高校文书档案区块链智能管理平台的建设构想

2020-06-01张倩

档案与建设 2020年4期

张倩

摘要：借助区块链技术，推动高校文书档案管理业态转型升级，这是发掘和释放高校文档资源潜藏价值的有效举措。基于此，文章通过深入探究构建高校文书档案区块链智能管理平台的可行性，提出文档“增量电子化、存量数字化、全量共享化”等核心功能模块设计的创新思路与方法。

关键词：区块链；高校文书档案；联盟链分类号：G270.7

Construction Conception of Documents and Archives Blockchain Intelligent Management Platform in Colleges and Universities

Zhang Qian

（Nanjing University of the Arts， Nanjing，Jiangsu， 210013）

Abstract：With the help of blockchain technology， it is an effective measure to explore and release the potential value of university documents and archives resources to promote the transformation and upgrading of archives management. Based on this， through in-depth exploration of the feasibility of building a blockchain intelligent management platform for university documents and archives， this paper proposes innovative ideas and methods for the design of core functional modules such as"incremental electronization， stock digitization， and full sharing".

Keywords：Blockchain； Documents and Archives in Colleges and Universities； Consortium Blockchains

發掘和释放高校文书档案资源的潜藏价值，这既是推动高校文档管理技术创新的一项重要课题，也是服务高校现代化建设乃至造福社会的内在要求。本文针对高校文档信息化建设中迫切需要解决的“棘手”问题，通过深入探究构建高校文档区块链智能管理平台的可行性，提出文档“增量电子化、存量数字化、全量共享化”等核心功能模块设计的创新思路与方法。

1高校文档管理应用区块链技术的可行性剖析

在推进高校档案信息化建设中，文档信息形成与流转效率低、文档数字印章真伪辨别难、文档信息数据存储与利用的安全隐患大等“棘手”问题，始终是高悬在文档管理者头上的一把“达摩克利斯剑”。为尽快攻克上述难题，笔者结合实际工作经验，就借助区块链技术改造传统文档管理模式，进行了全面、深入的可行性剖析。

1.1建立文档“工作量证明机制”

通过考察可以发现，区块链（Blockchain）不仅可被视作一本能够无限增加的巨型公开“账本”（数据库），而且该“账本”可包含所有文档的创建、印发、归档等运作流程及其工作量，特别是其每笔“账目”记录的顺序是不可逆转的，且所有参与记录“账目”的节点用户都可掌握相同的“账本”。该技术的核心优势在于：去中心化、免信任的“工作量证明机制”，既可增强“账目”防篡改的功能，又能提高“账本”的整体安全性能，除非载入的“账目”被超过51%的节点“算力”认可，否则单个节点用户对数据库的任何修改都是无效的，且做假账的成本会远高于预期收益。因此，建立区块链的文档“工作量证明机制”，优化“可信时间戳”的智能集成功能，不仅可让文档信息数据获得极高的稳定性、可靠性，而且有益于推动高校文档管理方式的改进与创新。

1.2建立文档“分布式自治机制”

建立区块链的“分布式自治机制”，将不存在中心化的“硬件”和“管理机构”，它的所有信息数据，均由全网节点用户共同参与建立与维护，各节点用户遵循同一运作规则（协议），且基于密码学算法而非传统的信用基础。该技术的核心优势在于：“账本”的每次信息数据更新，都将由“分布式自治机制”自动接受全网节点用户的审计。因此，建立区块链的文档“分布式自治机制”，推动分布式自治组织形态的“弹性网络”（智能交互数据库）迭代升级，既有益于发掘文档信息数据的潜在价值，又可加速改善甚至颠覆繁杂、低效、安全风险大的“中心化”文档管理业态。

1.3建立文档“自发共识机制”

建立区块链的“自发共识机制”，可让所有节点用户在每次信息数据的异步交互中，无需进行事先约定，仅需遵循机读脚本代码程序的操作规则，即可自动生成全网用户共同认可的安全“账目”。该技术的核心优势在于：“自发共识机制”可让信息数据在存储时具有一致性与有效性双重特征，即所有节点用户存储的区块链前缀部分完全相同，且某个节点用户所发出的信息数据，最终将被其他节点用户自动记录入“链”。因此，建立区块链的文档“自发共识机制”，提升“非对称密钥”的智能核验功能，既可轻松化解文档信息数据的真伪辨识难题，又能满足文档信息数据自动化、程序化的安全流转需求。

1.4建立区块链的文档“智能合约机制”

区块链的“智能合约”技术，是一种以数字形式定义的“承诺”（机读脚本代码程序），其不需要事前的信任审查，更无须预付交易费用，且可实现合约条款的自动执行。因此，建立区块链的文档“智能合约机制”，提升“价值联盟链”的可编程能力，既可强化文档管理中契约规则的执行与维护，又能增强契约执行的不可逆转性和可追溯性，且有利于减少与契约相关的其它交易成本。

1.5建立区块链的文档“透明免信机制”

区块链的“免信任”技术，不仅具有开源的程序、开放的规则和高参与度等特性，而且节点用户可通过公开的“接口”查询区块链数据记录或开发相关应用。因此，建立区块链的文档“透明免信机制”，提升管理平台与社交网络的全息式互交功能，不仅可让文档的归档记录、更新操作和运行规则自动接受全网节点审查、追溯，而且无需主管部门或第三方机构“背书”也能证明特定文档信息数据的存在。

1.6建立区块链的文档“密码学安全机制”

区块链的加密“哈希”算法，可将机读文档信息数据中任意长度的文字（整本案卷、单份文件、一句话或一个字词）转换成固定长度的随机“字符串”，其输出结果是十六进制的信息摘要（数字“指纹”），不仅具有不可逆转性，而且任何非法修改都会引发其它所有区块中“哈希值”的变异，即具备“牵一发而动全身”的功能。[1]该技术的核心优势是：链上生成的一个区块，既可用“哈希”降维技术把多维度的原生文档信息数据压缩成一组“字符”（代码），又能用“密钥”将被压缩的原生文档信息数据完整复原。[2]借助该技术，机读文档信息数据的存储与流转不仅能生成不可篡改、高度安全、精确追溯的特性，而且能防止核心数据或用户隐私的泄漏。因此，建立区块链的文档“密码学安全机制”，全网节点用户都无需访问数据资源库的原始数据，只需遵循“非对称密钥”的操作规则，即可获得自己权限内所需的文档信息数据，且能对其进行挖掘利用。

2构建高校文档“增量电子化”功能模块的技术要领

据专家预测，步入区块链3.0时代（“可编程社会”），所有能记录的信息数据都必须上网、上云、上链，且信息数据只有上网才能更好地传输、上云才能更好地存储、上链才能更好地实现归档电子文件的“四大特性”（真实性、完整性、可用性和安全性）。因此，创建高校文档“增量电子化”功能模块，必须将实现“三上”和确保“四性”作为发展方向和技术保障措施。其建设重点与技术要领：

2.1设计并部署“分布式记录模块”

首先，要定制高校文档信息数据的“分布式记录模块”，并针对不同业务场景的区块链信息数据特性，着力优化文档大数据源及其元数据的智能集成功能。

其次，要按照国家颁布的电子文档数据标准与管理规则，定制专用的高校文档“全数据”智能记载数据库，推动校内管理事务活动中一切可被记录的电子文件数据，能在管理平台上自动集成入“链”。

最后，要增强高校文档信息数据的管控能力。一是借助“智能合约”技术，创建高校文档的“共识机制”（协议规则），以利消除中心化的文档信息数据“壁垒”，保障全网节点均可在“免信任”的环境中记录信息数据。二是借助“可信时间戳”技术，在生成高校文档信息数据的区块（包括创建者、创建时间、信息类型等）时加盖“时间戳”，以利证明其原创性。三是借助“非对称密钥”技术，定制高校文档的“数权”，明晰精细的授权范围与操作程序，以利推动高校文档区块链“生态圈”内的信息数据共享。

2.2设计并部署“分布式存储模块”

首先，要定制高校文档信息数据的“分布式存储模块”，将传统的中心化储存模式，改造为可追溯的分布式存储模式。

其次，要增强高校文档“备件”之间进行损坏数据的迅速恢复功能，以利文档信息数据经过验证并添加至区块链后，即刻得到永久存储，且无法篡改。

最后，要提升高校文档信息数据的“精度”。鉴于区块链存储空间有限，一般来说只能存储信息数据的“哈希值”（“数据指纹”），但通过高校文档区块链智能管理平台收集、存储的信息数据，其具有数字签名、可靠的时间戳和“哈希值”验证等特性，若匹配上云计算的海量数据存储功能与大数据的深度数据挖掘功能，不仅可使文档信息数据的“精度”大幅提升，而且管理平台的运作效率也将如虎添翼。

3.3设计并部署“分布式流通模块”

首先，要定制高校文档信息数据的“分布式流通模块”。即通过记录电子文件从拟稿、审批、发布直至归档等每一步的流动轨迹，生成一定时间段的区块和区块之间首尾相连的“数据链”，以利实现从上游、中游、下游全过程的文档信息数据溯源整合。

其次，要借助“非对称密钥”技术，为高校文档大数据加密。即用“公钥”对文档信息数据进行加密，让“私钥”对该文档信息数据进行解密，解密后方可收到发送者的原始文档信息。抑或是用“私钥”对文档信息数据进行“签名”，让“公钥”验证该“签名”，验证确认后方可收到“私钥”持有人的原始文档信息。

最后，要借助“免信任”技术，优化管理平台的文档信息数据“免信任”互交功能。即让高校文档的归档记录、更新操作和运行规则自动接受全网节点审查、追溯，且无需主管部门或第三方机构“背书”也可证明某件文档信息数据的存在。

2.4设计并部署“分布式检索模块”

首先，要定制高校文档信息数据的“分布式检索模块”。即将传统的文档搜索引擎，由二维方向的检索模式，升级为三维方向的立体模式，以利实现在全库范围内的水平化检索、某个特定的数据库进行深度的垂直化检索、专题性信息数据上传的次序化检索。

其次，要借助“分布式检索”技术，提升“时间维度”的检索精度，以利迅速集成高校文档信息数据上传的先后次序。即采用平行聚合、垂直聚合和顺序聚合叠加的三维立体检索方式，增强高校文档信息数据检索的智能集成功能。

最后，要定制高校文档信息数据检索的监控机制。即允许文档用户用匿名方式参与检索活动，但其须按约定的权属在一定范围内进行检索；公开的信息数据，文档用户方可随意检索。

3构建高校文档“存量数字化”功能模块的技术要领

构建文档存量数字化“上链”功能，既是高校文档区块链智能管理平台建设的重要内容，也是实现无纸化办公的基础保障。其建设重点与技术要領：

3.1确立文档数字化“上链”的建设目标

随着IT新技术的发展，数字化的生态系统已达临界值，羁绊数字化变革的种种障碍将被清除，“任何可以数字化的事物都将实现数字化”[3]。为此，高校档案管理机构应当顺应发展潮流，按照先易后难原则，将历史沉淀的纸质文档、纸质文档的数字化副本和原生电子文档等，进行解构并制定数字化信息“上链”的建设目标，以利明确文档“存量数字化”功能模块的建设方案。

3.2创建纸本到电子的即刻转换功能

目前，纸质文档数字化技术尚有诸多不尽人意之处。但随着可信时间戳云服务的面世，预示着“TSA认证”全覆盖化时代即将到来。特别是TSAscan高速扫描仪在对纸质文档进行扫描时，不仅能进行“可信时间戳”固化，还可实现纸本到电子的即刻转换。[4]即使一旦发生问题，也可从区块链节点中找到盖有时间戳的证明信息，证明该数据在某个特定时间点确实存在，且是完整、未经篡改的。因此，高校档案管理机构要根据文档资源“上链”的需求，选择可信时间戳云服务供应商的成熟产品与服务，为数字文档加工提供有力的保障。

3.3优化存量文档的分类审查机制

一是借助区块链技术推动存量纸质文档由纸本到电子的“即刻转换”；二是将电子文件打造为智能集成的“数据链”；三是对纸质文档数字化副本、文书类的原生电子文件等进行合规性审查。所谓“合规性审查”，是指选择可信时间戳云服务供应商的成熟产品与服务，建立“上链”数据标准和自动化、程序化的分类审查机制，以利实现降低“上链”成本、提升“上链”效率之目的。

3.4增强链上数据的“永生”性能

要不断优化链上文档信息数据的“永生”性能。[5]即：在区块链环境中，只“记录”源文件的参照信息、“哈希值”和“密钥”配对等关键性信息（存量文档大数据资源不直接放在链上，而是放在档案管理机构选择的其它智能数据库或云服务提供的云存储空间）。运用这些技术的优势在于：不仅能让管理平台与原有系统实现友好共存、分工合作，而且可增强“上链”数据的永久保存性能。

4构建高校文档“全量共享化”功能模块的技术要领

针对高校文档资源的海量性、分散性、闲置性等亟须解决的相关矛盾，创建“全量共享化”功能模块，让用户更便捷地分享高校文档信息及其相关的社会资源，这是构建高校文档区块链智能管理平台必须具备的又一核心技术。其建设重点与技术要领：

4.1创建区块链文档的“信息资源共享机制”

首先，要定制高校文档的“全量共享化”功能模块。一是对高校文档信息数据实行“全量治理”。即：对高校管理事务中形成的“存量”与“增量”两类文档信息，进行分类治理、分步“上链”，以利提升共享的深度与广度。二是创建高校文档信息数据的“全量共享化”生态链。即：在“共生”生态下，人人既是分享者又是使用者，以利实现“链内”平等、互利互惠之目的。三是选择可信时间戳云服务供应商的成熟产品与服务，定制全网节点用户上网、上云、上链的“免信”机制，以利提升高校文档信息资源共享的便捷化水平。

其次，要提高优质文档信息资源的共享效率。目前，高校优质文档信息资源尚处于“短缺”状态，尤其受“信息不对称”的影响，用户既面临重重困难，且需付出较高的交易成本。因此，要定制节点用户P2P（点对点）文档信息资源共享的安全交易“通道”，以利简化“三上”操作流程、提高资源共享效率。

最后，要定制“联盟链”共享认证协议。具备条件的高校，应当积极参与高校文档“联盟链”（Consortium Blockchains）建設。即：在高校文档“联盟链”的接口，定制数据标准和交互规则的共享认证协议（代码），并由节点用户在自己的文档区块链地址上积累数据，形成各自的分布式“身份管理层”，以利增强“联盟链”中不同平台（或不同主体）标准化的数据交互功能。此外，要根据发展需求，不断创新智能合约机制，切实提升高校文档“联盟链”信息资源加密传输、安全共享的自动化、程序化“执行力”，尤其要健全共享平台“代币”的持久激励功能，以利各种服务的购买、使用、支付等操作事项均由机读代码程序自动执行并被永久保存。

4.2创建区块链文档的“空间资源共享机制”

首先，要定制虚拟空间资源共享功能。借助云计算的海量存储功能和大数据的深度挖掘功能，创建“虚拟空间资源共享机制”，是解决实体库房空间不足、中心化硬盘容量不足和信息资源利用率低等难题的可行之举。[6]该技术的优势在于：档案管理机构只需将文档的数据“指纹”存储在链上，既能化解实体库房空间限制的压力，也无需纠结文档保管期长短的苦恼，且可使存储成本近乎降之为零；如需文档的纸质版本，运用“即需即印”功能，可直接调阅“云存储”的文档信息数据，并能即刻印制文档副本。

其次，要定制闲置实体空间资源共享功能。通过优化智能合约机制，创建闲置实体空间资源共享调控功能，可充分挖掘校内乃至校际之间文档库房、阅览室、展厅等闲置实体空间资源共享的利用价值。因此，档案和教育主管部门应当高度重视建立文档“联盟链”的顶层设计，尤其要制定校际交流的激励措施，鼓励全社会参与共享计划、分享闲置空间资源。可以预见，在人类由“碳基文明”跃迁至完全消灭原子、用可编程字节处理一切的“硅基空间”（Siliconspace）之前，此举将是可行的高效方式。

4.3创建高校文档的“设备资源共享机制”

首先，要定制设备智能化调控功能。创建分布式账本的设备智能化调控功能，既可助力节点用户各类设备数化“上链”，又能发掘和释放全网节点用户设备的综合实力。即：在节点用户设备之间建立低成本的“链接”后，只需遵循定制的合约规则，节点用户的设备皆可通过自我维护来增强自身的“生命力”，而节点用户设备的功能价值和“自维”能力，正是形成“联盟链”设备智能化调控的动力源。

其次，要定制闲置设备共享功能。优化“非对称密钥”与“智能合约”的匹配机制，可有效提升文档闲置设备的使用效率。即：“联盟链”的节点用户通过签署“合约”，可获得租用文档闲置设备的“密钥”，但如果逾期未归还设备或是拖欠租金，该设备的“密钥”会自动失效，租用方将无法继续使用共享设备。

最后，要定制“物链网”驱动功能。建立高校文档信息数据与智能设备的安全交互“通道”，既可满足文档信息数据高度自动化、高度程序化的安全流转需求，又能利用全网共识机制来创建万物互联互享的驱动型“物链网”（Chain of Things）。[7]