浅析区块链技术在数字档案馆中的应用

2020-08-20卢芷晴

档案天地 2020年8期

卢芷晴

互联网时代的到来使得“互联网+”一度成为焦点。而现如今随着时代的发展，区块链技术已经开始进入我们的生活，全新的经济社会发展形态已逐步形成，这意味着“区块链+”已从概念变为现实，如“区块链+支付”、“区块链+征信”、“区块链+能源”、“区块链+保险”等等，实现了对互联网+时代的超越与颠覆[1]。近年来，无论是在理论上还是实践上关于区块链与档案的研究有了不少新突破，证明了“区块链+档案”同样具有一定的可行性。理论方面，国内外档案学者纷纷开始研究区块链技术和档案的联系;实践方面，世界上最大、最古老的档案馆之一的英国国家档案馆也已经着手开展名为“Archangel”的项目，计划运用区块链技术进行档案管理。另一方面，随着科学技术的不断提高，数字档案馆盛行，区块链技术与数字档案馆的关系更为密切，但当前关于区块链技术+档案的相关研究还不算很多，笔者以“区块链”、“档案”为关键词在中国知网进行搜索，所得到相关文献仅有13篇，因此，笔者尝试基于区块链技术结合数字档案馆的实际，提出新时代下具有实践性的数字档案馆发展的新路径[2]。

一、区块链的释义

（一）区块链的定义

区块链（Blockchain），是一种通过网络中多个节点共同参与数据的计算和记录从而使得每个人都能参与数据库记录，却不可篡改的分布式数据库存储技术。从技术角度讲，区块链技术是基于分布式共识机制、非对称加密技术、点对点传输协议以及脚本代码系统等技术集成创新而形成的具有去中心化特征的分布式基础架构与计算范式[3]。一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成，主要用于解决信任和安全问题。

（二）区块链技术的发展

区块链技术可谓是新世纪的创世之作，但“创世”绝非无中生有，因此区块链技术也拥有一定的发展历史，具体可将其分为五个阶段：

第一阶段，萌芽阶段（1976-2006）。1976年，论文《密码学的新方向》发表。该文章覆盖了未来几十年密码学所有的新的进展领域，包括非对称加密、椭圆曲线算法、哈希等一些手段，奠定了迄今为止整个密码学的发展方向，也对区块链的技术的诞生起到决定性作用。随后相关的理论和技术不断革新和完善。因此， 1976年可以说是区块链史前时代的元年。

第二阶段，实验阶段（2007-2009）。区块链最初是由日裔美国人中本聪（SatoshiNakamoto）提出并实现的。2008年11月，中本聪在互联网上发布了一篇著名论文《比特币：点对点的电子现金系统》，第一次提出区块链的概念。但这个时间段，极少数的人关注和研究区块链，区块链的相关产物也尚未诞生[4]。

第三阶段，起步阶段（2010-2012）。2010年2月6日诞生了第一个比特币交易所，由于比特币的火爆使得作为比特币的核心与基础架构的区块链技术开始被关注。

第四阶段，发展阶段（2013-2015）。2013年，区块链的相关产物逐步推出市场。2015年11月英国著名杂志《经济学人》发表了一篇封面文章《区块链，信任的机器》，文章深刻的揭示了区块链技术的巨大优势与潜力，此后，区块链作为一个商业的概念，开始逐步进入了公众的视野，大批的区块链产物蜂拥而至。

第五阶段，主流阶段（2016-2018）。当前，全球已经开始掀起一轮区块链的热潮，各项数字都显示出区块链技术进入了高速增长的时代，区块链技术已然成为各行各业关注的重点。

过去，区块链的发展历史相对较短，但未来，区块链技术应用必将越来越广泛，其“前途”将无可限量。

（三）区块链技术的特点

区块链技术最明显的特点是信息不可篡改和去中心化。

1.信息不可篡改

以往的信息存储，不仅容易被篡改而且还难以被发现，而区块链就利用哈希算法很好的规避了信息被篡改的风险[5]。一方面，哈希算法的加密过程是不可逆的，这就表明其他人无法通过输出的散列数据倒推原本的信息内容。另一方面，所输入的信息内容与输出的散列数据又是一一对应的，任意一个输入信息的变化，都会导致最终输出的散列数据发生变化。若他人想修改原有的信息内容，除非能够同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，这就使得信息只要经过验证并添加至区块链，就会得到永久存储，无法更改（具备特殊更改需求的私有区块链等系统除外），由此可见，区块链的数据稳定性和可靠性极高。

2.去中心化

去中心化是区块链又一明显的特征。所谓去中心化是指一个去中心化的分布式账本数据库，具体来说就是把信息分散存储在区块链网络中的不同节点上，如图1。

该特征充分表明区块链能够有助于信息更加透明与公开，从而建立起信息透明度极高的信息存储系统。首先，存储在区块链中的信息记录对全网节点是透明的，每一次更新修改其中的信息记录的操作对全网节点同样也是透明的，这就帮助区块链系统建立起良好的信任基础。其次，区块链系统又是开放的。不仅与信息直接相关各方的私有信息总会被加密，而且区块链中的信息对所有人公开（具有特殊权限要求的区块链系统除外），任何人或參与节点都可以利用公开的接口查询区块链中的全部信息记录。

二、区块链技术在数字档案馆管理中的优势

数字档案馆是指存储和利用档案信息资源的信息空间，是一个由众多档案资源库群、档案信息资源处理中心、档案用户群构成的数字档案馆群体，是政务信息公开的有力工具。数字档案馆主要存储的是电子档案，但一直以来，电子档案的安全性和真实性都是学界关注的重点问题。因此，结合区块链的特点可以发现，区块链技术运用在数字档案馆管理之中具有一定的可行性[6]。

首先，从数字档案馆角度出发，区块链和数字档案馆都是依托计算机运作的，运用区块链技术能够提高电子档案的真实性和安全性。区块链存储与传统的数据库相差甚远，传统的数据库中的数据是存储在特定的数组或表格中，拥有创建（Creat）、读（Read）、更新（Update）、删除（Delete）、安全、访问控制和分配等功能，是通过中心管理功能来控制该数字系统的。这种模式是把整个系统开放给最终用户，并要求用户对该系统负责。而区块链所存储的信息都是一次写入只读数据库，所以存储在里面的信息只能被创建[7]。区块链还运用了哈希算法和共识机制等不同技术手段的优势能够促使区块链网络中的各个节点共同维护同一个分布式数据，同时每一区块都存有上一区块的哈希值，因此，将电子档案信息存储在区块链系统中，可以有效的保证电子档案的信息内容不能被任意篡改和删除。此外，所有篡改、破坏信息内容的行为都将被记录，都可被追溯。一直以来，由于电子档案依赖计算机，而计算机又存在一定的不稳定性，因此，电子档案的安全问题都是公众最为担心的问题。数字档案馆正是可以利用区块链保存信息的这一特性，将电子档案存储在区块链系统内，保障档案信息不能随意被篡改，保证了其准确性，为电子档案信息提供安全的存储环境。

其次，从区块链技术的角度来看，其应用具有一定的技术可行性，可以完善、提高数字档案馆的系统。区块链技术从孕育到出现再到发展已有一段时间，发展至今已经有一定的成熟度和稳定性，加上近年来，全国各地纷纷推出规范及推动区块链技术发展的相关政策，更加速了区块链的发展。中央方面，加大对ICO项目的监管、积极推动国内区块链的相关领域研究、标准化制定以及产业化发展;各个地方如北京、上海、广州、重庆、深圳、江苏、浙江、贵州、山东、江西、广西等多地发布政策指导信息，开展对区块链产业链布局[8]。

最后，从社会的角度出发，数字档案馆运用区块链技术能够更加充分的体现其社会价值。数字档案馆与传统的档案馆相比，利用网络对公众提供各种形式多样的档案服务，能够打破时间、空间的局限性，因此更具开放性。而这一特点正好与区块链具有透明性的特征相符，将区块链系统运用到数字档案馆中能够有效的提升档案利用者对档案的信任程度，加强档案利用者和档案机构之间的信任关系，同时也使得档案行政管理机关可以从更宏观的角度对各单位进行统一监管与指导，从而充分发挥数字档案馆的作用和价值。

综上，区块链技术应用到数字档案馆的管理之中具有一定的优越性，然而，截止至今仍未有过多相关的体系或产品出现，因此需要更加全面深入的探讨和研究，才能使二者更好的结合，最大限度的展示出二者的优势，提高数字档案馆的服务质量，更好的为公众服务。

三、基于区块链技术的数字档案馆管理路径探析

区块链技术运用到数字档案馆中并不是指运用到数字档案馆管理的某一环节，而是运用到数字档案馆管理的全过程，特别是存储、保管和利用环节。

（一）基于区块链技术的数字档案馆存储模式

随着时代的发展，数据存储趋势的不断发展让人更加令人鼓舞，特别是在互联网时代下，大部分信息都依托计算机进行存储，电子信息量与日俱增，社会已进入信息大爆炸时代[9]。新时代下，档案的数量也越来越多，尤其是电子档案，对数字档案馆的档案存储模式的安全性和存储量也有了更高的要求，利用区块链技术则可以很好的解决这一需求。基于区块链的数字档案存储系统储存档案的过程如下：

当数字档案馆接收到需要归档的电子档案或经过数字化的档案时，系统将自动读取其内容及元数据，创建数据分片，将需要归档的档案信息分成更小的段，并且根据计算结果得到一个固定长度的数字摘要。所存储档案内容会被分片分解为可管理的块，分布在多个节点上[10]。结束后，档案工作人员需要根据不同档案的性质设定访问权限、保管期限等，对需要保密的的档案内容所在的分片进行加密。再统一把档案利用权限、保密期限、保管时间、档号、数字摘要等以代码的形式录入到区块链系统并形成智能合约，最终完成档案的存储。

（二）基于区块链技术的数字档案馆保管模式

实体档案馆在保管档案时要做到十防：防盗、防火、防虫、防鼠、防潮、防尘、防高温、防光、防霉、防有害气体，从而来保护实体档案的安全。而数字档案馆保管档案最重要的也是保证档案的安全性、真实性，利用区块链技术中数字签名、时间戳技术就可以更好的实现以上的要求[11]。

1.数字签名

数字档案馆需要依赖计算机来运作，因此具有一定的不稳定性，所存储的档案信息容易被篡改，区块链技术具有不可被篡改的特点，能够很好的弥补数字档案馆的这点不足。区块链技术之所以具有不可篡改性主要是通过利用PKI机制的数字签名来实现的，可以有力的保证保存在区块链系统中数据的完整性、真实性。区块链的数字签名使用了非对称加密技术和数字摘要技术实现接收方能通过发送方的公钥认证发送方的身份、通过私钥方式签署别人伪造不了信息的签名、从而保证了数据的完整性、保证了数据不可有任何篡改。首先，数字档案馆工作人员需要通过哈希算法求出所存储的档案信息的哈希值，并运用私钥来加密此哈希值。然后，工作人员需要把加密后的哈希值和待发送的档案信息一起发给验证人员，从而利用公钥对加密的哈希值进行解密，还原出哈希值1，再进行哈希运算，生成哈希值2。最后，比较哈希值1和哈希值2，如果相等则代表档案信息无篡改，否则就意味着档案信息被篡改了[12]。

2.时间戳

所谓时间戳是指一份能够表示一份数据在一个特定时间点已经存在的完整的可验证的数据，时间戳使区块链上所有数据都具有时间标记，有了它就可以准确的记录区块链上所保存的数据什么时候发生了什么事情，任何数据发生任何变化都可以清晰的反映出来，区块链正是通过时间戳保证每个区块依次顺序相连。运用到数字档案馆当中，时间戳是一个经加密后形成的凭证文档，它应当包括存储在数字档案馆中的档案的摘要、数字档案馆接收到档案的日期和时间等必要信息。在日后的管理和应用中，任何一份档案有任何的变更都会形成新的时间戳，若出现了被篡改的情况，也能通过时间戳追溯并恢复。

（三）基于区块链技术的数字档案馆利用模式

一直以来，档案的利用都是档案行业重点关注的问题，各方都想尽办法想为公众提供更加优质的档案利用服务。但档案利用的基本要求是安全利用，因此档案的利用具有一定的门槛。尽管近年来，一直努力降低这个门槛，但档案的性质决定了档案利用永远不可能是零门槛的，不可能任何人任何时间都可以利用档案。以往，档案利用者想要在实体档案馆中享受阅览档案原件、复制件，制发档案证明等档案利用服务，必须提供一定的身份信息和证明。而如今，基于区块链技术的数字档案管理系统中也需要保证只有当用户拥有利用权限或当涉密档案度过保密期后，区块链才向外输出档案内容，因此身份认证这一步骤十分重要。

区块链的突出特点是去中心化。区块链上的数据可以完全证明信用度，陌生人之间将不需要第三方（包括人和机构）提供信用背书，甚至不需要国家权力存在的情况下证明一个人的身份，从而做到去中心化。因此，在区块链身份认证系统（ID Chain）中不用依赖集中实体而只需要提供到私钥就能完成身份认证。第一次使用数字档案馆的档案利用者需要在区块链身份认证系统上输入姓名、出生日期、证件号码、指纹或其他生物信息等個人信息，并通过认证，此后档案利用者就被赋予了档案利用的权限，档案利用者有需要时就可以利用公钥利用数字档案馆中各种丰富多样的档案内容，包括阅读开放档案的全文、复制档案内容、在线观看相关音频资料。有了身份认证这一环节，就可以更好的提高数字档案馆的安全性，保障所存储的档案信息的安全。值得注意的是，身份认证并不会导致档案利用者信息的泄露。虽然区块链具有一定的透明性，然而智力的透明性与所存储的档案内容的档案隐秘性是完全不相冲突的。所谓的透明是运作的透明，不存在隐瞒、欺骗，正是这种透明促进保存在区块链系统中的档案内容的保密性[13]。

无论如何，区块链技术还算是新事物，任何一样新鲜事物都必须经过曲折发展的阶段，就目前的情况来看，区块链技术是否能成功应用到数字档案馆也仍是未知之数，但有一点是可以肯定的，区块链技术已经逐渐的影响着我们的生活方式，未来也将给数字档案馆乃至档案行业带来很多新的可能，因此，在这个瞬息万变的社会，无论什么时候都应当及时关注时代技术、信息的发展，时刻保持与时俱进以保证档案事业永盛不衰的发展。

参考文献：

[1]李燕妮，任丽膈，杨佳星，贯超.基于AHP-SWOT的“区块链+”电子档案发展战略研究[J].兰台世界，2018（11）：87-90.

[2]刘庆悦.基于区块链技术的电子档案管理模型探析[J].浙江档案，2018（10）：22-24.

[3]闫鹏.区块链技术在电子文件管理中的应用展望[J].北京档案，2018（10）：10-13.

[4]孙大东，杨晗.电子档案单套制管理区块链模式应用研究[J].浙江档案，2018（09）：7-9.

[5]孙大东，张文宁.人事电子档案安全管理区块链技术应用研究[J].档案与建设，2018（09）：26-29+16.

[6]白茹花.基于区块链技术的电子档案信任体系建设[J].档案管理，2018（05）：28-29.

[7]王箐.运用区块链技术管理非物质文化遗产档案探析[J].兰台内外，2018（04）：10-11.

[8]潘虹，王子鹏.区块链技术对社交媒体信息归档的应用探究[J].中国档案，2018（06）：74-77.

[9]刘越男.区块链技术在文件档案管理中的应用初探[J].浙江檔案，2018（05）：7-11.

[10]徐欣欣.文件档案管理中的区块链技术应用研究综述[J].浙江档案，2018（05）：12-15.

[11]何晓东，黄新荣.浅析区块链技术在电子文件管理中的应用[J].档案与建设，2018（02）：4-8.