区块链在汽车产业的应用场景与落地策略
2022-05-30 关键词:区块链 点击量:378

赵福全1刘宗巍1朱光钰1刘兆鹏2何伟2

1.清华大学(车辆学院)汽车产业与技术战略研究院;2.盖斯特管理咨询公司

近年来,区块链成为备受业界关注的新热点,甚至被誉为继互联网之后可能在各行各业引发颠覆性变革的重要技术。互联网改变了人类传递信息的方式;而区块链作为构建信任的底层技术,有望改变人类社会传递价值的方式。当然,区块链的真正应用目前尚未开始。如果类比于互联网的发展历程,那么区块链只有在各个行业中找到合适的应用场景,并有效切入、逐步扩展,最终才有可能像今天的互联网一样,渗透到人类生产和生活的方方面面。

高度复杂、连接广泛的汽车产业,作为万物互联时代的母生态,将是未来区块链应用场景最多、影响最广、效益最大的关键领域之一。同时,区块链技术的导入也会给汽车全产业链的各个环节带来巨大改变。有鉴于此,我们对区块链及其在汽车产业的应用进行了系统研究,在阐明区块链工作原理、核心技术与重要价值的基础上,重点分析了区块链在汽车产业的各个潜在应用场景,并提出了分阶段推进其应用落地的策略建议,供诸位同仁参考。


一、区块链的基本概念

区块链在本质上是一个实时记录全部交易的分布式(去中心化)账本(数据库)。其中,“区”指分布在世界各个区域的不同节点;“块”指基于各节点共同记账、由若干交易信息组成的信息块;“链”则是指作为数据产生和存储单位的区块按时间顺序首尾有序相连形成的链状结构,而最新的区块信息经各节点达成共识后,将被准确添加至区块链中,从而实现“链”的不断延长。由于在区块链中的各个节点共同参与维护同一个账本,这就从根本上解决了信任问题。

具体来说,区块链是基于哈希(Hash)函数和时间戳生成的链式区块结构。其中,哈希函数可将任意长度的数据信息代码串转化为一段固定长度的字符串,且该字符串具有唯一性,这段字符串就被称为哈希值;而时间戳则是表示某条数据真实可信的时间标识。

区块链的工作原理和实现方式如下:区块链上的第一个区块称为创世区块;之后每一个区块的哈希值根据前一区块的哈希值、时间戳以及该时间段内包含的所有交易信息计算得出,代表着当前区域及其包含的所有信息;新的区块信息经各节点达成共识后,将按照时间戳被准确添加至区块链中。

由此可见,区块链包含了自该链诞生以来发生的所有交易的信息,并被分散存储于相关的各个区块。而区块链相较于中心化服务器的安全性和可信度正源自于此,因为如果要篡改某一区块中的一笔交易信息,会导致该区块哈希值发生改变,这样该区块后面连接的所有区块都将变为非法。也就是说,篡改者必须同时篡改后续所有区块的哈希值才能达成目的,这需要至少拥有超过全网50%以上的算力,显然是不可能的。所以,区块链在数据安全存储方面具有重大价值。


二、区块链的核心技术与重要价值

区块链的核心技术可以归纳为四项:一是分布式账本,交易记账由分布在各地的多个节点共同完成,每个节点记录的都是完整的账目,共同验证产生的所有区块是否合法(未被篡改);二是非对称加密,存储在区块链上的交易信息是公开的,但账户身份是高度加密的;三是共识机制,在决策权高度分散的去中心化系统中,各节点能够高效地针对区块数据的有效性达成共识;四是智能合约,基于可信的、不可篡改的数据,能够自动执行一些预先定义好的规则和条款。

区块链的上述核心技术带来了五项重要特点与价值:一是透明可信,各节点均保存着所有区块的信息(哈希值),同时决策过程需各节点共同参与,可信度极高;二是可追溯,发生的任意一笔交易都有完整记录,并且交易一旦被验证认可,就不可撤销;三是安全加密,除了交易明确的利益相关方以外,交易细节对于其他所有人都是不可读的;四是不可篡改,若要改变某个区块存储的数据,需修改所有完整节点的数据,而这是不现实的;五是应用拓展,通过智能合约实现数据的授权和使用,使区块链能够支持各种场景下的诸多应用。


三、区块链的应用场景及方向

由于区块链的上述特点,使其非常适用于信任程度较低、信任成本较高或者存在信任中断等相关场景,可有效避免如违约、欺诈等不良交易。目前,区块链最具应用可能的场景及方向如下:

一是金融等相关领域。作为去中心化的分布账本,区块链可避免中心权力过分集中,创造更加公平的交易环境。现有交易模式如支付宝、微信等网络支付方式,均依赖于中心化机构的支持。而区块链目前虽然还无法处理快速交易,但可应用在快速交易背后的金融、保险等信用体系建设中。

二是供应链管理领域。区块链内信息透明且可追溯,可以减少供应链的中间环节,降低供应链的流通成本,并有效控制供应链中各个环节的质量,尤其适用于食品安全溯源等场景,也适用于某些产业的供应链建设。

三是社会服务领域。可用于政务服务的分布式管理,例如能够将社会福利或失业救济等以更安全、合理的方式进行确认、授权及发放;又如能够有效提高电子数据的真实性以及审查认定的效率和质量。

不过当前区块链技术还处于发展初期,尚未形成统一的技术标准,各种技术方案也还在演进优化中。这导致其应用拓展还面临一系列挑战,主要包括:区块链处理交易信息的速度较慢、共识机制容易造成交易信息暴露、单个节点的数据存储空间有限且回报不足、缺少统一的底层架构导致不同的价值流难以贯通和增值等。这些挑战的有效应对一方面需要区块链核心技术的持续进步,以提升系统的信息处理速度和隐私保护能力;另一方面需要在实际应用中不断探索,以逐步形成广泛的统一标准。


四、区块链在汽车产业的潜在应用场景

1.区块链在汽车产业的应用前景总览

众所周知,汽车产业链条长、参与主体多,各个环节信息繁杂且不对称,因此一直存在整体运营效率不高、数据流通受限等问题。而区块链作为建立信任的底层技术,有望从根本上解决这些问题,从而为汽车全产业链各个领域及环节的发展带来全方位的改变。

总体而言,区块链在汽车产业的潜在应用场景可分为两大方向:一方面,基于其透明可信、可追溯等特点,区块链可用于建立汽车身份标识,完整记录每台车辆的零部件来源、生产流程、销售渠道、使用和维修情况以及二手车交易等数据,促进汽车产业“研-产-供-销-服”全链条的规范管理;另一方面,基于其安全加密、不可篡改的特点,区块链可用于构建个人信用体系,完整记录用户的用车行为信息、偏好信息及其交易信息和信用评价信息等数据,推动汽车金融与保险、汽车自动支付等领域的更好发展。更进一步来说,区块链还可以将汽车身份标识链与个人信用体系链打通,实现诸多相关节点的安全互联,有效打通汽车身份、汽车使用服务与用户身份、用户信用等相关信息,从而扩展区块链在汽车产业的应用场景,并为汽车产业的数字化转型升级提供助力。具体如图1所示。


图1 区块链在汽车产业的潜在应用场景总览

展望未来,汽车产业既有区块链所需要的宏大应用场景,又有需要区块链解决的诸多实际问题,两者相互结合的发展前景值得关注。为此,我们基于区块链的发展现状及未来潜力,对其在汽车领域的几个关键应用场景进行具体分析。


2.区块链在汽车产业链中的应用

典型的汽车产业链包括整车企业、各级零部件供应商、经销商、售后服务商等,关联主体多,数据量大,管理复杂,不少环节都有待进一步优化。

例如在生产制造环节,汽车产品的供应商数量众多且分布在不同地域。目前汽车企业均采取中心化的数据库进行采购、物流和仓储管理,这种方式存在信息透明度低、财务周期长、沟通成本高等问题。

又如在售后服务环节,当汽车出现故障时,由于难以准确快速地确定责任归属,往往无法及时协调相关供应商采取有针对性的措施;在进行召回处理时,由于具体车辆情况不明,往往不得不要求各经销商、服务商收回并检查所有相关车型,耗时耗力,成本高昂;同时,由于用户掌握的信息有限,经销商、服务商的服务质量和价格体系也缺乏明确的标准和有效的约束。

对于这些问题,区块链均可提供良好的解决方案。具体来说,可为每辆汽车安置一块与区块链系统相联、标记车辆身份的智能芯片,用于记录该车辆的零部件来源(包括具体供应商、批次)、生产组装过程、销售渠道、维修记录等关键信息,从而将整车企业、供应商与经销商、服务商等彻底打通,形成一个完整的数据链。

由此,在生产制造环节,每家供应商以及整车企业之间的交易信息都会被自动记录,并同步完成货物与货款的转移,从而极大地提高供应链的响应速度和信息透明度,这不仅可以加快汽车生产过程本身,而且还可以提高销售、服务等环节的处理效率。同时,基于汽车身份标识和供应链信息,企业还可以建立更可靠的质量控制体系和更优化的物流及仓储动态管理机制。

在售后服务环节,当汽车出现故障时,企业根据该车的身份标识,可以迅速确定问题所在,并协调相关供应商一起进行整改和优化;当进行召回处理时,车企发现零部件或整车存在设计及制造缺陷后,可以根据汽车身份标识准确发出召回通知,节省企业和用户的时间及成本;同时随着各经销商、服务商的上链,所有维修养护信息均透明且可追溯,可以显著提升用户的信任度和满意度。

当前,区块链应用于汽车产业链的障碍主要在于:整供车企上链的积极性不足,一方面企业对于分享交易信息都难免心存疑虑,另一方面整车企业也未必愿意放弃自己中心化管理的地位。而经销(服务)链的上链又有赖于供应链的上链,否则无法产生预期的效果。为此,今后相关企业需要共同设计有效的激励机制,以提升合作伙伴的上链积极性。此外,物联网与人工智能技术的发展将为建立汽车身份标识提供有力支持,从而极大地增加区块链在汽车产业链大规模普及应用的可能性与收益性。


3.区块链在二手车交易中的应用

当前,在二手车交易领域,由于车辆的保养、维修、出险和缺陷召回等信息均没有可靠的记录方式,导致信息不透明、难查询;同时,二手车具有“一车一况”的特殊属性,而现有机制下,车辆的历史数据容易被篡改,又缺乏有效的监管机制,难以保障二手车信息的真实性和准确性。这就使相关购车人群普遍担心二手车的质量风险,严重限制了二手车市场的发展。

而区块链可在二手车交易的全过程中发挥积极作用,有效解决上述问题。基于区块链技术建立的汽车身份标识,可提供车辆信息透明化、可视化的完整历史记录,且这些分布式存储的信息具有可追溯、防篡改的特性,确保了二手车数据的真实和准确,这就从根本上破解了二手车交易的核心瓶颈。

正因如此,目前一些行业先行者已经与区块链技术公司合作,着手将车辆行驶数据、事故记录、维修信息等建立共享账本,以保证旗下二手车的数据充分可靠,并开始进行测试运营。

不过区块链在该领域的应用也面临一些困难:一是车辆信息录入难,特别是一些零散的维修保养摊点很难全部上链,导致在信息源头处产生偏差;二是数据之间打通难,二手车交易商、汽车经销商、维修商、保险公司等的盈利方式各不相同,关注的信息也有差异,导致其数据很难相互打通。为此,致力于打造二手车交易平台的运营商,需要与整车企业开展区块链方面的合作,并努力逐步打通车企、经销商、维修商、车管所以及车主等各个节点,以赢得消费者的信任,形成自身的竞争壁垒。在此过程中,设置合理的激励机制,鼓励相关节点上链并分享数据,同样是区块链在二手车交易领域应用的关键措施之一。


4.区块链在汽车共享出行领域的应用

汽车共享出行是共享经济的重要领域之一,可有效盘活闲置车辆资源,提高车辆利用率。目前,汽车共享存在供需双方沟通效率低、成本高,难以有效约束不守信和不良用车行为,驾驶员、乘客身份以及车辆信息缺乏可靠认证导致出行存在安全隐患等问题,这在很大程度上造成了该领域尚未取得长足的发展。

而利用区块链技术可以分别建立并打通个人信用体系和汽车身份标识,从而有力地促进汽车共享的发展。具体来说,个人信用体系完整记录了用户的基本信息、征信记录、在线交易信息和信用评价等,可以勾勒出个人信用画像;汽车身份标识则完整记录了汽车所有权、使用和维修情况、车况、位置以及用户用车行为等信息,可以实现相关信息的透明化和可追溯;两者打通之后,可以大幅降低汽车共享过程中的沟通交流成本、信用确认成本和安全保障成本,并实现用户信用情况、用车行为与车辆状况、用车价格和用车条件等的优化匹配。同时,用户每次使用共享车辆的信息都将以智能合约的形式上传到区块链中,成为不可篡改的数据,这些数据又可用于后续用户用车流程和出行保障等方面的持续优化,并成为个人信用体系的重要组成部分。

目前区块链应用于汽车共享的主要问题包括:一是用户链与车辆链的融合打通尚需攻克技术难关;二是两者全面上链并协同运行的成本较高,如果只靠汽车共享领域的收益恐怕难以支撑;三是共享汽车的收入来源单一(只有用户用车付费),且目前车辆数量有限,无法产生足够的规模效应。这三点又相互交织、彼此影响,限制了区块链在汽车共享场景下的应用。为此,建议汽车共享运营商一方面要有序增加车辆与用户数量,稀释区块链的投入成本;另一方面要沿着车辆链与用户链的方向,主动与其他节点企业形成合作关系,使区块链在汽车产业和个人信用体系中的价值最大化。


5.区块链在汽车安全互联中的应用

在万物互联的时代,智能网联汽车作为可移动的互联节点、数据终端和智能平台,将广泛连接人、车、路、城等各种要素,成为至关重要的载体性关键枢纽之一。由此,汽车互联安全将涉及到车辆操控安全(驾乘人员安全)、用户隐私安全、交通系统安全、城市治理体系安全乃至国家信息安全和国防安全,一旦出现安全漏洞,后果会非常严重。

在汽车互联领域,目前车辆识别、认证、授权等通信主要依赖于中心化的中央服务器,任何单点故障或者通信阻塞都可能导致整个网络的瘫痪;同时,大部分安全通信系统的设计都没有充分考虑用户隐私保护问题,车辆信息通常不经车主允许就可以传输出去。可见,现有的汽车互联模式存在较大的安全隐患。

上述问题可以通过“物联网+区块链”的方案来加以解决。事实上,这一方案可以确保万物互联的全面安全,而汽车安全互联是其中最具潜力的应用领域之一。也就是说,区块链的访问权限、身份管理与授权机制等将从根本上保障互联安全,从而助力汽车产业多个领域的健康发展。例如在智能座舱的个性化服务方面,可利用区块链技术在车载中控系统进行身份确认,以确保适当的授权访问控制、身份认证管理以及个人数据的完整性。又如在自动驾驶方面,区块链可以准确记录并锁定车辆传感数据、行驶数据和人为干涉数据,用于事故追责和产品改善;可以确保通过网络传递给车辆的控制指令和关键信息不被篡改,提升车路协同下的行车安全性;还可以不经由中央服务器即实现数据点对点的无缝传输,从而最大程度减少中心化服务器被攻击的影响,构建出更加安全的网络环境。再如在能源领域,区块链还可用于碳足迹的跟踪和确认。

当然,区块链技术目前还无法满足互联速度要求高的应用场景。未来随着区块链底层技术的不断进步,再加上大数据、人工智能等技术的有效赋能,区块链的信息处理速度有望显著提升,从而在汽车产业中获得更多的应用。

总体来看,汽车及相关企业、汽车产品、汽车用户以及汽车运行环境等多个链条的各个环节都连接起来,将产生前所未有的重大价值。而能够确保互联安全的区块链技术应用于汽车产业,将具有前所未有的巨大潜力。不过汽车产业的数据众多、繁杂且碎片化,同时各相关主体各有不同的利益,因此要实现各个节点全面上链并共享数据是非常困难的。这就决定了区块链在汽车产业的应用过程必将是漫长的。特别是,如果不能与其他相关产业和领域形成有效联动,区块链在汽车产业的应用落地还会更难更慢。


五、区块链在汽车产业应用落地的三个阶段

我们从重要程度、技术可行性、发展潜力、投入产出比四个维度,对区块链在汽车产业的不同应用场景进行了综合研究和对比分析,以确定不同场景发展区块链的优先级。其中,各个维度和优先级均分为四个等级,并以五角星的数量显示等级的高低。

如图2所示:供应链管理、二手车交易以及售后与维修等领域,行业痛点明显,同时基本上只涉及到汽车产业自身,技术难度相对较低,实施可行性较高,可作为区块链优先导入的场景;汽车金融与保险服务、汽车共享出行和汽车自动支付等领域,需要与个人信用体系建立紧密联系,汽车产业无法独自解决,可作为次优的导入场景;而安全互联以及自动驾驶、能源等领域,一方面目前仍受限于区块链技术信息处理速度较慢的瓶颈,另一方面又涉及到众多不同产业、环节和要素的连接,有赖于相关技术的共同进步、不同主体的共识提升以及物联网的整体发展,因此“物联网+区块链”作为终极场景需要循序渐进,并在解决物联网痛点的过程中同步实现汽车产业的广泛应用。

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图2 区块链在汽车产业应用场景的综合分析

基于上述分析,我们判断,区块链在汽车产业的应用落地将经历以下三个阶段,具体如图3所示:

阶段一,汽车产业独立可控场景。此阶段的重点是构建汽车身份标识链,整车企业与区块链技术公司合作,同时供应商积极参与,共同建立起覆盖零部件信息、车辆行驶数据和事故记录等的共享账本。构建区块链支持下的供应链防伪溯源、质量管理体系和金融结算体系,解决二手车行业信息不透明的痛点,并提升汽车后市场的规范性。

阶段二,新商业模式拓展。在汽车身份标识链不断普及的过程中,个人信用体系链也将持续发展,同时链与链融合的技术难题预期会逐步解决,所以此阶段的重点是打通汽车身份标识链与用户信用体系链。建立车辆使用、维修情况与用户信用、用车行为等信息的匹配关系,实现汽车金融与保险服务的优化,并推动汽车共享等相关业务的发展。

阶段三,物联网的安全互联。在这个阶段,区块链将作为新的底层技术,与物联网深度融合、相互赋能,驱动万物互联时代的早日到来。相应的,汽车产业及产品的全面安全互联也将由此得到充分保障,进而实现汽车、交通、城市和能源“四位一体”融合发展的全新局面和空前价值。

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图3 区块链在汽车产业应用落地的三个阶段

综上所述,汽车产业是区块链应用前景最广泛、最宏大、最综合的关键领域之一;反过来讲,区块链应用于集大成的汽车产业,将会渗透到整个生态的各个环节,从而为产业未来发展创造更多的可能性和更大的价值空间。当然,区块链的普及应用目前才刚刚起步,还面临核心技术、实施成本以及上链意愿等诸多挑战。为此,我们建议:汽车及相关企业一方面应保持对区块链的高度关注,紧密跟踪其最新进展,确保不会错失可能到来的“物联网+区块链”这一战略性的发展机遇;另一方面,应认真分析并优先选择适宜的场景,有针对性地展开探索和尝试,有序推进区块链的应用落地。

来源:汽车产业与技术战略研究院


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