文章来源《从政务区块链到政务元宇宙》
1 现状及存在的问题
在人类的发展历史中，城市的形成无疑是助推了人类文明的进步。
尤其是工业化时代以来，城市汇聚了各类物质实体与生产要素，使得城市成为唯一能够在有限区域内集人口、资源、资本、建筑、生产设施等为一体的完整生态系统，进而逐步形成了资源集中生产、利用和消费的经济体系。
然而，当城市规模聚集到一定的程度，原本规模经济的优势便逐渐产生了负效应。
尤其是20世纪80年代以来，全球经济高速发展，交通堵塞、环境污染、能源紧张、秩序混乱等城市病也逐步暴露，这些问题的出现，促使政府日趋重视城市的治理问题。
城市治理的理念便是伴随着现实问题的显现而逐步萌生与发展。
智慧城市治理是把各种信息化技术融入城市治理中，不断对城市规划和城市管理进行优化、集成。
这主要体现在两个方面：
一是在互联网和大数据的基础上，城市规划将从原先长达数年、数十年的跨度缩短到几天、几小时甚至到实时规划和调度；
二是城市的静态规划将转变为动态规划，大量有效数据的应用将帮助城市管理者提高规划精度，从而保证城市管理体系的动态平衡。
智慧城市的治理离不开两个关键要素，一是智慧，二是治理。
城市的“智慧”主要来自以技术为支撑的数据收集、处理、分析与应用。城市的“治理”强调的是多方参与、协作共赢，治理的最终目标是服务于城市居民的整体利益。
因此，智慧城市的治理，就是城市中的不同行为主体，利用数据、经验和知识进行逻辑推断、理性思考，并将这些推断和思考用在城市决策和行为规范的实践中。
然而，由于智慧城市的治理不是简单地将互联网、物联网、人工智能等技术铺设到城市的方方面面，在治理及决策过程中还要利用大数据，推进技术、业务和数据的融合，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门的多主体协同合作。
因此，这一过程中的某些环节可能会成为智慧城市治理的“短板”，而“短板效应”会使得智慧城市的整体发展受到制约。
辜胜阻等学者曾撰文指出，当前我国城市建设中主要面临着“重项目，轻规划”“重建设，轻应用”以及“重模仿，轻研发”等问题。
上述问题的解决主要依靠政府治理理念和技术应用的革新，在此我们列举分析以下几个主要待解决的问题及从治理理念和技术上给出相应的解决方案。
1．成本问题
作为以信息化技术为依托的智慧城市，其最可能面临的“短板”便是技术实现的成本。
目前，通过人工智能技术确实能够解决某些城市问题。
例如，未来的智慧城市需要在基础设施层面布局大量的信息采集设备。
这些设备硬件布局和运营的成本，以及这些设备产生的采集、存储、分析和处理数据的成本都是非常高昂的。
因此，未来城市建设中面临的重要问题，就是如何系统化地将新型技术运用到这些场景中去，并保证这些技术的实现成本也是大家所能够接受的。
2．权责界定问题
在城市治理从管理转向服务的过程中，最为显著的转变便是城市治理运行模式的市场化。
由于智慧城市中与治理相关的信息会牵涉到多个主体，在信息采集、传输和处理中，风险与收益、权利与义务的分配一旦失衡，可能导致主体之间的矛盾，其中必然会涉及权力边界、责任范围和义务担当的配置问题。
智慧城市并不能完全杜绝传统城市治理中各治理主体自说自话、自建自用的现象，而各主体之间的权责不清也将导致互相推诿。
3．隐私问题
随着智慧城市中智能终端设备大规模铺设，这将会对个人隐私形成重大挑战。
城市治理智慧的实现是建立在传感器、摄像头等设备的大范围铺设和布置的基础上，而这些设备中的数据会包含众多隐私。
这种隐私的风险不仅出现在公共场所之中，同样还会出现在家庭之中。
家庭之前一直被认为是个人隐私保护最重要的场所，但是伴随着智能化设备在家庭中的普及，家庭作为私人空间的属性也在降低。
这些设备不断地采集个人数据，并对有效数据进行分析，然后才能为人类提供智能化的服务。
一旦黑客进入了数据服务中心的后台，那么这些家庭隐私数据无疑会暴露在黑客面前，数据被黑客窃取或者篡改，其产生的安全危害将会是难以衡量的。
此外，智慧城市中的数据一旦被上传、存储、应用，将其从网络中彻底地清理也绝非易事。网络空间的虚拟化与复杂化，导致了传播更加广泛与迅速，这在无形之中增大了安全漏洞留存的风险，无疑也对城市基础服务功能的正常运转构成了巨大威胁。
2 解决方案简介
区块链技术能够提供一种去中心化的信任建立机制。
从本质上来说，区块链技术搭建了一个对等网络的分布式账本数据库。
区块链技术能够建立一个多方共同维护且各方不可私自篡改的数据库。
这一数据库用以记录所有的历史交易记录和相关数据，其数据是分布式存储且公开透明的。
利用区块链技术，任何互不相识的用户都可以通过智能合约、点对点记账、数字加密等方式达成共识，无须中央机构的信任担保。
因此，人们得以使用高效且值得信赖的数字货币、数字资产和智能合约进行交互。
随着区块链技术的成熟与应用，在城市建设的过程中，这一技术在城市治理中的运用也将水到渠成。
1．区块链技术可以降低城市治理的成本
这一点主要体现在数据存储成本的降低，以及数据处理灵活程度的提高。
通过分布式达到去中心化的目的，区块链技术将原本需要数百台服务器的中央数据库，分散在多个城市参与者的信息节点上，大幅降低了运行和维护的成本。
同时，区块链系统的信息共享，大大减少了部门、企业的系统重复建设，区块链中的对等节点，在保障了各城市主体提供统一的基础服务节点的同时，还能专注于自身业务。
通过统一的软件部署智能合约，各信息节点能够在系统中快速更新业务模型、数据模型，且不需要重构后台数据库的存储结构和访问接口的数据结构，进而减少了建设复杂度、时间和成本。
2．区块链技术可以明确责任和义务主体
通过区块链技术简化城市治理流程，能够促进城市治理的反应速度。
智慧城市中各参与主体之间能够运用共识共享的方式建立公共账本，从而形成对信息网络中传输数据的统一共识，进而可以优化烦琐的验证流程，通畅治理信息通道，促成治理信息上传和治理决策下达均一步到位。
以PPP模式为例，在信息采集、传输和处理的过程中，各主体的信息交流以区块链公共账本中的智能合约为基础，PPP项目中每一个细微步骤的执行、协调和履约，都可以在瞬时完成多方记入。
这样，不仅交易的可信度得到提升，而且政府或其他主体均可以对项目的执行情况进行实时监督，从而形成多方参与的治理生态。
一旦需要对信息流进行回溯，区块链也能够实现全网全时的跟踪与审计，进而明确各方责任。
3．区块链技术能够加强数据隐私的保护力度
在以区块链为基础的智慧城市大数据平台上，各机构数据参与方既是数据提供者，也是数据使用者，且所有参与方都受到区块链监管模型的监控。
区块链监管模型能够实时监控信息流，同时具备不可撤销、不可抵赖的特征，从而提高了城市治理数据的透明程度。
需要强调的是，虽然区块链中的网络节点层次是去中心化的，但区块链监管模型采取中心化准入和权限分级模式，这为监管者做好准入筛查、隐私保护和违规信息屏蔽等工作提供了保障。
以此为基础，在城市涉密信息得到保障的同时，城市居民也能够获取治理信息，进而保障公民监督权的落实。
对个人隐私数据而言，区块链可以建立数字资产钱包个人账户，可以区块链账户系统，自由出入各个平台，而个人数据的所有权始终在自己手里，跟目前的互联网账号系统有着本质的区别，从而在保障自己数据隐私的同时还能保障自己的数据权益。
总之，针对目前智慧城市治理中的实际问题，区块链技术提供了一种可行路径。
从城市治理与区块链技术的关系来看，区块链技术并不是简单地应用于智慧城市建设当中，其核心思想是搭建城市治理主体之间的信任关系，从而高效率地推进多方治理。
智慧城市实现的关键是真实可靠的数据获取和数据的互信，然而，传统的互联网中心化信任机制难以保证数据的可靠性和可互信，进而导致了城市中的各治理主体往往无法达成数据共识，形成数据壁垒。
因此，通过区块链技术强化数据的可靠获取和安全共享，建立互信共识在城市治理中就显得尤为重要。
3 总体设计
从技术的角度看，相对于互联网、人工智能、大数据技术而言，区块链不仅是一种新兴技术，还是支撑其他这些技术的基础性技术；
就区块链技术自身而言，它不是一种单一的技术，而是集P2P网络、密码算法、数据库、一致性算法、分布式技术等多种技术融合的结果。
结合目前智慧城市的建设现状及治理水平，融入去中心化的区块链技术，重构城市治理系统的总体结构，如图20-1所示。
由图可以看出它一共由三层结构组成，分别是数据及采集层、共识及网络层、业务及应用层。
1．数据及采集层
城市数据是城市运行开展科学分析和管理的最底层基础。
通过现代数字信息技术，自动采集可信物联网终端和手机终端等社会感知数据，并由传输网络完成采集数据的传送。
数据中心记录和汇总城市运行管理过程全生命周期内产生的所有数据，包括地理、人口、生物特征等的基础数据和部件、事件等的实时数据，形成了城市部件、事件的管理对象与管理流程的可信数据源。
同时，区块链分布式数据库由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，保障了城市数据的安全共享。
图20-1 城市治理系统的总体结构
（图片来源论文：区块链在城市治理中的应用：价值、赋能与路径）
2．共识及网络层
数据层往上是共识及网络层，是区块链技术的精髓所在，其中包括POW、POS共识机制、PKI访问控制技术、P2P对等网通信技术及数据验证机制和传播机制。
基于区块链的开放特性，采用高效可扩展的共识算法进行区块的生成和确认，通过P2P对等网技术实现节点之间的通信，通过外部添加的治理主体PKI技术实现访问权限管理，有效避免政府部门间的信息不对称，实现城市数据信息共享、管理公开化和治理透明化。
按照遵循共识机制，通过政务信息系统、指挥调度系统、巡查监察系统、运行监测系统、公共治理与服务系统五大网络系统平台，为城市治理各主体参与协同提供技术支撑。
依托于区块链时间戳技术能够对数据进行精细化管理，记录信息储存和修改的全部过程，防止恶意篡改，既能确保信息安全，又能保障信息的正常使用。
3．业务及应用层
共识及网络层之上是业务及应用层，设计区块链城市治理系统的终极目的是应用，该层涉及部门职责、管制规则、法律法规、联盟公约、市民公约等所形成的智能合约，其直接与实际业务和应用挂钩，是业务逻辑与区块链系统运行的结合，具体流程为城市治理主体各方对具体某一业务共同参与制定一份合约，每个主体都掌握一对公钥和私钥，保障其在区块链内的权限。
通过P2P网络扩散并存入区块链，区块链的智能合约自动执行检查、验证、保存等，对存储在区块上的城市运行数据感知、指挥、分析、监察，实现城市管理日常运行调度、应急指挥和公共服务。
4 区块链技术赋能城市治理的场景应用
前面更多地讲述区块链城市建设的原理，下面从应用角度描述区块链在智慧城市中的应用介绍。
目前，区块链应用正从金融领域向社会生活各个领域逐步延伸，区块链已经从技术构想走向了现实应用，在提升城市治理方面逐见成效，主要体现在以下几个方面。
1．治理机制的合作协同化
城市是一个统一的整体，需要前后上下左右全方位的协调。
城市治理涉及规划、住建、交通、市政市容、园林绿化、国土资源、税务、综合执法等各部门，普遍存在着规划、建设与运行管理脱节，部门信息分割，部门联动机制缺失等现象。
从纵向看，层级之间权限和职责划分不合理，管理事权和财权不匹配；
从横向看，部门之间工作职责边界模糊，权责交叉或重叠，无疑加大了部门间的协调难度，增加了行政成本。
区块链是一种广泛参与的分布式记账方式，去中心化是区块链技术的首要特征，是帮助人们在彼此并不熟悉的多领域内协作的工具，能够有效解决城市治理中的协同问题，具体包括两个层面：
一是城市治理层级和部门之间的协同，二是数据信息交流和共享之间的协同。
传统科层制为特征的治理机制，各专业部门之间的沟通与协作通常需要信息自下而上，再从上至下地传达指令，这样不仅无法应对高速变化的外部环境，还会导致信息在传递过程中的损失与失真。
去中心化意味着区块链网络系统没有核心的管理机构，每个参与主体的权利与义务是均等的，且明确了其相应的主体责任。
区块链的去中心化克服了官僚制组织层级多、信息传递慢的弊病，有助于建立紧凑、扁平的组织结构，有助于各部门的沟通与协作，减少信息垂直传递的次数，增加信息的水平传递。
区块链能消除“数据孤岛”，使政府内部流程被深度重塑，进而简化治理流程，切实保证部门间的无缝衔接，确保了整体治理的部门间协调程度，加快城市治理的反应速度，提高城市治理的协同效率。
区块链中的每个参与部门都可以将其记录的信息共享给整个区块链网络，每个参与维护的节点都有权获得一份完整的数据库拷贝，这就构成了一个去中心化的分布式结算网络，可以在无须第三方介入的情况下，实现点对点式的信息交换和共享。
各节点以平权共建为原则，构成庞大的政务联盟链网络。
各部门上传数据时同步附带数字签名，以验证数据上传身份的真实性，提升数据共享采信。
同时，各部门都是全节点，可查看权限内的所有部门数据，减少数据传输过程的安全隐患。
所有数据上传、查询和使用都会被记录，数据的所属权、使用权清晰界定，便于数据在不同部门间的流通与共享。
2．治理过程的作业标准化
城市治理过程的作业标准化是精细化治理的重要手段，是城市有序运行的基础性保障。
通过制定一套科学、可操作性的作业标准，对市政道路、交通秩序、市容市貌、环境卫生、园林绿化、施工管理和环境保护等进行统一运行维护，与城市监管的部件和事件对象紧密关联，包括城市建设、管理、作业、监督、执法、考评等各个环节的标准体系。
从作业范围来看，从市、区、街道、社区再到网格逐次缩小，精确定位到城市管理部件和事件的地理位置。
从作业流程来看，按照标准化规范，从案件发现、案件立案、派遣执行、执行核查到核查结案和综合评价的全过程，对每一类城市管理部件和事件均有规范地执行规定作业标准，包括处置内容、处置期限、处置责任部门和处置结果等。
区块链技术是一种不可篡改的智能化信任技术，通过智能合约技术保障存储、读取、执行，整个过程透明可跟踪，能够解决城市监管的个人与组织之间、部门之间、发现者、执行者、评价者与物联网之间的信任问题，对于涉及多个部门的同一作业，只需具备相关权限并用私钥进行签名验证，数据便会即时同步送达相关部门和街道。
通过区块链技术对各节点进行合理分工，高效完成各项作业任务，为庞大而繁杂的统一位置标识的城市治理监督对象提供实时自动撮合、强制执行。
在区块链上执行作业过程中产生和记录的数据信息，可以帮助监察部门对城市运行业务流程的规范性进行监控和评估，并通过挖掘流程负载、发生频率、相关部门等数据之间的关联，用来监督运行过程、检测实施偏差和应急事件的预警执行，再通过相应的分析实现动态优化和加强调控。
可见，区块链技术成为了改进特定作业流程或解决特定问题的新方法。
譬如，利用区块链防篡改、可追溯的特性，对环境质量状况进行完整记录和数据关联分析，找出环境潜在污染，将预警标准以合约条款的形式写入计算机程序中，随时启动减污行动。
3．治理行为的执法透明度
随着城镇化步伐的加快和经济社会已进入转型期，规范执法行为和程序显得尤为重要。
城市管理执法部门办案中的证据收集是查明案件事实、依法做出行政处罚的重要依据。
城管执法人员在查处违法行为时，必须及时发现证据、合法提取相关证据、依照法律程序合理有效利用证据，最终才能对案件事实作出准确的判断。
在城市管理行政执法过程中，对登记立案、调查取证、审查决定、送达执行、行政强制、归档管理等行政执法全过程进行记录的活动，包含文字记录、音像记录、信息监督平台记录等方式，这类记录一定程度上存在丢失、篡改、损毁等隐患。
而区块链记录不可逆、不可篡改的特性能够很好地处理这块短板，把违法对象、地点、事实、执法过程等记录上链，形成可查、可信、可用的证据链，增强城市执法的公正、公开、透明。
4．治理监督的追溯精准度
对治理主客体的监督是保证城市治理过程与目标一致性的有效环节。
对于治理主体而言，可以实现对城市治理相关政府部门治理绩效的评估量化和考核管理；
对于治理客体而言，可以实现对城市监管主体的监督管理。
区块链通过时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，且任意两个区块间都通过密码学方法相关联，可以追溯到任何一个区块的数据信息，极强的可验证性和可追溯性提升了治理监督的追溯精准度。
应用场景一：治理主体的绩效管理。
建立适应现代城市治理要求的绩效管理，通过公众参与、信息公开、内外部监督等途径，实现城市管理效能的提升。
利用区块链的防篡改、可追溯技术，结合全国大多数城市已经建立的数字化城市管理系统进一步对治理结果提供可追溯的精准数据，提高政府的公信力和执行力。
绩效评价指标主要从立案数、响应时间、及时率、办结率、警告率、返工率、公众评价、媒体评价等方面进行考量，这些评价指标的原始数据均来自城市管理运作过程中相关职能管理部门在融合平台上自动生成并保存的数据，这些数据通过加密技术，按照时间的顺序进行叠加，生成永久的、不可逆向修改的记录，任何数据信息的修改、检验、传递都需要各节点共同认证，保证了评价数据的公正、客观性，从而真正实现对政府部门的有效监督。
应用场景二：治理客体的监督管理。
对城市公共事业、民生息息相关领域的监管，不仅是城市政府的重要职责，也是保持社会稳定、体现城市治理能力的重要体现。
运用区块链独特的共识机制和数据结构，有助于确保数据质量，提升政府治理能力，可广泛应用于政府重大工程、环境污染、食品药品安全、城乡社会救助、垃圾分类、公益服务事业等领域的监管。
如构建食品安全区块链信息管理平台，可完整、准确地收集食品在制造、分销、零售等供应链环节中的重要信息，并将其储存在区块链信息平台中，食品加工的上下游供应链之间共享数据、交叉验证，实现数据公开透明，可以有效追溯食品的确切来源、监控食品处理的全过程，提升溯源功能和信息透明度。
5．治理主体的广泛参与度
我国传统的城市治理集中体现了“中心化”的总体特征，城市公共物品和服务的供给结构呈现出一元性、一体化、等级制、命令性的特点，这个单一的决策中心就是政府。
随着城市化进程的不断加快，城市社会逐渐演变成一个陌生人社会，城市公共事务日益复杂，如仍然单纯依靠政府“单中心”作为城市公共服务和公共事务的供给端，在城市治理行动方面的缺陷就显而易见了。
公众作为城市治理的需求端，是直接影响城市发展的重要变量，引导公众成为城市治理的供给端，其参与的程度和规模逐渐成为衡量一个城市社会治理现代化的重要尺度。
应用场景一：共同参与，共同决策。
在区块链共识机制促使下，不同利益相关者之间构建一个点对点的分布式对等网络，各个治理主体遵守统一的协议，社会多主体针对数据的有效性达成一致或共识，各尽其责而又自发协调地形成有序的联盟链，共同参与和决定公共事务，决策结果由社会全体共同决定，政府的角色和作用从最初的领导者变为积极的协调者和参与者，适用于城市居民共同参与公共事务讨论与决策的情形，如城市社区事务投票表决、社区代表投票选举、小区居民公约协商等。
应用场景二：共同参与，协同决策。
政府作为公权力的执行机关，在多个主体组成的联盟链中充当强中心的角色，联盟链上的各个主体可以抽象为政府间具有较多联系的机构主体，联盟链节点之间通过协商，达成一定共识，根据多方主体的实际需要和权限形成智能合约，智能合约在区块链上自动运行，共同提升政府的行政效率和治理水平。
如北京互联网法院的“天平链”，目前已完成跨链接入区块链节点19个，完成版权、著作权、互联网金融等9类25个应用节点的数据对接。
“天平链”采用强中心、多点维护的原则，分为许可节点、一级节点、二级节点、应用单位四个层级。
北京互联网法院是许可节点。
一级节点是司法机构和行业组织，参与“天平链”共识、数据校验与记录。
二级节点不参与“天平链”共识，仅做数据校验与记录。
其他接入的公司则只对接存证服务，不具备“天平链”的治理权。
多方共同推动电子证据领域的公共事务。
应用场景三：共同参与，共治共享。
有助于达成公民之间、公民与政府之间良好的合作秩序。
政府、市场和社会能在互信和合作的基础上，进行有效沟通、深度对话，共同参与到社会公共事务治理过程中，形成共治状态，提高社会治理的有效性。
如广东省佛山市禅城区直面“社区居民彼此间不信任”“陌生人城市”等痛点，以区块链等信息技术为手段，把辖区党员、群团组织、群众、业委会、物业公司、社会机构等资源有效统筹起来，在自然人数据库的基础上，叠加区块链技术，推出IMI身份认证，全面解决网上人员真实身份确认问题，让“陌生人”变成“老熟人”，以此重构社会信任体系，提升社区居民间的信任度。
对参与共享活动的社区居民实施积分激励，对于积分高、参政议政能力强的居民，可作为人大代表、政协委员建议人选进行推荐。
同时，将党员干部的社区服务积分作为党员评优评先、评星定级和干部提拔选任的重要依据。
5 应用案例
项目：BCB Block chain
2018年3月在新加坡注册的BCB取了一个非常诗意的名字—建立区块链之上的城市。
而智慧城市之于BCB不仅仅是一个概念，而是一套切实可行的解决方案，以及已经在缅甸亚太水沟谷经济特区（又叫亚太城）落地的成功案例。
缅甸水沟谷经济特区亚太城是第一个使用BCB Block chain的智慧城市，也是中缅推动“一带一路”建设的重点项目。
缅甸亚太水沟谷经济特区是由亚太国际控股集团投资的缅甸唯一的区块链特区，总规划面积18万亩，总投资额150亿美元。
涉及科技产业、休闲旅游、民族文化、金融商贸、生态农业、民用机场等，是集科技、娱乐、旅游、文化与农业于一体的综合性国际城市。
从亚太国际控股集团官网上了解到，新加坡BCB InnovationPte Ltd是缅甸亚太智慧新城唯一的区块链投资方，区块链技术供应方和集成服务商，以及缅甸亚太智慧产业新城的技术解决方。
BCB代币也将作为新城投资开发及后期运营唯一的官方数字货币，目前亚太城的企业薪金发放、日常生活消费、市场交易活动等都使用BCB，真正实现了BCB的落地流通。