shù)進(jìn)行識別、跟蹤、監(jiān)控、模擬等工作，可以提升水務(wù)管理的水

平。智能化水務(wù)以物聯(lián)網(wǎng)為核心，而物聯(lián)網(wǎng)采用去中心化體系結(jié)構(gòu)，具有成本高、風(fēng)險大等缺陷，所以要應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)。在傳統(tǒng)的模式下，主要采用去中心化的方式發(fā)布供水信息，不論是獲取信息，還是發(fā)布信息，都缺少透明度，甚至?xí)霈F(xiàn)延時、失真等情況，影響用戶體驗。在事故、污染等問題發(fā)生時，用戶無法最快速的獲取信息，進(jìn)而影響后續(xù)處理工作的開展，降低了水務(wù)管理的質(zhì)量。所以，需要采用區(qū)塊鏈技術(shù)，該技術(shù)具有公平、智能的特點(diǎn)，可以使供水信息更加透明。在出現(xiàn)問題時，可以第一時間向公眾傳遞信息，不僅可以減少損失，也能使公眾對事件有更全面的了解，避免造成不要的恐慌。區(qū)塊鏈技術(shù)在公共水信息中應(yīng)用之后，可以使信息更加真實(shí)、安全、可靠，提升了智慧水務(wù)的水平，也為決策提供能夠了更多支持。

（二）構(gòu)建智能水交易系統(tǒng)

區(qū)塊鏈技術(shù)在交易活動中廣泛應(yīng)用，在智慧水務(wù)方面，該技術(shù)可以為給定流域內(nèi)水權(quán)的點(diǎn)對點(diǎn)交易提供技術(shù)支持。利用該技術(shù)，用戶可以獲得共享超額資源的權(quán)利，能夠增加用戶的使用體驗，同時不需要去中心化。如果用戶處在相同流域中，可以根據(jù)氣象信息、產(chǎn)品價格、市場變化趨勢等信息來制定合理的用水策略。這些信息都可以提升水務(wù)管理的質(zhì)量，不論是個人消費(fèi)者，還是水務(wù)公司或政府部門等等，又可以利用這些信息進(jìn)行決策或管理。此外，將區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合在一起，從而提升水資源管理系統(tǒng)的智能化水平，使管理系統(tǒng)更加安全、高效。

結(jié)語：

綜上所述，可以將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在智慧水務(wù)之中，將該技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)全面、自動化的水務(wù)監(jiān)控，從而減少了管網(wǎng)漏失的問題?？梢园惭b智能傳感器，通過傳遞數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)警管理。該技術(shù)也可以在家庭中應(yīng)用，如果出現(xiàn)漏水情況，傳感器會及時通知用戶并自動關(guān)閉水閥?？梢?，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了智慧水務(wù)的水平，可以深入推廣和研究。

參考文獻(xiàn)：

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