基于區塊鏈的政務資源共享平臺設計要點

歐陽光 石秀偉 趙冬臨

摘? 要：基于區塊鏈分布式對等網絡、透明可信、防篡改、可追溯、匿名保護等特征，可有效地解決目前政務數據資源共享難、使用監管難、數據安全難以保證等問題。該文以基于區塊鏈的政務資源共享平臺為例，詳細地闡述了區塊鏈應用項目在前期準備和項目設計過程中進行的業務痛點分析、區塊鏈應用場景和治理模式設計、區塊鏈應用系統頂層架構設計以及區塊鏈應用開發技術路線選擇等主要步驟及其設計要點。

關鍵詞：聯盟鏈? 政務數據共享? 技術策略? 共享平臺

中圖分類號：TP311.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2021）02（c）-0055-03

Design Points of Government Resource Sharing Platform Based on Block Chain

OUYANG Guang? SHI Xiuwei? ZHAO Donglin

（Beijing Beizi Information Engineering Consulting Co.， Ltd.， Beijing， 100123 China）

Abstract： Based on the characteristics of block chain distributed peer-to-peer network， transparent and trusted， tamper resistant， traceable， anonymous protection， it can effectively solve the problems of current government data resource sharing， use supervision， data security and so on. Taking the government resource sharing platform based on block chain as an example， this paper elaborates the main steps and design points of block chain application project， such as business pain point analysis， block chain application scenario and governance mode design， top-level architecture design of block chain application system and selection of block chain application development technology route， etc.

Key Words： Alliance chain; Government data sharing; Technology strategy; Sharing platform

區塊鏈作為一項新興技術，是一種去中心化、去信任的方式，數據共同維護、透明可信、不可篡改、可追溯等特征，使之具有在諸多領域開展應用的潛力[1]。但區塊鏈不是萬能的，并不是所有的業務場景都適合采用區塊鏈技術。區塊鏈的特征使區塊鏈技術主要適用于三類場景[2]：第一類，多方協同的業務場景。比如：政府部門之間的數據共享，往往因為同一類數據分散在不同的部門各自維護，導致數據不一致、數據無法融合共享應用的情況。第二類，要求數據真實、不可篡改的業務場景。比如：產品防偽溯源的業務，傳統的防偽溯源平臺往往采用中心化架構，數據集中掌握在平臺運營商手中，數據容易被篡改和偽造，導致數據不可信的場景。第三類，適合多方互不信任、缺乏權威第三方或第三方中介成本過高的場景。比如：小額跨境支付中，第三方跨境支付機構的中介成本過高，而區塊鏈通過共識機制重構信任，降低中間和信任成本;再比如：房產租賃，租客、房產中介、房主互不信任，又缺乏權威第三方的場景[3]。

區塊鏈項目設計思路和方案合理、可行是項目得以成功落地實施的基礎。下面以區塊鏈技術在政務資源共享中的應用為例，詳細闡述區塊鏈應用項目在前期準備和項目設計過程中進行的業務痛點分析、區塊鏈應用場景和治理模式設計、區塊鏈應用系統頂層架構設計、區塊鏈應用開發技術路線選擇以及核心技術策略設計等主要步驟及其設計要點。

1? 業務痛點分析

政府部門存儲著城市管理、民生服務、個人、組織及活動等大量數據，由于行政的條塊分割，數據分散保存在不同部門的不同系統。因此，政府部門一直在推動政務資源的共享交換，各個城市都在建立政務資源共享平臺。但是，目前的政務資源共享還是存在以下問題[4]。

1.1 政務協同共享缺乏互信，數據流通共享難

在目前“誰主管、誰提供、誰負責”“誰經手、誰使用、誰管理、誰負責”的政務資源共享原則下，當前技術手段難以清晰界定數據流通過程中的歸屬權、使用權和管理權，從而使政府部門之間缺乏行之有效的互信共享機制，對政務數據共享顧慮重重。此外，傳統的政務共享數據遵循“一數一源”的原則，由于數據來源于某一部門，常常存在數據更新不及時，數據時效性不強，不同部門之間數據不一致情況嚴重，數據質量難以保障[5]。

1.2 偽造篡改導致監管乏力，存證不足造成追責困難

現有的政府信息系統都是中心化架構系統，一方面，容易出現數據偽造篡改等問題，如：政府投資重大項目建設過程中，建設主體挪用資金、事后篡改文件或偽造證據，使數據真實性難以保障。另一方面，由于缺少基于數據信息的全流程可追溯手段，一旦發生違法違規事件，證據缺失將給調查取證帶來困難。

1.3 數據安全使用缺乏保障措施，數據授權使用舉步不前

數據生產者缺少數據所有權和掌控權，導致敏感數據和隱私數據大規模泄露事件頻頻發生。此外，由于數據授權使用尚無明確規范，導致數據安全使用缺乏保障措施。

2? 應用場景和治理模式設計

2.1 應用場景設計

從以上對政務數據共享領域業務痛點的分析，可看出業務特征為：業務涉及多個主體、主體之間互不信任、希望數據真實不可篡改等特征，因此適合采用區塊鏈技術。區塊鏈系統根據應用場景和設計體系的不同，分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈。聯盟鏈通常應用在多個互相已知身份的組織之間構建，各個節點通常有與之對應的實體機構組織，聯盟節點一般都需要嚴格的身份認證和權限管理，通過授權后才能加入與退出網絡，適合處理組織間需要達成共識的業務。而政務共享涉及多個政府委辦局，因此可判斷適合采用聯盟鏈技術[6]。

由于數據共享內容的不同，應用業務方向的不同，聯盟鏈的參與單位不一樣，各方職責職能和權限不一樣，也導致在聯盟鏈的業務需求、權限和角色不一樣。因此，需要對區塊鏈的應用場景進行初步的分析。

由于政務共享涉及的節點數量都會很多，而區塊鏈本身目前存在性能低的問題，聯盟鏈的節點可以分為認證節點、背書節點、共識節點、確認節點，共識節點數越多，性能越低。因此，一般會在聯盟成員之間商量選擇預選節點作為共識節點。比如：針對人口數據，共同協商選擇公安、民政、稅務、人力社保等部門作為共識節點;比如：針對房產數據，由國土局、規劃、住建、房產等部門作為共識節點。也就是說并不是所有的節點都參與共識，而是雖然所有節點都有數據維護的權限，但是并不是所有的節點都參與共識。從節點數量的設置來看，一個部門可以是一個區塊鏈節點也可以是多個區塊鏈節點分擔業務，多個部門也可以合用一個區塊鏈節點。

2.2 治理模式設計

治理模式設計對于基于區塊鏈的政務資源共享平臺項目的順利推進，具有綱領性的作用。對于聯盟鏈而言，治理內容包括聯盟的構建、參與成員管理和權限管理、聯盟節點管理、激勵和信譽機制建設等。

2.2.1 聯盟的構建形式

常見的聯盟構建形式有聯合治理形式、領導型成員治理形式、法定機構治理形式。對于政務資源共享平臺而言，建議采用領導型成員治理形式，因為從政府職能劃分來看，不同的部門都有明確的行政職責，產生的數據也更具權威性。以人口數據為例，產生數據的權威機構主要是公安、民政、人力社保等部門。

2.2.2 聯盟成員管理

應建立聯盟成員準入機制，在新成員加入政務資源共享平臺鏈之前，要求簽署正式的、具有法律效力的成員協議，明確成員的權利和義務。并對成員采用面向角色的權限控制，每個參與成員可以擁有多個鏈上賬戶，分別對應不同的操作權限。

2.2.3 聯盟節點管理

建立政務資源共享平臺區塊鏈節點的加入、替換、退出和監控的機制，以確保區塊鏈基礎設施平臺的穩定可靠運行。

3? 區塊鏈應用頂層框架設計

3.1 總體架構

基于區塊鏈的政務數據共享平臺總體上說由區塊鏈基礎設施、區塊鏈管理平臺、區塊鏈聯盟節點平臺和區塊鏈業務應用構成，其總體架構見圖1。

3.2 部署架構

基于區塊鏈的政務資源共享平臺部署架構是傳統的中心化架構和區塊鏈的對等網絡架構的結合，是一種混合型架構。部署架構見圖2。

4? 區塊鏈應用開發技術路線選擇

隨著區塊鏈技術發展的日益成熟，區塊鏈技術領域已有多個底層鏈平臺和BAAS（區塊鏈即服務）平臺可以幫助快速構建區塊鏈應用。

4.1 基于現有的區塊鏈底層平臺開發

最常用的有國外的Hyperledger、Ethereum、EOS，以及國內的BCOS/FISCO BCOS和Annchain等。基于底層區塊鏈平臺的開發模式對網絡構建、技術實施的門檻非常高，對開發人員的技術要求較高、上手較難、建設難度大、開發周期長、開發成本高以及失敗概率高。

4.2 基于現有的區塊鏈BAAS平臺開發

國內比較出名的BAAS平臺有阿里云區塊鏈BaaS、騰訊TBaaS、華為BCS、百度云區塊鏈BaaS等。區塊鏈BaaS具有降低開發及使用成本，兼顧快速部署、方便易用、高安全可靠等特性，是為區塊鏈應用開發者提供區塊鏈服務能力的平臺。BaaS通過把計算資源、通訊資源、存儲資源，以及上層的區塊鏈記賬能力、區塊鏈應用開發能力、區塊鏈配套設施能力轉化為可編程接口，讓應用開發過程和應用部署過程簡單而高效，同時通過標準化的能力建設，保障區塊鏈應用的安全可靠，對區塊鏈業務的運營提供支撐，解決彈性、安全性、性能等運營難題，讓開發者專注開發，對開發人員的技術能力要求相對較低。

5? 結語

基于區塊鏈分布式對等網絡、透明可信、防篡改、可追溯、匿名保護等特征，可有效解決目前政務數據資源共享難、使用監管難、數據安全難以保證等問題。但由于基于區塊鏈的政務資源共享平臺涉及政府的各個委辦局，項目建設協調難度比較大，為了系統建設的順利推進，除了應重視在項目前期立項和設計階段所涉及的業務痛點分析、應用場景和治理模式設計、頂層框架設計、開發技術路線和核心技術策略設計以外，還應重視項目相關的協調聯動機制、管理制度以及相關技術標準規范的建設。

參考文獻

[1] 石亞軍，程廣鑫.區塊鏈+政務服務：以數據共享優化政務服務的技術賦能[J].北京行政學院學報，2020（6）：50-56.

[2] 張洪波.基于區塊鏈的電子政務大數據安全共享分析[J].信息技術與信息化，2020（6）：234-236.

[3] 谷寧靜.基于區塊鏈的電子政務數據共享設計研究[J].信息安全與通信保密，2020（4）：91-97.

[4] 張楠迪揚.區塊鏈政務服務：技術賦能與行政權力重構[J].中國行政管理，2020（1）：69-76.

[5] 王瑋.區塊鏈技術在政府數據共享中的應用研究[D].吉林大學，2020.

[6] 甘露.基于區塊鏈的數據可追溯安全共享研究[D].華中科技大學，2019.