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        區塊鏈在汽車產業的應用場景與落地策略
        2022-05-30 關鍵詞:區塊鏈 點擊量:2087

        趙福全1、劉宗巍1、朱光鈺1、劉兆鵬2、何偉2

        1.清華大學(車輛學院)汽車產業與技術戰略研究院;2.蓋斯特管理咨詢公司

        近年來,區塊鏈成為備受業界關注的新熱點,甚至被譽為繼互聯網之后可能在各行各業引發顛覆性變革的重要技術?;ヂ摼W改變了人類傳遞信息的方式;而區塊鏈作為構建信任的底層技術,有望改變人類社會傳遞價值的方式。當然,區塊鏈的真正應用目前尚未開始。如果類比于互聯網的發展歷程,那么區塊鏈只有在各個行業中找到合適的應用場景,并有效切入、逐步擴展,最終才有可能像今天的互聯網一樣,滲透到人類生產和生活的方方面面。

        高度復雜、連接廣泛的汽車產業,作為萬物互聯時代的母生態,將是未來區塊鏈應用場景最多、影響最廣、效益最大的關鍵領域之一。同時,區塊鏈技術的導入也會給汽車全產業鏈的各個環節帶來巨大改變。有鑒于此,我們對區塊鏈及其在汽車產業的應用進行了系統研究,在闡明區塊鏈工作原理、核心技術與重要價值的基礎上,重點分析了區塊鏈在汽車產業的各個潛在應用場景,并提出了分階段推進其應用落地的策略建議,供諸位同仁參考。


        一、區塊鏈的基本概念

        區塊鏈在本質上是一個實時記錄全部交易的分布式(去中心化)賬本(數據庫)。其中,“區”指分布在世界各個區域的不同節點;“塊”指基于各節點共同記賬、由若干交易信息組成的信息塊;“鏈”則是指作為數據產生和存儲單位的區塊按時間順序首尾有序相連形成的鏈狀結構,而最新的區塊信息經各節點達成共識后,將被準確添加至區塊鏈中,從而實現“鏈”的不斷延長。由于在區塊鏈中的各個節點共同參與維護同一個賬本,這就從根本上解決了信任問題。

        具體來說,區塊鏈是基于哈希(Hash)函數和時間戳生成的鏈式區塊結構。其中,哈希函數可將任意長度的數據信息代碼串轉化為一段固定長度的字符串,且該字符串具有唯一性,這段字符串就被稱為哈希值;而時間戳則是表示某條數據真實可信的時間標識。

        區塊鏈的工作原理和實現方式如下:區塊鏈上的第一個區塊稱為創世區塊;之后每一個區塊的哈希值根據前一區塊的哈希值、時間戳以及該時間段內包含的所有交易信息計算得出,代表著當前區域及其包含的所有信息;新的區塊信息經各節點達成共識后,將按照時間戳被準確添加至區塊鏈中。

        由此可見,區塊鏈包含了自該鏈誕生以來發生的所有交易的信息,并被分散存儲于相關的各個區塊。而區塊鏈相較于中心化服務器的安全性和可信度正源自于此,因為如果要篡改某一區塊中的一筆交易信息,會導致該區塊哈希值發生改變,這樣該區塊后面連接的所有區塊都將變為非法。也就是說,篡改者必須同時篡改后續所有區塊的哈希值才能達成目的,這需要至少擁有超過全網50%以上的算力,顯然是不可能的。所以,區塊鏈在數據安全存儲方面具有重大價值。


        二、區塊鏈的核心技術與重要價值

        區塊鏈的核心技術可以歸納為四項:一是分布式賬本,交易記賬由分布在各地的多個節點共同完成,每個節點記錄的都是完整的賬目,共同驗證產生的所有區塊是否合法(未被篡改);二是非對稱加密,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但賬戶身份是高度加密的;三是共識機制,在決策權高度分散的去中心化系統中,各節點能夠高效地針對區塊數據的有效性達成共識;四是智能合約,基于可信的、不可篡改的數據,能夠自動執行一些預先定義好的規則和條款。

        區塊鏈的上述核心技術帶來了五項重要特點與價值:一是透明可信,各節點均保存著所有區塊的信息(哈希值),同時決策過程需各節點共同參與,可信度極高;二是可追溯,發生的任意一筆交易都有完整記錄,并且交易一旦被驗證認可,就不可撤銷;三是安全加密,除了交易明確的利益相關方以外,交易細節對于其他所有人都是不可讀的;四是不可篡改,若要改變某個區塊存儲的數據,需修改所有完整節點的數據,而這是不現實的;五是應用拓展,通過智能合約實現數據的授權和使用,使區塊鏈能夠支持各種場景下的諸多應用。


        三、區塊鏈的應用場景及方向

        由于區塊鏈的上述特點,使其非常適用于信任程度較低、信任成本較高或者存在信任中斷等相關場景,可有效避免如違約、欺詐等不良交易。目前,區塊鏈最具應用可能的場景及方向如下:

        一是金融等相關領域。作為去中心化的分布賬本,區塊鏈可避免中心權力過分集中,創造更加公平的交易環境?,F有交易模式如支付寶、微信等網絡支付方式,均依賴于中心化機構的支持。而區塊鏈目前雖然還無法處理快速交易,但可應用在快速交易背后的金融、保險等信用體系建設中。

        二是供應鏈管理領域。區塊鏈內信息透明且可追溯,可以減少供應鏈的中間環節,降低供應鏈的流通成本,并有效控制供應鏈中各個環節的質量,尤其適用于食品安全溯源等場景,也適用于某些產業的供應鏈建設。

        三是社會服務領域??捎糜谡辗盏姆植际焦芾?,例如能夠將社會福利或失業救濟等以更安全、合理的方式進行確認、授權及發放;又如能夠有效提高電子數據的真實性以及審查認定的效率和質量。

        不過當前區塊鏈技術還處于發展初期,尚未形成統一的技術標準,各種技術方案也還在演進優化中。這導致其應用拓展還面臨一系列挑戰,主要包括:區塊鏈處理交易信息的速度較慢、共識機制容易造成交易信息暴露、單個節點的數據存儲空間有限且回報不足、缺少統一的底層架構導致不同的價值流難以貫通和增值等。這些挑戰的有效應對一方面需要區塊鏈核心技術的持續進步,以提升系統的信息處理速度和隱私保護能力;另一方面需要在實際應用中不斷探索,以逐步形成廣泛的統一標準。


        四、區塊鏈在汽車產業的潛在應用場景

        1.區塊鏈在汽車產業的應用前景總覽

        眾所周知,汽車產業鏈條長、參與主體多,各個環節信息繁雜且不對稱,因此一直存在整體運營效率不高、數據流通受限等問題。而區塊鏈作為建立信任的底層技術,有望從根本上解決這些問題,從而為汽車全產業鏈各個領域及環節的發展帶來全方位的改變。

        總體而言,區塊鏈在汽車產業的潛在應用場景可分為兩大方向:一方面,基于其透明可信、可追溯等特點,區塊鏈可用于建立汽車身份標識,完整記錄每臺車輛的零部件來源、生產流程、銷售渠道、使用和維修情況以及二手車交易等數據,促進汽車產業“研-產-供-銷-服”全鏈條的規范管理;另一方面,基于其安全加密、不可篡改的特點,區塊鏈可用于構建個人信用體系,完整記錄用戶的用車行為信息、偏好信息及其交易信息和信用評價信息等數據,推動汽車金融與保險、汽車自動支付等領域的更好發展。更進一步來說,區塊鏈還可以將汽車身份標識鏈與個人信用體系鏈打通,實現諸多相關節點的安全互聯,有效打通汽車身份、汽車使用服務與用戶身份、用戶信用等相關信息,從而擴展區塊鏈在汽車產業的應用場景,并為汽車產業的數字化轉型升級提供助力。具體如圖1所示。


        圖1 區塊鏈在汽車產業的潛在應用場景總覽

        展望未來,汽車產業既有區塊鏈所需要的宏大應用場景,又有需要區塊鏈解決的諸多實際問題,兩者相互結合的發展前景值得關注。為此,我們基于區塊鏈的發展現狀及未來潛力,對其在汽車領域的幾個關鍵應用場景進行具體分析。


        2.區塊鏈在汽車產業鏈中的應用

        典型的汽車產業鏈包括整車企業、各級零部件供應商、經銷商、售后服務商等,關聯主體多,數據量大,管理復雜,不少環節都有待進一步優化。

        例如在生產制造環節,汽車產品的供應商數量眾多且分布在不同地域。目前汽車企業均采取中心化的數據庫進行采購、物流和倉儲管理,這種方式存在信息透明度低、財務周期長、溝通成本高等問題。

        又如在售后服務環節,當汽車出現故障時,由于難以準確快速地確定責任歸屬,往往無法及時協調相關供應商采取有針對性的措施;在進行召回處理時,由于具體車輛情況不明,往往不得不要求各經銷商、服務商收回并檢查所有相關車型,耗時耗力,成本高昂;同時,由于用戶掌握的信息有限,經銷商、服務商的服務質量和價格體系也缺乏明確的標準和有效的約束。

        對于這些問題,區塊鏈均可提供良好的解決方案。具體來說,可為每輛汽車安置一塊與區塊鏈系統相聯、標記車輛身份的智能芯片,用于記錄該車輛的零部件來源(包括具體供應商、批次)、生產組裝過程、銷售渠道、維修記錄等關鍵信息,從而將整車企業、供應商與經銷商、服務商等徹底打通,形成一個完整的數據鏈。

        由此,在生產制造環節,每家供應商以及整車企業之間的交易信息都會被自動記錄,并同步完成貨物與貨款的轉移,從而極大地提高供應鏈的響應速度和信息透明度,這不僅可以加快汽車生產過程本身,而且還可以提高銷售、服務等環節的處理效率。同時,基于汽車身份標識和供應鏈信息,企業還可以建立更可靠的質量控制體系和更優化的物流及倉儲動態管理機制。

        在售后服務環節,當汽車出現故障時,企業根據該車的身份標識,可以迅速確定問題所在,并協調相關供應商一起進行整改和優化;當進行召回處理時,車企發現零部件或整車存在設計及制造缺陷后,可以根據汽車身份標識準確發出召回通知,節省企業和用戶的時間及成本;同時隨著各經銷商、服務商的上鏈,所有維修養護信息均透明且可追溯,可以顯著提升用戶的信任度和滿意度。

        當前,區塊鏈應用于汽車產業鏈的障礙主要在于:整供車企上鏈的積極性不足,一方面企業對于分享交易信息都難免心存疑慮,另一方面整車企業也未必愿意放棄自己中心化管理的地位。而經銷(服務)鏈的上鏈又有賴于供應鏈的上鏈,否則無法產生預期的效果。為此,今后相關企業需要共同設計有效的激勵機制,以提升合作伙伴的上鏈積極性。此外,物聯網與人工智能技術的發展將為建立汽車身份標識提供有力支持,從而極大地增加區塊鏈在汽車產業鏈大規模普及應用的可能性與收益性。


        3.區塊鏈在二手車交易中的應用

        當前,在二手車交易領域,由于車輛的保養、維修、出險和缺陷召回等信息均沒有可靠的記錄方式,導致信息不透明、難查詢;同時,二手車具有“一車一況”的特殊屬性,而現有機制下,車輛的歷史數據容易被篡改,又缺乏有效的監管機制,難以保障二手車信息的真實性和準確性。這就使相關購車人群普遍擔心二手車的質量風險,嚴重限制了二手車市場的發展。

        而區塊鏈可在二手車交易的全過程中發揮積極作用,有效解決上述問題?;趨^塊鏈技術建立的汽車身份標識,可提供車輛信息透明化、可視化的完整歷史記錄,且這些分布式存儲的信息具有可追溯、防篡改的特性,確保了二手車數據的真實和準確,這就從根本上破解了二手車交易的核心瓶頸。

        正因如此,目前一些行業先行者已經與區塊鏈技術公司合作,著手將車輛行駛數據、事故記錄、維修信息等建立共享賬本,以保證旗下二手車的數據充分可靠,并開始進行測試運營。

        不過區塊鏈在該領域的應用也面臨一些困難:一是車輛信息錄入難,特別是一些零散的維修保養攤點很難全部上鏈,導致在信息源頭處產生偏差;二是數據之間打通難,二手車交易商、汽車經銷商、維修商、保險公司等的盈利方式各不相同,關注的信息也有差異,導致其數據很難相互打通。為此,致力于打造二手車交易平臺的運營商,需要與整車企業開展區塊鏈方面的合作,并努力逐步打通車企、經銷商、維修商、車管所以及車主等各個節點,以贏得消費者的信任,形成自身的競爭壁壘。在此過程中,設置合理的激勵機制,鼓勵相關節點上鏈并分享數據,同樣是區塊鏈在二手車交易領域應用的關鍵措施之一。


        4.區塊鏈在汽車共享出行領域的應用

        汽車共享出行是共享經濟的重要領域之一,可有效盤活閑置車輛資源,提高車輛利用率。目前,汽車共享存在供需雙方溝通效率低、成本高,難以有效約束不守信和不良用車行為,駕駛員、乘客身份以及車輛信息缺乏可靠認證導致出行存在安全隱患等問題,這在很大程度上造成了該領域尚未取得長足的發展。

        而利用區塊鏈技術可以分別建立并打通個人信用體系和汽車身份標識,從而有力地促進汽車共享的發展。具體來說,個人信用體系完整記錄了用戶的基本信息、征信記錄、在線交易信息和信用評價等,可以勾勒出個人信用畫像;汽車身份標識則完整記錄了汽車所有權、使用和維修情況、車況、位置以及用戶用車行為等信息,可以實現相關信息的透明化和可追溯;兩者打通之后,可以大幅降低汽車共享過程中的溝通交流成本、信用確認成本和安全保障成本,并實現用戶信用情況、用車行為與車輛狀況、用車價格和用車條件等的優化匹配。同時,用戶每次使用共享車輛的信息都將以智能合約的形式上傳到區塊鏈中,成為不可篡改的數據,這些數據又可用于后續用戶用車流程和出行保障等方面的持續優化,并成為個人信用體系的重要組成部分。

        目前區塊鏈應用于汽車共享的主要問題包括:一是用戶鏈與車輛鏈的融合打通尚需攻克技術難關;二是兩者全面上鏈并協同運行的成本較高,如果只靠汽車共享領域的收益恐怕難以支撐;三是共享汽車的收入來源單一(只有用戶用車付費),且目前車輛數量有限,無法產生足夠的規模效應。這三點又相互交織、彼此影響,限制了區塊鏈在汽車共享場景下的應用。為此,建議汽車共享運營商一方面要有序增加車輛與用戶數量,稀釋區塊鏈的投入成本;另一方面要沿著車輛鏈與用戶鏈的方向,主動與其他節點企業形成合作關系,使區塊鏈在汽車產業和個人信用體系中的價值最大化。


        5.區塊鏈在汽車安全互聯中的應用

        在萬物互聯的時代,智能網聯汽車作為可移動的互聯節點、數據終端和智能平臺,將廣泛連接人、車、路、城等各種要素,成為至關重要的載體性關鍵樞紐之一。由此,汽車互聯安全將涉及到車輛操控安全(駕乘人員安全)、用戶隱私安全、交通系統安全、城市治理體系安全乃至國家信息安全和國防安全,一旦出現安全漏洞,后果會非常嚴重。

        在汽車互聯領域,目前車輛識別、認證、授權等通信主要依賴于中心化的中央服務器,任何單點故障或者通信阻塞都可能導致整個網絡的癱瘓;同時,大部分安全通信系統的設計都沒有充分考慮用戶隱私保護問題,車輛信息通常不經車主允許就可以傳輸出去??梢?,現有的汽車互聯模式存在較大的安全隱患。

        上述問題可以通過“物聯網+區塊鏈”的方案來加以解決。事實上,這一方案可以確保萬物互聯的全面安全,而汽車安全互聯是其中最具潛力的應用領域之一。也就是說,區塊鏈的訪問權限、身份管理與授權機制等將從根本上保障互聯安全,從而助力汽車產業多個領域的健康發展。例如在智能座艙的個性化服務方面,可利用區塊鏈技術在車載中控系統進行身份確認,以確保適當的授權訪問控制、身份認證管理以及個人數據的完整性。又如在自動駕駛方面,區塊鏈可以準確記錄并鎖定車輛傳感數據、行駛數據和人為干涉數據,用于事故追責和產品改善;可以確保通過網絡傳遞給車輛的控制指令和關鍵信息不被篡改,提升車路協同下的行車安全性;還可以不經由中央服務器即實現數據點對點的無縫傳輸,從而最大程度減少中心化服務器被攻擊的影響,構建出更加安全的網絡環境。再如在能源領域,區塊鏈還可用于碳足跡的跟蹤和確認。

        當然,區塊鏈技術目前還無法滿足互聯速度要求高的應用場景。未來隨著區塊鏈底層技術的不斷進步,再加上大數據、人工智能等技術的有效賦能,區塊鏈的信息處理速度有望顯著提升,從而在汽車產業中獲得更多的應用。

        總體來看,汽車及相關企業、汽車產品、汽車用戶以及汽車運行環境等多個鏈條的各個環節都連接起來,將產生前所未有的重大價值。而能夠確?;ヂ摪踩膮^塊鏈技術應用于汽車產業,將具有前所未有的巨大潛力。不過汽車產業的數據眾多、繁雜且碎片化,同時各相關主體各有不同的利益,因此要實現各個節點全面上鏈并共享數據是非常困難的。這就決定了區塊鏈在汽車產業的應用過程必將是漫長的。特別是,如果不能與其他相關產業和領域形成有效聯動,區塊鏈在汽車產業的應用落地還會更難更慢。


        五、區塊鏈在汽車產業應用落地的三個階段

        我們從重要程度、技術可行性、發展潛力、投入產出比四個維度,對區塊鏈在汽車產業的不同應用場景進行了綜合研究和對比分析,以確定不同場景發展區塊鏈的優先級。其中,各個維度和優先級均分為四個等級,并以五角星的數量顯示等級的高低。

        如圖2所示:供應鏈管理、二手車交易以及售后與維修等領域,行業痛點明顯,同時基本上只涉及到汽車產業自身,技術難度相對較低,實施可行性較高,可作為區塊鏈優先導入的場景;汽車金融與保險服務、汽車共享出行和汽車自動支付等領域,需要與個人信用體系建立緊密聯系,汽車產業無法獨自解決,可作為次優的導入場景;而安全互聯以及自動駕駛、能源等領域,一方面目前仍受限于區塊鏈技術信息處理速度較慢的瓶頸,另一方面又涉及到眾多不同產業、環節和要素的連接,有賴于相關技術的共同進步、不同主體的共識提升以及物聯網的整體發展,因此“物聯網+區塊鏈”作為終極場景需要循序漸進,并在解決物聯網痛點的過程中同步實現汽車產業的廣泛應用。

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        圖2 區塊鏈在汽車產業應用場景的綜合分析

        基于上述分析,我們判斷,區塊鏈在汽車產業的應用落地將經歷以下三個階段,具體如圖3所示:

        階段一,汽車產業獨立可控場景。此階段的重點是構建汽車身份標識鏈,整車企業與區塊鏈技術公司合作,同時供應商積極參與,共同建立起覆蓋零部件信息、車輛行駛數據和事故記錄等的共享賬本。構建區塊鏈支持下的供應鏈防偽溯源、質量管理體系和金融結算體系,解決二手車行業信息不透明的痛點,并提升汽車后市場的規范性。

        階段二,新商業模式拓展。在汽車身份標識鏈不斷普及的過程中,個人信用體系鏈也將持續發展,同時鏈與鏈融合的技術難題預期會逐步解決,所以此階段的重點是打通汽車身份標識鏈與用戶信用體系鏈。建立車輛使用、維修情況與用戶信用、用車行為等信息的匹配關系,實現汽車金融與保險服務的優化,并推動汽車共享等相關業務的發展。

        階段三,物聯網的安全互聯。在這個階段,區塊鏈將作為新的底層技術,與物聯網深度融合、相互賦能,驅動萬物互聯時代的早日到來。相應的,汽車產業及產品的全面安全互聯也將由此得到充分保障,進而實現汽車、交通、城市和能源“四位一體”融合發展的全新局面和空前價值。

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        圖3 區塊鏈在汽車產業應用落地的三個階段

        綜上所述,汽車產業是區塊鏈應用前景最廣泛、最宏大、最綜合的關鍵領域之一;反過來講,區塊鏈應用于集大成的汽車產業,將會滲透到整個生態的各個環節,從而為產業未來發展創造更多的可能性和更大的價值空間。當然,區塊鏈的普及應用目前才剛剛起步,還面臨核心技術、實施成本以及上鏈意愿等諸多挑戰。為此,我們建議:汽車及相關企業一方面應保持對區塊鏈的高度關注,緊密跟蹤其最新進展,確保不會錯失可能到來的“物聯網+區塊鏈”這一戰略性的發展機遇;另一方面,應認真分析并優先選擇適宜的場景,有針對性地展開探索和嘗試,有序推進區塊鏈的應用落地。

        來源:汽車產業與技術戰略研究院


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