專題丨工業互聯網標識融合區塊鏈技術在綠色供應鏈中的應用
作者簡介
周曉陽
中國移動紫金（江蘇）創新研究院區塊鏈研發部首席技術官，中國移動通信集團“十百千”專家，主要從事區塊鏈、隱私計算等相關技術的研究工作。
趙鈺
中國移動紫金（江蘇）創新研究院區塊鏈研發部產品經理，主要從事區塊鏈相關產品研究及研發設計工作。
袁可
中國移動紫金（江蘇）創新研究院區塊鏈研發部研發工程師，主要從事區塊鏈技術相關的產品前端研發工作。
吉宜斌
中國移動通信集團江蘇有限公司物資供應部物流管理經理，主要負責區塊鏈技術在物流業務應用過程的落地工作。
包巖
中國移動紫金（江蘇）創新研究院區塊鏈研發部總監，中國移動通信集團“十百千”專家，主要從事區塊鏈、安全等相關技術的研究工作。
論文引用格式：
周曉陽, 趙鈺, 袁可, 等. 工業互聯網標識融合區塊鏈技術在綠色供應鏈中的應用[J]. 信息通信技術與政策, 2023, 49(11): 65-70.
工業互聯網標識融合區塊鏈技術在綠色供應鏈中的應用
周曉陽1 趙鈺1 袁可1 吉宜斌2 包巖1
（1.中國移動紫金（江蘇）創新研究院有限公司，南京 211899；2.中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210029）
摘要：基于工業互聯網標識發展現狀及供應鏈現存問題，提出了工業互聯網標識解析與區塊鏈技術融合的方法，實現了供應鏈碳排放數據身份可信與內容可信。同時，基于該技術提出了綠色供應鏈系統建設應用方案，實現了供應鏈產品碳足跡與企業可信碳核算，助力供應鏈綠色可持續發展。
關鍵詞：工業互聯網；標識解析；區塊鏈；雙碳；綠色供應鏈
0 引言
隨著信息技術的迅猛發展，工業生產正進入數字化、網絡化、智能化的新階段，工業互聯網已成為工業生產向數字化、智能化轉型的重要途徑[1-4]。工業互聯網通過全面連接人、機、物、系統等要素，實現工業數據的采集、傳輸和分析，從而提高生產效率、優化運營管理、降低成本，為企業帶來前所未有的發展機遇。工業互聯網標識解析是工業互聯網中的重要環節，通過賦予工業設備、傳感器和生產線等對象唯一的數字標識，實現對這些對象的識別與追蹤。然而，在工業互聯網數據共享過程中，信任問題一直是困擾著工業企業的重要難題。
區塊鏈技術作為新興的分布式賬本技術，因其去中心化、不可篡改和安全可信的特點，逐漸引起人們的關注。區塊鏈通過將交易數據記錄在多個區塊中，并利用密碼學技術確保數據的可信共享。在工業互聯網標識解析中，區塊鏈技術為實現數據的安全共享和信任建立提供了新的可能性，為工業企業解決信任問題提供了創新的解決方案，同時也促進了工業互聯網的發展與應用。
隨著全球氣候變化日益嚴峻，低碳經濟和可持續發展已成為全球關注的焦點。中國移動作為中央企業，積極主動承擔節能減排責任，并發布“C2三能——碳達峰碳中和行動計劃”，創新構建“三能六綠”發展模式。在此背景下，綠色供應鏈作為低碳經濟的重要組成部分，對工業互聯網和區塊鏈技術的應用提出了新的要求和挑戰。通過將工業互聯網標識解析與區塊鏈技術相融合，實現雙碳綠色供應鏈的數字化和智能化發展，將為推動工業生產向更加環保和可持續方向轉型作出積極貢獻。
1 工業互聯網標識融合區塊鏈技術打造信息身份、信息內容的雙重可信體系
1.1 基于工業互聯網標識的身份可信
在工業制造場景中，工業互聯網可通過唯一標識實現物理世界向數字世界的身份可信映射，促進跨鏈或標識對象間的互操作。標識解析體系使得各個生產要素實現相互關聯，而數據傳輸不需要任何交互行為。
為實現對電力、燃氣、行駛里程等活動數據的可信采集，保證數字身份、個人資產和設備信息的隱私安全，本文以雙碳綠色供應鏈為應用場景，基于工業互聯網標識解析體系，將工業互聯網主動標識創新技術引入到雙碳綠色供應鏈數據采集服務中。通過主動標識解析技術，打通供應鏈環節中多主體系統間的信息傳輸壁壘（見圖1），主要業務流程包括以下3方面。
圖1 主動標識解析技術流程圖
（1）標識注冊技術：雙碳綠色供應鏈綜合應用服務平臺通過中國移動標識解析二級節點獲得企業節點的前綴，結合平臺中錄入的設備或系統標識信息組合成唯一的標識信息，并發送至企業節點完成標識注冊，實現對終端采集設備及對應數據的身份可信背書。
（2）標識寫入技術：標識注冊完成后，通過智能電表、車載定位模塊、溫濕監測面板中的定制化模組，自動采集碳排放活動數據，并將相關數據同步至國家頂級節點，為每一條數據“打上標簽”，實現對碳排活動數據的國家級認證。
（3）標識解析技術：用戶通過雙碳綠色供應鏈綜合應用服務平臺，向中國移動標識解析二級節點發起標識解析請求，企業根據二級節點請求的標識信息，自動返回相關碳排放活動數據，保證數據身份可信。
通過以上方法，雙碳綠色供應鏈中各環節的相關信息被賦予唯一的身份標識，解決了異構數據在不同體系之間互聯互通的問題，進一步達到了設備信息的身份可信。
1.2 基于區塊鏈技術的內容可信
區塊鏈的核心特點是去中心化和可信性，較大的優勢是數據的不可篡改性。將區塊鏈技術融入工業互聯網標識解析體系中，可實現采集數據內容存證，保障標識內容的真實性和可信度，使二者相輔相成。
雙碳綠色供應鏈基于中國移動自主研發的中移鏈底鏈能力，通過區塊鏈能力實現供應鏈上產品碳數據的可信采集、可信核算、可信溯源、核查報告校驗等功能，為供應鏈綠色管理、供應商碳排放考核、碳交易奠定了基礎。如圖2所示，“數智碳網”整體采用1個主鏈、N個子鏈的“1+N”主子鏈架構構建。其中，主鏈由政府監管部門、碳認證機構、碳交易所、第三方核查機構構成，節點可自由加入，所有節點均可獲得數據同步與數據查詢權限，并且同步進行對子鏈上報數據的整體監管及核查認證。供應鏈企業作為“數智碳網”中的子鏈節點，側重于行業業務，構成行業應用子鏈。主子鏈數據流轉過程中，借助匿蹤查詢、選擇性披露等隱私保護技術，保護數據流轉過程中的用戶隱私，實現信息安全共享。此外，“數智碳網”還具備跨鏈技術、數字身份和預言機3項核心能力。
圖2 “數智碳網”架構圖
（1）跨鏈技術：支持同構和異構區塊鏈跨入主鏈，實現不同區塊鏈之間的資產流通和價值轉移。對于同構區塊鏈，中移鏈實現底鏈跨鏈協議，對相同底鏈技術采取協議跨鏈模式；對于異構區塊鏈，將中繼鏈技術與跨鏈網關技術相結合，構建一個高擴展、強魯棒性、易升級的跨鏈平臺。
（2）數字身份：支持多層級數字身份的跨鏈互認，解析區塊鏈系統間的信息轉換，實現分布式數字身份鏈網與服務，并對數字身份擁有完全自主權。各獨立業務系統之間通過數字身份實現分布式互聯互通，輕松構建起可信數據流轉通道。主鏈用戶可在主鏈申請自己的唯一身份，而子鏈用戶通過跨鏈技術向主鏈獲取鑒權信息，構建主鏈鑒權、子鏈應用的主子鏈權限模型。
（3）預言機：采用可信執行環境（Trusted Execution Environment，TEE）預言機和分布式預言機。TEE預言機基于TEE技術，將預言機放入TEE中執行，預言機獲取鏈外信息，處理鏈外信息不受外部干擾，保證獲取信息可信；分布式預言機，采取與本身節點結合的方式，鏈外獲取數據任務由不定的多個節點獲取、執行，再經過二層公式整合后提交上鏈。
工業互聯網標識解析通過唯一的標識實現身份可信的數字映射，促進跨鏈或標識對象間的交互，而區塊鏈的分布式信任管理機制有助于建立數字空間的信任鏈條，二者結合形成基于工業標識及區塊鏈的雙重可信體系，實現“身份可信+數據可信”。
2 “工業互聯網標識+區塊鏈”在雙碳綠色供應鏈中的應用
2.1 雙碳綠色供應鏈系統建設
隨著國際可持續發展理念的推進，我國越來越重視企業供應鏈產生的環境影響。而傳統供應鏈管理中涉及的制造、加工和運輸等多種環節，都會產生顯著的碳排放量，因此發展綠色供應鏈是當今企業綠色低碳發展的必經之路。但當今綠色供應鏈工作在推進過程中仍存在一些問題[5-6]，如物流行業缺少可操作的碳排放計算方法，碳排數據與報告缺乏可信性，雙碳管理工作尚未形成高效的信息化模式等。
針對以上問題,本文利用區塊鏈、工業標識、物聯網等技術，融入碳核查、碳資產管理等理念，搭建供應商、運營商、物流企業和施工單位等多方協作的供應鏈與碳排管理平臺，實現供應鏈產品碳數據的可信采集、可信核算、可信溯源、核查報告校驗等功能，為建立綠色供應鏈碳核算體系和標準奠定基礎。雙碳綠色供應鏈系統架構如圖3所示，主要包括平臺層、應用層以及展示層。
圖3 雙碳綠色供應鏈系統架構圖
平臺層包含基礎平臺層與業務平臺層。基礎平臺層提供了云服務、物聯網、區塊鏈、大數據、人工智能（Artificial Intelligence，AI）計算等底層基礎功能；業務平臺層集成了數據采集中臺、核算標準庫、報告模板庫、業務模型庫等業務數據。應用層提供碳盤查、碳足跡、碳減排以及碳認證4個大功能模塊，為企業提供標準監測、報告及核查流程。展示層借助元宇宙、數字孿生等能力搭建領導駕駛艙、元宇宙空間，便于數據實時呈現。
2.2 “一碼到底”溯源與產品碳足跡
首先,利用工業互聯網標識解析技術，為每件產品分配工業標識身份信息，實現產品從原材料到生產制造，再到下游渠道銷售、消費者直至回收的全生命周期信息可信采集，并將數據對接上鏈。同時，將工業標識碼作為產品鏈上的身份信息，利用區塊鏈可溯源、防篡改等特性，實現產品物資“一碼到底”可信溯源（見圖4）。
圖4 “一碼到底”平臺
在“一碼到底”平臺的基礎上，本文融入碳核查、碳資產管理等理念，借助工業互聯網主動標識解析技術，將物資生產、裝卸、運輸過程中涉及的電表、車輛定位器等終端設備作為主動標識載體，實現物資流轉過程中的能耗數據自動采集，同時嚴格按照產品碳足跡標準ISO 14067和PAS 2050進行產品碳足跡核算。核算全程上鏈、可信可追溯，各個節點的碳排放量一目了然。高效實現跨企業的實時反饋，協調統一上下游企業認知，共同推進全產業鏈節能降碳。
同時，本文聯合SGS通標標準技術服務有限公司、方圓標志認證集團等生態合作伙伴，提供產品碳標簽認證、溯源服務。碳標簽把產品在全生命周期內的溫室氣體排放用可量化的指標以及可視化的形式展示出來，公眾通過掃描碳標簽二維碼，可看到該產品從原料開采到運輸、產品生產到廢棄的全生命周期中所產生的碳排放以及上鏈存證等信息（見圖5）。碳標簽不僅有利于強化企業控制溫室氣體排放的主體責任，提升品牌價值，同時也能夠從產品側增強公眾積極應對氣候變化的意識，營造綠色低碳發展的良好氛圍。
圖5 產品碳足跡與溯源證書
2.3 企業碳核算
本文結合企業整體能耗情況，依據國家發行的行業碳核算方法，利用區塊鏈技術將碳核算規則編譯成智能合約。智能合約被廣泛認定為“代碼即法律”，利用智能合約進行碳核算，可有效保證相關碳排數據不可篡改、不可偽造、不可后補，且修改過程全程留痕。
同時，本文所述綠色供應鏈系統內置國家標準碳排因子庫及碳核算公式模板庫，根據不同場景下碳排放活動數據差異，自動匹配相關智能合約進行碳核算，核算過程不受人為干預，核算步驟嚴格按照國家標準，確保公開可信，相關核算過程集體維護并記錄在鏈。如圖6所示，對于相關核算結果，本平臺會自動出具碳排放報告及存證證書，保證碳計算過程公開透明、安全可信，計算結果不可篡改。
圖6 碳排報告及存證證書
對于碳核算結果，同時會由具有資質的獨立第三方核查機構，根據行業溫室氣體排放核算方法、報告指南以及相關技術規范，對企業溫室氣體排放量和相關信息進行全面核實、查證，并出具相關認證報告，提升數據可信力度。
3 結束語
本文通過分析工業互聯網標識解析技術及區塊鏈技術在綠色供應鏈中的應用方式，提出了一種基于工業互聯網標識融合區塊鏈技術的供應鏈綠色管理技術方法，并借助工業互聯網標識解析技術及區塊鏈技術，實現供應鏈上產品碳數據的可信采集、可信核算、可信溯源、核查報告校驗等功能，打造“身份可信+內容可信”，為供應鏈綠色管理、供應商碳排放考核、碳交易奠定基礎。
Application of Industrial Internet identification integrated with blockchain technology in the green supply chain
ZHOU Xiaoyang1, ZHAO Yu1, YUAN Ke1, JI Yibin2, BAO Yan1
(1. China Mobile Zijin (Jiangsu) Innovation Research Institute Co., Ltd., Nanjing 211899, China; 2. China Mobile Group Jiangsu Company Limited, Nanjing 210029, China)
Abstract: Based on the current development situation of Industrial Internet identification and the existing problems of supply chain, this paper proposes a method of integrating Industrial Internet identification and resolution with blockchain technology. It achieves identity trust and content trust of carbon emission data in the supply chain. Based on this method, this paper presents a building and application scheme of green supply chain system, realizes credible carbon footprint assessment of supply chain products and enterprises, and contributes to the green and sustainable development of the supply chain.Keywords: Industrial Internet; identification and resolution; blockchain; carbon peaking and carbon neutrality; green supply chain
本文刊于《信息通信技術與政策》2023年 第11期
主辦：中國信息通信研究院
《信息通信技術與政策》是工業和信息化部主管、中國信息通信研究院主辦的專業學術期刊。本刊定位于“信息通信技術前沿的風向標，信息社會政策探究的思想庫”，聚焦信息通信領域技術趨勢、公共政策、國家/產業/企業戰略，發布前沿研究成果、焦點問題分析、熱點政策解讀等，推動5G、工業互聯網、數字經濟、人工智能、區塊鏈、大數據、云計算等技術產業的創新與發展，引導國家技術戰略選擇與產業政策制定，搭建產、學、研、用的高端學術交流平臺。
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