專題·區(qū)塊鏈｜霍煒：政務數(shù)據(jù)資源共享是區(qū)塊鏈技術(shù)自主創(chuàng)新的主戰(zhàn)場

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發(fā)表時間：2021-01-15 10:00

策劃說明

目前，已上升至多國國家戰(zhàn)略的區(qū)塊鏈行業(yè)迎來多個重大新機遇，給新冠疫情蔓延下的全球經(jīng)濟注入了一劑“強心針”：2020年4月，“產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈”被中國發(fā)改委納入新基建范疇，區(qū)塊鏈應用落地場景遍地開花；2020年12月10日，新加坡最大的商業(yè)銀行星展銀行正式宣布提供加密數(shù)字資產(chǎn)領域的一系列服務；今年1月4號，美國貨幣監(jiān)理署又批準美國銀行使用區(qū)塊鏈和穩(wěn)定幣新技術(shù)；截止發(fā)稿時，比特幣價格已突破4萬美元，并不斷在刷新歷史新高；此外，算力產(chǎn)業(yè)、分布式存儲在今年迎來了產(chǎn)業(yè)新浪潮。


作為信任機器，區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造了一種新的范式，連接金融服務所涉及的各參與方，能夠打破數(shù)據(jù)孤島，提高數(shù)據(jù)安全性，降低交易成本，增強風險控制能力，這對于探索解決數(shù)字政府數(shù)據(jù)有序共享、安全交互、可信協(xié)同、依法監(jiān)管等問題有重要作用。通過政務服務領域區(qū)塊鏈規(guī)模應用，以應用促創(chuàng)新，以規(guī)模助迭代，以集群建生態(tài)，加快突破密碼學等一批區(qū)塊鏈關鍵核心技術(shù)，對于我國數(shù)字政府建設和信息領域關鍵核心技術(shù)創(chuàng)新突破，都具有特別重要的意義。


產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈是當下區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展場景落地應用的重要突破口，但當下產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈的發(fā)展還處在初級階段，亂象叢生。區(qū)塊鏈作為一項新興技術(shù)并非萬能，并不能適用于所有領域。既要緊緊把握區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的寶貴機遇，把它作為我國核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，也要選擇適宜區(qū)塊鏈技術(shù)特點的應用領域和場景，以規(guī)模應用促技術(shù)創(chuàng)新突破，加速實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)的自主可控和安全可靠。


本專題匯集密碼、金融、公檢法等部門、行業(yè)及企業(yè)專家的學術(shù)研究，相關內(nèi)容也征求數(shù)十位院士及專家意見，對區(qū)塊鏈現(xiàn)狀、安全威脅等方面作出了深入研究和分析，圍繞政務數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同和公共服務體系建設，引導區(qū)塊鏈智慧應用進入發(fā)展正軌，探索區(qū)塊鏈的發(fā)展方向，促進區(qū)塊鏈應用和自主創(chuàng)新，把握最佳機遇和場景，提供輻射帶動更多領域的應用范例和支撐，使之成為驅(qū)動各行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量。



摘　要


數(shù)字政府建設的重點和難點在于推進跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務的政務數(shù)據(jù)有序共享和協(xié)同服務。區(qū)塊鏈是一種分布式數(shù)據(jù)存儲及處理技術(shù)，是密碼技術(shù)與分布式技術(shù)的創(chuàng)新融合，以去中心化方式形成一種新的“信任”機制，基于密碼技術(shù)解決身份和數(shù)據(jù)可信，基于分布式技術(shù)解決多方協(xié)同，從而打破數(shù)據(jù)流通和業(yè)務協(xié)作壁壘。以數(shù)字政府建設為契機，推動政務服務領域區(qū)塊鏈應用，有效解決數(shù)據(jù)有序共享、安全交互、可信協(xié)同、依法監(jiān)管等問題；同時，政務服務領域可為區(qū)塊鏈技術(shù)自主創(chuàng)新提供初始市場和先驗機會，通過政務領域區(qū)塊鏈規(guī)模應用，加速區(qū)塊鏈技術(shù)迭代創(chuàng)新，助力推動信息領域關鍵核心技術(shù)突破。密碼技術(shù)是區(qū)塊鏈技術(shù)的核心基礎支撐，要加強政務服務領域區(qū)塊鏈密碼應用與安全性評估，確保密碼應用合規(guī)正確有效。政務服務領域不能一個應用建一條鏈，防止形成新的“區(qū)塊鏈信息孤島”。

內(nèi)容目錄：

0　引　言
1　區(qū)塊鏈核心技術(shù)應立足自主創(chuàng)新
2　區(qū)塊鏈有效解決政務數(shù)據(jù)共享痛點
3　政務服務領域區(qū)塊鏈應用須依法規(guī)范
4　加強區(qū)塊鏈密碼應用與安全性評估
5　政務服務領域區(qū)塊鏈應用實踐與建議
6　結(jié)　語

00

引　言


《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》提出：“加強數(shù)字社會、數(shù)字政府建設，提升公共服務、社會治理等數(shù)字化智能化水平。擴大基礎公共信息數(shù)據(jù)有序開放，建設國家數(shù)據(jù)統(tǒng)一共享開放平臺”。數(shù)字政府建設旨在實現(xiàn)政府決策科學化、社會治理精準化、公共服務高效化、安全保障常態(tài)化，建設人民滿意的服務型政府。其根本途徑是基于統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、安全可靠的政務信息系統(tǒng)，推進跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務的政務數(shù)據(jù)有序共享和協(xié)同服務。政務數(shù)據(jù)具有基礎性、權(quán)威性、專業(yè)化、全覆蓋的特點，積極利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)手段，實現(xiàn)政務數(shù)據(jù)的開放共享和開發(fā)利用，對推進數(shù)字政府、智慧社會、數(shù)字經(jīng)濟建設都具有權(quán)威性引領作用。

區(qū)塊鏈是一種分布式數(shù)據(jù)存儲及處理技術(shù)，存儲信息具有公開透明、可以追溯、不可偽造、全程留痕等特點，以去中心化方式形成一種新的“信任”機制。區(qū)塊鏈是密碼技術(shù)與分布式技術(shù)的創(chuàng)新融合應用，從圖1可以看出，區(qū)塊鏈實質(zhì)上是基于密碼學原理的分布式共享賬本技術(shù)，通過密碼技術(shù)解決身份和數(shù)據(jù)可信，通過分布式技術(shù)解決多方協(xié)同，支持數(shù)據(jù)所用權(quán)和數(shù)據(jù)使用權(quán)的分離，解決數(shù)據(jù)孤島這一數(shù)據(jù)共享的痛點，從而打破信息流通和業(yè)務協(xié)作壁壘。

黨中央高度重視區(qū)塊鏈技術(shù)，強調(diào)要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，積極探索區(qū)塊鏈在信息基礎設施等領域的推廣應用，探索基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享模式，推動政務數(shù)據(jù)跨部門跨區(qū)域共同維護和利用，實現(xiàn)政務數(shù)據(jù)共享和流程協(xié)同，破解政務信息孤島，促進業(yè)務協(xié)同辦理，為民生領域提供更加智能、更加便捷、更加優(yōu)質(zhì)的公共服務。

國家已將區(qū)塊鏈納入新型基礎設施建設，區(qū)塊鏈將逐步優(yōu)先運用于承載復雜社會關系的政務服務領域，以數(shù)據(jù)集中和共享為途徑，推動技術(shù)融合、業(yè)務融合、數(shù)據(jù)融合，積極構(gòu)建全國信息資源共享體系。

圖1　區(qū)塊鏈是一種集成創(chuàng)新技術(shù)

當前，區(qū)塊鏈正從“以加密數(shù)字貨幣為特征”向“以通用的數(shù)據(jù)存儲及處理為特征”演化，并逐步改變社會關系與價值體系，同時衍生出新的技術(shù)生態(tài)。我國同美國等西方發(fā)達國家在區(qū)塊鏈核心算法等方面還存在一定差距，自主可控高性能區(qū)塊鏈系統(tǒng)建設尚未取得有效進展，區(qū)塊鏈自主可控密碼應用基礎還十分薄弱。美國政府近期公布了“國家關鍵技術(shù)和新興技術(shù)戰(zhàn)略”，區(qū)塊鏈技術(shù)被列為美國國家安全技術(shù)，實施嚴格出口管控或限制出口。

因此，以數(shù)字政府建設為契機，推動政務服務領域區(qū)塊鏈應用，探索解決數(shù)據(jù)有序共享、安全交互、可信協(xié)同、依法監(jiān)管等問題，同時，通過政務服務領域區(qū)塊鏈規(guī)模應用，以應用促創(chuàng)新，以規(guī)模助迭代，以集群建生態(tài)，加快突破密碼學等一批區(qū)塊鏈關鍵核心技術(shù)，對于我國數(shù)字政府建設和信息領域關鍵核心技術(shù)創(chuàng)新突破，都具有特別重要的意義。

01

區(qū)塊鏈核心技術(shù)應立足自主創(chuàng)新


區(qū)塊鏈實現(xiàn)了無中心的信任模型，通過采用雜湊算法、數(shù)字簽名算法、加密算法等密碼技術(shù)，以及共識機制、可信網(wǎng)絡通信信道等技術(shù)，實現(xiàn)證據(jù)固化，解決了交易記錄完整性和抗抵賴保護，在可信中心模式之外，開辟了一個實用化的分布式信任模式，降低了對中心權(quán)威機構(gòu)或中介機構(gòu)的依賴，提升了數(shù)據(jù)可信流動和生產(chǎn)效率。

區(qū)塊鏈作為新生事物，各方對其定義理解不盡相同。區(qū)塊鏈歷史可追溯到1976年，Bailey W. Diffie、Martin E. Hellman發(fā)表論文《密碼學的新方向》，提出了非對稱加密思想。1999年，P2P網(wǎng)絡資源共享Napster上線，各種密碼算法和網(wǎng)絡協(xié)議逐漸趨于完善，區(qū)塊鏈技術(shù)顯露雛形。

狹義來講，區(qū)塊鏈是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以鏈條方式組合成特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的去中心化共享總賬，可以說區(qū)塊鏈是一種單向鏈表，節(jié)點是數(shù)據(jù)區(qū)塊。

廣義來講，區(qū)塊鏈是利用加密鏈式區(qū)塊結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法生成和更新數(shù)據(jù)、利用自動化腳本代碼（智能合約）編程和操作數(shù)據(jù)的一種去中心化基礎架構(gòu)與分布式計算范式，可以說區(qū)塊鏈是一種分布式的基礎架構(gòu)和計算規(guī)則。

區(qū)塊鏈有可能是網(wǎng)絡世界的認知革命，促使我們重新思考如何去創(chuàng)建交易、存儲數(shù)據(jù)和交換資產(chǎn)。工業(yè)和信息化部發(fā)布的《區(qū)塊鏈參考架構(gòu)》將區(qū)塊鏈定義為一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)和管理事務處理的模式。

從密碼學視角看，區(qū)塊鏈是一種基于鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造的分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，并以密碼學方式保證鏈上數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造。區(qū)塊鏈創(chuàng)新應用了密碼學、對等網(wǎng)絡、共識機制、智能合約等多種技術(shù)，構(gòu)造出有別于單一信任主體的、多信任主體應用環(huán)境下的新型數(shù)據(jù)組織管理解決方案。

簡單地說，區(qū)塊鏈就是“密碼技術(shù)+分布式計算系統(tǒng)+鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。區(qū)塊鏈作為一種特殊底層技術(shù)構(gòu)建的分布式賬本，提供在弱中心/多中心下的賬本共識信任基點，在需要多方協(xié)商共識的業(yè)務場景中具有特殊應用價值。然而，作為區(qū)塊鏈核心安全機制實現(xiàn)基礎的密碼技術(shù)卻沒有得到足夠重視，密碼技術(shù)應用和實現(xiàn)缺陷，直接關系區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全和運行。

密碼是區(qū)塊鏈技術(shù)不可或缺的關鍵技術(shù)，居于核心基礎支撐地位。區(qū)塊鏈誕生于20世紀80年代的密碼朋克組織（Cypher-punk），先天具有濃厚的密碼學色彩。目前各方公認的第一篇區(qū)塊鏈論文《如何給數(shù)字文檔加時間戳》（How to Time-Stamp a Digital Document），涉及數(shù)字簽名、密碼雜湊算法、時間戳等密碼技術(shù)。當下熱炒的比特幣，大量使用密碼雜湊算法、公鑰密碼算法、SSL加密傳輸?shù)让艽a技術(shù)。

區(qū)塊鏈是密碼技術(shù)的一個富應用，在數(shù)據(jù)層面，大量使用密碼雜湊、數(shù)字簽名等密碼技術(shù)，進行賬本構(gòu)建和交易授權(quán)，以及在可選的隱私保護方案中使用數(shù)據(jù)加密、零知識證明和同態(tài)加密等密碼技術(shù)為用戶提供安全保障；在應用層面，選擇使用同態(tài)加密、安全多方計算、零知識證明和環(huán)簽名等密碼技術(shù)支持實現(xiàn)鏈上隱私保護；在通訊層面，利用密碼技術(shù)提供通訊加密、節(jié)點鑒別、消息完整性和匿名路由等技術(shù)支撐。

通過大量使用密碼技術(shù)，解決區(qū)塊鏈系統(tǒng)的四個關鍵問題：

一是構(gòu)建可信身份。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡多采用非對稱密碼機制中的公私鑰對，對用戶身份進行自我分散管理，公私鑰對是確立區(qū)塊鏈用戶身份的唯一憑證。公私鑰一般通過“數(shù)字資產(chǎn)錢包”保管，每個“數(shù)字資產(chǎn)錢包”可包含多對公私鑰，用戶用私鑰來簽名交易，用公鑰來驗證交易。

二是實現(xiàn)數(shù)據(jù)確權(quán)。區(qū)塊鏈上每筆交易都需要一個有效的數(shù)字簽名才可被存儲在區(qū)塊中，只有有效的私鑰才能產(chǎn)生有效的數(shù)字簽名，私鑰擁有者才能擁有資產(chǎn)的控制權(quán)。數(shù)字資產(chǎn)在交易時，經(jīng)用戶的私鑰簽名并進行廣播，區(qū)塊鏈中的所有人都可通過簽名和公鑰對交易有效性進行驗證，驗證通過即證明簽名者對數(shù)字資產(chǎn)的擁有權(quán)。

三是助力隱私保護。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中數(shù)據(jù)全網(wǎng)公開可見，極大降低了不法分子獲取與利用數(shù)據(jù)的難度。采用環(huán)簽名、零知識證明技術(shù)構(gòu)建隱私保護方案，實現(xiàn)對用戶和交易較強隱私保護。采用同態(tài)加密技術(shù)把需要保護的數(shù)據(jù)通過同態(tài)加密方式傳輸，能夠做到先運算后加密和先加密后運算得到相同的結(jié)果，用于解決交易隱私與登記確權(quán)之間的矛盾。

四是賦能共識安全。區(qū)塊鏈共識機制多采用密碼技術(shù)實現(xiàn)，基于工作量證明的共識算法（Proof of Work，PoW）通過所有節(jié)點競爭解答密碼學難題來獲得添加區(qū)塊的權(quán)力；在基于投票的共識算法中，用可驗證隨機函數(shù)（Verifiable Random Function，VRF）與拜占庭容錯（Byzantine Fault Tolerance，BFT）等共識算法集成，使用基于密碼技術(shù)的加密抽簽方法隨機選擇參與者來創(chuàng)建區(qū)塊。

區(qū)塊鏈核心技術(shù)自主可控的關鍵在密碼技術(shù)，密碼技術(shù)創(chuàng)新是區(qū)塊鏈核心技術(shù)自主可控的根本。一方面，密碼技術(shù)創(chuàng)新有助于提升區(qū)塊鏈運行效率。區(qū)塊鏈應用密碼算法確保數(shù)據(jù)不可篡改、抗抵賴，由于雜湊、數(shù)字簽名等密碼計算高頻使用，增加了區(qū)塊鏈節(jié)點計算負擔和時延，影響了節(jié)點數(shù)據(jù)處理效率，而共識機制所需的大量廣播通信，則限制了區(qū)塊鏈業(yè)務處理的吞吐率及可延展性。

此外，為了提高隱私性而使用的加密及零知識證明等方案，也增加了區(qū)塊鏈運行的代價。為了提供更高的安全性及計算效率，亟需加快突破輕量級密碼、高性能密碼計算實現(xiàn)等關鍵技術(shù)，進一步提升區(qū)塊鏈節(jié)點計算效率及安全保障；亟需加快突破高效共識協(xié)議，進一步縮短共識時延等。

另一方面，自主密碼技術(shù)賦能區(qū)塊鏈安全運行。區(qū)塊鏈底層應用了雜湊、公鑰密碼等密碼算法，這些算法隨著計算能力的提升以及未來量子計算的出現(xiàn)，可能會暴露出新的安全隱患。當前，國內(nèi)主流區(qū)塊鏈大都在開源區(qū)塊鏈底層平臺上開發(fā)，比如以太坊、超級賬本、Tendermint等，這幾個區(qū)塊鏈底層平臺均使用國外密碼算法和共識協(xié)議，雖然是開源平臺，但核心代碼主導權(quán)仍在開源管理者手里，隨時有“卡脖子”風險。

從對國內(nèi)區(qū)塊鏈平臺調(diào)研看，大量采用國外密碼算法實現(xiàn)，有的算法已經(jīng)警示有風險，有的在密鑰管理設計上存在嚴重安全漏洞，有的存在不可知的惡意“陷門”，區(qū)塊鏈技術(shù)安全可控存在高危風險。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，由于缺乏權(quán)威的密鑰管理中心，私鑰需要區(qū)塊鏈用戶自行負責保管，容易造成私鑰丟失或者被盜，導致用戶個人信息丟失乃至數(shù)字資產(chǎn)損失。

上面談到的公私鑰一般通過“數(shù)字資產(chǎn)錢包”保管，從圖2可以看出，公鑰和地址均能通過私鑰推算出來，對“數(shù)字資產(chǎn)錢包”來說，最重要的就是私鑰，私鑰的生成和存儲決定了資產(chǎn)安全與否，數(shù)字資產(chǎn)安全實質(zhì)就是私鑰安全，“數(shù)字資產(chǎn)錢包”是不是安全主要看它能否安全管理私鑰。

在網(wǎng)絡安全形勢日益嚴峻的情勢下，特別是在信息互聯(lián)網(wǎng)逐步向價值互聯(lián)網(wǎng)過渡的新時期，亟需結(jié)合國內(nèi)處理器、通用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、瀏覽器等基礎軟硬件的自主創(chuàng)新，著力研發(fā)自主可控的區(qū)塊鏈底層平臺，實現(xiàn)區(qū)塊鏈關鍵核心技術(shù)的自主可控和安全可靠。

圖2　區(qū)塊鏈公私鑰對及地址產(chǎn)生示意圖

02

區(qū)塊鏈有效解決政務數(shù)據(jù)共享痛點


作為一項新興技術(shù)，區(qū)塊鏈并非萬能，并不適用于所有領域，區(qū)塊鏈技術(shù)濫用導致產(chǎn)業(yè)亂象叢生。有些區(qū)塊鏈企業(yè)熱衷于通過首次代幣發(fā)行（Initial Coin Offering，ICO）進行非法集資、傳銷甚至欺詐，有些區(qū)塊鏈應用項目存在不切實際的宣傳和炒作，有些項目并沒有真正利用區(qū)塊鏈技術(shù)而是打著區(qū)塊鏈旗號進行非法謀利等。區(qū)塊鏈弱中心化/多中心化、難以篡改、可追溯等特點，使其在缺少權(quán)威方、業(yè)務多主體、彼此不信任等特定場景中具有應用價值。

相反，如果應用場景中存在可靠中心機構(gòu)，參與方信任中心機構(gòu)，這種場景下區(qū)塊鏈則沒有明顯技術(shù)優(yōu)勢，反而會因為技術(shù)復雜降低系統(tǒng)實現(xiàn)效率。區(qū)塊鏈因為能夠通過共識機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)屬的可靠管理，使得其在數(shù)據(jù)共享過程中全流程保證數(shù)據(jù)權(quán)屬確權(quán)，“誰在什么時候用了誰的數(shù)據(jù)”始終都能明確追蹤，提供抗抵賴保護，保障數(shù)據(jù)有序共享。

隨著我國數(shù)字政府和電子政務建設的深入推進，特別是一些政務服務事項要求做到全程網(wǎng)辦，客觀上需要加快推動政務數(shù)據(jù)的協(xié)議共享和業(yè)務協(xié)同，從根本上打破“數(shù)據(jù)煙囪”和“信息孤島”。區(qū)塊鏈技術(shù)為解決政務數(shù)據(jù)共享和政務流程協(xié)同，提供了有價值的解決方案。分布式的區(qū)塊鏈節(jié)點，幫助政務服務平臺在無權(quán)威第三方的情況下，在數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程中對數(shù)據(jù)完整性、來源真實性進行保障，從而確保數(shù)據(jù)的可信。由于驗證所需證據(jù)在所有業(yè)務發(fā)生時即完成同步，對數(shù)據(jù)驗證環(huán)節(jié)能夠在本地完成，從而提高了驗證效率。

區(qū)塊鏈在政務領域典型應用的特點體現(xiàn)在四個方面：

一是為數(shù)據(jù)確權(quán)。從圖3可以看出，區(qū)塊中的所有數(shù)據(jù)和交易按照默克爾樹（Merkle tree）的形式組織在一起。區(qū)塊鏈使用密碼算法保障數(shù)據(jù)的完整性和抗抵賴性，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確確權(quán)和權(quán)屬關系有序轉(zhuǎn)移。區(qū)塊鏈可實現(xiàn)數(shù)據(jù)流通過程可信追溯，為解決政務數(shù)據(jù)使用過程中歸屬權(quán)、管理權(quán)和使用權(quán)界定等難題提供技術(shù)支撐。結(jié)合公私密鑰，政務數(shù)據(jù)一經(jīng)產(chǎn)生就確定了歸屬權(quán)與管理權(quán)，可以為后續(xù)授權(quán)使用明晰權(quán)限。結(jié)合智能合約等技術(shù)，還可以進一步明晰數(shù)據(jù)共享與業(yè)務協(xié)同過程中的使用權(quán)。

二是為數(shù)據(jù)守護。區(qū)塊鏈通過密碼技術(shù)解決了數(shù)據(jù)的“邏輯安全”（Security），通過分布式賬本解決了數(shù)據(jù)的“物理安全”（Safety），通過多中心化的系統(tǒng)實現(xiàn)了服務的高度可用性(Availability)，保障了即使在部分服務器遭受網(wǎng)絡惡意攻擊甚至被入侵的情況下，數(shù)據(jù)仍然不丟失，服務仍然高度可用，更好的保護了關鍵政務數(shù)據(jù)。

三是為數(shù)據(jù)排障。區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建多方可信協(xié)同環(huán)境，為政務部門提供新的技術(shù)工具、協(xié)同平臺和基礎設施。結(jié)合安全多方計算等技術(shù)，政務各部門在對外無需提供原始數(shù)據(jù)的前提下，實現(xiàn)對其數(shù)據(jù)有關的函數(shù)計算，解決互不信任的參與方之間保護隱私的協(xié)同計算問題，打通政務數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)政務數(shù)據(jù)跨部門、跨地區(qū)、跨層次的共同維護和利用，促進業(yè)務協(xié)同辦理。目前限制政務數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)主權(quán)歸屬問題，通過聯(lián)盟鏈機制可較好解決。

四是為數(shù)據(jù)賦能。區(qū)塊鏈可以通過智能合約及微服務等方案自動化執(zhí)行預先設定的規(guī)則，打通現(xiàn)實世界與數(shù)字世界交互的橋梁。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)城市政務數(shù)據(jù)全流程存證，解決技術(shù)局限造成的監(jiān)管缺位，增強城市數(shù)據(jù)監(jiān)督管控能力，為后期核驗、舉證提供證據(jù)，提升政府公信力。以區(qū)塊鏈為底層的信任基礎設施可以賦能各個行業(yè)，有力推動數(shù)字政府建設進入全新階段。

圖3　區(qū)塊按照默克爾樹（Merkle tree）的形式組織

區(qū)塊鏈是大數(shù)據(jù)應用的重要支撐。區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)權(quán)屬關系保護方面的技術(shù)優(yōu)勢，為數(shù)據(jù)交互和“交易”實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎。利用區(qū)塊鏈可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生的專業(yè)分工，支持多可信來源的數(shù)據(jù)綜合分析，從而實現(xiàn)更加高效和準確地大數(shù)據(jù)綜合分析利用。

因此，政務服務領域的數(shù)據(jù)可信共享和協(xié)同應用，將是區(qū)塊鏈技術(shù)在政務信息化中的主戰(zhàn)場。在政務信息系統(tǒng)建設中切忌“拿著錘子找釘子”，要選擇合適的場景，開展有針對性的應用。需要注意的是，區(qū)塊鏈更多是針對“小數(shù)據(jù)”的技術(shù)，適合上鏈的多是高價值、防篡改、需要多方確認或多方流程協(xié)同的重要數(shù)據(jù)，不要為了用區(qū)塊鏈而建設區(qū)塊鏈。

03

政務服務領域區(qū)塊鏈應用須依法規(guī)范


政務服務領域的區(qū)塊鏈應用場景具有自上而下、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署的獨特優(yōu)勢。全國半數(shù)以上省份發(fā)布支持區(qū)塊鏈政務應用的政策文件，為推動區(qū)塊鏈在政務服務領域的應用提供了堅實基礎，使得應用規(guī)模迅速擴大。但通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一些省區(qū)市政務區(qū)塊鏈建設，大多數(shù)模式是“搞一個應用建一條鏈”，沒有進行統(tǒng)一的頂層設計和規(guī)劃。由于各區(qū)塊鏈底層技術(shù)的異構(gòu)以及跨鏈數(shù)據(jù)交互及互相認證機制的缺乏，導致政務數(shù)據(jù)和資源無法復用，從而在已有的政務信息孤島基礎上，逐步形成了新的“區(qū)塊鏈信息孤島”。

在政務服務領域推進區(qū)塊鏈應用，要遵守國家有關政務信息化建設的法律法規(guī)要求。密碼是區(qū)塊鏈的核心基礎支撐技術(shù)，政務服務領域區(qū)塊鏈技術(shù)和應用要符合《中華人民共和國密碼法》和《國家政務信息化項目建設管理辦法》中有關密碼的管理要求。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)作為新興信息網(wǎng)絡技術(shù)，還要符合《中華人民共和國網(wǎng)絡安全法》和國家相關要求，在規(guī)劃、建設和運行階段都要做到合法、合規(guī)、合標準。在政務服務領域推進區(qū)塊鏈應用，關鍵要把握好兩個關鍵點：

一方面，要立足修自己的路。要建立統(tǒng)一的政務服務領域區(qū)塊鏈技術(shù)和應用規(guī)范，保證局部服務完備，結(jié)合部銜接順暢，全局業(yè)務可統(tǒng)籌，逐步構(gòu)建通達的區(qū)塊鏈路網(wǎng)。在一定區(qū)域內(nèi)部署一套能夠滿足政務服務場景需求的政務區(qū)塊鏈基礎設施，在其上圍繞政務服務領域業(yè)務需求，逐步形成數(shù)據(jù)流通、開放與共享能力，同時從政務業(yè)務出發(fā)，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的數(shù)字政府治理架構(gòu)。從策略上看，可優(yōu)先選擇社會急需的領域開展試點示范，比如政務協(xié)同、公共服務、政務監(jiān)管、數(shù)字身份、基層治理、陽光司法、社會救助、精準扶貧、疫情防控、生態(tài)環(huán)境等，以試點示范輻射帶動其他領域的規(guī)范應用。

另一方面，要立足跑自己的車。要選用具備自主知識產(chǎn)權(quán)的區(qū)塊鏈底層技術(shù)，保證數(shù)據(jù)全生命周期中關鍵部件進而全部部件進而系統(tǒng)整體自主、可控、高效。底層技術(shù)的自主可控是確保政務服務領域在安全可信環(huán)境下協(xié)同發(fā)展的關鍵，要堅持發(fā)展從架構(gòu)到代碼的自主創(chuàng)新能力，堅持使用國家認可的密碼算法體系進行區(qū)塊鏈平臺開發(fā)，讓區(qū)塊鏈平臺滿足自主可控運行環(huán)境，滿足相關法規(guī)和標準要求，為政務服務領域提供安全可靠的區(qū)塊鏈基礎設施。

04

加強區(qū)塊鏈密碼應用與安全性評估


密碼安全支撐區(qū)塊鏈安全，區(qū)塊鏈安全也影響著密碼安全，必須依照《中華人民共和國密碼法》規(guī)定和相關要求對區(qū)塊鏈密碼應用開展安全性評估，確保區(qū)塊鏈密碼應用的合規(guī)性、正確性和有效性。2019年12月，國務院辦公廳印發(fā)《國家政務信息化項目建設管理辦法》，要求政務信息化項目建設單位，應同步規(guī)劃、同步建設、同步運行密碼保障系統(tǒng)并定期開展密碼應用安全性評估，不符合密碼應用要求的政務信息系統(tǒng)，不安排運行維護經(jīng)費，項目建設單位不得新建、改建、擴建政務信息系統(tǒng)。

密碼應用合規(guī)性是基本，其內(nèi)涵包括兩個方面：一方面，區(qū)塊鏈使用的密碼算法、密碼技術(shù)要符合法律法規(guī)的規(guī)定和密碼相關標準；另一方面，區(qū)塊鏈使用的密碼產(chǎn)品和密碼服務要由具備資格的機構(gòu)認證合格，密碼算法、技術(shù)的實現(xiàn)和密鑰管理功能，設計、開發(fā)、研制所需的專業(yè)性很強，稍有不慎就可能埋下安全隱患。特別是密鑰安全方面，自行設計的密碼軟件經(jīng)常將密鑰明文存放，或者密鑰生成安全強度不夠，給區(qū)塊鏈帶來巨大安全隱患，用這樣的密碼算法，比不用密碼更可怕、威脅更大。密碼應用正確性是關鍵，選用了合規(guī)的密碼算法、密碼技術(shù)、密碼產(chǎn)品和密碼服務，如果不能正確地設計、實現(xiàn)、部署和應用，同樣也無法發(fā)揮密碼預期作用。

與此同時，密碼學算法與系統(tǒng)的高度耦合，也需要確保每個獨立模塊都安全的情況下系統(tǒng)整體仍然是安全的，避免出現(xiàn)1+1<2的情況。對于區(qū)塊鏈運營者而言，最主要的是不要“想當然”和“自創(chuàng)”密碼技術(shù)及隨意添加新的系統(tǒng)模塊或未經(jīng)證明修改已有的模塊，要嚴格按照密碼相關標準以及產(chǎn)品服務安全策略，進行密碼應用部署。比如身份鑒別協(xié)議沒有按照相關國家標準實現(xiàn)，會導致假冒、重放等攻擊。密碼應用有效性是目的，不同的應用場景和安全需求，會有不同的密碼應用方案，有效性評估的核心就是判定區(qū)塊鏈密碼保障系統(tǒng)是否發(fā)揮了實際效用，是否解決了區(qū)塊鏈系統(tǒng)面臨的安全問題。

按照GM/T 0054-2018《信息系統(tǒng)密碼應用基本要求》，區(qū)塊鏈密碼應用安全性評估主要從五方面開展，具體見表1。

一是物理和環(huán)境安全。要測評分布在不同地點的區(qū)塊鏈節(jié)點及其設備部署的物理環(huán)境是否采用密碼技術(shù)對場所、監(jiān)控設備等實施了訪問控制；是否采用密碼技術(shù)對物理訪問控制記錄、控制信息等物理和環(huán)境的敏感信息數(shù)據(jù)實施完整性保護；是否采用密碼技術(shù)實現(xiàn)的電子門禁系統(tǒng)等。

二是網(wǎng)絡和通信安全。要測評是否采用密碼技術(shù)對連接到鏈上的設備、通信的各節(jié)點之間及多節(jié)點之間進行認證；是否采用密碼技術(shù)保證通信過程中數(shù)據(jù)的完整性、敏感信息數(shù)據(jù)字段或整個報文的機密性；是否采用密碼技術(shù)建立安全信息傳輸通道對網(wǎng)絡中的安全設備或安全組件進行集中管理等。

三是設備和計算安全。要測評是否采用密碼技術(shù)對登錄節(jié)點設備的用戶進行身份鑒別；是否采用密碼技術(shù)保證區(qū)塊鏈設備資源訪問控制信息、重要信息資源敏感標記、重要程序或文件（比如智能合約）、日志記錄等進行完整性保護等。

四是應用和數(shù)據(jù)安全。要測評是否采用密碼技術(shù)對登錄區(qū)塊鏈應用系統(tǒng)的用戶、參與共識的各方實現(xiàn)身份鑒別；是否采用密碼技術(shù)保證重要數(shù)據(jù)在傳輸、存儲過程中的機密性和完整性；是否采用密碼技術(shù)實現(xiàn)實體行為的不可否認性等。

五是密鑰管理安全。密鑰管理安全是保證密碼技術(shù)安全的關鍵和前提，也是目前區(qū)塊鏈開發(fā)和應用中最為薄弱和混亂的地方，要堅持對區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)各層密鑰開展測評，包括密鑰生成、存儲、分發(fā)、導入/導出、使用、更新、備份/恢復、歸檔與銷毀等環(huán)節(jié)，是否保證其安全性。


05

政務服務領域區(qū)塊鏈應用實踐與建議


區(qū)塊鏈技術(shù)可以為數(shù)字政府數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和共享構(gòu)建真實、不可抵賴的安全機制，提供一套較為完整的政務數(shù)據(jù)治理架構(gòu)，起到持續(xù)優(yōu)化營商環(huán)境、提升政務服務體驗的顯著效果。2020年6月30日，全國首個基于自主區(qū)塊鏈平臺的區(qū)級政務區(qū)塊鏈基礎設施——深圳坪山區(qū)政務區(qū)塊鏈平臺正式上線。坪山區(qū)政務區(qū)塊鏈基礎設施基于“自主代碼、自主密碼”的聚龍鏈開源平臺，構(gòu)建了“1+M+N”的體系化政務區(qū)塊鏈解決方案，即1個區(qū)塊鏈基礎設施（主鏈）+M個應用子鏈+N個區(qū)塊鏈節(jié)點。通過1+M+N模式，在解決跨部門協(xié)同合作、跨部門數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化政務辦事流程的同時，先行示范了區(qū)塊鏈應用頂層設計和統(tǒng)一規(guī)劃，解決了底層技術(shù)平臺各異、資源無法復用、跨鏈認證困難等難題，防止了在政務服務領域形成新的“區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)孤島”。

從全國來看，政務服務領域區(qū)塊鏈應用尚缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，亟需重點研究解決四個問題：

一是加強政務服務領域區(qū)塊鏈頂層設計，將區(qū)塊鏈融入國家電子政務總體架構(gòu)，并研究相關法律和政策問題。

二是出臺區(qū)塊鏈政務應用的技術(shù)標準和規(guī)范，明確區(qū)塊鏈產(chǎn)品準入標準，制定符合國家密碼法律法規(guī)和網(wǎng)絡安全管理要求的區(qū)塊鏈基礎設施名錄，解決跨部門協(xié)同合作、跨部門數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化政務辦事流程問題，杜絕不同應用建設不同鏈的現(xiàn)象，從技術(shù)上攻克底層平臺各異、資源無法復用、跨鏈認證困難等難題，堅決遏制產(chǎn)生新的信息孤島。

三是堅持自主創(chuàng)新驅(qū)動，構(gòu)建具有自主代碼、自主密碼的區(qū)塊鏈底層平臺，提出一套完整的區(qū)塊鏈治理架構(gòu)及運維方案，持續(xù)優(yōu)化政務應用服務體驗，切實保障政務服務領域區(qū)塊鏈應用合法合規(guī)和密鑰安全。

四是堅持按需建設，避免不區(qū)分業(yè)務適用性及實際價值，為“使用區(qū)塊鏈”而建設區(qū)塊鏈，確保有限的信息化資源用在有應用價值的場景，切實為政務服務發(fā)揮正面效益。

國際著名政治經(jīng)濟學家琳達·維斯在對美國技術(shù)發(fā)展史進行深入研究后指出：“政府采購要比政府提供研發(fā)資金更能推動顛覆式創(chuàng)新或核心技術(shù)創(chuàng)新。美國聯(lián)邦政府機構(gòu)建立了以政府采購為驅(qū)動的最強大的技術(shù)發(fā)展模式”。政府采購在美國計算機、大飛機、芯片產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)等眾多核心技術(shù)原始創(chuàng)新中發(fā)揮了關鍵性主導作用。

我國可借鑒美國等西方國家多年的成功做法，在適用世界貿(mào)易組織（World Trade Organization，WTO）和政府采購協(xié)議（Government Procurement Agreement，GPA）相關規(guī)則下，積極發(fā)揮政府采購在支持包括區(qū)塊鏈技術(shù)在內(nèi)的關鍵核心技術(shù)創(chuàng)新上的重要政策工具作用。

當前，國內(nèi)正在推進基礎軟硬件等關鍵核心技術(shù)創(chuàng)新攻關，政府部門應加大對新技術(shù)新應用采購力度，支持政務服務領域區(qū)塊鏈技術(shù)規(guī)模應用，為區(qū)塊鏈初創(chuàng)企業(yè)和創(chuàng)新技術(shù)提供初始市場和先驗機會，通過規(guī)模應用實現(xiàn)技術(shù)快速迭代升級，盡快攻克一批關鍵核心技術(shù)，在區(qū)塊鏈技術(shù)應用和發(fā)展上有更多的話語權(quán)和主導權(quán)。

06

結(jié)　語


區(qū)塊鏈作為一項新興技術(shù)并非萬能，并不能適用于所有領域。既要緊緊把握區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的寶貴機遇，把它作為我國核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，也要選擇適宜區(qū)塊鏈技術(shù)特點的應用領域和場景，以規(guī)模應用促技術(shù)創(chuàng)新突破，加速實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)的自主可控和安全可靠。數(shù)字政府建設特別是政務數(shù)據(jù)資源共享，為區(qū)塊鏈應用和自主創(chuàng)新提供了最佳機遇和場景，要圍繞政務數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同和公共服務體系建設，不斷熟化區(qū)塊鏈和密碼技術(shù)、產(chǎn)品、服務與方案，為輻射帶動更多領域的應用提供范例和支撐。需要說明的是，本文為作者在校研學心得，僅代表個人觀點。
專題系列文章預告
1、基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享解決方案
2、區(qū)塊鏈的應用：安全威脅與解決策略
3、公檢法基于區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)共建證據(jù)鏈
4、區(qū)塊鏈在數(shù)字金融技術(shù)體系中的發(fā)展與挑戰(zhàn)

引用本文：霍煒.政務數(shù)據(jù)資源共享是區(qū)塊鏈技術(shù)自主創(chuàng)新的主戰(zhàn)場[J].信息安全與通信保密,2021(1):2-13.