基于區(qū)塊鏈的智慧消防信息共享體系

靳濤 李超鵬

摘要 針對智慧消防建設中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，結合區(qū)塊鏈技術，建立起智慧消防信息共享體系結構，探討了該體系層次結構和概念框架，該體系結構具有信用性好、透明性強、安全性高、可拓展性好等特征，能有效地解決智慧消防建設中信息一致協(xié)同和相互信任問題。

【關鍵詞】區(qū)塊鏈 智慧消防 信息共享

當前，隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，“智慧消防”作為“智慧城市”重要組成部分已逐漸成為各方關注的焦點，智慧消防的實現(xiàn)，將極大的提高消防監(jiān)督管理和消防救援的水平和效率，對消防工作有著重要意義。

1 智慧消防面臨的問題

智慧消防的關鍵在于數(shù)據(jù)分析和應用，而在目前智慧消防建設過程中不同程度地存在數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，各政府部門間尚未建立有效的數(shù)據(jù)共享機制和信息交換平臺，一些有價值的公共信息資源與數(shù)據(jù)面向消防部門開放度低，消防工作缺乏相應的外部數(shù)據(jù)支撐。

2 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈技術于2008年由日本學者中本聰（Satoshi nakamoto）提出，是由多獨立節(jié)點共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈將數(shù)據(jù)分在不同的區(qū)塊內(nèi)，每個區(qū)塊的區(qū)塊頭包含前一個區(qū)塊的哈希值，該值是對前區(qū)塊的區(qū)塊頭進行哈希函數(shù)計算而得到。區(qū)塊之間就通過這樣的哈希值與先前的區(qū)塊相連形成一個鏈條，如圖1所示。

區(qū)塊鏈具有去中心化、時序數(shù)據(jù)、集體維護和安全可信等特點。去中心化：由于是分布式存儲的，因此不存在中心點;時序數(shù)據(jù)：采用帶有時間戳的鏈式區(qū)塊結構存儲數(shù)據(jù)，增加了時間維度，具有極強的可追溯性和可驗證性;集體維護：采用特定的激勵機制以保證系統(tǒng)中所有節(jié)點均可參與區(qū)塊的驗證過程，并通過共識算法來選擇將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈;安全可信：采用密碼學方法對數(shù)據(jù)進行加密，借助共識算法形成的強大算力來保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改。

區(qū)塊鏈可分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈對所有人開放，公眾都可以參與。私有鏈對單獨的個人或?qū)嶓w開放，其寫入權限僅在一個組織手里的區(qū)塊鏈。聯(lián)盟鏈僅對特定的組織團體開放，本文采用的就是這種方式。

3 基于區(qū)塊鏈的智慧消防信息共享體系

針對目前智慧消防建設中數(shù)據(jù)不共享等問題，提出一種基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信息體系，致力于打通各政府部門、各行業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，本平臺體系方案繼承了區(qū)塊鏈技術的通用體系架構，分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。

數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊、相關的數(shù)據(jù)加密和時間戳等技術：網(wǎng)絡層則包括分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制等;共識層主要封裝網(wǎng)絡節(jié)點的各類共識算法;激勵層將經(jīng)濟因素集成到區(qū)塊鏈技術體系中來，主要包括經(jīng)濟激勵的發(fā)行機制和分配機制等;應用層則封裝了智慧消防的各種應用場景，可使用人工智能、機器學習的相關算法對數(shù)據(jù)進行深度分析與應用。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)上參與的主要邏輯實體可以抽象為各政府部門信息中心、聯(lián)盟節(jié)點、其他節(jié)點和信息中心數(shù)據(jù)庫。其中，聯(lián)盟節(jié)點主要為財政、稅務、民政、衛(wèi)生、教育、公安、氣象等政府部門或電力、燃氣、供水、電信等公共服務機構的業(yè)務信息中心組成，各業(yè)務信息中心是由各業(yè)務領域產(chǎn)生、管理和處理的信息。

聯(lián)盟節(jié)點具有信息傳送和信息處理等功能，每對聯(lián)盟節(jié)點間可直接對接，從而共享、交流信息;通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)自動運行的共識機制，提供點到點的信息路由、信息傳送等功能，存儲和管理共享信息。各聯(lián)盟節(jié)點共同維護和監(jiān)督信息，確保信息可靠、非重復的情況下，才能夠?qū)雲(yún)^(qū)塊鏈儲存系統(tǒng)，形成信息中心數(shù)據(jù)庫，從而為智慧消防提供海量數(shù)據(jù)。

4 結束語

本文針對智慧消防建設中數(shù)據(jù)不共享等問題，提出了基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信息體系，采用分布式的去中心化構架，可有效解決智慧消防信息共享、數(shù)據(jù)安全等問題，使消防工作信息化程度更高，提升智慧消防數(shù)據(jù)采集和處理的質(zhì)量，為消防業(yè)務工作提供強有力支撐。

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