工业区块链应用指南

1、前言2020年4月，工业互联网和区块链正式被纳入国家新型基础设施范围，各地陆续出台与工业互联网、区块链相关的支持性政策文件，一方面，工业互联网和区块链正不断渗透到实体经济的各个领域；另一方面，二者创新融合的呼声也愈演愈烈。抓住工业互联网和区块链技术融合发展的机遇，发挥工业互联网和区块链技术的特性和优势，让二者联合来解决和处理更多现实中的问题，重铸信用价值。作为工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽，工业互联网目的在于实现设备、企业、人、机构之间的可信互联。因此，对工业互联网中数据要素的有效管理至关重要，这直接制约工业互联网中不同参与方之间的可信协作。区块链，作为数字加密技术、网络技术、计算技

2、术、可信共享等多种信息技术交织融合的产物，正是面向数据要素管理的新一代信息基础设施类技术。工业区块链即是将区块链技术运用工业互联网领域，为工业互联网上数据交换共享、确权、确责以及海量设备接入认证与安全管控等方面注入新的安全能力。本应用指南面向工业产业界，通过剖析典型区块链应用案例示范经验，分析区块链技术应用于工业互联网的原则目标，提炼工业区块链的整体框架，梳理工业区块链应用实施方法与路径，目的是打造一套适用于我国工业互联网发展的“上链”指南，为有意愿拥抱新技术的企业们提供一定指引和参照。目录一、区块链概述45.监管层23（一）区块链概念4五、应用实施方法与路径24（二）区块链技术带来的机遇5（

3、一）场景选择24二、工业互联网概述61.选景准备24（一）工业互联网的背景62.头脑风暴24（二）工业互联网体系架构73.场景甄选25（三）工业互联网发展存在痛点84.排序定位251.网络安全存在威胁8（二）实施基础252.数据孤岛仍存在81.先行条件253.数据无法自信任82.基础要素264.无法执行高度细微化协同83.有力保障26三、工业区块链概述94.安全保障26（一）工业区块链内涵9（三）联盟共赢27（二）区块链对工业互联网发展带来的价值91.企业竞争走向生态竞争271.多方共享可追溯，夯实信任基础102.联盟链实现信任互联272.全程透明监控，保安全促生产113.联盟链助力供应链协作

4、共赢283.供应链流程升级，整体效率全面提升12（四）技术规范284.产融间可信协同，助力制造业服务创新131.区块链网络与商业网络匹配285.规则代码化，打造信任网络142.部署方式296.区域性协作平台，培育全新生态圈153.安全隐私30（三）工业区块链应用目标164.扩容扩展301.加强工业供应链协同能力165.系统集成接入312.深化工业企业降本增效166.互操作性313.提升工业产品质量水平17（五）效果检验324.推动工业企业数据安全共享171.定期复盘325.构建工业互联网基础设施172.扩展计划32（四）工业区块链应用原则18（六）应用误区331.总体原则181.区块链只能用于

5、发行数字资产332.设计原则192.区块链等同于数据库333.业务应用原则193.所有数据都可以保存在区块链上334.运行监控原则204.区块链必须去中心化33四、工业区块链架构215.单依靠区块链可以解决数据真实性问题341.物理层216.每个机构或组织都需要部署独立节点342.核心层227.技术共识不等同于业务共识343.接口层22六、总结展望354.应用层23一、区块链概述区块链技术因其去中心化、防篡改、可追溯等特性不断与各行各业相结合、碰撞、融合，作为“新基建”中非常重要的组成部分，我国区块链产业已进入快速发展阶段，在区块链基础技术不断发展的同时，通过不断挖掘、探索区块链与实体经济中应

6、用场景的结合，区块链作为可信基础设施的一部分，正慢慢融入到日常生活中。（一）区块链概念2008年，区块链技术作为比特币的底层框架技术出现，其后人们把比特币的底层基础技术称之为区块链技术。区块链技术以密码学、分布式技术、博弈论等理论为基础，结合共识算法、智能合约等技术维护了多份多方共同参与、协作创造的防篡改和防伪造的分布式账本。狭义来讲，区块链是一种以时间顺序将交易信息打包成数据区块组成的块链式数据结构，并融合密码学、分布式技术等技术保证账本的去中心化、防篡改等特性。区块链技术本质上是一个去中心化的加密数据库，可在无权威中心机构背书的情况下，通过加密和分布式共识机制的技术手段来解决参与方的信任问

7、题和数据的安全问题，区块链上存储的数据由全网节点共同维护，从而有效传递价值信息。自 2008 年至 2020 年，全球已逐步形成了围绕比特币(Bitcoin)、以太坊（Ethereum）、超级账本（Hyperledger）等多个核心开源平台的企业和网络社区。2019 年 6 月 18 日，社交巨头脸书（Facebook）发布天秤座（Libra）白皮书，该项目一经宣布就受到了全球各国政府、企业与机构的高度关注和广泛讨论，各国央行也相继开始探索区块链和数字货币技术在金融体系中的应用。我国区块链技术虽起步晚，但得以迅猛发展，现已和世界各国齐头并进。（二）区块链技术带来的机遇随着区块链技术的不断迭代和

8、发展，基于去中心化、公开透明、可信任等特性的区块链技术逐渐受到社会各界的关注。互联网和移动互联网的发展大大提高信息的传递速度和效率，信息传递的相关信任问题和数据的隐私安全问题却在日益凸显，尤其是在各个企业和机构之间，需要花费大量人力物力在对账、校验等信任核对环节，而区块链技术有极大潜力改善和解决信任问题。早在2014年，中国人民银行就着手开始研究加密数字货币技术，并于2017年1月成立了数字货币研究所，积累了央行数字货币的技术经验。同时很多科技企业投身到区块链应用中，各种区块链技术创新成果层出不穷，涌现出一批国产联盟区块链底层技术平台，推进区块链技术持续演进发展，并支撑了在政务、金融、供应链、

9、医疗、能源、商品溯源、公益等领域的多个代表性应用。2020年4月，工业互联网和区块链正式被纳入国家新型基础设施范围，各地陆续出台与工业互联网、区块链相关的政策和文件，工业互联网和区块链将会在未来几年内不断渗透到实体经济的各个领域，抓住工业互联网和区块链技术融合发展的机遇，发挥工业互联网和区块链技术的特性和优势，让二者联合来解决和处理更多现实中的问题，重铸信用价值。二、工业互联网概述（一）工业互联网的背景工业互联网是现实世界与数字世界的紧密整合，辅以嵌入式计算机智能、联网设备（如物联网设备）和复杂的数据分析工具的集成和链接，将元级联网功能应用于分布式系统。通过构建工业互联网平台来将制造设备、智能

10、终端、生产制造商、供应商、物流服务商、产品、劳动者和用户紧密地联系起来，聚积海量工业数据作为生产要素资源，为工业主体高效、低成本地数据共享提供有效途径。工业互联网通过各类生产信息系统集成，依托“数据+算力+算法”能力，使生产要素信息能够被全面感知、自动化采集、动态传输、实时分析、精准决策、智能控制，优化制造资源配置，提升从数据到决策的智能性与价值性。工业互联网作为“新基建”主要建设内容之一，支撑着数字经济转型，促进工业从“精益生产、数字工厂”到“智慧工厂”。2014年3月，GE、AT&T、Cisco和IBM等国际巨头成立工业互联网联盟(IIC)，推动了工业互联网技术标准化和试点应用。2016年

11、中国成立了工业互联网产业联盟（AII），重点发展工业互联网，加快工业互联网的布局。2018年、2019年我国工业互联网产业经济总体规模分别为1.42万亿元、2.13万亿元，占GDP比重分别为1.5%、2.2%。预计 2020 年，工业互联网产业经济总体规模约为3.1万亿元，占 GDP 比重增至2.9%，可带动约255万个新增就业岗位1。工业互联网产业经济发展报告（2020年）， 中国信息通信研究院， 2020年3月（二）工业互联网体系架构工业互联网从1.0架构演进2.0架构，重点优化企业应用功能和部署架构，并仍以数据作为核心要素，通过数据智能化闭环驱动智能生产与资源精准管理。自上而下来看，工业

12、互联网体系架构2.0包括业务视图、功能架构、实施框架三大板块2。业务视图包括四个层次“产业层、商业层、应用层、能力层”，各层分别明确了企业应用工业互联网实现数字化转型的目标、方向、业务场景及相应的数字化能力。功能视图从网络、平台、安全三维度进行子功能细化，明确企业支撑业务实现所需的核心功能、基本原理和关键要素，构建基于数据整合和分析的工业协同体系。实施框架提出了按“设备、边缘、企业、产业”四个层级开展系统建设，明确了各层级的网络、标识、平台、安全的系统架构、部署方式以及不同系统之间关系，指导企业实现工业互联网的应用部署。图1 工业互联网架构2.0来源：工业互联网体系架构（版本2.0）， 202

13、0年4月工业互联网体系架构（版本2.0）， 工业互联网产业联盟（AII），2020年4月（三）工业互联网发展存在痛点1.网络安全存在威胁随着海量异构生产终端、设计服务器、大数据平台、传感器等不断地接入工业互联网，传统护城河式的边界防护安全架构已经无法满足工业互联网安全的需求，中心化网络架构和单向反馈身份认证体系给网络安全造成威胁，影响工业生产安全运行。2.数据孤岛仍存在工业互联网目前仍以网络转发和内外网隔离传输方式为主，无法提供低时延、高可靠、高灵活的转发服务。工业互联网进行连接，涉及的技术标准众多，彼此互联性和兼容性差，限制大规模网络互联。当大体量数据传输时,容易出现传输错误、传输中断等问题

14、，严重影响正常的业务流转。3.数据无法自信任工业互联网是将设备作为信息节点融入到企业整个信息化的管理中心，部分数据仍在工业现场由单节点采集和上传到中心服务器，存在数据非法篡改、质量缺损、验证维护成本高、监管不足等问题，影响了生产要素信息的质量与可靠性。4.无法执行高度细微化协同随着海量多源异构数据不断汇集和产业链不断延伸，基于互联网的产业协同已不能完全满足多主体之间的数据高效分发与计算。此时，在生产线之间、厂区之间、上下游企业之间的实时协同就需要更灵活和低成本的协同网络。三、工业区块链概述（一）工业区块链内涵作为工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽，工业互联网目的在于实现设备、企业、人、机

15、构之间的可信互联。因此，对工业互联网中数据要素的有效管理至关重要，这直接制约工业互联网中不同参与方之间的可信协作。区块链，作为数字加密技术、网络技术、计算技术、可信共享等多种信息技术交织融合的产物，正是面向数据要素管理的新一代信息基础设施类技术。3工业区块链即是将区块链技术运用工业互联网领域，为工业互联网上数据交换共享、确权、确责以及海量设备接入认证与安全管控等方面注入新的安全能力。区块链赋予数据难以篡改的特性，进而保障数据传输和信息交互的可信和透明，有效提升各制造环节生产要素的优化配置能力，加强不同制造主体之间的协作共享，以低成本建立互信的“机器共识”和 “算法透明”，加速重构现有的业务逻辑

16、和商业模式。（二）区块链对工业互联网发展带来的价值区块链技术自身特点包括不可篡改、可追溯、对参与方透明等特性，进而创造信任、传递价值。通过使用智能合约，经过双方同意的合约规则可在不受人干预的情况下自动执行，进一步增加区块链技术作为“信任机器”的特点，在广泛应用下可能成为“信任社会”的信用基础设施。区块链的这些技术特点，如果通过真实应用进行正确的表达，可以为基于区块链的工业互联网带来清晰的价值。通过梳理提取部分具有典型价值特征的应用示例，对照区块链在不同场景下的使用，帮助企业结合自己的具体业务，打造适合自己的具有鲜明工业区块链应用白皮书， 工业互联网产业联盟&可信区块链推进计划， 2020年8月

17、区块链特色的应用。1.多方共享可追溯，夯实信任基础例1食品行业溯源区块链分布式数据存储、智能合约、时间戳技术与工业互联网融合发展，有利于推动数据资源向生产要素的形态演进，保障工业互联网数据可信性。跨境大宗食品贸易具有交易量大、影响面广的特点，在传统的食品贸易流通过程中，如果出现食品污染问题，对污染食品的追踪和回溯非常困难，时间长，容易造成不可挽回的损失。例2汽车零部件溯源基于区块链的食品可信追溯系统就是充分利用区块链可溯源技术特点，能在数据所有方和使用方之间搭建一个可信、透明、可追溯的数据权属证据链，把食品从生产到流通的全流程数据都能通过网络和区块链技术进行非人工干预的智能信息登记，存储记录到

18、安全可信任的分布式数据库上，将数据所有权和数据使用权分离，实现“数据链下”“索引链上”。通过区块链时间戳，形成区块按照时间顺序依次连接的链条，为数据添加了时间维度，辅助工业互联网数据溯源查询和追责。通过该系统存储的食品安全的相关信息，可以快速实现从生产源头到消费终端的顺向追踪以及从消费终端到生产源头的逆向回溯，从而保证食品的整个生产经营活动始终处于有效监控之下，使参与方从过去对单一数据中心的依赖，转化为基于区块链的透明数据链的信任。某大型车行，自营和供货数百家4S汽车店，对车辆的零配件需求巨大，在采购过程中经常购买到假货，不但自己损失，还被客户投诉所困扰。在了解到区块链技术联盟特性和不可篡改特

19、性后，主动联合主要零部件供货商，打造商品溯源平台，参与方包括十几家重要零部件生产厂家，对二十几个品类的高价值零部件数据上链，经过车行经销，商品最后到达遍布全国的4S店，一旦某件产品在4S店售出，即在数据库中进行注销，形成销售闭环。因此，链上没有的登记的配件以及注销的配件，都不再进入流通渠道。由于区块链数据库不可篡改的特点，原有的假冒产品不能进入数据库，杜绝了采购环节的腐败，并且从流通渠道中将假冒品牌挤出圈子，打压了假冒品牌的生存空间和赢利空间。2.全程透明监控，保安全促生产例3通用生产链监控区块链具有实时记录以及不可篡改、公开透明的特征,与工业互联网深度融合，使链上多参与方同时维护一个账本，彼

20、此能够相互监督，有利于提升工业互联网数据的安全性、可靠性。基于区块链的数据平台，通过引入区块链分布式系统这种可信、安全的技术，构建去中心化的数据平台，使企业及其上下游企业之间的设计、生产、物流等环节信息上链，打破企业间数据孤岛现象，帮助工厂、企业各环节之间建立良好的数据协作，帮助行业实现跨平台安全共享数据，实现各 IT 系统、各业务部门在运作，研发、设计、生产、销售、市场等环节的完全整合，让企业及其上下游企业能够长期、持续地监督生产制造的各个环节，从而提高生产制造的安全性和可靠性。例4石油液化气行业安全监控中国是液化气输入的大国，每年从国外进口液化气达数千万吨，液化气在全部运输过程中，需要严格

21、控制运输和储存条件。一条由甲方、乙方、船运公司、运输公司、进出口代理、银行、保险、海关等单位共同打造的区块链综合业务信息系统，其中非常重要的部分是对运载设备进行持续的追踪和监控（包括位置、设备状态、货物状态等），以上信息实时上链，保证各参与方获得一致且不可篡改的基础信息。在液化气的整个运输、通关过程中，甲乙双方以及相关方，都能够及时获取到与安全有关的上链信息，一旦出现异常，责任方有能力立即进行紧急处置，相关方也能够了解处置过程，厘清责任，方便事后进行追责。3.供应链流程升级，整体效率全面提升例5海洋集装箱运输区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体

22、维护、公开透明等特点，具备的安全高效场景，可共享信息数据、点对点价值传递和信任共识机制等优点，与工业互联网融合发展，有利于打通工业互联网流程数据，提升业务效率。基于区块链的智能航运和口岸管理平台，是一个典型的供应链流程升级、提高效率的案例。供应链中由货主、货代、海关和船公司等联系起来，实现协同商务，重构国际贸易产业链模式。过去在商品通关过程中，需要提交非常多的纸质材料，由货代公司与海关进行多次沟通，才能够完成报关工作。采用区块链信息平台以后，所有报关凭证全部由货主链上提供，买方、货代公司、海关同步获取，从而减少了人工填报的步骤以及差错，而且相关方可以及时了解货物位置、状态和行程情况，合理安排检

23、验、检疫、通关检查等工作，大幅提高通关效率；货物的权属交接，也可以在区块链平台上顺利完成；其他相关的货物抵押融资放款等相关业务，均可以同步快速进行。管理平台整合了物流监控平台和贸易金融平台，打通海运业务中的物流、信息流和资金流，实现三流合一，通过区块链智能合约减少了人工操作中出错的机会，大大提高业务办理速度。4.产融间可信协同，助力制造业服务创新例6生产企业的金融业务创新核心制造企业在传统业务方向上实行业务创新非常困难，但是贸然进入金融行业却面临巨大风险，通过区块链金融进行业务创新就是众多核心制造企业的共同选择。某核心制造企业上下游有多达数千家中小企业供应商和分销商，从层级上看多达六七层，核心

24、企业对供应商企业的资金回款一般在三到六个月，但是在其生态圈中拥有极强信誉，与其直接进行业务往来的一级供应商需要资金时，核心企业可以利用其信誉为供应商背书，帮助供应商获得融资便利。但是一级以外的供应商不能获得其背书，他们需要资金往往只能进行资产抵押贷款获取资金，这大大影响了生态圈中的资金成本和流动速度。针对这种情况，一种围绕核心企业打造的供应链金融创新模式应运而生，核心企业联合资金方（如信托公司、银行等）、供应商、科技公司等，采用区块链技术打造供应链金融平台，将核心企业的应付账款，在平台上确认以后，转换成可以质押的承兑票据，用于在所有平台上参与方之间转让流通，并且可以拆分。例如一级供应商收到核心

25、企业的100万承兑票据，可以拆成10万、20万、30万、40万四张票据，分别转交给他的四个供应商，依次类推；票据的流通和注销，在整个圈中可见；资金方可以按照协议价格购买承兑票据，票据到期时直接从核心企业回收资金。实践中，这种供应链金融模式能够为生态圈带来一比五以上的资金流动，对整个圈内的资金流转速度、生产效率提升、盈利能力都有很大提升，而核心企业的沉淀资金也能够取得远大于金融机构的收益，是近年来利用区块链实现的非常重要的业务创新模式。例7物理资产穿透的金融业务创新对于以上完全依赖于核心企业的主体信用的例子，产业金融还有更智能、更安全的模式，通过物联网、区块链、人工智能和大数据等全新智慧科技成果

26、的结合，在生态环境下采用工业互联网穿透到现实物理资产，让产业融资服务，拥有了更加宽阔的场景。通过物联网、区块链、大数据和人工智能等技术，实现对底层资产包的逐笔穿透、逐笔追踪和基于实时数据的AI智能监控预警，让优质的实体资产包转化为数字化、透明化、可控化的优质数字金融资产包，显著降低了过去产业金融服务过程中资产包的兑付风险和其他风险。金融机构可以全面掌控资产包的实时情况，针对真实资产包办理投融资业务，进一步扩展了金融机构服务实体企业的广度和深度，帮助供应链上下游的各类企业获得更加便捷、更加丰富的金融服务，缓解实体企业的资金周转压力，优化企业的资产负债结构，激发产业链的整体经营活力。5.规则代码化

27、，打造信任网络例8光伏行业应用智能合约智能合约实质是在区块链上增加一段可以按照条件自动执行、不受人工干预的程序，在符合条件时执行协议中确定的事项或者交易发生。增加了智能合约的区块链通常被称为区块链2.0，是打造可信区块链网络的重要技术。太阳能光伏作为可再生新能源，分布式部署是其重要特点，因为有国家补贴，吸引了众多民间资金参与投资，各地建设了众多的小型光伏发电厂。光伏发出的电，通过国家电网送出去，由运营平台辅助结算，民间资本在光伏行业的话语权是非常弱小，如果电送出去了却拿不到钱，投资就打了水漂。因此实时结算对小型光伏企业非常重要。为了鼓励光伏发电，光伏结算平台改为采用区块链记账、智能合约分账的模

28、式，较好地改变了电网公司的信任问题。电网公司和光伏发电企业全部上链，当光伏发电企业经过一个记账周期，就向网络发起一笔供电记录，经过多方确认后，写入区块链。根据智能合约，光伏企业账户随即获得收入记账，结算平台也按比例收到收入分账，各收入方记账写入区块链，记账过程没有人工干预。由于收入记账接近实时可见且不可更改，光伏企业记账节点数量大大超过电网公司和记账平台，因此大大增加了小型光伏企业对电网系统的信任。目前大多数用电户是预存电费，资金集中在电网公司手里，电网公司定期与光伏企业结算资金，更改的记账方式对电网公司实际结算没有影响，因此这是一个多赢的解决方案。6.区域性协作平台，培育全新生态圈自从区块链

29、被纳入“新型基础设施”以来，新的想法和思路不断涌现。其中一个重要的方向是，一些地方政府和行业协会正在努力打造区域性（行业性）区块链平台。通过将区域性区块链平台与政府的一些现有数据平台进行打通，链上拥有和储存了更加丰富的政务信息和企业信息，例如企业的资质、信用、纳税、财务报告、用工情况、资源消耗等情况，利用隐私保护技术在保证企业的关键信息不泄露的情况下，通过授权访问、零知识证明等方法，让潜在合作伙伴或相关方能够及时了解和获取所需要的信息。这是一种全新的生态圈，范围大大超过以一个核心企业上下游、一种单一应用的所连接和打造的供应链圈，初步具有了综合社区的特点，各种类型的企业和机构都可以在链上存证信息

30、和提供服务，例如企业、银行、保险、交运、公共服务、政府部门等，具有向可信社会进化的基础，也就是人们常说的“区块链3.0”。在这种新型生态圈里面，可以方便地打造各种不同的联盟链业务，依托生态圈进行更多的业务创新，如企业设立、签约服务、资产保理、供应链金融、保险办理和理赔、交通运输服务、通关和检疫、固定资产转让、知识产权转让、股权转让、企业投资等，让生态圈中的工业企业在整个生命周期内各阶段都能够获得更加便捷、快速、高质量的服务，优化社会资源，创造更好的社会效益。目前，这种新型生态圈还是处于雏形阶段，有很多问题需要解决，如可信数据上链、隐私保护、业务模式等，但是我们相信随着时间的推移，这些问题都会逐

31、渐解决，新型生态圈将会越来越成熟、越来越有活力和生命力。总之，区块链是全新的、实用型的技术，在自身业务中灵活运用区块链的每一个技术特点，可以帮助工业企业在不同的场景中获得不同的商业收益。（三）工业区块链应用目标1.加强工业供应链协同能力在工业供应链的整体运转过程中，涉及众多参与主体，各参与主体间的生产经营活动密切相关，但各参与主体所处地理位置、企业规模、管理水平、经营状况、产能状况、抗风险能力等千差万别。供应链上下游企业间的生产、采购、销售、物流、库存管理等日常经营行为环环相扣，互相影响，某个环节的异常可能使整个供应链的正常运转产生阻滞。借助工业区块链构建供应链网络，为上下游企业间建立可靠的信

32、任机制，加强企业间的信息同步，通过智能合约自动化执行企业间协作指令，从而实现工业供应链的高效协同。2.深化工业企业降本增效通过区块链构建的可信网络，实现供应链上物流、商流、信息流、资金流、证据流的高效协同，完整复现供应链业务全景图，提高企业信息透明度，使上下游企业或部门间串行的生产过程优化为并行的分布式生产过程，提高供应链整体管理水平，提高工业企业的生产效率，降低企业资源占压成本和决策成本。利用区块链的金融属性，有效促进金融赋能工业，构建金融与产业链相融合的产业生态，构建“自金融”的生态体系，进一步为工业企业的生产经营降本增效。3.提升工业产品质量水平有效的质量监管有助于提高工业产品的质量水平

33、。利用工业区块链上数据不可篡改、可追溯的特性，构建工业产品溯源体系，使工业产品的全生命周期可追溯，包括监管原材料的采购流程，记录产品的生产过程，对检测部门出具的检测报告进行存证，加强工业产品的销售渠道管理，跟踪产品的售后维修数据等，从而全面提高工业产品质量监管体系水平，提高工业产品质量。4.推动工业企业数据安全共享2020年4月9日中共中央国务院正式发表文件，将数据纳入要素市场化配置范围之内。数据在当前数字经济时代发挥着重要的作用，同土地、石油一样蕴藏着巨大的价值。工业企业在日常生产经营活动中产生了大量的数据。加强数据共享和利用，对于帮助企业进行数字化治理，推动工业领域智能制造的发展具有重大的

34、价值和意义。利用区块链技术构建的可信网络，为参与到数据共享的主体确定可信的数字身份，并基于可信身份进行数据确权；通过分布式账本的数据同步机制加强企业间的数据共享；利用隐私加密算法保证数据共享过程中的隐私安全；利用区块链不可篡改的特性对数据共享过程进行溯源。5.构建工业互联网基础设施工业互联网将设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户等紧密的连接和融合在一起，高效共享工业经济中的各种要素资源，重构全球工业，激发生产力，推动产业的转型发展。工业区块链可作为工业互联网的基础设施，为工业互联网上的实体提供可信安全的信息服务，提高数据共享效率，保证数据真实性，保护数据隐私安全。例如与工业互联网标识节点体系

35、结合，基于工业互联网标识构建工业产品溯源体系；结合物联网技术，实现设备的可信身份管理，控制设备的访问操作权限，保障自动化生产的安全等。（四）工业区块链应用原则结合区块链技术当前发展状况，提出以下工业区块链应用原则，该原则仅适用于指导当前工业界区块链建设及试点应用工作，随着区块链技术的快速发展，各项原则需同步修订。1.总体原则先进适用原则：在区块链建设中应密切关注国内外区块链技术发展趋势，充分结合国家区块链发展战略，采用业界主流的技术路线和方案，从根本上保证上链业务的安全、稳定、高效；区块链架构应充分结合各行业实际情况和应用需求开展建设，确保上链业务的实用性、灵活性、易用性、易维护性和易扩展性。

36、自主创新原则：在区块链建设中应深入研究区块链底层技术与应用架构，培养、聚拢区块链技术领域专家型人才，重点考虑国有自主知识产权和科技成果创新孵化，坚持在业务实践中快速迭代，提高区块链建设后自主运营支撑能力。安全可控原则：在区块链建设中应充分考虑安全防护问题，应在工业界现有信息安全相关要求的基础上，从各行业业务逻辑安全、数据安全、平台安全、技术安全四个方面运用密码算法、分布式账本等技术措施保障区块链业务的安全。标准开放原则：在区块链建设中应积极参与区块链国际、国家标准制定，加速推进工业界各行业区块链标准规范进程，确保区块链技术与应用体系兼容性与扩展性，强化与科研院校、科研机构合作，推动“开放、共享

37、、协同”的工业区块链生态圈建设。2.设计原则应用导向原则：应从实际的业务场景出发，分析抽象不同业务领域的共性需求，针对工业界各领域结合区块链技术特性提供良好通用性设计，方便业务应用验证。灵活可扩展原则：工业界区块链应用场景具有多样性和复杂性，要求系统具备良好的扩展性和可移植性。应遵循模块化的设计原则，在确保系统核心逻辑稳定的同时，对外提供可拓展边界，实现区块链系统服务的高内聚低耦合。安全可靠原则：工业界区块链平台设计应严格遵循国家信息安全防护相关要求，具备高安全可靠性。应采用多种安全机制和技术手段保障系统安全稳定运行，满足各行业对网络和信息系统安全运行的要求，并能够满足724小时可靠运行的要求

38、，系统关键环节软硬件资源设计采用高可靠性方案。简洁高效原则：工业区块链应用接入从设计到最终应用都力求遵循这一原则，采用简洁的系统模型提高系统易用性并降低分布式系统的实现风险。追求区块链性能的同时，也注重提升应用开发方案和方案落地的效能。云链结合原则：工业界区块链平台系统架构中各组件的部署与集成方案要充分考虑国内相关技术政策和原则，保证建成的系统能够在行业内现有平台上平滑运行，实现与相关业务的紧密融合。标准化原则：区块链作为一种点对点的信息和价值交换的“桥梁”，应通过定义一套标准的操作接口和数据结构，提升多方业务对接效率，降低应用落地的复杂性。应遵循标准化原则，在系统设计时数据模型和操作模型独立

39、于系统实现，让数据“系于链却独于链”，更好的支撑工业区块链业务应用，提升工业界各行业区块链灵活性和通用性。3.业务应用原则接入简化原则：区块链需保障试点业务高效开展，应根据试点实际情况，按照路径最短、性能最优的原则选择合适的链接入，提高上链效率，简化业务流程。多方主体原则：区块链适用于主体多、流程长业务场景，可以是外部业务也可以是公司内部业务，但是内部业务一定要是当前行政措施难以解决的问题。利益冲突原则：区块链可解决不同主体之间的利益博弈，不同利益主体之间存在的利益冲突应通过区块链去中心化、多方共识、公平公正等特性解决。链上可信原则：区块链应解决链上数据可信需求，对于上链前的数据需通过原业务系

40、统的数据治理工作及安全防护能力解决原始数据可信问题。数据安全原则：区块链需衡量数据可用性和安全性做好权衡，应通过数据脱敏和上链哈希值方式等手段规避因区块链使用而导致的数据安全风险。跨链隔离原则：区块链跨链需保证自身不受外部区块链影响，应遵循适度隔离的原则，选择跨链服务节点作为中继，保证外部链发生重构等问题时不会影响单位本身的业务链。4.运行监控原则应积极培养并组建区块链技术专家队伍，为区块链技术应用打下良好基础。建立工业界各企业之间的运维协同机制，制定相应的运维制度、流程与应急措施。区块链技术发展使得工业生产业务更趋向于安全可靠、可信共享的方向发展，为提升区块链应用的可靠性，应对区块链平台的网

41、络连通性、计算资源使用情况以及节点服务状态进行监控。应针对智能合约的全生命周期进行监控,包括构建、存储和执行过程。发布前，应进行严格、彻底的测试，包括正确性测试和一致性测试，验证测试结果与合约的预期结果是否一致，以及运行状态进行实时监控。四、工业区块链架构/API/SDK图2 工业区块链架构图工业应用中，为了实现机器、车间、企业、人、机构之间的可信互联，需要确保从设备端产生、边缘侧计算、数据连接、云端储存分析、设计生产运营的全过程可信，从而触发上层的可信工业互联网应用、可信数据交换、合规监管等。如上图1所示，工业区块链总体架构包括五个层级结构，描述了工业区块链应用中的典型功能模块。1.物理层在

42、基础网络、服务器、存储、虚拟机等基础组件之外，物理层还包括传感器、智能设备、视频监控、边缘设备、成套设备、成像设备等。该层提供了基本的互联网基础信息服务，主要是为上层架构组件提供基础设施，保证上层服务可靠运行，物联网IoT设备决定了数据来源的可靠性，区块链保证了数据的真实性，最后将数据安全的存储、分析和计算，提供高效、精准的数据服务。此外，为了更快处理延迟，减少无效数据传到云端账本，降低网络的带宽压力以及存储压力，往往会在边缘侧进行计算。在边缘侧的计算资源的环境下，和云端的计算形成共识，产生可信事件。该事件可以直接触发交易流程，比如支付、派工等等。2.核心层核心层是区块链系统最重要的组成部分，

43、将会影响整个系统的安全性和可靠性。共识机制与P2P网络传输是区块链的核心技术，保证了网络的安全性和分布式一致性。为了实现物理设备的数字孪生，除了传统设备标识之外，对于一些高价值的设备，需要额外为每一个设备配备一个物理级别的嵌入式的身份证书一次写入到设备中。数据的使用方可以通过统一的工业CA中心来验证设备数据的身份。在工业场景中，有许多企业商业数据，所以隐私保护也是溯源架构中必不可少的一环。针对于工业应用特点的分布式账本，除了具有传统的难以篡改、共识、受限访问、智能合约等特点以外，还需要具备适应工业数据的账本查询能力，满足资产转移状态迁移的快速读写能力等，以达到快速溯源和资产交易的目的。3.接口

44、层接口层主要用于完成功能模块的封装，为应用层提供简洁的调用方式。应用层通过调用RPC接口与其他节点进行通信，通过调用SDK工具包对本地账本数据进行访问、写入等操作。数据从设备端发送上来以后，经过网关，数据处理，存放在云端的账本里面。在这个过程中，数据可能被有意无意的篡改，这里需要有技术协议保障数据在进入账本前不会被篡改或者删除。4.应用层基于可信数据，相关参与方的数据、过程和规则通过智能合约入链后，默认就达到相关参与方的链上共享。通过拖拽的方式，让区块链联盟成员可以非常方便的设计相关参与者（人、机、机构）的身份权限和规则，并且自动转化为相应的智能合约部署在区块链网络上，快速生成应用 APP。区

45、块链技术在应用层通过在生产端、流通端、产融协同端共享数据、流程和规则，实现数据要素的可信互联，促进参与主体之间的可信协作，服务于实体经济，服务于产业转型优化。生产端，实现企业内部与企业之间的数据共享。流通端，由生产企业延伸至消费者，包括物流商、销售商等中间环节，涉及多主体的供应链、贸易链的确权、协同、管理。产融协同，主要在企业与金融机构之间根据多主体可信产业数据，进行金融赋能和支持。5.监管层监管层涉及工业区块链整体架构自上而下的网管、监控以及相关认证、鉴权等服务。监管机构以区块链节点的身份参与到基于联盟区块链的工业互联网基础设施中，合规科技监管机制以智能合约的软件程序形式介入到产业联盟的区块

46、链系统中，负责获取企业的可信生产和交易数据并进行合规性审查，通过大数据分析技术进行分析以把握整体工业行业的动态。五、应用实施方法与路径（一）场景选择区块链场景选择并非依照现成的图谱、案例、成型方案进行勾选，而是针对真实的业务进行以用户为中心的场景设计，只有找到真正有价值关系重构的衔接点，从这个点出发，进行场景挖掘，才能发挥区块链在场景应用的真正价值。以下一一介绍场景选择的四个步骤。1.选景准备业务初选选择业务场景的前提是，业务本身有足够的意愿尝试区块链技术。因为并非所有的业务场景适合区块链，在区块链技术应用发展初期，有足够的探索和创新精神，往往是推进场景落地的首要前提。因此，场景的初选倾向于从

47、有意愿的业务部门下手，和业务部门一同进行场景筛选和挖掘是真正面向用户的场景设计。人员准备参与场景选择的业务人员，优选有创新精神的人员并且是中高层业务人员。这类人员，不但对业务熟悉，同时还有战略高度，另外，在参与场景挖掘之前，需要对他们进行基本的区块链认知的培训，以加深后续过程中参与的可能性。2.头脑风暴回顾追溯针对初选的业务当前现状以头脑风暴的形式进行业务梳理。主要从两个方面进行，一方面是目前业务进行不错的地方，另一方面是业务值得提高的地方。之后，将内容进行第一轮归类，依据两个方面采集所有参与人的意见归类。归类分组将业务待提高的所有点，请业务人员进行分组，以业务线为分组依据，进行痛点分组归类。

48、3.场景甄选甄别场景针对痛点，与业务人员进行场景确认，再根据区块链技术特性进行场景甄别，判断是否适合区块链应用。对于适合的部分进行勾选确认。整合筛选将各个痛点甄别的区块链场景进行再梳理。主要目的是，梳理各个甄别场景业务流程的连通性，是否有重复场景，统一业务流出现，进行整合筛选。4.排序定位场景排序根据企业的业务特性，现状，市场影响度等因素进行场景优先级的排序，充分考虑场景中进行价值关系重构的关键价值点。方向定位方向定位阶段，场景选择要考虑到规模从小到大，运作从短期到长期运用区块链技术给企业带来的各种影响。类比同类型的场景，有哪些先发优势等，进行最终方向定位，从而设计出有该企业特色的区块链场景定

49、位。（二）实施基础1.先行条件合纵连横，是企业竞争发展到一定阶段的必然策略。如今，商业间的合作与发展酝酿着巨大的变革，市场环境、合作平台、运作方式都随着商业的日益成熟而发生显著变化，原来单一的独立开创模式逐渐转变升华，资源整合、共创商机已成为未来商家合作的趋势。通过联盟形成完整的产品服务体系，在这个体系内打造循环业务关系链。基于区块链技术，在企业及上下游供应商之间建立联盟链，不同节点（企业）通过这个联盟链建立的信任和合作关系，使得联盟链内节点之间业务上相互帮助，市场上共同维护，信息上开放共享，为联盟链内节点减少多道沟通、确认的程序，降低联盟链内节点之间的“交易成本”，从而提升各节点的利润，使其

50、在同行业中更有竞争力。2.基础要素企业信息化建设是指企业利用计算机技术、网络技术等一系列现代化技术，通过对信息资源的深度开发和广泛利用，不断提高生产、经营、管理、决策的效率和水平，从而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。区块链技术集成多种技术创新，实现即时同步的分布系统、公开透明又匿名的“全复制”数据库。区块链技术能够在互联网时代促进多形式资源、各参与主体的协同，促进信息与物理系统的进一步融合，有助于实现交易的多元化和低成本化。企业信息化程度越高，基于区块链技术对现有系统改造的代价越小，保证各参与方有隐私信息存在的同时，还能实现部分数据共享，有利于多个参与方之间的交易、价值传递。3.有力保障龙

51、头企业作为行业的领军者，是整个行业未来趋势和走向的风向标，在自身所处的行业中，有绝对的优势及话语权，既有组建联盟链的资源整合能力，又具备很强的战斗力，盈利能力，因而比较容易率先完成基于区块链的产业协同。龙头企业牵头组建联盟链，可有效聚拢上下游企业，形成一个共同体，在产业链各重点环节形成细化分工与互补，构建完整产业链合作生态，进行超企业边界的运作，获取超企业之上的产业整合利润，提升产业链竞争力，使联盟链中的企业有机会走的更高、飞的更远。4.安全保障区块链+工业是工业发展的趋势，由于区块链领域还是存在种种法律法规的不完善，但是区块链确实很有潜力很有前景，如果不将区块链做得更合规，那么再好的项目也不

52、可能走远。所以在建设区块链项目或设立区块链联盟时，相关法律法规规定不能做的事，坚决不去触碰，不得利用区块链从事危害国家安全、扰乱社会秩序、侵犯他人合法权益等法律、行政法规禁止的活动，不得利用区块链制作、复制、发布、传播法律、行政法规禁止的信息内容。只有保障了区块链项目合规合法能确保所有参与者利益，才会有更多参与者愿意参与进来建立产业生态。（三） 联盟共赢1.企业竞争走向生态竞争随着互联网技术的日益成熟和广泛应用，企业形态开始发生变化。原来的层级式组织、集中管控模式正在被小微组织、合伙人机制所代替，并且朝着自组织、生态组织发展演化。市场竞争格局也由企业间竞争向生态竞争转变。在生态竞争下企业不再是

53、单打独斗，而是组建生态联盟，打破原有企业信任边界，重塑一个生态内实现信任协作，生态共赢新模式。生态联盟内企业越来越多的依赖与外界进行交互和协同。企业间协作面临的一个重要难题是不同系统之间数据的交换尤其是跨组织的系统交换。这是因为每一个独立的系统都有自己的权限和安全信用体系，在系统内部容易建立信任，但系统之间的信任却难以实现。企业之间数据信息独立存储，各企业之间存在信息沟通壁垒，易导致企业之间数据信息交互不畅，影响跨企业合作事务的进展效率。同时，多企业合作事务难以监控，容易导致各企业互不关心、推脱责任、无作为的情况，导致协作事务效率低下，并且监管机制不够完善，无法追溯各企业的工作进度以及工作责任

54、。据此，如何构建多方协作，联盟共赢系统平台，有效地打通生态协作企业间的数据私有壁垒、协调各企业资源共享、保证多企业协作事务的高效运作，已经成为生态迫切需要解决的问题。以区块链为代表的新一代信息技术，基于密码学原理而无需第三方信任中介参与，实现互联网上的企业可信价值传递。由多个区块链系统信任链接形成多方协作的平台，这就是联盟链的基础。2.联盟链实现信任互联联盟链是指有若干个组织或者机构共同参与管理的区块链，每个机构都运行着一个或多个节点，其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易，并且共同来记录交易数据。利用区块链技术中的分布式存储、点对点通讯、非对称加密，可以将过去集中式的开发，通过利

55、用区块链技术来构建新一代价值互联网，实现数据在本地、服务在云端，每个组织按需订制自己的管理系统。由于系统产生的管理数据归属系统的创建者，实现了互联网时代的数据主权归属数据的创建者。通过区块链技术实现的组织中工作数据与组织中的业务数据的协同，解决了传统系统架构中由于数据集中管理而产生的数据主权无法界定的难题。联盟链本质上仍然是一种扩大化的私有链，联盟链可以更好的让区块链技术结合现有商业模式进行落地应用，以企业供应链应用为例，区块链如何实现多方协同，联盟共赢。3.联盟链助力供应链协作共赢传统的供应链信息管理模式下，供应链要素被核心企业把控，中小企业不能享有对数字资产的获取及处理权，中心企业对供应链

56、产生虹吸作用，导致协同效率低下，不利于供应链平衡发展。传统的供应链企业间进行数据交换时面临障碍，由于企业内部管理系统的多样性，系统之间通过SDK/API来进行信息和数据交换，由于这两个系统之间互不信任，为了进行交换，就需要引入一个集中系统，或者做一个开放的接口，让集中系统带着对方进入自己的系统调用数据。这种方式虽然实现了系统之间的交换，但却造成了非常高的信用成本，一方面需要建立一个中心，另外一方面需要这个中心的带领进入系统调取数据。如果其中一个系统升级后，会使得两个系统的接口不一致，也就无法完成数据交换。在联盟链平台中每个企业都是独立的平台租户，不受制于中心企业，可拥有自己的信息权属、自主构建

57、企业组织架构、自发与其他企业建立伙伴关系、独立管理企业内部员工账户。在保证协同的前提下做到数据独立、权限独立，调动企业自主能动性。企业间通过伙伴关系建立以订单为核心信息共享通道，贯穿整个业务链，从材料商到每一个加工外协厂商，最终交付客户，所有链上企业都能数据共享，流程互通。基于区块链智能合约建立订单执行全周期信任协同，让订单执行每一个环节由各参与方达成共识上链，通过通道技术，确保订单信息只保存在共识方账本，实现数据权属和安全共享。（四）技术规范1.区块链网络与商业网络匹配在工业商业场景中，各个机构通过内部网络实现公司内部信息和数据的共享、存储和传递，但是商业链条上的物流、商流、资金流、信息流等

58、数据和信息，因为验证成本高、信任难、权责利划分不清等现实问题，导致对外开放和机构间开放的数据难以保证真实性，信任难以建立。在生态共赢和商业共赢的驱动下，商业链条上的处于不同地理位置的协助多方可在协商一致和授权的情况下，共同维护一个商业联盟。区块链网络的高协作效率、多方维护的账本、高作恶成本等特性，维护了商业联盟的共同利益，通过加入同一个区块链网络，各自维护自己的共识节点，共同维护分布式账本上的物流、商流、资金流和信息流等信息，在账本上共享不对外公开，仅在机构间共享和维护的数据，保证数据准确，增加机构间信任。参与联盟的机构作为允许授权的节点分别加入区块链网络，在该区块链网络中统一维护分布式账本，

59、形成联盟链。共同维护机构间共同共享的账本，确保账本准确性，并将商业交互活动中的物流、商流、资金流和信息流等信息存储到区块链网络中，同时及时同步到参与的相关方进行验证共识。2.部署方式同一联盟链中的各家机构作为节点参与共识和记账，需要各自部署区块链节点，而各个机构的服务器分别部署在不同地域，这需要进行分布式部署，部署完成后形成一个整体联盟链网络进行数据共识和存储。正确配置和部署区块链系统，确定具体部署方式，如公有云部署、私有云部署、混合云部署、本地化部署、单机部署、集群部署等。通过结合具体应用场景、成本估算等影响因素决定部署方式。确定服务器数量、处理器、内存、硬盘、带宽等基本配置，并在部署前做好

60、硬件相关准备，以部署手册等方式提前确定部署流程并输出部署文档，保证部署准确性和部署效率。配置信息可自定义，在部署系统前提前对相关参数进行配置，根据企业要求、硬件环境等信息对区块链系统的具体相关参数进行选择性配置，满足具体需求。根据部署手册中的部署流程进行具体配置过程，部署可分为首次部署和非首次部署。根据具体情况选择正确的部署流程，进行二进制包分发、准入证书配置等具体配置和部署操作，部署完成后运行区块链系统，确保区块链系统成功启动和运行。3.安全隐私区块链的分布式特性需保证账本隐私安全，区块链系统在保护链上数据隐私安全的同时，自身系统需要有相应隐私保护方案，来确保建立企业区块链的安全性机制，保证