孟令璽 劉英偉 孟令威

摘 要：區(qū)塊鏈技術是引發(fā)第五次人類社會顛覆性變革的技術，并逐漸在社會的各個領域產生影響，尤其在數(shù)據(jù)共享方面得到初步發(fā)展和應用。通過深入分析區(qū)塊鏈的發(fā)展與特點，設計了基于區(qū)塊鏈技術的綜合數(shù)據(jù)共享模型。希望本文的研究能為區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)共享中的發(fā)展提供理論依據(jù)。

關鍵詞：區(qū)塊鏈;綜合數(shù)據(jù);共享模型

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）34-0017-03

Research on Comprehensive Data Sharing Model Based on Blockchain

MENG Lingxi LIU Yingwei MENG Lingwei

（School of Humanities and information，Changchun University of Technology，Changchun Jilin 130000）

Abstract： Blockchain technology is the technology that triggered the fifth subversive change in human society， and has begun to have an impact in various areas of society， especially in the initial development and application of data sharing. Through in-depth analysis of the development and characteristics of blockchain， a comprehensive data sharing model based on blockchain technology was designed. It is hoped that the research in this article will provide a theoretical basis for the development of blockchain in data sharing.

Keywords： blockchain;comprehensive data;shared model

區(qū)塊鏈技術在全球金融行業(yè)、商業(yè)服務等領域被廣泛研究和應用。社會公眾及行業(yè)人士對區(qū)塊鏈技術的關注度不斷提升，對行業(yè)具有較高的期望值。雖然該技術得到了大量的投資，但產品或服務與用戶的需求和技術還不夠成熟[1]。目前區(qū)塊鏈技術在全球教育領域受到的追捧和關注。例如，美國麻省理工學院的媒體實驗室已利用區(qū)塊鏈技術頒發(fā)數(shù)字證書和數(shù)字幣，以認可加入其全球研究伙伴計劃的各行業(yè)才俊;霍布頓軟件工程學院就計劃從2017年開始與“比特認證”公司合作，采用區(qū)塊鏈技術進行學習認證;塞浦路斯尼科西亞大學推出了基于區(qū)塊鏈技術開發(fā)和應用的理學碩士學位項目，并開始使用區(qū)塊鏈技術追蹤、記錄學生的學習過程和結果;為促進區(qū)塊鏈技術專業(yè)人才的培養(yǎng)，哈佛大學伯克曼克萊恩互聯(lián)網和社會研究中心研究了區(qū)塊鏈技術在物權法、數(shù)字金融等領域的應用和影響。此外，許多企業(yè)和機構也開始投入資源來探索區(qū)塊鏈技術在數(shù)據(jù)共享中的應用[2]。

1 區(qū)塊鏈發(fā)展與特點分析

1.1 區(qū)塊鏈發(fā)展

區(qū)塊鏈技術被提出后迅速為金融機構所采用。自從2015年該概念風靡以來，世界各地對該技術均有涉獵。譬如，美國納斯達克證券交易所將區(qū)塊鏈與銀行業(yè)相融合，塑造了新型股票交易發(fā)行技術[3]。在其他與計算機密切聯(lián)系的領域，區(qū)塊鏈技術同樣得到了高度創(chuàng)新，例如：產權保護、公證、網絡游戲與其他領域。學者對該技術的發(fā)展、應用史進行總結，并將其分為三個縱向拓展的階段，即區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0和區(qū)塊鏈3.0。其中，區(qū)塊鏈1.0時期，對其的應用集中于貨幣轉移、匯兌和支付系統(tǒng)的初級升級;區(qū)塊鏈2.0時期，區(qū)塊鏈將與智能合約有機結合，從而實現(xiàn)對股票、債券、期貨、貸款、按揭、產權等各方面智能合約的智慧應用;而區(qū)塊鏈3.0時期，區(qū)塊鏈技術將全面聯(lián)通，不僅再局限于貨幣與金融業(yè)，無論是健康還是科學與教育，都將得到區(qū)塊鏈技術的強烈賦能[4]。區(qū)塊鏈3.0架構如圖1所示。

1.2 區(qū)塊鏈特點

區(qū)塊鏈技術包括四個主要特征：去信任、去中心化、集體維護和可靠的數(shù)據(jù)庫。其中，去信任和去中心化特征能解決共享經濟中存在的陌生人信任、信息不對稱和高交易成本的問題[5]。所以，區(qū)塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網之后的顛覆性創(chuàng)新。簡而言之，區(qū)塊鏈是由“塊”和“鏈”組成的，即每個數(shù)據(jù)塊里存在一個時間段內系統(tǒng)所有加密的信息交換數(shù)據(jù);鏈則是鏈接塊跟下個塊之間的鏈條關系，這樣就產生了區(qū)塊鏈。因為每個分塊包括特定時間內系統(tǒng)全部的信息交換數(shù)據(jù)，每個分塊是平等的，并且單個分塊出現(xiàn)破損并不能影響整個系統(tǒng)安全，所以區(qū)塊鏈具有分散性、可靠數(shù)據(jù)庫等主要特性。相同地，每個分塊能統(tǒng)括系統(tǒng)的全部信息，能對信息的真實性進行交叉驗證，保證信息真實可信，因此區(qū)塊鏈的典型特征即是集體維護和去信任[6]。

2 基于區(qū)塊鏈的綜合數(shù)據(jù)共享模型

簡單來說，區(qū)塊鏈就是一個由所有參與者共同維護的交易賬本，賬本信息的公開使得所有參與者可以一起來校驗交易和記賬的正確性，使得賬本具有防止惡意篡改的能力，使得區(qū)塊鏈成為所有參與者可以信任的載體[7]。

2.1 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享

區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)塊主要由區(qū)塊頭及區(qū)塊體兩部分組成，底層數(shù)據(jù)是依據(jù)科學數(shù)據(jù)共享過程的實際狀況，涵蓋交互信息的一種或多種。區(qū)塊頭由版本號、前塊哈希、時間戳等組成;區(qū)塊體由當前區(qū)塊保存的共享主體間的數(shù)據(jù)交互記錄組成。

綜合數(shù)據(jù)共享區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)模型多為改進型賬戶模型，針對共享交互信息復雜性特征設置狀態(tài)賬戶和合約賬戶，階段性共享結果保存在狀態(tài)賬戶，數(shù)據(jù)共享智能合約信息保存在合約賬戶。綜合數(shù)據(jù)共享區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲采用LevelDB與CouchDB的融合模式，區(qū)塊體中的底層數(shù)據(jù)主要采用Key-Value型數(shù)據(jù)結構進行創(chuàng)建，LevelDB作為可以處理大規(guī)模Key-Value型數(shù)據(jù)的存儲庫，常用于寫入頻繁而查詢較少的場景。綜合數(shù)據(jù)的共享持續(xù)性生成大量交互信息，且都要寫入數(shù)據(jù)區(qū)塊，然而只有對交互歷史進行驗證和溯源時才需要查詢功能。

2.2 綜合數(shù)據(jù)共享模型

鏈式結構由時間節(jié)點連續(xù)的各數(shù)據(jù)區(qū)塊依次環(huán)環(huán)相接，使特定領域、特定集群的區(qū)塊主鏈不斷延續(xù)，記錄數(shù)據(jù)共享過程，并支持區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的定位及追溯。時間戳可以表示全部區(qū)塊數(shù)據(jù)的具體記錄時間，為區(qū)塊數(shù)據(jù)供應存在性證據(jù)，是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)實現(xiàn)不可篡改和偽造功能的關鍵要素。哈希函數(shù)值是科學數(shù)據(jù)共享交互記錄的抽象化表達方式，即交互記錄在數(shù)據(jù)區(qū)塊中被編碼成特定長度的字符串?；趨^(qū)塊鏈的綜合數(shù)據(jù)連接模型如圖2所示。

3 區(qū)塊鏈的發(fā)展與展望

3.1 基于區(qū)塊鏈的綜合數(shù)據(jù)個性化共享

Ark認為，在個性化學習過程中，查詢者個人數(shù)據(jù)的管理非常重要。因此，在共享經濟和個人經濟日益發(fā)展的今天，對個人資源的有效管理和去中心化，即學校不應獨占學習者的個人資源并決定資源的內容，已成為了人們的共識。

3.2 區(qū)塊鏈技術應用的挑戰(zhàn)

由于區(qū)塊鏈記錄的分布式存儲及其不可改變的特性，查詢者必然會擔心搜索記錄及個人信息等數(shù)據(jù)的安全問題。同時，查詢者也會擔心誰有權創(chuàng)建和查看搜索報告，如何評估和確定查詢數(shù)據(jù)和許多其他問題。微軟的首席技術官埃文斯在一次采訪中指出，在當前數(shù)字化的學習環(huán)境中，雖然區(qū)塊鏈技術在各方面有無限的潛力，但它允許查詢者個人信息在不受控制的情況下被自由共享，將會導致查詢者個人信息泄露。格林斯潘提出了八個區(qū)塊鏈技術的應用條件：數(shù)據(jù)庫、交易眾多、去信任、無中介、交易互動、規(guī)則、驗證方和資產證據(jù)。貝爾肖指出，如果不能滿足上述八個條件，應采用傳統(tǒng)的文件存儲服務、中央數(shù)據(jù)庫，或訂購不同的數(shù)據(jù)庫。

3.3 應用前景的挑戰(zhàn)

Watters對區(qū)塊鏈技術在共享領域的使用提出了幾個問題：查詢者在記錄上述交易或活動時的得失是什么？數(shù)據(jù)共享區(qū)塊鏈誰可以信任？在談到數(shù)據(jù)共享區(qū)塊鏈技術中的“信任”時，人們往往認為查詢者是不值得信任的對象，認為他們在知識、技能、證書或文憑方面夸大甚至完全撒謊。而最重要的是，對于使用區(qū)塊鏈技術頒發(fā)資質證書的機構，其認證標準是什么？如果是按數(shù)量頒發(fā)，則是否會鼓勵這些機構變相簽發(fā)證書？各個行業(yè)是否擁有運行區(qū)塊鏈節(jié)點的巨大計算能力？區(qū)塊鏈技術的應用是否一定會提高數(shù)據(jù)共享效果，如何提高數(shù)據(jù)共享效果？

4 結語

區(qū)塊鏈技術不斷發(fā)展和迭代應用，可以為數(shù)據(jù)共享提供新的技術基礎以及實踐模式。雖然區(qū)塊鏈技術仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但毋庸置疑的是，區(qū)塊鏈技術已經被社會所認可，其在各行各業(yè)具有較大的潛能。

參考文獻：

[1]王秀利，江曉舟，李洋.應用區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)訪問控制與共享模型[J].軟件學報，2019（6）：1661-1669.

[2]余益民，陳韜偉，段正泰，等.基于區(qū)塊鏈的政務信息資源共享模型研究[J].電子政務，2019（4）：58-67.

[3]曹亞波.一種數(shù)據(jù)開放和共享技術的模型研究[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2018（2）：19-21，33.

[4]呼陽，陳亮.基于區(qū)塊鏈的生產線數(shù)據(jù)共享方案研究[J].國外電子測量技術，2019（5）：123-127.

[5]郭志旭，陳大鵬，肖揚，等.基于區(qū)塊鏈的基因數(shù)據(jù)共享平臺方案研究[J].中國數(shù)字醫(yī)學，2019（6）：84-86.

[6]黃佳.基于區(qū)塊鏈技術的跨區(qū)域電子證照共享平臺[J].科技與創(chuàng)新，2019（11）：61-63.

[7]李煒，黃倩.基于區(qū)塊鏈技術的多密級數(shù)據(jù)安全存儲系統(tǒng)設計[J].沈陽大學學報（自然科學版），2019（3）：223-228.