時(shí)空編碼技術(shù)在Web3.0數(shù)字金融中的應(yīng)用研究

田力男，孫 琦，聶二保，朱 江

(1.青島市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，山東 青島 266071；2.中電長城網(wǎng)際系統(tǒng)應(yīng)用有限公司，北京100097)

0 引言

近年來，隨著基于微信的授時(shí)技術(shù)和地理位置信息技術(shù)的興起和發(fā)展，特別是隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的大量普及與應(yīng)用，用以表達(dá)主體在時(shí)間和空間維度上的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長[1]，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的分析模型在諸如消費(fèi)者行為預(yù)測、智能網(wǎng)聯(lián)車自動(dòng)駕駛、城市信息模型(City Information Modeling，CIM)構(gòu)建等領(lǐng)域中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。在此過程中，依托時(shí)間和空間數(shù)據(jù)，結(jié)合傳統(tǒng)編碼技術(shù)表達(dá)信息主體特征的新一代編碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在航空航天、衛(wèi)星通信、大數(shù)據(jù)檢索、異構(gòu)數(shù)據(jù)建模等方面不斷展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用能力[2]。

另一方面，Web3.0的出現(xiàn)和興起，存在一定必然性[3-4]。如近年來隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及和飛速的技術(shù)進(jìn)步，政府、組織、企業(yè)、個(gè)人、機(jī)器設(shè)備均能通過各種無線或者有線技術(shù)很好地接入網(wǎng)絡(luò)，并通過在網(wǎng)絡(luò)上獲取賬戶和傳輸各種信息不斷生產(chǎn)數(shù)據(jù)，巨量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的底層邏輯、基本框架、共識協(xié)議等提出了新的要求，甚至在某些領(lǐng)域形成了“倒逼”機(jī)制，如愈來愈多的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交易對數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)技術(shù)提出了更高要求，為Web3.0的發(fā)展提供了良好的土壤[5]。

進(jìn)一步，隨著數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長，數(shù)據(jù)作為一種生產(chǎn)要素的可能性得到重視，并通過其自身蘊(yùn)含的生產(chǎn)力不斷提升，使得其不僅成為繼土地、勞動(dòng)、技術(shù)、資本后的一種新的生產(chǎn)要素，更因?yàn)槠淇赡茉谖磥淼纳a(chǎn)力發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位而成為所有生產(chǎn)要素中最重要的一種。而作為數(shù)據(jù)生產(chǎn)和流通的信息網(wǎng)絡(luò)，從理念、架構(gòu)、技術(shù)上發(fā)生一次革命性的飛躍成為了必然，這是Web3.0產(chǎn)生和發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力源泉。簡言之，Web3.0是“數(shù)據(jù)要素在所有生產(chǎn)中發(fā)揮資源主導(dǎo)性配置作用的基礎(chǔ)環(huán)境和重要場所”[6]。

1 時(shí)空編碼技術(shù)

1.1 時(shí)空編碼技術(shù)的概念

時(shí)空編碼指的是將數(shù)據(jù)按照時(shí)間和空間維度進(jìn)行“唯一性”編碼，與現(xiàn)有編碼技術(shù)相結(jié)合，在保證數(shù)據(jù)完整性基礎(chǔ)上，通過編碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)特征的最大化呈現(xiàn)。

從本質(zhì)來看，時(shí)空編碼是在已有編碼技術(shù)基礎(chǔ)上的升級和迭代，通過將時(shí)間、空間信息寫入編碼，能準(zhǔn)確表達(dá)信息主體在時(shí)間和空間維度的確定性，由此將編碼技術(shù)提升到能全面表達(dá)信息主體“全維度”特征的層次，極大地拓展了編碼技術(shù)的使用范圍。

1.2 時(shí)空編碼技術(shù)提出的背景

傳統(tǒng)編碼技術(shù)不能有效傳遞信息主體時(shí)間序列主要特征。綜合來看，傳統(tǒng)編碼技術(shù)側(cè)重時(shí)間序列面板數(shù)據(jù)的表達(dá)和傳遞，能基于某一時(shí)點(diǎn)對信息主體的狀態(tài)進(jìn)行清晰表達(dá)，但一旦信息主體動(dòng)態(tài)特征明顯，且需要在編碼中體現(xiàn)動(dòng)態(tài)特性變化時(shí)，傳統(tǒng)編碼技術(shù)由于碼段設(shè)置、數(shù)字位數(shù)限制等原因，會(huì)導(dǎo)致信息傳播效率下降。另外，信息主體由于時(shí)序變化導(dǎo)致的信息量增減情況，也不能在傳統(tǒng)編碼中得到有效表達(dá)。

傳統(tǒng)編碼技術(shù)中心化架構(gòu)不能有效解決分布式“讀”與“存”的矛盾。傳統(tǒng)意義上對于類似編碼標(biāo)識的管理與存儲(chǔ)，大多采用中心化的存儲(chǔ)(如品牌生產(chǎn)企業(yè)的賦碼規(guī)則及存儲(chǔ)的賦碼信息)，數(shù)據(jù)集中托管。便捷高效的中心化管理方式將帶來較高數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。針對此類問題，將分布式技術(shù)與時(shí)空信息標(biāo)識解析體系相結(jié)合，采用中心化的“發(fā)”與分布式的“讀”“存”方式解決運(yùn)行效率與數(shù)據(jù)安全無法共存的問題[7]。

傳統(tǒng)編碼技術(shù)更新頻率較低，對動(dòng)態(tài)信息的傳遞效率有限。一般來說，傳統(tǒng)編碼技術(shù)更側(cè)重于對某些時(shí)序信息的固定表達(dá)，如超市某一貨品上打印的條形碼，標(biāo)明了產(chǎn)地、價(jià)格、保質(zhì)期等信息，一旦生成后便不再更新，對于該貨品是否在近期列入國家重點(diǎn)監(jiān)督清單等，往往不能表達(dá)，給消費(fèi)者信息傳遞達(dá)不到“最新、最全”的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 時(shí)空編碼技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)

時(shí)空編碼技術(shù)大致架構(gòu)分為3部分，分別為“時(shí)間”“位置”“狀態(tài)”。

時(shí)空編碼架構(gòu)中，“時(shí)間”指信息主體在該信息發(fā)生時(shí)在時(shí)間軸上的位序，直觀地表示為承載該信息的數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生時(shí)間，通過將該時(shí)間點(diǎn)標(biāo)注到編碼中，能有效表達(dá)信息主體在時(shí)間維度上的唯一性。

“位置”指信息主體在三維空間中所處的“點(diǎn)位”，通常用“經(jīng)緯度+高度”的方法進(jìn)行表達(dá)，特別是近年來隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及應(yīng)用，位置信息越來越成為信息主體數(shù)據(jù)的重要來源和關(guān)鍵維度[8]。

“狀態(tài)”指在具體的編碼規(guī)則中，由編碼制定者規(guī)定的信息主體多種狀態(tài)集合中的某一種或多種組合，如某個(gè)信息主體的狀態(tài)為“良好”“在線”“已完成更新”等描述。狀態(tài)的編碼規(guī)則是千變?nèi)f化的，根據(jù)不同場景、不同需要進(jìn)行設(shè)定，但在某一場景中需要作出同一規(guī)定，以保證在統(tǒng)一語境中對信息主體進(jìn)行描述。

1.4 時(shí)空編碼技術(shù)的主要特征

時(shí)空編碼技術(shù)的主要特征是將時(shí)間和空間作為數(shù)據(jù)特征的“封裝”維度，使得時(shí)空數(shù)據(jù)承載的信息能讓信息主體在時(shí)間軸上呈現(xiàn)“反演對稱”的特征。

如智能手機(jī)、網(wǎng)聯(lián)車、智能手表等在使用中產(chǎn)生了大量軌跡數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)代表了使用者在時(shí)間和空間中的位置變化，具有典型的時(shí)空特征。將一份數(shù)據(jù)固定在“時(shí)間”和“空間”兩個(gè)維度時(shí)，其承載的信息則對應(yīng)了物理世界的唯一性，這種唯一性在時(shí)間軸上看，更具有不可替代性，而這成為時(shí)空編碼技術(shù)最明顯的特征，具有了最明顯的技術(shù)優(yōu)勢，即“時(shí)間反演對稱性”。

2 Web3.0

Web3.0的概念最早由以太坊的聯(lián)合創(chuàng)始人Gavin Wood于2014年4月17日在 其博客“Insights into a Modern World”提出。構(gòu)成Web3.0的關(guān)鍵組件包括：靜態(tài)內(nèi)容發(fā)布、動(dòng)態(tài)信息、免信任交易和集成的用戶界面。

開源是Web3.0最大的特征，Web3.0本質(zhì)在于其開放的架構(gòu)及技術(shù)體系，由此在技術(shù)、數(shù)據(jù)、模型、算法、應(yīng)用等層面均形成一個(gè)具有極大包容性的生態(tài)，摒棄寡頭博弈時(shí)代的互聯(lián)網(wǎng)惡性競爭環(huán)境和極少數(shù)互聯(lián)網(wǎng)巨頭留存的現(xiàn)實(shí)惡果，鼓勵(lì)更多的開發(fā)者、個(gè)人、企業(yè)、政府參與到Web3.0的建設(shè)和使用中，鼓勵(lì)“我為人人、人人為我”理念的踐行。Web3.0定義的特征主要來自“所有權(quán)”，如一份數(shù)字資產(chǎn)，從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作、出品、交易、贖回等各個(gè)環(huán)節(jié)均在Web3.0中呈現(xiàn)獨(dú)一無二的存在，其權(quán)屬關(guān)系不僅清晰可溯源，且通過分布式賬本能實(shí)現(xiàn)“自證及他證”，極大地減少了Web1.0和Web2.0中存在的摩擦成本。

3 時(shí)空編碼與Web3.0結(jié)合的可行性分析

3.1 二者在分布式數(shù)據(jù)共享中可有效結(jié)合

時(shí)空編碼技術(shù)能方便地為需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供摘要信息，既能傳遞數(shù)據(jù)價(jià)值信息，又能避免數(shù)據(jù)泄露和濫用情況發(fā)生，這為Web3.0中大量進(jìn)行的分布式數(shù)據(jù)共享提供了便利。在此基礎(chǔ)上，Web3.0建設(shè)者和用戶將通過“共議式協(xié)議”共同開發(fā)公鑰系統(tǒng)，以及“點(diǎn)對點(diǎn)傳輸”的“封閉式兩點(diǎn)結(jié)算”協(xié)議密碼。

在Web3.0中，時(shí)空編碼的流程由時(shí)空數(shù)據(jù)提供方發(fā)起，選擇程式化固定模板即可，模板可提供自動(dòng)化匹配的數(shù)字孿生功能，保證在上傳模板中，除時(shí)空信息摘要信息外，還包括時(shí)空數(shù)據(jù)提供方的數(shù)字身份標(biāo)識。

3.2 時(shí)空編碼能進(jìn)行有效的數(shù)字身份管理

時(shí)空編碼技術(shù)由其“唯一性”導(dǎo)致的“確定性”，使得應(yīng)用在Web3.0數(shù)字身份管理時(shí)更為便捷有效。

數(shù)字孿生具有標(biāo)識對象的功能，并通過數(shù)字化身份授予，使得對象識別過程簡單化、精準(zhǔn)化、流程化、標(biāo)準(zhǔn)化。時(shí)空編碼技術(shù)與數(shù)字孿生相結(jié)合，使得Web3.0中每一筆時(shí)空數(shù)據(jù)都具有唯一數(shù)字標(biāo)識。作為時(shí)空信息的接收方，如數(shù)據(jù)分析者或分析結(jié)果使用者，基于時(shí)空信息唯一的數(shù)字身份，也能方便地表達(dá)出時(shí)空信息的各種屬性含義，具有便捷、全面、準(zhǔn)確的優(yōu)勢[9]。

3.3 時(shí)空編碼可用于Web3.0空間信息全生命周期管理

空間信息編碼的全生命周期管理的目的，是實(shí)現(xiàn)“靜態(tài)唯一標(biāo)識+動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表達(dá)”的編碼規(guī)則，最終達(dá)到識別空間信息種類、空間數(shù)據(jù)權(quán)屬關(guān)系、編碼指向標(biāo)的的狀態(tài)及其他關(guān)鍵信息的目的[10-11]。整個(gè)時(shí)空編碼的過程已全面覆蓋時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期的變動(dòng)過程，為時(shí)空數(shù)據(jù)的后期管理和資產(chǎn)化提供統(tǒng)一系統(tǒng)標(biāo)識編碼，也為未來數(shù)據(jù)流通提供建設(shè)基礎(chǔ)和可拓展性。

4 時(shí)空編碼技術(shù)在Web3.0數(shù)字金融中的應(yīng)用

4.1 基于時(shí)空編碼的金融流量分發(fā)和反欺詐系統(tǒng)

流量分發(fā)的實(shí)質(zhì)是平臺(tái)類公司通過流量獲取、流量導(dǎo)入、流量精準(zhǔn)推送，完成將流量產(chǎn)生主體(人或者機(jī)構(gòu))的需求或者產(chǎn)品匹配到響應(yīng)這些需求或者產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)(人或者機(jī)構(gòu))?，F(xiàn)有流量分發(fā)系統(tǒng)，不同平臺(tái)之間往往并沒有數(shù)據(jù)共享機(jī)制，因此同一用戶可以在不同平臺(tái)之間就一個(gè)需求進(jìn)行申請[12]。以互聯(lián)網(wǎng)金融來說，“多頭借貸”問題一直是困擾行業(yè)發(fā)展的一個(gè)頑疾。在Web3.0中，采取時(shí)空編碼技術(shù)，通過統(tǒng)一公私鑰的方法，一個(gè)用戶只能通過時(shí)空編碼對應(yīng)一組公私鑰，在不同平臺(tái)和機(jī)構(gòu)之間都能看到該公鑰對應(yīng)的借貸信息，有助于機(jī)構(gòu)響應(yīng)需求時(shí)預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)，有效杜絕“多頭借貸”。

如圖1所示，如果用U代表用戶，P代表平臺(tái)，O代表機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)整體架構(gòu)可表示為：通過區(qū)塊鏈技術(shù)將流量層(用戶)、分發(fā)層(平臺(tái))、響應(yīng)層(機(jī)構(gòu))構(gòu)造為一個(gè)聯(lián)盟鏈系統(tǒng)。用戶可以與多個(gè)平臺(tái)進(jìn)行交互，在每個(gè)平臺(tái)中產(chǎn)生生態(tài)行為，但進(jìn)入本系統(tǒng)的用戶，只需要在任何一個(gè)平臺(tái)中注冊一次即可；平臺(tái)作為分發(fā)層的操作者，在不同平臺(tái)之間，可以有流量的交互；機(jī)構(gòu)作為響應(yīng)層，可以對平臺(tái)導(dǎo)流過來的用戶需求進(jìn)行響應(yīng)，但與平臺(tái)不是一一對應(yīng)的關(guān)系，往往可以是多主體之間的交互過程。

圖1 Web3.0流量分發(fā)示意圖

從此意義上講，Web3.0的流量分發(fā)更為有效且便捷，且基于唯一性時(shí)空編碼技術(shù)支撐交易規(guī)模和交易量的TOKEN支付機(jī)制，大大增加了機(jī)構(gòu)宣傳虛假交易的成本，即使機(jī)構(gòu)和用戶存在“合謀”，也會(huì)由于成本過高而大大降低虛假交易的可能性，可提升流量分發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)營效果。

如圖2所示，Web2.0時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)水軍和羊毛黨(圖2中稱為“機(jī)構(gòu)”)的共同特征是某個(gè)時(shí)段內(nèi)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大量集中訪問，通過控制多個(gè)ID來達(dá)到網(wǎng)絡(luò)阻塞或不當(dāng)獲利的目的。而在Web3.0中(圖2中“平臺(tái)”即為Web3.0提供公眾服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái))，時(shí)空編碼的唯一性公鑰只能支持一個(gè)實(shí)際ID，且通過用戶支付GAS的方式提升信息推送成本，從而防止網(wǎng)絡(luò)攻擊或“薅羊毛”問題發(fā)生，提升了系統(tǒng)的整體安全性水平。

圖2 增加機(jī)構(gòu)瀏覽成本的支付機(jī)制

4.2 基于時(shí)空編碼技術(shù)的Web3.0金融風(fēng)控系統(tǒng)

在Web3.0中，依托時(shí)空編碼技術(shù)，可與現(xiàn)有的數(shù)字征信技術(shù)相結(jié)合，在金融風(fēng)控技術(shù)和系統(tǒng)層面有所創(chuàng)新，如通過時(shí)空編碼技術(shù)記錄Web3.0中金融風(fēng)險(xiǎn)信息傳播路徑，金融風(fēng)險(xiǎn)的獲得者(如某項(xiàng)金融交易的買方)依據(jù)傳播路徑給每位積極參與傳播的提供者以獎(jiǎng)勵(lì)，可以讓W(xué)eb3.0金融市場參與者有興趣參與到金融風(fēng)控過程，該信息的獲得者能得到充分、及時(shí)的信息提示，以更好地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)[13]。

具體做法是：風(fēng)險(xiǎn)信息提供者瀏覽某個(gè)金融交易信息，及該筆金融交易對應(yīng)的交易標(biāo)的的時(shí)空編碼源鏈接；獲得者生成傳播路徑的三元組：〈時(shí)空編碼源鏈接，獲得者賬戶，希望得到的信息〉，并使用私鑰對傳播路徑進(jìn)行簽名；提供者瀏覽時(shí)空編碼源鏈接內(nèi)容后在時(shí)空編碼源鏈接中寫入風(fēng)險(xiǎn)信息，同時(shí)生成瀏覽記錄五元組：〈〈時(shí)空編碼源鏈接，獲得者賬戶，金融風(fēng)險(xiǎn)信息，提供者賬戶〉，提供者簽名〉；獲得者生成獲取到該信息記錄的六元組：〈〈時(shí)空編碼源鏈接，獲得者賬戶，金融風(fēng)險(xiǎn)信息，提供者賬戶〉，提供者簽名，獲得提供者簽名〉；將上述生成的記錄廣播到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，區(qū)塊鏈的“礦工”依據(jù)共識算法將記錄錄入?yún)^(qū)塊；智能合約自動(dòng)從金融風(fēng)險(xiǎn)信息獲得的賬戶內(nèi)扣除預(yù)設(shè)數(shù)量的TOKEN(即可作為支付媒介的“幣”)，按比例分配給傳播路徑上的每位提供者，獎(jiǎng)勵(lì)通過智能合約公開、公正地分配給每位參與傳播的匿名賬戶，匿名賬戶中的獎(jiǎng)勵(lì)只有通過該賬戶對應(yīng)的密鑰才能獲得。據(jù)此，該傳播過程既滿足了提供者的隱私需求，又實(shí)現(xiàn)了對傳播提供者的獎(jiǎng)勵(lì)[14-15]，如圖3所示。

圖3 Web3.0數(shù)字金融風(fēng)險(xiǎn)信息傳播流程圖

4.3 結(jié)合“大眾點(diǎn)評”的Web3.0數(shù)字金融業(yè)務(wù)監(jiān)管系統(tǒng)

金融機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)合規(guī)性監(jiān)管一直是金融市場中的重要領(lǐng)域[13，16]。由于涉及到非系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)與系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)處理，金融機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)合規(guī)性監(jiān)管有時(shí)會(huì)變得復(fù)雜而難以實(shí)施，特別是針對金融創(chuàng)新中的業(yè)務(wù)合規(guī)性監(jiān)管措施，往往有“時(shí)滯效應(yīng)”，導(dǎo)致金融機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)累積，向系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)傳染的可能性增大[17]。在Web3.0時(shí)代，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以通過時(shí)空編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)化手段達(dá)到以前很難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，并提升監(jiān)管效率和水平。分別以S、O、M、P代表監(jiān)管機(jī)構(gòu)、大眾、金融機(jī)構(gòu)、專家，監(jiān)管信息流程如圖4所示。

圖4 監(jiān)管信息Web3.0中傳播流程圖

通過時(shí)空編碼技術(shù)，在Web3.0金融交易中可通過聯(lián)盟鏈將交易標(biāo)的如數(shù)字資產(chǎn)(“前手”的描述+資產(chǎn)描述)相關(guān)信息寫入到時(shí)空編碼中，包括前手(即上一個(gè)資產(chǎn)持有人，或者原始的資產(chǎn)創(chuàng)設(shè)人)的時(shí)空信息特征、資產(chǎn)特征(以時(shí)空編碼表達(dá)的動(dòng)態(tài)信息，涉及數(shù)字資產(chǎn)的屬性變動(dòng)、價(jià)值變更、價(jià)格波動(dòng)等)也寫入編碼，并通過中間件傳遞到公有鏈系統(tǒng)中，向全網(wǎng)廣播征集關(guān)于該資產(chǎn)交易預(yù)期的信息，獲得公有鏈中大眾對該資產(chǎn)交易是否符合監(jiān)管要求的意見——“大眾預(yù)言”，參與評價(jià)的“大眾”可以獲得積分等獎(jiǎng)勵(lì)。

5 結(jié)論

時(shí)空編碼技術(shù)將信息主體的時(shí)間屬性、位置屬性、狀態(tài)屬性結(jié)合為一段字符，能有效地表達(dá)信息主體的全維度動(dòng)態(tài)特征，在Web3.0分布式數(shù)據(jù)共享、數(shù)字身份管理、信息全生命周期管理等技術(shù)環(huán)節(jié)中占有基礎(chǔ)地位，能成為Web3.0的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，特別是在Web3.0數(shù)字金融的平臺(tái)流量分發(fā)、金融風(fēng)險(xiǎn)控制、金融監(jiān)管等場景中發(fā)揮重要作用。隨著時(shí)空編碼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及Web3.0建設(shè)進(jìn)程的加快，二者有可能在技術(shù)領(lǐng)域和場景層面形成更多有效的結(jié)合與應(yīng)用。