區塊鏈：自動駕駛汽車的阿喀琉斯之靴？

自動駕駛汽車的發展預示著一場巨大的變革，該變革帶來的影響將遠超汽車領域。

還有什麼領域可以比主要汽車製造商（如奧迪，戴姆勒，豐田，寶馬，尼桑，沃爾沃）與新興電動汽車製造商（如特斯拉）同台競技，與當今科技巨頭（如谷歌，百度，蘋果，三星，騰訊）一比高下，同新興技術公司（如叫車公司（滴滴和優步）相互競爭更讓人興奮的？

還有什麼更令人興奮的事？——區塊鏈，作為一個重要的顛覆者，對自動駕駛產生的影響將更加令人興奮！區塊鏈技術，像自動駕駛汽車一樣，有能力顛覆長期以來商業運行的常規方式。然而，就自動駕駛汽車生態而言，區塊鏈不可能不是一個顛覆性的技術，反而是一個賦能的技術。網路安全是自動駕駛汽車面臨的主要挑戰之一。的確網路安全可能會成為自動駕駛汽車的阿喀琉斯之踵——如果網路安全問題無法解決，則自動駕駛汽車無法在全球推廣。

但是，區塊鏈本身的特性使得區塊鏈可能在解決或降低網路安全風險方面起到關鍵作用（即一隻「阿喀琉斯之靴」）。除解決這一關鍵問題外，區塊鏈還將在諸如數據共享、支付、保險、叫車服務等領域與自動駕駛汽車產生交集。

問題

自動駕駛汽車，也被稱為無人駕駛汽車、自動駕駛汽車、機器人汽車，能在不需要人類介入的情況下進行駕駛。為了實現這一目標，自動駕駛汽車需要利用集成的技術如雷達、激光雷達、全球定位系統、測繪、計算機視覺和硬體及軟體。這些技術使汽車能夠準確評估環境並行駛。汽車將不再是一個獨立的個體，而會與路邊基礎設施、其他車輛和交通管理系統無縫連接。這樣，自動駕駛汽車將成為物聯網的一部分。

無需人力介入車輛，將控制任務交由硬體和軟體完成，並且創建汽車和交通管理中心的相互連接不僅是對交通和汽車領域（以及其他許多領域）的革命，同時也使汽車系統產生了許多缺陷，這些缺陷可能會被惡意利用，造成危害。這些缺陷不是理論上的，而是實實在在的威脅。黑客能夠控制汽車的核心功能包括剎車和加速系統、轉向控制或只關閉汽車的特定部件或讓整個汽車失去功能。

傳統的智能和自動駕駛汽車數字基礎設施會導致缺陷通過自動系統的中心結構傳播，造成隱私問題和安全威脅問題[1]擴散。此外，傳統數字基礎設施會對科技的輻射範圍產生限制。

以下是傳統安全結構產生的三種主要缺陷[2]：

中心化：自動駕駛汽車交互網路的中心化結構並不很好的適合該產業。更重要的是，該技術具有一個缺陷，該缺陷能夠造成服務中止並導致伺服器無響應（如拒絕服務攻擊）。該缺陷將進一步導致中心資料庫的主要安全被破壞，使得整個數據被操縱，網路被破壞。現有的結構依賴於集中代理通信模型，在該模型中，所有的汽車經由中心雲服務商識別、鑒定、授權及連接。這種基礎設施不能覆蓋不斷增長的、與其他汽車和雲端連接的汽車數量。

隱私：現有的安全通信系統導致隱私擔憂，因為系統會在未經數據主體同意和知悉的情況下收集個人敏感信息。擔憂不僅在於安全遭到破壞時，個人數據受到損害，還在於這些數據未被有效整理而出售給了第三方服務提供者。

安全破壞：正如前文所述，主要的威脅在於黑客侵入安全系統，對系統實施控制，這將對駕駛人和/或乘客的安全造成威脅。

通過區塊鏈提供的安全方案

幸運的是，許多傳統安全保障結構中的缺陷能夠通過部署區塊鏈技術得到解決。對於大多數人而言，區塊鏈技術是作為加密貨幣（如比特幣）的底層技術被了解的。然而，區塊鏈遠不止如此。區塊鏈是依靠分散式賬本技術及智能合約的一種分散式點對點網路，所有節點間的通信由公鑰加密，在網路中傳播。定期地，所有節點中一個節點被選中，以此創造一個區塊，並將所有未決交易整合進區塊中，再將該區塊加入區塊鏈，進而傳播到整個網路。一旦一個區塊被加入區塊鏈，該區塊就成為不可變的，也不能被黑客改變。區塊鏈的這些特點，即去中心化、加密安全、不可變更性以及可追蹤性，可能將成為自動駕駛汽車面臨的某些挑戰的解決方法。

去中心化：區塊鏈技術基於去中心化結構，允許大量節點（計算機）就資料庫狀態達成共識。去中心化的結構消除了單個失效造成的威脅。這是因為即使大多數節點無法運行，仍有一些節點能夠使資料庫保持運行。

不可更改性：一旦交易和數據經共識機制獲得驗證，並被加入到分散式資料庫中，黑客就無法修改或替換區塊鏈中的區塊。

加密性：儘管區塊鏈是透明的，即公眾可以容易地接入存儲的數據進行監督，但存儲數據的整合以及簡單的加密可以使得數據僅能由該數據的所有者或所有者提供了許可許可權的各方才能獲取。

安全性：傳統技術的主要安全問題在於黑客可通過安裝一個經過修改的惡意軟體更新輕易對受影響的系統造成危害。區塊鏈通過對公鑰和私鑰加密功能的使用，能要求每一次軟體更新都由排他性的且僅有駕駛人和軟體開發人員有進入許可權的私鑰簽署駕駛人。

去信任：與區塊鏈一致性演算法、透明性和不可更改特點相伴隨的是該系統中無需一個中心化的信任機構。通過區塊鏈網路連接的相對方之間可以去信任的方式交往。

減少延遲。區塊鏈結構中具有許多本地節點，能夠加快數據收集和數據傳輸。

表格1——區塊鏈相較於傳統方式在研究應用領域的優勢總結 (資料來源於Dorri, Steger, Kanhere, Jurdak (2017))

區塊鏈作為自動駕駛汽車

生態系統的一部分

同步發展的自動駕駛汽車、分散式記賬技術以及物聯網帶來的顛覆力量將極大地改變交通的面貌。

區塊鏈（如分散式記賬技術）可能以以下方式提升自動駕駛汽車：

1. 數據共享

數據共享是分散式記賬技術提升自動駕駛汽車安全性能的一個顯著例子。

自動駕駛汽車依賴於一系列感測器，包括利用全球定位系統導航，利用激光雷達和一排光學照相機避免碰撞。為了實現無人駕駛，汽車必須基本掌握數據，同時需要反饋數據來加強自動駕駛汽車網路。有區塊鏈支持的數據池將提高安全性、效率以及便捷性。例子包括標示有較大可能發生急剎車的路口或盲角，該標示將提醒自動駕駛汽車在該區域要格外警惕。區塊鏈技術還可用於處理實時數據包，鼓勵車主共享數據，以此來加強整個汽車網路。像谷歌地圖這樣的地圖平台將來可能購買新建築工地周邊可預計的延遲的交通信息，地方政府部門可能會購買探測到的道路坑窪的位置信息。

區塊鏈與加密密碼相結合，可以使相關部分的數據只能由認證方訪問，例如坑窪位置只能由機關主管部門介入。 區塊鏈將保證車輛作為合法的數據來源，同時對註冊號碼、乘客身份或車輛速度等信息進行保密。 目前已有許多公司使用區塊鏈實現數據共享。 例如，豐田研究院利用區塊鏈連接車輛使用的各種車載感測器，同時允許消費者擁有「他們的」數據。 豐田研究院已與BigchainDB合作建立數據交換以支持駕駛人數據共享。 Streamr正在創建一個去中心化的數據市場，允許用戶和機器在完全點對點的環境中處理數據。

2. 汽車共享

對許多人而言，家用汽車是僅次於家庭住宅的最大投資。這是一筆很大的開支，但一天中僅利用數小時——更糟糕的是，在大城市大部分時間都消耗在堵車上，而實際上並沒有去什麼地方——例如在倫敦，駕駛人一年要花100小時的時間在堵車上。除此以外，還有一件令人頭疼的事是在到達目的地後找到一個停車位。多份報告顯示汽車只有4%的時間在路上行駛[3]，大部分時間都處於閑置狀態。儘管使用率極低，車輛保有率仍然很高。在2015年，美國100個人中就有82個人擁有個人車輛。[4]如此大量的汽車閑置嚴重影響了城市規劃，因為大量的城市區域都被停車場佔用了。[5]

汽車共享作為最新的發展可用於解決上述城市大量私家車低效的問題。

自動駕駛汽車將使汽車共享從趕時髦的小眾行為轉變為主流做法。共享經濟和分散式記賬技術的交匯將使汽車保持持續的活力——為付費乘客提供交通服務。這些自動駕駛汽車的持續行駛將減少停車場地的使用（因為車輛閑置狀態將減少）， 減少保有私人汽車的需求並將為車主帶來額外收入。

分散式記賬技術通過調度和匹配，無需中間人即可加快共享汽車得到大眾認可。分散式記賬技術使得汽車信息可被公眾取得、利用，如此一來，用戶和車主能夠輕易匹配行程。對於像ZipCar[6]和寶馬[7]旗下的DriveNow提供單程服務的汽車共享平台來說，調度是非常重要的，因為他們通常涉及城市地區的返程服務。

區塊鏈去中心化的特點也使駕駛人和乘客可以脫離如Uber這樣的設置價格或收取費用的中心化機制，直接進行點對點的交易。實際上區塊鏈可以顛覆顛覆者，因為消費者和服務提供者可以直接對接而無需中心化的官僚機制。使用區塊鏈支持的專車系統的另一個優點在於它能使駕駛人留住被Uber和Lyft這樣的平台收走的20%—25%的費用。TRI當前正和MIT進行合作，Oaken Innovations和Commuterz正致力於創建一個拼車和共享汽車的整合平台。Oaken也在從事構建短期汽車租賃系統的工作。

3. 支付

分散式記賬技術支持自動駕駛的另一種方式是使汽車完成相關支付而無需人力介入。沒有人會喜歡加油、充電、維修、停車——所以何不讓汽車自己做這些事——同時為這些服務支付費用。

除了便利日常業務中的小額交易，分散式記賬技術也能為太陽能儲存這一難題提供解決方案。區塊鏈技術並非藉助中心節點進行分配，而是允許附近太陽能板產生的額外電能藉由點對點進行銷售，在自動駕駛汽車中傳輸。這將極大減少通過節點傳輸造成的電能損失。這不是像ElaadNL一樣的幻想，荷蘭的一家研發中心正對這樣的系統進行測試。[8]另外，BlockCharge是一個基於區塊鏈的平台，該平台提供充分自動化、高效和迅速的汽車充電基礎設施。Share&Charge已經研發了一種去中心化的應用來保證德國用戶共享他們的私人充電樁並設置他們自己的使用率。Oaken進行了一項概念驗證，以使特斯拉汽車藉助以太坊網路支付過路費。[9]

因此，如今已有許多應用被投入使用。

4. 保險

汽車保險一般被認為不具有可創新性。但是，區塊鏈下的自動駕駛汽車擁有先進的數據共享功能和支付基礎，將使以往不可能實現的保險模式變得可能。

現行的汽車保險模式以年保費為基礎，即使這與汽車運轉量或實際風險沒有什麼關係。

區塊鏈將使以使用為基礎的保險(UBI)或依據駕駛支付(PAYD)的系統成為可能。在完全的自動駕駛成為現實之前，由先進的感測器收集的數據能夠被整合併加入區塊鏈，這將顯示每個個體的駕駛行為和習慣，從而使保險公司為有良好駕駛記錄者提供折扣或更划算的保險方案。儘管區塊鏈不是儲存這些信息的唯一解決方案，但區塊鏈賬本不可更改和可審計的特點增加了透明度並極大減少了欺詐可能性。這將進一步使保險公司降低保費。

當自動駕駛汽車處於完全無人駕駛時（L5），保險將可根據每公里里程費按比例分攤計算。藉助自動提交索賠、支付和自動調派服務技術人員，區塊鏈和智能合約能夠進一步用於保險理賠過程[10]。

Gem和豐田目前正在研究與用戶車輛產生的遠程信息處理有關的基於使用情況的保險產品。這些公司提供大量多來源的分散式輸入的賬本，隨後可用於自動執行大部分保險理賠流程。

5. 汽車歷史

分散式記賬技術同樣被用於創建不可變更、經認證的汽車歷史賬本。對於傳統汽車來說，這是一項有用的應用，但在我們邁向自動駕駛汽車的進程中，這一應用將尤為有益。

隨著自動駕駛汽車的發展，共享汽車的使用相比於個人汽車保有量將增加是很自然的事情。隨著更多的人選擇共享汽車，會有越來越多的消費者想要了解汽車歷史的詳細信息，如行駛公里數、任何交通事故等。Innogy，德國能源公司RWE的子公司，宣布了關於區塊鏈平台的計劃，該平台將創建與實體汽車完全相同的數字汽車，記錄汽車生產商、維修店鋪和汽車本身提供的詳細記錄並儲存於IOTA纏結中。[11]通過區塊鏈數據驗證，乘客和車主將確信里程錶讀數沒有被篡改，任何事故或缺陷都已經被忠實記錄。

挑戰

建立一個使用區塊鏈的物聯網連接自動駕駛汽車、公用事業如收費站、充電樁和第三方數據購買者將面臨許多挑戰。每增加一個功能都會加強網路，使汽車更加自主。這讓汽車不僅具有自動駕駛能力，也變得更加自主。然而，這需要多方的合作才能實現，包括監管機構、汽車製造商和高科技公司等利益相關者。另一方面科技發展的速度在很大程度上領先於法律制度的發展速度。

法律問題

除了上述的法律問題，在自動駕駛汽車中使用區塊鏈技術將提出一些新的有待回答的法律問題。

一個主要的法律問題將是故障或其他技術錯誤的責任分配。因為所有分散式記賬技術都是去中心化的，沒有單個的中心機構保持著連接。

在小額支付情景中，當自動駕駛汽車在充電過程中多充或少充電量時，上述情況就可能會出現。在這種情況下無法明確判斷責任主體究竟是自動駕駛汽車生產商還是充電站。的確，當故障是由分散式記賬技術本身而不是參與人員或設備的錯誤引發時，原始開發商本身是否需要承擔責任，這一點還不清楚。

區塊鏈涉及的另一個法律雷區是數據隱私。法規可能要求駕駛人和/或乘客可以選擇定製哪些數據傳輸到數據市場，哪些數據被屏蔽，特別是在共享自動駕駛汽車擁有大量具有不同隱私偏好的乘客的情況下。

總結

毫無疑問，區塊鏈和分散式記賬技術可以為自動駕駛汽車的發展貢獻良多。區塊鏈將提高用戶體驗，提高電能傳輸效率並通過提高共享汽車使用降低私人汽車保有量。

區塊鏈有可能從根本上改變：

自動駕駛車輛數據收集，存儲和處理的方式，通過激勵它，保護隱私，確保不可更改，

汽車共享解決方案的運作方式，通過提供無中介叫車，共享汽車，拼車，租賃服務，

通過使用智能合約和去信任交易來設計支付和小額交易系統的方式，

影響汽車保險產品的設計方式，允許創新的保險產品，將效率，透明度和速度融入汽車保險過程，

汽車信息和歷史記錄的存儲方法，使透明的資料庫可以為任何給定的汽車提供詳盡的帳戶。

目前有各種使用區塊鏈和未使用區塊鏈的平台，智庫和研究機構已經提出了平台來解決這個領域的大量需求（下面提供了一個樣本列表）。然而，儘管處於快速發展時期，必須記住的是，基礎技術仍然存在潛在的缺陷，還有涉及到隱私和技術錯誤責任的法律問題沒有得到解決。這些問題需要在技術進行大規模市場推廣前加以解決。

該行業運營公司及初創企業樣本（包括利用區塊鏈的解決方案）

[1] Dorri, Ali, Marco Steger, Salil S. Kanhere, and Raja Jurdak. "Blockchain: A distributed solution to automotive security and privacy." IEEE Communications Magazine 55, no. 12 (2017): 119-125.

[2] Ibid

[3] https://www.racfoundation.org/research/mobility/spaced-out-perspectives-on-parking

[4] https://www.rita.dot.gov/bts/sites/rita.dot.gov.bts/files/publications/national_transportation_statistics/html/table_01_11.html

[5] https://mobilitylab.org/2017/07/19/voxmobility-lab-video-high-cost-free-parking/

[6] https://www.zipcar.com/flexible

[7] https://www.drive-now.com/en

[8] https://www.elaad.nl/

[9] https://www.coindesk.com/blockchain-move-self-driving-cars-fast-lane/

[10] https://techcrunch.com/2017/05/22/toyota-pushes-into-blockchain-tech-to-enable-the-next-generation-of-cars/

[11] https://iam.innogy.com/en/ueber-innogy

註：Saren Abgaryan（和易區塊鏈） 亦是本文作者之一。

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