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螞蟻區塊鏈工程師自述:用區塊鏈實現地鐵二維碼跨城通行

2020-01-18 10:01:36   原文來源:中國財經觀察報

2020年春運啟動的第一天,截至這天螞蟻區塊鏈助力的“長三角主要城市掃碼互聯互通”項目服務異地乘車人數較去年春運增加近15倍,接入城市擴大到11個,覆蓋旅程1842公里,累計節省排隊時間可繞地球飛行萬余次。

思緒回到一年前,互通互聯首次項目會議在支付寶辦公所在地——杭州西溪路z空間進行。那天早上10點,來自上海、杭州、寧波等城市地鐵公司的業務和技術人員沒來得及去酒店辦理入住,直接拖著行李箱到達了會議室。上午討論確定方案,下午開始進行開發,閉關一個多月,基于區塊鏈的地鐵互聯互通終于完成上線。彼時大家都有些精疲力竭,一個項目組成員甚至忙到忘記差點繳還房貸,但一年后大家都慶幸自己能成為本次項目中的一員。螞蟻區塊鏈工程師解析地鐵互聯互通背后的區塊鏈技術應用。


異地乘車的難點是票務實時結算

春節,一個上海白領回到老家寧波,他打開上海地鐵APP,“嘀“一聲,掃碼成功,開閘,乘車;再“嘀”一聲,出站,一次異地乘坐地鐵之旅完成。對個人用戶而言,他能感知到是流暢的掃碼乘車,但“嘀“一聲的背后是區塊鏈等眾多技術攻堅之處。


跨城出行的一大難點是異地票務結算,而異地票務結算的難點便是各地間數據不互通。由于法律法規和運營模式等客觀因素,每個城市的軌道交通,都在使用獨立的用戶和數據系統。傳統的數據共享模式是一個中心化服務撮合各個數據提供方,然而隨著參與方的增加,繼續使用傳統系統將導致三個問題:系統和工程的復雜度呈指數型增長,數據的安全性會面臨嚴峻的挑戰,各個參與方之間缺乏一套互信機制。

盡管各地乘客對跨城軌道交通“通票”的需求與日俱增,各方對此卻束手無策,遲遲無法推動。因為地鐵互聯互通的背后,需要一種新的技術產品,聯通各個信息孤島,達成跨城市軌道交通數據高效、安全和可信的共享與協作。

基于螞蟻區塊鏈Baas平臺,所有城市地鐵的乘客乘坐信息都放在一條公開、統一且安全的鏈上,各大城市都能從上面直觀地獲取乘坐數據完成票務結算,這無疑攻克了傳統異地票務階段的壁壘,從而讓跨城出行更加便捷和高效。隨著用戶“滴”一聲掃碼完成,區塊鏈自動實現了秒級結算。

螞蟻區塊鏈工程師自述:用區塊鏈實現地鐵二維碼跨城通行 中國財經觀察網www.izmoj.club

值得注意的是,螞蟻區塊鏈采用了聯盟鏈的組網方式。螞蟻區塊鏈采用自主研發、經過優化的拜占庭容錯(PBFT)共識機制,可使共識速度小于1秒,這就是互聯互通秒級結算背后強大的技術武器。


用最小成本互聯互通


項目伊始,所有人都形成共識:讓更多城市的接入門檻最低。

傳統的點對點網狀互通模式具有在小范圍內快速互通的優勢,但是在面臨更多城市接入的時候,存在互通數據缺失,開放性不足,不利于大面積推廣等問題。為了更高效地實現各城市城軌票務系統的接入,互通互聯項目引入區塊鏈服務平臺。由于各個城市的地鐵app都是向區塊鏈上進行數據的讀取和寫入,無需一個中心化的系統即可保證數據具有強一致性,當有新的參與方加入時,也只需對接區塊鏈,不會影響已有的系統。

區塊鏈互通方案具有以下優勢:

首先,互聯互通二維碼乘車方案,無需改造票務設備,讓每一個接入城市對于自有的AFC系統、互聯網票務系統(二維碼)以及對應的系統都有完全自主的權利,所有核心業務由落地城市自主把控、自主管理,可控性與完整性更強。

其次,城市相互之間通過互通SDK接入、統一接口規范與業務流程耦合,每一個城市僅需要接入一個SDK即可以實現與其他多個城市的互聯互通,大大降低了接入成本及后期維護成本。

最后,引入區塊鏈技術,互通城市之間的用戶信息、行程信息、結算信息通過區塊鏈應用平臺實現共享,提升互聯互通業務的公平可靠,同時對扣款異常等行為的失信用戶信息進行共享,促成聯合風控的信用體系。

螞蟻區塊鏈工程師自述:用區塊鏈實現地鐵二維碼跨城通行 中國財經觀察網www.izmoj.club 互聯互通區塊鏈服務平臺方案架構


更安全的硬件級安全保護


作為互聯網應用系統,整個系統需要實現統一的數據安全,并實現不同城市不同密鑰的數據加密方式,確保每個城市系統數據的安全性。

感性上,人們通常會覺得對稱的事物更具有美感,非對稱是不完美的。但是在信息安全領域,不對稱性卻自有其妙處。在數據的安全性方面,互聯互通采用非對稱密鑰對上鏈的數據進行加密。

核心數據采用非對稱加密算法,確保每一個城市安全性獨立。區塊鏈的數據只有互聯互通成員能夠訪問:互聯互通成員訪問區塊鏈的需要使用區塊鏈認證的證書,客戶端訪問區塊鏈使用TLS 雙向認證,保證數據傳輸過程的安全。

螞蟻區塊鏈工程師自述:用區塊鏈實現地鐵二維碼跨城通行 中國財經觀察網www.izmoj.club

利用加密和解密的密鑰不是同一把但是一一對應這一特性,可以做到放心地將用于加密的公鑰分發給數據提供方;同時不需要獲取信息,也能驗證信息的合法性。螞蟻區塊鏈BaaS不僅為參與方提供了更安全的硬件級密鑰生成工具,也在產品使用上讓數據權限的管理變得更加簡單、可靠。嚴格證明的數學定理和BaaS為數據安全做的大量努力,共同確保不同類型的數據在個城市地鐵的業務系統間高效的流轉,而不被任何無關方獲取。

越來越多的城市的軌道交通加入互聯互通,為乘客提供更高效的出行服務,螞蟻區塊鏈展現了支持多參與方場景下數據共享和協作的能力。螞蟻區塊鏈BaaS平臺為業務系統的開發者降低了區塊鏈的使用的門檻:不僅聯盟發起者可以在一分鐘的時間內創建聯盟鏈,聯盟的各個參與方也只需幾步簡單的配置,即可加入聯盟鏈,實現數據的交互。此外BaaS還提供了用于參與方的身份及資質的校驗一系列增值服務(BaaS Plus)以及基于TEE硬件的隱私加密計算,聯盟鏈間的高性能跨鏈能力,這為更大規模的地鐵互聯互通聯盟組建提供了堅實的技術基礎。

在商業和生活中還有很多場景:供應鏈上各級供應商、核心企業和銀行之間的資金流轉;物流和資金流信息在包括監管機構在內的各方共享……隨著區塊鏈技術的發展,這些昨天的一籌莫展的痛點,成為了今天振奮人心的機會,一個以區塊鏈為基礎設施的產業互聯網的時代,正在加速向我們走來。

來源:螞蟻金服

作者:區塊鏈資訊

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