區(qū)塊鏈技術(shù)推進(jìn)數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享發(fā)展研究

項(xiàng) 勇，萬愛玲，廖釘稷

（西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 四川 成都 610039）

0 引言

目前大多傳統(tǒng)信息數(shù)據(jù)共享方式由于配套軟硬件的客觀物理環(huán)境，存在平臺(tái)保密性不佳，服務(wù)端防護(hù)有漏洞等技術(shù)問題，數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享若使用傳統(tǒng)方式，在促進(jìn)信息資源高度數(shù)據(jù)化傳輸?shù)耐瑫r(shí)，避免了信息泄露的通道，增大信息被破壞、泄露的概率。區(qū)塊鏈本質(zhì)是一個(gè)去中心化的可靠數(shù)據(jù)庫，其具有點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、去中心化、不可篡改、可追溯等特點(diǎn)，且區(qū)塊鏈內(nèi)可嵌入智能合約、密文屬性加密等技術(shù)，根據(jù)信息訪問者的屬性集合來制定信息訪問控制策略，提高平臺(tái)內(nèi)交易信息處理效率的同時(shí)，可以有效控制并記錄信息的流向，可以為解決數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)鏈信息共享的安全提供保障。因此，將區(qū)塊鏈技術(shù)引入數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建信息共享方案，設(shè)計(jì)鏈內(nèi)共享模型，使鏈內(nèi)信息共享主體間形成更穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過智能合約自動(dòng)執(zhí)行信息訪問控制策略內(nèi)判斷得出的決策，以新技術(shù)新方式進(jìn)行信息共享，在安全可靠的共享環(huán)境中進(jìn)一步加快鏈內(nèi)信息共享業(yè)務(wù)處理效率。

1 區(qū)塊鏈概念

區(qū)塊鏈的運(yùn)用關(guān)鍵在于依靠分布式儲(chǔ)存、不可篡改性的密碼學(xué)算法以及共識(shí)機(jī)制使區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間相互信任，無需任何第三方的認(rèn)證[1]，從而很大程度上提高了對信息數(shù)據(jù)的利用效率。在這個(gè)透明網(wǎng)絡(luò)中，記錄了每一筆交易信息和歷史數(shù)據(jù)，通過運(yùn)用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全性，網(wǎng)絡(luò)中任何一方都可以查看賬本中的相關(guān)信息，最終完成由信息互聯(lián)價(jià)值的轉(zhuǎn)換。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈的基本架構(gòu)從下到上主要由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層組成，其中廣泛應(yīng)用了對稱與非對稱加密技術(shù)、哈希算法和數(shù)字簽名等密碼學(xué)技術(shù)作為技術(shù)支撐[2]，架構(gòu)圖見圖1。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層封裝儲(chǔ)存區(qū)塊鏈的區(qū)塊數(shù)據(jù)以及生成區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)，包括交易數(shù)據(jù)、哈希函數(shù)、時(shí)間戳等。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)由一系列的區(qū)塊文件組成，包括了區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分。其中區(qū)塊頭包含時(shí)間戳、前一個(gè)區(qū)塊的區(qū)塊頭哈希值、交易數(shù)據(jù)的Merkle樹根哈希值等，區(qū)塊體中則包含該區(qū)塊本次交易的具體數(shù)據(jù)。時(shí)間戳是一種可以記錄交易的發(fā)生時(shí)間的數(shù)字簽名技術(shù)。哈希函數(shù)是一種單向性的映射函數(shù)，通過它可以將明文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有唯一性的一串代碼字符，且該過程不可逆，因此可以保證數(shù)據(jù)不被篡改。

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層封裝儲(chǔ)存分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，區(qū)塊鏈的分布式系統(tǒng)架構(gòu)通過點(diǎn)對點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接機(jī)制極大提升了系統(tǒng)的溝通效率。

共識(shí)層：共識(shí)層封裝了儲(chǔ)存區(qū)塊鏈絡(luò)中的分布式共識(shí)機(jī)制。作為完整區(qū)塊鏈系統(tǒng)的理論基石，共識(shí)機(jī)制規(guī)定了在完整區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間如何對形成的新區(qū)塊作出認(rèn)知，目前最主要的共識(shí)機(jī)制有工作量證明機(jī)制POW、拜占庭容錯(cuò)算法PBFT、權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制POS等。

激勵(lì)層：激勵(lì)層規(guī)范了在平臺(tái)內(nèi)實(shí)現(xiàn)激勵(lì)機(jī)制的基本原則，包括了系統(tǒng)數(shù)字貨幣的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制。公有鏈通常引入鏈內(nèi)激勵(lì)機(jī)制以提高節(jié)點(diǎn)間參與共識(shí)的積極性，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)能夠向著更為有序良性的方向發(fā)展。

合約層：合約層描述了儲(chǔ)存系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯，其邏輯語言相對簡單，其直接為應(yīng)用層提供服務(wù)。協(xié)議發(fā)布者可以針對所需要服務(wù)實(shí)現(xiàn)對協(xié)議底層中智能合約代碼的編寫與配置，從而完成用戶所需要的各項(xiàng)服務(wù)。雖然區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)框架在部署后實(shí)現(xiàn)更新的工作量較大，但通過調(diào)整協(xié)議底層中的執(zhí)行邏輯能夠減少調(diào)整區(qū)塊鏈功能邏輯的成本。

應(yīng)用層：應(yīng)用層封裝儲(chǔ)存了區(qū)塊鏈上的各種應(yīng)用場景，并針對具體應(yīng)用場景的所需要應(yīng)用功能進(jìn)行了底層邏輯結(jié)構(gòu)加以封裝，為客戶提供了基于具體應(yīng)用情景的功能服務(wù)，同時(shí)精簡了區(qū)塊鏈底層復(fù)雜的邏輯語句結(jié)構(gòu)，為用戶呈現(xiàn)可操作性的應(yīng)用界面，從而提高業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)效率。

3 區(qū)塊鏈的運(yùn)作原理

區(qū)塊鏈?zhǔn)菍ⅰ敖灰讛?shù)據(jù)”存放到一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的區(qū)塊中，并把這些區(qū)塊信息按照一定時(shí)間序列聯(lián)系到一起的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息可以通過分布式系統(tǒng)存放在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，并經(jīng)由加密算法確定其真?zhèn)?。每個(gè)區(qū)塊均由區(qū)塊頭以及區(qū)塊體所組成，其中區(qū)塊頭包括上一區(qū)塊的哈希值（對前一個(gè)區(qū)塊頭的信息進(jìn)行哈希計(jì)算得到的哈希值）、Merkle樹根的哈希值（與交易活動(dòng)的哈希值兩兩結(jié)對并進(jìn)行運(yùn)算得出對應(yīng)的哈希值，如此不斷循環(huán)下去直到得到最后一個(gè)哈希值，以此便呈現(xiàn)出一個(gè)樹狀的哈希值排列，樹根處的哈希值即為區(qū)塊頭多對應(yīng)的根哈希值）、時(shí)間戳（記錄交易發(fā)生的時(shí)間）等；區(qū)塊體則是記錄交易的具體數(shù)據(jù)，詳見圖2。

4 區(qū)塊鏈的特點(diǎn)

（1）去中心化。區(qū)塊鏈采用分布式存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)不需要集中儲(chǔ)存和管理，同時(shí)交易過程不需要第三方機(jī)構(gòu)的參與，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是平等的，由所有節(jié)點(diǎn)共同保障區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)安全，相比與傳統(tǒng)的中心化的管理系統(tǒng)，去中心化的管理系統(tǒng)很大程度上降低了由于數(shù)據(jù)庫管理不當(dāng)造成數(shù)據(jù)泄露和被更改的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）數(shù)據(jù)不可篡改。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共識(shí)認(rèn)證后鏈內(nèi)信息一直保存在區(qū)塊鏈中，由所有節(jié)點(diǎn)共同保障其安全性。若要對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行修改則需網(wǎng)絡(luò)中大于51%的節(jié)點(diǎn)同意，否則無法修改該數(shù)據(jù)，因此區(qū)塊鏈能保障信息數(shù)據(jù)的安全性和可靠性[3]。

（3）信任機(jī)制。區(qū)塊鏈內(nèi)所有交易信息均公開透明，通過數(shù)學(xué)方法和密碼學(xué)算法使交易雙方無需中心機(jī)構(gòu)的認(rèn)證或參與，即可建立信任關(guān)系，區(qū)塊鏈內(nèi)信任機(jī)制將傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)對人的信任，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shù)學(xué)算法、密碼學(xué)和計(jì)算機(jī)等物理機(jī)器的信任，任何人為的因素都難以對其進(jìn)行干擾和破壞，從而提高對信息的利用效率。

（4）匿名性。任意節(jié)點(diǎn)間的信息數(shù)據(jù)傳輸必須依賴既定的算法協(xié)議，因此交易雙方間不必將自己所有信息公開予對方，既能保護(hù)交易雙方“個(gè)人信息”的私密性，同時(shí)可以有效提高“交易”效率。

（5）可追溯性。區(qū)塊鏈由區(qū)塊連接起來的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)區(qū)塊都被蓋有時(shí)間戳印證，具有唯一性，通過時(shí)間戳可以對區(qū)塊信息進(jìn)行追溯，因此區(qū)塊鏈可被應(yīng)用在信息追溯應(yīng)用場景中[4]。

5 區(qū)塊鏈類型

區(qū)塊鏈根據(jù)使用環(huán)境和應(yīng)用結(jié)構(gòu)不同，被分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈，不同類型的區(qū)塊鏈成員分組機(jī)制及對區(qū)塊鏈賬的讀取權(quán)限各有不同，因此需根據(jù)不同業(yè)務(wù)環(huán)境的特性選擇最適用的區(qū)塊鏈類型。

公有鏈具有完全去中心化的特點(diǎn)，可以自由地加入或退出，所有節(jié)點(diǎn)均參與鏈上數(shù)據(jù)的真實(shí)性認(rèn)證過程，理論上所有節(jié)點(diǎn)地位平等，無需通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊、認(rèn)證和授權(quán)。同時(shí)，公有鏈的安全性和參與系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量成正比，使共識(shí)過程會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間，從而導(dǎo)致交易速度降低。

聯(lián)盟鏈內(nèi)一般都需要進(jìn)行注冊認(rèn)證和訪問權(quán)限設(shè)置，節(jié)點(diǎn)認(rèn)證注冊并通過授權(quán)方能加入對應(yīng)系統(tǒng)，聯(lián)盟鏈內(nèi)不用成員獲得的讀寫權(quán)限不同，只有聯(lián)盟內(nèi)成員才能加入對應(yīng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)進(jìn)行交易，對外則采取限制性訪問原則。聯(lián)盟鏈內(nèi)交易速度和隱私性等性能適中，聯(lián)盟鏈內(nèi)成員數(shù)量相對公有鏈較少，因此共識(shí)機(jī)制流程較少，交易速度較快，隱私性相較于公有鏈更好，更加適合商用[5]。

私有鏈的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和狀態(tài)相對公有鏈和聯(lián)盟鏈更可控，且不對外開放，只有系統(tǒng)內(nèi)部成員擁有讀寫權(quán)限及記賬權(quán)限，同時(shí)將有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)管控，因此去中心化程度不高，但交易處理效率高，隱私性保密性好。

6 區(qū)塊鏈在數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享中的應(yīng)用優(yōu)勢

6.1 微觀層面

區(qū)塊鏈?zhǔn)遣恍枰揽康谌?，可通過自身分布式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、驗(yàn)證、傳遞及交流。區(qū)塊鏈有著去中心化、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、可追蹤、不可篡改等特點(diǎn)，為解決數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享的安全提供有保障。鏈內(nèi)建立共識(shí)機(jī)制激勵(lì)機(jī)制，可以通過算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的共識(shí)和信任，并減少信任問題、利潤分配糾紛等發(fā)生。此外，區(qū)塊鏈內(nèi)嵌入智能合約，可以使整個(gè)區(qū)塊鏈內(nèi)數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享主體間的決策、執(zhí)行過程、獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制等更透明更有效更直接，保障共享主體的安全、權(quán)利及利益。

6.2 中觀層面

不同類型的區(qū)塊鏈可以為數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)不同主體不同程度的信息共享提供不同效用，并極大程度降低信息共享主體各方的共享成本、交易成本等。如公有鏈可適用于數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)行業(yè)內(nèi)或業(yè)內(nèi)與消費(fèi)市場間，使各企業(yè)可對外開放的信息更高效共享，使信息價(jià)值最大化；數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟體間進(jìn)行信息共享時(shí)，存在效率低，安全性不高，數(shù)據(jù)易被篡改等問題，聯(lián)盟鏈可使聯(lián)盟企業(yè)主體間擁有獨(dú)立的通信通道，在隱私保護(hù)、效率及靈活性上具有極強(qiáng)優(yōu)勢，與數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建信息共享方案擁有絕佳契合度；數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)企業(yè)內(nèi)部各部門間的信息共享，可能涉及企業(yè)自身需對外保密信息的傳遞，各部門間信息傳遞需安全且高效，以便企業(yè)內(nèi)各部門聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)更流暢，私有鏈隱私性好，信息數(shù)據(jù)處理效率高，且有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)管控，完全與企業(yè)內(nèi)部信息共享的需求契合。

6.3 宏觀層面

區(qū)塊鏈可以通過推動(dòng)數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)。區(qū)塊鏈通過信息的共享，形成整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈連接在一起，使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游打通，從信息溯源、版權(quán)流向、產(chǎn)品防偽、供應(yīng)鏈管理等方面，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)跨領(lǐng)域信息共享。區(qū)塊鏈通過自身網(wǎng)狀架構(gòu)的特點(diǎn)，加速信息的流通互享，沒有地域空間限制，更有力地促進(jìn)信息價(jià)值最大化，不僅使縱向的產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)上下游之間信息有效協(xié)同共享，推動(dòng)跨領(lǐng)域融合發(fā)展，也可以使數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)鏈間合作交易阻礙減小，降低交易成本，進(jìn)而推動(dòng)數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，升級(jí)發(fā)展。

7 區(qū)塊鏈推動(dòng)數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享路徑建議

7.1 加強(qiáng)人才培養(yǎng)

數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)品有跨專業(yè)、跨領(lǐng)域等特點(diǎn)，因此對于產(chǎn)業(yè)本身而言的人才培養(yǎng)需重視交叉學(xué)科、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力等。而將區(qū)塊鏈技術(shù)導(dǎo)入數(shù)字文化創(chuàng)意行業(yè)的關(guān)鍵問題之一就是技術(shù)性復(fù)合型人才隊(duì)伍的建立，所以對專業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求更高。需從高等教育端著手強(qiáng)化對數(shù)碼創(chuàng)意行業(yè)技術(shù)型復(fù)合型培養(yǎng)工作，即在通識(shí)教育科中增加計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、數(shù)字文化的有關(guān)專業(yè)知識(shí)，以培育初級(jí)群體對數(shù)字文化創(chuàng)作的濃厚興趣，在高等教育中根據(jù)數(shù)字文化創(chuàng)意行業(yè)迅速發(fā)展的新形勢要求，積極開展交叉學(xué)科與關(guān)聯(lián)專業(yè)的建設(shè)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)學(xué)、工學(xué)、計(jì)算機(jī)專業(yè)與人文創(chuàng)意類專業(yè)的融合。同時(shí)利用高等教育系統(tǒng)的資源優(yōu)勢，開展校企聯(lián)合培訓(xùn)，使人才培養(yǎng)工作更加標(biāo)準(zhǔn)化、體系化，培養(yǎng)技術(shù)復(fù)合型人員將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的處理企業(yè)實(shí)際問題的綜合技能，進(jìn)而使人才培養(yǎng)工作與行業(yè)和企業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要更適配，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展。

7.2 攻克技術(shù)難題

在運(yùn)用區(qū)塊鏈進(jìn)行數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享的全過程中，在技術(shù)層面可以圍繞4個(gè)信息流向的主要階段進(jìn)行技術(shù)攻克和升級(jí)改進(jìn)：信息上傳儲(chǔ)存、信息處理、信息傳輸、信息運(yùn)用。信息上傳儲(chǔ)存階段，需能包含多種形式多種類型的信息上傳及存儲(chǔ)方式，此外平臺(tái)內(nèi)需能支持同鏈不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)登錄處理交易信息，不同鏈間進(jìn)行跨鏈協(xié)同合作。信息處理階段則需盡可能提高共享節(jié)點(diǎn)間共識(shí)效率、縮短交易處理時(shí)間，并需解決鏈內(nèi)處理大量交易時(shí)區(qū)塊鏈內(nèi)效率急速下降等問題。在信息傳輸階段，除了涉及時(shí)間成本問題外，更重要的是需保證信息安全性。區(qū)塊鏈內(nèi)的加密算法與標(biāo)準(zhǔn)需根據(jù)技術(shù)發(fā)展實(shí)時(shí)跟進(jìn)，防止鏈內(nèi)已上傳信息被攻擊泄露或被篡改，建立更加可靠的可信安全的信息共享環(huán)境。信息運(yùn)用階段，則需結(jié)合數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)市場趨勢及企業(yè)發(fā)展需求，增大區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性，提升整體性能，不斷完善以適用不同應(yīng)用場景搭建。

7.3 完善體系建設(shè)

各行各業(yè)的發(fā)展均離不開行業(yè)自律和法律監(jiān)管兩大制約，數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)信息共享需以此為保障才可更順利進(jìn)行?；ヂ?lián)網(wǎng)飛速發(fā)展使數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)對信息的管理面臨更大的挑戰(zhàn)，雖區(qū)塊鏈技術(shù)的引入可以解決部分難題，但同樣需要以制度為根本。首先在行業(yè)自律方面，各企業(yè)需建立各自內(nèi)部完善的管理制度，數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟體內(nèi)則需制定聯(lián)盟企業(yè)間完備的獎(jiǎng)懲制度、利益分配制度等。各企業(yè)需自覺接受社會(huì)群體的監(jiān)督，自覺共建良好的市場秩序和環(huán)境。法律監(jiān)管層面更主要的是需要國家規(guī)范立法及監(jiān)管。由于區(qū)塊鏈自身的特點(diǎn)，為更好更高效進(jìn)行監(jiān)管，可以將部分法律轉(zhuǎn)化為算法代碼，寫入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)中，建立信息共享基層技術(shù)規(guī)則約束，大幅提高監(jiān)管力度和效率，降低監(jiān)管成本投入[6]。

8 結(jié)語

區(qū)塊鏈技術(shù)作為信息數(shù)據(jù)安全的保障，以其去中心化、公開透明、可追溯性、不可篡改等特性的獨(dú)特優(yōu)勢，在數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，可以為融化行業(yè)邊界，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量融合發(fā)揮重要意義。為加快數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展，本研究應(yīng)抓住當(dāng)前信息化時(shí)代的歷史性機(jī)遇，從人才培養(yǎng)、信息化技術(shù)完善創(chuàng)新、加強(qiáng)相關(guān)體系建設(shè)等多方面視角出發(fā)，以區(qū)塊鏈技術(shù)為基石，探究我國數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展新策略。