區(qū)塊鏈技術(shù)下企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)可信溯源查詢(xún)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)是支撐企業(yè)決策的關(guān)鍵要素，其真實(shí)性和可靠性尤為重要。然而，隨著數(shù)據(jù)體量激增與結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性驗(yàn)證面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)篡改、泄露等安全事件頻發(fā)，使得數(shù)據(jù)溯源成為驗(yàn)證數(shù)據(jù)真?zhèn)蔚闹匾侄巍１M管數(shù)據(jù)溯源領(lǐng)域的研究已取得一定成果，但針對(duì)企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)可信溯源查詢(xún)方法的研究仍然存在不足。例如劉煒等提出了基于MMR山脈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)追蹤方法，但MMR方法主要依賴(lài)多層哈希樹(shù)結(jié)構(gòu)，查詢(xún)時(shí)需逐層驗(yàn)證哈希路徑，在大規(guī)模數(shù)據(jù)場(chǎng)景下，哈希路徑的遍歷與驗(yàn)證耗時(shí)顯著增加，難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)查詢(xún)需求。葛艷等[2]通過(guò)語(yǔ)義建模構(gòu)建的質(zhì)量安全數(shù)據(jù)體系，但依賴(lài)人工標(biāo)注數(shù)據(jù)，標(biāo)注誤差易引發(fā)模型推理偏差，降低查詢(xún)準(zhǔn)確性。

區(qū)塊鏈技術(shù)為企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)可信溯源查詢(xún)問(wèn)題提供了新的解決路徑。區(qū)塊鏈的分布式賬本特性，使得每一筆交易信息都被各節(jié)點(diǎn)共同記錄和維護(hù)，上鏈數(shù)據(jù)具備抗篡改性，為數(shù)據(jù)溯源提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障[3]。同時(shí)，區(qū)塊鏈的時(shí)間戳機(jī)制能夠精確記錄數(shù)據(jù)的生成時(shí)間，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可信度和準(zhǔn)確度。基于此，本文開(kāi)展了區(qū)塊鏈技術(shù)下企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)可信溯源查詢(xún)方法研究，旨在提出切實(shí)可行的溯源查詢(xún)方案，提升企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的可信度和透明度，助力企業(yè)的財(cái)

務(wù)管理和決策。

1區(qū)塊鏈技術(shù)下企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)上鏈機(jī)制設(shè)計(jì)

基于JSONSchema構(gòu)建企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化格式，將原始憑證、賬簿記錄等異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化編碼[4]。提取關(guān)鍵字段并附加數(shù)字簽名，以確保數(shù)據(jù)來(lái)源的可驗(yàn)證性，如表1所示。

表1企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)字段

交易哈希值字段采用SHA-256算法生成，表達(dá)式為：

H=SHA-256（D）

其中， D 表示原始數(shù)據(jù)； H 表示數(shù)據(jù)哈希值，作為數(shù)據(jù)指紋，確保數(shù)據(jù)的唯一性和完整性。

為確保數(shù)據(jù)來(lái)源的可驗(yàn)證性，每條數(shù)據(jù)需由發(fā)起方使用橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法進(jìn)行簽名，簽名過(guò)程如下：

S=Sign（sk，H）

其中， s 表示生成的數(shù)字簽名； sk 表示簽名者的私鑰。驗(yàn)證時(shí)，審計(jì)方可通過(guò)簽名者的公鑰進(jìn)行驗(yàn)簽。

作者簡(jiǎn)介：金佳逸（1987—），女，會(huì)計(jì)師，碩士；研究方向：會(huì)計(jì)信息化。

為提高存儲(chǔ)效率并保證數(shù)據(jù)可追溯性，采用Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)對(duì)批量財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織[5]。Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)允許在不泄露全部數(shù)據(jù)的情況下，快速驗(yàn)證某筆交易是否存在于區(qū)塊鏈中。審計(jì)時(shí)基于默克爾路徑的簡(jiǎn)化支付驗(yàn)證機(jī)制，驗(yàn)證數(shù)據(jù)真實(shí)性與完整性。驗(yàn)證流程包括：（1）提供原始數(shù)據(jù) D 及其哈希 H （2）提供對(duì)應(yīng)的數(shù)字簽名 s 及簽名者公鑰；（3）提供該數(shù)據(jù)在Merkle樹(shù)中的路徑證明；（4）比對(duì)鏈上存儲(chǔ)的根哈希，確保數(shù)據(jù)未被篡改。

通過(guò)上述流程的實(shí)施，生成包含標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、哈希值及Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的鏈上存證，為后續(xù)溯源提供基礎(chǔ)。

2企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)溯源路徑構(gòu)建

在財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)上鏈的基礎(chǔ)上，需構(gòu)建完整的溯源路徑，確保數(shù)據(jù)從生成、流轉(zhuǎn)到審計(jì)的全生命周期可追溯。該路徑基于時(shí)間戳鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、智能合約日志記錄驗(yàn)證2個(gè)核心機(jī)制實(shí)現(xiàn)，與上文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)上鏈形成閉環(huán)驗(yàn)證體系。

區(qū)塊鏈的每個(gè)區(qū)塊均嵌入精確時(shí)間戳（由權(quán)威時(shí)間源或共識(shí)機(jī)制認(rèn)證），確保財(cái)會(huì)操作嚴(yán)格按時(shí)間順序串聯(lián)。設(shè)第 i 個(gè)區(qū)塊的時(shí)間戳為 T_i ，其包含的數(shù)據(jù)哈希集合為 {H₁，H₂，…，H_n} ，則區(qū)塊間的鏈?zhǔn)疥P(guān)聯(lián)通過(guò)前一區(qū)塊哈希指針維護(hù)，形成不可篡改的時(shí)間鏈：

其中， H_pi 表示前一區(qū)塊的哈希，確保數(shù)據(jù)歷史順序不可逆。

智能合約被設(shè)計(jì)為能夠自動(dòng)、精確地記錄數(shù)據(jù)操作的全過(guò)程。每當(dāng)有數(shù)據(jù)新增、修改、作廢時(shí)，智能合約都會(huì)立即捕捉到這一行為并詳細(xì)記錄下操作的具體類(lèi)型[6。這種記錄不僅限于操作本身，更涵蓋了操作人員的身份信息以及操作完成后的數(shù)據(jù)哈希值。操作人員身份信息通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字簽名技術(shù)進(jìn)行加密和驗(yàn)證，確保了身份的真實(shí)性和不可偽造性[7]。而變更后的數(shù)據(jù)哈希值，則作為數(shù)據(jù)唯一性的標(biāo)識(shí)，被永久地記錄在區(qū)塊鏈上。

在記錄過(guò)程中，智能合約能夠在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)完成操作類(lèi)型的判斷、操作人員身份的驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)哈希值的計(jì)算和存儲(chǔ)，確保了數(shù)據(jù)操作記錄的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性[8]。這種自動(dòng)化的記錄方式，不僅大大減輕了人工記錄的負(fù)擔(dān)，更避免了因人為因素導(dǎo)致的記錄錯(cuò)誤或遺漏。

智能合約通過(guò)內(nèi)置的事件觸發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了日志與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)Merkle樹(shù)路徑的自動(dòng)綁定。每當(dāng)有數(shù)據(jù)操作發(fā)生時(shí)，智能合約都會(huì)觸發(fā)一個(gè)特定的事件，該事件會(huì)攜帶操作日志以及數(shù)據(jù)在Merkle樹(shù)中的路徑信息[9]。這些信息隨后被打包成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包，并通過(guò)區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制存儲(chǔ)于鏈上。

該方法通過(guò)時(shí)間鏈 + 操作日志的雙層溯源架構(gòu)，與數(shù)據(jù)上鏈機(jī)制銜接，形成從數(shù)據(jù)生成、存證到審計(jì)的全流程可信閉環(huán)，滿(mǎn)足企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)防篡改、可追溯、跨鏈協(xié)同的核心需求。

3溯源數(shù)據(jù)可信查詢(xún)

上述的時(shí)間戳鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與智能合約操作日志能提供完整的財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)溯源能力，在此基礎(chǔ)上，該方法設(shè)計(jì)了溯源數(shù)據(jù)可信查詢(xún)流程。

第一步，用戶(hù)需要輸入待查詢(xún)數(shù)據(jù)的哈希值。這個(gè)哈希值是數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈上的唯一標(biāo)識(shí)，通過(guò)它可以快速定位到包含該數(shù)據(jù)的相關(guān)區(qū)塊。若用戶(hù)輸入交易時(shí)間、金額或參與方ID等關(guān)鍵字段，溯源數(shù)據(jù)可信查詢(xún)模塊則會(huì)先通過(guò)鏈下索引服務(wù)或鏈上智能合約來(lái)查詢(xún)匹配的數(shù)據(jù)哈希集合。這一步驟旨在縮小搜索范圍，提高查詢(xún)效率。

第二步，利用區(qū)塊鏈瀏覽器檢索包含目標(biāo)哈希的區(qū)塊。在檢索過(guò)程中，獲取該區(qū)塊的詳細(xì)信息，包括區(qū)塊時(shí)間戳、默克爾根哈希以及前一區(qū)塊哈希。這些信息是驗(yàn)證數(shù)據(jù)真實(shí)性的關(guān)鍵依據(jù)。通過(guò)比對(duì)區(qū)塊時(shí)間戳，可以確認(rèn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間；而默克爾根哈希和前一區(qū)塊哈希則用于構(gòu)建區(qū)塊鏈的完整性和不可篡改性證明。獲取了區(qū)塊信息后，進(jìn)一步驗(yàn)證目標(biāo)數(shù)據(jù)是否真實(shí)存在于該區(qū)塊中。這一驗(yàn)證過(guò)程確保目標(biāo)數(shù)據(jù)的哈希值與區(qū)塊中記錄的一致。

第三步，進(jìn)行操作日志回溯，深人了解數(shù)據(jù)的變更歷史。用戶(hù)輸入數(shù)據(jù)哈希后，模塊會(huì)調(diào)用智能合約的查詢(xún)接口，獲取與目標(biāo)哈希關(guān)聯(lián)的所有操作日志。這些日志記錄了數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到當(dāng)前狀態(tài)的所有變更記錄。獲取操作日志后，該方法會(huì)將其按時(shí)間戳升序排列，以便清晰地展示數(shù)據(jù)的變更過(guò)程，同時(shí)對(duì)每條日志進(jìn)行嚴(yán)格的簽名驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證操作者的數(shù)字簽名，確認(rèn)日志的真實(shí)性和完整性，從而保障數(shù)據(jù)變更歷史的可信度。經(jīng)過(guò)簽名驗(yàn)證后，輸出數(shù)據(jù)變更的完整時(shí)間序列。

第四步，基于Merkle樹(shù)，驗(yàn)證歷史版本。用戶(hù)輸入操作日志中的歷史哈希后，模塊對(duì)每個(gè)歷史版本哈希進(jìn)行檢索，找到其所在區(qū)塊并獲取對(duì)應(yīng)的默克爾根。在獲取了默克爾根后，驗(yàn)證歷史數(shù)據(jù)的默克爾路徑證明。這一步驟涉及對(duì)Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的遍歷和比對(duì)，確保歷史數(shù)據(jù)的哈希值在Merkle樹(shù)中的路徑是正確的。若數(shù)據(jù)涉及刪除或作廢，則檢查智能合約中的狀態(tài)標(biāo)記，以確認(rèn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前狀態(tài)。

第五步，輸入需驗(yàn)證的跨鏈數(shù)據(jù)哈希A與數(shù)據(jù)哈希B。從鏈A的跨鏈合約中獲取關(guān)聯(lián)證明，驗(yàn)證鏈A的簽名權(quán)威性。比對(duì)鏈B的區(qū)塊頭，確認(rèn)數(shù)據(jù)哈希B的存在性，輸出跨鏈數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性證明及一致性狀態(tài)。

最終返回結(jié)構(gòu)化溯源報(bào)告，包含數(shù)據(jù)當(dāng)前狀態(tài)、操作歷史、完整性證明、跨鏈關(guān)聯(lián)。該方法通過(guò)多層級(jí)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的端到端可信溯源。

4實(shí)驗(yàn)測(cè)試

4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

將上文提出的可信溯源查詢(xún)方法設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組，劉煒等[1]、葛艷等[2]提出的2種傳統(tǒng)方法分別設(shè)置為對(duì)照組A與對(duì)照組B，對(duì)比3種方法的應(yīng)用效果。

實(shí)驗(yàn)基于HyperledgerFabric v2.4 搭建4節(jié)點(diǎn)聯(lián)盟鏈，硬件配置為16 核Intel Xeon Gold 6230 CPU、32GBDDR4內(nèi)存及1TBNVMeSSD，模擬企業(yè)級(jí)分布式環(huán)境。每個(gè)節(jié)點(diǎn)均部署在獨(dú)立服務(wù)器上，配備16核IntelXeonGold6230CPU及32GBDDR4內(nèi)存，確保系統(tǒng)具備強(qiáng)大的計(jì)算能力。節(jié)點(diǎn)間通過(guò)千兆以太網(wǎng)互聯(lián)，并采用TLS雙向認(rèn)證加密通信，以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

在軟件配置上，HyperledgerFabricv2.4支持動(dòng)態(tài)成員管理、私有數(shù)據(jù)集合以及Raft共識(shí)算法（采用3節(jié)點(diǎn)Orderer集群），為聯(lián)盟鏈提供了靈活且穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。為進(jìn)行充分測(cè)試，實(shí)驗(yàn)使用PythonFaker庫(kù)生成了100萬(wàn)條符合IS020022標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)字段包括交易ID、時(shí)間戳、金額、賬戶(hù)編號(hào)等，為后續(xù)的鏈上業(yè)務(wù)模擬與性能測(cè)試提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。具體的參數(shù)配置表如表2所示。

表2參數(shù)配置

4.2 查詢(xún)結(jié)果分析

為了量化不同數(shù)據(jù)量下3種溯源查詢(xún)方法的耗時(shí)差異，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：生成 1000～6000 條標(biāo)準(zhǔn)化財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)并注入3種方法。每條數(shù)據(jù)均包含5次歷史操作，模擬了從新增到修改3次，最終作廢的真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景。實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)選取每組數(shù)據(jù)量的 1% 條目，查詢(xún)其完整的操作歷史并發(fā)了10次相同查詢(xún)，取平均耗時(shí)作為最終指標(biāo)。同時(shí)使用Prometheus監(jiān)控工具記錄了從發(fā)起查詢(xún)到返回完整操作歷史及完整性證明的端到端時(shí)間，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性。對(duì)比結(jié)果如圖1所示。

圖1溯源查詢(xún)耗時(shí)對(duì)比

由圖1的對(duì)比結(jié)果得，應(yīng)用本文方法后，溯源查詢(xún)耗時(shí)最高不超過(guò) 100ms ，顯著低于2種傳統(tǒng)方法，表明本方法能夠很好地支撐企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)量，查詢(xún)效率優(yōu)勢(shì)顯著。

為了全面評(píng)估各方法的性能，實(shí)驗(yàn)還分別記錄了各方法在 20ms，40ms，60ms，80ms，100ms，120ms， 140ms 運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的吞吐率，即每秒事務(wù)處理量。對(duì)比結(jié)果如圖2所示。

圖2溯源查詢(xún)吞吐率對(duì)比

從圖2的對(duì)比結(jié)果可以看出，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，2種傳統(tǒng)溯源查詢(xún)方法的吞吐率大幅度下降，而文章所提方法在各運(yùn)行時(shí)間點(diǎn)均呈現(xiàn)最高吞吐率，表明其在應(yīng)對(duì)大量財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)溯源查詢(xún)時(shí)效率更優(yōu)。這主要得益于該方法對(duì)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、共識(shí)算法及查詢(xún)機(jī)制的綜合優(yōu)化，有效提升了方法整體性能。綜上所述，文章提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的瀕源查詢(xún)方法，在溯源查詢(xún)耗時(shí)和吞吐率方面均表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)，在企業(yè)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)可信溯源查詢(xún)領(lǐng)域具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)語(yǔ)

文章提出的基于區(qū)塊鏈的財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)溯源查詢(xún)方法，通過(guò)時(shí)間戳鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、智能合約操作日志、Merkle樹(shù)驗(yàn)證，構(gòu)建了一套完整的數(shù)據(jù)可信追溯體系。實(shí)驗(yàn)證明，該方法在溯源查詢(xún)耗時(shí)和吞吐率方面均表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供更高效、更可靠的數(shù)據(jù)溯源解決方案。在未來(lái)的研究中，將進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)塊鏈底層性能，使企業(yè)級(jí)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的多鏈協(xié)同管理實(shí)現(xiàn)更加高效的目標(biāo)，促進(jìn)財(cái)會(huì)數(shù)據(jù)的全生命周期可信管理邁向更高水平。

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（編輯戴啟潤(rùn)）

Trusted traceability query method for enterprise accounting data under blockchain technology

JIN Jiayi （Jilin Jixun Electric Power Technology Co.，Ltd.，ChangChun 130oOO，China）

Abstract：In response tothelow query efficiencyof traditional corporate financial data traceability methods，a trustworthy traceability query method for corporate financial data under blockchain technology isproposed.A mechanism for chaining financial datais designed，using hash algorithmsand Merkle-tree structures to standardizeand store keydata such as vouchers and ledgers onaconsortium chain，ensuring thatthe datacannot be tampered with.By constructing traceabilitypaths through timestamped chain associations，itachieves fullifecycle trackingof data.A trustworthyquery methodisdeveloped，combining smart contractautomaticverificationandpermissioncontrol， supporting eficient multi-dimensional queries.Experimental results show that after applying this method，under 1000～ （20 600O standardized financial data entries，the maximum querytime does not exceed lOOms.Moreover，as the runtime increases，itdemonstrates thehighest throughputatallruntime points，showinghighereficiency inhandling largescale financial data traceability queries.

Key words： blockchain technology；enterprise; accounting； data; trust； traceability；query