李 捷高級工程師 王明明 張靜遠 張舒惠 郭海濱

(華航環(huán)境發(fā)展有限公司，北京 100071)

0 引言

我國于2018年4月正式成立了應急管理部。災前預防是應急管理部的重要職責之一，作為防災減災事業(yè)里面十分關鍵的組成部分，企業(yè)安全生產(chǎn)近年來備受國家和社會的關注。在通信技術以及信息化程度不斷提升的過程中，全球數(shù)據(jù)量開始呈現(xiàn)出井噴式的提升。面對海量、復雜的數(shù)據(jù)，人們?nèi)找姘l(fā)現(xiàn)其是人類發(fā)展的重要經(jīng)濟資產(chǎn)，有效的數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)⑼苿訃?、企業(yè)乃至整個社會的高效、可持續(xù)發(fā)展。對于企業(yè)安全而言，安全監(jiān)督、安全管理人員及其檢查專家組對現(xiàn)場情況及管理資料進行巡回檢查發(fā)現(xiàn)的違章和隱患進行記錄產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，各類帶有處理功能的傳感器，通過對生產(chǎn)作業(yè)場所的運轉(zhuǎn)進行監(jiān)控，源源不斷的產(chǎn)生新數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)內(nèi)容的不斷豐富，數(shù)據(jù)量的不斷增加，造成數(shù)據(jù)庫容量的不斷減小，同時現(xiàn)階段主流數(shù)據(jù)庫在技術構架方面是屬于中心化且具備私密性特點的，以此構架為基礎導致互信以及價值轉(zhuǎn)移問題迄今為止沒有很好的解決辦法[1]。

社會在發(fā)展過程中經(jīng)歷了工業(yè)革命以及信息革命等浪潮，現(xiàn)如今全球新科技的關注中心集中在“區(qū)塊鏈技術”方面。相比互聯(lián)網(wǎng)本身具備的大數(shù)據(jù)成本低廉且價值密度低的特點而言，企業(yè)安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)往往涉及到較高的價值密度。針對企業(yè)而言，此技術可以將數(shù)據(jù)傳播以及數(shù)據(jù)所有權等諸多信息分布于數(shù)據(jù)塊里面，且保證信息本身的完整性。這有著全新的底層協(xié)議、運作原理以及上層應用的新興技術，已經(jīng)被眾多國家的政府部門、生產(chǎn)企業(yè)和金融機構所認同，并將為企業(yè)安全管理提供一種獨特創(chuàng)新思路與技術升級選項。

結(jié)合過往人們針對區(qū)塊鏈技術方面的研究，大多集中于金融、保險等領域的研究，其重要性日益突顯。從金融領域?qū)用鎭砜矗绨绹y行等在內(nèi)的多個世界級金融機構組成R3聯(lián)盟，同時將發(fā)展區(qū)塊鏈作為核心內(nèi)容。例如平臺Linq的開發(fā)則代表了去證券市場中心化發(fā)展過程中具有代表性的事件[2]。從科技領域來看，IBM、聯(lián)通、Linux基金會共同組建了以區(qū)域鏈開源作為目的的超級項目，現(xiàn)階段此項目已經(jīng)跨入實質(zhì)開發(fā)環(huán)節(jié)。從能源領域?qū)用鎭砜?，諸多發(fā)達國家針對能源區(qū)塊鏈開展了相關項目，其中具有代表性意義的便是紐約新創(chuàng)事業(yè)同西門子公司合作在微電網(wǎng)電力交易過程中引入?yún)^(qū)塊鏈技術。從食品產(chǎn)業(yè)領域來看，由德薩大學開展的一項研究工作報告里面提到，假如在事物供應鏈領域嵌入?yún)^(qū)塊鏈技術可以讓食品相關的諸多數(shù)據(jù)更加透明，并且可以進一步解決資源分配不均勻以及資源浪費等問題，此種方法也能夠為解決全球性食品浪費問題提供有效解決方案[3]。從醫(yī)療領域?qū)用鎭砜?，Tierion同飛利浦等醫(yī)療機構曾經(jīng)開展過緊密合作，其主要目的在于借助區(qū)塊鏈技術認證病歷資料，同時為病人隱私得到有效保護[4]。從教育層面來看，楊現(xiàn)民教授[5]則認為區(qū)塊鏈技術在未來教育領域中具有十分強勁的發(fā)展?jié)摿?，同時對于提升教育系統(tǒng)公信力以及開放度有著重要意義?？v觀現(xiàn)有研究，尚無以客觀研究的視角將區(qū)塊鏈技術和企業(yè)安全生產(chǎn)等關鍵詞融合研究的文獻，本文將嘗試進行探索性研究。

1 區(qū)塊鏈技術

隨著比特幣的蓬勃發(fā)展，比特幣所特有的解決完整性、安全性、真實性的底層技術—區(qū)塊鏈迅速引起了人們的重視。其主要原理即采取區(qū)塊整合成為鏈的方式將數(shù)據(jù)予以整合，如圖1。日本研究學者中本聰在2008年發(fā)表的論文[6]里面曾對區(qū)塊鏈進行了概念性的描述。因其具有以下特性而得到廣泛關注：

(1)去中心點。即指的是區(qū)塊鏈技術不存在中心管制，同時不會依賴于第三方硬件設施或者機構。

(2)開放性特點。作為一種開源技術，區(qū)塊鏈技術中所有數(shù)據(jù)是對外開放的，所有用戶可以借助接口來針對區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)進行查詢，同時針對相關應用進行開發(fā)。

(3)獨立性。區(qū)塊鏈技術所遵循的協(xié)議以及規(guī)范是一致的，故而在系統(tǒng)里面所有節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換，并且進行安全驗證。

(4)安全性。只有在掌握的數(shù)據(jù)節(jié)點超過50%情況下方能針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行修改。

(5)匿名性。針對每個節(jié)點而言，對應的身份信息具有隱秘性，用戶無需強制公開或者驗證，具有法律規(guī)范要求等情況除外。

圖1 區(qū)塊鏈結(jié)構示意圖

針對加密數(shù)字貨幣網(wǎng)絡而言，并不存在中心化數(shù)據(jù)庫、節(jié)點以及服務器，同時在針對系統(tǒng)進行維護過程中也無需依賴后臺管理用戶的操作，所有網(wǎng)絡節(jié)點通過計算將一定時間段內(nèi)信息劃分成塊[7]，同時向全網(wǎng)進行快速傳播，除此之外，借助散列技術讓所有劃分好的塊之間構建成鏈狀結(jié)構，進而形成極具安全性的賬本，這便是所謂的區(qū)塊鏈。作為一種技術方案，區(qū)塊鏈則主要采取去中心化的方式來進行數(shù)據(jù)維護，從數(shù)據(jù)庫層面來看，內(nèi)部各個區(qū)域均儲存了和系統(tǒng)相關的各項信息，同時借助密碼原理鏈接的方式將每個區(qū)塊拼接成一條主鏈[8]。區(qū)塊鏈技術的核心內(nèi)容體現(xiàn)在如下3個方面，即分布式賬本技術、非對稱加密算法技術以及智能合約技術的應用。所謂分布式賬本技術，它主要是指交易涉及的所有記賬環(huán)節(jié)均是由多個節(jié)點以及不同地方一同導入完成，并且各節(jié)點本身有著完整數(shù)據(jù)信息。從本質(zhì)層面來看，分布式賬本技術是能夠由不同地理位置、機構以及諸多節(jié)點所組建而成的信息庫，其中所有的數(shù)據(jù)均可以被共享[9]。其次，非對稱加密算法主要包含私有和公開密鑰兩個類型[10]。這兩種密鑰是同時生成，并且所有用戶均能夠借助公鑰來針對信息實施加密處理，進而確保信息的安全性以及真實性；至于私鑰則用于信息擁有者解密對應目標信息。最后一類則是智能合約，指的是一種數(shù)字化合約，它和業(yè)務規(guī)則有著相似性[11]。智能合約腳本是在各參與人員共同監(jiān)督下制作而來，因而具有公開性，當滿足特定前置條件情況下才會執(zhí)行腳本程序，而且執(zhí)行過程本身將不會受到干預、篡改、操縱以及反悔，進而通過可信數(shù)據(jù)作為基本前提來提升程序本身的運行可靠性以及置信度。

2 區(qū)塊鏈技術在安全生產(chǎn)信息化領域的必要性

作為一項提升我國安全生產(chǎn)水平的重要工作內(nèi)容，促進安全生成信息化水平進一步提升具有重要價值和現(xiàn)實意義[12]。2003年12月，由我國工信部發(fā)布的《國家安全生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃綱要》[13]明確指出，“進一步加快我國安全生產(chǎn)信息化建設的進程，并且構建反應迅速、響應高效的機制旨在及時、準時、全面的掌握生產(chǎn)信息，這對于提升信息化管理水平以及提升安全生產(chǎn)監(jiān)督力度有著積極作用，同時也為政府各部門制定決策任務提供了支撐依據(jù)”。《“十三五”國家信息化規(guī)劃》、《中共中央國務院關于推進安全生產(chǎn)領域改革發(fā)展的意見》[14]以及《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》[15]等文件相繼出臺，這也在很大程度上體現(xiàn)了我國在安全生產(chǎn)信息化建設道路中迎來了新的時刻。作為推進企業(yè)安全生產(chǎn)發(fā)展的源動力，安全生產(chǎn)信息化建設是發(fā)展新時期提升企業(yè)安全管理水平以及安全生產(chǎn)技術水平的必然趨勢和重要途徑[16]，具體體現(xiàn)在如下幾個方面。其一，即針對企業(yè)安全管理朝著扁平化方向發(fā)展的深入推進；其二，促進安全生產(chǎn)決策有效性以及科學性的提升；其三，促進安全生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)掌握的及時性以及準確性；其四，有利于安全生產(chǎn)管理實現(xiàn)高效化[17]。進而在很大程度上要求和安全生產(chǎn)相關的工作摒棄傳統(tǒng)方法，取而代之的是信息化技術以及創(chuàng)新科技手段來完成安全生產(chǎn)相關的管理以及監(jiān)督工作。

2018年5月，我國工信部發(fā)布了區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關白皮書[18]，其中對“大數(shù)據(jù)交易”進行詮釋，同時提到，所謂的大數(shù)據(jù)，指的是信息量大、數(shù)據(jù)多變且高速的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)必須借助計算機和非常規(guī)軟件進行分析和統(tǒng)計。大數(shù)據(jù)包含傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)表單以及視頻、聲音圖片和文檔等。從數(shù)據(jù)形態(tài)層面來看，可以將其劃分成為動態(tài)以及靜態(tài)數(shù)據(jù)兩種。其中所謂的靜態(tài)數(shù)據(jù)即指的是相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。反之，在時間推移的過程中，動態(tài)數(shù)據(jù)有著明顯波動變化特點。在安全生產(chǎn)信息化建設中，靜態(tài)數(shù)據(jù)包括企業(yè)安全生產(chǎn)基礎資料，動態(tài)數(shù)據(jù)包括各傳感器獲取的視頻、圖片、溫濕度信息等，借助安全生產(chǎn)信息化平臺可以整合并分析這些數(shù)據(jù)，進而能夠針對安全生產(chǎn)狀態(tài)實現(xiàn)有效監(jiān)督以及管理。

楊乃蓮[17]認為，我國現(xiàn)階段在安全生產(chǎn)信息化建設進程中遇到的主要問題體現(xiàn)在：投入結(jié)構不合理、應用水平低、規(guī)范不統(tǒng)一，整體規(guī)劃尚且缺乏。除此之外，還面臨三方面的難題，其一，是信息自身的安全性，對于商業(yè)秘密泄露以及國家機密泄露等問題較為擔憂；其二，存在非法篡改數(shù)據(jù)的擔憂，給監(jiān)管帶來困難，這些方面的問題都限制了企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設；三是，各級安全監(jiān)管監(jiān)察機構對信息資源的使用仍然停留在簡單統(tǒng)計和查詢層面，缺乏深層次挖掘，安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)資源利用不足，向社會開放共享程度低。

然而區(qū)塊鏈自身存在不可篡改性、置信度高且安全性佳等特點，故而可以借助區(qū)塊鏈技術來針對上述問題進行處理，同時也能夠?qū)⒏嗑哂兴矫苄缘臄?shù)據(jù)予以釋放，增加數(shù)據(jù)的鮮活度。

2016年10月，國家工信部針對當前區(qū)塊鏈技術基本情況以及未來發(fā)展趨勢相關白皮書予以公布[19]，在該白皮書里面重點指出了區(qū)塊鏈所具備的可追溯性優(yōu)勢，并且能夠加以應用，那么數(shù)據(jù)傳遞涉及的各個環(huán)節(jié)能夠被準確的記錄到區(qū)塊鏈中，故而被存儲到其中的數(shù)據(jù)在質(zhì)量以及安全性方面有了保障。這就表明區(qū)塊鏈技術在一定程度上適合安全生產(chǎn)信息化建設，能最大限度的實現(xiàn)資源共享，為企業(yè)監(jiān)督、政府部門監(jiān)管提供便利條件，各企業(yè)之間也可以就安全問題進行交流溝通。同時，在區(qū)塊鏈上記錄安全生產(chǎn)信息也能夠在很大程度上有利于安全評價服務機構針對各企業(yè)安全生產(chǎn)存在的問題提供更有針對性的服務，進而達到提升服務質(zhì)量以及服務效率的目的。

3 區(qū)塊鏈技術在安全生產(chǎn)信息化領域的應用

區(qū)塊鏈的所有數(shù)據(jù)均是由各數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈接而成，同時參與到其中的所有課題均參與維護角色，但是從個體層面來看，并沒有賦予修改數(shù)據(jù)的權限。以單個企業(yè)為核心的，每次操作以及檢查作業(yè)均會生產(chǎn)新的區(qū)塊，同時所有見證人以及參與者在特定規(guī)則下形成共識，將數(shù)據(jù)信息添加到鏈上，進而能夠讓所有環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息被記錄和保存，同時也可以針對其進行追溯。由此可見，對于共同維護、去中心化且多方參與的應用型場景中，故而具備較高的適用性和現(xiàn)實價值。

對于企業(yè)而言，其安全生產(chǎn)信息化建設工作屬于涉及多個角色和參與人員的環(huán)節(jié)過程。同時在針對安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行利用以及開發(fā)的過程屬于環(huán)節(jié)眾多、涉及多元主體且多方參與的過程。區(qū)塊鏈技術能夠發(fā)揮出多方面的功能以及作用，如圖2。

圖2 區(qū)塊鏈應用于企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設結(jié)構圖

(1)不可篡改和可追溯性是區(qū)塊鏈技術的重要特點，所有數(shù)據(jù)塊生成的同時也意味著該信息獲得了所有參與人員的認可。將其應用到企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設過程中能夠為數(shù)據(jù)確權提供幫助，提升數(shù)據(jù)流通效率，同時提升數(shù)據(jù)生成、替換、修改、更新以及利用等過程的準確性。

(2)借助哈希加密算法能夠?qū)?shù)據(jù)里面存在的可能涉及隱私數(shù)據(jù)或者涉密信息予以進一步加密處理，同時可以讓數(shù)據(jù)在流通過程中起到一定程度脫敏作用。除此之外，借助非對稱加密技術能夠起到角色劃分作用，那么對于細化數(shù)據(jù)操作權限有著重要應用價值。因此，對于企業(yè)而言，此種方式能夠在很大程度上降低企業(yè)對于數(shù)據(jù)安全性相關問題的擔憂和困擾。

(3)借助智能合約技術能夠?qū)⑵髽I(yè)之間事先約定好的共享數(shù)據(jù)規(guī)則進行執(zhí)行以及管理，同時降低人為干擾因素發(fā)生的可能，構建出高信任度數(shù)據(jù)共享平臺。

4 基于區(qū)塊鏈技術企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設模式

4.1 基于區(qū)塊鏈的安全信息數(shù)據(jù)存儲

企業(yè)的安全信息包括生產(chǎn)作業(yè)中危險源信息、作業(yè)人員信息、危險化學品信息、特種設備信息、安全生產(chǎn)檢查信息、環(huán)境安全信息、隱患問題整改信息、違章信息、管理制度信息等信息資源。以往安全信息數(shù)據(jù)多由企業(yè)安全業(yè)務主管部門保存，政府監(jiān)管部門獲取信息需要從企業(yè)相關部門進行調(diào)取。區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)將企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設模式延伸到更廣闊的范圍，如企業(yè)安全管理人員通過基于區(qū)塊鏈公開的接口程序開發(fā)企業(yè)內(nèi)的應用系統(tǒng)，可完成安全信息數(shù)據(jù)的錄入和上傳功能。在區(qū)塊鏈技術基礎上開發(fā)出來的應用APP能夠幫助企業(yè)員工針對目標數(shù)據(jù)進行實時上傳和下載，區(qū)塊鏈系統(tǒng)將通過分布式數(shù)據(jù)庫的形式存儲企業(yè)安全信息。所有對區(qū)塊鏈的訪問均通過公鑰和私鑰完成，其中公鑰是有權限的用戶如政府監(jiān)管部門、企業(yè)等對安全信息數(shù)據(jù)的訪問權，私鑰是員工對企業(yè)安全信息的訪問權。構建在區(qū)塊鏈基礎上的企業(yè)安全生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)信息能夠幫助員工隨時獲取信息。除此之外，因為中心化機構在權限管理方面不夠完善同時容易遭受攻擊，出現(xiàn)數(shù)據(jù)大規(guī)模丟失的概率很高，但是區(qū)塊鏈本身具備的隱私保護、高冗余存儲、去中心化以及高安全性等特性，故而數(shù)據(jù)的安全性以及可靠性便有了很高水平的保障。

4.2 企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設的去中心化

目前，企業(yè)的安全信息多數(shù)由安全管理人員自查自檢、專家評審、設備檢測單位書寫、傳感器實時監(jiān)測獲取等，由具有中心化特點的企業(yè)保存。企業(yè)可以將信息存儲于區(qū)塊鏈上，可以提供一個QR二維碼，作為其公開密鑰并進行訪問。而且區(qū)塊鏈在存儲企業(yè)的安全信息時，可以授權其他單位訪問網(wǎng)絡而無需擔心數(shù)據(jù)安全和完整性。安全信息數(shù)據(jù)能夠被多方授權建立、追加、分享，將會重新塑造整個安全領域的效率和透明度。

4.3 企業(yè)信息化建設的涉密保護

長期以來，企業(yè)的設備信息、產(chǎn)品信息、管理制度等是企業(yè)應該受到保護的涉密信息，信息泄露往往是由于網(wǎng)絡操作問題引起，使所有數(shù)據(jù)暴露在黑客或競爭對手等的面前，往往一個偶然性單點事故就會讓企業(yè)的商業(yè)秘密或國家機密受到威脅，企業(yè)安全信息化通過企業(yè)的中心化存儲經(jīng)常由于某些原因?qū)е滦畔⑿孤?。區(qū)塊鏈上面存儲的數(shù)據(jù)無法被任意修改，同時因為設計的授權機制特點為企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設提供新的解決方案，區(qū)塊鏈技術在企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設領域的應用場景能夠極大地提高信息安全和涉密保護。數(shù)據(jù)信息可以采用多次簽名數(shù)據(jù)鏈私鑰合并數(shù)據(jù)加密技術預防上述現(xiàn)象：如若信息數(shù)據(jù)在經(jīng)過哈希算法加密以后存放于區(qū)塊鏈，并且使用多簽名技術，使數(shù)據(jù)被授權定義，讓擁有授權的用戶得到正常的訪問權限。此外，區(qū)塊鏈還可以進行私鑰或多私鑰的設置，也可設置復雜時間和空間的單人制授權或多人授權。雖然區(qū)塊鏈具有開放的系統(tǒng)，但其驗證、傳輸?shù)刃畔⒔粨Q的中間環(huán)節(jié)都采用了先進的加密技術。這種技術不僅確保了數(shù)據(jù)的來源正確，也確保了數(shù)據(jù)中間過程中不被人攔截、更正。區(qū)塊鏈系統(tǒng)之所以能降低網(wǎng)絡安全風險就是因為它解除了對中間人的需求，而省去中間人的方式可以減少被黑客攻擊的潛在風險。

5 結(jié)論

在未來，我國安全生產(chǎn)信息發(fā)展格局可以總結(jié)成“四個一”。指的是“一盤棋、一張網(wǎng)、一張表、一張圖”。信息化水平的提高不僅要充分利用已有的成熟技術，更要積極布局未來發(fā)展。通過本文論述，區(qū)塊鏈技術以純技術的方式讓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移朝著價值轉(zhuǎn)移方向發(fā)展成為可能，它具有應用于安全生產(chǎn)信息化建設的可能性。在大力推進我國安全生產(chǎn)信息化建設過程中應用區(qū)塊鏈技術，可有效地解決信息泄露、共享程度低、數(shù)據(jù)質(zhì)量低等問題，由于區(qū)塊鏈技術尚在完善階段的初始性，要想在安全生產(chǎn)信息化建設過程中完全普及應用此項技術，同時還需要依靠諸多國內(nèi)外專業(yè)信息技術、區(qū)塊鏈專業(yè)以及安全行業(yè)等多個領域人才協(xié)調(diào)合作，為促進區(qū)塊鏈技術能夠在安全生產(chǎn)領域的應用普及性的進一步提升而努力。