區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)的關(guān)系及結(jié)合的必要性

互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的高速發(fā)展，更多產(chǎn)業(yè)都對(duì)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面加大投入。大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧城市應(yīng)運(yùn)而生。不過(guò)，智慧城市因?yàn)閿?shù)據(jù)承載量大，以往的存儲(chǔ)方式已經(jīng)不能滿足智慧城市所需的底層架構(gòu)，因不具備彈性的擴(kuò)張存儲(chǔ)容量，且不能同時(shí)存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)，同時(shí)安全問(wèn)題也是智慧城市建設(shè)之中的重點(diǎn)，區(qū)塊鏈其去中心化的思想與大數(shù)據(jù)的需求結(jié)合，去中心化以簡(jiǎn)潔的方式保障城市安全，使城市建設(shè)和運(yùn)行更加穩(wěn)定。

一、大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈的含義

1.大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)一般指的是海量、復(fù)雜的數(shù)據(jù)集。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件無(wú)法在合理的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)捕捉并處理這些數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)集包括結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，每一種數(shù)據(jù)集都可以通過(guò)分析獲得洞見(jiàn)。

究竟數(shù)據(jù)量多大才算“大數(shù)據(jù)”還有待商榷。但數(shù)據(jù)量通常為拍字節(jié)的倍數(shù)；對(duì)于最大的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)量通常在艾字節(jié)范圍內(nèi)。

通常，大數(shù)據(jù)包括以下三個(gè)要素：

海量的數(shù)據(jù)

各種類型的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理和分析的速度

構(gòu)成大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)源為網(wǎng)站、社交媒體、桌面和移動(dòng)應(yīng)用等。大數(shù)據(jù)的概念來(lái)自于使組織能夠?qū)嶋H運(yùn)用數(shù)據(jù)的組件。此外，企業(yè)還可以用大數(shù)據(jù)解決許多業(yè)務(wù)問(wèn)題，如：支持大數(shù)據(jù)的IT基礎(chǔ)設(shè)施；應(yīng)用于數(shù)據(jù)的分析；大數(shù)據(jù)項(xiàng)目所需技術(shù)；相關(guān)技能；以及對(duì)大數(shù)據(jù)有意義的實(shí)際用例等。

2.區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?zhǔn)且豁?xiàng)徹底改變互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作方式的技術(shù)。該技術(shù)的工作原理是創(chuàng)建一系列數(shù)據(jù)記錄，其中每個(gè)新紀(jì)錄都駐留在一個(gè)區(qū)塊中并指向前一個(gè)記錄。術(shù)語(yǔ)“區(qū)塊鏈”來(lái)自這種連接數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)。

區(qū)塊鏈技術(shù)使分布式賬本系統(tǒng)成為可能，從而使記錄更加透明。該技術(shù)使用加密技術(shù)來(lái)保護(hù)用戶信息，分式賬本系統(tǒng)幾乎不可能被破解。區(qū)塊鏈技術(shù)不僅是加密貨幣的主干技術(shù)，還有其它幾種用途。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的加密貨幣交換可呈中心化，也可呈網(wǎng)絡(luò)化。去中心化的加密貨幣交換幾乎不可能被破解，因?yàn)橛卸鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)支持該系統(tǒng)。區(qū)塊鏈技術(shù)使點(diǎn)對(duì)點(diǎn)共享內(nèi)容成為可能，無(wú)需中間人平臺(tái)。無(wú)論通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)分享什么內(nèi)容，用戶都保留對(duì)內(nèi)容的所有權(quán)，除非用戶將其出售給其他人。個(gè)人信息非常安全，并受私鑰加密保護(hù)。

簡(jiǎn)而言之，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它可以讓用戶有機(jī)會(huì)安全地共享內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，不需要中間人或中央管理系統(tǒng)。

二、區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)的關(guān)系是怎么樣的呢？

1、數(shù)據(jù)安全：區(qū)塊鏈讓數(shù)據(jù)真正“放心”流動(dòng)起來(lái)

區(qū)塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，讓更多數(shù)據(jù)被解放出來(lái)。用一個(gè)典型案例來(lái)說(shuō)明，即區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾瓮七M(jìn)基因測(cè)序大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。區(qū)塊鏈測(cè)序可以利用私鑰限制訪問(wèn)權(quán)限，從而規(guī)避法律對(duì)個(gè)人獲取基因數(shù)據(jù)的限制問(wèn)題，并且利用分布式計(jì)算資源，低成本完成測(cè)序服務(wù)。區(qū)塊鏈的安全性讓測(cè)序成為工業(yè)化的解決方案，實(shí)現(xiàn)了全球規(guī)模的測(cè)序，從而推進(jìn)數(shù)據(jù)的海量增長(zhǎng)。

2、數(shù)據(jù)開(kāi)放共享：區(qū)塊鏈保障數(shù)據(jù)私密性

政府掌握著大量高密度、高價(jià)值數(shù)據(jù)，如醫(yī)療數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)等。政府?dāng)?shù)據(jù)開(kāi)放是大勢(shì)所趨，將對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的推動(dòng)力。然而，數(shù)據(jù)開(kāi)放的主要難點(diǎn)和挑戰(zhàn)是如何在保護(hù)個(gè)人隱私的情況下開(kāi)放數(shù)據(jù)。基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)脫敏技術(shù)能保證數(shù)據(jù)私密性，為隱私保護(hù)下的數(shù)據(jù)開(kāi)放提供了解決方案。數(shù)據(jù)脫敏技術(shù)主要是采用了哈希處理等加密算法。例如，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的英格碼系統(tǒng)（Enigma），在不訪問(wèn)原始數(shù)據(jù)情況下運(yùn)算數(shù)據(jù)，可以對(duì)數(shù)據(jù)的私密性進(jìn)行保護(hù)，杜絕數(shù)據(jù)共享中的信息安全問(wèn)題。例如，公司員工可放心地開(kāi)放可訪問(wèn)其工資信息的路徑，并共同計(jì)算出群內(nèi)平均工資。每個(gè)參與者可得知其在該組中的相對(duì)地位，但對(duì)其他成員的薪酬一無(wú)所知。

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N不可篡改的、全歷史的、強(qiáng)背書的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)共同參與計(jì)算，互相驗(yàn)證其信息的真?zhèn)我赃_(dá)成全網(wǎng)共識(shí)，可以說(shuō)區(qū)塊鏈技術(shù)是一種特定數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。迄今為止我們的大數(shù)據(jù)還處于非?；A(chǔ)的階段，基于全網(wǎng)共識(shí)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可信的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，是不可篡改的、全歷史的、也使數(shù)據(jù)的質(zhì)量獲得前所未有的強(qiáng)信任背書，也使數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

4、數(shù)據(jù)分析：區(qū)塊鏈確保數(shù)據(jù)安全性

數(shù)據(jù)分析是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的核心。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，如何有效保護(hù)個(gè)人隱私和防止核心數(shù)據(jù)泄露，成為首要考慮的問(wèn)題。例如，隨著指紋數(shù)據(jù)分析應(yīng)用和基因數(shù)據(jù)檢測(cè)與分析手段的普及，越來(lái)越多的人擔(dān)心，一旦個(gè)人健康數(shù)據(jù)發(fā)生泄露，將可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過(guò)多簽名私鑰、加密技術(shù)、安全多方計(jì)算技術(shù)來(lái)防止這類情況的出現(xiàn)。當(dāng)數(shù)據(jù)被哈希后放置在區(qū)塊鏈上，使用數(shù)字簽名技術(shù)，就能夠讓那些獲得授權(quán)的人們才可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。通過(guò)私鑰既保證數(shù)據(jù)私密性，又可以共享給授權(quán)研究機(jī)構(gòu)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在去中心化的區(qū)塊鏈上，在不訪問(wèn)原始數(shù)據(jù)情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，既可以對(duì)數(shù)據(jù)的私密性進(jìn)行保護(hù)，又可以安全地提供給全球科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)生共享，作為全人類的基礎(chǔ)健康數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)未來(lái)解決突發(fā)疾并疑難疾病帶來(lái)極大的便利。

5、數(shù)據(jù)流通：區(qū)塊鏈保障數(shù)據(jù)相關(guān)權(quán)益

對(duì)于個(gè)人或機(jī)構(gòu)有價(jià)值的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，可以利用區(qū)塊鏈對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)，交易記錄是全網(wǎng)認(rèn)可的、透明的、可追溯的，明確了大數(shù)據(jù)資產(chǎn)來(lái)源、所有權(quán)、使用權(quán)和流通路徑，對(duì)數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易具有很大價(jià)值。

一方面，區(qū)塊鏈能夠破除中介拷貝數(shù)據(jù)威脅，有利于建立可信任的數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易環(huán)境。數(shù)據(jù)是一種非常特殊的商品，與普通商品有著本質(zhì)區(qū)別，主要是具有所有權(quán)不清晰、 “看過(guò)、復(fù)制即被擁有”等特征，這也決定了使用傳統(tǒng)商品中介的交易方式無(wú)法滿足數(shù)據(jù)的共享、交換和交易。因?yàn)橹薪橹行挠袟l件、有能力復(fù)制和保存所有流經(jīng)的數(shù)據(jù)，這對(duì)數(shù)據(jù)生產(chǎn)者極不公平。這種威脅僅僅依靠承諾是無(wú)法消除的，而這種威脅的存在也成為阻礙數(shù)據(jù)流通巨大障礙。基于去中心化的區(qū)塊鏈，能夠破除中介中心拷貝數(shù)據(jù)的威脅，保障數(shù)據(jù)擁有者的合法權(quán)益。

另一方面，區(qū)塊鏈提供了可追溯路徑，能有效破解數(shù)據(jù)確權(quán)難題。區(qū)塊鏈通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)來(lái)共同參與數(shù)據(jù)的計(jì)算和記錄，并且互相驗(yàn)證其信息的有效，既可以進(jìn)行信息防偽，又提供了可追溯路徑。把各個(gè)區(qū)塊的交易信息串起來(lái)，就形成了完整的交易明細(xì)清單，每筆交易來(lái)龍去脈非常清晰、透明。另外，當(dāng)人們對(duì)某個(gè)區(qū)塊的“值”有疑問(wèn)時(shí)，可方便地回溯歷史交易記錄進(jìn)而判別該值是否正確，識(shí)別出該值是否已被篡改或記錄有誤。

為什么要把大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈結(jié)合起來(lái)？

1.安全性

區(qū)塊鏈沒(méi)有把數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器上，也沒(méi)有把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)地方，而是把所有數(shù)據(jù)東西分成小部分并使其分布在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上。它有效地排除了中間人。沒(méi)有必要使用第三方來(lái)處理交易。當(dāng)可以依賴去中心化的、不可篡改的分類賬時(shí)，就不必再信任供應(yīng)商或服務(wù)提供者。此外，區(qū)塊鏈上發(fā)生的所有事情都是加密的，并且可以證明數(shù)據(jù)沒(méi)有被更改。由于其分布式特性，所以可以檢查網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)上的所有分類帳的文件簽名，并驗(yàn)證它們是否未經(jīng)更改。

2.數(shù)據(jù)質(zhì)量

區(qū)塊鏈提供的卓越的數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)質(zhì)量，可以改變?nèi)藗兲幚泶髷?shù)據(jù)的方式。這非常有用，因?yàn)榘踩匀匀皇?a href="http://www.ttokpm.com/soft/data/55-88/" target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的主要關(guān)注點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將各種設(shè)備和大量數(shù)據(jù)暴露在安全漏洞之下。而區(qū)塊鏈具有強(qiáng)大的潛力，可以阻止黑客入侵，并在從銀行、醫(yī)療保健到智能城市等多個(gè)領(lǐng)域提供安全保障。

3.隱私性

這是區(qū)塊鏈與當(dāng)今常見(jiàn)的傳統(tǒng)技術(shù)模式的主要區(qū)別之一。區(qū)塊鏈不需要網(wǎng)絡(luò)層本身的任何標(biāo)識(shí)。這意味著下載和開(kāi)始使用該技術(shù)不需要姓名、電子郵件、地址或其他任何信息。不會(huì)嚴(yán)格要求用戶個(gè)人信息意味著沒(méi)有中央服務(wù)器存儲(chǔ)用戶信息，這使得區(qū)塊鏈技術(shù)比可能被破壞的中央服務(wù)器更安全，不會(huì)使其用戶的敏感數(shù)據(jù)處于危險(xiǎn)之中。

4.透明性

區(qū)塊鏈技術(shù)最吸引人的一個(gè)方面是它的隱私性。然而，這導(dǎo)致了一些關(guān)于隱私性和透明性如何有效共存的困惑。區(qū)塊鏈之所以透明，是因?yàn)槊總€(gè)公共地址的持有和交易都是公開(kāi)的。使用帶有用戶公共地址的資源管理器，可以查看他們的資產(chǎn)和交易。這種透明性以前從未在金融體系中存在過(guò)，特別是在大型企業(yè)方面，并增加了迄今為止尚未存在的某種程度上的問(wèn)責(zé)制。

5.自動(dòng)化

如今，業(yè)務(wù)流程無(wú)疑正在從緩慢的手工方法，轉(zhuǎn)為更加自動(dòng)化和集中化的趨勢(shì)。自動(dòng)化流程有很多好處：更快地完成任務(wù)、增加可見(jiàn)性、標(biāo)準(zhǔn)化輸出、減少錯(cuò)誤和降低成本等等。盡管自動(dòng)化在幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率方面做了大量工作，但未來(lái)還會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的變化。特別是，區(qū)塊鏈工作流程自動(dòng)化可以幫助那些嚴(yán)重依賴交易和基于文檔的流程的組織在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中邁出重要一步。

四、區(qū)塊鏈在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用起到的作用

將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于大數(shù)據(jù)之中，使得平臺(tái)上數(shù)據(jù)無(wú)法隨意修改、增刪，使得大數(shù)據(jù)極具彈性，存儲(chǔ)量也隨之增加，安全性和技術(shù)性兼得。區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)的影響在于對(duì)于數(shù)據(jù)方面的確認(rèn)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，為大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供有力的技術(shù)補(bǔ)充。依托大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈技術(shù)融合，凸顯區(qū)塊鏈技術(shù)價(jià)值，使得所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)安全和信息都真實(shí)兼?zhèn)?，便于后期預(yù)測(cè)和分析。區(qū)塊鏈?zhǔn)菙?shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代不可或缺的重要技術(shù)。

在智慧城市基礎(chǔ)平臺(tái)的搭建之中，大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯。區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，使得智慧城市網(wǎng)絡(luò)中，中心化管理機(jī)制不復(fù)存在，取而代之的是區(qū)塊鏈技術(shù)賦予的分布式管理機(jī)制，消除了數(shù)據(jù)集中破壞的風(fēng)險(xiǎn)，免除了數(shù)據(jù)被人為的篡改，保障了城市數(shù)據(jù)安全，使得智慧城市各項(xiàng)功能更加完善。通過(guò)大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建智慧城市，也增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可靠性，使得智慧城市平臺(tái)的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。

利用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也使得城市的“數(shù)據(jù)孤島”得以打破，為智慧城市的建設(shè)和管理提供了有力的技術(shù)支持，利用相關(guān)方面技術(shù)，智慧城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)規(guī)模方面也會(huì)增加，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大。反饋過(guò)程之中的精準(zhǔn)度高，規(guī)避了更多智慧城市建設(shè)之中的各類問(wèn)題。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市人口的增多，城市面臨著各種各樣的壓力，城市管理、交通水平、公共服務(wù)等方面的問(wèn)題層出不窮，智慧城市的建設(shè)發(fā)展隨之興起。隨著大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，在智慧城市的建設(shè)之中成為重要的基石。智慧城市包含智慧交通、智慧消費(fèi)以及智慧環(huán)境等等多個(gè)領(lǐng)域，多種產(chǎn)業(yè)，而區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)也僅僅是科技發(fā)展之中互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的縮影，只有充分發(fā)揮信息技術(shù)才能使得城市智慧化建設(shè)快速發(fā)展以致成熟。
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