摘 ?要： 區(qū)塊鏈作為一種新型的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)交易中得到了初步應(yīng)用。該技術(shù)采用了去中心化的數(shù)據(jù)架構(gòu)、并具有過程證明（PoW）、共識和激勵機制等特征，更應(yīng)用了加密等技術(shù)、不可逆的運算模式等。因此區(qū)塊鏈技術(shù)很快引起各國政府、科技企業(yè)等的高度重視，并投入了積極地研發(fā)。與此同時近些年我國旅游業(yè)快速地發(fā)展，旅游互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也十分廣泛，但目前旅游互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展痛點是：旅游信息在各自節(jié)點的信息中心固化和壟斷，旅游市場的信息不公開和透明，預(yù)訂和支付系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)甚多且繁雜等。區(qū)塊鏈技術(shù)可以對這些旅游生態(tài)進行技術(shù)變革，構(gòu)建起旅游互聯(lián)網(wǎng)公開高效的運行機制。本課題對區(qū)塊鏈技術(shù)在旅游行業(yè)的應(yīng)用進行了分析，也在旅游企業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域進行了相關(guān)的實驗與編碼，期待為區(qū)塊鏈在行業(yè)應(yīng)用起到推進作用，更期待旅游業(yè)在高新技術(shù)應(yīng)用上有所行動與作為。

關(guān)鍵詞： 區(qū)塊鏈;旅游業(yè);旅游互聯(lián)網(wǎng);分布式;技術(shù)挑戰(zhàn)

中圖分類號： TP39 ? ?文獻標(biāo)識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.12.021

本文著錄格式：黃崎. 區(qū)塊鏈高新技術(shù)在旅游互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的挑戰(zhàn)[J]. 軟件，2019，40（12）：9096

The Challenge of Blockchain High-Tech Application in Tourism Internet

HUANG Qi

（1. School of Tourism，Shanghai Normal University， Shanghai， 201418， China）

【Abstract】： As a new emerging database system， blockchain now has already had some applications in transactions ?on the web. Blockchain uses decentralized structure， and has the components including proof of work （PoW）， consensus， incentives， etc. Apart from that， blockchain also deploys encryption technologies and non-reversible calculation mode. As a result， the blockchain technology has attracted widely attention by the governments and the technology companies. In the meantime， considerable efforts are devoted to improving the blockchain technology. On the other hand， there has been a rapid growth in the tourism industry， and there are a large number of web applications in it. However， the tourism industry has some problems. For instance， all the relevant information is centralized and monopolized， which means most of them are neither open to public nor transparent. Also， the booking and the payment systems have a lot of interim stages， which are obviously too complicated. The blockchain technology has the potential to revolutionize the tourism industry， as well as build up a transparent and efficient operating mechanism. Our work analyses the application of the blockchain technology and conducts some experiments in the technology aspects with some companies in the tourism industry. Hopefully， we are able to boost the application of blockchain technology in tourism industry and make our own contribution to the high-tech end of it.

【Key words】： Block chain; Hospitality; Travel internet; Distribution; Technology challenges

0 ?引言

區(qū)塊鏈（Block chain）新技術(shù)架構(gòu)在2008年提出（Nakamoto），并在金融領(lǐng)域的比特幣數(shù)字加密基礎(chǔ)技術(shù)中得到初步應(yīng)用，很快得到各國政府、科技部門等高度重視。2015年被認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的元年，美國銀行啟動并申請了10多項加密數(shù)字貨幣專利，英國銀行也啟動了分布式記賬技術(shù)（Distributed Ledger Technology）[1]。2016年美國、英國、日本等國迅速將區(qū)塊鏈技術(shù)上升到國家戰(zhàn)略層面，成立了區(qū)塊鏈發(fā)展聯(lián)盟[2]。而我國也快速反應(yīng)，國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》也將區(qū)塊鏈列入我國國家信息化戰(zhàn)略規(guī)劃之列，并將其與量子通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)一起，作為超前布局的前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)[3]，目前各國都積極進行研發(fā)與推進應(yīng)用。

作為發(fā)展迅速的我國旅游業(yè)正在轉(zhuǎn)型升級，由此探究應(yīng)用區(qū)塊鏈等高新技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用，極有價值。將起到經(jīng)營模式和技術(shù)架構(gòu)變革推動作用，旅游業(yè)發(fā)展期待區(qū)塊鏈推廣應(yīng)用。

1 ?研究背景

區(qū)塊鏈作為在計算機與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，之所以被各國政府與各個領(lǐng)域行業(yè)重視，其根本原因是：區(qū)塊鏈涉及了計算機整個網(wǎng)絡(luò)的核心科技要素，即數(shù)據(jù)處理的新模式，原有的計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)架構(gòu)也將發(fā)生變革。梅蘭妮﹒斯萬（Melanie Swan M.2015）給予了區(qū)塊鏈的定義，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種公開透明的、去中心化的數(shù)據(jù)庫[4]。區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展方向，也符合了當(dāng)今計算機技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫研發(fā)的主流科技趨向，又與AI技術(shù)應(yīng)用場景所需。由此區(qū)塊鏈成為學(xué)界、高新技術(shù)領(lǐng)域積極投入研發(fā)的領(lǐng)域，更是被認(rèn)為是繼大型計算機、個人計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動社交之后的第5次顛覆式計算范式[4]。各界期待區(qū)塊鏈技術(shù)能徹底重塑人類社會活動形態(tài)，為金融、科技、文化、政治等領(lǐng)域帶來深刻的變革[5]。近些年每一項新的高新技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)、發(fā)展，在時間軸上顯現(xiàn)出推廣周期變短趨勢，而我國的高新技術(shù)研發(fā)也日益加速推進，例如：物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)應(yīng)用在各個領(lǐng)域等。在此背景下，盡快研究區(qū)塊鏈的推廣，已經(jīng)成為各界追逐目標(biāo)。作為迅速發(fā)展的旅游業(yè)，研究區(qū)塊鏈在本行業(yè)的應(yīng)用、推廣和給行業(yè)發(fā)展帶來的變革，是其必然。

我國旅游業(yè)近些年發(fā)展迅速，旅游業(yè)全面融入國家戰(zhàn)略體系，走向國民經(jīng)濟建設(shè)的前沿。2015年旅游業(yè)對國民經(jīng)濟的綜合貢獻度達(dá)到10.8%[6]。2017年旅游業(yè)綜合貢獻8.77萬億元，對國民經(jīng)濟的綜合貢獻達(dá)11.04%，對社會就業(yè)綜合貢獻達(dá)10.28%[7]。據(jù)聯(lián)合國世界旅游組織測算顯示：中國旅游產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟綜合貢獻和社會就業(yè)綜合貢獻均超過10%，高于世界平均水平[7]。旅游業(yè)全方位的快速發(fā)展，離不開高新技術(shù)的應(yīng)用，整個社會和市場的發(fā)展不斷推進旅游業(yè)前行。

區(qū)塊鏈出現(xiàn)是給各行業(yè)在技術(shù)層面帶來了機遇，在科技領(lǐng)域，IBM聯(lián)合Linux基金會建立了一個專門區(qū)塊鏈開源項目超級賬本（Hyperledger），啟動實質(zhì)性的研發(fā);在能源領(lǐng)域，國內(nèi)外科研團隊啟動了區(qū)塊鏈應(yīng)用的項目，例如：德國西門子紐約新創(chuàng)事業(yè)合作將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于微電網(wǎng)電力交易市場等[2]。國內(nèi)（清華大學(xué)）的電力系統(tǒng)和仿真國家重點實驗室，也對能源互聯(lián)網(wǎng)中的區(qū)塊鏈技術(shù)進行了框架與典型應(yīng)用的初探[8];在食品工程領(lǐng)域，英國薩德大學(xué)去年一份研究報告指出，如果將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到食物供應(yīng)鏈中，通過讓食品的各項數(shù)據(jù)變得透明，從而解決日益嚴(yán)重的食品浪費等全球性問題[2]。在醫(yī)療領(lǐng)域，飛利浦醫(yī)療和Tierion進行合作，讓飛利浦醫(yī)療通過區(qū)塊鏈技術(shù)來完成關(guān)于病歷資料的認(rèn)證以及病人的隱私保護[9]。研發(fā)者期待用區(qū)塊鏈技術(shù)解決醫(yī)療行業(yè)目前大規(guī)模數(shù)據(jù)，尤其是大數(shù)據(jù)形態(tài)的的影像資料，保存質(zhì)量和保密等問題，進而解決醫(yī)療數(shù)據(jù)信任問題;在教育屆，2016年，麻省理工的媒體實驗室（MIT MediaLab）發(fā)布了一份名為《從設(shè)計基于區(qū)塊鏈的學(xué)術(shù)證書系統(tǒng)中我們能學(xué)到什么》的報告[10]。該報告提出了使用區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)布數(shù)字化學(xué)習(xí)證書的設(shè)想，并介紹了應(yīng)用區(qū)塊鏈和Mozilla公開徽章來搭建數(shù)字證書系統(tǒng)的初步成果[10]。區(qū)塊鏈在教育體系中：可以提供去中心化的學(xué)習(xí)記錄和學(xué)分銀行服務(wù)，可以建立方便、可信的證書體系等（李青等2017）[11]。

在眾多行業(yè)試探區(qū)塊鏈應(yīng)用中，快速發(fā)展的旅游業(yè)不應(yīng)該寂寞，對高新技術(shù)應(yīng)該有一定的靈敏度、超前度和試驗度，尤其是該技術(shù)基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對旅游互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有了新的創(chuàng)新點，因此探究其在旅游行業(yè)的應(yīng)用有著前瞻性和引領(lǐng)性的效用。

2 ?區(qū)塊鏈核心技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于點對點互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)、數(shù)學(xué)算法、加密技術(shù)等技術(shù)框架下的電子交易新系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上2009年出現(xiàn)了金融史上的新的貨幣幣種：比特幣（Bitcoin）。區(qū)塊鏈新的組網(wǎng)概念與技術(shù)是：以建立去中心化、透明性、公平性的點對點交易信息交換的新技術(shù)體制，其創(chuàng)新的特征就是無需第三方信用背書的金融認(rèn)證體系。該體制建立在數(shù)學(xué)與加密技術(shù)等綜合應(yīng)用上，應(yīng)用不可逆哈希（Hash）函數(shù)、加密技術(shù)、時間戳、分布式共識機制與經(jīng)濟（比特幣等）激勵手段，構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)框架下新的科研技術(shù)應(yīng)用。初期的成功應(yīng)用就是比特幣的挖掘，并在多國進行了實際的交易。有學(xué)者認(rèn)為：比特幣，是一種把區(qū)塊以鏈的方式組合在一起的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Wang et al.，2016）[12]。也可以簡潔地認(rèn)為，在節(jié)點無需互相信任的分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)基于去中心化信用的點對點交易、協(xié)調(diào)與協(xié)作[13]。區(qū)塊鏈點對點的數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)如下圖1所示，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蓧K頭、塊主體和時間戳組成。區(qū)塊頭是信息鏈的基本單元，每個區(qū)塊都會通過區(qū)塊頭信息鏈接前置的區(qū)塊。區(qū)塊主體是數(shù)據(jù)的集合，有關(guān)信息和交易記錄被認(rèn)為存儲在里面。當(dāng)區(qū)塊和鏈路形成時，系統(tǒng)即刻自動生成時間戳，即按照加密技術(shù)為交換數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，為每個區(qū)塊鏈將烙上不可以篡改的時間戳。從這個架構(gòu)出發(fā)，可以看出和傳統(tǒng)線上交易截然不同，沒有中心機構(gòu)或者第三方的認(rèn)證（CA）與背書信用，也沒有中心機構(gòu)的統(tǒng)一管理與技術(shù)支撐。這新的技術(shù)架構(gòu)運作機理將是沒有中心機構(gòu)的管制，將原來線上系統(tǒng)中的交易信息和記錄，全部分散到各個節(jié)點共同記錄與維護，交易賬本中的信息由所有用戶（區(qū)塊）共同核對擔(dān)保。在網(wǎng)絡(luò)硬件層面，邏輯上可以理解為沒有處于中心地位的服務(wù)器、中心路由器、中心交換機等。網(wǎng)絡(luò)上的區(qū)塊地位對等，與所有交易方的計算機系統(tǒng)進行對等交換信息。

圖1 ?區(qū)塊鏈信息交易結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.1 ?The process of information exchange in

Blockchain systems

要完成上述在全系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中的有效信息交易，一定具備與完成以下幾個關(guān)鍵技術(shù)要素。

2.1 ?哈希函數(shù)（Hash）應(yīng)用

根據(jù)哈希散列原理，該函數(shù)是一個不可逆的運算過程，即具有判斷的特性：如果接收方得到兩個散列值是不相同的，那么這兩個散列值的原始輸入也是不相同的。應(yīng)用這個特性可以在互聯(lián)網(wǎng)中進行唯一性的判定。如果接收方得到兩個散列值相同，兩個輸入值應(yīng)該是相同的。應(yīng)用這個原理，在P2P交易中，來確定對方發(fā)來信息的唯一性和信息傳遞過程中是否被篡改。下圖2是互聯(lián)網(wǎng)交易中數(shù)字簽名的應(yīng)用場景，其機理就是使用一個散列函數(shù)來檢測出數(shù)據(jù)在傳輸時是否發(fā)生信息的變更或者偽造。在數(shù)據(jù)的發(fā)送方，對發(fā)送的信息進行散列運算，并將計算的結(jié)果同原始數(shù)據(jù)一同發(fā)送到交易對方。到數(shù)據(jù)的接收方，同樣應(yīng)用的散列再一次運算到接收數(shù)據(jù)上，進行散列運算后進行對比，如果結(jié)果一致，就可以判定信息是完整和可信的。這種冗余判定校驗技術(shù)，在目前的數(shù)字簽名得到廣泛而基本的應(yīng)用。哈希函數(shù)在區(qū)塊鏈應(yīng)用中，將用來連接區(qū)塊頭，即應(yīng)用哈希指針（Hash Pointer），這些信息發(fā)出去使對方應(yīng)用相同的哈希函數(shù)進行甄別。

圖2 ?數(shù)字簽名中哈希函數(shù)的應(yīng)用示意圖

Fig.2 ?The process of using digital signature

with security Hash functions

2.2 ?加密技術(shù)

計算機加密技術(shù)，目前的線上金融貿(mào)易等領(lǐng)域應(yīng)用十分普遍。但在區(qū)塊鏈中最主要的是采用非對稱加密算法，即采用一對公開密鑰（Public Key）和私有密鑰（Private Key）來進行信息交換的加密處理[14]。用非對稱的密鑰加密處理中，如果用公開密鑰對數(shù)據(jù)進行加密，只有用對應(yīng)的私有密鑰才能解密;如果用私有密鑰對數(shù)據(jù)進行加密，那么只有用對應(yīng)的公開密鑰才能解密[8]，加密運算過程見下圖3。在區(qū)塊鏈信息交易中，參加交易的用戶可以把公開密鑰通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，進行加密運算，而當(dāng)用戶接受到加密的信息時，將用配對的私有密鑰進行解密。通過哈希函數(shù)、非對稱加密技術(shù)等應(yīng)用，使信息交換處于真實性的狀態(tài)。

2.3 ?分布式記賬與共識機制

區(qū)塊鏈在計算機硬件架構(gòu)上沒有中心服務(wù)器和中心交換機等。整個交易記賬是采用分布式記賬技

圖3 ?非對稱數(shù)字加密技術(shù)應(yīng)用示意圖

Fig.3 ?The process of applying asymmetric encryption

術(shù)。各個區(qū)塊的數(shù)據(jù)接收、驗證、記賬、存儲、傳輸和維護均基于分布式架構(gòu)上。這樣使得在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，來共同完成交易的記錄。在這種模式下，很難對交易信息進行篡改和偽造。要修改數(shù)據(jù)，首先要破密，這是一個漫長的過程，攻擊者需要強大的計算力并且還需要跑贏時間。從理論上來講，若有人能控制所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的半數(shù)以上，則可以修改交易記錄，這就是所謂的“51%攻擊”問題。這個靠單個節(jié)點，很難做到攻擊。再從統(tǒng)計上來看，區(qū)塊鏈貨幣系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點越多、計算力越強，半數(shù)以上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點被單一主體控制的概率就越低[15]。由此區(qū)塊鏈的分布式記賬與共識記賬是在技術(shù)支撐和不斷強大的網(wǎng)絡(luò)算力為保障的，網(wǎng)絡(luò)整體算力在不斷提升，持續(xù)加大了修改的難度。

2.4 ?獎勵機制

在上述分布式記賬和共識機制中，如果沒有獎勵機制，就沒有節(jié)點愿意參與記賬等工作的。以比特幣為例，為了使各個節(jié)點投入自己的算力，為區(qū)塊鏈作出貢獻。比特幣系統(tǒng)本質(zhì)上是由分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)生成的數(shù)字貨幣，其發(fā)行過程不依賴銀行，也包括中心化機構(gòu)，而是依賴于分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點共同參與一種稱為工作量證明（PoW Proof of Work），在共識過程以完成比特幣交易的驗證與記錄。而工作量證明（PoW）是共識過程，目前稱之為挖礦，每個節(jié)點稱為礦工。由于是每個節(jié)點的算力投入和驗證過程具有機遇性，把此過程比喻為挖礦。目前各節(jié)點用計算機系統(tǒng)貢獻自己的計算資源，來競爭解決一個難度可動態(tài)調(diào)整的數(shù)學(xué)問題，一旦成功，節(jié)點將獲得區(qū)塊的記賬權(quán)。在此狀況下比特幣系統(tǒng)，采用了發(fā)行比特幣以獎勵該“礦工”。整個系統(tǒng)也激勵其他節(jié)點繼續(xù)貢獻算力。

從區(qū)塊鏈幾個關(guān)鍵技術(shù)可以得出：區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與運作機理，具有去中心化、廣播機制、共識機制、可高度信任等特征[16]。這些特征也是原來互聯(lián)網(wǎng)交易中不具備或者說創(chuàng)新突破的。這個給各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和行業(yè)有了想象的空間，從目前看至少在金融、通信、公正、投票、能源等領(lǐng)域可以開展應(yīng)用[17]，目前的研究速度與廣度遠(yuǎn)超這些領(lǐng)域。

3 ?區(qū)塊鏈技術(shù)在旅游行業(yè)應(yīng)用

我國旅游業(yè)快速地發(fā)展，但旅游業(yè)要成為世界旅游強國，有許多方面需要提升，包括對高科技不斷地創(chuàng)新應(yīng)用。行業(yè)要可持續(xù)發(fā)展，要進行符合或引領(lǐng)市場需求的改革，如新業(yè)態(tài)、模式創(chuàng)新、流程變革、新技術(shù)應(yīng)用等[18]。而信息技術(shù)是全球研發(fā)投入最集中、創(chuàng)新最活躍、應(yīng)用最廣泛、輻射帶動作用最大的領(lǐng)域，是全球技術(shù)創(chuàng)新的競爭高地，是引領(lǐng)新一輪變革的主導(dǎo)力量（工信部 2016）[19]。旅游業(yè)發(fā)展不缺乏成功應(yīng)用高新技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息應(yīng)用案例，如：旅游OTA、酒店信息管理系統(tǒng)（PMS）、景區(qū)與會展的移動微信公眾號服務(wù)平臺等。但許多這樣的應(yīng)用是來自跨界的競爭，而不是內(nèi)化的產(chǎn)物。旅游業(yè)比較重視自身產(chǎn)品的建設(shè)，對于市場全局性的市場布局相對較弱。旅游產(chǎn)品具有在線上展示、線上下單、線下消費、線上評價的特征，只有消費這一個環(huán)節(jié)在線下實現(xiàn)，并且旅游往往沒有物流這一環(huán)節(jié)。這些特征給了旅游互聯(lián)網(wǎng)的極大應(yīng)用空間，而區(qū)塊鏈推廣，更是搶占旅游行業(yè)市場最好的工具與手段。

3.1 ?區(qū)塊鏈技術(shù)旅游業(yè)應(yīng)用維度分析

區(qū)塊鏈技術(shù)與旅游行業(yè)的特征和需求的結(jié)合，是應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是具有前瞻性、引領(lǐng)性應(yīng)用的探究。區(qū)塊鏈具有的分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點交易、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用模式，可以為旅游行業(yè)所用。應(yīng)用可以從旅游行業(yè)應(yīng)用的三個維度展開：即對象維度、功能維度、屬性維度。

對象維度是整個大旅游生態(tài)的參與者或者從業(yè)者，旅游產(chǎn)業(yè)鏈上的旅游企業(yè)、旅行者、旅行交通、第三方旅游平臺、政府機構(gòu)、旅游產(chǎn)業(yè)的各類供應(yīng)商等。在此研究的主要對象是旅游狹義的最直接的參與方，如：旅行者、景區(qū)和酒店等。

功能維度是大旅游生態(tài)期待互聯(lián)網(wǎng)能給予的功能性的技術(shù)基本面，如：網(wǎng)絡(luò)預(yù)訂、支付、營銷、信用認(rèn)證等。主要是完成旅游市場功能性的運營與操作。

屬性維度是旅游業(yè)與參與旅游大眾（受眾）去旅游的出發(fā)點和旅游的本質(zhì)。許多學(xué)者把旅游屬性從大視角劃分為社會屬性與經(jīng)濟屬性[20]。旅游的社會屬性具有：休閑屬性、審美屬性、文化屬性等[21]。

這三個維度相互支撐、相互依賴，互補滿足。而旅游互聯(lián)網(wǎng)也為這三個維度不斷提供新的技術(shù)支持和服務(wù)。本課題將從三個維度對其進行研究，見下圖4。

圖4 ?區(qū)塊鏈技術(shù)在旅游互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用維度

Fig.4 ?The dimensions of applying Blockchain

in the tourism internet

3.1.1 ?對象維度

面對旅游市場整體發(fā)展，需要建立市場化、透明化、合理區(qū)間的價格體系，旅游景點的各種價格、服務(wù)費用等，要透明并為公平競爭;景區(qū)、會展區(qū)域等承載量控制，游客對活動預(yù)約時間的信息發(fā)布;酒店整體質(zhì)量的評估，酒店對于旅行社、第三方OTA的價格反控制權(quán)等;交通信息更加透明化;游客對行業(yè)性“收益管理”的反制約;各級政府對旅游市場的實時把控等。更主要的是，旅游產(chǎn)業(yè)鏈上眾多主體，如：各酒店集團、信息平臺、旅游社等，構(gòu)成了不同的主體之間大量矛盾的信息，使得客人對旅游市場的了解與定單無從下手。而整個旅游產(chǎn)業(yè)鏈運行過程中產(chǎn)生的各類信息被離散地保存在各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，如：酒店集團信息中心，連鎖酒店的預(yù)訂平臺，景區(qū)定價更是地域性地信息壟斷。旅游信息流缺乏透明度。這會帶來兩個嚴(yán)重的后果：一是因為信息不透明、不流暢導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈上的各參與主體難以準(zhǔn)確了解相關(guān)事項的狀況及存在的問題，從而影響發(fā)展的效率;二是游客和政府部門對市場的信息與價格是被動的，當(dāng)旅游市場發(fā)生問題后，舉證和追責(zé)均耗時費力，當(dāng)游客離開目的地狀況下變得不可行。而解決這些問題，正是區(qū)塊鏈技術(shù)所新主張的，或者優(yōu)勢所在。區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)存儲、信息廣播、不可篡改性等特征，給予信息處理的不可逆，信息廣播是旅游市場的公開性和透明度變成基礎(chǔ)性的信息，游客和各個節(jié)點之間都可以得到原始的交易數(shù)據(jù)，并且信息不可篡改。

由此，區(qū)塊鏈分布式的“記賬”的原理以及旅游互聯(lián)網(wǎng)全系統(tǒng)公開認(rèn)證，在機制上保障了旅游信息認(rèn)證的權(quán)威性，因而使得旅游互聯(lián)網(wǎng)的信息公開、透明，在對象維度上，使得旅游生態(tài)參與者，都能得到透明有效的信息。

3.1.2 ?功能維度

旅游的功能維度，就是完成旅游市場日常運行的各種任務(wù)體系。在旅游互聯(lián)網(wǎng)中，有效的電子商務(wù)模式是O2O。就旅游互聯(lián)網(wǎng)是比較成功交易網(wǎng)，如：攜程、Airb&b、酒店集團的GDS系統(tǒng)等。旅游網(wǎng)絡(luò)平臺完成了各種線上的交易任務(wù)。但功能平臺在各個數(shù)據(jù)中心處理后，又各自為政，整個旅游互聯(lián)網(wǎng)效率并不高。以旅游互聯(lián)網(wǎng)的支付平臺為例，需要參與旅游交易方都和銀行，或第三方支付平臺對接，進行信用認(rèn)證和資金信息交換，見下圖5。整個系統(tǒng)效率并不高且復(fù)雜。旅游產(chǎn)業(yè)鏈的下游企業(yè)一直在抱怨，收款的傭金高并且沒有任何反制權(quán)限。就支付一筆費用而言，要經(jīng)過多個渠道與多環(huán)節(jié)的流程。如果應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)點對點技術(shù)，將改變這個支付系統(tǒng)，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用有助于各方點對點的交易，從而顯著提高支付業(yè)務(wù)的處理速度及效率，在旅游跨境支付領(lǐng)域的作用尤其明顯。對旅游業(yè)線上支付帶來根本性的變化。

圖5 ?旅游互聯(lián)網(wǎng)龐大而復(fù)雜的支付系統(tǒng)

Fig.5 ?The ecosystem of comprehensive payment

systems in the tourism internet

3.1.3 ?屬性維度

對于旅游的屬性，區(qū)塊鏈更是以分布式，大數(shù)據(jù)為平臺，數(shù)據(jù)處理將不是在各個小“中心”上存儲。對旅游市場的監(jiān)控、預(yù)測、創(chuàng)新將在公開、透明的生態(tài)中進行與交易。對旅游創(chuàng)意，核心是內(nèi)容。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，能將旅游價值鏈的各個環(huán)節(jié)進行有效整合、加速流通，縮短價值創(chuàng)造周期。其次，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可實現(xiàn)旅游創(chuàng)新市場營銷，對營銷的數(shù)字內(nèi)容的進行價值轉(zhuǎn)移和廣播，并保證轉(zhuǎn)移過程的可信和透明。最后，基于區(qū)塊鏈的監(jiān)管、行業(yè)自律和民間個人等多層次的信任，同時通過安全驗證節(jié)點、平行傳播節(jié)點、交易市場節(jié)點、旅行者等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，區(qū)塊鏈技術(shù)利用P2P組網(wǎng)技術(shù)和混合通信協(xié)議，處理異構(gòu)設(shè)備間的通信，將顯著降低各個中心化數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和維護成本，同時可以將計算和存儲需求分散到組成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的各個設(shè)備中，有效阻止網(wǎng)絡(luò)中的任何單一節(jié)點的攻擊或篡改。政府和旅行受眾者，能利用區(qū)塊鏈技術(shù)能及時、動態(tài)掌握旅游中各種狀況數(shù)據(jù)，提高各個旅游節(jié)點的利用率，各個節(jié)點將提供精準(zhǔn)、高效的旅游產(chǎn)品。

3.2 ?區(qū)塊鏈技術(shù)在旅游業(yè)的應(yīng)用模式

區(qū)塊鏈經(jīng)過初創(chuàng)階段，到目前的1.0，2.0技術(shù)架構(gòu)，其技術(shù)本身在不斷發(fā)展中，但技術(shù)的發(fā)展也是應(yīng)對需求市場。由此作為旅游業(yè)將應(yīng)和各類技術(shù)的發(fā)展，提出符合旅游業(yè)發(fā)展機理的需要。為此作為基礎(chǔ)性研究要對底層的技術(shù)架構(gòu)要進行分析，得出旅游業(yè)區(qū)塊鏈的應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈2.0技術(shù)架構(gòu)，見下圖6。數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)最基礎(chǔ)又區(qū)別與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新技術(shù)層，其核心就是去中心化的區(qū)塊數(shù)據(jù)存放模式、加密技術(shù)等。在此基礎(chǔ)上嶄新的點對點交易模式、廣播和認(rèn)證機制。系統(tǒng)期待各個節(jié)點參與在創(chuàng)新模式初期階段就形成了激勵分配機制，為比特幣的成功應(yīng)用。最終為網(wǎng)絡(luò)用戶提供了智能網(wǎng)合約，分布式記賬等功能。

圖6 ?區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)

Fig.6 ?The architecture of Blockchain systems

區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)的逐步形成與提升，將應(yīng)用于各個行業(yè)。旅游業(yè)面臨著挑戰(zhàn)與痛點，可以應(yīng)用該新的技術(shù)來創(chuàng)新。本課題提出了區(qū)塊鏈旅游互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)，見下圖7。這里主要探究的就是旅游激勵和分配機制，這個是大旅游要根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)而要創(chuàng)新的機制，在技術(shù)層面不可能發(fā)旅游的“比特幣”，而是需要旅游從業(yè)人員開創(chuàng)新的激勵和分配機制。而目前的旅游合約制度、記賬模式將要有大的變革。這個對旅游市場的發(fā)展將是大的利好，旅游企業(yè)必須面對這場技術(shù)變革。

圖7 ?基于區(qū)塊鏈技術(shù)的旅游互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)

Fig.7 ?The architecture of tourism internet systems

based on the Blockchain technology

4 ?區(qū)塊鏈在旅游行業(yè)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

目前區(qū)塊鏈技術(shù)自身在不斷完善與快速發(fā)展中。該項新技術(shù)目前還存在著許多技術(shù)和運營模式的挑戰(zhàn)。在旅游應(yīng)用領(lǐng)域，一方面是是區(qū)塊鏈技術(shù)自身的原因，另一方面是緣由旅游互聯(lián)網(wǎng)自身的發(fā)展，由此區(qū)塊鏈在旅游行業(yè)中的應(yīng)用面臨著挑戰(zhàn)。

4.1 ?計算速度

區(qū)塊鏈的計算速度及系統(tǒng)的相應(yīng)時間依然是個技術(shù)難點，以目前最成熟的區(qū)塊鏈應(yīng)用—比特幣網(wǎng)絡(luò)為例，其吞吐量很小，平均每秒鐘只能處理7筆交易，交易確認(rèn)存在至少10min的延遲時間;區(qū)塊數(shù)的增加也對數(shù)據(jù)庫容量和帶寬提出更高要求[8]。與此同時，旅游互聯(lián)網(wǎng)涉及眾多領(lǐng)域，如：龐大的航空機票票務(wù)系統(tǒng)、傳統(tǒng)的酒店全球預(yù)訂系統(tǒng)（GDS）、各第三平臺等。具有全球性的旅游大市場，要逐步建立互聯(lián)網(wǎng)體系下的點對點的旅游交易市場，一定要推出新的技術(shù)和算法。為此課題組與浦東軟件平臺科技公司合作，開展了一系列的測試性實驗，課題組仿真酒店的公共區(qū)域，采用DK-IOT105物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件，選擇感煙、磁卡門鎖（RFID）、人體照度傳感器等相應(yīng)的傳感器進行試驗，試驗是從管理的需求出發(fā)，針對可控性、可觀測性及響應(yīng)時間進行測試，目前在60個本地（酒店）節(jié)點數(shù)，整體系統(tǒng)響應(yīng)時間基本控制在T≤1.5 s。其測試編碼如下：

Input： Key： key， Write Frequency： frequency， Running Time： t

startTime ← getMilliTime（）;

endTime ← 0;

while endTime – startTime < t do

nanoTimeStampStart ← getNanoTime（）;

writeValue ← nanoTimeStampStart;

milliTimeStampStart ← getMilliTime（）;

write （key， nanoTimeStampStart）;

nanoTimeStampEnd ← getNanoTime（）;

log （nanoTimeStampStart， nanoTimeStampEnd， milliTimeStamp， writeValue）;

sleep （1 / ?frequency）;

end

算法1 ?酒店部分物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)輸入算法

Algorithm 1 ?Algorithm in class Write Request Factory

4.2 ?算力

區(qū)塊鏈應(yīng)用和計算機系統(tǒng)的計算力有著密切關(guān)聯(lián)，各個節(jié)點的挖礦過程是算力角力的過程，與此同時各個節(jié)點的儲存量也經(jīng)受考驗。由此應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的行業(yè)與節(jié)點需要構(gòu)建更新，包括符合旅游行業(yè)發(fā)展的共識機制等。在算力的提升上，算法歷來是關(guān)鍵技術(shù)，算法的優(yōu)化或者新的算法的出現(xiàn)，會很大程度上，提升算力，這個也是各個節(jié)點軟競爭的重點。

4.3 ?專業(yè)人才

每次的高新技術(shù)出現(xiàn)、初步應(yīng)用到迅速推進，都是各個行業(yè)發(fā)展的極佳機遇。行業(yè)的迅速反應(yīng)與應(yīng)對，主要是體現(xiàn)在管理與專業(yè)層面的技術(shù)水準(zhǔn)與敏感度。為此對于旅游行業(yè)還是需要積極引進或培養(yǎng)高新技術(shù)專業(yè)人才，不能等外界打壓了再行動。行需要既懂旅游管理知識，又有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)人才，對旅游數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢有著清醒的認(rèn)知，專業(yè)人才能為區(qū)塊鏈在旅游業(yè)的應(yīng)用，起到引領(lǐng)作用。

5 ?結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)加密技術(shù)、非對稱加密技術(shù)及去中心化的P2P交易模式的區(qū)塊鏈新技術(shù)新理論的出現(xiàn)，很快引起各國政府和科技部門的重視，許多高科技企業(yè)對區(qū)塊鏈進行了大量的科研投入。比特幣的出現(xiàn)不僅僅是成功進行了技術(shù)示范，更體現(xiàn)了新的網(wǎng)絡(luò)激勵機制，使得眾多行業(yè)投身其中，廣播機制、過程證明機制等都是商業(yè)模式和技術(shù)的創(chuàng)新點。結(jié)合旅游行業(yè)的大發(fā)展和旅游互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)與前景，本課題為此做了區(qū)塊鏈技術(shù)可復(fù)制的基礎(chǔ)性研究，對旅游業(yè)的應(yīng)用本質(zhì)進行了總結(jié)。在技術(shù)層面也和相關(guān)的科技公司合作，進行了基礎(chǔ)性與行業(yè)結(jié)合的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗，實驗過程中也提出了基于旅游酒店的算法與前置代碼，實驗的結(jié)論和代碼設(shè)計是有益的。但對旅游行業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)還遠(yuǎn)，行業(yè)突破性的應(yīng)用有待各個科研機構(gòu)院校一起探究，使區(qū)塊鏈技術(shù)為旅游業(yè)發(fā)展所用。

參考文獻

[1]李彬， 盧超， 曹望璋等. 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的自動需求響應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用初探[J]. 中國電機工程學(xué)報， 2017（13）. 3691- 3702.

[2]楊現(xiàn)民， 李新， 吳煥慶等. 區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用模式與現(xiàn)實挑戰(zhàn)[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究， 2017（2）. 34-45.

[3]國務(wù)院關(guān)于印發(fā) “十三五” 國家信息化規(guī)劃的通知， 國發(fā)〔2016〕73號， 201612.

[4]Melanie Swan M.Blockchain：blueprint for a new economy[M]. USA： OReilly Media Inc， 2015.

[5]沈鑫. 區(qū)塊鏈技術(shù)綜述[J]. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報， 201611. 11-20.

[6]國務(wù)院關(guān)于印發(fā) “十三五” 旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知[R]. 國發(fā)〔2016〕70號， 201612

[7]李金早. 2018年全國旅游工作報告[EB/OL]. 201801. http：//travel.china.com.cn/txt/2018-01/09/content_50205965.htm

[8]張寧， 王毅， 康重慶， 程將南等. 能源互聯(lián)網(wǎng)中的區(qū)塊鏈技術(shù)：研究框架與典型應(yīng)用初探[J]. 中國電機工程學(xué)報， 201608. 4011-4023.

[9]張波. 國外區(qū)塊鏈技術(shù)的運用情況及相關(guān)啟示[J]. 金融科技時代， 201605. 35-38.

[10]Redman J. MIT Media Lab uses the bitcoin blockchain for digital certificates [EB/OL]. 201612. http：//www.newsbtc. com/2016/06/05/mit-uses-bitcoin-blockchain-certificates.

[11]李青， 張鑫. 區(qū)塊鏈： 以技術(shù)推動教育的開放和公信[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志， 201701. 36-44.

[12]H Wang， K Chen， D Xu. A Maturity Model for Blockchain adoption[J]. Financial Innovation， 2016 2（1）： 12.

[13]袁勇， 王飛躍. 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].自動化學(xué)報， 201604. 481-494.

[14]李經(jīng)緯， 賈春福， 劉哲理等. 可搜索加密技術(shù)研究綜述[J]. 軟件學(xué)報， 2015， 26（1）： 109-128.

[15]王晟. 區(qū)塊鏈?zhǔn)椒ǘㄘ泿朋w系研究[J]. 經(jīng)濟學(xué)家， 201609. 77-85.

[16]Underwood， S. Blockchain Beyond Bitcoin[J]. Communications of the Acm， 201611， 59（11）： 15-17.

[17]張偲. 區(qū)塊鏈技術(shù)原理、應(yīng)用及建議[J]. 軟件， 201611. 51-54.

[18]黃崎. 基于智慧旅游閾值的智慧酒店應(yīng)用發(fā)展研究[J]. 電子商務(wù)， 201709. 1-3.

[19]工信部. 中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書[R]. 201610.

[20]粟路軍. 旅游屬性檢驗： 理論模型與實證分析[J]. 旅游研究， 201507（4）. 1-10.

[21]曹詩圖. 基于旅游屬性與本質(zhì)的中國旅游起源探析[J]. 地理與地理信息科學(xué)， 201311. 95-99.