區(qū)塊鏈技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)與分析

王志輝

（中國(guó)航發(fā)北京航科發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)科技有限公司，北京 102200）

一、引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)逐漸受到重視。財(cái)富不只是金錢，數(shù)據(jù)逐漸成為一個(gè)時(shí)代的新財(cái)富。挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值并與他人分享已成為當(dāng)代的熱門話題。共享數(shù)據(jù)資源的常用方法是通過(guò)相應(yīng)的集中處理來(lái)存儲(chǔ)和使用。用戶本身不能直接訪問數(shù)據(jù)，并且存在一定的數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。在企業(yè)中，數(shù)據(jù)泄露意味著機(jī)密披露。因此，針對(duì)數(shù)據(jù)泄露這樣的嚴(yán)重問題，專家學(xué)者開始致力于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全方向的研究，希望在數(shù)據(jù)交換和共享的基礎(chǔ)上滿足數(shù)據(jù)安全的基本需求。21世紀(jì)，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，其具有的分散化和可信性核算的特點(diǎn)滿足了數(shù)據(jù)共享和安全保護(hù)的要求，為相關(guān)專家學(xué)者的數(shù)據(jù)安全和共享提供了新的解決方案。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，企業(yè)管理突破了傳統(tǒng)單一的形式，網(wǎng)絡(luò)管理得到了推廣。然而，這些新的管理形式正面臨嚴(yán)重的信任危機(jī)。此外，在傳統(tǒng)的企業(yè)管理領(lǐng)域，還存在流程記錄不完整、不透明等問題。雇主在招聘人員時(shí)無(wú)法核實(shí)求職者信息的真實(shí)性，這給雇主的招聘工作帶來(lái)了很多麻煩。因此，對(duì)于滿足分布式需求的存儲(chǔ)技術(shù)的研發(fā)顯得尤為迫切，它可以管理和存儲(chǔ)企業(yè)的所有管理記錄和信息數(shù)據(jù)，也不會(huì)被修改和損壞。區(qū)塊鏈技術(shù)可以滿足各種形式的記錄功能，對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)終端開放，滿足基本的數(shù)據(jù)安全需求。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛使用，不僅可以為企業(yè)和社會(huì)信息共享帶來(lái)極大的便利，而且為集中式信息處理的發(fā)展鋪平了道路。同時(shí)，它也為行業(yè)認(rèn)證提供了機(jī)會(huì)，區(qū)塊鏈技術(shù)被企業(yè)廣泛接受。

鑒于上述企業(yè)管理中存在的問題和區(qū)塊鏈的優(yōu)勢(shì)，文章將闡述區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)的概念，分析相關(guān)算法，設(shè)計(jì)開發(fā)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)，分析其在企業(yè)管理中的實(shí)際運(yùn)行能力。

二、區(qū)塊鏈企業(yè)管理創(chuàng)新技術(shù)及相關(guān)概念

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)

20世紀(jì)下半葉，隨著互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和軟硬件的發(fā)展，人類信息交換的效率迅速提高，這帶動(dòng)了各行各業(yè)的快速發(fā)展。區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)際上是一個(gè)分布式存儲(chǔ)、P2P網(wǎng)絡(luò)和秘密算法的集合，如比特幣就是基于區(qū)塊鏈的相關(guān)技術(shù)開發(fā)的。隨著智能技術(shù)的出現(xiàn)，由于區(qū)塊鏈的分散性和不可篡改性，區(qū)塊鏈被認(rèn)為能夠在各種實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中建立信息，提高信息的透明度、可靠性和安全性。區(qū)塊鏈與云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的結(jié)合，將帶來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇。

分布式共享的數(shù)字集成始終契合區(qū)塊鏈的特點(diǎn)。該技術(shù)由密碼學(xué)支持，并按時(shí)間順序集中存儲(chǔ)。由于自身的諸多特點(diǎn)，區(qū)塊鏈不能隨意改變信息和交易的可追溯性，越來(lái)越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)開始關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)并對(duì)它展開研究。區(qū)塊鏈?zhǔn)腔赑2P網(wǎng)絡(luò)的，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要維護(hù)一個(gè)公共分類賬。公共賬本是一個(gè)鏈，其中所有的數(shù)據(jù)塊都按時(shí)間順序連接起來(lái)。公共分類賬確保所有的數(shù)據(jù)都是公開透明的。通過(guò)共識(shí)算法對(duì)交易達(dá)成共識(shí)，將交易記錄在塊中，確保交易不會(huì)被密碼學(xué)篡改?；趨^(qū)塊鏈的比特幣也證明了區(qū)塊鏈被廣泛關(guān)注的主要原因是它具有以下特點(diǎn)。第一，集中化。整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)由所有參與者共同維護(hù)，沒有第三方組織。通過(guò)分布式存儲(chǔ)和P2P網(wǎng)絡(luò)機(jī)制進(jìn)行信息傳輸和驗(yàn)證，任何節(jié)點(diǎn)問題都不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。第二，去信任?；诨バ湃魏突趦r(jià)值的加密算法，不需要雙方交換數(shù)據(jù)。第三，交互與共享。所有用戶都可以在區(qū)塊鏈上查看數(shù)據(jù)，確保鏈上的數(shù)據(jù)共享，促進(jìn)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交換。第四，可信的數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)完整的數(shù)據(jù)賬戶。除非大多數(shù)節(jié)點(diǎn)都可以被控制，否則任何節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)丟失或修改都不足以影響整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。第五，可追溯性。區(qū)塊鏈采用鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)塊上標(biāo)記時(shí)間戳，使數(shù)據(jù)具有可追溯性。

（二）比特幣

21世紀(jì)提出了比特幣的概念，并指出區(qū)塊鏈技術(shù)是構(gòu)建比特幣系統(tǒng)的基本技術(shù)。比特幣是以太坊的加密貨幣，用戶可以通過(guò)挖掘、從市場(chǎng)上或其他用戶那里購(gòu)買等方式獲取。比特幣作為一種加密貨幣，以智能合約的形式實(shí)現(xiàn)，并在以太坊上運(yùn)行。代幣合約的開發(fā)應(yīng)遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以便前端（如錢包）能夠識(shí)別代幣活動(dòng)（如代幣傳輸）。比特幣合同維護(hù)一個(gè)映射表，每個(gè)條目記錄一個(gè)比特幣持有人（即一個(gè)賬戶）和屬于他的比特幣余額。與以太事務(wù)不同，比特幣持有者通過(guò)調(diào)用合同中的特定函數(shù)將其比特幣轉(zhuǎn)移到另一個(gè)比特幣上。如果某些比特幣被成功傳輸，則映射表將進(jìn)行相應(yīng)的更新。代幣合同應(yīng)發(fā)出事件通知，以通知其他代幣變化的應(yīng)用程序，如錢包、交易市場(chǎng)等。任何應(yīng)用程序都可以通過(guò)監(jiān)聽已發(fā)送出的事件來(lái)掌握比特幣契約的執(zhí)行結(jié)果。除了標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)事件之外，比特幣標(biāo)準(zhǔn)還允許開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)和非標(biāo)準(zhǔn)事件。

三、區(qū)塊鏈技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)框架

（一）擬建企業(yè)管理系統(tǒng)的架構(gòu)

區(qū)塊鏈可分為公共區(qū)塊鏈、完全私有區(qū)塊鏈和聯(lián)盟區(qū)塊鏈三類。公共區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)世界上任何人都可以讀取的區(qū)塊鏈，任何人都可以在這里執(zhí)行、參與和驗(yàn)證交易。公共區(qū)塊鏈的共識(shí)是通過(guò)工作證明、股權(quán)證明、股權(quán)委托證明等共識(shí)算法來(lái)維持的。通常，共識(shí)算法將經(jīng)濟(jì)回報(bào)與數(shù)字驗(yàn)證相結(jié)合。每個(gè)參與并維護(hù)了一個(gè)公共區(qū)塊鏈的人都可以獲得一定數(shù)量的財(cái)務(wù)獎(jiǎng)勵(lì)。許多著名的區(qū)塊鏈系統(tǒng)都屬于比特幣。第二類包括完全由一個(gè)組織控制的完全私有的區(qū)塊鏈。相關(guān)的應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理和審計(jì)，都會(huì)受到一定的限制，在這種情況下則不需要公共可讀性。第三類包括聯(lián)盟區(qū)塊鏈，其共識(shí)過(guò)程由預(yù)先選定的節(jié)點(diǎn)控制。為了提高區(qū)塊鏈效率，需要確保大多數(shù)交易是在聯(lián)盟中大多數(shù)參與者的共識(shí)下進(jìn)行的，并確保高效操作。

（二）提高區(qū)塊鏈的企業(yè)管理系統(tǒng)效率

供應(yīng)鏈本質(zhì)上是由幾個(gè)利益相關(guān)公司組成的聯(lián)盟式組織，以確保區(qū)塊鏈的效率和物聯(lián)網(wǎng)的安全。因此，區(qū)塊鏈聯(lián)盟是設(shè)計(jì)模型的完美選擇。此外，考慮到物聯(lián)網(wǎng)的訪問控制，設(shè)計(jì)雙鏈結(jié)構(gòu)的聯(lián)盟區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，每個(gè)公司都有一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。首先，生成并闡述我們提出的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的基本流路徑，將超級(jí)賬本結(jié)構(gòu)和以太坊平臺(tái)作為基本框架。在織物中，聯(lián)盟區(qū)塊鏈的基本單元是連接每個(gè)組織的通道。在這個(gè)方案中，一個(gè)組織將被視為一個(gè)企業(yè)或一個(gè)公司。例如，核心企業(yè)是一個(gè)上游和下游企業(yè)，而不是某個(gè)人。此外，將其會(huì)員服務(wù)提供商添加到網(wǎng)絡(luò)中后，其將被認(rèn)證為該特定渠道的合法組織。

在通道內(nèi)，同伴是一個(gè)基本的元素。同行可以托管多個(gè)智能合約和分類賬。智能合同在織物中也被稱為鏈碼，并且分類賬存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)用程序和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)該與對(duì)等機(jī)一起工作，以便與其他對(duì)等機(jī)通信。在提出的模式中，這是組織之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備屬于它們的組織，而這些設(shè)備應(yīng)該只連接到它們的對(duì)等設(shè)備。首先，每個(gè)對(duì)等體代表一個(gè)組織，每個(gè)組織都有幾個(gè)自己綁定的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這些設(shè)備進(jìn)行通信，并更新存儲(chǔ)在對(duì)等設(shè)備的賬本中，而共識(shí)算法有助于承載一個(gè)共識(shí)過(guò)程，以確保這些賬本都是達(dá)成共識(shí)的。在達(dá)成共識(shí)之前，想要的鏈碼（智能合約）就會(huì)參與進(jìn)來(lái)。鏈碼指定了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或其他應(yīng)用程序請(qǐng)求數(shù)據(jù)的權(quán)限。開發(fā)的這種框架被稱為訪問控制框架。在此框架內(nèi)，鏈碼將提供作為訪問控制的列表，以授予和撤銷權(quán)限（包括讀、寫和其他操作）。假定物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被黑客攻擊時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突。要突破整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)向?qū)Χ税l(fā)送惡意請(qǐng)求。一旦物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序違反訪問控制列表，系統(tǒng)將執(zhí)行相應(yīng)的懲罰。在現(xiàn)實(shí)世界的制造環(huán)境中，如果整個(gè)供應(yīng)鏈都希望遷移到區(qū)塊鏈機(jī)制上，那么每個(gè)同行的穩(wěn)定性（讀寫速度、與其他同行的溝通、安全問題）才是最為重要的。在傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中，所有資源所有者都必須執(zhí)行策略，防止未經(jīng)授權(quán)使用其資源，如數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)空間和服務(wù)。例如，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須有一個(gè)訪問策略來(lái)阻止來(lái)自未簽名用戶的訪問。

（三）企業(yè)管理系統(tǒng)框架的供應(yīng)鏈系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)和管理框架構(gòu)建新的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)訪問控制框架來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式和無(wú)信任的訪問控制。注冊(cè)模塊主要負(fù)責(zé)信息注冊(cè)，并由供應(yīng)鏈中的所有公司維護(hù)注冊(cè)政策。此外，該模塊還提供了撤銷和更新功能。檢查模塊側(cè)重于判斷不當(dāng)行為，并監(jiān)控受試者的行為。如果出現(xiàn)任何操作失誤，受試者將受到懲罰。此外，還提出了一種備份對(duì)等機(jī)制以及內(nèi)部數(shù)據(jù)隔離和傳輸方法，它們都增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。供應(yīng)鏈系統(tǒng)可以在沒有集中控制單元的情況下優(yōu)化每個(gè)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作，而可配置的閾值則提高了系統(tǒng)的靈活性。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)被新添加到網(wǎng)絡(luò)中，那么系統(tǒng)可以將其閾值設(shè)置為一個(gè)更大的數(shù)字，以便該節(jié)點(diǎn)可以更快地改進(jìn)使用來(lái)自系統(tǒng)的資源。開發(fā)期結(jié)束后，可以重置閾值以滿足實(shí)際需求。系統(tǒng)監(jiān)督器可以通過(guò)使用這種控制方法，映射到傳統(tǒng)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的優(yōu)化算法。然后，將供應(yīng)鏈優(yōu)化問題作為一個(gè)非常典型的硬優(yōu)化問題，用常用的算法進(jìn)行優(yōu)化。計(jì)劃在未來(lái)進(jìn)行更全面的測(cè)試，以更深入地評(píng)估擬議的系統(tǒng)。盡管案例研究是一種有用的、直接的性能測(cè)試方法，但它們應(yīng)該與現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用程序相關(guān)。因此，計(jì)劃在未來(lái)的研究中將該系統(tǒng)應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)世界的問題之中。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被用于區(qū)塊鏈系統(tǒng)。這將擴(kuò)大區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)合使用的范圍。在未來(lái)的工作中，我們還計(jì)劃將該系統(tǒng)應(yīng)用于云計(jì)算和邊緣計(jì)算中。

四、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)分析

（一）企業(yè)管理信息系統(tǒng)概述和存在問題

一是管理信息系統(tǒng)是一種組織方法，可以提供過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的信息。它提供適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化信息，支持組織的規(guī)劃、控制和業(yè)務(wù)功能，以協(xié)助決策過(guò)程。二是收集、處理、保存和發(fā)布功能的集成、決策支持、協(xié)調(diào)和控制。它可以幫助內(nèi)部成員分析相關(guān)主題、可視化復(fù)雜問題，并創(chuàng)建新產(chǎn)品。三是該系統(tǒng)始終貫徹以人為本的基本理念。利用計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等辦公設(shè)備處理所需信息，包括收集、存儲(chǔ)、計(jì)算和處理、保護(hù)等，組織戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)，提高效率。一個(gè)完整的人機(jī)系統(tǒng)可以支持高層決策、中層控制和基層操作。

企業(yè)管理信息系統(tǒng)存在以下問題：一是企業(yè)管理系統(tǒng)設(shè)備安全無(wú)法保障，可能受自然災(zāi)害、設(shè)備故障或丟失等因素的影響；二是內(nèi)部人員可以為自身利益篡改或刪除部分?jǐn)?shù)據(jù)；三是信息輸入錯(cuò)誤會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的后續(xù)業(yè)務(wù)；四是企業(yè)管理系統(tǒng)一旦感染病毒，可能導(dǎo)致信息傳遞過(guò)程中數(shù)據(jù)泄露；五是企業(yè)管理系統(tǒng)復(fù)雜，需要大量復(fù)合型人才，但沒有完整的人才激勵(lì)機(jī)制。

（二）企業(yè)管理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

一是提供決策支持管理。該系統(tǒng)可以為企業(yè)的管理者和高級(jí)管理人員提供相關(guān)信息，使管理者能夠從數(shù)據(jù)中獲取所需的信息，為管理者提供相關(guān)的決策建議，并為管理者提供決策服務(wù)。二是全方位的特性。從某些角度來(lái)看，該系統(tǒng)是對(duì)一個(gè)企業(yè)、組織和其他機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合管理和分析的系統(tǒng)平臺(tái)。企業(yè)在建立和創(chuàng)建系統(tǒng)時(shí)，可以將各級(jí)管理和信息分配到系統(tǒng)的各子項(xiàng)目中，然后通過(guò)子系統(tǒng)整合信息，實(shí)現(xiàn)各類企業(yè)和事業(yè)單位綜合管理的目的，協(xié)助高級(jí)管理人員。三是人與機(jī)器的結(jié)合。管理系統(tǒng)的最終目的是幫助用戶或企業(yè)主管作出相應(yīng)的決策，最終的決策不是由系統(tǒng)發(fā)布的，而是由用戶發(fā)布的。因此，系統(tǒng)的使用和管理必須是人與系統(tǒng)的結(jié)合。在管理系統(tǒng)中，所有級(jí)別的管理者和用戶不僅是該系統(tǒng)的用戶，而且是用戶的管理者。因此，在開發(fā)該系統(tǒng)的過(guò)程中，需要正確區(qū)分人機(jī)在系統(tǒng)中的狀態(tài)分布和相關(guān)功能，使系統(tǒng)和個(gè)體用戶都能發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的性能和管理效率。

五、結(jié)語(yǔ)

文章闡述區(qū)塊鏈技術(shù)和企業(yè)管理相關(guān)技術(shù)，對(duì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析，該系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)管理系統(tǒng)和區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮個(gè)人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，滿足企業(yè)管理的需要，為未來(lái)在企業(yè)管理中發(fā)揮個(gè)人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)提供了助力，并且提供了一種新的思維方式，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得出了系統(tǒng)有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好管理的結(jié)論。然而，區(qū)塊鏈技術(shù)還不夠成熟，如何通過(guò)區(qū)塊鏈提高企業(yè)業(yè)務(wù)管理的水平和效率仍然是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。