區塊鏈技術在電子檔案管理中的應用研究

文/內蒙古師范大學檔案館 秦敏

區塊鏈以其去中心化、開放性、自治性、不可篡改性和匿名性的特點給電子檔案管理帶來新思路。但從我國電子檔案管理的整體現狀來看，區塊鏈的應用成本較高，同時還存在信息安全和監管方面的風險。對此，檔案界應充分挖掘區塊鏈的技術特征，積極探索、統籌規劃，為區塊鏈技術應用到電子檔案管理提供理論和實踐經驗。

一、區塊鏈應用于電子檔案管理的關鍵技術

區塊鏈并不是某一種單項技術，從本質上講，是一種繼承了多項信息技術、擁有特殊數據結構的共享數據庫，其應用于電子檔案管理中的技術主要是分布式賬本、分對稱加密、共識機制和智能合約。

（一）分布式賬本。傳統檔案管理具有典型的中心化特征，在檔案館或管理中心開展，很多電子檔案信息的產生、整理、歸檔都需要管理部門統一組織開展，分布式賬本則以其去中心化的特征實現多個節點的共同錄入。簡單來說，當有新的檔案錄入時，只要有半數以上的參與節點同意，那么節點就能夠直接錄入。當有節點要對已錄入數據進行修改時，則需要全部節點成員同意，同時修改痕跡會被記錄在每個成員的數據庫中。對于電子檔案來說，分布式賬本一方面緩解了檔案管理部門的數據處理壓力，讓所有節點參與檔案管理，極大豐富了檔案管理的內容和范疇。另一方面，修改記錄的留痕讓所有節點直觀觀察檔案的變化情況，保證了檔案信息共享平臺中各類檔案信息上傳、接收、傳輸的真實性和完整性。

（二）非對稱加密。傳統電子檔案管理使用的多是對稱加密，即采用單鑰密碼系統的加密方法，同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密。但由于秘鑰是雙方共同保存的，其安全性完全依賴于密鑰，如果密鑰丟失，那么整個加密就完全不起作用了。隨著檔案服務需求量的不斷攀升和互聯網環境的日益復雜，傳統對稱加密已不適應當下的電子檔案管理，亟須加密技術的更新換代。而非對稱加密則有兩種秘鑰，即公鑰和私鑰。加密秘鑰和解密秘鑰不同，且難以互推。雖然密鑰量增大了，但由于私鑰由個人進行保管而公鑰可以向任何人公開，解決了密鑰的分發和管理的問題，并且它還能夠實現數字簽名。對于電子檔案管理來說，區塊鏈的非對稱加密技術適應了檔案信息化建設進程中對用戶安全的新需求。

（三）共識機制。檔案管理具有極強的專業性，對檔案內容、管理流程、管理標準有著較高要求。在傳統管理環境下，由于部門間的信息、制度壁壘和檔案標準化建設的不足，很多電子檔案存在著格式錯誤多、兼容性差等問題，不利于檔案管理水平的提高，而共識機制則通過去中心化的共識算法來保證信任問題，也拓寬了電子檔案的應用場景，有利于促進各個檔案管理部門的合作互信。如英國的ARCHANGEL項目選擇以應用廣泛且較為成熟的工作量證明作為共識機制，并計劃通過以太坊的智能合約來實現數據寫入的規范約束。

（四）智能合約。智能合約是一種用計算機語言取代法律語言去記錄條款的合約。智能合約可以由一個計算系統自動執行。簡單地說，智能合約就是傳統合約的數字化版本。智能合約應用于電子檔案管理主要涉及數字簽名和時間戳計時。數字簽名中應用的哈希函數能夠確保數據不可有任何篡改，進而保證數據的真實性。而時間戳則能夠全程記錄檔案從收集開始的一系列操作的時間，讓利用者和管理者能夠對檔案各個階段的變化一目了然。

二、區塊鏈應用在電子檔案管理中的問題

（一）帶來了新的安全漏洞。第一，傳統中心化的電子檔案管理環境多處于內部局域網，面臨的信息安全威脅較為單一，當出現信息安全危機事件時，事后搶救難度不大。但區塊鏈作為新興的信息技術，在應用方面尚處于探索階段，相應的信息化建設和信息技術采納滯后，而網絡安全技術是在對抗中不斷發展的，隨著技術的進步和網絡環境的改變不斷產生新的信息安全威脅，給區塊鏈的部署與應用帶來更多不確定風險因素。第二，區塊鏈去中心化的特征給電子檔案管理的體制與流程帶來改變。分布式賬本、智能合約涉及多個部門和機構的共同參與，這對每個參與節點的信息安全防護能力和信息安全意識都提出了更高的要求。

（二）缺乏完善的監管體系。信息技術的應用通常先于制度的建立，區塊鏈作為近年來新興的信息技術，在給電子檔案管理工作帶來新機遇的同時，也帶來了新的監管風險。傳統檔案管理模式下，檔案監督工作通常由上級檔案主管部門負責，檔案監督內容也較為局限。而區塊鏈的應用則豐富了電子檔案管理的領域，新管理和利用方式的應用產生了全新的監管范圍和內容。如分布式賬本讓很多原本不涉及檔案管理的部門也參與到檔案管理工作中來，這要求監管方式和監督機制的創新與改革。另一方面，區塊鏈最早應用于金融領域，因此十分重視用戶個人財產和信息的保護。但電子檔案有其特殊性，對利用者、利用目的、用途都有一定限制，這與區塊鏈的部分技術特征存在矛盾。最后，區塊鏈采用的是實時錄入與計算，而傳統監管模式多為事前監管，監管方式也多為制度監管、流程監管和內容監管，缺乏對技術的監管，同時也尚未形成監管閉環。

（三）應用與維護成本較高。從上文可以看出，區塊鏈應用于電子檔案管理的分布式賬本、共識機制等技術都具有明顯的去中心化特征，這也意味著眾多參與電子檔案管理的節點共同承擔了檔案內容的發布、整理、記錄和歸檔等操作，而非對稱加密、智能合約等新興的信息技術對檔案信息化建設水平提出了較高要求。當前大多數檔案管理部門信息化建設水平尚處于初級階段，僅滿足基本的檔案管理需求，存在著兩方面的壓力：一是數據量提升。相對于中心化的檔案管理模式，分布式賬本和智能合約擴展了電子檔案管理的維度，檔案管理主體的多元化和檔案收集范圍的拓寬讓原本單一的數據量陡增。目前來看，大多數檔案管理部門無法滿足這種大容量的需求，包括管理后端和服務前端，這給區塊鏈在電子管理中的應用帶來挑戰。二是服務與管理效率的降低。區塊鏈的應用需要多個節點的共同參與，相對于傳統的存儲和管理方式，區塊鏈實時記錄與結算給服務器帶來很大壓力，其響應時間和管理效率較低，也成為區塊鏈應用的一大瓶頸。

三、區塊鏈在電子檔案管理中的應用對策

（一）加強信息安全的技術、制度和流程創新。安全是檔案的生命線，區塊鏈在電子檔案管理中的應用首先需要解決安全問題。第一，加強信息安全技術的更新換代。針對開放互聯網環境和區塊鏈應用的技術環境，對電子檔案產生、收集、歸檔、整理和利用等各個業務領域進行全面的信息安全風險評估，選用合適的安全風險評估和預警技術，實現對遠程利用的實時管理和全過程監控。在用戶層，可以對各個環節的私鑰進行全方位的攻擊測試，不僅如此，還要側面對經過私鑰的任何一個環節以及機器進行安全性測試，比如網絡的各個節點，服務器等。第二，針對區塊鏈去中心化的特點，應建立標準化的區塊鏈應用制度，對各個節點參與工作的職能、權限進一步細化，明確信息安全責任，加強用戶私鑰和代碼漏洞管理，同時建立完善的數據備份與搶險機制，做到有備無患，從而保證檔案信息的完整性。第三，規范管理與利用流程。提高管理人員和用戶的信息安全意識，尤其是私鑰管理和基本的病毒查殺，從源頭上杜絕信息安全危機的發生。

（二）完善監管體系，提高管理水平。第一，由于區塊鏈在電子檔案領域的應用還較少，因此應邀請該領域的專家共同探討和制定符合電子檔案領域的監管制度，避免制度上的缺失限制其發展。政府可以設立相關項目，以資金支持和政策扶持促進該領域的加速發展。第二，區塊鏈的應用豐富了電子檔案管理的主體和對象，對此，應建立管理后端、參與節點、用戶前端的多元主體監管機制。其中的關鍵環節是管理后端和參與工作節點的協同監督。其中，管理部門應在監管中承擔更多的行政執法職能，在具體的業務和流程監督上，應根據各個節點的業務特征進行監管職能授權，構建扁平化的監管體系。第三，及時更新監管內容。傳統電子檔案監管多針對工作制度、工作流程、檔案內容標準規范方面的監督，應根據區塊鏈的技術特點，在工作中加強對使用痕跡和行為的監管，同時應用新技術，實現以技術對技術的監管，監管方式也不僅僅是在事前監管，也要擴到事中以及事后監管，形成監管閉環。

（三）有序發展，優化資源配置。區塊鏈技術在電子檔案管理中的應用給各個組織機構的信息化建設提出更高要求，其去中心化的特性要求各個參與節點在信息化建設方面應保持一致水平。從長遠發展和建設效益的角度來看，應進行合理規劃，推動區塊鏈技術在電子檔案管理領域的有序發展，最大化發揮資源價值。第一，注重基礎硬件設施的投入，尤其是服務器與存儲設備投入，以緩解多節點工作和實時計算帶來的存儲與帶寬壓力。第二，推動電子檔案管理集中式向扁平化的轉化，以提高管理的響應效率。具體來說，在后端管理方面可率先應用區塊鏈，通過小范圍的試點工作積累經驗，待應用較為成熟后在服務端的部分業務領域進行推廣，在實時服務上的應用要格外注意，以防影響用戶體驗。第三，規范各個節點和用戶的行為。從載體、格式、內容大小等方面進行統一規定，控制數據量的增長。此外，提高數據更新效率，定期對老舊數據進行清除和備份，將更多的帶寬和存儲空間應用在服務層，以提高信息流通效率。