政務(wù)聯(lián)盟鏈助推政務(wù)創(chuàng)新的內(nèi)在邏輯及構(gòu)建
——基于數(shù)據(jù)協(xié)同視角

羅春華（副教授），陸金晶

一、引言

多年來，我國各級(jí)政府在決策科學(xué)化、社會(huì)治理精細(xì)化以及公共服務(wù)高效化等領(lǐng)域積累了一定可資借鑒的成果[1]，政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型正在穩(wěn)步推進(jìn)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)共享已成為其中的關(guān)鍵要素，企業(yè)和政府建設(shè)進(jìn)入數(shù)字技術(shù)和現(xiàn)代化發(fā)展的交匯期，一系列信息技術(shù)的發(fā)展又將我國政府現(xiàn)代化數(shù)字治理能力推上新階段。2020年《聯(lián)合國電子政務(wù)調(diào)查報(bào)告》顯示，我國電子政務(wù)已達(dá)到“非常高”的水平，不少省市已建立了獨(dú)立的數(shù)據(jù)開放平臺(tái)。以浙江省為例，截至2020年，浙江省公共數(shù)據(jù)開放平臺(tái)已開放數(shù)據(jù)集9531個(gè)，數(shù)據(jù)量超20億條，政務(wù)數(shù)據(jù)資源豐富。2017年，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第二次集體學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)，“要加快構(gòu)建高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)籌規(guī)劃政務(wù)數(shù)據(jù)資源和社會(huì)數(shù)據(jù)資源，完善基礎(chǔ)信息資源和重要領(lǐng)域信息資源建設(shè)，形成萬物互聯(lián)、人機(jī)交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間”[2]。

然而，政務(wù)數(shù)據(jù)共享仍存在部門間共享難、權(quán)責(zé)不清、業(yè)務(wù)流程繁瑣、數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)等問題[3]。一方面，數(shù)據(jù)集中共享帶來了巨大的存儲(chǔ)壓力，導(dǎo)致政府管理成本急劇上升；另一方面，集中獲取的數(shù)據(jù)往往來自各部門間的備份系統(tǒng)，數(shù)據(jù)集中具有滯后性，即便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中，依然無法做到“一處改、處處動(dòng)”的理想狀態(tài)。此外，在數(shù)據(jù)上報(bào)過程中，各級(jí)政府往往存在多方博弈、瞞報(bào)錯(cuò)報(bào)數(shù)據(jù)的動(dòng)機(jī)。

我國豐富的政務(wù)信息資源及繁多的政府?dāng)?shù)據(jù)，與區(qū)塊鏈分布式數(shù)據(jù)庫的技術(shù)屬性存在天然的契合點(diǎn)。2020年4月，國家發(fā)改委在新聞發(fā)布會(huì)上明確指出，將區(qū)塊鏈納入新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[4]，這更加凸顯了區(qū)塊鏈在國家治理中的重要作用。習(xí)近平總書記在中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)中也強(qiáng)調(diào)，“全球主要國家都在加快布局區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展。我國在區(qū)塊鏈領(lǐng)域擁有良好基礎(chǔ)，要加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，積極推進(jìn)區(qū)塊鏈和經(jīng)濟(jì)社會(huì)融合發(fā)展”[5]。從本質(zhì)上而言，區(qū)塊鏈在很大程度上可以成為政務(wù)大數(shù)據(jù)各個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，進(jìn)而挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提供更好的數(shù)據(jù)服務(wù)。由此，本文基于數(shù)據(jù)協(xié)同的視角，分析現(xiàn)有政務(wù)痛點(diǎn)，依托區(qū)塊鏈技術(shù)，提煉典型省市政務(wù)區(qū)塊鏈實(shí)施模式的異同，探討政務(wù)聯(lián)盟鏈助推政務(wù)創(chuàng)新的內(nèi)在邏輯，在此基礎(chǔ)上提出基于Hyperledger Fabrica項(xiàng)目以及FISCO BCOS項(xiàng)目開源框架的設(shè)計(jì)思路，在聯(lián)盟鏈中采用與公鏈項(xiàng)目IOTA相近的解決方案，使用有向無環(huán)圖（Directed Acyclic Graph，DAG）結(jié)構(gòu)的新型區(qū)塊鏈架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)在安全、成本以及效率方面質(zhì)的飛躍，助推我國數(shù)字政府建設(shè)。

二、政務(wù)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀及區(qū)塊鏈為政務(wù)服務(wù)創(chuàng)新帶來新契機(jī)

（一）政務(wù)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

政務(wù)信息資源是國家數(shù)據(jù)資源的重要組成部分，自2016年國務(wù)院印發(fā)《政務(wù)信息資源共享管理暫行辦法》以來，中央政府聯(lián)同地方政府、社會(huì)公眾及相關(guān)組織在信息技術(shù)的輔助下打破了“信息孤島”現(xiàn)象，讓共建、共享、共治成為可能，有效推動(dòng)了我國信息化建設(shè)向整合有效、共建共享、協(xié)同共治的嶄新階段的邁進(jìn)。目前，我國政府部門集數(shù)據(jù)生產(chǎn)、收集、使用、發(fā)布為一體，已成為最大的數(shù)據(jù)資源池。但跨部門間的制度規(guī)范、權(quán)屬觀念、標(biāo)準(zhǔn)體系尚未統(tǒng)一，各部門間信息共享缺乏制度層面、動(dòng)力層面、平臺(tái)層面的溝通與激勵(lì)，僅能從工作層面協(xié)商推進(jìn)[6]，無形之中提高了項(xiàng)目的難度、成本和周期，造成“不愿共享”“不敢共享”“不會(huì)共享”等突出問題，數(shù)據(jù)質(zhì)量、共享程度、及時(shí)性乃至整個(gè)信息資源共享應(yīng)用難以保證。具體問題表現(xiàn)在如下方面：

1.協(xié)同機(jī)制。政府各部門之間的有效協(xié)同效率直接影響整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)發(fā)展。有效協(xié)同的前提是打開邊界。在科斯的交易理論中，企業(yè)各種要素形成自身組合利益最大化后就有了邊界。將經(jīng)濟(jì)學(xué)邊界的概念映射到政府?dāng)?shù)據(jù)上，則不難發(fā)現(xiàn)政府各部門機(jī)構(gòu)之間數(shù)字資源部門化、信息資源部門化現(xiàn)象嚴(yán)重，業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)分散，各部門之間信息資源所有權(quán)、管理權(quán)、責(zé)任歸屬權(quán)獨(dú)享理念普遍存在，缺乏有效協(xié)同機(jī)制，無法真正解決辦事群眾和企業(yè)“材料多、排長(zhǎng)隊(duì)、跑斷腿”的問題。

2.數(shù)據(jù)互認(rèn)機(jī)制。數(shù)據(jù)互認(rèn)的本質(zhì)在于打破“數(shù)據(jù)墻”，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨部門的數(shù)據(jù)協(xié)同。各地政府及跨部門機(jī)構(gòu)之間業(yè)務(wù)繁雜，數(shù)據(jù)資源尚未充分共享，互通互認(rèn)成為難題。以疫情防控中的健康碼為例，自杭州推行健康碼后，全國各地紛紛推出本地健康碼，數(shù)量超過百種。在公共場(chǎng)所，健康碼成為大部分地區(qū)人員安全出入的有效憑證。但是，由于各地健康碼依賴的數(shù)字資源不同，且政府部門間的數(shù)據(jù)缺乏互認(rèn)機(jī)制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)互認(rèn)口徑不一致，形成“數(shù)據(jù)煙囪”。

3.數(shù)據(jù)安全體系。數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)問題是制約政務(wù)數(shù)據(jù)融合、共享、開放的瓶頸問題。政務(wù)服務(wù)平臺(tái)往往囊括民生、安全、經(jīng)濟(jì)、身份信息等大量敏感數(shù)據(jù)，極易遭受黑客攻擊或被內(nèi)部人員泄密。政務(wù)數(shù)據(jù)一旦被竊取或泄露，將危害社會(huì)秩序乃至國家安全，特別是在大數(shù)據(jù)時(shí)代，由于技術(shù)和透明度提高，各類信息的可獲得性增加，數(shù)據(jù)作為繼人口、土地、資本等要素后的新生產(chǎn)要素，必須建立在安全保護(hù)的基礎(chǔ)之上。而出于對(duì)政務(wù)數(shù)據(jù)安全的考慮，各個(gè)部門之間“信息孤島”的現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重。

（二）區(qū)塊鏈為政務(wù)服務(wù)創(chuàng)新帶來新契機(jī)

區(qū)塊鏈技術(shù)具有分布式賬本、時(shí)序不可逆、智能合約以及終端用戶授權(quán)等技術(shù)特征。政府期望的功能是在服務(wù)和管理過程中通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)解決多組織數(shù)據(jù)共享博弈，打破傳統(tǒng)政務(wù)服務(wù)痛點(diǎn)，突破“各自為政”“信息孤島”、安全隱私等難題。本質(zhì)上而言，相較于其他行業(yè)和其他領(lǐng)域，政務(wù)服務(wù)與區(qū)塊鏈技術(shù)內(nèi)含高度契合的可能。從隱私保護(hù)的角度而言，傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈技術(shù)通過哈希算法和密碼學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密計(jì)算并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)指紋，再將數(shù)據(jù)指紋永久地寫入?yún)^(qū)塊鏈，以達(dá)到數(shù)據(jù)不可篡改的目的。除哈希算法外，還能通過代碼混淆（Code Obfuscation）[7]、非交互式零知識(shí)證明（zk-SNARKs）[8]等手段確保數(shù)據(jù)的安全性。而加密過程又能在極短的時(shí)間內(nèi)完成，在此過程中區(qū)塊鏈可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，通過多方互認(rèn)以確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性，大大節(jié)約了時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

此外，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大量數(shù)據(jù)及傳統(tǒng)上難以收錄的信息也能通過IPFS、Swarm、Sia等技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理，大大拓寬了區(qū)塊鏈技術(shù)存儲(chǔ)的空間。因?yàn)閰^(qū)塊鏈最核心的技術(shù)就是共識(shí)機(jī)制，共識(shí)機(jī)制的設(shè)計(jì)能使跨部門的業(yè)務(wù)、協(xié)議、領(lǐng)域交互映射、相互協(xié)作，打通雙方的鏈上通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠轉(zhuǎn)移。

三、“政務(wù)+區(qū)塊鏈”不同運(yùn)用模式的比較

2020年5月以來，各地政府紛紛出臺(tái)區(qū)塊鏈發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃，湖南、貴州、海南、北京等地更是率先發(fā)布了應(yīng)用落地的政策規(guī)劃和相關(guān)舉措，推動(dòng)了區(qū)塊鏈與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深度融合以及政務(wù)服務(wù)的競(jìng)速發(fā)展。不少省市在政府工作報(bào)告中提及區(qū)塊鏈應(yīng)用，并積極將區(qū)塊鏈技術(shù)與政務(wù)服務(wù)相結(jié)合。概括而言，目前區(qū)塊鏈在政務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要基于以下不同著力點(diǎn)展開。

（一）數(shù)據(jù)共享

2016年，國務(wù)院印發(fā)《政務(wù)信息資源共享管理暫行辦法》（國發(fā)［2016］51號(hào)）。辦法指出，要加快推動(dòng)政務(wù)信息系統(tǒng)互聯(lián)和公共數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮政務(wù)信息資源共享在深化改革、轉(zhuǎn)變職能、創(chuàng)新管理中的重要作用，增強(qiáng)政府公信力，提高行政效率，提升服務(wù)水平[9]。長(zhǎng)期以來，數(shù)據(jù)的流通、確權(quán)、規(guī)范使用問題都制約了數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)泄露行為又難以追溯。區(qū)塊鏈技術(shù)作為新興載體，可以將其底層技術(shù)嵌入數(shù)據(jù)應(yīng)用中，利用密碼學(xué)和分布式技術(shù)保障政務(wù)數(shù)據(jù)的隱私安全，它不依賴于第三方管理的自治性特征能夠有效實(shí)現(xiàn)政企數(shù)據(jù)互聯(lián)，促進(jìn)跨部門、跨層級(jí)的數(shù)據(jù)互通和業(yè)務(wù)協(xié)作，多方共識(shí)的記賬特點(diǎn)又極大提高了深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的效果，進(jìn)一步優(yōu)化了市場(chǎng)活躍度和提升了數(shù)據(jù)價(jià)值的權(quán)重，并構(gòu)建了可靠的信用體系，所有這些都將有助于破解目前政務(wù)數(shù)據(jù)面臨的發(fā)展瓶頸。以陜西省為例，在2018年首次舉辦的數(shù)字中國建設(shè)峰會(huì)上，陜西省憑借其“陜數(shù)通”區(qū)塊鏈政務(wù)平臺(tái)榮獲最佳實(shí)踐獎(jiǎng)；陜西省咸陽市將民政、工商、交通等各市縣1300多個(gè)單位的數(shù)據(jù)上鏈，融合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)，明確數(shù)據(jù)一橋共通，建立了數(shù)據(jù)共享聯(lián)合框架。

（二）數(shù)字身份

在日常辦理業(yè)務(wù)時(shí)，企業(yè)、個(gè)體、機(jī)構(gòu)往往攜帶多項(xiàng)紙質(zhì)資料和身份信息文檔，尤其是跨部門操作中經(jīng)常存在二次驗(yàn)證、交易繁瑣、保存不便等問題。區(qū)塊鏈技術(shù)能通過公私密鑰的形式創(chuàng)建數(shù)字身份來模擬實(shí)際身份[10]。同時(shí)，基于區(qū)塊鏈多方實(shí)時(shí)共享和共同維護(hù)的特點(diǎn)，各區(qū)塊上的部門機(jī)構(gòu)可通過鏈上通道連接上鏈信息，并及時(shí)存儲(chǔ)、流轉(zhuǎn)、調(diào)用數(shù)據(jù)。

運(yùn)用區(qū)塊鏈底層技術(shù)的數(shù)字身份有兩個(gè)特點(diǎn)：一是在個(gè)人身份驗(yàn)證中，多以授權(quán)的方式對(duì)業(yè)務(wù)交易進(jìn)行驗(yàn)證，節(jié)約了重復(fù)驗(yàn)證的時(shí)間成本和交易成本，消除了“信息孤島”；二是信息錄入和確認(rèn)的授信需要所有者的數(shù)據(jù)指紋進(jìn)行確權(quán)，便于事后溯源與追責(zé)。例如，辦事群眾“最多跑一次”已成為數(shù)字化時(shí)代的新認(rèn)知，廣東省佛山市于2018年上線基于區(qū)塊鏈技術(shù)的身份認(rèn)證平臺(tái)，用戶只需在手機(jī)上進(jìn)行信息錄入驗(yàn)證，即可在人社、工商、公安等多個(gè)部門中實(shí)現(xiàn)個(gè)人信息聯(lián)通，完成信息的自動(dòng)匹配。該應(yīng)用已為超過100萬人進(jìn)行了“數(shù)據(jù)畫像”，夯實(shí)了信任基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)了“掌上辦”“零跑腿”“真辦事”。區(qū)塊鏈數(shù)字身份驗(yàn)證流程如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈數(shù)字身份驗(yàn)證流程

（三）電子存證

傳統(tǒng)的存證方式都是由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行保管，具有中心化的特點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)絕對(duì)意義上的不可篡改。從技術(shù)層面看，機(jī)構(gòu)只要具備服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，出于利益動(dòng)機(jī)的考慮就有可能改變存證結(jié)果。此外，由于網(wǎng)絡(luò)的虛擬性，部分電子證據(jù)難以及時(shí)收集、有效上傳以及驗(yàn)證真實(shí)性。而區(qū)塊鏈技術(shù)通過對(duì)存證環(huán)節(jié)的全面記錄帶來了傳統(tǒng)存證方式的革新，經(jīng)過信息掛鏈及時(shí)共識(shí)可以確保存證信息的全面記錄和不可篡改。例如，早在2016年，貴州省人民政府就發(fā)布了區(qū)塊鏈白皮書，力爭(zhēng)區(qū)塊鏈發(fā)展走在全國前列。同年，貴州省版權(quán)局開始利用區(qū)塊鏈開發(fā)版權(quán)登記平臺(tái)，并于2017年完成采購和驗(yàn)收，2018年正式運(yùn)行。貴州省版權(quán)登記中心基于無鑰簽名區(qū)塊鏈技術(shù)生成版權(quán)存證證書，搭建了一個(gè)安全可靠、查驗(yàn)有序的版權(quán)存證中心。區(qū)塊鏈存證全流程如圖2所示。

圖2 區(qū)塊鏈存證全流程

（四）數(shù)據(jù)確權(quán)

隨著社會(huì)活動(dòng)的與日俱增，數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)略性資源的作用愈發(fā)突出，尤其是數(shù)字政府的建設(shè)。數(shù)據(jù)不僅是政府科學(xué)決策的有效前提，而且是民眾、政府服務(wù)開展的有效反饋機(jī)制。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普遍發(fā)展，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出商品化、利益性的特征，隨之而來的歸屬問題也日益顯現(xiàn)。簡(jiǎn)單來說，數(shù)據(jù)的價(jià)值在于它的使用權(quán)和歸屬權(quán)，但由于數(shù)據(jù)能夠被輕易復(fù)制，其本應(yīng)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)在價(jià)值和潛在價(jià)值往往在隨意流轉(zhuǎn)過程中消耗殆盡。因此，數(shù)據(jù)確權(quán)至關(guān)重要。從信息安全的角度出發(fā)，數(shù)據(jù)安全往往會(huì)被劃分成機(jī)密性、完整性和可用性三個(gè)方面。而區(qū)塊鏈不可篡改的特性與數(shù)據(jù)確權(quán)有著天然的耦合點(diǎn)，可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)來幫助解決數(shù)據(jù)確權(quán)的問題。鏈上數(shù)據(jù)被使用時(shí)所留下訪問、使用、流轉(zhuǎn)的行為信息能夠被區(qū)塊鏈所記錄，同時(shí)，在鏈上運(yùn)行智能合約，通過某些權(quán)限的設(shè)置限制數(shù)據(jù)使用人對(duì)信息的查看、獲取，以此達(dá)到數(shù)據(jù)確權(quán)的目的。

當(dāng)前，區(qū)塊鏈在政務(wù)領(lǐng)域的運(yùn)用主要集中在數(shù)據(jù)共享、數(shù)字身份、存證業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)確權(quán)等領(lǐng)域。同時(shí)，行業(yè)監(jiān)管[11]、生命健康[12]、教育治理[13]等應(yīng)用場(chǎng)景也被逐步納入政府創(chuàng)新之中?！皡^(qū)塊鏈+政務(wù)服務(wù)”的模式已被越來越多省市采用?，F(xiàn)有區(qū)塊鏈的框架主要分為公鏈、私鏈和聯(lián)盟鏈[14]。一般來說，公鏈向所有人開放，任何網(wǎng)絡(luò)參與者均可向公鏈提交信息，即數(shù)據(jù)上鏈，對(duì)于政務(wù)需求而言，這種區(qū)塊鏈框架顯然是不合適的；而私鏈通常應(yīng)用于區(qū)塊鏈開發(fā)測(cè)試，很少用于實(shí)際生產(chǎn)管理過程中；聯(lián)盟鏈則是一種相對(duì)較新的將區(qū)塊鏈技術(shù)內(nèi)嵌于政府組織的模式，其底層設(shè)施已經(jīng)相當(dāng)完善，從生態(tài)數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等角度來看或許要優(yōu)于大部分公鏈。一方面，聯(lián)盟鏈只對(duì)參與聯(lián)盟的組織開放，能夠較好地保證數(shù)據(jù)的安全性；另一方面，聯(lián)盟鏈具有區(qū)塊鏈的固有屬性，即防篡改、可追溯，相較于公鏈，聯(lián)盟鏈參與節(jié)點(diǎn)較少，可以保證更高的出塊速度（生成一個(gè)區(qū)塊的速度）和校驗(yàn)速度且效率較高。因此，本文提出構(gòu)建基于DAG框架的新型政務(wù)聯(lián)盟鏈模式，以更好服務(wù)政務(wù)創(chuàng)新。

四、基于數(shù)據(jù)協(xié)同的政務(wù)聯(lián)盟鏈的可操作性

（一）基于數(shù)據(jù)協(xié)同的政務(wù)聯(lián)盟鏈?zhǔn)菗屨几?jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的重要舉措

政府是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量，其對(duì)區(qū)塊鏈的認(rèn)知和發(fā)展將直接影響到技術(shù)架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施在各行業(yè)領(lǐng)域中的落地、應(yīng)用以及強(qiáng)化，進(jìn)而影響到我國科技戰(zhàn)略體系。澳大利亞政府早在2016年就已投入大量資金用于區(qū)塊鏈技術(shù)研究并同步完善制度體系，旨在利用區(qū)塊鏈技術(shù)提高國際競(jìng)爭(zhēng)力。“十三五”期間，國務(wù)院首次將區(qū)塊鏈技術(shù)正式列入國家信息化發(fā)展規(guī)劃，一方面利用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新，另一方面構(gòu)筑國家競(jìng)爭(zhēng)的長(zhǎng)期發(fā)展格局。2020年4月，國家發(fā)改委創(chuàng)新和高技術(shù)發(fā)展司司長(zhǎng)明確指出，“新型基礎(chǔ)設(shè)施是以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。信息基礎(chǔ)設(shè)施主要包括以人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施等”[15]。區(qū)塊鏈技術(shù)作為新型基礎(chǔ)建設(shè)中的重要一環(huán)，將為國家高質(zhì)量發(fā)展注入新的動(dòng)力。

（二）基于數(shù)據(jù)協(xié)同的政務(wù)聯(lián)盟鏈?zhǔn)菙?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效支撐

伴隨新一輪技術(shù)革命的來臨，新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)品已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的著力點(diǎn)，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為新發(fā)展格局和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系需要把握的重要內(nèi)容。與此同時(shí)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)在發(fā)展中的問題也日益凸顯。以數(shù)字供應(yīng)鏈金融為例，供應(yīng)鏈金融以核心企業(yè)為主導(dǎo)，為上下游企業(yè)提供擔(dān)保[16]。但在交易過程中，整個(gè)鏈上的企業(yè)之間仍然存在隔閡，缺少信任機(jī)制，由此進(jìn)一步增加了交易成本，加重了上下游企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外，在整個(gè)交易過程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、實(shí)時(shí)性、安全性都離不開區(qū)塊鏈技術(shù)的底層支持。

（三）基于數(shù)據(jù)協(xié)同的政務(wù)聯(lián)盟鏈?zhǔn)切掳l(fā)展理念的客觀要求

2021年3月，“十四五”規(guī)劃指出，“將數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用于政府管理服務(wù)，推動(dòng)政府治理流程再造和模式優(yōu)化，不斷提高決策科學(xué)性和服務(wù)效率”[17]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，新技術(shù)革命爆發(fā)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)蓬勃發(fā)展。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，傳統(tǒng)政府的治理能力和治理手段已難以適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展需要，如何運(yùn)用新技術(shù)更好服務(wù)政府創(chuàng)新、助推政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)已成為全球政府面臨的普遍問題[18]。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的落地運(yùn)用，其時(shí)序不可逆、易于追蹤等特點(diǎn)已滲透到各行業(yè)領(lǐng)域中。對(duì)政府部門來說，基于該技術(shù)獨(dú)有的特點(diǎn)，可以解決政府部門透明度不夠[19]、創(chuàng)新能力不強(qiáng)、監(jiān)管不力[20]等眾多難題。此外，在新發(fā)展理念的驅(qū)動(dòng)下，區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用落地是更好地結(jié)合有效市場(chǎng)和有為政府建設(shè)的路徑之一。

五、新型政務(wù)聯(lián)盟鏈助推政務(wù)創(chuàng)新的內(nèi)在邏輯

目前，國內(nèi)有部分省份政府機(jī)構(gòu)已基于聯(lián)盟鏈思想搭建了區(qū)塊鏈政務(wù)平臺(tái)，但是現(xiàn)有的聯(lián)盟鏈框架存在這樣或那樣的缺陷，因此，本部分旨在圍繞政務(wù)服務(wù)創(chuàng)新，提出一種新的聯(lián)盟鏈框架以提高聯(lián)盟鏈效率，讓聯(lián)盟鏈更加適用于多層級(jí)多業(yè)務(wù)的政務(wù)服務(wù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景?，F(xiàn)階段，最熱門的聯(lián)盟鏈開源框架就是Apache基金會(huì)支持的Hyperledger Fabric項(xiàng)目以及FISCO BCOS項(xiàng)目[21]。Hyperledger Fabric針對(duì)數(shù)據(jù)安全提出了通道解決方案，讓不同通道的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，但這會(huì)導(dǎo)致不同通道間數(shù)據(jù)交互較為困難。而FISCO BCOS提出了多鏈架構(gòu)，該架構(gòu)指出，不同的機(jī)構(gòu)可以擁有不同的鏈，鏈與鏈之間也可以進(jìn)行可信的數(shù)據(jù)交互，但實(shí)際上跨鏈配置十分繁瑣。參考兩種開源框架的設(shè)計(jì)思路，可以考慮在聯(lián)盟鏈中采用與公鏈項(xiàng)目IOTA相近的解決方案，使用DAG結(jié)構(gòu)的新型區(qū)塊鏈架構(gòu)。

與Hyperledger Fabric項(xiàng)目的通道解決方案相比，DAG架構(gòu)可以大幅提升系統(tǒng)吞吐量，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率，每一次智能合約操作請(qǐng)求都可以作為一個(gè)區(qū)塊加入聯(lián)盟鏈中，并且通過DAG的多個(gè)分支區(qū)分各類業(yè)務(wù)，為每一條單鏈路徑創(chuàng)建一個(gè)鏈索引，以提升具體業(yè)務(wù)的查詢效率。而與多鏈架構(gòu)相比，DAG架構(gòu)中各條業(yè)務(wù)鏈均作為共同節(jié)點(diǎn)（區(qū)塊頭）的后繼，無需進(jìn)行復(fù)雜的跨鏈操作即可查詢不同業(yè)務(wù)下的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)共享。和Hyperledger Fabric項(xiàng)目相比，DAG架構(gòu)更加貼合實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，但目前DAG架構(gòu)更多應(yīng)用于公鏈項(xiàng)目中，針對(duì)聯(lián)盟鏈的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，DAG架構(gòu)應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)調(diào)整。

（一）政務(wù)聯(lián)盟鏈的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

以中央政府為起點(diǎn)建立創(chuàng)始區(qū)塊，將區(qū)塊上的各鏈向不同方向延伸，形成公安區(qū)塊、交通區(qū)塊、工商區(qū)塊等，各鏈直接與中央政府（創(chuàng)始區(qū)塊）相連的區(qū)塊可以視為聯(lián)盟組織的子創(chuàng)始區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊均有區(qū)塊高度，用于唯一標(biāo)識(shí)區(qū)塊，以此保障數(shù)據(jù)的安全性以及鏈接和修改。同時(shí)，區(qū)塊可以創(chuàng)建一條單鏈用于儲(chǔ)存組織的智能合約，規(guī)定各個(gè)政府部門的業(yè)務(wù)權(quán)限，而后針對(duì)每一項(xiàng)獨(dú)立業(yè)務(wù)，均可創(chuàng)建新的單鏈用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。同時(shí)，需要對(duì)每一條單鏈進(jìn)行非數(shù)字編號(hào)，編號(hào)不僅可以作為索引進(jìn)行快速鏈定位，方便查找政務(wù)信息，還能夠作為高度參照幫助下一個(gè)區(qū)塊進(jìn)行快速鏈接，促進(jìn)不同部門之間的數(shù)據(jù)互通共享，進(jìn)一步提升上鏈效率。政務(wù)聯(lián)盟鏈的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 政務(wù)聯(lián)盟鏈的整體架構(gòu)

（二）基于政務(wù)聯(lián)盟鏈整體架構(gòu)的區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

政務(wù)聯(lián)盟鏈搭建后，勢(shì)必要對(duì)每個(gè)區(qū)塊進(jìn)行優(yōu)化以方便后續(xù)功能管理。對(duì)區(qū)塊的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)而言，DAG架構(gòu)可以細(xì)化到每一個(gè)Transaction（交易、合約操作等），不再像傳統(tǒng)區(qū)塊鏈那樣將一段時(shí)間內(nèi)的Transaction打包上鏈，因此，聯(lián)盟鏈框架下可以將區(qū)塊劃分為兩類：創(chuàng)建合約塊以及合約塊，從而使區(qū)塊儲(chǔ)存內(nèi)容更加簡(jiǎn)潔。每一個(gè)區(qū)塊包含區(qū)塊頭和數(shù)據(jù)兩部分，區(qū)塊頭包含區(qū)塊種類、區(qū)塊高度、前一個(gè)塊的哈希值、當(dāng)前塊的哈希值、合約編號(hào)、區(qū)塊簽名等[22]，數(shù)據(jù)則包含智能合約執(zhí)行的相關(guān)參數(shù)；基于這樣一種新型區(qū)塊結(jié)構(gòu)，可以在智能合約創(chuàng)建的同時(shí)定義一套數(shù)據(jù)壓縮算法，對(duì)后續(xù)調(diào)用合約的上鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，進(jìn)一步降低聯(lián)盟鏈儲(chǔ)存成本。

（三）政務(wù)區(qū)塊的用戶權(quán)限管理：證書+錢包

除區(qū)塊結(jié)構(gòu)以及鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，用戶權(quán)限管理也是政務(wù)聯(lián)盟鏈設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。參考常用的聯(lián)盟鏈架構(gòu)，證書是一個(gè)比較好的解決方案。證書訪問權(quán)限均以最小單鏈為單位，不同的證書可以給予不同用戶不同單鏈的操作權(quán)限，沒有證書就意味著用戶無法對(duì)單鏈的數(shù)據(jù)進(jìn)行任何查詢或者其他操作。在政務(wù)系統(tǒng)中，中央政府擁有最多證書訪問權(quán)限，省以下地方各級(jí)政府通過與省政府商議，獲得相應(yīng)權(quán)限。在此機(jī)制下，對(duì)于低權(quán)限用戶而言，只需要對(duì)一兩個(gè)證書進(jìn)行管理。而隨著用戶等級(jí)的提高，證書數(shù)量會(huì)不斷增加，這就增加了用戶的證書管理難度，為此，系統(tǒng)需要引入“錢包”機(jī)制。用戶所擁有的證書全部交由錢包進(jìn)行管理，錢包與用戶賬戶進(jìn)行綁定，用戶就可以隨時(shí)使用錢包中的所有證書進(jìn)行身份驗(yàn)證。

（四）政務(wù)聯(lián)盟成員間的共識(shí)機(jī)制

相對(duì)于傳統(tǒng)的聯(lián)盟鏈和公鏈而言，共識(shí)往往是為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。公鏈DAG架構(gòu)需要通過節(jié)點(diǎn)來提交隨機(jī)驗(yàn)證或全部未確認(rèn)的區(qū)塊以實(shí)現(xiàn)共識(shí)。但政務(wù)區(qū)塊鏈通過該種方式來驗(yàn)證顯然是不合適的，因?yàn)槊恳粭l單鏈所涉及的業(yè)務(wù)往往是獨(dú)立存在的，不同的組織缺少相對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證憑據(jù)，無法建立可靠的共識(shí)。這就需要將共識(shí)機(jī)制部署在單鏈創(chuàng)始區(qū)塊上，通過建立分支對(duì)校驗(yàn)單鏈做出局部共識(shí)。

以財(cái)政部門的資金預(yù)算為例，需要建立兩條資金分支，一條作為實(shí)際支出分支（資金支出直接上鏈），而另一條作為標(biāo)簽分支，記錄金額和支出目的，那么這兩條鏈就存在這樣一種約束關(guān)系：①實(shí)際支出a，數(shù)據(jù)上鏈，而經(jīng)過預(yù)設(shè)時(shí)間x后，仍然沒有支出標(biāo)簽數(shù)據(jù)b上鏈，支出不可信；②實(shí)際支出a，數(shù)據(jù)上鏈，預(yù)設(shè)時(shí)間x內(nèi)存在相應(yīng)的支出標(biāo)簽b上鏈，但是a的值與b的值不相等，支出不可信；③并沒有未確認(rèn)的實(shí)際支出存在，但是有支出標(biāo)簽b上鏈，共識(shí)暫時(shí)擱置，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)鏈責(zé)任人未進(jìn)行處理，則支出可信；④實(shí)際支出a，數(shù)據(jù)上鏈，預(yù)設(shè)時(shí)間x內(nèi)存在著與a值相等的支出標(biāo)簽b，支出可信。基于以上約束關(guān)系，不同部門之間即可對(duì)參與共識(shí)的數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行驗(yàn)證，基于PBFT算法實(shí)現(xiàn)共識(shí)，在由3F+1個(gè)節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)的情況下，最多可以容忍系統(tǒng)出現(xiàn)F個(gè)故障節(jié)點(diǎn)。

（五）政務(wù)聯(lián)盟鏈的用戶交互方式：智能合約

鏈碼（智能合約）是聯(lián)盟鏈與用戶交互的常用方式。在以單位智能合約操作為最小區(qū)塊單元的前提下，合約所要實(shí)現(xiàn)的僅僅是簡(jiǎn)單輸入數(shù)據(jù)的上鏈和查詢，這也就意味著智能合約編寫者僅需要設(shè)計(jì)一套數(shù)據(jù)上傳模板，這套模板會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為智能合約并自動(dòng)上傳到鏈上，后續(xù)用戶可以直接從合約庫中選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模板，根據(jù)已經(jīng)被定義好的格式填寫相關(guān)信息，鏈碼就會(huì)自動(dòng)根據(jù)合約所定義的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼并完成數(shù)據(jù)的上鏈（如果有需要，也可以在合約中定義壓縮或加密算法，這些算法也會(huì)在編碼過程中執(zhí)行）。而后用戶查詢數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)區(qū)塊的合約編號(hào)找到對(duì)應(yīng)的編碼方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，還原為用戶所上鏈的真實(shí)數(shù)據(jù)。為此，在政務(wù)系統(tǒng)中，必須從國家戰(zhàn)略出發(fā)，根據(jù)政府治理的相關(guān)控制，經(jīng)各方協(xié)調(diào)考量，制定出一套適合本地區(qū)發(fā)展的智能合約。綜上，基于區(qū)塊鏈的政務(wù)協(xié)同業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

圖4 區(qū)塊鏈政務(wù)協(xié)同業(yè)務(wù)流程

（六）政務(wù)聯(lián)盟鏈的評(píng)估與優(yōu)化機(jī)制

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相比，區(qū)塊鏈的維護(hù)成本相對(duì)較高，因此，各類公鏈框架以及部分聯(lián)盟鏈框架考慮采用激勵(lì)機(jī)制來鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)加入賬本維護(hù)，激勵(lì)機(jī)制的本質(zhì)就是給予參與記賬的節(jié)點(diǎn)與其記賬貢獻(xiàn)相匹配的獎(jiǎng)勵(lì)，以提高節(jié)點(diǎn)參與記賬的積極性。就本項(xiàng)目所研究的政務(wù)區(qū)塊鏈框架而言，激勵(lì)機(jī)制是有必要存在的，并且這種激勵(lì)機(jī)制應(yīng)該被應(yīng)用到各類政務(wù)業(yè)務(wù)的審批流程當(dāng)中。

為此，考慮如下激勵(lì)算法：以上文闡述的聯(lián)盟鏈框架為基礎(chǔ)，以包含審批的具體業(yè)務(wù)鏈的創(chuàng)始區(qū)塊為新創(chuàng)始區(qū)塊，并利用這個(gè)區(qū)塊創(chuàng)建一條用于審批記錄的子鏈，這條子鏈?zhǔn)潜容^特殊的，其鏈上的每一個(gè)區(qū)塊都可以作為一個(gè)業(yè)務(wù)審批鏈的創(chuàng)始區(qū)塊，即業(yè)務(wù)審批鏈橫向拓展的是業(yè)務(wù)數(shù)量，縱向拓展的是業(yè)務(wù)審批流程，因?yàn)槊恳粋€(gè)塊都可以通過塊時(shí)間戳確認(rèn)其處理時(shí)間，而通過時(shí)間可以反映出實(shí)際審批效率，通過一個(gè)自定義的參數(shù)k，結(jié)合審批時(shí)間t與基礎(chǔ)分?jǐn)?shù)r，利用公式score=r-tk，得出單個(gè)業(yè)務(wù)審批得分，進(jìn)而計(jì)算整個(gè)業(yè)務(wù)的score平均值，以反映一段時(shí)間內(nèi)的業(yè)務(wù)處理效率水平，對(duì)部門內(nèi)的每個(gè)業(yè)務(wù)賦予權(quán)重m，則可以得出部門的總體效率得分scoresum=Σmi×（scoreave）i。通過這種評(píng)分機(jī)制，可以高效地對(duì)部門業(yè)務(wù)處理效率做出客觀評(píng)價(jià)，也可以激勵(lì)參與審批的用戶提高審批效率。

六、基于數(shù)據(jù)協(xié)同的政務(wù)聯(lián)盟鏈構(gòu)建的限度思考

基于DAG框架的聯(lián)盟鏈雖與傳統(tǒng)模式下去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù)不同，但該架構(gòu)仍然會(huì)帶來性能和安全性問題。分布式計(jì)算領(lǐng)域著名的CAP理論提出，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容錯(cuò)性（Partition Tolerance）不可兼得[23]，故其也被稱為“不可能三角”理論。而在區(qū)塊鏈技術(shù)下，也存在類似的CAP理論，即在去中心化、安全性和可擴(kuò)展性中只能三選二。以太坊是區(qū)塊鏈架構(gòu)的代表，目前在以太坊架構(gòu)上平均每秒能完成10～15筆交易，但除發(fā)行應(yīng)用外，以太坊架構(gòu)很難再有規(guī)模上的突破，這是由于它犧牲了擴(kuò)展性來換取去中心化和安全性，以至于2017年發(fā)行的區(qū)塊鏈養(yǎng)貓游戲也形成了網(wǎng)絡(luò)擁堵。

目前整個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用不單單是性能問題，整體來看，各國政府對(duì)于區(qū)塊鏈的運(yùn)用尚在探索階段，落地應(yīng)用較少，與之配套的法律制度和監(jiān)管體系尚未完善成熟。雖然目前大部分省市都推出了區(qū)塊鏈專項(xiàng)政策，但對(duì)區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的探索仍處于淺層階段，產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系并未形成。在此過程中，政府既要加快對(duì)區(qū)塊鏈應(yīng)用體系相關(guān)制度法規(guī)的建設(shè)，也要鼓勵(lì)引導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)所帶來的新業(yè)態(tài)、新發(fā)展，以助推政府和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過數(shù)字政府建設(shè)，為政府治理能力現(xiàn)代化賦能、增能，進(jìn)而為政府治理體系現(xiàn)代化注入變革力量。