
一、区块链的核心技术:
1)分布式帐本
2)防篡改机制
3)共识机制
4)追溯机制

1、分布式帐本技术:
主要有两个方面,一个是分布式,另一个是帐本。区块链的存储是分布式的存储,那么带来的价值就是:一个节点的数据损坏了,不会让整个帐本丢失,从数据存储的角度提高了数据的安全性。
“帐本”说明了区块链的核心应用方向是记帐(记录),所以我们在拓展相关的行业应用的时候,就不能脱离了这个方向,一定是与“记录”相关的。
2、防篡改机制:
区块链利用加密技术、分布式技术、共识技术来防止数据或交易的恶意篡改。
加密技术比较容易理解,数据或交易信息,加密后别人就很难修改具体内容,而且加密技术产生的数字签名,可以从身份的角度来保护数据,如果没有数字签名,即使修改了内容,节点验证也通不过。
采用分布式存储技术,数据在多个节点存在,如果想改的话,则每个节点都需要修改,篡改者几乎是达不到这种能力的。
共识机制保证每个节点都按照规定好的原则来验证和记录数据,篡改过的不符合原则的数据会被直接过滤掉。
3、共识机制:
共识就是所有的节点达成一致,共同维护同一本帐本,从而保证帐本的唯一性、准确性、完整性。再深入一步,也就是所有节点对于每一笔记录都是认可的,只要符合规则,就进行记录,而不需要一个“关键决策”来通知它记录,这样便可以节省大量的“流程时间”,而相关的这些“规则”,便是共识机制,某些共识机制需要算法的支持,这便是共识算法。
共识机制主要是价值是对区块链内部来说的,保证了帐本的正确、完整与统一,确保区块链在“自治”的环境下运转,支持了防篡改机制,从而保证了区块链的安全可信。
4、追溯机制:
数字签名机制通过非对称加密和哈希算法来实现,能过数字签名后,则实现了身份的防抵赖,通过对交易的查看,可以确认交易者的身份,这就保证了一连串交易的每笔交易来源都可以追溯到。
分析这四项技术,分布式帐本的“记录”的功能,在GIS中本身已存在,各种数据库都可以做到,关系型数据库、NoSQL数据库、分布式数据库,在功能上已经相当强大了。在“记录”功能上,区块链的优势不明显。
防篡改机制,区块链利用多种机制与算法保证了记录的不可篡改特点,而这一特点在GIS数据库中是难以达到的。那么在GIS的应用中可以重点考虑这一特点。
追溯机制,只要在数据表中加一个字段,记下当前记录相关的上一记录便可,这一技术特点,区块链也无多大的优势。但是与“防篡改机制”结合起来就不一样了,可以实现可信的追溯。
共识机制,虽说是区块链的内部实现机制,但在“防篡改机制”的实现上发挥了很大的作用,同时,共识机制可以优化流程处理方面的时间。
综上,防篡改特点与可追溯特点值得GIS行业重点对待!
二、区块链技术在GIS行业中的应用
探索区块链技术在GIS行业中的应用,那首先应该看一下GIS的核心功能:数据存储、空间分析、结果展示、交互操作。
数据存储方面:与数据防篡改可挂钩,只要担心数据被篡改的,那就可以用区块链来实现。好比说地籍边界线,被修改的话带来的影响是相当大的。
数据存储,还关系到一个数据来源的问题,尤其是物联网发展起来后,有许多与位置相关的传感器数据,用区块链采集数据,可以做到数据的防篡改、可追溯,现在许多物联网的传感器,甚至是缺少身份认证,在数据的安全方面存在很大的问题,区块链可以提供一个可信的基础保障,当然区块链的数据存储性能值得探讨,但有一种解决方案是以采样的方式进行数据采集。
空间分析方面:数据的来源需要追溯,分析后的结果需要备案(记录)和追溯,这些方面有区块链发挥价值的场景。现在发展起来的技术还有“边缘计算”,边缘计算中间结果或中间数据的防篡改需求,区块链技术可以发挥价值。
结果展示方面:与区块链关系不大。
交互操作方面:不管是数据处理还是基于GIS的设计,都会产生相关的中间成果或版本,版本的管理是一个难题,尤其是在协作操作的前提下,而区块链的共识机制,可以确保严格同步,不会出现版本冲突的问题。
目前在GIS相关行业中,落地的项目主要是不动产登记,其中主要也是应用了防篡改技术,确保不动产登记信息的防篡改。
区块链在GIS中可能应用方向:
1)基于共识机制的数据采集。包括众包数据采集、物联网数据采集。
2)基于防篡改机制的数据存储。各种行业的GIS数据存储,只要怕被篡改。
3)基于防篡改机制的数据追溯。有追溯需求的GIS行业,往往是具有经济利益或法律意义的。
4)中间数据或中间分析结果的防篡改。比如边缘计算产生的数据或结果。
5)基于共识机制的数据版本管理。GIS编辑或GIS设计产生的数据版本。
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