区块链技术在科研诚信管理系统中的应用

徐栋 高俊 薛蕾

摘 要：科研诚信是我国科技发展的基本保障。将区块链技术应用于科研诚信管理系统建设，有利于塑造优良的学风，可以为学术繁荣提供强有力的保障。本文分析了当前我国科研诚信的现状和问题，并尝试使用区块链技术进行科研诚信系统的构建。

关键词：科研诚信;区块链;项目管理;项目申报

中图分类号：G644;TP311.13文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）10-0155-04

Application of Blockchain Technology in Scientific Research Integrity Management System

XU Dong GAO Jun XUE Lei

（Scientific and Technical Information Website of Henan Procince，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract： Scientific research integrity is the basic guarantee for the development of science and technology in China. The application of blockchain technology in the construction of scientific research integrity management is conducive to shaping a good style of study and providing a strong guarantee for academic prosperity. This paper analyzed the current situation and problems of scientific research integrity in China， and triey to use blockchain technology to build scientific research integrity system.

Keywords： scientific research integrity;blockchain;project management;project application

科技创新是国家命运所系，是发展形势所需，是世界大势所趋。科学研究诚信是实施创新驱动发展战略和实现世界科技强国目标的重要基础和科技创新的基石。作为一个科技迅速崛起的大国，中国科研人员的知识产出及行为方式对全球科学界都会产生影响。坐拥超过400万研究人员的中国有着比其他任何国家都多的科学技术人员。自2008年中国在Web of Science上收录的文章数量超过英国以来，中国国际论文发表总量一直排名世界第二。仅2018年，中国发表Web of Science收录期刊论文41.2万篇。但同时，中国也产生了大量伪造的同行评议以及剽窃或造假的出版物，被撤文章的全球占比约为其科研产出全球占比的3倍。

过去几年，中国因伪造同行评议、篡改图像和买卖论文事件在国际上引起广泛关注。其中一些令人瞩目的不端事件涉及部分中国知名的科学家。2019年5月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于进一步加强科研诚信建设的意见》，要求科技部和中国社科院分别牵头，负责自然科学和哲学社会科学领域科研诚信建设和治理失范问题。2019年6月，中共中央办公厅、国务院办公厅再次联合发文出台《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》。2019年11月，国家发展改革委、人民银行、证监会等41个部门联合印发《关于对科研领域相关失信责任主体实施联合惩戒的合作备忘录》，拟对科研领域存在严重失信行为的责任主体实行联合惩戒。同时，列出了从终止项目执行、追回已拨项目资金、限制职位晋升以及对从事学术论文买卖、代写代投等违法违规活动的中介服务机构吊销营业执照等多达43项的联合惩戒措施。当前，我国正在积极抢抓新一轮科技革命和产业变革的机遇，深入实施创新驱动发展战略，为建设创新型国家和世界科技强国而努力。在这一科技事业发展的关键时期，尤其要加强科研诚信建设，充分调动科研人员的积极性、主动性、创造性，充分释放科技创新活力。

1 科研诚信概述

科学研究诚信制度始于美国。20世纪70年代，随着一系列违规事件的曝光，科研诚信问题引起了人们的广泛关注。1981年3月，美国国会、众议院科学和技术委员会下属的“调查和监督分部”举行了一次关于生物医学领域科研不当行为的聽证会。此后，美国国会责成政府部门和科学研究机构制定和实施有关法规、政策和指导，以防止和惩罚科研不端行为。1988年，美国发布了《联邦登记手册》，首次对科研不当行为进行了政策界定。科学研究诚信体系建设从此启动。

20世纪80年代，中国科学家开始关注并探讨科学诚信问题。1981年，邹承鲁等4名中国科学院学部委员（1993年改为中国科学院院士）写信给《科学报》（《中国科学报》前身），建议就“科学研究中的精神文明”问题进行讨论。1993年，邹承鲁等4名中国科学院院士联合撰写《科学报》，呼吁尽快制定“科学道德规范”[1-3]。但我国科研诚信体系建设严重滞后。

科研诚信制度建设是从20世纪90年代中期开始的。1996年，中国科学院学部和中国工程院分别成立了科学道德建设委员会，以加强院士队伍内的科研诚信管理。国家自然科学基金委员会监督委员会于1998年正式成立，根据《全国自然科学基金委员会接受投诉举报暂行办法》，独立开展了基金监督工作。

我国的科研诚信体系建设在21世纪初全面展开，并取得了以下三个方面的成效。第一，形成了科学的科研诚信规范体系。该体系包括有关法律，如《中华人民共和国科学技术进步法》《中华人民共和国著作权法》《中华人民共和国知识产权法》等;政府规章，包括形成部门规章一旦生效即“必须遵守”的规定，以及意见或决定、伦理准则、诚信准则、指南等文本形式的部门管理政策;教育和研究机构根据上级所属部门的要求制定的相关政策;专业学会、学术出版等方面的规范性规定。第二，科研诚信管理体系的建立，包括国家部委层面的科研诚信建设联席会议制度、由教育科研管理部门或科研机构建立的科研诚信管理专委会制度以及生物医学研究和应用机构伦理审查委员会制度等。第三，建立学术不端行为的调查机制。该机制主要包括教育科研管理部门、资助机构等根据各自职责建立的学术不端行为查处机制，教育科研管理部门、学术期刊等根据相关部门的要求对机构内发生的学术不端行为进行查处[4-6]。

2 当前科研诚信体系存在的问题

2.1 科研管理的体制结构问题

科学管理包括政府绩效管理和科学共同体内部科学管理。但目前，我国科技管理体制存在两大管理功能严重失衡的现象，具体表现为政府管理中出现的“错位”现象。因此，需要通过改革，实现政府管理向绩效管理“正”的“回”，科学共同体内部管理的“回”。

2.2 科研組织的治理结构问题

现代科学研究组织不同于早期旨在促进学术发展并维护学者利益的科研组织（如大学和学会），其目标的复杂性使得它形成了行政和学术管理并存的治理结构。然而，我国科研组织治理结构却突出地表现为行政权和学术权的强势，甚至以行政权取代学术权。这样的制度安排产生了许多价值冲突。因此，需要明确科研组织行政管理和学术管理的制度内涵，改进和完善其治理结构。

2.3 学术价值的文化认知问题

学术价值的文化认知包含两个层面的含义。一是学术价值的文化认知从外在到内在的转换。这主要是因为，长期以来形成的数字化评估生态环境，已使我们习惯于对学术价值进行数字化确认。二是跨文化的学术价值认知问题。从整体上看，我国学术界对学术价值的文化认识问题直接影响了信任关系的构建。很明显，这是我国科研评价难以摆脱数字化依赖的重要原因。

3 区块链技术概述

区块链是一种新型的去中心化协议，能够安全存储比特币交易或其他数据，并且信息不会被伪造和篡改，能够在没有中心化机构审核的情况下自动执行智能合约。交易可以是像比特币这样的数字货币，也可以是债权、股权、版权等数字资产，区块链技术解决了拜占庭将军问题，极大地降低了真实经济中的信任成本和会计成本，重新定义了网络时代的产权制度。

区块链（Blockchain）是由节点参与的分布式数据库系统，它的特点是不可更改，不可伪造，也可以将其理解为账簿系统（Ledger）。它是比特币的一个重要概念，完整比特币区块链的副本，记录了其代币（Token）的每一笔交易。根据这一信息，我们可以找到每个地址，也就是历史上任何一点的价值。区块链由一系列数据组成，每个数据块是用密码方法生成的，每个数据块包含前一个数据块的散列值（Hash），从创始数据块（Genesis Block）到当前数据块，从而构成块链。每个块确保在上一个块之后按时间顺序生成，否则前一个块的散列值是未知的。上述特点使比特币能有效地解决双重支付（Double-spending）问题[7-8]。

4 区块链技术在科研诚信体系建设中的技术优势

4.1 业务数据可信化

不同于传统的分布式数据库，区块链引入了“人人记账”的概念，每个参与者都拥有记账的权利，每个人都拥有最新的账本和历史记录。这一数据高度冗余的存储方式，可以提高非互信主体之间的信息透明度，实现账本数据的不可篡改性和全过程留痕，从而促进多方信息共享和协同运作。实践证明，通过业务数据上链，可以实现纸质文件的电子化和电子信息的可信性，减少了多方面不信任产生的摩擦成本，解决了传统业务中耗费大量人力、物力进行数据真实性审核的难题，也为科研管理机构实施风险控制提供了便利。当前，互联网巨型平台充分利用大数据、人工智能等新技术，为用户提供多维的深度画像，基本掌握了用户数据。而且在区块链下，用户的数据更有可能是属于他们自己的，自己决定谁可以使用它。

4.2 参与主体对等化

分布式账本在区块链中的应用，是指交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，并且每个节点都记录完整的账目，这样他们都可以参与监督交易的合法性，同时共同证明交易的真实性。有别于传统的集中记账模式，没有一个节点能够单独记录账目，这样就避免了单一的记账人被控制或被贿赂而做假账的可能性。另外，由于会计节点的数量很大，理论上只有当所有的节点都被破坏时，账户才会丢失，这也保证了会计数据的安全。

在跨部门共建信息系统的过程中，最大的难题是哪一个机构或部门来管理中央存储的数据。基于区块链的统一分布式账本技术，自然地解决了“业务主权”的问题，有效地实现了身份对等、权利对等、责任对等、利益对等，使各参与主体之间的数据能够实时同步更新，使得合作更加便捷，合作各方的积极性得到提高。

4.3 监管手段多维化

区块链中有共识机制，即如何在所有记账节点之间达成共识，以确定某一记录是否有效，这既是认定的手段，又是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，实现了安全与效率的平衡。比如，比特币，它使用的是工作量证明，只有当控制了整个网络中51%以上的记账节点时，才有可能伪造一个并不存在的记录。如果加入区块链的节点足够多，基本不会出现这种情况，从而杜绝了造假的可能性。

监管者可以通过在区块链平台上添加监管节点，及时获取监管数据，灵活地定制监管统计口径，实现监管数据微粒化和快速分析。与此同时，通过智能合约等可编程脚本，增加了相应的监管规则，监管重点由诚信审查和风险控制逐步转向系统风险识别与监控，实现了事前、事中、事后全过程的监管。

5 基于区块链技术的科研诚信管理平台构建

笔者以科研诚信管理为出发点，设计了一个基于区块链技术的科研诚信平台框架，通过对科研人员、科研单位的信用信息进行评估等产品，实现全方位、多层次的动态管理。

基于区块链技术的科研诚信平台框架（见图1），自下而上依次是数据层、网络层、共识层、合约层和应用层。

5.1 数据层

科学研究诚信管理系统主要收集科学研究领域与科学研究诚信有关的信用信息。该技术的底层是数据层，主要实现两个功能：数据存储、账户和交易的实现以及安全性。主要以Merkle树为基础，通过区块方式和链式结构实现，大多数持久性都是通过KV（Key-Value）数据库实现的，例如，比特币和以太网所采用的LevelDB。通过数字签名、散列函数和不对称加密等密码技术，实现账户和交易的安全这一功能，保证去中心化环境下交易的安全进行。块链接是通过块（block）来存储数据的，它包含在每个数据节点之间的所有数据。数据层主要是处理这些数据以何种形式组合在一起，从而形成有意义的部分。每一块都包含了块的大小、块头、块中的交易数量以及最近部分或全部的新交易。对于每一个区块，决定整个区块链的因素是区块头。生成数据所使用的技术有很多，其中，时间戳技术能够保证每个数据块以时间顺序进行连接，非对称加密技术能防止数据篡改等。

5.2 网络层

网络层的主要目的是实现区块链网络节点之间的信息交互。区块链的本质是一个点对点（P2P）网络，每一个节点既能够接收信息，也能够生产信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来保持通信。在区块链的網络中，每一个节点都可以创造出新的区块，新区块被创造出以后，会通过广播的形式通知其他节点，而其他节点会反过来对这个节点进行验证。当区块链网络中有超过51%的用户对其验证通过以后，这个新的区块就会被添加到主链上。网络层会涉及P2P组网机制、数据传播机制、数据验证机制等的设计，而这些设计都能影响区块信息的确认速度。

5.3 共识层

在区块链世界中，共识，简单地说就是整个网络都要根据统一的、大家都同意的规则来维护更新区块链系统这个总账，类似于更新数据的规则。在去中心化的区块链网络中，让高度分散的节点达成有效的共识，是区块链的核心技术之一，也是区块链社区的治理机制。对于非中心化系统中高度分散的节点，共识层可以使其对区块数据的有效性达成共识。目前较为常用的区块链共识机制有工作量证明、权益证明和股权授权证明。

5.4 合约层

数据、网络和共识三层，分别承担了区块链底层数据表示、数据传播和数据验证功能，而合约层则封装了各种脚本代码、算法以及更复杂的智能合约，为区块链系统实现灵活编程和数据操作奠定了基础。就像一个自我执行的协定，智能合约被嵌入区块链的计算机代码中。该代码包含一组规则，在这些规则下，智能合约的各方同意彼此进行交互，且如果满足预定义的规则，协议将自动执行。由此，智能合同提供了有效管理权益资产及多方之间访问权的机制。有了智能合约，每个协议、流程、任务及支付都可以有一个数字记录和签名，这些数字记录和签名可以被识别、验证、存储和共享。智能合约在此形成了治理规则、规章制度、管理法规、程序规则或组织章程并用自我执行的代码取代日常运营管理。SmartContract通常有一个用户界面，使用户可以与已制定的合同进行交互，并确保交互行为严格遵循先前制定的逻辑。与此同时，从密码技术中获益，数据加密还能保证协议各方的匿名性。

5.5 应用层

信贷平台的终极目标，是输出信贷产品。通过DApp（去中心化应用）和应用界面的去中心化，在应用层提供了多种征信产品，如信用数据查询、信用评分、信用档案、信用报告等。在科技计划项目申报、人才培养、科技奖励、评审专家委员会等各个环节，都要建立信用记录和信用报告制度，并将其运用到科研机构的申报、组织实施、验收、监督和评估等各个环节，使科研机构珍惜信用，自觉抵制学术不端行为，形成信用“闭环”。该系统还可以为产学合作等第三方应用场景的企业提供访问接口。

6 结语

引进区块链技术，重建科研诚信管理体系，是一种全新的科研诚信管理理念，能有效地防止学术不端行为，促进科研创新，激发广大科研人员的科研热情，能满足科研项目申报管理系统的要求，保证科研项目申报工作顺利进行;同时，也避免了科研诚信问题对科研项目申报的影响。

参考文献：

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[2]刘兰剑，杨静.科研诚信问题成因分析及治理[J].科技进步与对策，2019（21）：112-117.

[3]杨东占.构建信用体系加强科研诚信制度建设[J].中国高校科技，2014（9）：11-15.

[4]周莉，赵燕，刘碧松，等.科研信用标准化建设与体系框架研究[J].标准科学，2017（3）：11-14.

[5]许洁，王嘉昀.基于区块链技术的学术出版信任建设[J].出版科学，2017（6）：19-24.

[6]王群，李馥娟，王振力，等.区块链原理及关键技术[J].计算机科学与探索，2020（10）：1621-1643.

[7]科技部.科学技术活动违规行为处理暂行规定[EB/OL].（2020-07-17）[2021-02-20]. http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-08/09/content_5533566.htm.

[8]张晶，李育冬.区块链技术在我国市场化个人征信中的应用初探[J].征信，2020（5）：17-23.