任 杰，薛 淼，劉千仞，任夢(mèng)璇，王光全（中國(guó)聯(lián)通研究院，北京 ）

0 引言

近年來(lái)，隨著對(duì)于區(qū)塊鏈的討論與研究不斷發(fā)展與深入，基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)、政務(wù)、結(jié)算、票務(wù)、溯源等場(chǎng)景的應(yīng)用研究落地更是加速推進(jìn)。全球各大運(yùn)營(yíng)商對(duì)區(qū)塊鏈賦能運(yùn)營(yíng)商場(chǎng)景的研究也一直處于摸索之中。目前，隨著運(yùn)營(yíng)商KT、Colt與PCCW分別針對(duì)基于區(qū)塊鏈的國(guó)際漫游業(yè)務(wù)完成了PoC測(cè)試，PCCW Global、Vodafone等運(yùn)營(yíng)商共同完成了基于區(qū)塊鏈的國(guó)際漫游產(chǎn)品的最小可用原型的測(cè)試，基于區(qū)塊鏈的國(guó)際漫游清結(jié)算服務(wù)已經(jīng)成為當(dāng)下熱門研究方向，且正在加速推進(jìn)之中。本文主要分析與研究了傳統(tǒng)跨運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游結(jié)算服務(wù)技術(shù)及其痛點(diǎn)與難點(diǎn)，介紹并分析了一些較為成熟的去中心化清結(jié)算解決方案及其可能面臨的諸多挑戰(zhàn)。

1 現(xiàn)有技術(shù)及其痛點(diǎn)、難點(diǎn)

1.1 傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算技術(shù)

漫游通信作為一種跨地域、跨運(yùn)營(yíng)商的通信方式，在當(dāng)前的國(guó)際化背景下變得極為普遍。利用漫游通信技術(shù)，使得用戶在本地運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)地域范圍之外進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信之時(shí)，通過(guò)不同運(yùn)營(yíng)商間信令網(wǎng)、話路網(wǎng)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)互連互通的方式［13］，可以繼續(xù)通過(guò)所在地運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。傳統(tǒng)的國(guó)際漫游清結(jié)算技術(shù)有以下基本概念。

呼叫數(shù)據(jù)記錄（CDR——Calling Data Record）：現(xiàn)有的通信技術(shù)將用戶每次通話的通話詳細(xì)信息記錄在了呼叫數(shù)據(jù)記錄中。該記錄包含此次通信雙方的用戶號(hào)碼、通話活動(dòng)時(shí)間戳（包含開(kāi)始、應(yīng)答、通話等所有活動(dòng)）、通話設(shè)備ID、編碼類型、鏈路號(hào)、CDR ID以及CDR類型等信息在內(nèi)的記錄。

數(shù)據(jù)清算所（DCH——Data Clearing House）：中心化的數(shù)據(jù)清算機(jī)制，用于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商驗(yàn)證漫游費(fèi)用，并用于與FCH遞送的信息相互參考［1］。

金融清算所（FCH——Financial Clearing House）：中心化的金融清算機(jī)制，用于費(fèi)率計(jì)算并證明清算的準(zhǔn)確性［1］。

傳統(tǒng)的國(guó)際漫游清算流程，主要有基于GSMA組織TD57協(xié)議定義的TAP漫游清算標(biāo)準(zhǔn)與流程［7-8］及基于CTIA組織在1998年提出的CIBER漫游清算標(biāo)準(zhǔn)與流程［8］。當(dāng)用戶在本地運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之外地域進(jìn)行通信時(shí)，用戶首先向本地運(yùn)營(yíng)商支付相應(yīng)的通信費(fèi)用，同時(shí)所在地運(yùn)營(yíng)商會(huì)產(chǎn)生此次通信的CDR話單。CDR話單生成后，所在地運(yùn)營(yíng)商會(huì)將該CDR話單使用TAP協(xié)議或CIBER協(xié)議通過(guò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)生成TAP或CIBER漫游文件。生成漫游文件后，所在地運(yùn)營(yíng)商需要將此漫游文件共享至所在地運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行漫游文件信息的梳理、解析、比對(duì)與驗(yàn)證。若在此過(guò)程中存在糾紛，雙方運(yùn)營(yíng)商需要據(jù)此進(jìn)行協(xié)商。上述步驟完成后，再進(jìn)行款項(xiàng)結(jié)算。

對(duì)于本地運(yùn)營(yíng)商與所在地運(yùn)營(yíng)商而言，由于當(dāng)前多采用單邊管理模式，存在漫游文件不一致而導(dǎo)致分歧與糾紛的風(fēng)險(xiǎn)，且難以溯源［9］。因此，二者也可以選擇借助國(guó)際FCH/DCH機(jī)構(gòu)輔助進(jìn)行上述的清算步驟以簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)商自身的流程。在生成用戶的CDR話單后，所在地運(yùn)營(yíng)商可以選擇將CDR話單以及計(jì)費(fèi)機(jī)制傳遞給清算機(jī)構(gòu)以生成并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的漫游文件，而雙方運(yùn)營(yíng)商亦可委托該清算機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)漫游文件的梳理、解析、比對(duì)與驗(yàn)證，并完成糾紛的協(xié)商。同時(shí)，F(xiàn)CH/DCH也可充當(dāng)驗(yàn)證者的角色，即作為第三方機(jī)構(gòu)協(xié)助雙方運(yùn)營(yíng)商驗(yàn)證漫游文件內(nèi)容的準(zhǔn)確性。

1.2 傳統(tǒng)技術(shù)的痛點(diǎn)與難點(diǎn)

上述運(yùn)營(yíng)商使用的傳統(tǒng)的國(guó)際漫游清結(jié)算機(jī)制，雖然理論上流程單一，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻是冗雜、耗時(shí)且成本較高。傳統(tǒng)國(guó)際漫游技術(shù)的主要痛點(diǎn)與難點(diǎn)如下。

a）操作難度大：用于結(jié)算參考的CDR文件在不同運(yùn)營(yíng)商間的格式、內(nèi)容、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式均不同［1］，同時(shí)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和所需信息的不同導(dǎo)致不同運(yùn)營(yíng)商之間的漫游文件可能存在差異。因此，需要大量工作就其內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)、處理、協(xié)商以達(dá)成共識(shí)。同時(shí)，生成的大量漫游文件需要手動(dòng)傳輸，并需處理糾紛，這導(dǎo)致跨運(yùn)營(yíng)商結(jié)算的實(shí)際操作難度遠(yuǎn)高于理論值。

b）人工成本高：由于漫游文件潛在的不一致性，需要人工投入進(jìn)行統(tǒng)一工作［8］。當(dāng)產(chǎn)生分歧與爭(zhēng)議時(shí)，需要大量的人工投入進(jìn)行分析、協(xié)商以達(dá)成結(jié)算雙方利益的一致。同時(shí)，目前的技術(shù)對(duì)漫游文件的處理與傳輸都需要人工參與完成［9］，運(yùn)營(yíng)商與清算機(jī)構(gòu)之間也需要人工進(jìn)行溝通與協(xié)作。

c）時(shí)間成本高：運(yùn)營(yíng)商間的漫游文件一致性共識(shí)、清結(jié)算文件傳輸延遲、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、協(xié)商與解決、清算機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)與金融清算等都需要大量的時(shí)間成本。據(jù)文獻(xiàn)［1］統(tǒng)計(jì)，CDR協(xié)商一致的周期需要90～180天，而解決分歧則需要數(shù)月甚至數(shù)年不等。

d）業(yè)務(wù)成本高：由于需要大量的人工成本、時(shí)間成本，同時(shí)需要支付數(shù)據(jù)、金融清算機(jī)構(gòu)的服務(wù)費(fèi)，導(dǎo)致跨運(yùn)營(yíng)商結(jié)算的業(yè)務(wù)成本較高。用于運(yùn)營(yíng)商間互聯(lián)的支出高昂，甚至占運(yùn)營(yíng)商總體業(yè)務(wù)成本的30%～50%［1］。

e）自動(dòng)化程度低：傳統(tǒng)的清結(jié)算步驟中的漫游文件處理、驗(yàn)證與錯(cuò)誤協(xié)商糾正等步驟都依托于大量人工干預(yù)，而文件的傳輸則仍使用傳統(tǒng)的郵件方式進(jìn)行。這些工作由于復(fù)雜程度較高、無(wú)一致性解法，難以被自動(dòng)化設(shè)備取代。

f）錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)高：用于生成漫游文件的CDR存在跳號(hào)不連續(xù)、無(wú)法解碼、信息不一致與丟失的風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致壞賬的產(chǎn)生［1］［8］。同時(shí)較低的自動(dòng)化程度與大量人工節(jié)點(diǎn)的工作與干預(yù)，導(dǎo)致較高的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，傳統(tǒng)技術(shù)的痛點(diǎn)與難點(diǎn)使得漫游結(jié)算在實(shí)際應(yīng)用中大幅增加了業(yè)務(wù)的成本與難度。因此，如何建立可以大幅簡(jiǎn)化冗雜的結(jié)算流程，使得結(jié)算的時(shí)間成本、操作成本與人工成本降至最低，是新型國(guó)際漫游結(jié)算方案亟需解決的問(wèn)題。

2 去中心化的國(guó)際漫游清結(jié)算

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)

2.1.1 區(qū)塊鏈原理

區(qū)塊鏈作為一種新型的底層IT技術(shù)，擁有去中心化的特點(diǎn)和分布式的結(jié)構(gòu)。其采用塊-鏈的結(jié)構(gòu)，即按照時(shí)間戳的順序?qū)⒏鱾€(gè)區(qū)塊連接成為完整的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。對(duì)于每一個(gè)區(qū)塊而言，其格式如圖1所示。其中，區(qū)塊頭（Header）信息中包含前一個(gè)區(qū)塊的哈希信息、區(qū)塊創(chuàng)建的時(shí)間戳信息，使得對(duì)鏈上任意區(qū)塊信息的篡改都會(huì)導(dǎo)致鏈的不連續(xù)，導(dǎo)致分叉的產(chǎn)生。同時(shí)，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行哈希計(jì)算，對(duì)計(jì)算的相鄰哈希值配對(duì)并進(jìn)行哈希運(yùn)算逐層生成Markle樹(shù)，保障區(qū)塊自身存儲(chǔ)內(nèi)容的不可篡改。

圖1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)

共識(shí)算法與智能合約是區(qū)塊鏈中2個(gè)重要概念。共識(shí)算法用于賬本的更新與保證節(jié)點(diǎn)間賬本的一致性。當(dāng)產(chǎn)生新的區(qū)塊時(shí)，需要鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)共識(shí)算法達(dá)成共識(shí)。達(dá)成共識(shí)后，新區(qū)塊被寫入賬本中。智能合約用于打通鏈上數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的應(yīng)用層，可以自動(dòng)化地執(zhí)行程序指令，嚴(yán)格遵守預(yù)定義的約束［5］，為應(yīng)用的執(zhí)行提供了可信環(huán)境。

2.1.2 區(qū)塊鏈分類

按照可參與程度劃分，區(qū)塊鏈可分為公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈3種，具體如表1所示。

2.2 區(qū)塊鏈在運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算中的應(yīng)用

2.2.1 應(yīng)用分析

區(qū)塊鏈作為一種新型的分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)，在工作原理上需要多方共同參與和維護(hù)，同時(shí)摒棄了中心化的認(rèn)證與服務(wù)機(jī)構(gòu)，使得其擁有包含防止篡改、可以溯源、公開(kāi)透明等在內(nèi)的諸多特性，可以作為一種新型的底層基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)諸多場(chǎng)景。在實(shí)際應(yīng)用中，若要使用區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)先考慮。

表1 按照可參與程度劃分的區(qū)塊鏈種類

a）存在需要多方共同參與的場(chǎng)景：區(qū)塊鏈在原理上需要鏈上參與的各方作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行賬本的維護(hù)，以達(dá)到分布式的結(jié)構(gòu)。對(duì)于多方參與的場(chǎng)景而言，可以使用區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)。

b）參與多方之間互不信任的場(chǎng)景：區(qū)塊鏈可以為鏈上多方建立不基于信任的業(yè)務(wù)體系與流程。參與鏈上業(yè)務(wù)的多方若沒(méi)有建立信任，可以使用區(qū)塊鏈技術(shù)規(guī)范并限制參與多方的行為，保障業(yè)務(wù)的整體可信。

c）去除中心化的服務(wù)機(jī)構(gòu)場(chǎng)景：區(qū)塊鏈作為分布式賬本，從結(jié)構(gòu)上去除了中心化機(jī)構(gòu)的參與。因此當(dāng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景需要去除中心化結(jié)構(gòu)時(shí)，可使用區(qū)塊鏈技術(shù)。

d）對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性需求較高的場(chǎng)景：區(qū)塊鏈將鏈上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)限制為只能新增與查詢，而無(wú)法修改或刪除。故鏈上數(shù)據(jù)具有良好的防篡改性，使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以很好地保障鏈上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。

e）需對(duì)數(shù)據(jù)歷史進(jìn)行追溯的場(chǎng)景：區(qū)塊鏈在鏈上文件不可篡改的基礎(chǔ)上為流程中每一個(gè)上鏈存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)加上了時(shí)間戳，保障了區(qū)塊內(nèi)數(shù)據(jù)的連續(xù)性與完整性，使得其可以根據(jù)數(shù)據(jù)上鏈的時(shí)間順序形成完整的業(yè)務(wù)流程歷史。對(duì)于有時(shí)間戳要求或是進(jìn)行溯源的場(chǎng)景而言，應(yīng)使用區(qū)塊鏈技術(shù)。

f）需簡(jiǎn)化人為操作與干預(yù)的場(chǎng)景：區(qū)塊鏈作為一種“高度自治”的技術(shù)，可以大量運(yùn)用智能合約技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化，保障輸出的準(zhǔn)確性與高效性，且大幅減少人工成本。因此，使用區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)，可以大幅地減少人為操作。

在運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算場(chǎng)景中，傳統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)需要參與國(guó)際漫游結(jié)算的多方運(yùn)營(yíng)商的共同參與。而這些運(yùn)營(yíng)商在很大程度上不相互信任［14］，因此還需要引入中心化的DCH/FCH清結(jié)算機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理或驗(yàn)證，同時(shí)由于CDR與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的差異性需要大量的人工進(jìn)行漫游文件統(tǒng)一、問(wèn)題協(xié)商等工作，又存在漫游文件丟失、不一致而導(dǎo)致壞賬的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，若對(duì)傳統(tǒng)漫游清結(jié)算架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，上述流程中的需求點(diǎn)恰與上述a）～f）契合。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)可以與運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算場(chǎng)景良好結(jié)合。

2.2.2 應(yīng)用場(chǎng)景

第2.2.1條分析了區(qū)塊鏈與運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游結(jié)算場(chǎng)景契合的具體原因。在實(shí)際中，區(qū)塊鏈可以應(yīng)用至漫游文件的生成與統(tǒng)一、自動(dòng)清結(jié)算、糾紛處理等多個(gè)場(chǎng)景。二者結(jié)合的主要優(yōu)勢(shì)如下。

a）實(shí)現(xiàn)漫游文件的安全化存儲(chǔ)。在國(guó)際漫游清結(jié)算流程中，需要將CDR文件借助TAP協(xié)議或CIBER協(xié)議生成相應(yīng)的漫游文件供本地運(yùn)營(yíng)商與所在地運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行結(jié)算。實(shí)際應(yīng)用中，可將用戶的CDR話單上鏈存儲(chǔ)，同時(shí)借助區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)，實(shí)現(xiàn)TAP或CIBER漫游文件在鏈上的自動(dòng)生成與存儲(chǔ)。文件上鏈后會(huì)被存儲(chǔ)在區(qū)塊中并被同步至鏈上的所有節(jié)點(diǎn)。擁有權(quán)限的運(yùn)營(yíng)商節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)鏈上文件的訪問(wèn)并進(jìn)行比對(duì)與驗(yàn)證，但無(wú)法對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行修改。因此，漫游文件的安全性與可靠性得以保證，利于后期產(chǎn)生分歧時(shí)問(wèn)題的查找與解決。

b）實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的自動(dòng)化。當(dāng)漫游文件生成并分發(fā)后，運(yùn)營(yíng)商之間需要根據(jù)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)生成漫游文件并就其中內(nèi)容進(jìn)行處理與驗(yàn)證以達(dá)成共識(shí)。而在此過(guò)程中，按照之前的分析，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與人工成本。借助區(qū)塊鏈技術(shù)，參與漫游業(yè)務(wù)的雙方或多方運(yùn)營(yíng)商達(dá)成漫游協(xié)議后，可根據(jù)該協(xié)議內(nèi)容將相關(guān)方法步驟寫入?yún)^(qū)塊鏈的智能合約之中。因此，所在地運(yùn)營(yíng)商漫游文件的生成、傳輸與本地運(yùn)營(yíng)商的處理驗(yàn)證均可由區(qū)塊鏈的智能合約與共識(shí)機(jī)制自動(dòng)化完成。由于鏈上文件不可篡改，文件自身有良好的可信度。同時(shí)，智能合約的自動(dòng)化執(zhí)行使得人工參與度降到了最低，提升了漫游結(jié)算的整體效率與穩(wěn)定性。

c）實(shí)現(xiàn)清結(jié)算業(yè)務(wù)透明可信。根據(jù)文獻(xiàn)［9］的觀點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商之間往往沒(méi)有建立足夠的信任機(jī)制。同時(shí)，文獻(xiàn)［11］的數(shù)據(jù)表明，76%已經(jīng)使用區(qū)塊鏈開(kāi)展業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商表示使用區(qū)塊鏈?zhǔn)浅鲇凇鞍踩笨紤]。因此對(duì)于參與業(yè)務(wù)的多方之間，由于彼此的不信任，需要大量的協(xié)商、共識(shí)工作，以建立漫游關(guān)系、達(dá)成漫游協(xié)議、共識(shí)漫游文件并進(jìn)行清結(jié)算。而區(qū)塊鏈技術(shù)恰好解決了這些問(wèn)題。參與鏈上業(yè)務(wù)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以同步鏈上的所有賬本，使得鏈上的記錄公開(kāi)透明。文件生成與處理的自動(dòng)化與不可篡改，保障了文件的準(zhǔn)確性并規(guī)避了漫游文件人工處理與傳輸帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，使得鏈上的全流程可信。當(dāng)發(fā)生糾紛時(shí)，根據(jù)每一步的溯源內(nèi)容即可定追責(zé)相關(guān)責(zé)任方或責(zé)任人。因此，參與漫游的運(yùn)營(yíng)商多方之間無(wú)需建立信任機(jī)制，區(qū)塊鏈技術(shù)的使用為漫游業(yè)務(wù)整體流程帶來(lái)了“強(qiáng)制”信任。

d）無(wú)需第三方清結(jié)算機(jī)構(gòu)參與。根據(jù)定義，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯卸喾絽⑴c的分布式架構(gòu)，即鏈上多方擁有相同的賬本，去除了中心化的結(jié)構(gòu)。對(duì)于漫游結(jié)算場(chǎng)景，鏈上參與的多方即為參與漫游業(yè)務(wù)的多個(gè)運(yùn)營(yíng)商，運(yùn)營(yíng)商之間借助區(qū)塊鏈中的智能合約與共識(shí)算法實(shí)現(xiàn)漫游文件自動(dòng)生成、處理、傳輸、共識(shí)等步驟。同時(shí)，可以根據(jù)相應(yīng)的計(jì)費(fèi)機(jī)制和漫游文件自動(dòng)生成相應(yīng)的賬單并進(jìn)行清結(jié)算，該過(guò)程準(zhǔn)確且可溯源。因此，傳統(tǒng)技術(shù)引入的用于漫游文件共識(shí)、賬單生成與清結(jié)算的中心化第三方清結(jié)算機(jī)構(gòu)可以被去中心化架構(gòu)的區(qū)塊鏈取代，在保障可信程度的同時(shí)擁有更好的時(shí)效性與公開(kāi)透明度。

e）減少國(guó)際漫游清結(jié)算的成本。使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以從時(shí)間、人工以及業(yè)務(wù)3個(gè)方面降低成本。

（a）時(shí)間成本：實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)清結(jié)算的實(shí)時(shí)性，減少漫游文件處理、協(xié)商與共識(shí)時(shí)間、降低文件傳輸產(chǎn)生的延遲、顯著降低由于糾紛引起的跨國(guó)協(xié)商、處理時(shí)間。

（b）人工成本：實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)清結(jié)算的去人工化，減少了在漫游文件生成、處理、傳輸、共識(shí)、驗(yàn)證等步驟的人工參與度，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化。同時(shí)，鏈上流程的可溯源與公開(kāi)透明還可幫助降低糾紛處理時(shí)人員的工作量。

（c）業(yè)務(wù)成本：在整體降低了時(shí)間與人工成本的同時(shí)，還可以去除第三方清結(jié)算機(jī)構(gòu)參與、降低業(yè)務(wù)所支付的服務(wù)費(fèi)，從而降低業(yè)務(wù)成本。

f）可規(guī)避業(yè)務(wù)欺詐與錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)［1］、［6］、［7］的描述，傳統(tǒng)技術(shù)存在由于漫游文件錯(cuò)誤或丟失、賬單信息錯(cuò)誤以及欺詐等行為導(dǎo)致壞賬，并最終造成收入損失的問(wèn)題。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以讓業(yè)務(wù)流程的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)降至最低。由于漫游文件與賬單的清結(jié)算均由區(qū)塊鏈自動(dòng)化生成與傳輸，且不經(jīng)過(guò)中心化的機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理，因此由于文件或流程自身導(dǎo)致的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)被降低。對(duì)于欺詐行為，由于區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制的存在，至少需要50%以上節(jié)點(diǎn)認(rèn)可才可讓該行為達(dá)成共識(shí)且被寫入賬本中，且由于區(qū)塊鏈上信息文件公開(kāi)透明可以溯源，欺詐行為可以被快速識(shí)別并定位，因此造假的成本顯著提高。

2.3 相關(guān)組織與解決方案

當(dāng)前，全球各大運(yùn)營(yíng)商、標(biāo)準(zhǔn)組織、開(kāi)源組織對(duì)區(qū)塊鏈應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算場(chǎng)景的探索一直在進(jìn)行中，并且已經(jīng)提出了一些較為成熟的解決方案及產(chǎn)品原型。其中較為知名且活躍的組織和項(xiàng)目有全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）、由Hyperledger組織的ICS項(xiàng)目和由ITW GLF主導(dǎo)的CBAN項(xiàng)目。

2.3.1 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）

GSMA一直致力于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究并推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)賦能傳統(tǒng)電信行業(yè)的應(yīng)用。在2018年發(fā)布的區(qū)塊鏈白皮書(shū)中，GSMA便提出使用區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)可以良好賦能國(guó)際漫游業(yè)務(wù)［14］，并在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上表示要與運(yùn)營(yíng)商合作，創(chuàng)建基于區(qū)塊鏈的國(guó)際漫游產(chǎn)品［16］。

2020年2月，DT、Telefónica、Orange、T Mobile US與GSMA共同完成了跨運(yùn)營(yíng)商區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的搭建與相應(yīng)PoC測(cè)試。其基于Hyperledger Fabric框架，用于實(shí)現(xiàn)漫游合同與文件的自動(dòng)化與數(shù)字化生成［16］，以降低傳統(tǒng)漫游結(jié)算方式的人工與時(shí)間成本。

根據(jù)GSMA的規(guī)劃，當(dāng)前PoC只實(shí)現(xiàn)了其整體規(guī)劃的第1步。目前GSMA已經(jīng)完成了開(kāi)發(fā)費(fèi)用規(guī)劃，并正在進(jìn)行第2、第3階段的討論與研究，以分別完成溯源與結(jié)算功能，并最終產(chǎn)生可商用的端到端國(guó)際漫游清結(jié)算產(chǎn)品［16］。

2.3.2 Inter-Carrier Settlement（ICS）項(xiàng)目

跨運(yùn)營(yíng)商清結(jié)算（ICS——Inter-Carrier Settle?ment）是Hyperledger TelecomSIG工作組的項(xiàng)目之一。其采用Hyperledger Fabric作為底層區(qū)塊鏈設(shè)施，旨在提供更加安全、透明、可信的交易與業(yè)務(wù)架構(gòu)，同時(shí)通過(guò)去中心化架構(gòu)增強(qiáng)對(duì)服務(wù)的直接掌控，削弱對(duì)中心化機(jī)構(gòu)的依賴［1］。

ICS架構(gòu)如圖2所示。架構(gòu)底層通過(guò)調(diào)用Fabric提供的接口，實(shí)現(xiàn)與中間層（Middle Layer）原有各種接口、管理、應(yīng)用服務(wù)的通信。同時(shí)，中間層還提供了與其他分布式賬本互操作的接口，便于業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換與接入。使用Fabric底層并通過(guò)中間層的處理，可支撐包含國(guó)際漫游、IoT等在內(nèi)的多種上層應(yīng)用。

圖2 ICS項(xiàng)目架構(gòu)

目前ICS項(xiàng)目已經(jīng)完成了白皮書(shū)的編寫，且Tele?comSIG工作組正在更加深入地研究與探索，準(zhǔn)備進(jìn)行POC跨運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試。

2.3.3 CBAN項(xiàng)目

通信業(yè)務(wù)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)（CBAN——Communications Business Automation Network）是ITW GLF組織公布的供全球運(yùn)營(yíng)商使用的基于區(qū)塊鏈的自動(dòng)化結(jié)算平臺(tái)，用于解決跨運(yùn)營(yíng)商交易、信息互通、協(xié)議自動(dòng)化及商業(yè)化等跨運(yùn)營(yíng)商場(chǎng)景下的種種問(wèn)題，幫助在增加效率的同時(shí)增加收益。

CBAN的架構(gòu)如圖3所示。其底層包含底層區(qū)塊鏈部分（DLT Chains）、核心服務(wù)部分（Core Services）、最小可用版本架構(gòu)與業(yè)務(wù)服務(wù)（MVP Architectural&Business Services）。這3個(gè)部分構(gòu)成了CBAN底層服務(wù)，提供了對(duì)多種區(qū)塊鏈技術(shù)的支持，同時(shí)提供了底層統(tǒng)一的身份、治理、存儲(chǔ)等的方法與服務(wù)，用以支撐上層供運(yùn)營(yíng)商使用的國(guó)際漫游清結(jié)算、隱私保護(hù)、按需提供數(shù)據(jù)等服務(wù)。

圖3 CBAN項(xiàng)目架構(gòu)

CBAN正在致力于國(guó)際漫游批發(fā)結(jié)算MVP框架的討論與研發(fā)［2］，利用該框架，運(yùn)營(yíng)商可以更準(zhǔn)確且高效地開(kāi)展跨運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)，同時(shí)可以更便捷地解決糾紛。后續(xù)該服務(wù)會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)結(jié)算等功能，基本實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)去人工化。

3 面臨的挑戰(zhàn)

雖然去中心化架構(gòu)在5G國(guó)際漫游清結(jié)算場(chǎng)景中擁有諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際落地時(shí)，運(yùn)營(yíng)商仍面臨著很大挑戰(zhàn)。

a）缺乏運(yùn)維與開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)區(qū)塊鏈理論及技術(shù)的探索與研究已經(jīng)較為廣泛與成熟，但是目前完全基于區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)搭建業(yè)務(wù)的商業(yè)落地應(yīng)用仍屈指可數(shù)。因此，開(kāi)發(fā)、部署技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的缺乏會(huì)增加業(yè)務(wù)搭建的復(fù)雜度與運(yùn)維管理的難度。同時(shí)，投入大量人工與時(shí)間進(jìn)行技術(shù)研發(fā)也導(dǎo)致成本增加。

b）區(qū)塊鏈自身性能不足。性能不足是當(dāng)前各種區(qū)塊鏈平臺(tái)普遍存在的問(wèn)題之一。當(dāng)前環(huán)境下運(yùn)營(yíng)商間每天擁有數(shù)百萬(wàn)級(jí)別的交易數(shù)量，且隨著5G與IoT的發(fā)展而不斷增加［1］。而較為成熟的Hyperledger Fabric技術(shù)在實(shí)際測(cè)試情況下的性能為十幾至數(shù)十TPS（Transactions Per Second）不等，在生產(chǎn)情況下的值可能會(huì)更低。因此，需進(jìn)一步研究提升區(qū)塊鏈自身的性能。

c）缺少相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管。雖然區(qū)塊鏈的研究已經(jīng)進(jìn)展多年，但是相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及法律法規(guī)仍然處于起步及制定階段。標(biāo)準(zhǔn)的缺失以及監(jiān)管的不足導(dǎo)致相關(guān)落地應(yīng)用開(kāi)發(fā)的差異化問(wèn)題明顯，同時(shí)功能與性能也良莠不齊。因此，需要制定更加全面的監(jiān)管策略與標(biāo)準(zhǔn)供各大運(yùn)營(yíng)商參考，以實(shí)現(xiàn)跨運(yùn)營(yíng)商的功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹并分析了去中心化架構(gòu)在運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算中的應(yīng)用場(chǎng)景與發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)分析傳統(tǒng)國(guó)際漫游清結(jié)算的技術(shù)痛點(diǎn)，進(jìn)一步引出了使用區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，本文還分析了技術(shù)落地所面臨的諸多挑戰(zhàn)。

當(dāng)前基于區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游清結(jié)算技術(shù)在理論上已經(jīng)較為成熟，但實(shí)際應(yīng)用仍處于起步階段，需要進(jìn)一步研究與探索，使其與5G場(chǎng)景融合，加速應(yīng)用落地。