刘娟

引言：

区块链从2008年在比特币上的应用开始，经过十多年的发展，已从数字货币开始向金融领域发展，现在在物流、供应链、数字资产、公益慈善、政务等多领域应用，为各行业带来一轮新的创新动能。2019年10月，习近平总书记在主持中共中央政治局第十八次集体学习时强调，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。从顶层设计高度要求在民生、智慧城市、信息互联互通等各个方面加强区块链应用。

本文主要研究区块链技术在电信行业的应用。

一、区块链关键技术

区块链是由包含交易信息的区块从后向前有序链接起来的数据结构。区块被从后向前有序地链接在这个链条里，每个区块都指向前一个区块。

1.1防篡改技术

区块链包括区块头和区块体两个部分。区块体包括打包进区块链的交易，每个区块头都包含它的父区块哈希值。这样把每个区块链接到各自父区块的哈希值序列就创建了一条一直可以追溯到第一个区块的链条。一旦一个区块有很多代以后，改变其中一个区块，将产生连锁反应，影响所有子孙区块，这种改变计算量巨大，所以一個长区块链的存在可以让区块链的历史不可改变，实现数据防篡改。

1.2智能合约

智能合约是一些运行在区块链上的特定代码，部署在每一个区块链节点上，一旦合约触发条件发生，智能合约就会自动触发并执行。智能合约代码存储在区块链上保证一致性、不可篡改。外部输入数据和事件触发合约中的条件和规则，生成新的动作。

1.3共识算法

区块链是通过各参与节点的分布式共识机制来保证数据一致性的。通过共识机制使得各节点所维护的账本（区块链）数据完全一致。在任何时候，所有区块链上参与的节点都维护一个包含一系列区块的总账本，每个区块中都包含了已经被所有节点达成共识的交易清单。

二、区块链类型

根据应用场景的不同，区块链包括公有链、私有链、联盟链三种类型。针对企业间的应用，可以使用联盟链技术，通过智能合约，实现价值的可信传递，打造一个可信生态链;企业内部应用可以建立自己的私有链，便于权限和安全管理，另外私有链可以选择更加高效的共识机制，提高处理效率。

特点 完全公开、去中心化，各个节点可以自由加入和退出网络。

完全分布式，依赖于激励机制，实现完全去中心化的互信机制 仅限于联盟成员参与，通过制定规则来决定区块链上的读写权限、记账等权限。引入授权机制，数据有一定的隐私，便于监管。 各个节点的写入权限和记账权限归内部控制，节点不能随意接入。便于内部数据管理和审计，安全可追溯，不易受到外部攻击。

应用 比特币、以太坊等虚拟数字货币 银行、物流、电商等 大型组织和机构

三、电信行业应用场景

在电信行业，结合区块链技术和行业特点，在数据一致性、跨区结算和对账、数据可信存储、安全审计、物联网、数字身份认证、跨网互联互通、频谱共享等领域具有良好的应用前景。

3.1业务数据一致性

电信领域存在系统多、平台多、参与方多的特点，并且各方之间通常需要保持数据一致性，譬如用户的订购关系、用户状态等，如果各系统之间业务关系不一致，将导致用户计费异常或者无法正常使用业务。传统方式各系统之间通过消息报文或者文件方式进行数据同步，容易出现数据不一致，并且稽核工作量大。借助区块链的一致性共识算法、分布式账本等技术能从底层保障各系统之间的数据一致性。

3.2实时系统间对账

目前各平台之间的对账通常采用文件方式对生产交易进行事后对账，对文件上传及时性要求高、事后对账差异处理人工参与度高、无法做到实时对账。基于区块链技术，各系统将生产交易信息上链，采用智能合约等技术来实现各个系统间实时自动对账，从而可以提升效率和准确性。

3.3数据可信存储

电信系统记录着大量重要的敏感数据，包括系统关键日志，系统操作访问记录等数据。由于日志量大、数据类型多样、相关模块复杂等，导致涉及敏感信息和日志信息在数据采集、存储、处理、应用、传输等环节均存在篡改风险。通过区块链防篡改技术，从底层保证数据上链后无法篡改，为后续的安全审计提供可信数据源。

3.4安全审计

系统运维过程中可能存在非单点登录、数据库绕行、删除敏感文件等高风险访问和操作行为，这些行为传统做法通常依赖事后审计分析，根据审计结果发现问题，一方面需要投入较多的人力，另一方面无法在事件发生时及时发现，导致非法行为不能在第一时间进行阻止。借助区块链分布式账本、防篡改、智能合约等技术，可以根据智能合约实现的审计规则实时进行审计。

3.5数字身份认证

传统的数字身份认证包括密码认证、生物特征识别以及数字签名等方式，不同场景通常需要不同的认证方式，无法做到规范和统一，带来隐私泄露和安全隐患问题。电信运营商天然拥有大量的实名认证用户信息，借助区块链技术，将用户身份信息、数字签名等信息仅提取摘要数据上链，其他APP通过访问链上的摘要数据进行认证，既避免用户的隐私泄露，又能实现身份信息共享、授权访问、行为可追溯。对于设备身份认证，由于区块链的去中心化特性，从而可以解决认证单点失效的问题，利用智能合约可以实现接入设备的自动认证功能，利用联盟链技术实现众多设备之间认证信息的互联和共享。

3.6物联网

物联网是目前技术创新最活跃、发展空间也最大的领域，随着技术的普及和不断深化，我们也正在进入“万物互联”的新时代。但在快速发展过程中也面临着接入设备过多管理复杂、信息安全、隐私保护等方面的问题，各物联网平台之间也缺少有效互信的协同和价值流通机制。结合区块链技术，实现IoT+区块链接平台，为众多设备建立可信网络，去中心化技术有效降低接入成本，提高扩展性，智能合约技术让设备接入认证更灵活高效。

3.7跨网互联互通

各电信运营商之间网络和用户相对独立，难以很好的共享现有网络、无线等资源，存在基站等设备的重复建设、利用不充分问题。借助区块链技术，实现各运营商用户身份认证信息共享，便于用户接入不同运营商网络，将接入和资源使用情况上链，去中心化共识机制解决各运营商之间的信任问题，结合智能合约将网间结算规则上链，实现跨网自动结算。

3.8频谱共享

随着无线通信业务的发展，无线频谱资源是一种稀缺的自然资源，一方面存在频谱资源紧张的情况，另外一方面存在部分地区频谱资源利用不足的情况，目前可以通过频谱共享等方式来解决频谱资源利用率低下的问题。通过引入区块链技术可以解决频谱资源拥有者之间的信任问题，实现频谱价值转移和资源共享。通过将频谱信息上链，在区块链上层部署智能合约，用于动态频谱共享与结算，智能合约的代码根据预设条件可以自动执行，内容不可篡改，实现频谱资源的确权和自动结算。

四、区块链应用系统架构

区块链系统逻辑上主要包括接入节点、共识节点、确认节点、认证节点。这些节点逻辑上独立，部署上可以功能合设。接入节点提供接入的SDK/API，可以将区块链上的DAPP能力进行封装，对外只提供常规的调用接口，降低区块链接入门槛。

五、结束语

随着区块链技术的不断演进，国际国内标准、法律和监管制度也会逐步建立并持续完善，通过国内外各大电信运营商在区块链技术上的不断积极探索和尝试，相信区块链技术能够在电信行业领域更多的场景下得到应用，为产业变革起到更大的作用。

参  考  文  献

[1] 《区块链白皮书》（中国信息通信研究院，2019年10月）

[2] 《区块链电信行业应用白皮书（1.0 版）》（可信区块链推进计划电信行业应用组，2019年5月）

[3]《布局区块链，国内外电信运营商“各有其道” 》 （人民邮电报，2019年5月28日第5版）