煙臺大學(xué)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用研究中心藥學(xué)院 張文超

煙臺大學(xué)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用研究中心機(jī)電汽車工程學(xué)院 李巖(通訊作者)

2014年3月，北京大學(xué)光華管理學(xué)院的畢業(yè)生戴威，提出“以共享經(jīng)濟(jì)+智能硬件，解決最后一公里出行問題”的經(jīng)營理念，創(chuàng)立ofo共享單車項(xiàng)目[1]。與此同時(shí)，ofo日后的最大競爭對手摩拜也于2015年1月正式成立[2]。為了爭奪用戶，ofo和摩拜不僅各種鋪車圈地，還掀起紅包戰(zhàn)、免費(fèi)騎、免押金三級“價(jià)格戰(zhàn)”，成為當(dāng)時(shí)最炙手可熱的投資項(xiàng)目。然而，2018年外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境陡然下行，融資難度不斷增大，摩拜和ofo資金鏈緊繃，甚至出現(xiàn)大量挪用押金維持競爭態(tài)勢的現(xiàn)象[3]。2019年1月，不堪重負(fù)的摩拜找到美團(tuán)接盤，更名為美團(tuán)單車，持續(xù)虧損的現(xiàn)狀也使其面臨著被邊緣化的危險(xiǎn)。相比摩拜的及時(shí)脫身，ofo面臨的是更殘酷的危機(jī)，因拖欠貨款被起訴、被媒體披露退押金周期延長、被多個(gè)法院的多個(gè)案件列入被執(zhí)行人名單……共享單車走到如今的地步，除了不計(jì)后果的惡性競爭、法律體系不健全、單車管理混亂等問題之外，究其根本在于：信用評價(jià)體系的匱乏。而要解決單車與陌生人之間的信任問題，區(qū)塊鏈技術(shù)[4]將會(huì)成為一劑良藥。業(yè)界普遍認(rèn)為解決信任問題的最有效手段為區(qū)塊鏈技術(shù)，因此應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)解決以共享單車為代表的共享信任問題，也許是打破目前單車危局的有效手段。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

1.1 區(qū)塊鏈概念

區(qū)塊鏈技術(shù)源于中本聰?shù)恼撐摹禕itcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System》，是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng)新應(yīng)用模式，其本質(zhì)是通過去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫賬本的技術(shù)方案。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方向來研究，可以認(rèn)為區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于時(shí)間戳的塊鏈結(jié)構(gòu)。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)

一是“去中心化”特性。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)端到端的網(wǎng)絡(luò)，沒有任何的中心機(jī)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸主要通過數(shù)字簽名進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證，是一種去中心化、去信任的應(yīng)用模式。二是節(jié)點(diǎn)匿名交易透明的特性。區(qū)塊鏈的運(yùn)行遵循交易透明的原則，所有的數(shù)據(jù)信息都是公開的，每一個(gè)交易對所有的節(jié)點(diǎn)可見，但每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都是匿名的，交易時(shí)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不需要要公開身份，即區(qū)塊鏈的每一筆交易滿足交易信息公開且節(jié)點(diǎn)匿名的特征。三是數(shù)據(jù)不可篡改性。一旦信息被記錄在區(qū)塊中，那么除非某一節(jié)點(diǎn)擁有超過50%的算力來編寫新的信息作弊，那么其他節(jié)點(diǎn)便無法更改已經(jīng)保存在區(qū)塊中的信息。

2 “區(qū)塊鏈+共享單車”的主要用途和市場分析

2.1 主要用途

(1)記錄單車的所有權(quán)：區(qū)塊鏈能夠保證互聯(lián)安全。區(qū)塊鏈技術(shù)的加密算法能夠確保適當(dāng)?shù)卦L問控制，身份管理以及數(shù)據(jù)完整性。保證單車、軟件供應(yīng)商等之間安全地交換數(shù)據(jù)，并為車主確保隱私安全，有效保護(hù)服務(wù)器的信息安全。(2)記錄單車的使用狀況：利用區(qū)塊鏈技術(shù)能夠建立互信機(jī)制，區(qū)塊鏈交易系統(tǒng)不可改變，可以在已分配的分類賬單內(nèi)跟蹤每筆交易?！爸悄芎霞s”為所有用戶和單車供應(yīng)商雙方充分設(shè)定參數(shù)與條件，當(dāng)出現(xiàn)惡意破壞等行為時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)智能合約預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，對單車用戶實(shí)施懲罰措施。例如，可以跟蹤到單車的使用情況包括行駛里程，真實(shí)損壞信息等。(3)對用戶進(jìn)行信用評價(jià)：以實(shí)現(xiàn)當(dāng)用戶出現(xiàn)信用問題時(shí)，能夠按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，智能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的懲罰措施。如用戶隨意亂停亂放共享單車，將對用戶的信用進(jìn)行減分(如-1分/次)；當(dāng)用戶將單車私自占用時(shí)，將對用戶的信用進(jìn)行減分(如-10分/次)，并聯(lián)系相關(guān)交警部門，進(jìn)行追責(zé)。

2.2 市場分析

盡管共享單車面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但是共享單車項(xiàng)目仍然具有很好的市場前景，主要原因有以下幾點(diǎn)。

(1)解決“最后一公里”的市場空白，具有天然的競爭優(yōu)勢。相比較于專車、快車、拼車、順風(fēng)車、分時(shí)租賃等出行方式主要用于解決中/長途出行，共享單車可以解決“最后一公里”的近距離出行問題，節(jié)約用戶等待公交車或出租車的時(shí)間以及服務(wù)的費(fèi)用成本；另外，與分時(shí)租賃相比，共享單車的取還車更加靈活，使用顯然更加方便，性價(jià)比更高。(2)移動(dòng)網(wǎng)民數(shù)量爆炸式增長，為共享單車掃碼騎行提供了天然的客戶群。2019年2月，在中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布的第43次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》中顯示，我國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)8.17億，占網(wǎng)民的98.6%。(3)用戶移動(dòng)消費(fèi)習(xí)慣的形成為共享單車的發(fā)展提供了必要的條件。因?yàn)樵谝痪€城市支付寶、微信這些支付方式對年輕人的滲透率己經(jīng)接近100%。正是因?yàn)檫@個(gè)變量的存在，共享單車才可以歷史上第一次完全脫離停車樁的束縛，而取消停車樁帶來的用戶體驗(yàn)，極大地提升了共享單車的使用可行性。

3 單車聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)搭建

鑒于區(qū)塊鏈技術(shù)的上述技術(shù)特點(diǎn)，本文提出了一種將區(qū)塊鏈技術(shù)與共享單車相結(jié)合的單車聯(lián)盟鏈，旨在建立公開、透明、公正、可追溯的用戶的信用評價(jià)體系。擬應(yīng)用Linux基金會(huì)主導(dǎo)的Hyperledger Fabric項(xiàng)目進(jìn)行區(qū)塊鏈底層平臺的搭建。Hyperledger Fabric旨在作為開發(fā)模塊化體系結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，以便諸如共識和會(huì)員服務(wù)等組件可以即插即用。它使用容器技術(shù)來托管構(gòu)成系統(tǒng)應(yīng)用邏輯的智能合約(也稱為鏈代碼)，是為企業(yè)構(gòu)建的領(lǐng)先的開源、通用區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)。Hyperledger Fabric鏈只限于聯(lián)盟內(nèi)的成員使用，這使得Hyperledger Fabric相對容易達(dá)到更高的性能。

為了更快速地搭建“單車聯(lián)盟鏈”，實(shí)現(xiàn)共享的初衷，應(yīng)該積極爭取政府支持，由政府主導(dǎo)“單車聯(lián)盟鏈”搭建工作，根據(jù)城市規(guī)模和人口數(shù)量，按需布局單車數(shù)量，各城市可通過招標(biāo)采購的方式選取一種或多種單車品牌，這樣一方面可以避免惡性競爭、資本浪費(fèi)等；另一方面科學(xué)化的單車管理可以避免交通擁堵、亂停亂放等問題。圖1展示了基于區(qū)塊鏈的單車聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計(jì)最初上鏈的企業(yè)和機(jī)構(gòu)數(shù)量相對較少，但隨著時(shí)間推移及功能的完善，加入到單車聯(lián)盟鏈中的企業(yè)和用戶將越來越多，屆時(shí)單車聯(lián)盟中的信用評分，將會(huì)成為企業(yè)對個(gè)人信用的征信標(biāo)準(zhǔn)。

以下闡述了單車聯(lián)盟鏈搭建工作的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

(1)節(jié)點(diǎn)的選擇及主要功能。單車聯(lián)盟鏈預(yù)計(jì)納入的節(jié)點(diǎn)有：單車用戶、單車廠商、交警部門、合法合規(guī)的單車聯(lián)盟企業(yè)等。其中單車用戶為輕節(jié)點(diǎn)，不能參與共識服務(wù)，用戶可以通過客戶端APP查看自身的騎行信息。除用戶外的其他節(jié)點(diǎn)均為長期固定節(jié)點(diǎn)，可參與共識服務(wù)和記賬，其中單車廠商可以查看所有本廠生產(chǎn)的單車被騎行信息(包括單車活躍度、騎行公里數(shù)、單車報(bào)修比例、單車使用高峰時(shí)段以及活躍地區(qū)等)；交警部門可以查看所有用戶的騎行信息及真實(shí)身份信息，便于規(guī)范用戶的行為，另外交警部門還可以查看每個(gè)單車廠商的單車數(shù)量，避免惡性競爭。單車聯(lián)盟企業(yè)可參與共識和記賬，同時(shí)，當(dāng)用戶出示其身份信息時(shí)，單車聯(lián)盟企業(yè)可以查看用戶的騎行信用情況，給予信用良好的用戶一些優(yōu)惠政策。(2)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器軟件要求：各長期固定節(jié)點(diǎn)均選擇ubuntu16.04操作系統(tǒng)，預(yù)采用Hyperldger Fabric1.4.1完成搭建工作。(3)智能合約主要邏輯規(guī)則：應(yīng)用JavaScript語言進(jìn)行智能合約的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)用戶出現(xiàn)信用問題時(shí)，能夠按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，智能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的懲罰措施。如用戶隨意亂停亂放共享單車，將對用戶的信用進(jìn)行減分(如-1分/次)；當(dāng)用戶將單車私自占用時(shí)，將對用戶的信用進(jìn)行減分(如-10分/次)，并聯(lián)系相關(guān)交警部門，進(jìn)行追責(zé)，如圖1所示。

圖1 基于區(qū)塊鏈的單車聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)

4 “區(qū)塊鏈+共享單車”的主要運(yùn)作流程

本文提出一種基于區(qū)塊鏈的共享單車運(yùn)作系統(tǒng)。首次應(yīng)用的用戶通過下載手機(jī)DAPP端，提交押金，然后掃描共享單車二維碼，提交騎行請求；首次使用的用戶還需要上傳自身身份信息，并由區(qū)塊鏈認(rèn)證節(jié)點(diǎn)對用戶進(jìn)行認(rèn)證，為了保護(hù)用戶的信息安全，用戶可選擇對身份信息進(jìn)行加密，將身份信息映射為虛擬用戶信息，真實(shí)信息和虛擬用戶信息之間是一一對應(yīng)的關(guān)系，因此可保證用戶賬號的唯一性。用戶通過虛擬用戶與共享單車所屬廠商簽署騎行協(xié)議，內(nèi)容包括：安全行駛協(xié)議、遵守交通規(guī)則協(xié)議、無惡意破壞、亂停亂放行為等，規(guī)定好各自的權(quán)利與義務(wù)。用戶簽署協(xié)議連同騎行信息(騎行時(shí)間、地點(diǎn)、路線)同步到共享單車聯(lián)盟鏈的其他節(jié)點(diǎn)，并永久的存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上。共享單車聯(lián)盟鏈除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能外，還具有用戶信用評價(jià)系統(tǒng)，用于監(jiān)管用戶信用等級，如果監(jiān)控到用戶在騎行過程中存在違規(guī)行為，則按照騎行協(xié)議，視情節(jié)嚴(yán)重程度扣除用戶部分押金，并將上述失信行為記錄在區(qū)塊鏈上，情節(jié)嚴(yán)重的用戶將不能再次享受掃碼騎行的權(quán)利，以上信用評價(jià)系統(tǒng)通過區(qū)塊鏈的智能合約來完成。另外，為了進(jìn)一步保證單車免于遭受破壞，單車內(nèi)部內(nèi)置定位裝置，當(dāng)有人破壞單車鎖，并私自占有單車后，監(jiān)管部門將根據(jù)單車定位，依法進(jìn)行懲處。圖2展示了“區(qū)塊鏈+共享單車”的主要運(yùn)作流程。

5 “區(qū)塊鏈+共享單車”激懲機(jī)制

信用良好的用戶可以獲得虛擬勛章的獎(jiǎng)勵(lì)：“綠色騎行志愿者勛章”，根據(jù)信用騎行的次數(shù)可以獲得不同等級的勛章，“綠色騎行志愿者勛章”分為：青銅勛章、銀質(zhì)勛章、純金勛章、頂級勛章。該勛章不僅可以作為一種信用標(biāo)志，也可以應(yīng)用到共享單車的聯(lián)盟門店、網(wǎng)店，享受打折優(yōu)惠。

圖2 “區(qū)塊鏈+共享單車”的主要運(yùn)作流程

信用不好的用戶，如存在惡意破壞、亂停亂放、拒不繳費(fèi)等情況，則按照騎行協(xié)議，視情節(jié)嚴(yán)重程度扣除用戶信用得分和部分押金，并將上述失信行為記錄在區(qū)塊鏈上，情節(jié)嚴(yán)重的用戶將不能再次享受掃碼騎行的權(quán)利，另外部分信用評分極低的用戶將不能在單車聯(lián)盟企業(yè)進(jìn)行購物和消費(fèi)。對于情節(jié)極度嚴(yán)重的事件，將交由公安機(jī)關(guān)追究其法律責(zé)任。被扣除的部分押金將獎(jiǎng)勵(lì)給信用良好的用戶，形成單車治理的良性循環(huán)。

6 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，社會(huì)對于資源共享的需求越來越高，以此為代表的共享單車不僅能夠提高資源的利用效率，還能夠解決出行的“最后一公里”，緩解交通壓力。目前因?yàn)槿狈τ行ПO(jiān)管、運(yùn)營不善等一系列問題，共享單車處于發(fā)展瓶頸。區(qū)塊鏈憑借著公開、透明、安全、不可篡改等特性，將有助于共享單車突破瓶頸實(shí)現(xiàn)發(fā)展。本文以區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)，提出了單車聯(lián)盟鏈的搭建方法、“區(qū)塊鏈+共享單車”的主要運(yùn)作流程，以及針對單車用戶信用的激懲機(jī)制。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)助力共享單車項(xiàng)目，是目前共享單車突破難關(guān)的可行辦法，共享單車將發(fā)展成為一個(gè)更加人性化、及時(shí)化，更便捷、穩(wěn)定的公共交通工具。