姚紅梅(安徽六國化工股份有限公司，安徽 銅陵 244023)

0 引言

《中國制造2025》是實施制造強國的戰(zhàn)略文件，是我國實施制造強國戰(zhàn)略的行動綱領。加強化工企業(yè)的工業(yè)信息改造，通過發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，完成化工企業(yè)的新技術改造?；て髽I(yè)是一個高能耗，高污染企業(yè)，通過技術改造，結合信息技術，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，提高企業(yè)核心競爭力。最近剛剛興起的區(qū)塊鏈技術也將會工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)采用，區(qū)塊鏈技術在化工企業(yè)如何得到應用是個值得研究的課題。本文從區(qū)塊鏈的概念、特點、本質談起，結合化工企業(yè)環(huán)保治理現(xiàn)狀等實際情況來探討下區(qū)塊鏈技術在化工企業(yè)環(huán)境保護治理上的應用。

1 區(qū)塊鏈的簡單介紹

1.1 區(qū)塊鏈起源及概念

區(qū)塊鏈是通過P2P技術構建網(wǎng)絡，利用機密技術，通過時間戳來決定信息先后等技術。區(qū)塊鏈是通過廣播形式，最終建立完全互聯(lián)網(wǎng)絡。只有基于51%的以上用戶協(xié)商一致后，才能作為信息存儲下來。最早的區(qū)塊鏈應用是比特幣，先建立網(wǎng)絡，然后存儲單元存放信息，任何操作所有區(qū)塊都存儲，這種去中心化的思想，增加了攻擊難度，各個區(qū)塊之間通過隨機散列(哈希算法，Hash算法)實現(xiàn)鏈接，后一個區(qū)塊包含前一個區(qū)塊的哈希值，隨著信息交流的擴大，一個區(qū)塊與一個區(qū)塊相繼接續(xù)，形成的結果叫區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈本質還是一個數(shù)據(jù)庫，只是以往數(shù)據(jù)庫一般是中心化的，而區(qū)塊鏈是去中心化，通過工時機制，Hash散列等技術的一種新型應用。

1.2 區(qū)塊鏈的特征

區(qū)塊鏈是國家發(fā)展核心技術、自主創(chuàng)新的重要突破口，具有如下性質。

第一，去中心化。區(qū)塊鏈技術設計是考慮到以往數(shù)據(jù)庫中心化，只要對中心數(shù)據(jù)庫篡改，就會對整個信息改變，造成錯誤信息。因此，去中心化就是沒有中心區(qū)塊，通過分布式存儲，各區(qū)塊實行信息自我驗證，自我管理、自我傳遞。

第二，開放性。區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)是對所有人開放，可以通過公開接口查詢信息，使信息高度透明，只對私有信息加密。

第三，獨立性。通過協(xié)商，達成一致規(guī)范和協(xié)議、區(qū)塊能夠自身進行安全地驗證、交換數(shù)據(jù)，自動完成，無需干預。

第四，安全性。區(qū)塊鏈是通過協(xié)商來進行數(shù)據(jù)庫更新的，因此，只有達到半數(shù)以上同意才能進行數(shù)據(jù)更新，因此，一個或幾個被篡改(低于50%區(qū)塊)，將會被別的區(qū)塊把數(shù)據(jù)修正正確?，F(xiàn)在，大部分應用都是基于區(qū)塊鏈的安全性來進行的。

第五，匿名性。區(qū)塊鏈上的區(qū)塊地址均是匿名的，區(qū)塊之間均不能知道對方私密信息。

2 應用背景

區(qū)塊鏈技術已經(jīng)越來越成熟，許多行業(yè)已經(jīng)開始研究區(qū)塊鏈技術的應用。對于化工行業(yè)來說，區(qū)塊鏈技術的應用也將成為可能，尤其是針對化工企業(yè)的環(huán)保問題來說，區(qū)塊鏈技術的應用可能會給環(huán)境治理問題的解決帶來意想不到的好處。

眾所周知，我國在經(jīng)濟發(fā)展取得巨大成效，環(huán)境問題也出現(xiàn)很大問題。我們現(xiàn)在要注意環(huán)保問題，國家已經(jīng)作為一種國策?；て髽I(yè)是制造業(yè)的重要一部分，不斷為國家發(fā)展做出貢獻，但也產(chǎn)生了一些問題：高排放、高污染和高能耗。多數(shù)化工企業(yè)在建成多年，在當時條件時，無法達到現(xiàn)在環(huán)境保護要求，因此，環(huán)境治理方必須加快發(fā)展，立即建立行之有效的解決方案。

現(xiàn)在化工企業(yè)要么淘汰，要么緊隨時代潮流，運用先進技術來為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營服務。新興的區(qū)塊鏈技術在各行各業(yè)的應用已經(jīng)成為趨勢，解決企業(yè)環(huán)境污染治理也可以利用納入企業(yè)信息化建設，利用區(qū)塊鏈技術來設計應用系統(tǒng)，為企業(yè)環(huán)境污染治理服務。

3 在化工企業(yè)環(huán)境污染治理中應用的主要區(qū)塊鏈技術

3.1 利用區(qū)塊鏈的去中心化存儲結構進行監(jiān)測并收集環(huán)境數(shù)據(jù)

區(qū)塊鏈是去中心化的存儲結構，多個區(qū)塊組成端到端的網(wǎng)絡，每個區(qū)塊的地位都是對等的，個別區(qū)塊的故障不會影響到整個系統(tǒng)。在化工企業(yè)，可以把從事生產(chǎn)活動的各個環(huán)節(jié)設成個網(wǎng)絡區(qū)塊，各個區(qū)塊進行監(jiān)測收集環(huán)境數(shù)據(jù)，建立污染記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境污染預警的智能化。可以利用區(qū)塊鏈的防篡改、可追溯特性，對環(huán)境質量狀況進行完整的記錄；在對以往環(huán)境污染問題總結的基礎上，進行數(shù)據(jù)的關聯(lián)融合、分析，找出環(huán)境潛在污染；將預警規(guī)則以合約條款的形式寫入計算機程序當中。

區(qū)塊鏈是創(chuàng)造信任的網(wǎng)絡，區(qū)塊之間是按規(guī)則操作，實現(xiàn)對整個體系的信任，區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)記錄和規(guī)則都是透明的。任何人都可用公用接口來查詢數(shù)據(jù)，人為無法對數(shù)據(jù)進行更改?？梢哉f區(qū)塊鏈應用到企業(yè)環(huán)境治理中打破了信任避壘，促進環(huán)境污染治理的高效開展。打造多元環(huán)境污染治理格局。

3.2 實現(xiàn)信息價值共享

環(huán)境保護治理不單是政府、某個企業(yè)、某個部門自己的事。因此信息數(shù)據(jù)溝通與信息價值的共享顯的十分重要。通過區(qū)塊鏈“去中心化”的特性可以改變當前環(huán)境污染治理數(shù)據(jù)壁壘和數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象?？删C合多部門的信息數(shù)據(jù)，加快信息流通，在環(huán)保治理方面建立起更加緊湊、更加扁平的組織結構，打破信任壁壘，實現(xiàn)信息價值共享，提升環(huán)境污染治理能力。

4 化工企業(yè)環(huán)境污染治理體系構建

廣義區(qū)塊鏈系統(tǒng)可由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。在化工企業(yè)可以構建基于區(qū)塊鏈的用于化工企業(yè)環(huán)境污染治理的私有區(qū)塊鏈體系，可簡單設計為如下三層：硬件基礎設施層、數(shù)據(jù)支撐與服務層、應用系統(tǒng)開發(fā)層。具體如圖1。

圖1 化工企業(yè)環(huán)境污染治理體系示意圖

4.1 硬件基礎設施層

可利用化工企業(yè)原有的信息網(wǎng)基礎硬件設施進行擴充與拓展，滿足系統(tǒng)的存儲設備、處理器、網(wǎng)絡設備、外部接口的需求。利用分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制構建化工企業(yè)環(huán)境污染治理體系區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡層。

4.2 數(shù)據(jù)支撐與服務層

該層為區(qū)塊鏈系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理層，本層封裝底層數(shù)據(jù)，并附上相關的數(shù)據(jù)加密和時間戳等基礎數(shù)據(jù)和基本算法。其中主要是各類工時算法、腳本等智能合約、收據(jù)傳遞和打包、哈希存儲等。收集到并傳遞到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)在進行初步處理的基礎上結合個關數(shù)學模型進行深度發(fā)掘和分析找出潛在污染建立污染記錄數(shù)據(jù)庫，把握環(huán)境污染發(fā)生規(guī)律預測發(fā)展趨勢，定好預警規(guī)則進行自動預警。

4.3 應用系統(tǒng)開發(fā)層

該層封裝了區(qū)塊鏈的各種應用場景和案例，并可進行靈活編程開發(fā)，建立環(huán)境污染防控系統(tǒng)、環(huán)境數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)等等的應用系統(tǒng)。

該化工企業(yè)環(huán)境污染治理體系模型中，基于時間戳的鏈式區(qū)塊結構、分布式區(qū)塊的共識機制、基于共識算力的經(jīng)濟激勵和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術最具代表性的創(chuàng)新點。

5 區(qū)塊鏈技術在化工企業(yè)環(huán)境污染治理上應用的影響

區(qū)塊鏈技術在化工企業(yè)環(huán)境污染治理上的應用可以建立基層的化工企業(yè)私有環(huán)境污染治理區(qū)化鏈體系，改變傳統(tǒng)的以政府監(jiān)督機制下的環(huán)境污染治理體系，通過廣泛的監(jiān)督機制，讓政府、相關各方能夠通過區(qū)塊鏈來管理環(huán)境污染治理，從而提升整個社會的環(huán)境污染治理能力并促進環(huán)境污染治理的科學決策。這樣有利于于環(huán)境污染治理主體從政府向多元化轉變。區(qū)塊鏈通過P2P技術和共識機制，可在各個主體之間形成一個去中心化的“自組織”，使不同的區(qū)塊達成信任。這樣也具有權威性，減少公眾質疑，加快問題解決時間。

區(qū)塊鏈技術應用到化工企業(yè)的環(huán)境污染治理中，不僅有利于環(huán)境污染治理的智能化和高效化；同時區(qū)塊鏈的智能合約技術使環(huán)境污染治理現(xiàn)有流程自動化處理，將智能合約內置于體系中進行自動執(zhí)行，可防止人工誤操作也節(jié)約了人力資源促進環(huán)境污染治理的智能化、高效化。

6 結語

區(qū)塊鏈由于其數(shù)據(jù)公開透明、分布廣泛，并且不可篡改和偽造的特點，可以有效消除環(huán)境污染治理中的欺詐、造假等行為。區(qū)塊鏈技術應當盡早應用到國家的環(huán)境污染治理中?；て髽I(yè)應當建設屬于自己的私有區(qū)塊鏈系統(tǒng)，同時政府環(huán)境保護部門要首先建設政府環(huán)保治理區(qū)塊鏈系統(tǒng)，以此來適應新形式下的環(huán)境污染治理的特點與要求。政府與化工企業(yè)都要及時培養(yǎng)相關人才，創(chuàng)新管理模式，構建基于區(qū)塊鏈的環(huán)境污染治理體系，提升環(huán)境污染治理能力，改善化工企業(yè)的環(huán)?，F(xiàn)狀，為國家的環(huán)境保護工作做出貢獻。