5G和区块链会擦出什么火花？5g和区块链有什么关系？

11月6日，在中国通信标准化协会(CCSA)物联网(TC10)举办的「5G与C-V2X研讨会」上，中国联通研究院与中兴通讯(ZTE Corporation, 0763.HK / 000063.SZ)共同发布《“5G+区块链”融合发展与应用白皮书》。

该白皮书通过对5G技术特征和现状，以及区块链技术特征的分析与洞察，从5G接入网络、5G通信设备和网络管理、5G通信应用与业务等多个维度进行了需求分析和阐述，针对各领域给出了“5G+区块链”典型融合应用的痛点和运用场景的剖析，分享了5G和区块链相互赋能，相互助力，相辅相成的观点。

从「5G+区块链」融合发展面临挑战出发，该白皮书还总结了两点发展建议。一是利用区块链技术构建网络基础设施：利用区块链技术构建去中心化网络基础设施，促进通信运营商间的基站共享、频谱动态管理和共享，调动用户将身边的电子产品打造成可以进行传输的微基站，实现宏微基站的协作。在当前通信运营商网络建设资金压力下，通过区块链去中心化、安全、智能合约的特点，实现运营商间及运营商与用户间网络基础设施、资源的共享，帮助通信运营商广泛建立5G相关基础设施，推动5G的快速落地和发展。二是5G与区块链结合加速应用发展：在物联网、车联网、无人驾驶、工业控制、智慧城市等领域，5G的万物互联可以实现实时快速地传输硬件数据，区块链的不可篡改、安全、可溯源、零知识证明技术能为设备与设备间大规模协作提供去中心化的解决思路。5G与区块链结合，将加速应用场景的落地。

该白皮书还提到，随着5G网络的建设和技术的更新，下一代6G网络通信技术也搬上日程。6G愿景将使人类进入泛在智能化社会，但同时6G也面临诸多挑战，例如，提升网络容量、频谱效率、系统覆盖、能量效率等。传统专用频谱分配方式，使得频谱资源分配已满且利用率低下，导致移动通信系统面临频谱需求高但频谱资源严重短缺的矛盾。6G将通过智能化灵活频谱共享技术，解决频谱分配专用造成的利用率低下难题。在安全方面，6G引入可信机制具有内生安全的网络，而区块链技术在解决频谱共享技术及网络安全方面，都将能带来新的技术突破。

中兴通讯是全球领先的综合通信解决方案提供商。公司通过为全球160多个国家和地区的电信运营商和企业网客户提供创新技术与产品解决方案，让全世界用户享有语音、数据、多媒体、无线宽带等全方位沟通。目前，中兴通讯已全面服务于全球主流运营商及企业网客户。随着全球首批5G规模商用部署展开，截至2019年9月底，中兴通讯(ZTE Corporation)已在全球获得35个5G商用合同，覆盖中国、欧洲、亚太、中东等主要5G市场，与全球60多家运营商展开5G合作。

以下为白皮书全文内容：

前言

当前，新一轮科技革命和产业变革持续深入，作为新型通信技术，5G将从线上到线下、从消费到生产、从平台到生态，推动我国数字经济发展。5G正在阔步前行，它将以全新的网络架构，提供至少 10 倍于 4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。

近年来，区块链以其分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等新型计算机技术，去中心化、全网记录、低成本、高效率、安全可靠等技术特点，在全球范围内掀起了一股技术浪潮。在 2019年 10月 24日中共中央政治局第十八次集体学习会上，习近平总书记指出，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。要构建区块链产业生态，加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合，推动集成创新和融合应用。

区块链与 5G都是新型技术，二者结合的巨大潜力和价值已日益凸显。5G作为通信基础设施，如同“信息高速公路”一样，为庞大数据量和信息量的传递提供了可能性，同时，它也带来了更为高效和可靠的传输速度。区块链作为去中心化、隐私保护的技术工具，协助5G解决可靠、安全、隐私、信任等问题，提升网络信息安全和服务效率，创新商业模式。5G 和区块链有效地融合，将促进整个社会生产方式的改进和生产力的发展。

中国联通研究院和中兴通讯股份有限公司联合编制《“5G+区块链”融合发展与应用白皮书》，参与编写的专家主要有(按名字的拼 音字母排序)：加雄伟、黄峥、穆晓君、孙进芳、王亮、杨开敏、严斌峰。本白皮书系统地分析了 5G和区块链的主要技术特征及发展现状、以及 5G与区块链的主要融合技术特征，着重介绍了 5G与区块链融合带来的技术与应用提升，最后对 5G与区块链融合的发展趋势进行了展望，希望与业界分享，切实提升 5G与区块链融合发展与应用水平。

一、概述

1.1 5G 技术特征和现状

1.1.1 5G 技术特征

相对于第四代移动通信技术(4G)，第五代移动通信技术(5G) 具备更高的速率、更低的时延、更多的连接数、更快的移动速率、更高的安全性以及更灵活的业务部署能力。表 1给出 4G和 5G网络关键性能指标。

5G不仅是移动通信的一次升级换代，更是一次重大的技术变革，4G改变生活，5G改变社会。5G跳出了前几代通信网络主要面向人服务的范畴，更关注应用场景的多元化，强调要更好地支持行业应用与万物智联。5G支持三大类典型应用场景：

-增强型移动宽带(eMBB)，主要追求人与人的极致通信体验，对应于 3D 和超高清视频等大流量移动宽带业务;

-高可靠低时延(uRLLC)，主要面向如自动驾驶、移动医疗等对时延和可靠性要求极高的应用;

-海量物联(mMTC)，主要体现物与物的通信需求，应用于智慧城市、智能家居、可穿戴设备等以传感和数据采集为目标的场景。

5G三大类典型应用场景对通信提出了更高的要求，不仅要解决速度问题，而且对功耗、时延等也有要求。在这三大类典型应用场景下，5G具有 6大基本特点：

(1)高速度

相对于 4G，5G要解决的第一个问题就是高速度。网络速度提升才能在面对 VR/AR等超高清业务时不受限制，对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用。5G基站峰值速度要求不低于 20Gbps。随着新技术使用，这个速度还有提升的空间。在 5G的高速网络下， 用户可以每秒钟下载一部高清电影，也可以在线观看 VR视频。这样的高速度给未来对速度有很高要求的业务提供了机会和可能。

(2)低时延

无人驾驶、工业自动化等属于5G低时延高可靠连接的应用场景。在传统的人与人通信，甚至人与机器通信时，对时延的要求不高，因为人的反应是较慢的，也不需要机器那么高的效率与精细化。而无论是无人驾驶飞机、无人驾驶汽车还是工业自动化，都是高速度运行， 还需要在高速中保证及时信息传递和及时反应，这就对时延提出了极高要求。5G对于时延的最低要求是 1毫秒，甚至更低，这就对网络提出严酷的要求，而 5G是这些新领域应用的必然要求。要满足低时延的要求，需要在 5G网络建构中找到各种办法，减少时延。边缘计算技术也因此被引入到 5G网络架构中。

(3)广连接

5G将可以在每平方公里内同时支持 100万个上面这些的移动连接。未来接入到 5G网络中的终端，不仅是手机，还会有眼镜、手表等可穿戴设备，冰箱、电视机、洗衣机等家用设备也通过 5G接入网络。而社会生活中大量未联网设备也将会联入 5G网络，将变得更加智能。例如，井盖、电线杆、垃圾桶这些公共设施，以前管理起来非常难， 也很难做到智能化，而通过 5G联网，这些设备将有可能转变成为智能设备。

(四)超密集异构网络

5G网络结构复杂，若需要做到每平方公里支持 100万个上面这些的设备，则 5G组网设备将非常密集，需要大量的小基站来进行支撑。同一 5G网络中，不同的终端需要不同的速率、功耗，也会使用不同的频率，对于 QoS 的要求也不同。在这样的情况下，网络很容易造成相互之间的干扰。5G网络需要采用一系列措施来保障系统性能，例如，不同业务在网络中的实现、各种节点间的协调方案、网络的选择以及节能配置方法等。在超密集网络中，密集地部署使得小区边界数量剧增，小区形状也不规则，用户可能会频繁复杂地切换。为了满足移动性需求，这就引入新的移动管理算法。总之，一个复杂的、密集的、异构的、大容量的、多用户的 5G网络，需要平衡、保持稳定、减少干扰，这需要不断完善 5G网络架构来解决这些问题。

(5)软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)

SDN架构的核心特点是开放性、灵活性和可编程性。NFV作为一种新型的网络架构与构建技术，其倡导的控制与数据分离、软件化、虚拟化思想，为突破现有网络的困境带来了希望。SDN和 NFV解耦 5G 网络的软件与硬件，分离控制面与用户面，提升控制面集中化能力， 为 5G网络的智能化(自修复、自优化等)提供重要基础。

(6)新型网络架构

未来 5G网络架构将包括接入云、控制云和转发云三个领域。其中，接入云支持多种无线制式的接入，融合集中式和分布式两种无线接入网架构;控制云实现局部和全局的会话控制、移动性管理和服务质量保证，并构建面向业务的网络能力开放接口;转发云基于通用的硬件平台，在控制云高效的网络控制和资源调度下，实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。

1.1.1 5G 现状及市场前景

全球主要国家的通讯运营商都在加速进行 5G网络的建设和商用进度。在世界范围内中国属于5G的领跑者，自 2013年成立“IMT-2020推进组”以来，国内 5G持续快速推进。2019年，中国工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放 5G商用牌照，我国正式进入 5G商用元年。这意味着中国的 5G建设和商用进程将会大大提速，不仅将对中国经济格局影响巨大，也将会很大程度上影响全球5G 发展格局，世界 5G 发展从此将进入快车道。

5G渐行渐近，其灵活、高效、融合、开放的特性能将能够满足不同业务的快速部署需求，基于垂直行业的物与物连接将成为新的市场蓝海。据 GSMA预计，到 2019年年底，全球将有 29个市场开通 5G 服务，连接数达到 1000万个。伴随着应用的推广及全社会高度的关注，5G在应用和消费者的推动下，五年左右的时间全球用户将会达到十亿级别。相关预测也显示，到 2035年 5G将在全球创造超过 12 万亿美元的经济产出。

对于中国市场，业界预计 2020-2025年期间，中国 5G商用直接带动的经济总产出超过 10万亿元人民币，间接拉动的经济总产出将超过 24 万亿元人民币;并预计到 2025 年，5G 将直接创造超过 300万个就业岗位。

1.2 区块链技术特征和现状

1.2.1 区块链技术特征

区块链的本质是一种数字分布式账本，它由一系列算法、技术、工具集构成的架构组合而成，以分布式、不可篡改和可信的方式保证所记录交易的完整性、不可反驳和不可抵赖性。区块是一种只可写入和添加的数据集，包含交易及其它记录的确认、合约、存储、复制、安全等信息。

典型的区块链系统中，各参与方按照事先约定的规则共同存储信息并达成共识。为了防止共识信息被篡改，系统以区块为单位存储数据，区块之间按照时间顺序、结合密码学算法构成链式数据结构，通过共识机制选出记录节点，由该节点决定最新区块的数据，其他节点共同参与最新区块数据的验证、存储和维护，数据一经确认，就难以删除和更改，只能进行授权查询操作。

区块链的“去中心化”、“去信任”、“不可篡改”等特性构筑了区块链的核心应用能力。

(一)去中心化

在传统的中心化网络中，对一个中心节点进行攻击就有可能破坏整个系统;而去中心化的网络采用分布式记录、分布式存储和点对点通信，任意节点的权利和义务都是均等的，以无中心化的方式集体维护共享平台，每个节点的人都可根据自己的需求在权限范围内直接获取信息，而不需要中间平台传递信息。这样就避免了被某个人或机构操纵，无论任何节点遭受攻击或停止工作，都不会影响整个系统的运行。

(二)去信任

在区块链系统中，节点之间无需任何信任也可以进行交易，因为整个系统的运作规则是公开透明的，所有的数据内容也是公开的，所有节点都必须遵守同一交易规则来运作。这个规则是基于共识算法而不是信任，因此在系统指定的规则范围和时间范围内，节点之间是不能也无法欺骗其它节点，自然无需任何第三方介入。

(三)不可篡改，加密安全

区块链技术的哈希算法能将任意原始数据，无论是图片还是音乐， 对应到特定的数字，成为哈希值。只要有节点恶意篡改，哈希值就会发生变化，很容易被识别。所以一旦数据经过验证并添加至区块链被 储存起来，除非能够同时控制系统中超过 51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，如果有节点想要颠覆一个被确认的结果， 其付出的代价将远高于收益，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

(四)开放性

系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。