Blockchain as a Driver for Smart City Development: Application Fields and a Comprehensive Research Agenda

Abstract

The term “Smart City” denotes a comprehensive concept to alleviate pending problems of modern urban areas which have developed into an important work field for practitioners and scholars alike. However, the question remains as to how cities can become “smart”. The application of information technology is generally considered a key driver in the “smartization” of cities. Detailed frameworks and procedures are therefore needed to guide, operationalize, and measure the implementation process as well as the impact of the respective technologies. In this paper, we discuss blockchain technology, a novel driver of technological transformation that comprises a multitude of underlying technologies and protocols, and its potential impact on smart cities. We specifically address the question of how blockchain technology may benefit the development of urban areas. Based on a comprehensive literature review, we present a framework and research propositions. We identify nine application fields of blockchain technology in the smartization of cities: (1) healthcare, (2) logistics and supply chains, (3) mobility, (4) energy, (5) administration and services, (6) e-voting, (7) factory, (8) home and (9) education. We discuss current developments in these fields, illustrate how they are affected by blockchain technology and derive propositions to guide future research endeavors.

Blockchain Technology for Sustainable Supply Chain Management: A Systematic Literature Review and a Classification Framework

“…Blockchain technology can enable traceability of wood from a planted tree to the final user [29]. The traceability advantage of blockchain technology is an excellent enabler for smart cities with efficient supply chains and dynamic business interactions [31].…”

Технологія Блокчейн Як Драйвер Розвитку Концепції Розумного Міста

“…Х. Трейблмайер та ін. [12] стверджують, що зміст «розумності» міст полягає не стільки у притаманній їм інфраструктурній та технологічній складності, скільки в ідентифікації потреб громадянина та пошуку шляхів їх задоволення. Відповідно, органам місцевого самоврядування як «дизайнерам розумних міст» слід шукати інноваційні способи побудови нової технологічної архітектури, здатної врахувати економічні, соціальні та екологічні потреби.…”

“…Для цього «дизайнери» розумних міст, зацікавлені сторони, що забезпечують наближення інфраструктури до стандарту «розумності» мають формувати прозорі та безпечні мережеві відносини, створювати сумісні моделі обміну даними та формувати інтегровані економічні й комунікаційні платформи, передусім, в банківській системі, охороні здоров'я та транспорті [12]. Для цього Технологія блокчейн все частіше визнається кращим еволюційним вибором в цьому напрямі [12], що здатен надати містам можливість подолати численні проблеми, що стосуються інтегрованості елементів інфраструктури, поліпшення технологічного, соціального та фінансового середовища в міській громаді.…”

“…Окрім прямих транзакцій серед власників біткойнів, технологія блокчейн пропонує загальне вирішення проблеми подвійних витрат [14], що позначає ситуацію, в якій один і той саме цифровий маркер витрачається багаторазово. Перевага технології блокчейн полягає в тому, що вона забезпечує високий рівень довіри між членами, які не довіряють центральному регулятору [12], що дає можливість використання недоброчесних учасників системи шляхом прямого виключення, усунення посередників та впорядкування децентралізованих транзакцій. У мережі біткойн довіра встановлюється через демонстрацію підтвердження роботи (PoW) майнінговими вузлами, які вирішують обчислювально-криптографічні проблеми [15].…”

“…Так У цілому, поза криптовалютами існує безліч способів застосування технології блокчейн, які відкривають далекосяжні перспективи для розвитку багатьох галузей, а отже, також впливають на розвиток концепції розумного міста [12]. Динаміка розвитку ще більше посилюється комбінацією блокчейну зі штучним інтелектом (AI), Інтернетом речей (IoT), 5G та хмарними технологіями.…”