淺析基于聯(lián)盟鏈電梯追溯體系的構(gòu)建方案

馬良平，唐艷同，陶偉斌

（紹興市特種設備檢測院，浙江 紹興 312071）

1 前言

電梯已與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，電梯的質(zhì)量安全也倍受重視，2018年2月1日，國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強電梯質(zhì)量安全工作的意見》，指出進一步強化電梯質(zhì)量安全工作，保障人民群眾乘用安全和出行便利，同時明確提出要以電梯為重點，推動企業(yè)對電梯全生命周期內(nèi)過程信息進行記錄，建立安全管理追溯體系。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，其自有的可溯源、可靠性、不可篡改性，在各個領(lǐng)域的實現(xiàn)追溯功能中被廣泛應用，而聯(lián)盟鏈具有合法共識性、交換高效性、私密性等特點，是作為電梯追溯體系的優(yōu)選方案。

2 追溯的基本要求

追溯可分為追蹤和溯源。追蹤指的是從事件上游至下游正向流通時，定位電梯或者零部件去向的行為；溯源則是指從供應鏈下游至上游的逆向流通時，識別、確認電梯或者零部件來源的行為。而電梯追溯系統(tǒng)的對象，主要有電梯整機、關(guān)鍵零部件如主機和控制柜等，安全部件如限速器和安全鉗等，以及包括電梯全生命周期內(nèi)的關(guān)聯(lián)事件，所有查詢數(shù)據(jù)，通過同一鏈條上不同參與者持續(xù)登記信息獲得，通過建立電梯全生命周期內(nèi)的完整數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)對電梯整機和部件的唯一識別和動態(tài)查詢。

3 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可采用6層架構(gòu)，分為基礎、核心和交互等三大模塊（如圖1）?；A模塊包含數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)采集層；核心模塊包含合約層和網(wǎng)絡層；交互模塊包含應用層，提供用戶接口建立聯(lián)盟關(guān)聯(lián)方，提供授予不同權(quán)限的應用方終端查詢?nèi)肟?，為?shù)據(jù)采集方提供各自環(huán)節(jié)信息的登記端口。

圖1

3.1 數(shù)據(jù)采集層各聯(lián)盟方

3.1.1 電梯制造單位

電梯制造單位在完成電梯生產(chǎn)及出廠檢測后，將相應信息進行上報。填報信息具體包括：生產(chǎn)制造單位信息、生產(chǎn)許可證、整機及部件型式試驗證書、整機型號及編號、部件型號及編號、安裝使用維護說明書等。制造單位也可以通過系統(tǒng)獲取使用單位基本信息、施工基礎信息、維保信息、檢驗信息等。

3.1.2 電梯施工單位

電梯施工單位主要是指電梯安裝、改造、重大修理單位，電梯施工單位應填報安裝改造單位信息，包括施工許可證、施工方案、人員組織情況，井道布置圖、施工質(zhì)量證明書等，可從系統(tǒng)獲取電梯相應的電梯整機信息、電梯部件信息、安裝使用維護說明書等。

3.1.3 電梯維保單位

維保單位應填報信息包括：維保合同、維保人員作業(yè)人證、維保記錄、故障修理記錄等，同時可獲取電梯產(chǎn)品的相關(guān)信息、安裝信息及檢驗基本信息。

3.1.4 檢驗機構(gòu)

檢驗機構(gòu)提供有效期內(nèi)的監(jiān)督檢驗或者定期檢驗報告，可直觀了解檢驗檢測時間、結(jié)果及發(fā)現(xiàn)隱患?？色@取與制造、安裝、維保等檢驗有關(guān)的數(shù)據(jù)。

3.1.5 管理部門

管理部門主要是指各級特種設備監(jiān)管部門。管理部門可通過系統(tǒng)獲取完整的電梯相關(guān)信息，包括從生產(chǎn)開始全生命周期相關(guān)信息，對電梯進行在線安全監(jiān)管及溯源管理。管理部門具備對信息新增、修改、刪除等的權(quán)限。并可進行報表管理，獲取更加全面立體的信息，方便進行更加直觀的監(jiān)管。

3.1.6 使用單位

電梯使用單位可在平臺獲取相關(guān)電梯的生產(chǎn)、施工、維保、檢驗檢測等基本信息，讓使用單位對自身所使用的電梯有全面了解。但同時也需上報相關(guān)信息，如電梯使用單位信息、使用信息、電梯保險基礎信息等。

3.1.7 普通民眾

普通民眾可以進行電梯使用管理情況查詢，包括檢驗結(jié)論、檢驗有效期、設備地點唯一設備代碼等信息，并對電梯故障信息、事故信息等進行反饋上報。

建立區(qū)塊鏈分布式賬本數(shù)據(jù)庫，將以上電梯的生產(chǎn)、安裝、使用、維保、檢驗檢測、監(jiān)查、稽查等信息進行打包封裝，進行哈希編碼，錄入分布式賬本建立區(qū)塊鏈存證數(shù)據(jù)庫，在不斷的信息添加過程中，參與者可對之前的信息進行查詢驗證。

3.2 聯(lián)盟準入合約機制

合理有效的智能合約策是聯(lián)盟各參與方事先擬定合約內(nèi)容和觸發(fā)機制等形式化規(guī)則，通過建立的企業(yè)認證準入機制，符合聯(lián)盟規(guī)則條件的企業(yè)單位方可通過相關(guān)區(qū)塊鏈的認證賦予身份標識。

將聯(lián)盟管理方相關(guān)審核條件與結(jié)果轉(zhuǎn)換成區(qū)塊鏈相關(guān)準入條件，并形成背書簽名印記，保證鏈內(nèi)參與者的相對可信，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)塊鏈鏈間確定的、相對可信的智能合約管理，讓所有在鏈上的點對點的交易能夠有明確的智能合約簽署。在執(zhí)行交易時通過智能合約中的共識管理、背書策略等進行交易正確性和有效性的驗證，驗證后計入分布式賬本，形成互認且不可篡改的鏈上記錄。

3.3 鏈交易管理

在電梯的生產(chǎn)、安裝、使用、維護等過程中會產(chǎn)生很多的實體之間的互動事件，也就是區(qū)塊鏈中的交易事件，合理設計交易流才能使整個鏈能夠完整的運行。在本項目中需要客戶端、背書節(jié)點、排序節(jié)點、提交節(jié)點等。

根據(jù)這些節(jié)點進行科學有效的交易流管理，并按節(jié)點流程進行交易，最終所有數(shù)據(jù)將由提交節(jié)點對所有交易進行檢驗并提交存入?yún)^(qū)塊鏈中。

3.4 背書機制與策略

背書策略，用于指示區(qū)塊鏈節(jié)點交易驗證的規(guī)則。作為交易驗證流程的一部分，當背書節(jié)點收到一個交易請求的時候,該節(jié)點會調(diào)用驗證用途的系統(tǒng)合約程序并與執(zhí)行交易的合約相關(guān)聯(lián)。為了得到更多的有效背書，需要有更多的有效背書節(jié)點的支持。有效的準入機制和簽名與證書將幫助獲得更多的有效背書節(jié)點和有效背書，因此，電梯全生命周期中部分節(jié)點將用戶證書及簽名或管理部門證書及簽名列入背書列表。

3.5 分布式賬本

分布式賬本是一系列有序的、不可篡改的狀態(tài)轉(zhuǎn)移記錄日志，包含了轉(zhuǎn)移鏈碼與狀態(tài)信息等內(nèi)容。狀態(tài)轉(zhuǎn)移是鏈碼執(zhí)行的結(jié)果，每個交易都是通過增刪改操作提交一系列鍵值對到賬本，一系列有序的交易被串聯(lián)成區(qū)塊鏈。

每個節(jié)點都需要保存其加入通道的賬本。具體包含交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。賬本數(shù)據(jù)庫是基于文件系統(tǒng)，將區(qū)塊存儲于文件塊中，并中存儲區(qū)塊交易對應的文件塊及其偏移。

4 與特種設備監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)傳輸

特種設備監(jiān)管平臺是特種設備監(jiān)督管理及檢驗檢測的綜合信息共享平臺，系統(tǒng)基于區(qū)塊鏈與追溯信息平臺進行擴展，監(jiān)管平臺功能實現(xiàn)：日志管理、檢驗檢測管理、賬號管理、CA證書管理、在線查詢、報表管理、智能研判、智能合約、智能提醒、在線通知、在線協(xié)作、在線取證等。

建立特種設備監(jiān)管平臺的追溯模型見圖2。

圖2

5 結(jié)語

應用聯(lián)盟鏈技術(shù)在電梯追溯體系中的優(yōu)勢顯而易見，它能幫助電梯制造單位對電梯在維護保養(yǎng)和安全運行方面提出改進建議，并提供技術(shù)幫助，有助于電梯缺陷召回機制、產(chǎn)品質(zhì)量終身制的實施；電梯全生命周期信息均被記錄，鑒于時間的一維性及無法篡改，有助于精準風險管控、隱患排除及事故追責。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)在聯(lián)盟內(nèi)共認、共識，就能避免在告知、監(jiān)督檢驗、辦理使用登記、定期檢驗、改造維修等相關(guān)環(huán)節(jié)重復提供資料，真正實現(xiàn)“最多跑一次”。