自动驾驶汽车的发展预示着一场巨大的变革,该变革带来的影响将远超汽车领域。

还有什么领域可以比主要汽车制造商(如奥迪,戴姆勒,丰田,宝马,尼桑,沃尔沃)与新兴电动汽车制造商(如特斯拉)同台竞技,与当今科技巨头(如谷歌,百度,苹果,三星,腾讯)一比高下,同新兴技术公司(如叫车公司(滴滴和优步)相互竞争更让人兴奋的?

还有什么更令人兴奋的事?——区块链,作为一个重要的颠覆者,对自动驾驶产生的影响将更加令人兴奋!区块链技术,像自动驾驶汽车一样,有能力颠覆长期以来商业运行的常规方式。然而,就自动驾驶汽车生态而言,区块链不可能不是一个颠覆性的技术,反而是一个赋能的技术。网络安全是自动驾驶汽车面临的主要挑战之一。的确网络安全可能会成为自动驾驶汽车的阿喀琉斯之踵——如果网络安全问题无法解决,则自动驾驶汽车无法在全球推广。

但是,区块链本身的特性使得区块链可能在解决或降低网络安全风险方面起到关键作用(即一只“阿喀琉斯之靴”)。除解决这一关键问题外,区块链还将在诸如数据共享、支付、保险、叫车服务等领域与自动驾驶汽车产生交集。

问题

自动驾驶汽车,也被称为无人驾驶汽车、自动驾驶汽车、机器人汽车,能在不需要人类介入的情况下进行驾驶。为了实现这一目标,自动驾驶汽车需要利用集成的技术如雷达、激光雷达、全球定位系统、测绘、计算机视觉和硬件及软件。这些技术使汽车能够准确评估环境并行驶。汽车将不再是一个独立的个体,而会与路边基础设施、其他车辆和交通管理系统无缝连接。这样,自动驾驶汽车将成为物联网的一部分。

无需人力介入车辆,将控制任务交由硬件和软件完成,并且创建汽车和交通管理中心的相互连接不仅是对交通和汽车领域(以及其他许多领域)的革命,同时也使汽车系统产生了许多缺陷,这些缺陷可能会被恶意利用,造成危害。这些缺陷不是理论上的,而是实实在在的威胁。黑客能够控制汽车的核心功能包括刹车和加速系统、转向控制或只关闭汽车的特定部件或让整个汽车失去功能。

传统的智能和自动驾驶汽车数字基础设施会导致缺陷通过自动系统的中心结构传播,造成隐私问题和安全威胁问题[1]扩散。此外,传统数字基础设施会对科技的辐射范围产生限制。

以下是传统安全结构产生的三种主要缺陷[2]:

  • 中心化:自动驾驶汽车交互网络的中心化结构并不很好的适合该产业。更重要的是,该技术具有一个缺陷,该缺陷能够造成服务中止并导致服务器无响应(如拒绝服务攻击)。该缺陷将进一步导致中心数据库的主要安全被破坏,使得整个数据被操纵,网络被破坏。现有的结构依赖于集中代理通信模型,在该模型中,所有的汽车经由中心云服务商识别、鉴定、授权及连接。这种基础设施不能覆盖不断增长的、与其他汽车和云端连接的汽车数量。
  • 隐私:现有的安全通信系统导致隐私担忧,因为系统会在未经数据主体同意和知悉的情况下收集个人敏感信息。担忧不仅在于安全遭到破坏时,个人数据受到损害,还在于这些数据未被有效整理而出售给了第三方服务提供者。
  • 安全破坏:正如前文所述,主要的威胁在于黑客侵入安全系统,对系统实施控制,这将对驾驶人和/或乘客的安全造成威胁。

通过区块链提供的安全方案

幸运的是,许多传统安全保障结构中的缺陷能够通过部署区块链技术得到解决。对于大多数人而言,区块链技术是作为加密货币(如比特币)的底层技术被了解的。然而,区块链远不止如此。区块链是依靠分布式账本技术及智能合约的一种分布式点对点网络,所有节点间的通信由公钥加密,在网络中传播。定期地,所有节点中一个节点被选中,以此创造一个区块,并将所有未决交易整合进区块中,再将该区块加入区块链,进而传播到整个网络。一旦一个区块被加入区块链,该区块就成为不可变的,也不能被黑客改变。区块链的这些特点,即去中心化、加密安全、不可变更性以及可追踪性,可能将成为自动驾驶汽车面临的某些挑战的解决方法。

  • 去中心化:区块链技术基于去中心化结构,允许大量节点(计算机)就数据库状态达成共识。去中心化的结构消除了单个失效造成的威胁。这是因为即使大多数节点无法运行,仍有一些节点能够使数据库保持运行。
  • 不可更改性:一旦交易和数据经共识机制获得验证,并被加入到分布式数据库中,黑客就无法修改或替换区块链中的区块。
  • 加密性:尽管区块链是透明的,即公众可以容易地接入存储的数据进行监督,但存储数据的整合以及简单的加密可以使得数据仅能由该数据的所有者或所有者提供了许可权限的各方才能获取。
  • 安全性:传统技术的主要安全问题在于黑客可通过安装一个经过修改的恶意软件更新轻易对受影响的系统造成危害。区块链通过对公钥和私钥加密功能的使用,能要求每一次软件更新都由排他性的且仅有驾驶人和软件开发人员有进入权限的私钥签署驾驶人。
  • 去信任:与区块链一致性算法、透明性和不可更改特点相伴随的是该系统中无需一个中心化的信任机构。通过区块链网络连接的相对方之间可以去信任的方式交往。
  • 减少延迟:区块链结构中具有许多本地节点,能够加快数据收集和数据传输。

表格1——区块链相较于传统方式在研究应用领域的优势总结 (资料来源于Dorri, Steger, Kanhere, Jurdak (2017))

区块链作为自动驾驶汽车生态系统的一部分

同步发展的自动驾驶汽车、分布式记账技术以及物联网带来的颠覆力量将极大地改��交通的面貌。

区块链(如分布式记账技术)可能以以下方式提升自动驾驶汽车:

1. 数据共享

数据共享是分布式记账技术提升自动驾驶汽车安全性能的一个显著例子。

自动驾驶汽车依赖于一系列传感器,包括利用全球定位系统导航,利用激光雷达和一排光学照相机避免碰撞。为了实现无人驾驶,汽车必须基本掌握数据,同时需要反馈数据来加强自动驾驶汽车网络。有区块链支持的数据池将提高安全性、效率以及便捷性。例子包括标示有较大可能发生急刹车的路口或盲角,该标示将提醒自动驾驶汽车在该区域要格外警惕。区块链技术还可用于处理实时数据包,鼓励车主共享数据,以此来加强整个汽车网络。像谷歌地图这样的地图平台将来可能购买新建筑工地周边可预计的延迟的交通信息,地方政府部门可能会购买探测到的道路坑洼的位置信息。

区块链与加密密码相结合,可以使相关部分的数据只能由认证方访问,例如坑洼位置只能由机关主管部门介入。 区块链将保证车辆作为合法的数据来源,同时对注册号码、乘客身份或车辆速度等信息进行保密。 目前已有许多公司使用区块链实现数据共享。 例如,丰田研究院利用区块链连接车辆使用的各种车载传感器,同时允许消费者拥有“他们的”数据。 丰田研究院已与BigchainDB合作建立数据交换以支持驾驶人数据共享。 Streamr正在创建一个去中心化的数据市场,允许用户和机器在完全点对点的环境中处理数据。

2. 汽车共享

对许多人而言,家用汽车是仅次于家庭住宅的最大投资。这是一笔很大的开支,但一天中仅利用数小时——更糟糕的是,在大城市大部分时间都消耗在堵车上,而实际上并没有去什么地方——例如在伦敦,驾驶人一年要花100小时的时间在堵车上。除此以外,还有一件令人头疼的事是在到达目的地后找到一个停车位。多份报告显示汽车只有4%的时间在路上行驶[3],大部分时间都处于闲置状态。尽管使用率极低,车辆保有率仍然很高。在2015年,美国100个人中就有82个人拥有个人车辆。[4]如此大量的汽车闲置严重影响了城市规划,因为大量的城市区域都被停车场占用了。[5]

汽车共享作为最新的发展可用于解决上述城市大量私家车低效的问题。

自动驾驶汽车将使汽车共享从赶时髦的小众行为转变为主流做法。共享经济和分布式记账技术的交汇将使汽车保持持续的活力——为付费乘客提供交通服务。这些自动驾驶汽车的持续行驶将减少停车场地的使用(因为车辆闲置状态将减少), 减少保有私人汽车的需求并将为车主带来额外收入。

分布式记账技术通过调度和匹配,无需中间人即可加快共享汽车得到大众认可。分布式记账技术使得汽车信息可被公众取得、利用,如此一来,用户和车主能够轻易匹配行程。对于像ZipCar[6]和宝马[7]旗下的DriveNow提供单程服务的汽车共享平台来说,调度是非常重要的,因为他们通常涉及城市地区的返程服务。

区块链去中心化的特点也使驾驶人和乘客可以脱离如Uber这样的设置价格或收取费用的中心化机制,直接进行点对点的交易。实际上区块链可以颠覆颠覆者,因为消费者和服务提供者可以直接对接而无需中心化的官僚机制。使用区块链支持的专车系统的另一个优点在于它能使驾驶人留住被Uber和Lyft这样的平台收走的20%—25%的费用。TRI当前正和MIT进行合作,Oaken Innovations和Commuterz正致力于创建一个拼车和共享汽车的整合平台。Oaken也在从事构建短期汽车租赁系统的工作。

3. 支付

分布式记账技术支持自动驾驶的另一种方式是使汽车完成相关支付而无需人力介入。没有人会喜欢加油、充电、维修、停车——所以何不让汽车自己做这些事——同时为这些服务支付费用。

除了便利日常业务中的小额交易,分布式记账技术也能为太阳能储存这一难题提供解决方案。区块链技术并非借助中心节点进行分配,而是允许附近太阳能板产生的额外电能借由点对点进行销售,在自动驾驶汽车中传输。这将极大减少通过节点传输造成的电能损失。这不是像ElaadNL一样的幻想,荷兰的一家研发中心正对这样的系统进行测试。[8]另外,BlockCharge是一个基于区块链的平台,该平台提供充分自动化、高效和迅速的汽车充电基础设施。Share&Charge已经研发了一种去中心化的应用来保证德国用户共享他们的私人充电桩并设置他们自己的使用率。Oaken进行了一项概念验证,以使特斯拉汽车借助以太坊网络支付过路费。[9]

因此,如今已有许多应用被投入使用。

4. 保险

汽车保险一般被认为不具有可创新性。但是,区块链下的自动驾驶汽车拥有先进的数据共享功能和支付基础,将使以往不可能实现的保险模式变得可能。

现行的汽车保险模式以年保费为基础,即使这与汽车运转量或实际风险没有什么关系。

区块链将使以使用为基础的保险(UBI)或依据驾驶支付(PAYD)的系统成为可能。在完全的自动驾驶成为现实之前,由先进的传感器收集的数据能够被整合并加入区块链,这将显示每个个体的驾驶行为和习惯,从而使保险公司为有良好驾驶记录者提供折扣或更划算的保险方案。尽管区块链不是储存这些信息的唯一解决方案,但区块链账本不可更改和可审计的特点增加了透明度并极大减少了欺诈可能性。这将进一步使保险公司降低保费。

当自动驾驶汽车处于完全无人驾驶时(L5),保险将可根据每公里里程费按比例分摊计算。借助自动提交索赔、支付和自动调派服务技术人员,区块链和智能合约能够进一步用于保险理赔过程[10]。

Gem和丰田目前正在研究与用户车辆产生的远程信息处理有关的基于使用情况的保险产品。这些公司提供大量多来源的分布式输入的账本,随后可用于自动执行大部分保险理赔流程。

5. 汽车历史

分布式记账技术同样被用于创建不可变更、经认证的汽车历史账本。对于传统汽车来说,这是一项有用的应用,但在我们迈向自动驾驶汽车的进程中,这一应用将尤为有益。

随着自动驾驶汽车的发展,共享汽车的使用相比于个人汽车保有量将增加是很自然的事情。随着更多的人选择共享汽车,会有越来越多的消费者想要了解汽车历史的详细信息,如行驶公里数、任何交通事故等。Innogy,德国能源公司RWE的子公司,宣布了关于区块链平台的计划,该平台将创建与实体汽车完全相同的数字汽车,记录汽车生产商、维修店铺和汽车本身提供的详细记录并储存于IOTA缠结中。[11]通过区块链数据验证,乘客和车主将确信里程表读数没有被篡改,任何事故或缺陷都已经被忠实记录。

挑战

建立一个使用区块链的物联网连接自动驾驶汽车、公用事业如收费站、充电桩和第三方数据购买者将面临许多挑战。每增加一个功能都会加强网络,使汽车更加自主。这让汽车不仅具有自动驾驶能力,也变得更加自主。然而,这需要多方的合作才能实现,包括监管机构、汽车制造商和高科技公司等利益相关者。另一方面科技发展的速度在很大程度上领先于法律制度的发展速度。

法律问题

除了上述的法律问题,在自动驾驶汽车中使用区块链技术将提出一些新的有待回答的法律问题。

一个主要的法律问题将是故障或其他技术错误的责任分配。因为所有分布式记账技术都是去中心化的,没有单个的中心机构保持着连接。

在小额支付情景中,当自动驾驶汽车在充电过程中多充或少充电量时,上述情况就可能会出现。在这种情况下无法明确判断责任主体究竟是自动驾驶汽车生产商还是充电站。的确,当故障是由分布式记账技术本身而不是参与人员或设备的错误引发时,原始开发商本身是否需要承担责任,这一点还不清楚。

区块链涉及的另一个法律雷区是数据隐私。法规可能要求驾驶人和/或乘客可以选择定制哪些数据传输到数据市场,哪些数据被屏蔽,特别是在共享自动驾驶汽车拥有大量具有不同隐私偏好的乘客的情况下。

总结

毫无疑问,区块链和分布式记账技术可以为自动驾驶汽车的发展贡献良多。区块链将提高用户体验,提高电能传输效率并通过提高共享汽车使用降低私人汽车保有量。

区块链有可能从根本上改变:

  • 自动驾驶车辆数据收集,存储和处理的方式,通过激励它,保护隐私,确保不可更改,
  • 汽车共享解决方案的运作方式,通过提供无中介叫车,共享汽车,拼车,租赁服务,
  • 通过使用智能合约和去信任交易来设计支付和小额交易系统的方式,
  • 影响汽车保险产品的设计方式,允许创新的保险产品,将效率,透明度和速度融入汽车保险过程,
  • 汽车信息和历史记录的存储方法,使透明的数据库可以为任何给定的汽车提供详尽的帐户。

目前有各种使用区块链和未使用区块链的平台,智库和研究机构已经提出了平台来解决这个领域的大量需求(下面提供了一个样本列表)。然而,尽管处于快速发展时期,必须记住的是,基础技术仍然存在潜在的缺陷,还有涉及到隐私和技术错误责任的法律问题没有得到解决。这些问题需要在技术进行大规模市场推广前加以解决。

该行业运营公司及初创企业样本(包括利用区块链的解决方案)