基于区块链技术的旅游积分通兑系统设计_贵向泉.pdf

147APPLICATION 应用基于区块链技术的旅游积分通兑系统设计贵向泉1,2，郭志礼1，杨裔2,3，秦炳峰41.兰州理工大学计算机与通信学院，甘肃 兰州 730050；2.兰州大学旅游信息融合处理与数据权属保护文化和旅游部重点实验室，甘肃 兰州 730000；3.兰州大学信息科学与工程学院，甘肃 兰州 730000；4.甘肃省文化和旅游厅科技信息处，甘肃 兰州 730000摘要旅游积分服务是促进旅游行业发展的重要支撑，但是现有积分系统普遍存在公信力不足、流通性差、维护成本高等问题，始终未达到预期的规模效应。分析国内外旅游积分产业的研究现状，提出一种基于区块链的旅游积分通兑系统，利用区块链技术去中心化、不可篡改、安全可靠的特点实现积分在用户间自由流通。对系统的架构及功能模块设计进行概要说明，并基于框架实现了一个旅游积分测试系统。隐私性分析和实验结果表明，本文设计的系统具有较好的可行性、安全性及隐私性。最后结合现有技术和商业环境分析了系统目前存在的挑战。关键词区块链；旅游；积分；智能合约中图分类号：TP311 文献标志码：A doi:10.11959/j.issn.2096-0271.2022055Tourism points exchange system design based on blockchain technologyGUI Xiangquan1,2,GUO Zhili1,YANG Yi2,3,QIN Bingfeng41.School of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China2.Key Laboratory of Tourism Information Fusion Processing and Data Ownership Protection,Ministry of Culture and Tourism,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China3.School of Information Science and Engineering,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China4.Science and Technology Information Office,Gansu Provincial Department of Culture and Tourism,Lanzhou 730000,China2022055-1AbstractThe tourism point service is an important support for promoting the development of the tourism industry,but the existing point systems generally suffer from insufficient credibility,poor liquidity,and BIG DATA RESEARCH 大数据1480 引言旅游业作为我国国民经济战略性支柱产业，是一个贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念的关键领域。随着国民经济水平不断提高、信息技术飞速发展，旅游服务业的产业链在不断延伸，行业服务不断深化。2020年文化和旅游部、国家发展和改革委员会等十部门联合印发关于深化“互联网+旅游”推动旅游业高质量发展的意见，该意见指出要坚持技术赋能，深入推进旅游领域数字化、网络化、智能化转型升级。旅游目前已成为人民大众化与常态化的生活需求，为了提升旅游服务质量、增强游客消费黏性、降低推广营销成本，大部分商家建立了客户忠诚度计划。积分制度作为一种增强用户活跃度与忠诚度的重要营销手段一直被广泛使用，尤其是在航空、酒店、在线旅行社（online travel agency，OTA）等用户群体广泛的行业。但现有积分系统通常存在以下问题。积分系统流通性差。商家发行的积分只能在其内部体系中使用，无法进行积分跨平台转让、消费等操作。用户通常同时拥有多个平台、不同种类的积分，这些积分通常由于未达到使用条件而闲置。虽然部分商家通过增加积分的功能来扩大使用范围，但依旧无法实现积分跨平台流通，形成真正的积分兑换自由。中心化积分体系无法保障用户权益。用户目前只能在商家建立的体系下使用积分，而商家随意变更积分的使用规则和累计制度都会对用户权益造成损害。积分系统的不透明性导致部分商家随意扣除用户积分，造成用户对积分制度失去信任。用户在中心化积分体系中处于劣势，存在维权难的问题。积分生态系统维护成本高。积分系统从开发、运营到推广都需要投入大量的人力和资金，而中小商家难以维系这些开支。在中心化积分体系下，商家之间要实现积分的流通也需要设立专业的部门，这无疑会增加运营成本，阻碍积分业务发展。针对以上问题，提出了基于区块链技术的旅游积分通兑系统。区块链技术是提供业务服务与数据存储服务的基础技术，利用其去中心化、不可篡改、安全可靠等特性，形成一个集游客、景区、交通、住宿等相关用户共同参与的联盟链。系统主要有以下3个优势。基于区块链技术实现旅游积分通兑系统，利用区块链技术解决了传统积分系统中流通性差、用户权益无法保障等问题，保障了用户的安全性、公平high maintenance costs,which have not achieved the expected scale effect yet.The research status of the tourism points industry at home and abroad was analyzed,and a blockchain-based tourism points exchange system was proposed,which utilized the decentralized,immutable and secure features of the blockchain technology to realize the free circulation of points among users.The architecture and functional modules design of the system were explained,and a demo system was implemented based on the framework.Privacy analysis and experimental results showed that the system designed had better feasibility,security and privacy.Finally,the current challenges of the system were analyzed combined with the existing technology and business environment.Key wordsblockchain,tourism,points,smart contract2022055-2149APPLICATION 应用性、隐私性。利用智能合约技术实现积分自由流通，系统中积分以法定货币为价值锚定，通过代币的形式发行，具有减少商家之间清算步骤、降低积分系统维护成本、提高积分使用效率、扩大积分使用范围等优势。设立监管方角色，对系统中的交易进行监管，监督并规范用户的交易行为，处理用户在交易过程中产生的问题，防止违规交易发生，防范、化解交易风险。1 市场调研与相关研究1.1 国内外旅游积分市场现状在国内旅游积分市场中，部分省市已做出新的探索与模式创新。作为“国家文化和旅游消费示范城市”的南京市通过政府牵头搭建了南京文旅消费积分共享平台，基于演出剧目试点打通了演出领域票务平台，实现了平台之间的积分互通1。消费者在这些票务平台购买南京文化消费政府补贴剧的门票后，消费的金额将形成消费积分，在购买与文旅相关的产品时可抵扣消费金额。通过积分补贴实现了对票价的二次折扣，有效吸引和激励了消费者的可持续消费，20172020年南京市演出市场积分二次消费率高达34.6%。河北省唐山市则联合图书馆举办了“阅读赢积分免费游景区”的活动，唐山市民通过借阅图书、参与图书馆举办的网上活动及志愿服务等形式获取积分，当积分满足使用条件后即可兑换景区门票2。该活动吸引更多读者走进景区，景区也在服务中心通过展板宣传图书馆官方账号，在图书馆与景区之间形成良性互动。国外旅游积分市场主要以信用卡积分为主，如美国大通银行推出的大通蓝宝石首选信用卡（Chase sapphire preferred card）针对旅游服务提供高额的积分回报。用户通过在银行指定的平台消费旅行服务即可获得多倍积分，积分可以在与银行合作的航空公司和酒店之间按比例通兑，也可以按固定价值兑换成现金。在通过第三方平台实现旅游积分通兑的案例中，积分交易平台的用户可以将自己多余的航空里程积分或酒店积分进行交易、互换，包括航空、餐饮、金融、零售、旅行等领域的忠诚度计划积分。虽然国内外旅游业积分系统已有一些应用案例，但是积分的使用范围和流通性普遍具有局限性。1.2 区块链概述区块链的概念最早由中本聪于2008年在比特币3白皮书中提出，该研究设计了一种点对点的电子支付系统用于解决中心化支付系统带来的效率低、成本高、可靠性差等问题。区块链技术在分布式系统、共识算法、密码学、P2P网络、智能合约等技术之上组合而成。区块链网络建立在点对点的网络中，由网络中的各个节点共同参与维护。系统按照时间顺序将一定时间内的交易打包并存储在一种链式数据结构中，利用散列函数和默克尔（Merkle）树4保证数据不可被篡改。打包后的区块通过共识算法同步至各个节点，使整个系统中的分布式账本保持一致。区块链作为分布式系统增强了系统的稳定性，在其中某个或部分节点出现问题无法正常工作时，其他节点也能保障系统的稳定运行。区块链具有去中心化、不可篡改、安全可靠的特点，根据开放范围可分为公有链、联盟链、私有链。公有链是指对所有人开放的区块链，任何人都可以使用区块链中的服务，通过共识机制共同维护区块2022055-3BIG DATA RESEARCH 大数据150链数据，其去中心化程度最高。公有链最大的特点是通过激励层来奖励维护网络的节点，如比特币、以太坊5、企业操作系统（enterprise operating system，EOS）等。联盟链是某些组织或者机构共同参与管理的区块链，链上数据只能由组织内成员进行读写。联盟链具有吞吐量高、交易成本低、安全性高等特点，但是相比公有链，其去中心化程度较低。私有链多用于公司或组织内部，其交易速度最快、隐私性最强。目前区块链技术已被广泛应用于金融、政务、电子商务等行业，如供应链金融服务平台、区块链电子证照平台、可信溯源平台等。区块链技术已经成为打通产业信息价值流通与信任协作的基础。1.3 区块链技术在旅游业与积分系统研究应用现状目前，很多学者对区块链技术在旅游方面的应用进行了不同程度的研究。例如，黄先开6在分析了国内外文献及产业现状后指出，区块链技术在旅游行业的信息管理、旅游共享经济体系构建、顾客忠诚管理等方面的应用将重塑旅游业模式。华萍7通过实地调查和文献分析，针对文旅行业的诚信问题提出了基于区块链技术的文旅产业诚信管理平台，解决文旅产业诚信管理中监管难度大、信息共享不足、创新保护机制缺乏的问题。Luo L等人8提出了一个基于区块链的智能旅游平台BlockTour，利用区块链技术的特性在游客和景区之间建立了可信平台，并设计了一种基于参与证明的共识算法来激励游客探索更多的景点。徐晓林等人9分析了目前旅游服务存在的问题和区块链技术的应对优势及创新前景。杨振之等人10较为深层次地讨论了智慧旅游背后的知识共享机制，通过区块链技术