政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份：邏輯、架構(gòu)與路徑

李佩蓉 李?yuàn)檴?付熙雯/西北大學(xué)公共管理學(xué)院

當(dāng)前我國(guó)政府正在向數(shù)字化和信息化轉(zhuǎn)型，智慧政務(wù)的建設(shè)逐漸升溫。作為數(shù)字化政府建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，政務(wù)數(shù)據(jù)已在政務(wù)領(lǐng)域得到全面深入的應(yīng)用，并從以往各部門獨(dú)立存儲(chǔ)向多部門、多類型數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化[1]。隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的引入及智慧政務(wù)的發(fā)展，政務(wù)數(shù)據(jù)所面臨的數(shù)據(jù)竊取、數(shù)據(jù)泄露、數(shù)據(jù)丟失等安全風(fēng)險(xiǎn)越發(fā)凸顯。政府機(jī)構(gòu)往往以國(guó)家綜合檔案館為依托建立本行政區(qū)域的電子文件（數(shù)據(jù)）備份中心，來防范電子文件及政務(wù)數(shù)據(jù)的管理風(fēng)險(xiǎn)[2]。但這種集中式存儲(chǔ)模式存在弊端，例如存儲(chǔ)軟件信任機(jī)制不完備，有效的針對(duì)跨領(lǐng)域、多部門的政務(wù)數(shù)據(jù)容災(zāi)備份機(jī)制缺失等[3]。政務(wù)數(shù)據(jù)備份始終面臨著數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)及信任危機(jī)。

區(qū)塊鏈為解決政務(wù)數(shù)據(jù)備份難題提供了新思路。區(qū)塊鏈作為一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計(jì)算范式[4]，可提供基于共識(shí)機(jī)制的系統(tǒng)協(xié)同解決方案，在各個(gè)場(chǎng)景中都有潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值。習(xí)近平總書記在十九屆中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出，要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，探索利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享模式，實(shí)現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)跨部門、跨區(qū)域共同維護(hù)和利用，促進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同辦理。區(qū)塊鏈從本質(zhì)上可理解為一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理及應(yīng)用技術(shù)的革新[5]，能夠有效實(shí)現(xiàn)智慧政務(wù)中智能化的政務(wù)數(shù)據(jù)備份。

1 區(qū)塊鏈與政務(wù)數(shù)據(jù)備份的邏輯契合點(diǎn)

保障政務(wù)數(shù)據(jù)備份的真實(shí)完整性，更新管理理念是前提，先進(jìn)管理技術(shù)的支持是關(guān)鍵[6]。區(qū)塊鏈作為政務(wù)數(shù)據(jù)備份的關(guān)鍵技術(shù)支持，同政務(wù)數(shù)據(jù)備份 “完整、安全、共建”的要求不謀而合。

首先，區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制解決政務(wù)數(shù)據(jù)備份的信任問題。傳統(tǒng)信息共享要借助第三方，從而業(yè)務(wù)協(xié)同共享難、共享效率低[7]。在政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份中，經(jīng)過認(rèn)證的政務(wù)系統(tǒng)才能參與備份，在技術(shù)上解決了備份網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)入機(jī)制問題，更重要的是在參與備份的政府機(jī)構(gòu)間建立起了基于代碼的信任，使其不必借助第三方，利用數(shù)學(xué)算法安全、公平地完成政務(wù)數(shù)據(jù)備份。

其次，區(qū)塊鏈的防篡改機(jī)制保障政務(wù)數(shù)據(jù)備份的安全。區(qū)塊鏈?zhǔn)褂梅菍?duì)稱加密技術(shù)，以信息加密、數(shù)字簽名和登錄認(rèn)證等密碼學(xué)方式保證上鏈數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造。在跨領(lǐng)域、多部門的政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份中，以加密算法規(guī)避單個(gè)政府機(jī)構(gòu)政務(wù)系統(tǒng)內(nèi)政務(wù)數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險(xiǎn)。利用公鑰、私鑰等非對(duì)稱數(shù)字加密技術(shù)劃分備份數(shù)據(jù)密級(jí)，建立嚴(yán)格的備份數(shù)據(jù)加密機(jī)制，在備份活動(dòng)的公開性及備份數(shù)據(jù)的機(jī)密性之間創(chuàng)設(shè)新的平衡。

此外，區(qū)塊鏈的可追溯機(jī)制能夠滿足政務(wù)數(shù)據(jù)備份的容災(zāi)需求。數(shù)據(jù)備份本身就應(yīng)是數(shù)據(jù)容災(zāi)的重要實(shí)現(xiàn)途徑[8]。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)備份多為集中式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)服務(wù)器的可靠性和安全性較差。而區(qū)塊鏈分布式的存儲(chǔ)方式使得每一個(gè)參與備份的政府機(jī)構(gòu)都能實(shí)時(shí)、獨(dú)立、完整地存儲(chǔ)所有機(jī)構(gòu)的政務(wù)數(shù)據(jù)，并在動(dòng)態(tài)更新的情況下確保備份數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。更重要的是，鏈上數(shù)據(jù)帶有時(shí)間戳，可被全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)審查追溯，便于備份數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)追蹤恢復(fù)以及備份故障定位和故障重現(xiàn)。

2 基于區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)架構(gòu)

本文提出了基于區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)架構(gòu)由備份資源、備份平臺(tái)、備份策略和備份模型組成，融合了區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)、OAIS模型和電子政務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)模塊和層次，能夠?yàn)檎?wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份提供有效方案。

1.1 備份資源體系：鑒定備份數(shù)據(jù)等級(jí)

備份資源是政務(wù)系統(tǒng)中需要備份的政務(wù)數(shù)據(jù)，是備份系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)。由于區(qū)塊鏈成本極高，并且不是所有的政務(wù)數(shù)據(jù)都有備份的價(jià)值，因此各政府機(jī)構(gòu)可根據(jù)自身組織及主要任務(wù)活動(dòng)的特性，合理劃分政務(wù)數(shù)據(jù)備份范圍，建立政務(wù)數(shù)據(jù)備份的等級(jí)制度，從海量數(shù)據(jù)中篩選出部分政務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，實(shí)現(xiàn)重要政務(wù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期安全保存。

區(qū)塊鏈多方參與、透明公開、共建共享的特點(diǎn)，決定了各政府機(jī)構(gòu)間的政務(wù)數(shù)據(jù)聯(lián)合異地備份模式，包括兩地互援備份和區(qū)域多地備份等。在具體備份策略的選擇上，應(yīng)以增量備份、差異備份及系統(tǒng)備份為主。此外，考慮到政務(wù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期可讀有效，還應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)備份：將政務(wù)數(shù)據(jù)連同相關(guān)的操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序進(jìn)行備份，防止因系統(tǒng)和應(yīng)用更新?lián)Q代，造成相關(guān)軟件或應(yīng)用平臺(tái)的缺失、不兼容而使得數(shù)據(jù)無法讀出[9]。

2.2 備份系統(tǒng)平臺(tái)：依托電子政務(wù)系統(tǒng)

要高效地備份各政府機(jī)構(gòu)政務(wù)系統(tǒng)中海量政務(wù)數(shù)據(jù)，以及記錄整理備份過程中眾多業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，備份系統(tǒng)平臺(tái)的搭建成為關(guān)鍵。政務(wù)數(shù)據(jù)備份本身就是電子政務(wù)系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，基于區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)平臺(tái)也應(yīng)該嵌入進(jìn)電子政務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)中，是電子政務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的重要模塊之一。各參與備份的政府機(jī)構(gòu)之間應(yīng)積極溝通協(xié)調(diào)，對(duì)政務(wù)數(shù)據(jù)備份活動(dòng)中政務(wù)數(shù)據(jù)的對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)塊鏈的運(yùn)作流程、平臺(tái)的功能模塊等達(dá)成統(tǒng)一意見，研發(fā)出一個(gè)由區(qū)塊鏈作為技術(shù)支撐的政務(wù)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)平臺(tái)，并將其嵌入進(jìn)各政府機(jī)構(gòu)自身的電子政務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中。在不影響各機(jī)構(gòu)政務(wù)活動(dòng)正常運(yùn)作的同時(shí)，確保各機(jī)構(gòu)都能參與進(jìn)基于同一備份系統(tǒng)平臺(tái)的政務(wù)數(shù)據(jù)備份工作中，確保備份活動(dòng)的程序化運(yùn)作，提升備份效率，保障政務(wù)系統(tǒng)中所備份政務(wù)數(shù)據(jù)的安全。

2.3 備份基本模型：網(wǎng)狀的數(shù)據(jù)交換存取

區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)或多個(gè)政府機(jī)構(gòu)之間的政務(wù)數(shù)據(jù)交換與長(zhǎng)期保存的過程，可借鑒OAIS模型建立政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的備份模型。以政府機(jī)構(gòu)A和政府機(jī)構(gòu)B間的政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份為例，政府機(jī)構(gòu)A將所需備份的政務(wù)數(shù)據(jù)上鏈，打包成區(qū)塊信息包，傳輸給政府機(jī)構(gòu)B，政府機(jī)構(gòu)B完成區(qū)塊信息包的接收、存儲(chǔ)、管理過程，在政府機(jī)構(gòu)A需要這些政務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，再以區(qū)塊信息包的形式傳輸給政府機(jī)構(gòu)A，政府機(jī)構(gòu)A就能夠讀取到當(dāng)初所備份的數(shù)據(jù)。政府機(jī)構(gòu)B的政務(wù)數(shù)據(jù)備份與此同理。

在政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份中，參與的政府機(jī)構(gòu)可以是多個(gè)。若政府機(jī)構(gòu)A、B、C、D、E共同參與備份，政府機(jī)構(gòu)A的政務(wù)數(shù)據(jù)能夠在政府機(jī)構(gòu)B、C、D、E中完成實(shí)時(shí)同步備份，且能夠存取政府機(jī)構(gòu)B、C、D、E的政務(wù)數(shù)據(jù)。這種扁平化、網(wǎng)狀的政務(wù)數(shù)據(jù)交換存取備份模型，減少了參與備份的政府機(jī)構(gòu)間的溝通信任成本，并能夠有效降低政務(wù)數(shù)據(jù)在備份中可能遇到的各類風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 備份技術(shù)架構(gòu)：區(qū)塊鏈與電子政務(wù)系統(tǒng)的融合

政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份技術(shù)架構(gòu)的核心是實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)與電子政務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的融合，使區(qū)塊鏈架構(gòu)嵌入電子政務(wù)系統(tǒng)模塊之中，以此實(shí)現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊信息包的接受、存儲(chǔ)與存取。政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份技術(shù)架構(gòu)包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、合約層和應(yīng)用層5個(gè)層級(jí)。數(shù)據(jù)層中的政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊信息包以及區(qū)塊加密算法，要同電子政務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)中的政務(wù)數(shù)據(jù)及交換數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)；網(wǎng)絡(luò)層中，區(qū)塊信息包的傳播和驗(yàn)證機(jī)制要能夠在政務(wù)局域網(wǎng)中正常運(yùn)行；共識(shí)層封裝各政府機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的各類共識(shí)算法，助力電子政務(wù)系統(tǒng)管理參與備份的成員；合約層中的各類腳本、算法和智能合約，制定政府機(jī)構(gòu)之間備份的規(guī)則；應(yīng)用層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)讀取，支撐電子政務(wù)系統(tǒng)中的政務(wù)協(xié)同、公文辦理等具體業(yè)務(wù)應(yīng)用。

3 基于區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份的實(shí)施路徑

3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)路徑：從區(qū)塊鏈技術(shù)到思維

區(qū)塊鏈不僅僅是技術(shù)，更是一種以精巧技術(shù)架構(gòu)為依托，完成資源公平分配的思維。區(qū)塊鏈引入政務(wù)數(shù)據(jù)備份，對(duì)電子政務(wù)發(fā)展有著更為深刻的意義。當(dāng)政務(wù)數(shù)據(jù)被區(qū)塊鏈完整、可追溯地備份，政務(wù)活動(dòng)的原貌被客觀真實(shí)地記錄下來，以數(shù)據(jù)為要素的政務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制的建立就成為可能。此外，區(qū)塊鏈的應(yīng)用還將倒逼電子政務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的升級(jí)，以政務(wù)數(shù)據(jù)備份模塊的更新促進(jìn)整個(gè)電子政務(wù)系統(tǒng)的革新，加速政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到政務(wù)大數(shù)據(jù)時(shí)代區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的重要性和必要性，培養(yǎng)區(qū)塊鏈思維。在價(jià)值觀培養(yǎng)方面，要號(hào)召更多的政府工作人員關(guān)注區(qū)塊鏈給政務(wù)數(shù)據(jù)管理帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，積極主動(dòng)促成區(qū)塊鏈備份政務(wù)數(shù)據(jù)的跨地區(qū)、跨層級(jí)的備份戰(zhàn)略合作；在技能培養(yǎng)方面，開展與區(qū)塊鏈技術(shù)、區(qū)塊鏈政務(wù)系統(tǒng)技能相關(guān)的培訓(xùn)班，提升政府工作人員在區(qū)塊鏈環(huán)境中辦理公務(wù)、處理公文的綜合能力。

3.2 協(xié)同共治路徑：從單一主體到多元共治

傳統(tǒng)的電子文件容災(zāi)備份模式是單一主體，而政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的實(shí)施推進(jìn)需要多方主體協(xié)同參與，實(shí)現(xiàn)以國(guó)家、地方政府、檔案機(jī)構(gòu)和區(qū)塊鏈企業(yè)為主體的共建共治共享格局。

國(guó)家作為引導(dǎo)者，應(yīng)將政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份納入電子政務(wù)政策體系中，出臺(tái)相關(guān)政策引導(dǎo)區(qū)塊鏈在政務(wù)數(shù)據(jù)備份當(dāng)中的應(yīng)用推廣。要在宏觀層面制定相關(guān)法律法規(guī)及完備的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，使區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份有法可依，實(shí)現(xiàn)備份流程各環(huán)節(jié)的合理合法。

地方政府是主持者。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制定具體實(shí)施方案，為政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的建設(shè)提供政策、資金、人力等方面的支持。此外，要加強(qiáng)對(duì)政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的監(jiān)管。對(duì)外監(jiān)管區(qū)塊鏈運(yùn)營(yíng)商，確保區(qū)塊鏈行業(yè)運(yùn)作規(guī)范；對(duì)內(nèi)監(jiān)管行政區(qū)內(nèi)的各組織機(jī)構(gòu)，督促其開展政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份工作。

檔案機(jī)構(gòu)為政府機(jī)構(gòu)提供電子文件及政務(wù)數(shù)據(jù)管理相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。檔案機(jī)構(gòu)應(yīng)積極研究政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的特性與規(guī)律，響應(yīng)國(guó)家和政府制定的電子文件及政務(wù)數(shù)據(jù)備份規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，推廣國(guó)家版式文檔格式規(guī)范（OFD）標(biāo)準(zhǔn)在各政府機(jī)構(gòu)政務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，確保在備份時(shí)政務(wù)數(shù)據(jù)能夠順利對(duì)接。

區(qū)塊鏈企業(yè)為區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)備份提供技術(shù)支持。政府機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)同區(qū)塊鏈企業(yè)達(dá)成合作協(xié)議，共建政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份項(xiàng)目，借助第三方企業(yè)組織的力量，將區(qū)塊鏈真正引入政務(wù)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的架構(gòu)及備份系統(tǒng)平臺(tái)的搭建中。

3.3 試點(diǎn)推廣路徑：從理論方案到實(shí)踐應(yīng)用

政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的理論構(gòu)建和實(shí)踐應(yīng)用之間存在著巨大的鴻溝。在將區(qū)塊鏈引入政務(wù)數(shù)據(jù)備份的大規(guī)模應(yīng)用欠缺條件時(shí)，建立政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的試點(diǎn)，探索形成可借鑒推廣的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)是有效路徑。應(yīng)結(jié)合地域區(qū)域特征、電子政務(wù)基礎(chǔ)等情況考慮，選取經(jīng)濟(jì)狀況較為優(yōu)良、電子政務(wù)發(fā)展較為成熟的政府機(jī)構(gòu)開展政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的試點(diǎn)建設(shè)。試點(diǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)建立政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份體系，厘清在政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份中的權(quán)責(zé)，及時(shí)同其他試點(diǎn)的政府機(jī)構(gòu)溝通，合作共建基于區(qū)塊鏈的政務(wù)數(shù)據(jù)共享備份機(jī)制。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，考核政務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈備份的綜合效能，尋求優(yōu)化路徑，以提高海量政務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)備份能力、政務(wù)數(shù)據(jù)備份抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力，形成一種可供借鑒的政務(wù)數(shù)據(jù)備份模式，為統(tǒng)籌推進(jìn)國(guó)家電子政務(wù)發(fā)展累積經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)前，全球科技創(chuàng)新空前活躍，區(qū)塊鏈的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用正在引領(lǐng)全球商業(yè)模式、組織形態(tài)，甚至是思維方式的全方位變革。目前，區(qū)塊鏈在政務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用還處在初步探索階段，政務(wù)數(shù)據(jù)備份本身也存在許多尚未解決的問題。區(qū)塊鏈與政務(wù)數(shù)據(jù)備份相結(jié)合，需要漫長(zhǎng)的探究與實(shí)踐。但毋庸置疑的是，區(qū)塊鏈的應(yīng)用前景十分廣闊，它為電子政務(wù)的發(fā)展帶來了更多的創(chuàng)新與可能。