Oases Chain 由美國 EPC 基金會聯合新加坡 Oases Foundation共同發布成立,是世界上首個使用區塊鏈技術,旨在促進環保事業發展、減少環境污染和管理能源、監控排放的綜合系統(以下簡稱Oases 生態系統)。
Oases 寓意無數個綠洲,在這層含義下,Oases 生態系統致力于使用區塊鏈的分布式技術,將美麗的綠洲建立在每一個正在被污染和排放等環境問題困擾的社區中,并將分布式能源管理的技術帶入我們尋常百姓的身邊,為綠色生態社區建設做出貢獻。
同樣,借助于區塊鏈技術,Oases 系統在互聯網的基礎上,能夠對目前各類主要的環保問題提出更好的解決方案,幫助普通大眾改善環保習慣,樹立節能意識,降低企業“三廢”排放,提高廢棄物的再生處理效率,并能夠綜合監控、分析世界上一切已知的、有價值的能源使用、資源循環、廢棄物再生,以及全球生態變化的重要數據。
Oases 系統以連接、轉化一切能量為使命。作為自然的一部分,人類在 Oases 系統的幫助下,自然生態與人文社會必將重新融合,天地與我并生,萬物與我為一的世界,必將得以實現。
Oases生態系統的技術理論
Oases 的技術理論源于一個系統,即Oases生態系統(OasesChain)。
Oases 生態系統基于兩個維度——物質維度和信息維度。
Oases 生態系統的三種轉化結構——時空結構(OSS),組分結構(OCDS)、以及循環結構(OFS)。
Oases 生態系統從狹義的物質化角度看待事物的方式,轉變為廣義的對能量層次的研究及應用,將萬物都是能量的核心價值貫穿始終。
熱力學三個基本定律告訴我們,一切物質都具能量;能量是守恒的;各種能量之間可以相互轉化;事物總是自發地趨向于平衡態;處于平衡態的物質系統可用幾個可觀測量描述。在這些定律下,Oases 生態系統根據熱力學第二定律,將區塊鏈技術通過智能合約與熵變理論結合,實現生態系統中物質能量與信息能量在具體應用場景中可以有效地被計量與轉化,開拓性地將能量守恒從理論變為現實,實現物質流和信息流的廣義流通。
生態系統
生態系統是由生物與非生物相互作用結合的系統。Oases 生態系統構成了生態要素及其量比關系。系統中的非生物因子與其間的生物之間具有交互作用,進行物質交換和能量傳遞,并借由物質流和信息流的連接,形成一個整體。除此以外,Oases 生態系統中,還包括以下幾個重要因素:
(1) 去中心化:
使得生態系統的一切能量均源于自然之中,并基于 Oases 生態系統的基本理論,讓萬物皆有能量。
(2)分布式記賬及存貯:
確保兩個維度下的物質流和信息流的真實、完整、可追溯。
(3)防篡改技術:
在非生態或異常情況下,諸如熵的增加和有效能量的減少不成正比時,防止或杜絕物質流或信息流產生交互作用。
(4)共識機制:
讓生態中的一切能量,在 Oases 生態系統的理論基礎上,實現物質流和信息流的守恒及相互轉化。
(5)匿名體制:
允許生態系統中一切能量在哈希加密的狀態下進行相互轉化。每個被轉化的能量均有專屬的標識 ID,包括能量產生、使用、驗證、存貯及驗證等,便于生態中其他系統的調用。
(6)價值轉移:
生態系統中的物質維度和信息維度之間的能量,都可以相互轉化,交換價值,使之得以充分利用。
物質維度(OMF)
物質,即物件,是構成宇宙間一切的實物和場。物質不生不滅。宇宙無限大,若無物質,便是虛無。宇宙沒有啟滅,是因為物質趨向于無窮大,之間的能量轉化也趨向于無窮大。生態體系中,一切所見所得所轉化的,都屬于物質維度的范疇。物質維度決定了物質的狀態及能量的性質,是 Oases 物質流(Oases Material Flow,亦作 OMF)的理論基礎。
信息維度(OIF)
信息即物質之間的關系。信息維度一般有兩層含義,首先是直接信息,即物質之間的直接關系,它可以隨著物質形態的變化而變化。其次是間接信息,即物質之間的間接關系。間接信息有生有滅信息維度認為,信息在傳遞之間同樣是具有能量的,是 Oases信息流(Oases Information Flow,亦作 OIF)的理論基礎。
時空結構(OSS)
時空結構是各種生物成分或群落在空間上和時間上的不同配置和形態變化特征,包括:水平結構、垂直結構和時空分布格局等。比如:不同的海拔高度,不同的光、熱、水、土等,直接影響了農、林、牧各業的生產和布局,形成了獨具特色的立體生態系統。Oases 時空結構(OSS)定義了的生態系統中能量的表現形式。
組分結構(OCDS)
組分結構是生態系統中由不同生物類型或不同的數量組合關系所構成的系統結構。不同的物種結構,形成不同的生態系統,不同的物種數量占比,也會形成不同的生態特征。Oases 組分結構(OCDS)定義了生態系統中物質的能量結構和特征。
循環結構(OFS)
傳統意義上的循環結構,是生態系統中生物與生物之間,生產者、消費者和分解者之間以食物營養為紐帶所形成的食物鏈和食物網。Oases 生態系統中的循環結構,是在傳統意義的基礎上,將狹義的循環重新定義為廣義的轉換,是構成能量循環和能量轉化的關鍵途徑。
智能合約
Oases 生態系統通過智能合約為物質流和信息流及 Token 之間的交互提供支持。Oases 系統作為價值交換的樞紐,利用區塊鏈技術,依托現有的云計算、大數據、人工智能技術,為商業化的能量轉化提供完善的理論和技術支持。
共識協議
DSC 協議(動態權益共識協議)是一種不產生分叉的共識機制。DSC 算法并非追求超高效率,而是在重點關注效率的同時,采用散列抽簽算法,實現了共識過程的公平性。Oases 生態系統采用 DSC 協議,保障共識過程的安全與公平性,只消耗非常少的時間和計算即可達成共識。由于共識小組是基于散列抽簽算法隨機生成的,所以相比起幾十個較為集中的記賬節點,DSC 可以更好地防范攻擊也更加安全。
激勵機制
為了鼓勵更多參與者參與記賬,維護 Oases 系統的正常運行,每次達成共識生成區塊后,參與記賬的節點,包括產生備選區塊鏈的共識組成員都將得到相應的 OAS 激勵。OAS 激勵來自兩部分:Oases系統預留 50% OAS 用于共識記賬激勵;其次可以獲得每個區塊包。
分布式存貯
分布式存貯是 Oases 生態的關鍵。Oases 系統利用區塊鏈分布存貯技術,將生態系統下長期未被使用的存貯空間(OPC),以及自主研發的 OasesNAS(ONS)作為分布式存貯節點,保障數據的完整、安全。
分布式運算
分布式計算是 Oases 系統的核心,用于處理整個節點的所有服務管理和事件管理。Oases 系統各大組件通過分布式計算框架實現互相協作,連接成為一個有機的整體。
虛擬機(OEVM)
Oases 生態系統中的虛擬機設計運行在點對點網絡中所有參與者節點上的一個虛擬機,它可以讀寫一個區塊鏈中可執行的代碼和數據,校驗數據簽名,并且能夠以半圖靈完備的方式來運行代碼。它僅在接收到經數據簽名校驗的消息時才執行代碼,并在區塊鏈上存儲的信息會區分所做的適當行為。
流通Token
Oases 生態系統下的 Oases Token 不僅支持傳統商業領域的流通,更建設性地應用于新型商業場景中能量的相互轉化。Oases Token 將實現區塊鏈連接一切能量的愿景,為未來商業能量領域奠定信任與價值互換的基礎。
Oases生態系統的技術架構
Oases 生態系統得益于區塊鏈技術的優勢,如:去中心化、不可篡改、價值轉移等特征,正在受到越來越多行業的青睞與信任,也正在逐步解決傳統互聯網的諸多痛點,如:性能不甚理想、商業場景難以支持、共識呈現中心化趨勢、同業競爭日益加劇、平臺間缺乏有效交互等。
Oases生態系統架構模塊
由 Oases 生態系統下的理論基礎和區塊鏈技術構成,主要包括:
主鏈系統:OasesChain(OAS Chain);
虛擬系統:OasesEVM(OEVM);
能量模塊:物質流模塊(OMFM),信息流模塊(OIFM);
分類模塊:時空結構模塊(OSSM),組分結構模塊(OCDSM);
共識模塊:循環結構模塊(OFSM);
分布式存貯模塊:OasesPC 模塊(OPM),OasesNAS 模塊(ONM);
分布式運算模塊:Oases 智能合約,OasesPC 模塊(OPM);
流通模塊:Oases Token(OAS);
Oases生態系統對物質流與信息流的量化
熵變理論(S=k(Log))描述了能量可用于做功的程度。傳統互聯網時代因數據完全中心化及可靠性不足等問題,無法對能量進行真實測定。
Oases 生態系統首次使用區塊鏈結合熵變理論,對物質流和信息流的變化進行了完全真實的、可追溯的測量。
(1)物質流能量變化測定的基本方法:
我們可以通過一個經典案例來了解熵變理論:
熱量 Q 由高溫 (T1) 物體傳至低溫 (T2) 物體,高溫物體的熵減少dS1=dQ/T1,低溫物體的熵增加 dS2=dQ/T2,把兩個物體合起來當成一個系統來看,熵的變化是 dS=dS2-dS1》0。
由此可見,熵變理論可以揭示能量的變化,并通過區塊鏈技術來證實這一變化,同時測定了物質流的能量變化。
(2)信息流能量變化測定的基本方法:
信息流能量中的熵,是描述信息中所包含信息量的大小及作用程度,若發生該程度下的作用概率低,則熵值低。熱力學第二定律定義了能量守恒的系統中的熵值不變。而在熱平衡系統中,熵值是達到最大化的。Oases 生態系統利用該理論,并結合區塊鏈技術,可真實、完整地測定信息流中能量的變化。
Oases生態系統——能量與Token交互流程圖
Oases生態系統應用
Oases 生態系統結合區塊鏈技術,合理量化、使用并回收物質流及信息流,來改善人類日常的環保習慣和環境問題,提高能源使用的效率。
即將達成
(1)倡導“運動 = 健康”的綠色生活理念
目前各類運動健身類 APP,帶動了年輕人對于個人運動的熱情,每日“曬步數”已經成為了生活中的一種習慣。但在中心化運作的健身類 APP 中,個人運動后的積分無法在轉移到其他 APP,除了中心化APP 內各種“曬”之外,無法進一步培養健身的互動和樂趣。
Oases 通過區塊鏈技術,鏈接各個中心化健身類 APP 平臺之間的健身數據及積分,使得用戶可以在 Oases 生態下的各個健身類APP 平臺中,通過 Oases Chain 實現不同能量之間的轉化、量化,讓用戶可以跨 APP、與更多健身愛好者 PK,還能換取 Oases Token,激勵用戶注重健康生活的習慣。
(2)倡導更環保的出行方式(公共交通出行,共享單車出行)
目前越來越多的環保人士,通過使用共享單車或分時租賃新能源車的方式,替代傳統能源汽車的出行方式,來改善尾氣排放造成的環境問題。但各類單車 APP 和新能源汽車 APP 之間無法關聯,也無法讓用戶感受到環保舉動后創造出的社會效益。
Oases 生態系統無縫對接各類共享經濟 APP 平臺,讓用戶在使用綠色出行方式的同時,了解到通過自身的努力,對環境做出的具體貢獻度。Oases 生態系統利用區塊鏈技術,讓不同共享經濟平臺下產生的貢獻值實現互通。用戶根據自身不同的貢獻程度,可以在任何平臺上得到相應的 OAS 積分,以激勵他們更多地使用綠色環保出行方式,為地球減負。
(3)推動新能源汽車的使用
汽車尾氣造成的主要污染物為一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、含鉛化合物、苯并芘及固體顆粒物,能引起光化學煙霧等,排出的 CO、NOx、SOx、未燃碳氫化合物 HC、顆粒物 PM 和臭味氣體等污染空氣,對人類和動、植物危害甚大。推進新能源汽車的使用,可以大大緩解這一問題。
但新能源汽車的充電難問題,一直阻礙著整個行業的發展。充電難的主要原因是對充電樁的依賴性過強,而且大量私人投資的充電設施不能對外共享,其他潛在的電能提供方(如社區便利店、停車場)也無法對電動汽車提供充電服務,其本質是缺乏一個有效的電能交易方式,包括供需撮合、計量、結算手段。Oases 生態系統向潛在的電能提供方(如私人充電樁、停車場和便利店)提供智能計量裝置和充電設備,使其具備提供充電服務的能力,并在 Oases 生態系統上發布可用資源,用戶可以通過各種渠道快速找到充電點和完成交易,將極大地促進電能的高效傳遞和利用。
(4)促進物聯網智能白色家電產業的節能減排
物聯網智能家電就是將微處理器、傳感器技術、網絡通信技術引入家電設備后形成的家電產品,具有自動感知住宅空間狀態和家電自身狀態、家電服務狀態,能夠自動控制及接收住宅用戶在住宅內或遠程的控制指令;同時,智能家電作為智能家居的組成部分,能夠與住宅內其它家電和家居、設施互聯組成系統,實現智能家居功能。
近年來,國家對環保節能力度的不斷加大,消費者對環保家電的要求也越來越高。消費者在購買日常家電時,對產品的節能指標也尤為關注。
Oases 生態系統結合物聯網技術,對生態系中不同品牌的家電,諸如:空調、空氣凈化器等設備的能效進行監測,綜合評估節能水平。同時,引導消費者合理、高效地使用這些電氣,如:合理設置空調溫度,以節省不必要的能源消耗。Oases 生態系統可以量化這些原本被浪費的能源,并結合具體使用場景,讓用戶在節能減排的同時,獲得相應的 OAS,提高用戶的環保意識。
中期規劃
(1)幫助均衡能源結構
傳統能源的日益短缺以及帶來的環境污染,已經成為世界性難題,另外一方面,人類可以利用的可再生能源(如風能、太陽能)技術雖然在逐漸成熟,但是卻沒有得到普遍使用,據行業調查,風能在發電量中僅占比 4%,太陽能占比 1%。究其根本,在于傳統大電網(國家電網、南方電網等)在集中化經營模式下,輸配電場景復雜、設備多種多樣、電力調度和管控難道大,因此,分布式能源的大規模利用存在著很多技術上的障礙和商業利益沖突。
Oases 生態系統的能源交互平臺,可以通過信息平臺的搭建和商業模式的重構,建立一定范圍內的、虛擬化的社區能源互聯網。其應用架構包括:可用資源發布、能源查找和需求發布、智能撮合、訂單執行、智能電表和計量數據傳送、電子錢包、訂單結算等功能。
(2)增強合同能源管理
合同能源管理機制 (Energy Performance Contracting,簡稱EPC,國內簡稱 EMC) 是一種以節省的能源費用來支付節能項目全部成本的節能投資方式 ; 這種節能投資方式允許用戶使用未來的節能收益為工廠和設備升級,降低目前的運行成本,提高能源的利用效率。據前瞻產業研究院發布的《合同能源管理 (EMC) 行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》數據顯示,2013 年中國合同能源管理行業產值規模將近 1000 億元,達到 929 億元 ; 2016 年中國合同能源管理行業產值規模達到 1607 億元,形成年節能能力 3579 萬噸標準煤,減排二氧化碳 10020 萬噸。
雖然近年來我國節能服務業和合同能源管理市場取得了令人矚目的成就,但傳統產業本身仍然存在一些有待解決的深層次問題。比如:關鍵數據的隱私保護,產業協同效應差,聚而不合,節能效益難以科學評估等問題。
Oases 生態系統可以匿名化采集、交換關鍵數據,客觀綜合地評估節能服務公司在過去項目中節能效益,并利用標準共識協議,對能耗數據進行采集及分析,科學評估節能效益。
(3)提高普通家庭網絡及設備的單位能耗使用效率
當前家庭使用的寬帶、路由器、電腦及 NAS 等設備,因使用頻率不高,這些設備存在較大地資源浪費,如:富余的網絡帶寬,24 小時運行的路由器,使用負載小于 50%CPU 處理總量的個人 PC,以及存儲余量極大的 NAS 等。
Oases 生態系統利用區塊鏈技術的去中心化及分布式運算特點,將這些設備的富余資源將被高效地使用起來,可以幫助主網整體增加存貯及運算能力,而提供富余資源的用戶,可以獲得相應的積分激勵。同時,Oases 生態系統將聯合行業主流品牌,推出一系列相關節能類區塊鏈硬件產品,如自適應路由器、分布式個人 PC 以及 NAS等類礦機產品,為生活中的節能減排增加原動力。
(4)去中心化、可追溯的資源回收
傳統再生資源回收行業存在布局不均衡、中心化回收站的回收價格不透明、回收后無法跟蹤去向、無法了解回收后是否存在二次污染環境等痛點。
Oases 生態系統可以通過對前期物聯網基礎上的區塊數據分析,合理布局分布式回收平臺,取消回收中介環節,實現無中間商賺差價,用戶通過提供可回收的資源,獲取相應的積分。
同時,Oases 生態系統對資源回收后的整個再生過程進行全程記錄,做到物質生命周期的全程可追溯,確保物盡其用,避免或減少二次污染的產生。
遠期展望
大環境數據采集要求容量大、類型多、存取速度快,而采集后的應用價值主要體現在的數據集合分析。目前,環境信息化存在機制混亂、基礎設施和系統建設分散、應用“煙囪”和數據“孤島”林立,業務協同和信息資源開發利用水平低,綜合支撐和公眾服務能力弱等突出問題,難以適應和滿足新時期生態環境保護工作需求。
除此之外,區塊鏈的軟件技術安全問題,正逐步浮出水面,未來量子計算正在威脅區塊鏈的核心——量子計算會威脅區塊鏈的安全協議,算力更大的量子計算機更是可以壟斷“算力”。依靠芯片硬件加密技術,保護數據安全,是區塊鏈未來的安全趨勢。
(1)結合區塊鏈芯片技術,實現大環境信息的協調統一
環境信息是指有關環境管理、保護、改善、使用等方面的信息,包括環境、生物多樣性 ( 含轉基因生物 ) 的狀況和對環境發生或可能發生影響的因子 ( 包括行政措施、環境協議、計劃項目及用于環境決策的成本——效益和其他基于經濟學的分析及假設 ) 在內的一切信息。
使用區塊鏈芯片技術,將受到或可能受到環境條件或作用于環境的因子、行為或方法的影響的信息進行統一協調,保障人類健康與安全、人類生活條件、文化景觀和建筑物的生態。
(2)推進環境及能源數據資源全面整合共享
資源能源數據包括全國各地資源擁有、污染物排放、污染治理、固體廢物利用、噪聲監測、環境狀況、生態保護、土地狀況、主要河流基本情況、礦產基礎儲量、能源金屬基礎儲量、分地區土地利用情況、森林資源情況、草原利用情況、濕地面積、地質災害情況、突發環境事件、海洋地震災害、自然保護基本情況、自然災害損失情況、全國主要城市平均氣溫、空氣質量、相對濕度、降水量、日照時數等、水資源情況、污染治理投資、能源生產消費總量及構成、能源平衡表、能源生產消費彈性系數、能源消費量數據。
利用區塊鏈技術,將無數個局部環境和能源等資源進行整合,推動數據開放、數據交易和創新應用,為政府、企業及個人創新創業提供數據服務,實現數據價值。
(3)幫助行業組織及政府部門科學制定生態環境政策,提高環境應急處置能力
從發現環境問題到制定環境政策,需要經過一系列的步驟。首先要發現、闡述并命名環境問題。發現和闡述環境問題主要是科研的范疇,而命名是將該問題與類似問題區分開,或從原來的大問題中獨立出來。在此基礎上,還要研究相關的科學、技術、道德或法律問題。當問題被識別和科學認知后,環境問題就呈現到公眾面前,但不是所有的環境問題都會被公眾關心。這一階段主要與政治有關,也與媒體相關。
當環境問題受到公眾關注后,就會推動政治議程,當然也不是所有公眾關注的環境問題都會進入政治層面。進入政治層面后,各政治力量開始爭鋒,設定議程,采取措施。公眾和選民討論的是公共議程,立法者和政府官員主要討論政府議程,而只有一小部分政府議程會進入決策議程。
利用區塊鏈技術,將這三種議程歸攏一致,則既有合法性、公眾支持和政府行動,環境政策就會很快出臺。
(4)創新生態環境監管模式
利用云 + 區塊鏈技術,整合環境歷史數據,形成案例知識庫,開展環境預測預警大數據分析與應用,提升環境預測能力,推動環評統一監管、開展環境督查監管、強化環境監管手段、建立“一證式”污染源管理模式、強化衛星遙感、無人機、物聯網和調查統計等技術的綜合應用 ,提升自然生態天地一體化監測能力等,不僅對環評、監察監管、預警預測、污染源管理、執法手段、信用管理、歷史數據應用等各方面進行了詳細的論述,對數據從產生到應用場景都進行了呈現。
建立 Oases 環境影響評價數據“分布式一本賬”管理模式、“分布式一證通”污染源管理模式,推進各類環保數據的真實性、及時性、安全性以及可共享。
“分布式一本賬”管理模式主要是為了推動環評統一監管,建立環境影響評價數據標準、共享機制,建設全國環境影響評價管理信息系統,提升環評統計分析、預測預警能力,推動環評監管事前審批向事中和事后監管轉變。
環境標準、環境監測、環境統計、環評、總量控制、排污收費(環境稅)、許可證監管等制度有效銜接,建立唯一的固定污染源信息名錄庫,對污染源進行統一編碼管理,實現污染源排放信息整合共享,有效推進協同治理。
可以預見,Oases 生態系統下的“分布式一本賬”和“分布式一證通”將為環評和污染源管理應用生態環境大數據促轉型提供切實可行的解決辦法。
(5)統籌建設分布式環境數據平臺
目前,“12369 投訴系統”、“排污申報收費系統”、“污染應急指揮控制系統”、“機動車排氣監測系統”、“污染源在線監測系統”、“環境空氣質量監測系統”、“危險固體廢棄物管理系統”、“核與輻射管理系統”在內的多套業務系統,可進行業務審批、意見收集、任務指派、排污申報與收費等各項業務功能。存在的問題主要是這些系統各自為政,數據無法有效共享與集成,導致同類數據在不同系統中存在冗余和不一致問題,同時這些系統間缺乏統一的數據管理模式,導致數據保存不規范、不完整。
這些數據的冗余、不一致和缺失使得在日常業務工作中,雖然各系統能發揮自己的作用,處理各自業務功能,但各系統中的數據無法進行有效融合,不能支持全局的數據應用、處理和分析功能,導致出現明明有數據可是卻無法找到,無法使用的局面。Oases 生態系統將解決各系統的數據集成問題,實現全局范圍的數據共享、分析與使用。
(6) 引入區塊鏈 + 芯片技術,強化信息安全保障
面對越來越復雜的場景、設備、計算方式、網絡,數字信任亟待建立,信息安全面臨重大的挑戰。數字化時代的復雜生態對信任關系的建立和維護提出了更高的要求,智能、移動設備所生成的大量隱私和交互數據,加劇了信息安全攻擊的脆弱性;環境大數據使用云端存儲或者第三方平臺輸入過多數據,創造了復雜的生態系統,也將面臨著失控、威脅和異常連接的隱患。
隨著信息時代的日益深化,芯片逐步成為各領域信息產品的核心,上至通訊衛星,下至生活中常見的手機、身份證、銀行卡、汽車、物聯網設備等都離不開芯片。在數字化時代,信息的流失、泄密隨時能成為影響個人、社會乃至國家安全的隱患。保證信息安全的重中之重,就是確保做為信息產品核心芯片的安全。目前安全芯片產業已被列為國家信息安全戰略之一,在政策的大力推動下,市場中涌現了大量應用于不同領域甚至不同業務場景的安全芯片。
針對日益增長的安全需求,Oases 生態系統將立足于區塊鏈 + 芯片領域,不斷開拓智能家居、車聯網、工業控制等新領域,確保數據的正確性、有效性,并滿足安全功能要求。
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