کاربرد بلاکچین در شهر هوشمند

کاربرد بلاکچین در شهر هوشمند، انقلابی در زندگی شهری عصر جدید محسوب می‌شود. بلاکچین این پتانسیل را دارد که قابلیت‌های دفاعی یک شهر هوشمند آینده را با نظارت و ضبط ذخیره‌سازی داده‌ها در برابر حملات سایبری و نقض‌های امنیتی افزایش دهد. پیاده سازی این فناوری می‌تواند برای افزایش امنیت و ثبات شهرهای هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد بلاکچین در شهر هوشمند

شهر هوشمند را می‌توان به عنوان ادغام سیستم‌های متشکل از بسیاری از فناوری‌های وظیفه‌محور تعریف کرد که با هدف تکامل و پیشرفت با نیازهای شهر و زیرساخت و در عین حال ارائه خدمات به شهروندان و حل چالش‌های شهری از طریق ابزارهای بین‌سیستمی و تحلیلی داده‌محور، با کمترین میزان ممکن است.

دخالت انسان کاربردهای فناوری شامل مدیریت، عملیات و امور مالی است. یکی از این فناوری‌ها، بلاکچین است. مزیت اصلی بلاکچین، ساده سازی فرآیندهایی است که پرهزینه و وقت گیر هستند. این امر با ساده سازی عملیات برای به حداقل رساندن هزینه‌های ناشی از تمرکززدایی دارایی‌ها انجام می‌شود. بلاکچین شفافیت، امنیت و حذف تکه تکه شدن داده‌ها را آسان می‌کند.

با این حال، به عنوان یک فناوری جدید، موانع نظارتی ایجاد می‌کند. این موضوع را می‌توان به این دلیل نسبت داد که بسیاری از سازمان‌های حاکم بر زیرساخت دانش ناقصی از زیرساخت‌های خود دارند که می‌تواند منجر به سردرگمی در هنگام تلاش برای درک عناصر مختلف زیرساخت شود و در نتیجه هنگام تلاش برای حل یک مشکل، جهت‌گیری نداشته باشد.

در این مقاله به بررسی کاربردهای مختلف فناوری بلاکچین در بخش‌های انرژی، حمل‌ونقل، آب، ساخت‌وساز و دولت می‌پردازد و مکانیزمی برای پیاده‌سازی این فناوری در شهرهای هوشمند ارائه می‌کند. بلاکچین به عنوان جزء موجود در سیستم‌های مدیریت زیرساخت، ممکن است به طور بالقوه به عنوان گام اولیه در جهت ارتقاء فناوری زیرساخت عمل کند.

شهر هوشمند چیست؟

شهر هوشمند ادغامی از سیستم‌های متعدد است که از مجموعه‌ای از فناوری‌های وظیفه گرا تشکیل شده است که با هدف تکامل و رشد با نیازهای شهر و اقلیم، در عین ارائه خدمات به شهروندان و حل چالش‌های شهری از طریق داده‌های تحلیلی و بین سیستمی انجام می‌شود. وسایل هدایت شده، با کمترین دخالت انسان.

حریم خصوصی، وابستگی متقابل، کارایی و شفافیت ویژگی‌های اصلی بلاکچین است که می‌تواند در فناوری، توسعه و مدیریت زیرساخت شهر هوشمند اعمال شود. در میان این چندین جاه طلبی که بلاکچین بر روی دستیابی به آن‌ها تمرکز می‌کند، اجرای زیرساخت است؛ حذف واسطه‌ها یکی از اهداف اصلی آن برای دستیابی به پایداری است.

بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟

هدف از بررسی این موضوع درک این موضوع است که یکپارچگی بلاکچین با زیرساخت‌ها و عملیات یک شهر در یک شهر هوشمند آینده چگونه خواهد بود، در حالی که به آینده پیچیده پایداری زیرساخت از نظر امنیت و مدیریت منابع می‌پردازد. به گفته نویسندگان، بیت کوین اولین کاربرد فناوری بلاکچین بود که پیاده سازی شد. بلاکچین یک فناوری ذخیره سازی و تراکنش غیرمتمرکز داده است. از سال ۲۰۰۸، زمانی که این اصطلاح اختراع شد، علاقه به فناوری بلاکچین به سرعت افزایش یافته است.

این را می‌توان به ویژگی‌های اساسی بلاکچین نسبت داد که حریم خصوصی، محرمانه بودن و یکپارچگی داده‌ها را بدون هیچ گونه کنترل فیزیکی امکان پذیر می‌کند و در نتیجه زمینه‌های تحقیقاتی جالبی را ایجاد می‌کند. بلاکچین یک راه حل پایگاه داده توزیع شده با فهرستی از ورودی‌های داده‌ای است که به طور مداوم در حال رشد است که توسط گره‌های شبکه تایید شده است. اطلاعات هر فعالیت بسته به نیاز در یک پایگاه داده عمومی یا محرمانه ثبت می‌شود.

ویژگی‌ شهر هوشمند

برای برآورده ساختن الزامات چنین شهر هوشمندی، نیاز به گسترش تقاضاهای انسانی، افزایش شهرنشینی، افزایش سیستم‌های وابسته و به هم پیوسته، افزایش پیچیدگی و اهمیت روزافزون امنیت سایبری ضروری است. بنابراین، یک شهر هوشمند زیرساختی با حکمرانی هوشمند، تحرک هوشمند، محیط هوشمند (قدرت و آب) و زندگی هوشمند مشخص می‌شود.

حاکمیت، محیط زیست، و زیرساخت جنبه‌های اولیه ای هستند که باید در ترکیب یک شهر هوشمند با پایداری در نظر گرفته شوند. دوام بلندمدت زیرساخت منوط به چگونگی برآورده شدن نیازهای فعلی با استفاده از فناوری و مدیریت موجود است. این امر مستلزم چارچوب حاکمیت غیرمتمرکز و از این رو، ادغام بالقوه فناوری بلاکچین با زیرساخت است.

به طور کلی، یک شهر هوشمند متشکل از یک چارچوب طراحی پایدار است که راحتی کاربران را بر اساس نیازها، امنیت، راه حل‌های بلندمدت و کوتاه‌مدت ناشی از توریسم در اولویت قرار می‌دهد. مشکلات، فعالیت‌های مالی امن و نظارت بر داده‌ها. هدف اصلی در تعریف مفهوم شهر هوشمند، بهبود کیفیت زندگی مردم از طریق توسعه زیرساخت‌های مرسوم با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی است. (AI)، برای ایجاد یک محیط کاربر پسند که امکان تعامل با طیف گسترده ای از خدمات و دستگاه‌های ‌دیجیتال را فراهم می‌کند، به کار می‌رود.

این ادغام نیازمند یک محیط امن سایبری است تا امنیت اجزای مختلف زیرساخت یا یک رسانه جنگ نامتقارن به خطر نیفتد. علاوه بر این، همان‌طور که در عصر اتوماسیون داده‌ها پیشرفت می‌کنیم، هر یک از این مؤلفه‌ها باید امنیت سایبری را به عنوان یک مؤلفه اساسی سیستم برای حفظ امنیت داده‌ها بپذیرند. ارکان اصلی یک شهر هوشمند از زیرساخت‌های فیزیکی، زیرساخت‌های سازمانی، زیرساخت‌های اجتماعی و زیرساخت‌های اقتصادی تشکیل شده است.

عوامل طبیعی در شهرهای هوشمند

محیط طبیعی و ساخته شده شهرهای هوشمند با تولید انرژی پاک، توزیع هوشمند، سیستم‌های تصفیه و مدیریت هوشمند آب، شبکه‌های حمل و نقل هوشمند و زیرساخت‌های ساخت و ساز سبز تعریف می‌شود. چارچوب نهادی مسئول تنظیم امور شهر بر شهر حاکم است. در یک شهر هوشمند، زیرساخت نهادی تصمیمات را از منظر پایداری با ترکیب نظرات شهروندان و ذی‌نفعان اتخاذ می‌کند که سپس برای تعیین اهداف و شناسایی راه‌حل‌ها با رضایت‌بخشی استفاده می‌شود.

زیرساخت‌های اجتماعی ترکیبی از سرمایه انسانی، ابزارهای فنی و مدیریتی است که کیفیت زندگی را بهبود می‌بخشد و ابزارهایی که مفهوم پایداری را در جامعه رواج می‌دهد. در نهایت، زیرساخت‌های اقتصادی به اجزای مالی اشاره دارد که از بهترین شیوه‌های کسب و کار الکترونیک پشتیبانی می‌کنند و به حفظ رشد اقتصادی کمک می‌کنند.

ادغام بلاکچین در یک شهر هوشمند برای اینکه یک شهر هوشمند به واقعیت تبدیل شود، وظایف فناوری و مدیریتی متعددی از جمله حفاظت از داده‌ها و رسیدگی به چالش‌های پایداری مانند آلودگی، تغییرات آب و هوا و شهرنشینی باید انجام شود. بلاکچین ویژگی‌های ذاتی مختلفی را برای کاربرد در مدیریت زیرساخت شهری ارائه می‌کند که می‌تواند مشکلات فوق‌الذکر را کاهش داده یا حل کند. یکی از آن‌ها تمرکززدایی است که بر این مفهوم استوار است که بلاکچین به روش همتا به همتا (P2P) بدون نیاز به واسطه‌های مرکزی قابل اعتماد عمل می‌کند.

در نتیجه، احتمال سقوط عملیات یک بدنه مرکزی را می‌توان به میزان قابل توجهی کاهش داد. کیفیت ضروری دیگر تغییر ناپذیری است. یک سیستم در صورتی تغییر ناپذیر تلقی می‌شود که به راحتی قابل فساد نباشد. از آن‌جایی که امنیت بلاکچین بر روی رمزنگاری با امضای دیجیتال برای تایید تراکنش‌ها و توابع هش برای پیوند دادن بلوک‌ها ساخته شده است، به هم ریختن سیستم دشوار است و بنابراین تغییر ناپذیر است. علاوه بر این، یک سیستم بلاکچین، دموکراسی را به عنوان یک پیوند اضافی به بلاکچین نشان می‌دهد.

این نیاز به اجماع بین گره‌های موجود را ایجاد می‌کند و هر پیوند جدید را در فرآیند تصمیم‌گیری ترکیب می‌کند. در حوزه زیرساخت، نام مستعار، امنیت و شفافیت نیز از ویژگی‌های بسیار مهم هستند. این‌ها با صدور یک آدرس مستعار برای هر گره بلاک چین که هویت واقعی theode را پنهان می‌کند، امنیت سیستم را افزایش می‌دهد. این امر به طور همزمان شفافیت و امنیت را افزایش می‌دهد.

شهرهای حال حاضر به طور فزاینده ای شبیه شهرهای آینده هستند. همانطور که ریدلی اسکات در بلید رانر (۱۹۸۲) پیش‌بینی کرده بود، هنوز هیچ ماشین پرنده یا اندرویدی در خیابان‌های ما وجود ندارد، اما یک فناوری رمزنگاری در قالب بلاکچین وجود دارد که می‌تواند به ما کمک کند تا کلان شهرهای هوشمندی بسازیم که قادر به تولید ۱.۲۹ تریلیون یورو در سراسر جهان تا سال ۲۰۲۰ هستند. به گفته بانک آمریکا مریل لینچ.

پروژه ادغام بلاکچین در شهرها

شهرهایی مانند گوتنبرگ، شیکاگو و سنگاپور نمونه‌های بارز شهرهای نوآور هستند: بسیار دیجیتالی شده و با مدل مدیریت شهری پیشرفته‌تر و پایدارتر برای تحرک، کارایی انرژی، تصفیه زباله و مشارکت شهروندان. این شهرهای هوشمند الهام‌بخش ابتکاراتی مانند Blockchain4Cities، یک گروه کاری سازمان ملل (سازمان ملل) برای تعیین نحوه استفاده از بلاکچین برای اجرای شهرهای هوشمند هستند.

نتایج اولیه این تحقیق که ۲۶ کارشناس از کشورهای مختلف در آن شرکت کردند، به‌ویژه پتانسیل بلاکچین برای مدیریت شهری را به دلیل ظرفیت آن در انتقال امن اطلاعات، بدون واسطه، برجسته می‌کند. با این حال، کارشناسان خاطرنشان می‌کنند که ما با فناوری روبرو هستیم که تمام مشکلات مدیریت شهری را حل نمی‌کند و استفاده از آن تنها در شرایط خاص معنا پیدا می‌کند.

مزایای بلاکچین برای شهرها

به گفته محققان Blockchain4Cities، مهمترین مزایای بلاکچین برای اداره شهرها عبارتند از:

افزایش شفافیت و اتصال
شهرها می‌توانند با استفاده از خدمات عمودی بلاکچین، مانند تحرک، انرژی یا امنیت، از طریق یک سیستم عرضی باز، قابل دسترس که قادر به تبادل داده‌ها با ساکنان خود در زمان واقعی است، به هم متصل شوند.

ارتباط مستقیم
بلاکچین این امکان را برای ادارات دولتی و مردم فراهم می‌کند تا به صورت دیجیتالی بدون نیاز به واسطه تعامل داشته باشند. این امر به عنوان مثال، رویه‌های بوروکراتیک در ادارات ثبت، تالارهای شهر و غیره را سرعت می‌بخشد.

صداقت بر اطلاعات
با استفاده از این فناوری می‌توان یک فایل را به طور کامل یا جزئی رمزگذاری کرد تا تنها بخشی که مورد علاقه است، به صورت خصوصی، امن و بدون خطر دستکاری آن توسط شخص ثالث به اشتراک گذاشته شود.

مدیریت کارآمد
بلاکچین به مردم و مقامات شهری اجازه می‌دهد تا مبدا و مقصد هر منبع را بدانند. علاوه بر این، دومی می‌تواند از نحوه استفاده از خدمات شهری بدون به خطر انداختن حریم خصوصی افراد مطلع شود.

مزایای استفاده از بلاکچین در شهرها

در میان شهرهایی که دارای ابتکارات مبتنی بر بلاکچین شهرداری هستند، باید به دبی اشاره کرد که با سرمایه گذاری ۳۰۰۰۰۰ میلیون دلاری، آرزو دارد تا سال ۲۰۲۰ به اولین شهری در جهان تبدیل شود که بلاکچین را در تمام خدمات خود ادغام می‌کند. موارد زیر نمونه‌هایی از استفاده از این فناوری برای مدیریت شهری:

امنیت
بلاکچین حفاظت از داده‌های شخصی جمع آوری شده را بهبود می‌بخشد.

انرژی
قراردادهای مبتنی بر بلاکچین هوشمند، تجارت خودکار برق مازاد را با سایر اعضای شبکه برای خانوارهای دارای انرژی خورشیدی آسان‌تر می‌کند.

تحرک
ادارات دولتی می‌توانند بدانند چه شهروندانی روزانه از خودروهای خود استفاده می‌کنند و برای تشویق آن‌ها به استفاده از وسایل حمل و نقل عمومی به آن‌ها تخفیف و مزیت‌هایی ارائه می‌دهند.

هدر
بلاکچین می‌تواند اطلاعات بی‌درنگ ظروف را در اختیار عموم و خدمات جمع‌آوری زباله قرار دهد تا بتوانند همیشه از پر یا خالی بودن آنها مطلع شوند.

مشارکت
پلتفرم‌های بلاکچین امنیت، قابلیت اطمینان، شفافیت و ناشناس بودن مشاوره‌های عمومی مانند انتخابات، نظرسنجی‌ها، همه پرسی‌ها و… را تضمین می‌کنند.

علاوه بر این، فناوری بلاکچین می‌تواند از خدمات دیگری مانند مدیریت منابع آب، کنترل کیفیت هوا یا مراقبت از پارک و باغ بهره مند شود.

پلتفرم‌ شهر هوشمند

شهرهای هوشمند برای عملکرد و توسعه موفقیت آمیز به اکوسیستم‌های فناوری مناسب و بسیار سازگار نیاز دارند. در غیر این صورت آن‌ها منزوی خواهند شد، با سیستم‌هایی که قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر نیستند زیرا به زبان‌های مختلف صحبت می‌کنند. امروزه چندین پلتفرم وجود دارد که به عنوان چارچوبی برای شهرهای هوشمند عمل می‌کنند:

متحد برای شهرهای پایدار هوشمند (U4SSC): هدف این ابتکار سازمان ملل تبدیل شدن به پلت فرمی است که فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات (ICT) را به سمت شهرهای هوشمند و پایدار سوق می‌دهد. همچنین پدر و مادر گروه کاری Blockchain4Cities است.

Fiware: اتحادیه اروپا (EU) پشت این پلت فرم نرم افزار رایگان است که ابزار و اکوسیستم مناسبی را در اختیار توسعه دهندگان برنامه‌ها و خدمات آنلاین قرار می‌دهد. اگرچه Fiware به طور خاص برای پشتیبانی از شهرهای هوشمند طراحی نشده است، اما می‌تواند از قابلیت همکاری بین آن‌ها اطمینان حاصل کند.

DownTown: یکی از سیستم‌هایی است که به بهترین وجه برای شهرهای هوشمند سازگار است. این پلتفرم دارای ۱۳۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ دامنه در شهرهای هوشمند در سراسر جهان (از جمله لندن و دالاس) است که اولین آزمایش در دسترسی به رستوران‌های محلی انجام شد.

سوالات متداول کاربرد بلاکچین در شهرهای هوشمند