简介
随着区块链技术的不断发展，区块链的概念已经应用于不同行业中。对于航空业来说，区块链是一个重塑信息系统的绝佳机会，通过区块链技术，可以大幅提高空中交通管理相关信息共享和实时分发的效率，促进航空业的自动化发展，并顺利过渡到数字化时代。
1
区块链技术
区块链是一种分布式数字账本，存在于特定网络（如互联网）上，用于记录各种交易和事件。这项技术依赖于成熟的加密原则，并作为信息存储库运行，这些信息通过点对点的方式进行记录和共享。在去中心化的网络中，所有参与者（被称为节点）都保留自己的账本副本，并通过使用共识协议来验证区块链中的新条目。
这种方法最初用于由互联网支持的点对点（P2P）技术，例如媒体文件共享和互联网电话（如Skype）。然而，基于互联网的资产所有权转让非常难以实现，因为这既需要确保资产仅由其真正的所有者转让，还需要避免资产被恶意行为者进行多次转让，也称为“双重支付问题”。所涉及的资产可以是像货币之类的数字资产，也可以是像契约所有权之类的有形资产，而利益相关方可对以此类资产进行赋值。
2008年，中本聪（化名）在其论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》中首次将比特币底层技术被称为区块链，区块链是指一种组织和存储信息和交易的特定方式。这种方法基于跨多个数据存储记录和共享数据的原理，每个数据存储都具有完全相同的数据记录，并由被称为节点的分布式计算机服务器网络共同维护和控制。区块链是一种特殊类型的“分布式账本技术”（DLT），它使用加密方法来创建和验证一个不断增长的、可供追加的数据结构，而该数据结构采用所谓的“交易区块”链的形式（即区块链），仅提供分布式账本的功能。
图1 集中式模型（上图）与分布式数字账本区块链模型（下图）
2
区块链在航空业的应用
航空业使用一个由互连资源、流程和应用程序组成的复杂系统来提供安全可靠的服务。从购买机票、办理登机手续、安检和入境到下机，航空旅客可以从一个更高水平的视角了解这个行业。从这个视角来看，航空业似乎相对简单明了，但在其表面之下是一个更加复杂的系统，由人机交互组成。普通旅客通常会忽视的是各阶段的检查和程序，这些检查和程序要求在孤立的实体之间保持一致的信息流。这些信息流和流程通常受规则、标准和既定程序的约束，而这些规则、标准和既定程序有助于确保服务的安全性和及时性，例如特定航班的起飞定位。
区块链通过一套共同的管理协议将这些孤立的实体高效地聚集在一起，并消除不必要的中介机构。例如，购买机票可以直接在消费者和专用区块链之间进行协调，不需要旅行社等中介机构，这将大幅降低机票交易的佣金。此外，根据区块链中内置交易协议的性质，可以使用任何类型的公认法定货币、数字资产、数字代币（如常旅客积分）或区块链本身认为可接受的任何其他货币发起购买。这种支付系统可使交易快速结算。此外，通过制定智能合约规则，旅客可以安全、直接地将机票转让给其他旅客，而航空公司能够在机票的整个购买周期中对这些机票保留一定程度的控制权。
区块链还可以在许多其他领域为航空业提供巨大的改进。除了上述票务和支付基础设施外，还可以通过加密身份认证和验证，提供更高级别的安全保证，确保消费者的真实身份。类似类的验证也可适用于航空人员。在区块链上保存记录可以作为确保身份得到审查、保护和授权操作的一种手段，并且可以消除未来对这些人员进行重新审查的需要。由于新冠肺炎疫情，此类数字身份加快发展，因为现在经常需要远程验证身份。具体到航空行业，数字医疗护照将是重塑人们对全球旅行信心的关键。此类护照允许工作人员核实旅客的新冠病毒检测结果或疫苗接种证明，而旅客仍可以管理其安全存储的个人数据。通过在区块链上验证生物特征数据、文件、疫苗接种证明、检测结果和机票，旅客身份验证的可信度和效率得以提高，旅客只需通过一个二维码或生物特征扫描，就可以完成出入境、值机和登机手续，使他们的旅程更加愉快。为了提升客户体验，某些航空公司已经开始使用区块链技术分发代币化的旅客积分和智能合约，以实现对账流程的自动化，从而简化这些积分的收集、支出及核算流程。此外，可持续发展的压力也促使碳抵消计划的兴起、清洁燃料和飞机技术的创新以及要求航空公司提高其环境影响透明度。
区块链的概念已经应用于不同行业中。对于航空业来说，利用这些新的能力来跟踪飞机实际飞行状况、飞机生命周期、飞机租赁、飞机零部件和维护活动，并提供合适的解决方案。这将确保飞机使用的是原装零部件，能够快速识别制造飞机所用的零部件，并追溯到原始制造商，确保飞机得到高标准的维护。对于商业航空公司和联邦国防机构等利益相关方来说，保持单一的事实来源和数字审计跟踪可以节省大量的时间和成本，因为机队中可能有数百架飞机，这些飞机所产生数据浩如烟海，并且往往是纸质数据，非常容易出错。同样，还可以自动捕获旅客行李和重要货物并显示在区块链上，以及它们相应的位置，这样就可以快速轻松地确定这些物品的位置。
航空业的需求一直在发展变化，尽管在技术进步方面已经取得了重大飞跃，但如今所使用的过时技术必然要被现代能力所取代。与此同时，无人机等空域新用户需要制定创新的解决方案，以便在世界各地的空域环境中安全可靠地运行。这需要整合区块链等创新技术。随着时间的推移，区块链逐渐展示出实用性、成熟性并赢得公众信任，整个空域基础设施就可以进一步发挥其优势。
3
区块链在空中交通管理中的应用
空中交通管理（ATM）的数字化转型将是其现代化的关键。新的信息技术有望改变下一代空中交通管理系统的设想、设计和实施方式。
几十年来，空中交通管理行业主要基于各地区限制来确定其业务战略：与境外利益相关方的合作一直保持在非正式的子公司层面，而各行业则专注于本地投资，以提高其各自的业绩。因此，缺少专注于完全互连、网络化、高科技生态系统的整体效益的愿景，意味着空域的碎片化，航空运输链的参与者之间缺乏整合和组织，从而导致功能性/可靠性差以及成本效率低下。考虑到交通流量增长的预测，需要提高空中交通管理的整体容量，同时减少对环境的影响。越来越多的人认识到，建设新一代空中交通管理基础设施刻不容缓。
航空容量需求增长、经济压力和环境影响，都更加依赖于准确和及时的信息。这些信息必须通过灵活的方式进行整合和提供，以支持互操作性和无缝的信息访问和交换。空中交通管理中的系统互操作性只能在服务层面上实现，通过部署面向服务的架构，反过来又让所有相关组织有机会改变其本地系统或维护已经拥有的系统。
许多航行服务提供者（ANSP）的跨境通信基础设施仍然难以使用，依赖于传统的双边连接。由于这些原因，跨网络交换的服务数量仍然非常有限，而跨境业务仍然依赖于双边协议、传统系统之间的定制专用连接、基于消息的协议（如OLDI）以及在许多情况下通过电话或传真进行的语音通信。同一国家边界内的相邻区域管制中心（ACC）之间也经常发生同样的情况。此外，与非ANSP利益相关方之间的互连关系依然复杂，通常基于临时设置。
因此，全系统信息管理（SWIM）和与空中/地面（A/G）数据共享的系统互操作性对空中交通管理的未来至关重要。基于不同信息群体的最佳做法，SWIM的目标是为用户提供相关的、可理解的信息。这些信息应该具有一定的质量，在适当的时间提供，并以安全的方式送到适当的地点，从而实现以网络为中心的空中交通管理运行概念。
在过去几十年中，自动化、人工智能和传感器技术一直在快速发展，尤其是在航空领域。无人机系统（UAS）、城市空中交通（UAM）平台和商用航天器（CSV）都要求进入既定的空域。这些新平台需要独特的解决方案，因为它们独特的运行和操作方式不容易与当前有人机的僵化和严格控制的架构相结合。但幸运的是，这些“智能”系统可以利用区块链，提供更高效和简单的方法来交换信息和遵守协议，不需要进行大量的人机交互。例如，基于区块链的身份管理对于确保无人机和商业航天器的真实性至关重要。同样，涉及物联网（IoT）、设备之间的通信（空对空和空对地）以及标准化政策和程序的概念可以与区块链技术融合，以创建交互式环境，满足现代对去中心化、安全、分布式系统的需求。
因此，区块链可用来创建一个不可改变和共享的信息记录，以便在ANSP之间进行空中交通管理。与互联网一样，区块链也是分布式的，并且“始终在线”，因为它们消除了单点故障，就像集中式数据库。
联系客服
