万向区块链屠文慧：微软Azure Sphere+区块链构建可信碳数字底座

6月22日，Azure Shpere生态创新研讨会在四川省成都市举办。万向区块链“区块链+”技术部负责人屠文慧受邀出席活动，并以《可持续发展-物联网+区块链构建碳数据底座》为题，发表主旨演讲。下文根据速记整理，略有不影响原意的删改。

    大家好，我是来自万向区块链的屠文慧，负责“区块链+”技术部，专注于将区块链和物联网、5G、AI等关联技术进行深度融合和创新落地。非常感谢微软Azure Sphere和长虹的邀请，我主要与大家分享万碳魔方系列产品中的万碳园区管理平台，这个平台是基于Azure Sphere安全物联网技术和区块链技术构建的碳数据底座。
    知名天文学家卡尔·萨根提醒我们，地球的邻居金星，其地表480摄氏度的高温是源于强烈的温室效应。他认为金星的地表环境是一个警告，我们人类活动和现代化进程正在造成的温室效应可能也会让地球遭遇同样的灾难，所以利用技术手段去帮助碳减排、实现碳中和是我们对地球这个唯一家园的珍惜。因此，万向区块链也响应国家2030碳达峰、2060碳中和的号召，在双碳这个领域开启了一系列的工作实践。
    首先，区块链作为一种构建信任的技术，在碳减排中的价值主要是解决多方信任与碳足迹溯源的相关问题，使得减碳行为可以形成碳资产，并使得碳交易、碳权益得以实现。其次，区块链行业现已经开始朝碳减排方向发展。早期的区块链技术，比如比特币网络使用的PoW（Proof of Work，工作量证明）共识机制，其高能耗矿机网络对能源的浪费被广为诟病。因此，新一代的区块链技术大多采用低能耗的共识机制，比如PoS（Proof of Stake，权益证明）共识机制，公链应用最多的以太坊2.0也将切换至PoS共识机制。万向区块链的联盟链技术采用的是PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容错）共识机制，同样也不存在PoW高能耗的问题。采用PoS共识机制的区块链，其上每笔交易的能耗是PoW共识机制的亿分之几。因而，选择合适的底层链技术已经可以满足碳减排的需求。
    物联网技术在碳减排中是必不可少的，物联网与5G、人工智能、区块链等技术相结合，能够从环境中采集大量的数据，辨识和分析其中存在的能效改进机会点，并且给出一些合理的行动建议。人类生活和从事生产劳动所需要的诸多物资，其生命周期中都可以通过物联网手段得到碳减排，比如利用物联网技术可以减少对原料的使用、改进设计制造的流程来降低浪费、实现高效的物流运输，又比如物联网的数据可以改善废品分类，帮助回收和再利用等。最近，欧盟委员会JRC的一份能源转型区块链政策建议报告中也指出了，在能源转型的过程中，物联网是不可缺少的，区块链与物联网的结合能够赋能，并可能革新能源市场。
    基于区块链和物联网技术的特点，万向区块链与微软Azure Sphere、摩联科技一起，用区块链和物联网技术打造了万碳园区管理平台解决方案，这是万向区块链万碳魔方系列产品里非常重要的一个方案，面向园区和集团企业，实现全链路的碳排放、碳减排和碳资产的可信跟踪与管理，助力园区企业的数字化低碳转型。方案中包含了万碳园区的零碳驾驶舱，基于IoT的实时用能可信监测，碳资产、碳账户相关的功能模块等。可信存储层和物联数采层构成了可信碳数字底座，而前述的碳应用均是构建在可信碳数字底座上的。
    从技术的角度看，万碳园区管理平台具有如下特点：
    1）由微软Azure Sphere提供从芯片到云的完整物联网安全解决方案，而摩联科技将微软Azure Sphere物联网安全能力集成到BoAT区块链应用框架中，赋能物联网设备实现碳排放相关数据的安全上云和可信上链。不仅如此，在Azure Sphere云端有负责设备身份证书认证的服务，从而保障端侧的设备安全，黑客无法通过物理攻击、旁路攻击这些手段来非法获取数据。同时，Azure云服务也提供了安全的数据存储服务，结合区块链的身份体系和不可篡改等特点，使得能耗数据从源头可信。
    2）区块链智能合约的应用保障了碳排、减排量计算过程的公开透明，很多原本需要人工核对的过程也可以用智能合约来自动化计算和执行，从而缩减人力和资源的浪费。
    3）方案具有灵活的部署模式，基于Azure Sphere，私有化部署、混合云部署等均有实现方案。
    4）方案因为有了IoT的加持，可以做到可信数据的实时性和精细化管理。最后，碳数据底座解决方案还具有非常好的扩展性，未来在数据处理和分析中，我们还会叠加AI算法、隐私计算、数字孪生等功能模块，敬请期待。
    接下来，看一下万碳园区管理平台的驾驶舱界面。在这个界面上，累计碳排放量、碳减排量这些数据都是一目了然的。界面右下角有两条曲线，碳碱排量和碳排放量交叉的那个点就是碳中和实现的点。右下角最右侧数据列表中的数据是在区块链上实时取证的。
    
    下图所示是万碳园区管理平台IoT数据采集页面，展示了基于Azure Sphere和区块链能力的物联网终端侧采集上来的数据，包含一些光伏站相关的数据。我们把设备就放在光伏板旁边，就可以根据采集到的光伏产能、储能数据来作为碳减排数据，而电网和天然气的消耗则组成了碳排放的数据，因此我们可以根据实时采集的、从源头可信的数据，对能效进行监测和管理应用。
    
    万碳园区是万碳魔方系列的产品，万向区块链万碳魔方还包含了其他各种系列的产品，包括万碳源（溯源产品）、万碳居（针对住宅或商业楼宇的碳管理产品）、万碳工厂（针对产线碳数据进行详细管理和认证等事宜的产品）等。
    此外，万向区块链也与一些第三方的权威机构达成了战略合作，例如上海环交所、方圆认证、TUV莱茵认证等，通过与这些非常知名的、碳领域的第三方权威机构合作，万碳魔方系列产品可以提供权威的碳证书、绿色碳标签等服务。万碳园区正在四川的一个大型集团落地中，而万碳工厂、万碳居等项目也在逐渐推进落地中。
    最后，简单介绍一下万向区块链。万向区块链是属于中国万向控股旗下的两大金融科技公司之一。2015年，万向区块链区块链实验室成立，并于2017年正式成立上海万向区块链股份公司。万向区块链的总部在上海，并在南京设有江苏总部，在苏州高新区设有苏州研究院。万向区块链主要面向行业应用，以分布式认知工业互联网、数字城市和资产数字化这三大板块为主。此外，最近我们也在做数字藏品的一些应用落地。万向区块链自主研发的高性能联盟链——万纳链，通过了麒麟软件NeoCertify认证，这是继通过中国电子标准化研究院的功能与性能双项测试后再获国产化兼容性认证。目前，万纳链单链TPS已超过5万，充分表明其在可靠性、安全性、兼容性等多方面的高性能与优越功能，真正地做到环保、高性能。