基于區塊鏈技術的鏈數稽核技術研究與應用

【摘? 要】 基于對數字孿生技術及發展趨勢的深入理解與研究，利用建模、大數據分析、模擬仿真等數字孿生技術孿生復刻國家會展中心外圍數字實景，構建空間互聯網時代的進博四葉草數字孿生體，實現云游進博、應急演練、態勢感知等多場景應用，從而進一步夯實城市數字化轉型基礎，釋放轉型促創新、促改革、促發展的強大效應，為會展領域的數字化應用建設樹立標桿。

【關鍵詞】 數字孿生技術；數字孿生體；多場景應用

一、鏈數稽核系統建設背景

建設好政務區塊鏈是當前國內各大數據中心的重大工作任務，鏈上數據高質量更是這項工作順利實施的基石。數據共享不難，難的是數據質量，高質量的鏈上數據勢必是政務區塊鏈鏈上數據的核心資產。但是如果直接在鏈上進行數據治理，為時已晚，區塊鏈的技術體系決定了其不可篡改性，造成低質量數據不僅共享失效同時更難更正。所以，在應用場景特別是標桿應用場景上鏈前，通過業務系統或者數據中臺接入的待上鏈數據，要對其依據鏈管平臺的要求，進行鏈數稽核，符合要求的業務場景數據才可上鏈，形成建鏈、上鏈、用鏈、管鏈的有效路徑，鏈好似血管，而血液就是高質量的上鏈數據。

基于上述背景，需建立一套鏈數稽核系統，能夠針對上鏈數據進行設立標準并進行質量稽核，同時完成上鏈。在本次項目中，需對專項資金項目監管鏈、危險廢物管理等13個標桿場景的數據質量進行稽核，使上鏈數據可信、可靠、可用，并能持續為后續上鏈數據和業務場景提供數據質量稽核和治理服務。

二、鏈數稽核系統設計和實現

（一）鏈數稽核系統功能需求

1. 鏈數稽核服務

建立一個可視化的鏈數稽核服務，使用戶能夠輕松管理各種應用場景。提供數據目錄管理功能，以便對上鏈數據進行分類和組織。支持智能合約的創建和管理，確保合約的正確性和安全性。管理各種涉鏈規則，包括數據格式、合規性等。并且對稽核結果進行記錄和管理，以供審計和驗證。

2. 政務區塊鏈SDK

統一封裝數據稽核和數據上鏈SDK，以供各區塊鏈應用程序進行部署和使用。提供數據稽核功能，確保上鏈數據的合規性和完整性。同時支持數據的上鏈和用鏈，使區塊鏈應用能夠無縫集成這些功能。

3. 鏈下緩存數據服務

訂閱區塊鏈鏈上數據，以實時同步鏈上數據的變化。創建鏈下鏡像緩存數據庫，以供全市和各區的應用門戶和數據展示使用。同時提供數據支持，確保應用門戶和數據展示的實時性和可用性。

4. 身份鏈和監管鏈對接

根據區塊鏈共性平臺的統一身份認證要求，允許用戶通過身份鏈進行身份認證和登錄。根據監管鏈的統一要求，將稽核規則和結果上鏈，以便進行監管和存證。

這些功能需求將使鏈數稽核系統成為一個強大的工具，可以確保上鏈數據的質量和安全性，同時為各區塊鏈應用提供一套標準化的工具和服務，以便進行數據稽核和上鏈操作。這將有助于提高政務區塊鏈平臺的可信度，簡化開發人員的工作，使其能夠更容易地構建安全和高質量的區塊鏈應用。

（二）鏈數稽核系統功能整體設計

這個系統是上海市政務區塊鏈平臺的關鍵組成部分，旨在確保上鏈數據的質量和安全性。整體框架劃分為硬件基礎設施層、數據層、應用支撐層和應用層，為區塊鏈應用系統、鏈數稽核管理員和委辦部門應用鏈管理員提供服務。

硬件基礎設施層：在硬件基礎設施層，系統利用市電子網絡的基礎設施，結合區塊鏈共性環境設施、網絡存儲、安全設備等來搭建系統的物理基礎。這一層的建設是確保系統可用性和安全性的關鍵。

數據層：數據層分為三個主要組成部分。鏈數稽核庫：用于為鏈數稽核服務提供數據支撐。這個庫存儲了鏈上數據，以便進行稽核和管理。日志庫：用于存儲鏈數稽核結果的日志信息，這對審計和追蹤非常重要。鏈下鏡像緩存庫：用于對上鏈后的數據進行鏡像緩存，以支持全市和各區的應用門戶和數據展示。

應用支撐層：應用支撐層提供共性支撐，以支持上層的應用服務。這包括消息隊列、流程引擎、規則引擎、表單設計器、報表設計器、大屏設計器等工具和服務，用于加強系統的功能和可定制性。

應用層：應用層包括以下三個主要組件。鏈數稽核服務：這是系統的核心組件，負責定義鏈數稽核規則和管理稽核結果。提供了可視化的鏈數稽核服務，包括應用場景管理、數據目錄管理、智能合約管理、涉鏈規則管理和稽核結果管理等功能。政務區塊鏈SDK：這個組件封裝了數據稽核和數據上鏈SDK，為各區塊鏈應用系統提供了標準化的工具，用于數據稽核、數據上鏈和用鏈。SDK分發到各區塊鏈應用系統中，使其能夠與鏈數稽核服務交互。鏈下緩存數據服務：為區塊鏈門戶和大屏提供鏈上數據的富應用支持，通過訂閱鏈上數據并形成鏈下鏡像緩存數據庫來實現。

這個整體設計使鏈數稽核系統成為一個強大而全面的工具，為政務區塊鏈平臺提供了數據質量和安全性的保障，為各區塊鏈應用系統的開發和部署提供了標準化的支持和工具。它有助于提高平臺的可信度，簡化了應用開發人員的工作，使他們能夠更輕松地構建安全和高質量的區塊鏈應用。

（三）鏈數稽核系統和其他系統間的接口

需要上鏈的應用系統場景，首先通過鏈數稽核服務進行目錄、元數據、稽核規則定義，并由鏈數稽核服務進行認證授權管控。在各區塊鏈應用場景需要進行數據上鏈時，運行鏈數稽核系統分發的鏈數稽核SDK進行數據稽核規則運算，運算通過后數據加簽并調取鏈合約完成上鏈操作；鏈下鏡像緩存庫由完成數據稽核并上鏈后訂閱合約進行數據留存，并統一存入鏈下鏡像緩存庫，為應用門戶等各類數據應用進行支撐。

按照上海政務區塊鏈統籌統建的要求，鏈數稽核服務通過身份鏈進行統一身份認證與登錄，鏈數稽核規則按要求上監管鏈進行統一監管。

（四）鏈數稽核系統整體流程

系統整體流程如下：

系統管理員通過鏈數稽核服務新建應用場景、新建數據目錄，并定義元數據和稽核規則，編輯智能合約。

區塊鏈應用系統利用鏈數稽核系統提供的SDK包，配置相應參數，在數據上鏈時調用，完成數據稽核，稽核通過后由SDK包自動完成上鏈，稽核不通過返回區塊鏈應用系統進行數據治理。

完成上鏈的數據，可以進行結果返回，并存入統一的鏈下鏡像緩存庫進行處理和存儲，為后續鏈上應用進行數據支撐。

三、鏈數稽核系統應用成效

目前鏈數稽核系統已正式投入運行，功能方面包括鏈數稽核服務（涉鏈規則、數據目錄、應用場景、智能合約、應用系統授權、稽核結果管理等）和鏈下數據緩存服務，并提供給應用系統統一的政務區塊鏈SDK，應用系統通過SDK完成數據稽核、數據上鏈和數據用鏈。性能方面數據上鏈可達到300TPS/s以上，用鏈可達到1000TPS/s以上，區塊鏈業務鏈大屏和門戶查詢速度可達到1000TPS/s以上。

鏈數稽核系統的建設，有效支撐了專項資金項目監管、進博會關鍵人員、危險廢物管理、特殊食品追溯、業委會治理電子投票5個應用場景的數據稽核、上鏈、用鏈和統計查詢，并為后續標桿應用場景與區塊鏈交互打下了堅實基礎。

〈朱銘杰（1979—），男，上海，碩士/副高級工程師，研究方向為算法設計、大數據、區塊鏈〉

參考文獻：

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