劉海鷗　周穎玉　張靜等

關(guān)鍵詞： 政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享； 數(shù)據(jù)要素； 雙鏈存儲(chǔ)； 案例應(yīng)用； 區(qū)塊鏈

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０２３．０６．０１３

〔中圖分類號(hào)〕Ｄ６３ 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕Ａ 〔文章編號(hào)〕１００８－０８２１ （２０２３） ０６－０１３０－０９

政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享作為政府信息公開、政務(wù)服務(wù)輸出、保障公眾知情的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)， 日益成為推動(dòng)社會(huì)數(shù)字化發(fā)展的重要源泉［１］ 。政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)要素價(jià)值的深度釋放， 有助于激發(fā)數(shù)字產(chǎn)業(yè)活力、促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步， 同時(shí)推動(dòng)健康繁榮的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成。作為新一代信息通信技術(shù)的重要演進(jìn)， 區(qū)塊鏈為數(shù)據(jù)要素的管理和價(jià)值釋放提供了新思路， 區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)管理、信息存證溯源等技術(shù)特性與創(chuàng)新模式， 非常契合當(dāng)前共建共治、可信共享、安全可控的數(shù)字政府發(fā)展要求，為實(shí)現(xiàn)政府?dāng)?shù)據(jù)多方維護(hù)、促進(jìn)跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同、提高政務(wù)服務(wù)效率提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。但是，海量政府?dāng)?shù)據(jù)的開放共享在釋放數(shù)據(jù)潛在價(jià)值的同時(shí)， 也使各共享平臺(tái)面臨巨大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的不斷減少使政府?dāng)?shù)據(jù)共享效率不斷放緩， 如何滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求成為當(dāng)前政府?dāng)?shù)據(jù)共享迫切需要解決的關(guān)鍵現(xiàn)實(shí)問題。因此， 本研究面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享構(gòu)建了雙鏈存儲(chǔ)模型， 在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)搭建政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享系統(tǒng)的同時(shí)， 通過“鏈下擴(kuò)容” 的方式將數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分鏈進(jìn)行， 以“鏈上服務(wù)， 鏈下存儲(chǔ)” 的形式滿足海量政府?dāng)?shù)據(jù)的共享需求并釋放區(qū)塊鏈上的大量存儲(chǔ)空間， 為政府?dāng)?shù)據(jù)提供可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保障， 并最大程度地發(fā)掘數(shù)據(jù)深層價(jià)值。

１相關(guān)研究進(jìn)展

區(qū)塊鏈的分布式共識(shí)、防篡改、可追溯等［２］ 技術(shù)優(yōu)勢(shì)促進(jìn)了其在政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享中應(yīng)用與拓展，Ｆｒａｎｃｉｓｃｏｎ Ｅ Ａ 等［３］ 和楊文霞等［４］ 分別從區(qū)塊鏈的共識(shí)、控制以及和ＲＯＭＡ 技術(shù)相結(jié)合等視角， 論證了將區(qū)塊鏈引入政府組織管理及數(shù)據(jù)共享的可行性， 為有效提高政府部門的服務(wù)效率與水平提供參考。Ｈａｏ Ｙ 等［５］ 則從隱私安全的層面出發(fā)， 在研究中分析了政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享中企業(yè)和公眾信息公開的風(fēng)險(xiǎn)， 基于區(qū)塊鏈的超級(jí)賬本構(gòu)建了政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的隱私保護(hù)框架， 并對(duì)其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)探討。張楠等［６］ 將區(qū)塊鏈技術(shù)中的智能合約嵌入到公共管理領(lǐng)域， 基于跨部門協(xié)作理論設(shè)計(jì)了多層次、寬領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享分析框架， 探索了區(qū)塊鏈技術(shù)賦能下政府跨部門協(xié)作的新模式， 并圍繞智能合約的運(yùn)行機(jī)制展望了政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的未來(lái)前進(jìn)方向。區(qū)塊鏈在政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的應(yīng)用中展示出其契合性與可行性， 但區(qū)塊鏈的分布式節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)又給大量政府?dāng)?shù)據(jù)的開放共享帶來(lái)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的挑戰(zhàn)。

雙鏈存儲(chǔ)模式的提出則為進(jìn)一步改善數(shù)據(jù)共享中的存儲(chǔ)性能提供了新思路。一方面， 有學(xué)者將區(qū)塊鏈類型中的公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈兩兩結(jié)合，通過不同區(qū)塊鏈種類的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)提高系統(tǒng)內(nèi)部的可擴(kuò)展性與存儲(chǔ)性能［７］ ， 不僅減輕了單個(gè)區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)壓力， 而且提高了鏈上檔案資源的管理與共享效率； 另一方面， 雙鏈存儲(chǔ)還可以通過區(qū)塊鏈和非區(qū)塊鏈結(jié)合實(shí)現(xiàn)， 在區(qū)塊鏈上進(jìn)行擴(kuò)展構(gòu)建鏈下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)， 通過鏈下擴(kuò)容減少區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)壓力和高頻訪問壓力， 如孫知信等［８］ 、呂建富等［９］ 、王童等［１０］ 學(xué)者在研究中采用了鏈上鏈下相結(jié)合的存儲(chǔ)模式， 將海量數(shù)據(jù)資源分散存儲(chǔ)， 通過鏈下擴(kuò)容構(gòu)建完整的權(quán)限控制生態(tài)， 在減輕區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力的同時(shí)增加了區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性， 提高了區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)行的效率。隨著雙鏈存儲(chǔ)研究的不斷深入， 雙鏈結(jié)構(gòu)的整體性逐漸加強(qiáng)， 劉煒等［１１］ 以雙鏈結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)架構(gòu)， 提出了基于ＤＰｏＳ 共識(shí)算法的傳染病數(shù)據(jù)共享模型， 結(jié)合鏈下ＩＰＦＳ 系統(tǒng)增加了數(shù)據(jù)共享的存儲(chǔ)空間， 該共享模型滿足了海量醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與安全共享需求， 同時(shí)體現(xiàn)了雙鏈存儲(chǔ)模式實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)一步優(yōu)化與提升。

綜上所述， 政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享領(lǐng)域已有一定的研究基礎(chǔ)， 少數(shù)學(xué)者嘗試將區(qū)塊鏈這一新興技術(shù)引入政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的研究范疇， 從應(yīng)用可行性、隱私安全性和共享模式創(chuàng)新等方面進(jìn)行了初步的探索與研究， 為本文提供了重要的思維啟迪與內(nèi)容借鑒， 但已有研究還存在可拓展的研究空間。①海量、多源、碎片化的開放政府?dāng)?shù)據(jù)給區(qū)塊鏈系統(tǒng)的運(yùn)行造成巨大壓力與鏈上空間的過度占用， 鮮有文獻(xiàn)考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量急劇增大引發(fā)的區(qū)塊鏈運(yùn)行速度與數(shù)據(jù)共享效率下降、更新不及時(shí)、資源損耗大等一系列區(qū)塊鏈弊端問題， 如何在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)減輕區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)等問題仍需深入探討與突破； ②現(xiàn)有文獻(xiàn)在區(qū)塊鏈應(yīng)用于政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享領(lǐng)域方面的研究大多從現(xiàn)狀分析、模型構(gòu)建、仿真實(shí)驗(yàn)等理論層面出發(fā)， 而有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性研究尚淺， 區(qū)塊鏈這一新興技術(shù)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)以及社會(huì)公眾的接受度仍需進(jìn)一步研究與探索。因此， 亟需構(gòu)建一個(gè)滿足開放政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)要求與傳輸效率的共享模型以擴(kuò)展區(qū)塊鏈系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力， 通過鏈下擴(kuò)容的方式減輕鏈上的存儲(chǔ)壓力， 提高開放政府?dāng)?shù)據(jù)上鏈、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)開放的效率， 同時(shí)通過實(shí)際案例分析體現(xiàn)模型的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)實(shí)可行性。針對(duì)這一問題， 本文將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到政府?dāng)?shù)據(jù)的開放共享領(lǐng)域， 構(gòu)建了面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型， 并對(duì)案例應(yīng)用進(jìn)行分析研究， 以期通過本研究為其他省市政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)性能的優(yōu)化與提升提供啟示與借鑒。

２面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型構(gòu)建

鏈下通道隔離通過將復(fù)雜的計(jì)算和高頻率的交易轉(zhuǎn)移至鏈外進(jìn)行， 僅在鏈上存儲(chǔ)計(jì)算或交易的最終結(jié)果， 通過鏈下計(jì)算和鏈上存儲(chǔ)相分離的方式拓展區(qū)塊鏈的計(jì)算和存儲(chǔ)能力［１２］ ， 該方式為破解當(dāng)前政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享過程中的存儲(chǔ)難題提供了參考與思路。因此， 本文面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享過程構(gòu)建了雙鏈存儲(chǔ)模型， 基于區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)了政府?dāng)?shù)據(jù)共享平臺(tái)， 同時(shí)通過鏈下擴(kuò)容的方式構(gòu)建了鏈上鏈下兩個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)， 以“鏈上服務(wù)， 鏈下存儲(chǔ)” 的方式實(shí)現(xiàn)海量政府?dāng)?shù)據(jù)的安全共享， 同時(shí)減輕區(qū)塊鏈系統(tǒng)的存儲(chǔ)壓力。

２.１雙鏈存儲(chǔ)模型

１） 基于區(qū)塊鏈的鏈上存儲(chǔ)。區(qū)塊鏈的密碼學(xué)算法、共識(shí)機(jī)制、智能合約等技術(shù)保障其鏈上系統(tǒng)的安全性， 在不同數(shù)據(jù)區(qū)塊之間實(shí)現(xiàn)可靠連接， 為政府?dāng)?shù)據(jù)的鏈上安全存儲(chǔ)提供技術(shù)支撐。本研究基于區(qū)塊鏈自身的區(qū)塊特性， 將政府?dāng)?shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)性編碼存儲(chǔ)至區(qū)塊中， 通過索引區(qū)塊的連接構(gòu)成鏈上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)， 由區(qū)塊頭負(fù)責(zé)前后區(qū)塊的連接并確保數(shù)據(jù)信息的不可篡改與可追溯性； 區(qū)塊體中則錄入由鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)生成的標(biāo)識(shí)性編碼， 該編碼信息可以涵蓋政府?dāng)?shù)據(jù)的所屬類別、信息上鏈時(shí)間、關(guān)鍵詞摘要等， 基于區(qū)塊鏈的鏈上存儲(chǔ)模型， 如圖１ 所示。這種存儲(chǔ)方式將少量、關(guān)鍵的有效信息上鏈，釋放了區(qū)塊鏈系統(tǒng)中大量的存儲(chǔ)空間， 為區(qū)塊鏈系統(tǒng)中政府?dāng)?shù)據(jù)共享的高效運(yùn)行提供了可能。

２） 基于ＮＦＳ 的鏈下存儲(chǔ)。在鏈下存儲(chǔ)中， 區(qū)塊頭的重要政府?dāng)?shù)據(jù)仍保存在區(qū)塊鏈的分布式賬本中， 其他數(shù)據(jù)則由鏈下存儲(chǔ)系統(tǒng)負(fù)責(zé)， 兩個(gè)存儲(chǔ)庫(kù)之間通過唯一的標(biāo)識(shí)性編碼建立關(guān)聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ， ＮＦＳ）可以在原有環(huán)境下擴(kuò)充新資源、上傳新數(shù)據(jù)， 同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)空間進(jìn)行最小化處理， 具備高性能、可靈活配置等優(yōu)點(diǎn)。政府?dāng)?shù)據(jù)在上鏈之前需要先經(jīng)過加密處理， 加密后的完整數(shù)據(jù)將直接傳輸至鏈下存儲(chǔ)系統(tǒng)， 同時(shí)按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)規(guī)則自動(dòng)生成該份數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)性編碼， 并將該編碼自動(dòng)返回至鏈上區(qū)塊鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)； 編碼中涵蓋政府?dāng)?shù)據(jù)的關(guān)鍵信息， 數(shù)據(jù)請(qǐng)求者在申請(qǐng)獲取數(shù)據(jù)時(shí)可通過關(guān)鍵信息進(jìn)行索引查詢。鏈下分布式存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)主要由區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)和非區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)兩部分構(gòu)成， 通過一些具有足夠存儲(chǔ)能力的節(jié)點(diǎn)同時(shí)負(fù)責(zé)鏈下的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)， 緩解了區(qū)塊鏈系統(tǒng)上的存儲(chǔ)壓力， 減少了上鏈數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包發(fā)送給區(qū)塊鏈所有節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)冗余問題， 基于ＮＦＳ 的鏈下存儲(chǔ)模型如圖２ 所示。

２.２面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型構(gòu)建

面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型主要由共享參與者、鏈上區(qū)塊存儲(chǔ)、鏈下ＮＦＳ 存儲(chǔ)、監(jiān)管中心構(gòu)成， 通過加密文件上傳、索引信息上鏈、鏈上搜索返回鏈下存儲(chǔ)等過程， 實(shí)現(xiàn)政府?dāng)?shù)據(jù)在雙鏈中的關(guān)聯(lián)與存儲(chǔ)， 將“鏈上服務(wù)”和“鏈下存儲(chǔ)”相結(jié)合， 既釋放了區(qū)塊鏈上大量的存儲(chǔ)空間， 彌補(bǔ)了區(qū)塊容量有限的缺點(diǎn)， 又保障了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全與隱私，大幅提高了數(shù)據(jù)共享效率， 模型架構(gòu)如圖３ 所示。

１） 共享參與者。政府?dāng)?shù)據(jù)共享過程中的參與者可大致分為數(shù)據(jù)提供者與數(shù)據(jù)訪問者， 包含政府組織、企業(yè)組織、公眾以及科研人員等。其中， 政府組織既是數(shù)據(jù)提供者、相關(guān)政策的制定與維護(hù)者、政府?dāng)?shù)據(jù)共享平臺(tái)的建設(shè)者， 同時(shí)也是數(shù)據(jù)訪問者， 政府組織在收集不同部門的數(shù)據(jù)并進(jìn)行共享的同時(shí)， 也需要申請(qǐng)?jiān)L問其他組織的相關(guān)數(shù)據(jù)， 以提高政府辦事效率， 并與其他共享參與者保持及時(shí)有效的溝通。企業(yè)組織可以通過訪問政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的數(shù)據(jù)， 對(duì)企業(yè)所處行業(yè)及市場(chǎng)前景進(jìn)行有效評(píng)估， 有助于企業(yè)轉(zhuǎn)型， 同時(shí)也可以利用大數(shù)據(jù)分析客戶需求進(jìn)而提供更為精準(zhǔn)、個(gè)性化的產(chǎn)品與服務(wù)。公眾則是政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的最終落腳點(diǎn)， 無(wú)論是政府組織提供政務(wù)服務(wù)， 還是企業(yè)組織為客戶提供精準(zhǔn)服務(wù)， 均由公眾做出最后評(píng)判?？蒲腥藛T在政府?dāng)?shù)據(jù)共享中則處于價(jià)值發(fā)現(xiàn)者、促進(jìn)者、改善者的角色。研究發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享中的不足， 通過理論與實(shí)際分析給出合理建議， 供數(shù)據(jù)提供者和訪問者以及平臺(tái)建設(shè)者更好地優(yōu)化政府?dāng)?shù)據(jù)共享過程，打造良好的數(shù)據(jù)共享生態(tài)。

２） 聯(lián)盟鏈。由聯(lián)盟鏈實(shí)現(xiàn)政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享平臺(tái)以及鏈上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)。鏈上各節(jié)點(diǎn)的加入需要預(yù)設(shè)準(zhǔn)入機(jī)制， 主要由政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享過程中的參與者組成， 如政府組織中的各部門節(jié)點(diǎn)、企業(yè)組織中的各部門節(jié)點(diǎn)、公眾以及政府?dāng)?shù)據(jù)共享領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)科研人員， 通過多節(jié)點(diǎn)參與共同維護(hù)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。而鏈上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)主要包含政府?dāng)?shù)據(jù)的關(guān)鍵索引信息， 如數(shù)據(jù)所屬類別、數(shù)據(jù)生成時(shí)間、數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞組等信息， 當(dāng)數(shù)據(jù)訪問者發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)， 可以通過數(shù)據(jù)索引信息在聯(lián)盟鏈上進(jìn)行搜索查看， 減輕了聯(lián)盟鏈上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力， 保證了政府?dāng)?shù)據(jù)共享中的安全， 同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了有限參與主體之間的實(shí)時(shí)共享。

３） 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)ＮＦＳ。模型中選擇網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)ＮＦＳ 作為鏈下存儲(chǔ)系統(tǒng)， 在數(shù)據(jù)提供者上傳數(shù)據(jù)時(shí)需要先將加密后的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)至鏈下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)， 當(dāng)數(shù)據(jù)訪問者在鏈上搜索數(shù)據(jù)完畢并發(fā)出下載請(qǐng)求時(shí)， 由鏈上系統(tǒng)反饋至鏈下存儲(chǔ)， 鏈下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)則根據(jù)具體請(qǐng)求， 在鏈下進(jìn)行查詢相關(guān)的數(shù)據(jù)加密文件并提交至鏈上共享系統(tǒng)， 由數(shù)據(jù)訪問者的訪問密鑰自行解鎖加密文件， 并獲取政府明文數(shù)據(jù)， 保證數(shù)據(jù)共享的存儲(chǔ)安全。

４） 監(jiān)管中心。政府?dāng)?shù)據(jù)共享平臺(tái)中主要由監(jiān)管部門負(fù)責(zé)各參與者的注冊(cè)信息審核， 完成賬戶驗(yàn)證并生成單個(gè)共享請(qǐng)求執(zhí)行的初始化參數(shù)， 同時(shí)要以第三方監(jiān)管中心的身份負(fù)責(zé)監(jiān)督并管理聯(lián)盟鏈上各節(jié)點(diǎn)以及鏈下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的合法化運(yùn)行， 確保政府?dāng)?shù)據(jù)共享進(jìn)程按照預(yù)設(shè)共享規(guī)則有序開展。

系統(tǒng)模型運(yùn)行時(shí)的具體實(shí)現(xiàn)過程如圖４ 所示。

３雙鏈存儲(chǔ)模型的案例應(yīng)用研究

濟(jì)南市基于區(qū)塊鏈技術(shù)的“泉城鏈” 平臺(tái)旨在促進(jìn)政府?dāng)?shù)據(jù)的開放共享， 提升濟(jì)南市的政務(wù)服務(wù)水平與效率。“泉城鏈” 基于區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行層層篩選， 經(jīng)鏈上代表節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的多重共識(shí)與驗(yàn)證審核后才能將數(shù)據(jù)上鏈， 上鏈后的開放政府?dāng)?shù)據(jù)可以來(lái)自個(gè)人、企業(yè)、機(jī)構(gòu)等權(quán)屬者賬戶， 再由權(quán)屬者從鏈上授權(quán)給數(shù)據(jù)請(qǐng)求方使用。該平臺(tái)通過區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“鏈上” 數(shù)據(jù)的安全保障， “鏈下” 數(shù)據(jù)則通過“制度＋管理＋技術(shù)” 實(shí)現(xiàn)全方位保障， 以“政府?dāng)?shù)據(jù)上鏈＋個(gè)人鏈上授權(quán)＋數(shù)據(jù)鏈下存儲(chǔ)＋全程追溯監(jiān)管” 的模式，推動(dòng)開放政府?dāng)?shù)據(jù)跨部門、跨行業(yè)、跨區(qū)域的安全共享與協(xié)同治理?；诖?， 下面將通過本研究構(gòu)建的模型對(duì)“泉城鏈” 平臺(tái)開展實(shí)證分析， 在驗(yàn)證該模型構(gòu)建合理性與應(yīng)用可行性的同時(shí)， 也為“泉城鏈” 平臺(tái)的進(jìn)一步優(yōu)化與完善提供新思路。

３.１模型在“泉城鏈”中的共享流程分析

模型在“泉城鏈” 中的共享流程分析可分為用戶注冊(cè)階段、數(shù)據(jù)上鏈階段、數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)階段與數(shù)據(jù)解密共享階段， 具體流程如下所述。

１） 用戶注冊(cè)階段。數(shù)據(jù)共享中的參與主體在“泉城鏈” 客戶端發(fā)出用戶注冊(cè)命令， 區(qū)塊鏈系統(tǒng)將立即觸發(fā)初始化算法并產(chǎn)生主密鑰和通用參數(shù)，由監(jiān)管中心以第三方授權(quán)機(jī)構(gòu)的身份對(duì)用戶注冊(cè)信息進(jìn)行核實(shí)與驗(yàn)證， 確認(rèn)信息無(wú)誤并審核通過， 該過程由非對(duì)稱加密算法生成其唯一的公私密鑰對(duì)。根據(jù)用戶在“泉城鏈” 平臺(tái)注冊(cè)時(shí)填寫的身份屬性， 區(qū)塊鏈通過解析其用戶身份特征匹配其獨(dú)有的屬性集合， 并通過密鑰分發(fā)算法生成基于用戶屬性的私鑰。最后， 模型將“泉城鏈” 平臺(tái)中生成的公鑰、私鑰、屬性私鑰、數(shù)字證書等通過安全信息通道傳輸至用戶賬戶進(jìn)行保存。在“泉城鏈” 平臺(tái)中， 用戶經(jīng)信息審核、驗(yàn)證并注冊(cè)成功后成為鏈上的區(qū)塊節(jié)點(diǎn)， 以用戶公鑰和數(shù)字簽名對(duì)其賬戶身份進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

２） 數(shù)據(jù)上鏈階段。“泉城鏈” 平臺(tái)由各節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)后生成新的區(qū)塊， 將預(yù)共享政府?dāng)?shù)據(jù)信息錄入到新區(qū)塊中并在聯(lián)盟鏈上啟動(dòng)共識(shí)機(jī)制。對(duì)“泉城鏈” 平臺(tái)中數(shù)據(jù)共享的參與主體進(jìn)行投票， 選出前５０ 名為代表節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)生產(chǎn)新的區(qū)塊， 代表節(jié)點(diǎn)收到封裝開放政府?dāng)?shù)據(jù)的交易后在全鏈進(jìn)行廣播， 當(dāng)鏈上其他節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)上鏈請(qǐng)求后， 需先判斷請(qǐng)求發(fā)出的節(jié)點(diǎn)是否為代表節(jié)點(diǎn)， 經(jīng)確認(rèn)是代表節(jié)點(diǎn)后， 鏈上其他節(jié)點(diǎn)將對(duì)請(qǐng)求中的開放政府?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行審核， 驗(yàn)證該請(qǐng)求的合法性， 若超過２／３ 個(gè)節(jié)點(diǎn)認(rèn)為該開放政府?dāng)?shù)據(jù)可以通過審核， 則共識(shí)達(dá)成， 即代表節(jié)點(diǎn)認(rèn)為新區(qū)塊可以被創(chuàng)建， 開放政府?dāng)?shù)據(jù)將成功上鏈并錄入“泉城鏈” 平臺(tái)； 若經(jīng)驗(yàn)證該數(shù)據(jù)上鏈請(qǐng)求不是代表節(jié)點(diǎn)發(fā)出或者審核通過的節(jié)點(diǎn)數(shù)量未達(dá)２／３ 時(shí)， 則主體間的共識(shí)失敗， 新的區(qū)塊無(wú)法被創(chuàng)建。

３） 數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)階段。當(dāng)“泉城鏈” 平臺(tái)中的政府?dāng)?shù)據(jù)成功通過上鏈請(qǐng)求之后， 進(jìn)入本文模型中的雙鏈存儲(chǔ)階段。首先， 需要將完整的政府?dāng)?shù)據(jù)加密后存儲(chǔ)至鏈下ＮＦＳ 系統(tǒng)， 按照模型中的預(yù)設(shè)規(guī)則自動(dòng)生成該份數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)性編碼； 其次，將該編碼返回至“泉城鏈” 平臺(tái)的鏈上存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)將數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息， 如數(shù)據(jù)所屬類別、數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞組摘要等信息一并錄入鏈上存儲(chǔ)庫(kù)； 最后， 該份預(yù)共享的政府?dāng)?shù)據(jù)在“泉城鏈”平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了分鏈加密存儲(chǔ)， 雙鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)之間通過唯一的標(biāo)識(shí)性編碼建立關(guān)聯(lián)， 釋放了“泉城鏈”平臺(tái)中的存儲(chǔ)空間， 提高了“泉城鏈” 平臺(tái)運(yùn)行的速度與效率。

４） 數(shù)據(jù)解密共享階段。當(dāng)數(shù)據(jù)訪問者在“泉城鏈” 平臺(tái)上發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)， 平臺(tái)首先啟動(dòng)鏈上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵詞搜索， 通過搜索數(shù)據(jù)關(guān)鍵信息并預(yù)覽完畢后發(fā)出數(shù)據(jù)下載申請(qǐng)， 此時(shí)該申請(qǐng)將通過區(qū)塊鏈內(nèi)置的智能合約一鍵觸發(fā)該數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)性編碼， 并將該編碼返回至鏈下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)， 鏈下存儲(chǔ)系統(tǒng)將根據(jù)該編碼輸出完整的政府加密數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)訪問者收到加密的政府?dāng)?shù)據(jù)時(shí)， 需要使用用戶注冊(cè)時(shí)分發(fā)的私鑰對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，在“泉城鏈” 平臺(tái)上則體現(xiàn)為需要用戶輸入相應(yīng)驗(yàn)證碼， 通過驗(yàn)證后即可獲取完整的政府?dāng)?shù)據(jù)。面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型在“泉城鏈”平臺(tái)中的運(yùn)行流程如圖５ 所示。

３.２模型在“泉城鏈”中的價(jià)值分析

面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型具備傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)， 同時(shí)也在一定程度上規(guī)避了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈資源損耗大、更新速度慢、存儲(chǔ)空間不足等弊端。通過該模型在“泉城鏈” 平臺(tái)中應(yīng)用的流程分析， 面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型在該案例中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：

１） 鏈上信息不易篡改， 各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)操作實(shí)時(shí)跟蹤溯源。區(qū)塊頭中的哈希散列值和鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳賦予“泉城鏈” 防篡改和可溯源的特征， 開放政府?dāng)?shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)所屬部門、數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞組等索引信息存儲(chǔ)在區(qū)塊體上， 通過發(fā)起數(shù)據(jù)請(qǐng)求啟動(dòng)“泉城鏈” 平臺(tái)， 鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳將按照數(shù)據(jù)的采集、上鏈、存儲(chǔ)、共享等順序依次連接區(qū)塊并完成數(shù)據(jù)操作記錄， 各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)操作與使用痕跡可進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢與溯源。此外， 鏈上的數(shù)據(jù)修改命令至少需要全網(wǎng)５１％的節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)才可以下達(dá)。本文提出的模型通過聯(lián)盟鏈實(shí)現(xiàn)， 聯(lián)盟鏈本身對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的限制保證了鏈上數(shù)據(jù)共享的參與主體是有限的， 使“泉城鏈” 平臺(tái)上的用戶注冊(cè)與資質(zhì)審核更加嚴(yán)格， 提高了“泉城鏈” 中節(jié)點(diǎn)生成的門檻，讓５１％節(jié)點(diǎn)的篡改共識(shí)更難達(dá)成。

２） 鏈上鏈下協(xié)同存儲(chǔ)， 保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定與共享安全。面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型采用“鏈上服務(wù)， 鏈下存儲(chǔ)” 的服務(wù)模式， 將該模型應(yīng)用到“泉城鏈” 平臺(tái)， 可以將海量的開放政府?dāng)?shù)據(jù)的詳細(xì)信息、敏感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鏈下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中并生成存儲(chǔ)地址， 將該地址、數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞組摘要和索引信息上傳到鏈上區(qū)塊， 以存儲(chǔ)地址為中間節(jié)點(diǎn)與鏈下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立關(guān)聯(lián)。該模型在“泉城鏈” 平臺(tái)中的應(yīng)用可以提升平臺(tái)的存儲(chǔ)性能， 通過鏈下擴(kuò)容的方式增加平臺(tái)的可擴(kuò)展性， 有助于更多的市場(chǎng)、社保、稅務(wù)等政務(wù)大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)鏈上政務(wù)服務(wù)［１３］ 。此外， 通過將開放政府?dāng)?shù)據(jù)的詳細(xì)信息與敏感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鏈下可以有效抵御鏈上系統(tǒng)的惡意攻擊， 在減輕“泉城鏈” 平臺(tái)存儲(chǔ)壓力的同時(shí)保障數(shù)據(jù)的共享安全。

３） 節(jié)點(diǎn)分權(quán)控制數(shù)據(jù)， 多元主體協(xié)同治理與融合互聯(lián)?！叭擎湣?致力于將數(shù)據(jù)資源歸還于公眾， 通過精準(zhǔn)授權(quán)使其擁有數(shù)據(jù)資源的控制權(quán)， 數(shù)據(jù)提供者可以自主控制上傳共享的數(shù)據(jù)， 在本文提出的數(shù)據(jù)共享模型中， 第三方監(jiān)管中心僅介入用戶注冊(cè)的資質(zhì)審核過程， 在數(shù)據(jù)訪問控制過程中， 用戶則不再依賴于第三方， 數(shù)據(jù)共享過程中的各參與節(jié)點(diǎn)有權(quán)自主控制數(shù)據(jù)請(qǐng)求申請(qǐng)和達(dá)成訪問共識(shí)。該模型在“泉城鏈” 平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了多元主體之間的數(shù)據(jù)協(xié)同治理， 既可以在各開放政府?dāng)?shù)據(jù)部門內(nèi)部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢、監(jiān)督、決策等職能， 又可以滿足外部企業(yè)、公眾個(gè)人等的數(shù)據(jù)訪問請(qǐng)求， 提高組織內(nèi)部決策水平和政務(wù)服務(wù)水平， 充分挖掘開放政府?dāng)?shù)據(jù)的價(jià)值， 利用區(qū)塊鏈的分布式信任網(wǎng)絡(luò)， 推動(dòng)數(shù)據(jù)平臺(tái)、共享平臺(tái)、管理平臺(tái)的融合互聯(lián)。

４雙鏈存儲(chǔ)模型對(duì)其他省市政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的啟示

面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型以區(qū)塊鏈作為關(guān)鍵底層技術(shù)支撐， 實(shí)現(xiàn)了政府?dāng)?shù)據(jù)在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的安全流通， 同時(shí)通過鏈下擴(kuò)容的方式實(shí)現(xiàn)了上鏈數(shù)據(jù)的分層存儲(chǔ)與分權(quán)控制， 減輕區(qū)塊鏈系統(tǒng)存儲(chǔ)壓力。本研究構(gòu)建的雙鏈存儲(chǔ)模型， 將政府?dāng)?shù)據(jù)的詳細(xì)信息與敏感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鏈下， 不僅可以有效抵御鏈上系統(tǒng)的惡意攻擊、保障數(shù)據(jù)的共享安全， 而且提升了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的存儲(chǔ)性能， 也為其他省市的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)提供一定的借鑒與啟示。

４.１推進(jìn)區(qū)塊鏈賦能的政府?dāng)?shù)據(jù)共享與存儲(chǔ)進(jìn)程

區(qū)塊鏈作為新興信息技術(shù)之一， 以其去中心化、分布式網(wǎng)絡(luò)、可信溯源等技術(shù)特性賦能政務(wù)服務(wù)、供應(yīng)鏈金融、鄉(xiāng)村治理等多個(gè)場(chǎng)景的應(yīng)用。在政府?dāng)?shù)據(jù)共享領(lǐng)域， 區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可以提升各省市政府政策制定、科學(xué)決策實(shí)施、公共服務(wù)供給的智能化與科學(xué)化水平， 為企業(yè)、公眾提供高效的政務(wù)服務(wù)， 推進(jìn)政府?dāng)?shù)據(jù)治理的高質(zhì)量發(fā)展。本模型的構(gòu)建與應(yīng)用分析為其他省市的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了參考。一方面， 本研究在已有研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)拓展區(qū)塊鏈賦能的場(chǎng)景應(yīng)用， 將區(qū)塊鏈技術(shù)作為政府?dāng)?shù)據(jù)共享過程中的關(guān)鍵底層技術(shù)， 持續(xù)優(yōu)化政府?dāng)?shù)據(jù)共享的效率提升與價(jià)值實(shí)現(xiàn)； 另一方面， 雙鏈存儲(chǔ)模型的提出進(jìn)一步拓展了區(qū)塊鏈賦能政府?dāng)?shù)據(jù)共享的存儲(chǔ)空間， 在區(qū)塊鏈分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)保障多元主體參與的前提下， 推動(dòng)多領(lǐng)域、多層級(jí)、多部門的政府?dāng)?shù)據(jù)上傳到共享區(qū)塊鏈中， 秉持多元主體參與、海量數(shù)據(jù)共享的政府?dāng)?shù)據(jù)治理理念， 積極推進(jìn)政府?dāng)?shù)據(jù)共享， 提升政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力， 為實(shí)現(xiàn)海量政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)與開放共享提供技術(shù)保障。

４.２深化以鏈下擴(kuò)容為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)分層存儲(chǔ)方案

開放共享環(huán)境下區(qū)塊鏈、云存儲(chǔ)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展為政府?dāng)?shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)可信存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)有效溯源等開辟了新的發(fā)展機(jī)遇， 逐漸形成以數(shù)據(jù)為中心的第四代數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究范式。海量異構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)提出更高要求與現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)， 針對(duì)這一問題， 本研究提出了面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享的雙鏈存儲(chǔ)模型， 以“鏈上服務(wù)” 和“鏈下存儲(chǔ)” 相結(jié)合的形式， 為其他省市推進(jìn)政府?dāng)?shù)據(jù)共享進(jìn)程提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。“鏈下存儲(chǔ)” 通過將區(qū)塊鏈中海量政府?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到鏈下存儲(chǔ)系統(tǒng)， 通過“鏈下擴(kuò)容” 的方式緩解區(qū)塊鏈系統(tǒng)的存儲(chǔ)壓力， 提升系統(tǒng)運(yùn)行速度與共享效率， 解決區(qū)塊鏈存儲(chǔ)不可擴(kuò)展的問題。在其他省市的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中， 也可以將大量原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至非區(qū)塊鏈的鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)中， 同時(shí)按照一定的規(guī)則自動(dòng)生成該原始數(shù)據(jù)的可識(shí)別編碼并返回至區(qū)塊鏈系統(tǒng)， 通過該唯一標(biāo)識(shí)建立區(qū)塊鏈與鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系， 實(shí)現(xiàn)海量政府?dāng)?shù)據(jù)的分層存儲(chǔ)， 減少區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的存儲(chǔ)消耗， 在保障政府?dāng)?shù)據(jù)完整性和真實(shí)性的同時(shí)， 顯著減輕區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)壓力。

４.３重視政府?dāng)?shù)據(jù)安全存儲(chǔ)與隱私風(fēng)險(xiǎn)可控平衡

激活數(shù)據(jù)要素的潛在價(jià)值， 更大程度地釋放政府?dāng)?shù)據(jù)資源所蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值， 是發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)和數(shù)字政府的重要目標(biāo)之一［１４］ 。但無(wú)門檻、非定向的開放政府?dāng)?shù)據(jù)帶來(lái)了泄露隱私信息、威脅社會(huì)安全等潛在危險(xiǎn)， 政府?dāng)?shù)據(jù)開放利用與信息隱私安全之間的悖論仍需重視與解決。本研究面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享提出的雙鏈存儲(chǔ)模型， 不僅擴(kuò)大了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間， 提升了政府?dāng)?shù)據(jù)共享效率， 而且在平衡政府?dāng)?shù)據(jù)安全存儲(chǔ)與隱私風(fēng)險(xiǎn)可控方面也為其他省市的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了思路。該模型將完整的一系列數(shù)據(jù)信息隔離后分別存儲(chǔ)至鏈上和鏈下， 海量的敏感數(shù)據(jù)信息被存儲(chǔ)至鏈下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)， 自動(dòng)生成唯一編碼后返回至區(qū)塊鏈系統(tǒng)， 只在鏈上節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)少量數(shù)據(jù)。當(dāng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)惡意攻擊時(shí)， 不會(huì)影響鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)， 降低了大量政府?dāng)?shù)據(jù)遭遇隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)， 鏈上鏈下存儲(chǔ)庫(kù)之間通過唯一編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)， 保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性與完整性， 而區(qū)塊鏈系統(tǒng)遭受攻擊時(shí)， 鏈上非正常狀態(tài)下無(wú)法通過編碼啟動(dòng)鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)， 兼顧了數(shù)據(jù)的安全性與隱私性。

５結(jié)語(yǔ)

作為推進(jìn)數(shù)字中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵底層技術(shù)之一， 區(qū)塊鏈充分發(fā)揮信任機(jī)制搭建、價(jià)值高效流轉(zhuǎn)方面的作用， 與諸多領(lǐng)域、諸多產(chǎn)業(yè)彼此促進(jìn)，成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、服務(wù)水平提升的新引擎、新動(dòng)能。將區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用貫穿到數(shù)字政府建設(shè)中， 持續(xù)推動(dòng)政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型， 努力實(shí)現(xiàn)政府決策科學(xué)化和公共服務(wù)高效化， 是建設(shè)人民滿意的服務(wù)型政府的重要推動(dòng)力。本文面向政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享提出的雙鏈存儲(chǔ)模型， 將政府?dāng)?shù)據(jù)分鏈存儲(chǔ)， 海量政府原數(shù)據(jù)與敏感信息存儲(chǔ)在鏈下數(shù)據(jù)庫(kù)中， 按照一定規(guī)則自動(dòng)生成唯一編碼返回至區(qū)塊鏈系統(tǒng)， 不僅減輕了區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)壓力， 而且降低了數(shù)據(jù)共享中的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)。通過模型在“泉城鏈” 平臺(tái)中的案例應(yīng)用開展實(shí)證分析， 論證了模型的理論合理性與現(xiàn)實(shí)可行性， 該模型的提出與成功應(yīng)用也為其他省市的政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了借鑒與啟示。需要指出的是， 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用雖已拓展至多個(gè)領(lǐng)域，其分布式共識(shí)也與數(shù)據(jù)共享的本質(zhì)高度契合， 但仍存在諸多不足， 如尚未建立統(tǒng)一的區(qū)塊鏈應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)， 缺乏完善的共享數(shù)據(jù)的規(guī)章制度， 尤其是政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享過程中的用戶隱私保護(hù)問題［１５］ ， 將成為下一步的研究重點(diǎn)與努力方向。