區(qū)塊鏈技術(shù)在質(zhì)量簽點(diǎn)數(shù)據(jù)防造假方面的應(yīng)用探索

文｜葉馳川 楊建方

基于國家能源局、生態(tài)環(huán)境部68號文件對核電工程建設(shè)質(zhì)量文件的管理要求，建立多方質(zhì)量文件互通互認(rèn)的信用體系，本文從區(qū)塊鏈和區(qū)塊鏈技術(shù)的概念、特點(diǎn)，從數(shù)據(jù)防造假管理、歷史記錄可追溯、保證數(shù)據(jù)真實(shí)性等業(yè)務(wù)需求入手，提出區(qū)塊鏈質(zhì)量控制管理模型總體框架，初步探索基于區(qū)塊鏈技術(shù)在工程項(xiàng)目質(zhì)量文件管理模式，為業(yè)務(wù)管理、工程監(jiān)理、施工單位等部門對項(xiàng)目參與者的實(shí)時(shí)監(jiān)督和事后追責(zé)提供技術(shù)和業(yè)務(wù)支持。

一、引言

針對當(dāng)前影響核電工程建設(shè)質(zhì)量的突出問題， 2020年國家能源局和生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于加強(qiáng)核電工程建設(shè)質(zhì)量管理的通知》中明確強(qiáng)調(diào)，嚴(yán)厲打擊“造數(shù)據(jù)、補(bǔ)記錄、假報(bào)告”等違規(guī)行為，要求各參建單位強(qiáng)化質(zhì)量和過程控制，加強(qiáng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素管理，保證合理的人員記錄及資源投入，探索區(qū)塊鏈等技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用，切實(shí)做到質(zhì)量記錄文件全面、及時(shí)、準(zhǔn)確、有效和真實(shí)。

三澳核電是浙江省首個(gè)采用我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)"華龍一號"三代核電技術(shù)的核電項(xiàng)目，也是智慧核電的示范項(xiàng)目。目前正處在工程建設(shè)高峰期，期間會產(chǎn)生大量關(guān)鍵施工工藝過程質(zhì)量文件，包括覆蓋施工、管理、監(jiān)理等用戶，人員身份認(rèn)證、工序過程的質(zhì)量照片、影像記錄、試驗(yàn)/檢驗(yàn)報(bào)告等數(shù)據(jù)。目前該質(zhì)量文件主要以傳統(tǒng)的方式存儲在單一數(shù)據(jù)源中，一方面：單一數(shù)據(jù)源容易遭到非法破壞，如：易丟失，易修改，難追溯等問題，另外一方面數(shù)據(jù)源只受控于業(yè)務(wù)管理方，沒有多方（承包商、監(jiān)理、監(jiān)管等單位）同時(shí)認(rèn)可的第三方作為信用背書，難免對過程數(shù)據(jù)的真實(shí)性存在信任危機(jī)，為解決這種傳統(tǒng)質(zhì)量文件面臨的數(shù)據(jù)安全和相互不信任等業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，進(jìn)一步提升質(zhì)量管理水平和滿足監(jiān)管要求。本文結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)，提出區(qū)塊鏈質(zhì)量控制管理模型總體框架，探索基于區(qū)塊鏈技術(shù)在核電施工過程中其質(zhì)量簽點(diǎn)數(shù)據(jù)的安全真實(shí)保障和互通互認(rèn)的管理模式。

運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)采用非中心化的分布式數(shù)據(jù)存儲規(guī)則，在采集現(xiàn)場關(guān)鍵數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，保障數(shù)據(jù)存儲的安全性，同時(shí)不會因?yàn)閱吸c(diǎn)數(shù)據(jù)源等原因，而容易造成管理數(shù)據(jù)被篡改、刪除和丟失，保障質(zhì)量簽點(diǎn)數(shù)據(jù)的真實(shí)、完整和責(zé)任溯源。

基于智能合約技術(shù)的數(shù)據(jù)上鏈信任環(huán)境，讓所有參建單位可以實(shí)時(shí)采集和采信真實(shí)管理行為和管理數(shù)據(jù)，從而能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督管理和信用考核評價(jià)提供客觀真實(shí)數(shù)據(jù)支撐。

二、區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾畏罃?shù)據(jù)篡改和可追溯

（一）區(qū)塊鏈的組成

區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)及新區(qū)塊產(chǎn)生示意圖如圖1。

圖1 區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)及新區(qū)塊產(chǎn)生過程

（二） 區(qū)塊數(shù)據(jù)防篡改原理

鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)決定其篡改成本將無限大：區(qū)塊的鏈接是由每一塊區(qū)塊的“父區(qū)塊hash”鏈接上的，父區(qū)塊hash值是由整個(gè)父區(qū)塊的區(qū)塊頭計(jì)算而來，因此，當(dāng)改變鏈中某區(qū)塊的交易信息，那么當(dāng)前區(qū)塊頭的hash值就會發(fā)生變化，其子區(qū)塊將無法鏈接到本區(qū)塊。那如果子區(qū)塊配合父區(qū)塊進(jìn)行修改呢？那么子區(qū)塊的子區(qū)塊也要修改，與此同時(shí)，新的區(qū)塊還在不斷產(chǎn)生，篡改成本將無限大。

智能合約決定了交易進(jìn)行時(shí)規(guī)則是由代碼控制而不是人為控制，因此在公平和信任層面的能力大大提升。

即使在新區(qū)塊產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行篡改也是行不通的，歸結(jié)于其共識算法：A節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對賬本數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改，將小甲的賬戶余額從2000改成20000，假定A節(jié)點(diǎn)修改的區(qū)塊恰好是最后一個(gè)區(qū)塊，從A節(jié)點(diǎn)看小甲的余額確實(shí)變了，但是當(dāng)客戶端進(jìn)行對小甲的賬戶進(jìn)行轉(zhuǎn)賬操作時(shí)，A節(jié)點(diǎn)操作后余額和B、C、D節(jié)點(diǎn)不符合，因此A節(jié)點(diǎn)因不合法，也就是不能與其他幾個(gè)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識，A節(jié)點(diǎn)的篡改也會被修正。

（三）可追溯原理

因?yàn)槊恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲全量數(shù)據(jù)，且區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)決定了其可以從最新區(qū)塊追溯到創(chuàng)世區(qū)塊，也就是所有的交易信息都可以看到，且因?yàn)橹悄芎霞s，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程也是由程序或者規(guī)則本身完成的，非人為修改，也就自然實(shí)現(xiàn)了“可信溯源”。

三、區(qū)塊鏈-質(zhì)量簽點(diǎn)服務(wù)平臺技術(shù)框架

區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、P2P傳輸、共識機(jī)制、加密算法等一系列計(jì)算機(jī)技術(shù)組合，采用哈希加密算法計(jì)算數(shù)據(jù)的散列值，使數(shù)據(jù)在存儲和交互過程中不能被篡改。

在區(qū)塊鏈平臺中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)是地位相同，憑借智能合約、共識算法進(jìn)行相互信任，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺，憑借智能合約，將質(zhì)量簽點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到鏈，數(shù)據(jù)一旦上鏈，將無法更改。

1.2.1 傳承藝術(shù)文化。中國古典園林藝術(shù)是古人與大自然和諧共處的智慧產(chǎn)物，大家可以總結(jié)出古典園林設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和方法，為己所用。

四、區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)

（一）傳統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)弊端

質(zhì)量簽點(diǎn)過程數(shù)據(jù)（簽點(diǎn)時(shí)間、電子簽名、人臉、照片、地理位置、驗(yàn)收內(nèi)容、QC1/QC2/QC3/QC4等）存在源系統(tǒng)Nice內(nèi)，存在如下弊端。

圖2 基于區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)服務(wù)平臺的業(yè)務(wù)流程圖

將簽點(diǎn)過程數(shù)據(jù)存在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，人為可對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，數(shù)據(jù)真實(shí)性無法保證；

所有數(shù)據(jù)都在單源系統(tǒng)中，如受到外力或不安全網(wǎng)絡(luò)影響，可能失去所有數(shù)據(jù)；

施工部門無法及時(shí)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量簽點(diǎn)，監(jiān)管部門無法第一時(shí)間進(jìn)行監(jiān)督和發(fā)現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題時(shí)無從問責(zé)和進(jìn)行追溯。

（二）基于區(qū)塊鏈的質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺的搭建

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蒔2P網(wǎng)絡(luò)中所有存在的節(jié)點(diǎn)在無任何背書的情況下，通過共識算法和加密技術(shù)構(gòu)建的一個(gè)可信任平臺，具體實(shí)現(xiàn)方式如下。

將發(fā)點(diǎn)人，簽點(diǎn)人簽點(diǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（如：簽點(diǎn)時(shí)間、簽名、人臉識別、照片、地理位置等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)）實(shí)時(shí)上傳到區(qū)塊鏈進(jìn)行上鏈存證；

施工單位、業(yè)主單位、監(jiān)管單位可實(shí)時(shí)通過質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺對過程和結(jié)果進(jìn)行監(jiān)管，有效降低風(fēng)險(xiǎn)和干預(yù)處理；

3.將簽點(diǎn)記錄過程數(shù)據(jù)進(jìn)行上鏈，數(shù)據(jù)公開透明，一旦事故發(fā)生后可利用區(qū)塊鏈進(jìn)行問題排查和過程追溯。

(三) 基于區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺的價(jià)值體現(xiàn)

1.共同信任環(huán)境

利用區(qū)塊鏈信息防篡改、可追溯的特點(diǎn)，簽點(diǎn)過程中的真實(shí)可靠，可隨時(shí)從區(qū)塊鏈服務(wù)平臺進(jìn)行查證取證，各責(zé)任方對數(shù)據(jù)認(rèn)可，建立了多方的信任環(huán)境。

2. 簽點(diǎn)過程自治

區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺數(shù)據(jù)公開透明，實(shí)時(shí)更新，所有簽點(diǎn)過程，驗(yàn)收問題，整改等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)即時(shí)上鏈，實(shí)現(xiàn)工程管理單位、業(yè)主單位、監(jiān)管單位全過程的監(jiān)督以及管控，責(zé)任分明。

3. 數(shù)據(jù)安全性高

數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈平臺采用多節(jié)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)和互備互驗(yàn)，避免了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問瓶頸，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠性。

4.質(zhì)量數(shù)據(jù)管理提升

區(qū)塊鏈技術(shù)溯源性、不可篡改性能夠解決工程項(xiàng)目質(zhì)量控制對事前、事中、事后三個(gè)階段把關(guān)不嚴(yán)、數(shù)據(jù)容易被篡改的問題，實(shí)現(xiàn)了施工質(zhì)量工序記錄溯源，項(xiàng)目責(zé)任明確，多方主體信息交互，項(xiàng)目溯源追責(zé)、實(shí)時(shí)監(jiān)督等管理提升。

五、平臺預(yù)期應(yīng)用效果

基于區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺將關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上鏈存證，減少了簽點(diǎn)過程數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間以及監(jiān)督管理成本，提升了執(zhí)行效率。

全過程保存簽點(diǎn)記錄，若發(fā)生質(zhì)量事件，能從平臺進(jìn)行簽點(diǎn)數(shù)據(jù)追溯和責(zé)任排查。

六、結(jié)束語

隨著區(qū)塊鏈應(yīng)用領(lǐng)域不斷縱深，逐步成為技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新的爆發(fā)點(diǎn)。本文論證的基于區(qū)塊鏈質(zhì)量簽點(diǎn)可視化平臺，利用了區(qū)塊鏈非中心化、防篡改、可追溯的等特點(diǎn)，構(gòu)建了質(zhì)量簽點(diǎn)過程中的信任環(huán)境，落實(shí)責(zé)任范圍，解決了業(yè)務(wù)過程中數(shù)據(jù)碎片化困境，實(shí)時(shí)共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)，加快工程質(zhì)量管理過程的信息流動速度和執(zhí)行效率，有效保證工程項(xiàng)目質(zhì)量，減少質(zhì)量安全事故，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管部門對項(xiàng)目參與者的實(shí)時(shí)監(jiān)督和事后追責(zé)，同時(shí)對于打造建設(shè)綠色可持續(xù)的工程建設(shè)創(chuàng)新應(yīng)用方案有較為積極的借鑒價(jià)值。