区块链技术在福建省招投标系统的设计与实现

（福建省经济信息中心，福建 福州 350000）

0 引言

在《电子招标投标办法》《政府采购法》等一类列国家政策的强有力推动下，我国电子招投投标活动取得了迅猛发展。2015年7月，福建同浙江、湖南、湖北、甘肃四省被国家发改委一同列入为电子招标投标创新试点省。福建省充分利用数字福建的技术优势，合理配置招投标平台资源，积极探索实行“互联网+监管”模式，实现了招标投标关键步骤的电子化；但受技术、管理多因素水平所限，当前招投标各环节仍然存在部分电子化、纸质和电子并行的现象，这就意味着真正意义上的招标投标全流程电子化还未实现，再加上围标串标、暗箱操作等违规违法行为的频发，大大制约了招投标业务的高效开展和高质量营商环境的打造。

1 福建省电子招投标平台的发展困境分析

2017年初，由福建省经济信息中心负责建设的省电子公共服务平台、省电子行政监督平台投入运行。两个平台运行为促进招投标公平、公正、公开，营造良好营商环境发挥了重要作用，但同时，电子招投标平台的不完善也给招投标领域带来新的发展困境。

1.1 数据信息安全隐患大

伴随着信息技术的进步，以及招投标数量的与日俱增，各类电子招标投标活动所产生的数据量正呈爆炸式趋势增长，整个电子招投标平台中的数据犹如一座资源丰富的矿山,如何有效保证交易数据的安全、真实、完整与可信是发挥数据潜在价值的关键所在。众所周知，招投标对数据的保密性要求很高，而传统的招投标平台是通过明文形式将标书保存在中央服务器当中，防范标书信息被篡改与被盗的唯一手段只有权限。当中央服务器被攻破，可能会发生篡改标书内容的行为，导致标书内容泄密以及作弊招标。目前招投标数据来源于各地电子招投标平台和第三方交易平台，省电子公共服务平台只能对数据质量进行考核，并无法保证所上传交易数据被篡改的可能性。由此可见，招投标行业领域的最大痛点是信任问题。

1.2 监管覆盖的不全面

虽然电子招投标的所有操作行为都会在平台上留下痕迹，但由于大数据时代的信息共享优势不明显，招投标系统中的招标方、投标方、系统信息处理方以及监督方不能做到及时的信息共享，给招标投标组织工作带来诸多不便。此外，部分单位或个人为了牟利会采用一些不正当的招投标行为，再加上目前电子招投标平台缺乏相关部门实时、有效的监督管理，导致电子招投标过程中的不公平、不确定[1]。

2 区块链在电子招投标领域应用的优势

根据区块链组成节点的类型，可分为公有链、私有链和联盟链。其中，公有链是对所有人开放的；私有链是只有被授权的节点才能进行数据的访问与修改；联盟链是涉及多个节点，数据的读取和发送需要共同参与。在招标投标领域，涉及到交易参与者与交易平台，其中，参与者的角色权限和数量是有限的，交易平台的招投标六大全过程都需被监管，因此，联盟链形式是非常适合被应用到招投标活动的[2]。

在电子招投标领域，若能实现与区块链技术的深度融合，利用点对点分布式、非对称加密算法、共识机制和智能合约核心技术，充分发挥区块链的去中心化、可追溯、不可篡改等特性，让数据信息更具高度的安全性和可靠性，必将会对福建省电子招投标行业起到积极的推动作用。

2.1 解决服务器安全的问题

电子招投标平台涉及诸多招投标流程重要环节的数据传输与存储，一旦系统受到不法人员的攻击或人为的泄露，会造成不可估量的负面影响和损失[3]。传统的数据保护系统是以一种集中的方式运行的，通常只要中央服务器能够被保护住就可以防御攻击。而区块链招投标系统是一种分散存储的模式，它是由多个可信节点共同维护而成的一种不可篡改和不可伪造的分布式账本，要想需要攻破此系统必须控制超过51%的节点，而这基本是不可能的，这就大大增加网络安全稳定。

2.2 解决招投标过程中的保密问题

在招投标领域，由于数据中蕴藏着大量商业机密，如何保护这些隐私信息尤其重要。区块链招投标系统在链上的数据都是经过非对称加密后再存储到链上的，只有掌握私钥才能解密数据。通常情况下，私钥都是直接保存在个人的手中，只要私钥不丢失，他人是无法获取到个人隐私数据的，这就可以解决招投标过程中的保密问题。同时，这种上链式结构数据确保了信息的完整性及可追溯性，让数据真正“放心”流动起来，可以有效解决围标串标等违反问题，进一步深化招投标的全流程电子化。

2.3 解决数据被篡改的问题

在招投标过程中，各地电子交易平台和第三方交易平台所存储大量历史招投标数据，数据价值极其巨大。一旦数据被篡改操作，不仅会极大影响了招投标的公平性，还会给交易信息系统带来威胁。区块链系统中所有节点共同参与系统的数据验证、存储和维护，单个节点要想在数据库做修改，必须要控制超过51%的节点，因此区块链的数据是极为稳定与可靠的。在电子招投标系统中引入区块链技术，可以保证全程追溯招投标过程，实现招投标的全过程管理，提升监管力度，保障招投标工作的有序开展。

3 区块链在招投标全流程的具体应用

3.1 招标环节

在招标阶段，省电子公共服务平台将招标人或招标代理编制的招标公告和招标文件发布时，会对结构化数据、附件的文件哈希值和下载地址上链，同时，对上链的招标文件进行完整性、合法性等的自动审查，如果通过审查即上链成功，链上即返回一个上链结果的标识符号，电子交易平台即可对外发布带这个标识码的招标公告和招标文件；如果上链不成功，电子交易平台需重新上链数据，这就可以有效保障投标文件的原始数据信息不被伪造，通过验证数据区块的时间戳功能，防止信息丢失或是被恶意篡改骗取中标情况。省电子公共服务平台需要把招标公告和招标文件发布结果上链，链上将发送当前包括招标项目编号、项目名称等成功上链数据的通知；省电子公共服务平台根据通知信息去链上获取招标公告和文件哈希值和下载地址数据。线下交易平台通过FTP提供招标数据，如果有不一致则以上链的数据为准，附件的文件传过来后直接计算哈希值然后进行比对。在招标备案阶段，数据计算接口为招标文件进行标识计算，为招标文件建立唯一标识，进行招标信息备案。

3.2 投标环节

在投标环节，所有投标人需要按照招标文件的规定和电子交易平台的要求编制电子版本投标文件，并对投标文件中的类似报价等敏感信息进行加密后，才能上传至电子招投标系统。在上传的过程中，系统会利用区块链的时间戳技术对标书的特征码哈希值进行上链存证，在锁定标书的同时有效保障投标方的隐私，并核验投标文件与招标文件一致性计算，保证招投标双向信息准确对称。同时，区块链所采用的分布式账本存储记录方式，标书中任何节点的篡改记录都会被备份，在节点定时对账后会被认定为无效节点并直接废除，这将充分保护投标文件不被篡改。

此外，为了进一步规范投标人的投标行为，真正从源头上制止恶意围标、串标、陪标等现象的发生，行业监督部门会将投标人的企业名称、信用分等基本信息上链存证，省电子公共服务平台将获取到的已经上链处理过的投标企业信息进行对外公示，电子交易平台通过联盟链获取企业的链上信息数据。对投标信息存在异议的，可通过查看存证标识，确认当前数据信息。对于那些需要多个单位参与的大型重点项目，区块链技术在招投标系统中的应用优势将会越加凸显。区块链中的智能合约会对参与单位投标文件中涉及的服务承诺进行管理，把那些未执行的承诺行为纳入到合同考核中去，并纳入到投标人的诚信情况，可供招标人在未来招投标活动提供参考，这将对投标人的违法行为起到良好的震慑效果。

3.3 开标环节

招投标违法违规行为归根到底是信任问题，增强信息的真实性和可信性是区块链技术的一大价值亮点。在开标前，投标人所缴纳的电子保函会被加密存储于区块链，上链的数据不会透露给招标人、招标代理、技术公司、交易中心和监管部门。基于区块链技术支撑的虚拟线上交易大厅，运用开标场面的全过程可视性、交易信息的追踪解析，让招投标真正可以实现线上跑。在开标阶段，系统会对开标监督点、监察点上链，在企业投标时将加密后的投标文件特征码上链，投标人在网上开标大厅利用哈希值对投标文件进行解密，法定代表人或委托代理人在线签到、身份核验，开标全程实现可视化交流、平台见证。开标后，省电子交易平台将解密后的投标文件特征码上链，链上通过合约比对前后特征码是否一致，将是否一致的通知信息发送给省电子行政监督平台，省电子行政监督平台根据通知信息对应向行政监督人员发送预警信息。在投诉处理阶段，将投诉处理的信息上链。在大数据分析阶段，针对监督大数据分析，链上通过合约进行预警信息通知。

3.4 评标环节

评标过程是对投标单位多维度的综合评判，在评标开始之前，电子交易平台会先对所有投标文件的有效性进行一一验证，只有完成符合投标规则的投标文件才能进入到评标环节。传统招投标行业中，评审专家是评标活动不可或缺的重要主体，其评标行为直接关系着整个项目的投标结果。区块链模式下的招投标，评标不再只有专家评审制度，还有系统自动评标的方式。在自动评标中，区块链的不可篡改性可为评标规则奠定数据真实性的大前提，系统将精准运用算法在亿万条数据中生成具有公平公正和专业性的评标结果。采用专家评标方式，是在专家身份认证完成后于规定时间内把评标结果上链存证。为了最大化保证评标专家的公平公正，区块链技术会运用指纹、人脸识别等手段，为每位被投标方授权的评标专家创建一个独一无二的数字身份，这将有助于确保异地远程评标专家的身份，有效防止异地替评现象发生；同时，充分运用点对点与匿名性，让专家独立行使自己的评标职能行为，不受外界的干扰，确保评标结论的客观性。系统会运用时间戳功能记录，第一时间对全程评标意见及流转信息自动上链存证，并结合点对点分布技术，实现去中心化分布式信息数据存储，保障每个区块信息不可篡改和安全可靠，有效避免暗箱操作行为。另外，区块链模式下的招投标，还会对外提供公示接口，投标人和行政监督部门可实现实时监管，实现评标信息的共享，彻底改变以往投标人只能等待投标结果的被动局面，在了解评标动态的同时还能对招标记录进行追踪。

3.5 定标环节

评标结束后，区块链招投标系统会将每位评标专家的评标结果整合成评审大纲并上链，同时下发给评标专家签字校验，并由系统发布最终结果。当招标项目的中标信息确认后，系统会通过共识机制达成唯一值，确定中标人。在最终结果的发布名单中，系统只授权中标信息的公钥，并通知各投标商进行实时认证，同时还接受公众监督。在产生疑义时，系统可以通过追溯可疑节点来验证，并发布澄清。中标信息一旦确认且满足规定公示期限，中标通知书将立即发送给中标人，严格恪守时间节点不拖沓。

3.6 合同履约环节

传统的招标投标过程中，合同履约环节采用的是人工手工核对的方式，不仅费时费力，还无法避免违法分包、转包等现象的发生，特别是那种早已内定的项目用肉眼辨别、认证难度极大。在招投标平台中嵌入智能合约技术，可实现合同的自动触发和自动执行。系统根据运行规则自动将招标人与中标人匹配，待双方达成共识后可在线即时自动签约，大大缩短签约周期，提高工作效率。智能合约的运行是公开透明的，这意味着系统可对项目的进度进行追踪，督促各参与方按时履行合约，避免违约行为的发生，推进招标项目保质保量完成。项目实施后，系统会自主开启验收、付款等行为，同时将流转信息记录到区块链中，让项目合同履约过程中的违法转包、分包的行为无从下手。

4 区块链在招投标领域中的设计与实现

4.1 逻辑框架设计

福建省经济信息中心负责构建的区块链招投标系统是为公共资源交易所服务的，根据其业务特征采用的是联盟链结构。福建省经济信息中心将依托省级区块链政务服务平台，搭建以三层技术支撑的区块链招投标系统，即由区块链层、中间件与公共接口层和应用层自下而上分层递进，具体逻辑架构设计图如图1所示。

4.1.1 区块链层

区块链层是以Fabric为代表的联盟链技术进行数据上链，所存储的数据是非结构化的，可减少招投标中的操作环节；区块链的分布式账本特性，保证数据公开透明，提升招投标过程的透明度，并且数据上链不可篡改，随时可追溯

4.1.2 中间件与公共接口层

中间件与公共接口层主要依靠三个中间件来连接区块链网络，三个中间件分别是国密算法、权限管理和数据分析，提供四大数据接口，即数据加密接口、数据计算接口、权限管理接口和数据分析接口，全力保障数据安全。

4.1.3 应用层

根据招投标的业务需求，分别建立面向市场、省电子公共服务平台和省电子行政监督平台使用的应用子系统。面向市场的应用主要是针对招标信息验真，线上招投标，完成开标、评标、定标以及后期存档归档，保证招投业务的稳定运行，完成一套能够为交易双方提供在线招投开评定标服务的交易市场，主要功能有用户管理，招标投标，开标定标。面向省电子公共服务平台的服务有基本信息发布、公告与其他交易信息发布、CA认证和电子档案、招投标市场主体信用信息、专家管理和远程异地评标调度。面向省电子行政监督平台的服务有招标备案、在线投诉、监督预警、监督视频和监督大数据分析。

4.2 部署和运维方案

针对目前福建省电子招投标平台的现状，区块链在电子招投标系统的部署和运维方案如下：

4.2.1 部署方案

根据招投标业务需求，系统将搭建业务链、监管链和信息链组成的多链架构联盟链网络，具体联盟链网络拓扑图，如图2所示。其中，业务链的参与者主要为省电子公共服务交易平台、省电子行政监督平台和省招投标在线监管平台，主要提供的是数据监管、数据验真和智能公布的功能；监督链的参与者主要为住建厅、交通厅、水利厅等行业监督部门，以及省电子行政监督平台和省招投标在线监管平台，主要提供的是数据上链和实时监督；信息链的参与者主要为省电子公共服务平台、省电子行政监督平台、省招投标在线监管平台，主要提供的是数据公布和数据验证的功能。这些实体参与者组成一个招投标联盟，共同维护区块链底层的分布式账本。系统将提供可视化部署功能，只需在链的初始化过程中配置好联盟成员及每个节点的IP地址，即可自动生成联盟链，并且能为每个实体自动生成秘钥和证书。联盟链的实体都是经过身份认证的组织，在后续如果需要加入新的成员还必须得到当前的联盟成员的许可[4]。

4.2.2 运维方案

面向市场、省电子公共服务平台、省电子行政监督平台使用的三个应用子系统是基于kubernetes或docker搭建而成的，可以提供微服务治理服务、容器部署服务、应用性能测试服务、应用运维服务等，形成一个全流程、多维度的自动化运维服务系统，联盟中所有实体都无需指派专人做运维服务。另外，该运维服务系统还具有可视化的功能，运维系统自下而上分成诸多模块，其中有链管理、节点管理、账户管理、证书管理、权限管理、合约管理等管理模块，还有数据概览、节点监控、主机监控、告警、交易审计等监测模块。在可视化运维系统中，直观管理区块链的底层数据和资源，可保证招投标数据的不可篡改，也为监管部门提供了监管入口，进一步促进招投标活动的健康有序开展。

5 结论

随着区块链技术发展完善，以及在各个领域的迅速落地应用，利用区块链技术来解决招标投标行业的痛点是顺势而为的重要举措。本文以福建省为例，通过对电子招投标发展现状进行分析研究，探索了区块链技术与招投标领域的融合应用，将区块链技术深入应用到招标、投标、开标、评标、定标及合同履约的全过程。区块链电子招投标系统的设计和实现，有利于进一步解决电子招标投标的行业痛点，加快推进覆盖全省的招投标全流程电子化。