靳濤 李超鵬

摘要 針對(duì)智慧消防建設(shè)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，建立起智慧消防信息共享體系結(jié)構(gòu)，探討了該體系層次結(jié)構(gòu)和概念框架，該體系結(jié)構(gòu)具有信用性好、透明性強(qiáng)、安全性高、可拓展性好等特征，能有效地解決智慧消防建設(shè)中信息一致協(xié)同和相互信任問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】區(qū)塊鏈 智慧消防 信息共享

當(dāng)前，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，“智慧消防”作為“智慧城市”重要組成部分已逐漸成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)，智慧消防的實(shí)現(xiàn)，將極大的提高消防監(jiān)督管理和消防救援的水平和效率，對(duì)消防工作有著重要意義。

1 智慧消防面臨的問(wèn)題

智慧消防的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，而在目前智慧消防建設(shè)過(guò)程中不同程度地存在數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，各政府部門(mén)間尚未建立有效的數(shù)據(jù)共享機(jī)制和信息交換平臺(tái)，一些有價(jià)值的公共信息資源與數(shù)據(jù)面向消防部門(mén)開(kāi)放度低，消防工作缺乏相應(yīng)的外部數(shù)據(jù)支撐。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)于2008年由日本學(xué)者中本聰（Satoshi nakamoto）提出，是由多獨(dú)立節(jié)點(diǎn)共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈將數(shù)據(jù)分在不同的區(qū)塊內(nèi)，每個(gè)區(qū)塊的區(qū)塊頭包含前一個(gè)區(qū)塊的哈希值，該值是對(duì)前區(qū)塊的區(qū)塊頭進(jìn)行哈希函數(shù)計(jì)算而得到。區(qū)塊之間就通過(guò)這樣的哈希值與先前的區(qū)塊相連形成一個(gè)鏈條，如圖1所示。

區(qū)塊鏈具有去中心化、時(shí)序數(shù)據(jù)、集體維護(hù)和安全可信等特點(diǎn)。去中心化：由于是分布式存儲(chǔ)的，因此不存在中心點(diǎn);時(shí)序數(shù)據(jù)：采用帶有時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，增加了時(shí)間維度，具有極強(qiáng)的可追溯性和可驗(yàn)證性;集體維護(hù)：采用特定的激勵(lì)機(jī)制以保證系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)均可參與區(qū)塊的驗(yàn)證過(guò)程，并通過(guò)共識(shí)算法來(lái)選擇將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈;安全可信：采用密碼學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，借助共識(shí)算法形成的強(qiáng)大算力來(lái)保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改。

區(qū)塊鏈可分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈對(duì)所有人開(kāi)放，公眾都可以參與。私有鏈對(duì)單獨(dú)的個(gè)人或?qū)嶓w開(kāi)放，其寫(xiě)入權(quán)限僅在一個(gè)組織手里的區(qū)塊鏈。聯(lián)盟鏈僅對(duì)特定的組織團(tuán)體開(kāi)放，本文采用的就是這種方式。

3 基于區(qū)塊鏈的智慧消防信息共享體系

針對(duì)目前智慧消防建設(shè)中數(shù)據(jù)不共享等問(wèn)題，提出一種基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信息體系，致力于打通各政府部門(mén)、各行業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，本平臺(tái)體系方案繼承了區(qū)塊鏈技術(shù)的通用體系架構(gòu)，分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層、應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊、相關(guān)的數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳等技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)層則包括分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等;共識(shí)層主要封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各類(lèi)共識(shí)算法;激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中來(lái)，主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制等;應(yīng)用層則封裝了智慧消防的各種應(yīng)用場(chǎng)景，可使用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與應(yīng)用。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)上參與的主要邏輯實(shí)體可以抽象為各政府部門(mén)信息中心、聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)、其他節(jié)點(diǎn)和信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)主要為財(cái)政、稅務(wù)、民政、衛(wèi)生、教育、公安、氣象等政府部門(mén)或電力、燃?xì)?、供水、電信等公共服?wù)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)信息中心組成，各業(yè)務(wù)信息中心是由各業(yè)務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)生、管理和處理的信息。

聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)具有信息傳送和信息處理等功能，每對(duì)聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)間可直接對(duì)接，從而共享、交流信息;通過(guò)區(qū)塊鏈系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的共識(shí)機(jī)制，提供點(diǎn)到點(diǎn)的信息路由、信息傳送等功能，存儲(chǔ)和管理共享信息。各聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)和監(jiān)督信息，確保信息可靠、非重復(fù)的情況下，才能夠?qū)雲(yún)^(qū)塊鏈儲(chǔ)存系統(tǒng)，形成信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為智慧消防提供海量數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)智慧消防建設(shè)中數(shù)據(jù)不共享等問(wèn)題，提出了基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信息體系，采用分布式的去中心化構(gòu)架，可有效解決智慧消防信息共享、數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題，使消防工作信息化程度更高，提升智慧消防數(shù)據(jù)采集和處理的質(zhì)量，為消防業(yè)務(wù)工作提供強(qiáng)有力支撐。

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