區塊鏈技術在檔案管理中的應用

程 功，郝園園

（國家無線電監測中心，北京 100037）

0 引言

2016年，《“十三五”國家信息規劃》正式把“區塊鏈”列入國家新技術規劃，《規劃》指出要加強區塊鏈的創新應用，使區塊鏈技術戰略性布局[1]。2017年、2018年國家檔案局均把“區塊鏈技術在電子檔案管理中的應用”作為科技項目立項選題，這標志著區塊鏈正式進入檔案界的視野，突出了檔案研究的迫切性。2019年10月，習近平總書記主持召開中央政治局第十八次集體學習，會上強調要加快推進區塊鏈技術自主創新，積極推進區塊鏈技術和金融行業、公共服務等領域的融合發展。可見區塊鏈技術作為一項重大創新技術越來越受到政府部門重視。現階段，在檔案信息管理工作中仍然以傳統的信息管理系統為主，存在一定的不足亟需解決，而引入區塊鏈技術已成為解決和提高檔案管理效能的主要技術方向之一。

1 熵

數學家克勞修斯于1854年提出了熵的概念，熵是熱力學第二定律的核心。熵增定律是指在孤立系統內，即與外界環境沒有能量交換，分子的熱運動自發地會從有序平衡狀態逐漸趨向無序非平衡狀態，使整個系統的熵增大。而熵的科學解釋是“內在混亂程度”，通俗涵義是“系統中的無效能量”。任何一個系統，只要滿足封閉系統，而且無外力維持，它就會趨于混亂和無序，系統最終將失去平衡。

檔案管理系統可以看成由輸入（收集）、處理（加工）和輸出（借閱查閱）組成。檔案管理系統隨著時間不斷發展，在內部管理和外部作用下會產生信息集中采集整理、信息不對稱、信息征信存疑、信息冗余等問題，從而不可逆的產生熵增，使得檔案系統對外輸出效率低下、安全減弱。

普利高津在1945年提出具有顛覆式的耗散結構理論。該理論被認為是熵增定律的逆反，即任何非平衡性、非線性的開放系統，通過不斷與外界環境交換物質和能量，當系統內部參量達到閾值，可以給系統帶來負熵流，系統發生突變，使原先混亂狀態轉變為一種在時間、空間或功能上的新的穩定有序狀態。基于上述耗散結構內涵，亟需向傳統信息管理系統輸入負熵（區塊鏈技術），通過建立檔案智能標準合約，建立相應的開放系統，打破封閉系統，給系統做功，使其抵消或大于熵增，從而使檔案管理系統有序化。如圖1所示。

圖1 熵增在檔案管理系統產生

2 區塊鏈

區塊鏈技術，是分布式數據存儲、對等網絡結構、共識機制、非對稱加密算法等多重技術的創新集成，是基于時間戳，由區塊有序鏈接形成的數據結構，具有分散式存儲、可追溯性、不可篡改性等多種特征，可有效提升檔案真實性及檔案自動化保存，實現了數據環境和管理模式的有效融合，提升了檔案管理工作的安全性、效率性。

區塊鏈從鏈結構特征及應用范圍分為三類，即公有鏈（比如比特幣、以太坊）、私有鏈（即私有機構單中心網絡，訪問權限在內部）及聯合鏈（螞蟻金服的“商品溯源”項目）。其中，公有鏈具有去中心化、不可更改撤銷及抗審查性等特點；私有鏈具有規則方便修改、讀取權限受限等特點；聯合鏈具有低數據冗余等特點。

在區塊鏈的發展歷程中，早期的區塊鏈系統是是一個支持數字貨幣合約且面向數字貨幣的系統，比如比特幣，即區塊鏈1.0架構。在早期區塊鏈系統上擴展支持自定義智能合約的功能，比如以太坊，即區塊鏈2.0架構。目前，區塊鏈技術已經從數字貨幣應用發展到金融領域、社會管理領域等，即3.0架構。

區塊鏈體系架構自下而上包括數據層、網絡層、共識層這三種基本必要元素，在此基礎上擴展了智能合約層、激勵層、應用層[2]，如表1所示。

表1 區塊鏈技術參考架構

3 區塊鏈技術在檔案信息化管理中的應用優勢

檔案的形成、處理、使用等環節連成分布式網絡，共同組成了數字信息檔案的全生命周期，應用區塊鏈技術可以將數據信息檔案的操作數據和元數據融合成整體，從而維護了數據信息檔案的完整性，有效解決了傳統檔案系統內元數據和電子檔案分離的問題[3]，通過分析區塊鏈技術在檔案信息化管理中的技術性可行性，進一步可以推出區塊鏈技術的社會可行性、經濟可行性以及管理可行性。

（1）數據信息真實安全。區塊鏈技術采用對等網絡架構、Hash 算法、共識機制等多種關鍵技術對時間、序列、信息等進行同時疊加記錄，在區塊鏈中具有多個節點的安全保障機制，所以數據一旦被存儲就無法更改和可逆，有效避免了文件檔案被非法篡改、破壞、盜取的危險。因此，區塊鏈系統中所存儲的數據具有高真實性、安全性，而這正是檔案信息化建設中主要需求。

此外，共識機制也符合前文所述，暗含減少系統熵增，因為人們意見分歧越大，熵就越大。達成共識就在某種契合下，把熵減少，形成有序狀態，區塊鏈算法中最符合人性的財富，就是共識，從這個意義來說，系統走向有序，熵在減少。

（2）數據信息管理自動化。由于處理能力不足，傳統文件檔案管理難以滿足多元化數據信息處理要求，難以應付復雜的數據格式轉換，查詢檢索等使用過程中帶來的系統內部熵增。目前，已出現三類引入區塊鏈技術方案，即參與式、脫鉤式、主導式，使文件能夠有序有效轉移接受，文件格式轉換自動處理和檔案智能檢索，有力地提高了檔案管理工作的效率[4]。

（3）數據信息共享。當數據信息安全可信，數字信息資源通過智能合約和混合加密機制實現了跨部門、跨地區、跨層級的信息資源協同共享模式，實現簡約辦事流程。智能合約自動執行，無需干涉，也不用建立在雙方彼此信任，當有違約現象發生，智能合約會自動規避，有效地消除了因不履行合約而產生沖突的可能[5]。

4 結束語

隨著信息技術的高速發展，數據信息海量增加，檔案管理領域面臨著全新的挑戰。在檔案管理中應用區塊鏈技術手段，可以有效為系統負熵，不僅實現了對信息的技術治理，同時滿足了處理信息資源的精細化操作、安全性保障、高效化等要求。但是現階段，區塊鏈技術應用于檔案管理有較多的局限性，比如信任問題，需要中間的權威機構提供擔保；觀念問題，革新傳統“去中心化”方案的路徑依賴和對新事物新技術的價值理性判斷；個體隱私問題，不法分子能通過分布信息爬蟲，重新擬合獲取個人隱私或涉密信息；區塊鏈技術穩定性問題，需要在信息不可更改、數據格式、閱讀環境等技術上進一步提高；利益分配問題，在打破信息壟斷，共享數據信息的機制下，程序正義還是補償正義如何選擇；法律監管問題，信息全球化導致區塊鏈領域缺少生態基礎的根本性立法，存在監管對象定量、監管尺度定性、違背技術規則行為無法處理等難題。故以上基于區塊鏈技術中“去中心化”“免信任”“時間戳”等特征而帶來的問題，在今后的檔案領域內的應用還需要進一步探索。