基于区块链的运营商国际漫游业务模式思考与探索

刘小欧，程 珂（中国电信北京研究院，北京 ）

1 区块链技术及产业发展

当前，新一轮科技革命和产业变革席卷全球，大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链等新技术不断涌现，数字经济正深刻地改变着人类的生产和生活方式。区块链作为一项颠覆性技术，正在引领全球新一轮技术变革和产业变革，推动“信息互联网”向“价值互联网”变迁。区块链囊括了加密算法、共识机制、点对点传输以及账户与存储模型等技术，采用去中心化、多中心化、安全可信的方式解决“中心化”固有的成本过高、效率低下、信任度低的问题，其应用领域已拓展至实体经济、社会民生等。可以说，在这十余年间，区块链已经从最初单纯研究加密数字货币技术时代中跳脱，逐步发展成为引领未来价值网络生态的核心技术。

随着区块链技术的发展，中央政府对区块链高度重视并出台一系列文件予以扶持。国务院于2016年12月发布的《关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》中明确提出需加强区块链等新技术的创新、试验和应用，首次将区块链作为战略性前沿技术写入规划；商务部、工信部等国家部委于2017、2018年多次出台政策支持区块链等技术的发展；2019年10月，中央政治局的第18次集体学习中，习近平总书记强调，区块链技术的集成使用在新的技术改造和产业革新中起着重要的作用，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。2020年4月，国家发改委明确新基建范围，区块链与人工智能、云计算共同作为新型信息技术基础设施。2020年5月，国家两会中区块链相关提案内容有53个，较2019年有所增长，主要集中在政务、存证溯源、防篡改等领域。

自比特币诞生以来，区块链技术已经从小范围的技术极客圈子突破，逐渐被金融、政府和各实体行业所关注。为了满足更多实际应用场景的需求，区块链技术也在不断发展演进。区块链技术与电信行业有诸多天然结合点，区块链的去中心化、防篡改以及多方共识机制等特点，决定了区块链在解决电信行业合作中需要多方共同决策并建立互信的问题、优化运营商间及与上下游产业链的合作协同等方面具有重要的价值。基于区块链的新商业模式会改变现有的电信价值链，同时提升业务效率、降低成本并带来新的收入。区块链所提供的加密算法、点对点传输以及账户与存储模型等，可助力电信运营商构建信息安全基础设施，实现计费结算、供应链管理、漫游等电信业务流程降本增效，同时实现可信、安全、透明的信息交互。

目前，国内外运营商纷纷在区块链领域强势发力，推进基础平台研发、关键应用试点及生态建设。包括ITU-T、MEF、GLF、GSMA等在内的国际组织从5G共建共享、漫游结算等场景入手，与全球知名运营商、领先技术公司等合作，加速推进区块链标准化及解决方案验证项目。

法国电信Orange选择在金融服务领域尝试区块链，用于提高自动化程度和结算效率，从而在一定程度上减少清算机构的成本。

英国最大的互联网和电信提供商——英国电信公司（BT）为其提出的区块链保护网络安全系统注册了专利。如果进行交易的用户与他在区块链上注册的个人资料不匹配，系统将自动拒绝交易。

瑞士大型国有电信供应商Swisscom成立“Swiss⁃com Blockchain AG”公司，该公司专注于围绕区块链技术开展一系列服务，包括面向企业的解决方案。此外，该公司和瑞士邮政基于Hyperledger Fabric合作创建一个“私人区块链”，将数据等关键领域完全保留在瑞士，满足银行等行业高安全性要求。同时，ICT公司Swisscom和新加坡金融科技公司Sygnum建立战略合作关系，为数字资产建立合规的金融市场基础设施，解决区块链与金融行业结合的痛点。

据ResearchAndMarkets.com最新研究报告测算，2019年电信区块链市场价值达1.52亿美元，预计到2025年将达到约6.78亿美元，2020—2025年电信区块链市场年复合增长率为28.3%。此外，5G与区块链在基础设施性能、应用需求等领域可形成相互助力。5G的飞速发展，将进一步推动电信区块链产业的繁荣。

2 运营商漫游业务现状

目前，全球有700多家运营商，运营商之间漫游业务的开通流程冗杂且风险点较多，需要彼此之间进行相互的漫游关系的建立、漫游协议的谈判和漫游结算等相关工作。为方便各国运营商间的漫游合作，GS⁃MA组织起草了标准的国际漫游协议模板STIRA（Standard Terms of International Roaming Agreement），规范了国际漫游双方运营商合作涉及的基本协议框架内容、定价原则要求。基于这种标准的文档格式，GSMA进一步制定了一系列国际漫游协议标准文档。国际漫游协议是用于国际漫游运营商间制作对方局数据的重要规范文件，运营商可以通过文档的交互和解析获得漫游业务结算相关信息，开展漫游业务日常运营。常用的国际漫游标准协议主要包括AA.14和IR.21 2类。AA.14协议主要包括IOT文档和OPDATA文档。其中，IOT文档包含了漫游地运营商的标准漫游资费，OPDATA文档包含了漫游地运营商的商务联系信息、财务清算信息、服务和安全信息等。IR21文件包含了路由、自动漫游测试、移动应用、GPRS等网络层配置和管理信息。

国际漫游服务是电信行业移动互联网服务提供商或运营商可以提供的众多服务之一。如图1所示，开通国际漫游服务的用户可以在其他国家或地区继续使用他们的家庭手机号码发送和接收电话、信息和电子邮件，以及通过移动漫游技术访问互联网。这项服务本质上是用户归属地运营商向其漫游地提供语音和数据零售服务的延伸。国际漫游服务是通过用户归属地运营商和漫游地运营商之间签订批发漫游协议而实现的。漫游协议的内容涵盖了漫游服务所需的所有技术和商业条款。

图1 用户从开通到使用漫游业务到付费的全流程

如图2所示，由于各运营商都有自建的业务系统，各地法律法规、通信话单格式、价格、结算周期不同，并且双方间业务协议往往需要单独签署，协议内容复杂多变。对运营商而言，国际漫游业务存在以下诸多痛点。

图2 运营商间传统漫游协议签署及结算模式

a）从漫游协议等文件的签署及传输方式来看，目前运营商通过人工发送e-mail或FTP的方式传送文件，沟通成本高，其可靠性差，受人工干预的影响也较大，相关文件的延迟接收和维护将影响国际漫游结算的及时性。

b）从争端处理机制来看，漫游结算中出了问题一般需要运营商之间层层升级，一直到国际组织去仲裁，同时由于是跨国处理，需要很大的协调成本和时间成本。

c）从漫游管理模式来看，目前协议管理比较随意，尽管有统一标准，但各国系统不同，无法完全保障双方协议的一致性，缺乏统一管理。传统结算模式下，第三方清算中心更多的是运营商的代理人角色，无法承担公证中介的角色。

d）从话单处理来看，发送的漫游伙伴较多，流转较多，可能导致人为的分发错误；话单账单需要重复核对，耗费大量人力；对于时效性要求较高的文档处理如果不及时，容易造成不必要的损失。

对于漫游用户而言，高昂的漫游资费是另一个不可忽视的问题。大多数国际漫游服务都会向用户收取高昂的漫游费，以支付归属地运营商与漫游地运营商签订漫游协议时的费用。由于协议签署、业务系统维护的复杂性问题，通常需要第三方漫游清算机构来帮助管理运营商之间的漫游协议以及解决可能出现的任何争议。而第三方机构的引入又会导致一些漫游服务比其他服务更昂贵或限制更严格。对于普通漫游用户来说，为了节省资费，最常见的解决方案是直接购买一个漫游国家的本地SIM卡，或者一张覆盖漫游国家电信服务的国际SIM卡，以便能够以较低的价格在漫游地使用电话、短信和数据服务。

3 运营商在区块链+国际漫游领域的探索

全球多家运营商、区块链联盟、科技企业已开始率先开展区块链国际漫游相关探索。

西班牙电信和德国电信向区块链初创企业Clear投资了1 300万美元，旨在不同运营商间的国际漫游清结算中引入区块链技术，通过智能合约自动化完成账单结算，是一种效率高、成本低、安全且标准化的支付方式。目前Clear和PCCW以及Colt已经完成了运营商间语音清结算、带宽随选供应链等业务功能的设计工作，并对上述功能进行了2次PoC的概念验证。此外，如图3所示，Clear公司还与西班牙电信、德国电信和英国电信运营商沃达丰共同完成了一项用于解决漫游折扣协议的区块链试用方案，该方案有望减少电信公司的资金成本，支持更快的收入确认，并为公司间交易提供更有效的结算。

图3 Clear公司为CBAN组织提供运营商区块链解决方案

香港电信盈科（PCCW）正在准备推出一个新的区块链平台，该平台将把运营商之间的结算时间从数周缩短至数分钟。

CSG与全球领导人论坛（GLF）、全球和解承运人集团（GSCG）等组织合作开发了区块链生态系统，最终目标是为服务提供商和运营商提供一种区块链中心，来降低运营商与服务提供商之间在账单发票和其他合作伙伴关系方面的某些冲突。

美国电信运营商Sprint、美国加州区块链初创公司TBCASoft、日本软银集团、台湾远传电信（Far EasT⁃one）合作成立运营商区块链联盟（CBSG——Carrier Blockchain Study Group），该联盟旨在共同构建跨运营商的全球区块链平台和生态，进而为电信成员及其客户提供跨运营商的各种服务，如在跨运营商的支付平台系统上完成充值、移动钱包漫游、国际汇款和物联网支付等。

此外，GSMA会同旗下运营商成立区块链国际漫游项目组，研究区块链在国际漫游清结算方面的应用。

中国电信目前已加入GSMA区块链漫游项目组，并积极参与到GLF-CBAN中，支持国际公司与电讯盈科（PCCW）、德国电信等国内国际运营商开展区块链漫游结算POC项目。通过积极拓展国际合作，中国电信以技术方案研究为区块链国际漫游领域标准制定提供支持，跟踪与引领未来国际漫游业务的发展方向。

4 中国电信关于区块链+国际漫游的思考

中国电信研究院区块链团队自2016年以来就在区块链领域进行了探索和实践，围绕“1个基础平台（中国电信区块链底层基础设施）+重点领域应用（电子招投标、清结算、国际漫游等）+区块链生态赋能”展开研发。目前，中国电信底层链已完成分区共识、安全加密、智能合约、权限管理、可视监控、SDK能力封装等核心功能研发。

自2020年起，中国电信区块链团队开始探索使用区块链技术解决当前国际漫游业务的一些痛点。利用区块链技术在可信价值交换和防篡改方面的特性，运营商及其漫游伙伴之间可共享一套可信、互认的漫游协议文件及财务结算文件体系，同时打通话单校验、账单对账结算等流程，实现共同校验、可追溯、安全透明，为提升结算效率、减少争端处理奠定坚实的基础。

如图4所示，基于区块链的国际漫游新模式将从以下几方面解决现有业务痛点。

a）协议文件上链：支持AA.14、DIOT GSMA等协议文件在漫游运营商达成共识并上链，支持在线签署，实现安全、可靠、实时共享传输。

b）话单上传：由漫游地运营商将原始话单上传至云数据库，话单哈希至区块链。

c）话单多方验证：话单多方验证智能合约实现的主要功能是由归属地运营商、漫游地运营商、中转商、用户四方就话单进行哈希共识验证，并将验证结果记录在区块链中。

d）账单统一输出：编写对账智能合约，可实现定时计算归属地运营商、漫游地运营商、中转商的用户账单。

e）国际结算：未来，归属地运营商、漫游地运营商、第三方运营商、中转商、用户可根据在线核对后的账单进行自动化结算。

目前的国际漫游服务多依赖于第三方中介来维护和执行运营商之间漫游结算服务。这个第三方中介存储了运营商间签署的点对点漫游协议，并充当着运营商之间的结算中心。其中，漫游协议中详细规定了归属地运营商和漫游地运营商间的协作关系、服务定价、数据传输格式等条款，使用户能够从这2个运营商处顺利获得国际漫游服务。清结算中心则确保了参与协议的双方依照协议来完成服务对账、结算，并负责解决可能产生的争议。如前所述，这种模式的效率较低，同时第三方中介也带来了很多数据隐私及信任问题，使得潜在的争议摩擦增多，进一步提高了漫游业务成本。通过使用区块链技术可以较好地对国际漫游业务模式进行优化。

图4 基于区块链的国际漫游解决方案总体视图

基于区块链的国际漫游业务新模式将包括2个重要的部分：新运营商注册加入区块链网络和用户请求基于区块链的国际漫游服务。

图5展现了运营商注册到区块链网络中的步骤。在本例中，国际漫游服务联盟链已有6个运营商节点。该流程步骤如下。

a）新运营商向区块链网络中最近的一个运营商节点发送加入该联盟链的请求。

图5 运营商注册到区块链流程示意图

b）最近的运营商节点接收到该请求，并将该请求连同其数字哈希、注册账户信息一起在区块链网络中广播。

c）区块链网络中所有节点获得这个消息，并进行投票。

d）投票完成后，仍然由首先接收到请求的运营商节点向新运营商发送投票结果。如果结果为“允许其加入区块链网络”，则应向该运营商提供数字哈希和注册账户信息。

图6展现了用户注册国际漫游服务的步骤，在本例中，国际漫游联盟链中有5个运营商节点。该流程步骤如下。

a）用户首先在移动设备终端上开通漫游功能，之后向归属地运营商发送开通漫游服务的请求。如果归属地运营商和用户请求的漫游地运营商已经签署漫游协议，归属地运营商可根据漫游地运营商上传的话单或归属地运营商直接采集的话单信息，对用户进行扣费。运营商之间再根据协议进行结算。如果归属地运营商和用户请求的漫游地运营商之间没有签署漫游协议，那么该服务请求连同数字哈希和加密后的用户身份信息，将由归属地运营商节点自动转发给漫游地运营商，并在合同签订后自动扣除费用。

b）收到用户请求后，归属地运营商首先检查当前区块链账本中是否已有一个符合该请求的国际漫游合约。如果有符合请求的合约，则直接进行步骤e），对该请求进行共识。

图6 用户注册国际漫游服务流程示意图

c）如果没有符合请求的合约，归属地运营商将把用户的请求、数字哈希、加密后的用户身份信息转发给相应的漫游地运营商。一个新的漫游合约被启动，并发送到区块链网络进行验证和审批。

d）漫游地运营商收到该消息，并验证哈希和身份信息，批准/否定该合约，并将合约状态返回给区块链网络。

e）区块链网络内的所有运营商节点将对这个包含处理结果的交易进行共识，并广播到区块链网络中。区块链账本状态更新。

f）一旦请求通过，漫游地运营商将用户的资料整合到本地网络中，允许用户连接和访问运营商的服务。

本文探讨了基于区块链在运营商及漫游伙伴间建立文件共享体系的解决方案，该方案可以解决归属地运营商、漫游地运营商、中转商与用户等多方之间的互信、互认问题。同时，该方案还利用区块链可信和防篡改的特性，实现话单多方共同校验、信息可查可追溯等功能，提升争议纠纷解决的效率。

5 总结与展望

综上所述，区块链在众多电信业务场景中都具备较高的应用价值。基于其去中心化、多方共识、不可篡改、透明性可追溯等技术特点，区块链可以显著降低传统电信业务成本，提高效率，解决由于中介机构存在而导致的隐私安全、欺诈、信息不一致等问题。本文以国际漫游这一具体场景为切入点，展现了区块链技术在国际漫游领域的潜在应用价值。

国际漫游业务是电信业务中重要营收项目之一。随着全球化的不断推进，国际漫游业务份额正逐年快速增长。传统的国际漫游业务存在许多业务痛点，如隐私安全与数据传递效率等问题。未来，通过用户、归属地运营商和漫游地运营商组成国际漫游联盟链的方式，可以大大提升国际漫游服务质量；通过简化漫游协议签署过程，并取消第三方清算机构，漫游业务成本将显著降低；智能合约可以取代第三方清算中心完成自动化的权限管理、对账、清算甚至付款，同时，任何形式的纠纷都可以通过智能合约高效解决。

在新基建驱动的数字经济时代，如果说5G、大数据中心、人工智能、工业互联网是面向垂直场景的驱动型技术，那么，区块链则是侧重横向连接管理的驱动型技术。区块链与其他新兴技术的合纵连横，将诞生更多奇妙的反应，实现数字经济的跃迁。比如，区块链+5G+物联网，可以实现多参与方之间、海量设备间的可信管理、安全交互、高效协同。区块链+大数据，可实现多方数据安全共享、公平高效的价值交换等。