基于區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統的研究與實踐

盧志瑜，卜繼斌，周 春，張啟超，黃文峰，溫喜廉

（1.廣州市住宅建設發展有限公司，廣東 廣州 510075；2.廣州粵建三和軟件股份公司，廣東 廣州 510640）

0 引言

建筑行業信息化、數字化建設如火如荼，如何利用最新科技賦能建筑行業，實現智慧建造、透明建造成為一個新的課題。一個建筑工程項目從開工到竣工驗收，往往存在大量的合同，通常這些合同大多保存為紙質版和影印版，影印版一般存儲在系統后臺，這種傳統的合同保存和管理技術，不便于合同的查詢和使用，合同可能被篡改或丟失；且合同簽訂的過程存在不完全真實性追溯的弊端。本文利用區塊鏈技術實現合同的分布式存證管理及鏈上電子合同簽訂。區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統，實現了對合同的去中心化存儲和管理，使得合同真實可靠、隨時隨地查詢及可追溯歷史，確保了合同不存在被篡改和遺失的可能。

1 研究背景

目前我國建筑工程的信息化手段還在持續完善中，很多工程項目只是采用傳統的信息化系統管理工程流程，甚至有些工程管理科目還沒有信息化手段，依然依靠手工加紙質的信息記錄管理方法。以合同管理為例，在建設工程合同管理中存在的主要問題如下。

1）傳統工程合同管理信息系統一般使用本地服務器或云服務器，部署的獨立數據庫需要通過外網連接進行日常維護，若破解賬號密碼或者操作不當，導致數據庫和備份同時被破壞后，還原數據技術成本高甚至無法還原，無法保證數據的安全。

2）合同管理體系、制度建設、合同歸口分級管理、授權管理機制等受建筑業工程項目管理上的地域距離、管理人員素質參差不齊、數據錄入受人為干擾因素多等影響，合同數據安全方面的漏洞問題導致合同管理的有效監督較差，合同索賠難以實現。

3）合同管理信息化程度不高，存證及管理手段落后，重要數據一般成為了信息孤島，在其他業務使用時無法直接讀取數據，達不到不同的系統之間相互溝通和聯動的效果，形成了傳統協同與合同管理的技術壁壘。

4）不同系統的跨平臺開發具有擴展性較差、二次開發的成本高、風險大、周期長等局限性。

所以，研發一個更為科學、高效的工程合同管理信息系統已迫在眉睫。

區塊鏈，被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網后的第四代具有顛覆性的核心技術革命。如果說蒸汽機釋放了生產力，電力解決了人們基本的生活需求，互聯網徹底改變了信息傳遞的方式，那么區塊鏈作為構造信任的機器，將可能徹底改變整個人類社會價值傳遞的方式。區塊鏈成為了下一個信任的基石，改變了千百年來落后的信用機制。區塊鏈的本質是一個去中心化的分布式賬本，任何人都可對整個賬本進行核查，但不存在單一的用戶可以對它進行控制。區塊鏈系統的參與者按照嚴格的規則和共識機制共同維護著賬本的更新。

區塊鏈的底層支撐技術包括底層存儲數據服務、消息通信、數據交換及消息安全機制等。分布式消息達成一致性要依靠共識機制，常見的共識機制有工作量證明機制 POW、權益證明 POS、委托權益共識 DPOS 及拜占庭容錯算法 PBFT［1］等?？梢允褂煤霞s虛擬機或者類似于合約虛擬機機制去編譯智能合約［2］，并開發出 DAPP 觸發智能合約及底層交易的執行。

歷經近 11 年時間，區塊鏈經歷了井噴式發展。區塊鏈的樣式也從諸如比特幣和以太坊這種公鏈，衍生出諸如超級賬本這樣的聯盟鏈；功能也從最初僅支持數字貨幣交易，到支持智能合約，到如今“區塊鏈+”的多科技融合，如區塊鏈+AI、區塊鏈+物聯網及區塊鏈+5G 等；擴展性也從最初的低 QPS 的 Layer1 衍生出如閃電網絡等擴容方案的 Layer2。

利用區塊鏈技術，可以保障合同的真實有效性，方便隨時查閱，系統維護簡單高效，內容不被篡改，不會丟失，很好地解決目前工程合同管理中的諸多問題。

2 區塊鏈的合同存證系統技術架構

對于區塊鏈而言，技術涵蓋存儲、共識、智能合約、挖礦、數字貨幣、隱私機制、密碼學及簽名等［3］。基于區塊鏈的建筑行業存證系統技術架構對于上述細化為底層存儲數據服務、消息通信、數據交換及消息安全機制等［4］；共識機制 RAFT 和拜占庭容錯等；采用了國密 3 加密算法；分別提供觸發上鏈、查詢、監控供外部調用；調用接口［5］實現合同存證服務等相關業務功能。基于區塊鏈的建筑行業存證系統總體技術架構圖如圖 1 所示。

圖1 基于區塊鏈的建筑工程合同存證和管理信息系統總體技術架構圖

3 合同存證系統實現

在一個建筑工程項目中，存在很多合同，諸如總包合同、分包合同、勞務合同、材料采購合同、檢測合同、設備租賃合同、設備安拆合同等?，F有的合同管理系統主要的做法如下。

1）直接保存合同電子檔在系統后臺數據庫中。

2）線下保存紙質版，上傳紙質版的照片到系統后臺數據庫中。

這兩種做法的弊端如下。

1）查閱權限僅限于涉及到合同的相關參與方。

2）紙質版合同，易于丟失且不利于環保。

3）合同內容存在被篡改的可能。

利用區塊鏈的分布式賬本的特性，可以很好地解決上述問題。通過區塊鏈合同存證管理平臺，合同雙方（或多方）將建筑工程項目中使用到的合同上傳到區塊鏈信息系統中，各方都有一份內容完全一致的版本，任何一方都無法更改合同中的內容。通過平臺進行合同的存證管理，使得每一個合同都會被平臺記錄和追蹤，避免了傳統合同管理方式造成的信息不對稱而造成一些延誤或者互相推卸責任的情況，使得建筑工程領域的各方責任的來龍去脈清晰可見；還可以簡化管理工作節省合同管理成本，使合同管理變得更簡單和輕松。

對于合同而言，一般有甲方和乙方。合同擬定的過程，通常是由乙方擬好合同草案，發給甲方；甲方審閱合同，如若對合同內容有意見，則會與乙方商定修改合同；如若對乙方擬定的合同無異議，則會直接簽字蓋章，并將簽訂好的合同返還一份給甲方。本研究的基于區塊鏈的建筑行業合同存證系統，有兩個版本，一個是不參與合同的簽訂過程，只在合同簽訂完成時，由其中任何一方發送上鏈請求，將合同上傳系統，合同另一方指定的用戶確認是否是雙方共同擬好的最終合同，若是，則確認。確認后，合同開始上鏈，各節點同步賬本信息。待各節點同步完賬本信息后，用戶即可查詢上鏈的存證合同。基于區塊鏈的建筑行業合同存證系統的業務流程圖如圖 2 所示。

圖2 基于區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統的業務流程圖

另一個版本支持電子合同的簽訂及存證，即在第一個版本基礎上，增加了合同起草及修訂的整個過程，將合同擬定的過程（含各方的意見主張及修訂時間、內容等）信息上鏈，可供追溯。合同協商、簽訂及上鏈過程示意圖如圖 3 所示。

圖3 電子合同簽訂及上鏈示意圖

基于區塊鏈的建筑行業合同存證系統具有以下特點。

1）存證合同無法篡改，合同文件通過哈希值運算后在鏈上存證，一旦存證將同步到各聯盟節點，無法篡改和偽造，增強了數據的可信度，同時為監管“陰陽合同”提供技術手段。

2）合同信息完整可追溯，合同簽訂過程和內容均可追溯，查詢方便，為合同的執行和違約索賠提供依據。

3）去中心化安全穩定，依托區塊鏈去中心化的技術特性，存證服務高度去中心化，為拓建建筑業開放的合作生態提供技術平臺。

4）分布式存儲，合同文件在加密后將在鏈上進行分布式存儲和容災備份，即使有一方系統被破壞或刪除，也可自動恢復，提升數據的安全等級。

5）系統維護管理簡單，區塊鏈系統具有高可用性，服務實現集群化，通過共識算法實現自動故障轉移。即使部分節點故障，也能快速拓展節點，系統不容易宕機。

4 系統應用效果

2018 年，廣州市住宅建設發展有限公司開始聯合廣州粵建三和軟件有限公司研發基于區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統，歷經一年多時間的研發，系統已于近期正式上線投入使用。系統主頁如圖 4 所示。

圖4 基于區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統存證查詢頁面

目前，廣州市住宅建設發展有限公司的工程協同系統內相關環節涉及到的合同已部分納入了本合同存證及管理信息系統，通過以分布式數據存儲，保證了鏈上成員節點的數據一致性和任何節點數據庫數據破壞時的可追溯性，初步解決了合同管理信息上的數據安全漏洞問題。同時，合同信息管理與區塊鏈的結合，有利于數據的公開透明，重要業務數據可以從鏈上直接讀取后在其他業務模塊中應用，大大降低了對核心數據流通控制的難度，解決了合同管理信息在數據流通方面的問題?？傮w來說，基于區塊鏈的建筑工程合同存證及管理信息系統的應用，對合同管理和查詢過程中存在的諸多問題，如合同易于被篡改、合同信息不公開透明及合同內容不便于隨時查詢等問題得到了解決，對完善合同管理機制、構建合同應用生態、夯實合同核心數據，發揮了積極的作用。

5 結語

利用區塊鏈的存證特性，可以將建筑施工過程中的各種合同上鏈，便于參建各方各相關人員在各自權限范圍內共享合同數據，確保了合同數據的安全性和完整性，大大優化了工程合同的管理和使用，對施工企業加強合同管理、成本管控、風險控制乃至提升整個工程項目管理水平都有很好的促進作用。