江 濤，邢恩博，覃瓊霞，添 夢(mèng)

（1.中國計(jì)量大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，浙江杭州 310018；2.浙江理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，浙江杭州 310018)

1 研究背景

標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)和分工協(xié)作的基石。隨著企業(yè)間合作范圍擴(kuò)大，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷增多，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)匹配問題不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)通過談判、合同或中介的方式向上下游企業(yè)傳遞，出現(xiàn)了傳遞效率慢、監(jiān)管不到位或人為失誤等因素導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)信息失真、惡意篡改標(biāo)準(zhǔn)信息、標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)等問題。上述問題的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致全鏈產(chǎn)品生產(chǎn)受阻，進(jìn)而削弱了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在全產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)中的重要價(jià)值［1］。因此，完善與創(chuàng)新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)已成為新時(shí)代推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要內(nèi)容。

Nakamoto［2］在2008年首次提出“比特幣”的概念，構(gòu)建了一種不需要通過第三方金融機(jī)構(gòu)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式直接將電子現(xiàn)金從一方給到另一方的方法，即一種去中心化的交易方法。這種交易方式建立在區(qū)塊鏈的技術(shù)基礎(chǔ)之上，區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在交易的過程中公開透明，具體到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)可以在整個(gè)供應(yīng)鏈的生產(chǎn)階段形成一條完整的標(biāo)準(zhǔn)信息流，確保參與生產(chǎn)的供應(yīng)鏈中各方可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，并找到針對(duì)性的解決辦法。區(qū)塊鏈?zhǔn)翘嵘龢?biāo)準(zhǔn)鏈完備性和有效性的創(chuàng)新型方法，具有中心化、不可篡改、集體維護(hù)、智能合約等特點(diǎn)，對(duì)于完善產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系、提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化水平具有重要意義。因此，本研究抓住產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中信息不對(duì)稱、標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)位和標(biāo)準(zhǔn)體系不完備等典型缺陷，利用區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)不可篡改性、分布式存儲(chǔ)、自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)共識(shí)和智能合約等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈邏輯架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)去中心化標(biāo)準(zhǔn)信息鏈與中心化監(jiān)管的標(biāo)準(zhǔn)鏈創(chuàng)新機(jī)制，建立了標(biāo)準(zhǔn)鏈主鏈與企業(yè)側(cè)鏈相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)信息傳遞系統(tǒng)。相應(yīng)地設(shè)計(jì)了區(qū)塊鏈底層架構(gòu)中的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層，每層的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)信息業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)。這將對(duì)于企業(yè)之間進(jìn)行快速的標(biāo)準(zhǔn)匹配、實(shí)現(xiàn)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)信息的實(shí)時(shí)訪問和完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)做出邊際貢獻(xiàn)。

2 相關(guān)研究評(píng)述與研究評(píng)論

2.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈

標(biāo)準(zhǔn)鏈建設(shè)是提高供應(yīng)鏈運(yùn)作效率的重要內(nèi)容。尋找一種提升標(biāo)準(zhǔn)鏈完備性和有效性的創(chuàng)新型方法是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)的迫切要求。然而，目前針對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈建設(shè)的研究依然停留在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)模式與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)等方面，相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈的系統(tǒng)性研究較為缺乏。毛豐付［3］認(rèn)為，中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，從貿(mào)易和加工大國向產(chǎn)業(yè)大國發(fā)展時(shí)無法繞開產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展問題。部分研究人員對(duì)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)展開研究，瞿羽揚(yáng)等［4］從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生命周期視角出發(fā)，運(yùn)用成長曲線定量化地描述了3G、4G及5G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生命周期的具體特征，探究移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演化路徑。在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)模式方面，Vlasov 等［5］以國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)為例剖析了自上而下標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)模式的效率問題；添夢(mèng)等［6］的研究發(fā)現(xiàn)歐美國家積極采用標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)盟模式來推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化，這為我國產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)提供了思路。事實(shí)上，不管是標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)模式還是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)問題，本質(zhì)上可以通過標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)統(tǒng)一起來，以解決多主體間的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)、匹配以及體系建設(shè)問題。區(qū)塊鏈技術(shù)正是構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)架構(gòu)的有效方法。

2.2 區(qū)塊鏈的應(yīng)用

近年來，區(qū)塊鏈已成為計(jì)算機(jī)行業(yè)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，區(qū)塊鏈通過去中心化的特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)信息傳遞形式下中心化機(jī)構(gòu)所具有的弊病，并促使了加密數(shù)字貨幣的誕生。區(qū)塊鏈去中心化、可溯源和不可篡改等特性可以很好地用于解決供應(yīng)鏈中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置與修改的問題，減少企業(yè)間由于信息不對(duì)稱帶來的相關(guān)糾紛與摩擦。目前區(qū)塊鏈的應(yīng)用主要集中在金融、醫(yī)療、數(shù)據(jù)管理等方面。在金融領(lǐng)域，比特幣、萊特幣、以太坊等數(shù)字貨幣都建立在區(qū)塊鏈技術(shù)之上，區(qū)塊鏈?zhǔn)歉黝悢?shù)字貨幣的底層技術(shù)，Urquhart［7］檢驗(yàn)了比特幣的市場(chǎng)效率。朱建明等［8］針對(duì)環(huán)球銀行金融電信協(xié)會(huì)系統(tǒng)安全系數(shù)低、運(yùn)行維護(hù)成本較高等劣勢(shì)，提出了基于許可鏈的SWIFT系統(tǒng)架構(gòu)，為保障跨境支付、清算的安全與效率提供新思路。在醫(yī)療健康方面，薛騰飛等［9］提出了一種基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)共享模型。建立醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)盟服務(wù)器群和審計(jì)聯(lián)盟服務(wù)器群相結(jié)合的醫(yī)療區(qū)塊鏈系統(tǒng)MDSM，這種方法仍然存在效率低、實(shí)施困難的問題。為此，張超等［10］建立了一種基于實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法的聯(lián)盟式醫(yī)療區(qū)塊鏈系統(tǒng)，解決MDSM 系統(tǒng)中存在的問題。Tanwar 等［11］設(shè)計(jì)了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電子醫(yī)療記錄系統(tǒng)，用于提高醫(yī)療數(shù)據(jù)的可訪問性。在數(shù)據(jù)管理方面，魏銀珍等［12］提出了一種基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全溯源方法。區(qū)塊鏈的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了生活的各行各業(yè)中，但企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鏈?zhǔn)菂^(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。在為數(shù)不多的研究中，Allison 等［13］分析了區(qū)塊鏈在推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)和建筑產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)一致性和協(xié)調(diào)性的重要作用。張輝等［14］認(rèn)為區(qū)塊鏈所擁有的自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)共識(shí)和智能合約機(jī)制還能高效地實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈和標(biāo)準(zhǔn)鏈的兩鏈融合。總體而言，區(qū)塊鏈應(yīng)用研究具有廣闊的前景，但是將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)鏈的研究依然缺乏。

2.3 研究評(píng)論

有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)的研究為本文提供了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，但在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)融入產(chǎn)業(yè)鏈以及區(qū)塊鏈在標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中的應(yīng)用研究依然缺乏。就產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈而言，其本身是一個(gè)包含多主體的復(fù)雜系統(tǒng)，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建一個(gè)創(chuàng)新型的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)以解決多主體間的標(biāo)準(zhǔn)制定、修改、溯源、匹配中的信息不對(duì)稱問題，提高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐效率，理應(yīng)是一個(gè)可行的選擇。

3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是利用加密鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用自動(dòng)化腳本代碼(智能合約)來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計(jì)算范式［15］，具有去中心化、不可篡改、集體維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。區(qū)塊鏈中的密碼技術(shù)有加解密算法、Hash算法、Merkle 樹、數(shù)字簽名等，眾多技術(shù)結(jié)合構(gòu)成了區(qū)塊鏈技術(shù)的可溯源性，任何操作者都不可隨意更改已經(jīng)上鏈的內(nèi)容。建立在區(qū)塊鏈技術(shù)之上的以太坊是一個(gè)開源的區(qū)塊鏈智能合約開發(fā)平臺(tái)，提供區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)服務(wù)。

區(qū)塊鏈分為公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈。公有鏈完全對(duì)公眾開放，不存在身份認(rèn)證的限制，其中比特幣和萊特幣就是典型的公有鏈；私有鏈?zhǔn)侵覆粚?duì)公眾開放，僅僅在一個(gè)實(shí)體內(nèi)部使用的系統(tǒng)，例如企業(yè)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)、高校的教務(wù)系統(tǒng)等；聯(lián)盟鏈?zhǔn)墙橛诠墟溑c私有鏈之間的一種系統(tǒng)，被使用于多個(gè)實(shí)體之間，加入需要身份認(rèn)證的限制。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)鏈模型

標(biāo)準(zhǔn)鏈?zhǔn)菂^(qū)塊鏈在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域創(chuàng)新型的應(yīng)用。由于在標(biāo)準(zhǔn)制定、修改、溯源、匹配中存在信息不對(duì)稱和效率低下等問題，而基于區(qū)塊鏈的標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)可以有效解決上述問題。為此本文設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈模型。不妨假設(shè)一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)鏈上由零部件到成品的生產(chǎn)一共需要三級(jí)生產(chǎn)商構(gòu)成，生產(chǎn)商之間通過標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配，相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 不同級(jí)生產(chǎn)商標(biāo)準(zhǔn)匹配流程

標(biāo)準(zhǔn)鏈模型結(jié)構(gòu)如圖2 所示。在簽訂合同時(shí)企業(yè)將標(biāo)準(zhǔn)庫中的標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)鏈上通過智能合約自動(dòng)匹配，若和另一家企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)庫中的標(biāo)準(zhǔn)匹配成功，則該企業(yè)成為潛在的簽訂合同企業(yè)，企業(yè)可以在匹配成功的數(shù)家企業(yè)中進(jìn)行談判以簽訂合同。新標(biāo)準(zhǔn)通過認(rèn)證后，通過選舉出的代理節(jié)點(diǎn)將新標(biāo)準(zhǔn)加入標(biāo)準(zhǔn)鏈中。標(biāo)準(zhǔn)鏈引入中心化的監(jiān)管模式，由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門對(duì)加入標(biāo)準(zhǔn)鏈中的各節(jié)點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行行為監(jiān)督，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門建立一條私有監(jiān)管鏈，實(shí)現(xiàn)對(duì)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自監(jiān)督，進(jìn)一步保證標(biāo)準(zhǔn)鏈中的數(shù)據(jù)安全。每個(gè)企業(yè)建立自己的私有鏈，建設(shè)企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)庫，同時(shí)讓一個(gè)節(jié)點(diǎn)加入聯(lián)盟鏈主鏈，實(shí)現(xiàn)與主鏈中其他企業(yè)節(jié)點(diǎn)的信息交互，即每個(gè)企業(yè)內(nèi)部的系統(tǒng)由企業(yè)內(nèi)部各部門組成，主鏈為聯(lián)盟鏈，內(nèi)部系統(tǒng)為私有鏈，一般標(biāo)準(zhǔn)化部門作為接口連接到標(biāo)準(zhǔn)鏈主鏈上，作為信息交互的載體。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)鏈模型結(jié)構(gòu)

4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈技術(shù)架構(gòu)

基于區(qū)塊鏈的基本技術(shù)架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)鏈信息平臺(tái)也由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層構(gòu)成，具體如圖3 所示。數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈的底層，將數(shù)據(jù)提取摘要保存在區(qū)塊鏈中，數(shù)據(jù)保存在底層數(shù)據(jù)庫，例如Mysql 和Oracle 等。網(wǎng)絡(luò)層包括區(qū)塊鏈的傳播與驗(yàn)證機(jī)制，由于區(qū)塊鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)性質(zhì)，數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間傳輸，即使某些節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)被破壞也不會(huì)對(duì)其他部分造成影響。共識(shí)層與合約層方面，標(biāo)準(zhǔn)鏈模型采用委托權(quán)益證明(DPOS)共識(shí)算法，采用信譽(yù)積分(R)作為獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，并使用智能合約進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)鏈上的業(yè)務(wù)。應(yīng)用層通過幾種不同的客戶端對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行管理、操作與維護(hù)。本節(jié)是對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)的具體介紹。

圖3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈信息平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

4.1 數(shù)據(jù)層

（1）區(qū)塊結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)層，在標(biāo)準(zhǔn)鏈中的功能是進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)流程中的各零部件標(biāo)準(zhǔn)的錄入、修改與刪除等功能，數(shù)據(jù)層的技術(shù)可以保證標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的不可篡改性。比特幣中應(yīng)用的區(qū)塊鏈技術(shù)用來儲(chǔ)存交易信息，本質(zhì)上是一個(gè)分布式賬本。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈中，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)摘要儲(chǔ)存在區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈在這里就是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫，交易信息儲(chǔ)存產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)摘要。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈由區(qū)塊和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)兩部分構(gòu)成，區(qū)塊具體構(gòu)成如圖4所示。

區(qū)塊頭保存前一個(gè)區(qū)塊的Hash 值、時(shí)間戳、版本號(hào)、Merkle 根Hash 值等信息，需要進(jìn)行數(shù)字簽名，保證數(shù)據(jù)的完整性。Hash 算法是指通過輸入消息，經(jīng)過一系列不可逆的運(yùn)算求出數(shù)字摘要來保證數(shù)據(jù)完整性的一種算法，同樣的明文在經(jīng)過Hash 算法計(jì)算后得到的數(shù)字摘要一定是相同的。如果數(shù)據(jù)被篡改，經(jīng)Hash 算法求得的數(shù)字摘要一定不一致。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Hash 算法求出數(shù)字摘要并與原始數(shù)字摘要進(jìn)行對(duì)比就可以判斷數(shù)據(jù)是否被篡改。

區(qū)塊體保存Merkle 樹結(jié)構(gòu)。Merkle 樹是區(qū)塊鏈中保證數(shù)據(jù)完整性的重要手段，每一個(gè)區(qū)塊中都存在一個(gè)Merkle 結(jié)構(gòu)，區(qū)塊鏈中的Merkle 樹結(jié)構(gòu)如圖4 所示。Merkle 樹通過對(duì)底層事務(wù)兩兩結(jié)對(duì)計(jì)算其Hash 值，然后再繼續(xù)將計(jì)算出的Hash 值兩兩結(jié)對(duì)計(jì)算Hash 值，以此類推最后生成的Hash 值就為區(qū)塊鏈的Merkle 根Hash 值。其作用為：一旦數(shù)據(jù)被篡改，我們不僅可以判斷出數(shù)據(jù)已經(jīng)被篡改過，還可以通過Merkle 樹中的Hash 值定位到被篡改的數(shù)據(jù)。

圖4 區(qū)塊結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)單是儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)摘要的載體，標(biāo)準(zhǔn)單中包括該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)ID、標(biāo)準(zhǔn)單類型、時(shí)間戳和公鑰等。標(biāo)準(zhǔn)單的生成者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單ID 簽名，標(biāo)準(zhǔn)單類型包括增加、刪除、修改和查詢，標(biāo)準(zhǔn)單ID 為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容、時(shí)間戳和公鑰進(jìn)行Hash 運(yùn)算得出的結(jié)果，與生成者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單ID 簽名一起保證數(shù)據(jù)不被篡改。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品的適用范圍、產(chǎn)品的品種、規(guī)格和結(jié)構(gòu)形式、產(chǎn)品的技術(shù)要求、產(chǎn)品的試驗(yàn)方法、產(chǎn)品的檢驗(yàn)規(guī)則(驗(yàn)收規(guī)則)、產(chǎn)品的標(biāo)志、包裝、貯存和運(yùn)輸?shù)龋唧w的形式可能是文字和視頻等。企業(yè)只需將標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)后加入自己的標(biāo)準(zhǔn)庫，同時(shí)負(fù)責(zé)自身標(biāo)準(zhǔn)庫的維護(hù)。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳遞方式依靠一個(gè)參與信息傳遞各方都高度信任的第三方機(jī)構(gòu)，若使用第三方中介機(jī)構(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)，第三方機(jī)構(gòu)可以篡改數(shù)據(jù)，不便于監(jiān)管。如果把數(shù)據(jù)集中在一個(gè)地方儲(chǔ)存，那么很容易遭受不法分子的攻擊。相較傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞方式，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈可以更好地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)傳遞的過程。區(qū)塊鏈中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)摘要，系統(tǒng)中包含一定數(shù)量的全節(jié)點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)的具體信息統(tǒng)一儲(chǔ)存在全節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器中，這些全節(jié)點(diǎn)往往由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門管理維護(hù)。當(dāng)企業(yè)需要使用某一標(biāo)準(zhǔn)與其他企業(yè)簽訂合同時(shí)，只需在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)匹配，另一家企業(yè)收到后可以自行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字簽名判斷標(biāo)準(zhǔn)是否被篡改。

（2）標(biāo)準(zhǔn)單內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)單中儲(chǔ)存的內(nèi)容是標(biāo)準(zhǔn)鏈的核心業(yè)務(wù)內(nèi)容，包括企業(yè)信息、標(biāo)準(zhǔn)信息、監(jiān)管機(jī)構(gòu)信息、雙方簽訂合同標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和各節(jié)點(diǎn)的信息等。每條標(biāo)準(zhǔn)單相當(dāng)于一張表，里面儲(chǔ)存若干條數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)單中所包含的內(nèi)容主要由以下幾部分組成：

1）標(biāo)準(zhǔn)主體信息：主要用于記錄標(biāo)準(zhǔn)鏈中企業(yè)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的具體信息，具體包括企業(yè)所在地址、企業(yè)法人、企業(yè)聯(lián)系方式和企業(yè)信用評(píng)級(jí)（根據(jù)企業(yè)在區(qū)塊鏈中的信譽(yù)積分確定）以及每家企業(yè)或監(jiān)管機(jī)構(gòu)所擁有的公鑰信息等。對(duì)于一些不公開的信息，例如處罰了某一企業(yè)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)的操作會(huì)使用非對(duì)稱加密技術(shù)儲(chǔ)存到區(qū)塊鏈中，但公鑰信息不被加密，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以自己查看自己進(jìn)行的操作或者在企業(yè)上訴時(shí)授權(quán)給高級(jí)別部門查看自己的操作來核實(shí)對(duì)企業(yè)的處罰信息是否真實(shí)可靠。

2）標(biāo)準(zhǔn)具體信息：此部分信息是標(biāo)準(zhǔn)鏈中最核心的部分，儲(chǔ)存了所有通過認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，主鏈標(biāo)準(zhǔn)單儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過Hash 運(yùn)算后得到的數(shù)字摘要，標(biāo)準(zhǔn)的具體信息保存在由國家部門維護(hù)的全節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中，這樣減少了企業(yè)的區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，加強(qiáng)企業(yè)參與建設(shè)的積極性。全節(jié)點(diǎn)中的標(biāo)準(zhǔn)不進(jìn)行加密，可以供所有需要的企業(yè)查詢，企業(yè)所擁有的私有鏈可以根據(jù)需要選擇對(duì)自己標(biāo)準(zhǔn)庫中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加密，此時(shí)企業(yè)的公鑰與數(shù)字簽名也保存在標(biāo)準(zhǔn)單上，方便企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行查詢。如果某企業(yè)篡改了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字摘要會(huì)發(fā)生變化，與儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)單上的Hash 值不符，進(jìn)而根據(jù)Merkle 樹找到被篡改數(shù)據(jù)的位置，并且可以通過數(shù)字簽名找到進(jìn)行操作的企業(yè)，從而保證了數(shù)據(jù)的不可篡改和操作可溯源。

3）操作與合同信息：操作信息主要用于記錄用戶對(duì)于區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)進(jìn)行了何種操作，操作時(shí)間以及操作前后的變化。對(duì)于企業(yè)私有鏈，企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)庫中增加或修改標(biāo)準(zhǔn)后，生成新的區(qū)塊會(huì)標(biāo)注相應(yīng)的操作類型。若標(biāo)準(zhǔn)單標(biāo)注的操作類型為修改，并且為某工作人員惡意修改，可以在區(qū)塊鏈上找到操作前的標(biāo)準(zhǔn)ID、操作后的標(biāo)準(zhǔn)ID、修改時(shí)間以及修改人員，增加了企業(yè)內(nèi)部人員進(jìn)行惡意操作的風(fēng)險(xiǎn)，有利于減少惡意操作。對(duì)于公有鏈，當(dāng)企業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)匹配后，標(biāo)準(zhǔn)單同樣可以保存兩企業(yè)匹配的操作記錄，并且在合同簽訂后保存兩者的合同內(nèi)容的Hash 值，提高交易效率并防止抵賴行為的出現(xiàn)。

4.2 共識(shí)層與激勵(lì)層

常見的區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制包括工作量證明機(jī)制(proof of work，POW)［16］，權(quán) 益 證 明 機(jī) 制(proof of stake，POS)［17］，拜占庭容錯(cuò)機(jī)制(practical Byzantine fault tolerance)等［18］。由于POW 需要消耗大量算力來維持區(qū)塊鏈的運(yùn)行，POS 的安全性還需要進(jìn)一步檢驗(yàn)，PBFT 不能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)加入與退出，因此本文采用引入信譽(yù)積分的DPOS 作為標(biāo)準(zhǔn)鏈的共識(shí)算法。信譽(yù)積分可以增加節(jié)點(diǎn)投票的積極性并且將剔除惡意節(jié)點(diǎn)變得可實(shí)現(xiàn)，在DPOS 算法中，區(qū)塊鏈代理人負(fù)責(zé)打包區(qū)塊、維持系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)并可以根據(jù)工作量獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。代理人個(gè)數(shù)由區(qū)塊鏈項(xiàng)目決定，通常是101 個(gè)代理人，任何一個(gè)持幣用戶都可以投票或競(jìng)選代理人。用戶可以隨時(shí)投票、撤票，每個(gè)用戶投票的權(quán)重根據(jù)用戶持有的股份決定。投票和撤票可以隨時(shí)進(jìn)行，在每一輪選舉結(jié)束后，得票率最高的n個(gè)用戶則成為該項(xiàng)目的代理人（n由區(qū)塊鏈項(xiàng)目決定）。

本文進(jìn)一步采用信譽(yù)積分的DPOS 共識(shí)機(jī)制來激勵(lì)企業(yè)積極參與標(biāo)準(zhǔn)鏈上的標(biāo)準(zhǔn)匹配、代理人選舉生成區(qū)塊等事項(xiàng)。在節(jié)點(diǎn)中投票選取一定數(shù)量的代理人，代理人負(fù)責(zé)進(jìn)行區(qū)塊的打包。激勵(lì)層引入信譽(yù)積分制，各類節(jié)點(diǎn)共同競(jìng)爭(zhēng)代理人，成功打包區(qū)塊會(huì)有相應(yīng)信譽(yù)積分(R)的獎(jiǎng)勵(lì)，為節(jié)點(diǎn)通過打包區(qū)塊所獲信譽(yù)積分、為節(jié)點(diǎn)投票所獲信譽(yù)積分。當(dāng)節(jié)點(diǎn)為惡意節(jié)點(diǎn)或故障，沒有成功打包區(qū)塊時(shí)將會(huì)被扣除信譽(yù)積分。信譽(yù)積分高的節(jié)點(diǎn)，說明在區(qū)塊鏈的維護(hù)中表現(xiàn)良好，投票節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)信譽(yù)積分對(duì)節(jié)點(diǎn)投票。

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈節(jié)點(diǎn)包括管理節(jié)點(diǎn)m、投票節(jié)點(diǎn)v、代理人節(jié)點(diǎn)i、候選代理人節(jié)點(diǎn)j。

（1）管理節(jié)點(diǎn)m：管理節(jié)點(diǎn)為國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門，負(fù)責(zé)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)鏈上的各節(jié)點(diǎn)的行為，擁有節(jié)點(diǎn)退出標(biāo)準(zhǔn)鏈的一票否決權(quán)，主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)鏈上行為監(jiān)督。

（2）投票節(jié)點(diǎn)v：投票節(jié)點(diǎn)為企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)鏈的各部門節(jié)點(diǎn)，可以查看企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)庫與匹配到企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，并且擁有投票選舉代理人節(jié)點(diǎn)的權(quán)限，負(fù)責(zé)區(qū)塊的驗(yàn)證與轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)投票節(jié)點(diǎn)給成功塊的節(jié)點(diǎn)投贊成票或給惡意節(jié)點(diǎn)或故障節(jié)點(diǎn)投反對(duì)票時(shí)都會(huì)獲得相應(yīng)信譽(yù)積分獎(jiǎng)勵(lì)，α為區(qū)塊打包的獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)，β和γ分別為投票的獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)和懲罰系數(shù)（α＞γ＞β），向惡意節(jié)點(diǎn)投票獲得的懲罰大于獎(jiǎng)勵(lì)，增加了節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)代理人的積極性同時(shí)增加了節(jié)點(diǎn)惡意投票的成本，減少惡意投票次數(shù)，一旦信譽(yù)積分降為0，節(jié)點(diǎn)將會(huì)被剔除。

（3）代理人節(jié)點(diǎn)i：投票節(jié)點(diǎn)為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化部門，由投票節(jié)點(diǎn)選舉出得票前10%的節(jié)點(diǎn)擔(dān)任，負(fù)責(zé)產(chǎn)生區(qū)塊。如果在任職過程中按規(guī)定產(chǎn)生區(qū)塊，將得到α信譽(yù)積分的獎(jiǎng)勵(lì)；如果在任職過程中發(fā)生故障，則信譽(yù)積分降低至原有積分的一半；如果任職過程中存在惡意行為，那么下一輪投票中該節(jié)點(diǎn)將會(huì)被直接剔除。

（4）候選代理人節(jié)點(diǎn)：候選代理人節(jié)點(diǎn)為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化部門，由投票節(jié)點(diǎn)選舉出得票10%～20%的節(jié)點(diǎn)擔(dān)任，如果上一輪投票過程中代理人節(jié)點(diǎn)被剔除，則將由候選代理人節(jié)點(diǎn)來替代這個(gè)位置。

系統(tǒng)運(yùn)行后企業(yè)的信譽(yù)積分將會(huì)作為企業(yè)評(píng)級(jí)的依據(jù)，IEEE SA 標(biāo)準(zhǔn)獎(jiǎng)和ISO 標(biāo)準(zhǔn)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)可根據(jù)信譽(yù)積分的高低進(jìn)行評(píng)選，也可以直接作為中國標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)和各省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)的評(píng)選依據(jù)。信譽(yù)積分的發(fā)放受全鏈節(jié)點(diǎn)監(jiān)督，不僅為標(biāo)準(zhǔn)類獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選提供參考標(biāo)準(zhǔn)，還有利于保證參評(píng)單位的競(jìng)爭(zhēng)公平公正，讓更多中小企業(yè)也有機(jī)會(huì)參與到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中。

4.3 合約層

合約層包括智能合約腳本、智能合約算法機(jī)制和智能合約模板。企業(yè)之間達(dá)成協(xié)議，將合約內(nèi)容代碼封裝在系統(tǒng)中，在一定條件下自動(dòng)觸發(fā)，也可以在一定條件下自動(dòng)解約。這種不需要人為控制的合約系統(tǒng)大大節(jié)省了人力物力，避免了人為錄入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤引起的標(biāo)準(zhǔn)沖突，提高了標(biāo)準(zhǔn)的處理效率。一些適合在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域應(yīng)用的智能合約見表1 所示。

表1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈智能合約

4.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層是供應(yīng)鏈中各企業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)信息交互的媒介。供應(yīng)鏈中各企業(yè)可以通過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)及時(shí)查看產(chǎn)品最新生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，省去了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中使用紙質(zhì)合同傳遞生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的步驟，在一定程度上避免了標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)為企業(yè)帶來的標(biāo)準(zhǔn)沖突，提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

參與到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈建設(shè)中的主要有兩類客戶端，它們分別是管理客戶端和普通客戶端。管理部門和企業(yè)分別使用各自的客戶端進(jìn)行操作，具體操作流程圖如圖5 所示。

圖5 客戶端操作流程

（1）管理客戶端：管理客戶端由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門和國家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)使用。管理客戶端擁有標(biāo)準(zhǔn)鏈上的最高權(quán)限，可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鏈主鏈上的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行增、刪、改、查操作。在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)鏈過程中，若企業(yè)上傳了標(biāo)準(zhǔn)鏈中沒有的標(biāo)準(zhǔn)，則國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門通過主管理客戶端對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證，若通過認(rèn)證則將該標(biāo)準(zhǔn)增加入鏈，供企業(yè)簽訂合同時(shí)使用，提高了新標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的處理效率。當(dāng)某種標(biāo)準(zhǔn)被淘汰時(shí)，主管理客戶端可以刪除或修改該標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)在鏈上的行為可以隨時(shí)被管理客戶端查看，根據(jù)區(qū)塊鏈的特點(diǎn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生增刪改查等操作時(shí)，可以根據(jù)發(fā)生的操作追溯到進(jìn)行操作的節(jié)點(diǎn)，將惡意節(jié)點(diǎn)剔除標(biāo)準(zhǔn)鏈，保證數(shù)據(jù)安全。

（2）普通客戶端：普通客戶端由企業(yè)使用。在簽訂合同時(shí)，企業(yè)分為甲方企業(yè)與乙方企業(yè)，甲方需要生產(chǎn)某種產(chǎn)品時(shí)，將該產(chǎn)品所需標(biāo)準(zhǔn)上傳至普通客戶端中，在代理人節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證成功后，通過智能合約自動(dòng)匹配出標(biāo)準(zhǔn)庫中擁有該標(biāo)準(zhǔn)的乙方企業(yè)。若有多個(gè)企業(yè)同時(shí)具備甲方需要的標(biāo)準(zhǔn)，則這些企業(yè)共同作為甲方簽訂合同的潛在企業(yè)，供甲方選擇。匹配成功后雙方可以直接在標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)中完成標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)，標(biāo)準(zhǔn)合同簽訂等操作。節(jié)省了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)的過程，在一定程度上提高了交易效率，第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)也保證了交易的公平公正。

5 結(jié)論

隨著我國全產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)的深化，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系的要求不斷提高，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)繁多、參與生產(chǎn)供應(yīng)鏈地理位置分散和信息傳遞時(shí)間長等特點(diǎn)要求企業(yè)之間必須進(jìn)行相互信任的高效率信息交互過程。本文針對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈信息不協(xié)調(diào)、傳遞效率慢和監(jiān)管不到位等問題，結(jié)合了區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)化了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信息的傳遞模式，創(chuàng)新性地提出了基于區(qū)塊鏈的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈創(chuàng)新機(jī)制，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鏈的底層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)鏈系統(tǒng)將企業(yè)、國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局與國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)利用區(qū)塊鏈有效串聯(lián)在一起，利用側(cè)鏈（企業(yè)私有鏈）降低主聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)，保證主聯(lián)盟鏈運(yùn)作的穩(wěn)定性，并設(shè)計(jì)了主鏈中的中心化監(jiān)管模式，保證企業(yè)交易公開透明與不可抵賴。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的增加、刪除以及簽訂合同等操作均可回溯流程，可方便政府機(jī)關(guān)在系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)管，為進(jìn)一步完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

相較于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)信息共享模式，本研究提出的基于區(qū)塊鏈的標(biāo)準(zhǔn)信息共享機(jī)制允許企業(yè)之間公開透明地共享信息，具有很強(qiáng)的時(shí)效性與安全性。然而，本研究仍處于以聯(lián)盟鏈為核心的區(qū)塊鏈底層架構(gòu)的搭建階段，標(biāo)準(zhǔn)鏈的并行共識(shí)驗(yàn)證設(shè)計(jì)、去中心化智能合約的研究以及標(biāo)準(zhǔn)鏈的微鏈仿真等工作都需要后續(xù)研究不斷開展。區(qū)塊鏈在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的應(yīng)用仍然面對(duì)一定的挑戰(zhàn)，如可能存在小企業(yè)入鏈積極性不高、區(qū)塊鏈開發(fā)成本較大等問題。未來研究可探索區(qū)塊鏈技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，以提升產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈實(shí)施效率為目的，提出具有可復(fù)制、可推廣的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鏈創(chuàng)新機(jī)制實(shí)施方案和政策建議。