区块链技术推进数字创意产业信息共享发展研究

项 勇，万爱玲，廖钉稷

（西华大学建筑与土木工程学院 四川 成都 610039）

0 引言

目前大多传统信息数据共享方式由于配套软硬件的客观物理环境，存在平台保密性不佳，服务端防护有漏洞等技术问题，数字创意产业信息共享若使用传统方式，在促进信息资源高度数据化传输的同时，避免了信息泄露的通道，增大信息被破坏、泄露的概率。区块链本质是一个去中心化的可靠数据库，其具有点对点传输、去中心化、不可篡改、可追溯等特点，且区块链内可嵌入智能合约、密文属性加密等技术，根据信息访问者的属性集合来制定信息访问控制策略，提高平台内交易信息处理效率的同时，可以有效控制并记录信息的流向，可以为解决数字创意产业链信息共享的安全提供保障。因此，将区块链技术引入数字创意产业，构建信息共享方案，设计链内共享模型，使链内信息共享主体间形成更稳定的网状结构，通过智能合约自动执行信息访问控制策略内判断得出的决策，以新技术新方式进行信息共享，在安全可靠的共享环境中进一步加快链内信息共享业务处理效率。

1 区块链概念

区块链的运用关键在于依靠分布式储存、不可篡改性的密码学算法以及共识机制使区块链网络节点之间相互信任，无需任何第三方的认证[1]，从而很大程度上提高了对信息数据的利用效率。在这个透明网络中，记录了每一笔交易信息和历史数据，通过运用密码学的方式保证数据传输和访问的安全性，网络中任何一方都可以查看账本中的相关信息，最终完成由信息互联价值的转换。

2 区块链技术的架构设计

区块链的基本架构从下到上主要由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成，其中广泛应用了对称与非对称加密技术、哈希算法和数字签名等密码学技术作为技术支撑[2]，架构图见图1。

数据层：数据层封装储存区块链的区块数据以及生成区块链结构的相关技术，包括交易数据、哈希函数、时间戳等。区块链数据由一系列的区块文件组成，包括了区块头和区块体两部分。其中区块头包含时间戳、前一个区块的区块头哈希值、交易数据的Merkle树根哈希值等，区块体中则包含该区块本次交易的具体数据。时间戳是一种可以记录交易的发生时间的数字签名技术。哈希函数是一种单向性的映射函数，通过它可以将明文数据转换成具有唯一性的一串代码字符，且该过程不可逆，因此可以保证数据不被篡改。

网络层：网络层封装储存分布式网络节点间的网络机制、数据传输机制和数据验证机制，区块链的分布式系统架构通过点对点的网络连接机制极大提升了系统的沟通效率。

共识层：共识层封装了储存区块链络中的分布式共识机制。作为完整区块链系统的理论基石，共识机制规定了在完整区块链系统中各个节点之间如何对形成的新区块作出认知，目前最主要的共识机制有工作量证明机制POW、拜占庭容错算法PBFT、权益证明共识机制POS等。

激励层：激励层规范了在平台内实现激励机制的基本原则，包括了系统数字货币的发行机制和分配机制。公有链通常引入链内激励机制以提高节点间参与共识的积极性，进而促进整个区块链系统能够向着更为有序良性的方向发展。

合约层：合约层描述了储存系统的运行逻辑，其逻辑语言相对简单，其直接为应用层提供服务。协议发布者可以针对所需要服务实现对协议底层中智能合约代码的编写与配置，从而完成用户所需要的各项服务。虽然区块链的基础框架在部署后实现更新的工作量较大，但通过调整协议底层中的执行逻辑能够减少调整区块链功能逻辑的成本。

应用层：应用层封装储存了区块链上的各种应用场景，并针对具体应用场景的所需要应用功能进行了底层逻辑结构加以封装，为客户提供了基于具体应用情景的功能服务，同时精简了区块链底层复杂的逻辑语句结构，为用户呈现可操作性的应用界面，从而提高业务功能的实现效率。

3 区块链的运作原理

区块链是将“交易数据”存放到一个环环相扣的区块中，并把这些区块信息按照一定时间序列联系到一起的链式数据结构，信息可以通过分布式系统存放在网络中的各个节点上，并经由加密算法确定其真伪。每个区块均由区块头以及区块体所组成，其中区块头包括上一区块的哈希值（对前一个区块头的信息进行哈希计算得到的哈希值）、Merkle树根的哈希值（与交易活动的哈希值两两结对并进行运算得出对应的哈希值，如此不断循环下去直到得到最后一个哈希值，以此便呈现出一个树状的哈希值排列，树根处的哈希值即为区块头多对应的根哈希值）、时间戳（记录交易发生的时间）等；区块体则是记录交易的具体数据，详见图2。

4 区块链的特点

（1）去中心化。区块链采用分布式存储方式，数据不需要集中储存和管理，同时交易过程不需要第三方机构的参与，网络中每个节点都是平等的，由所有节点共同保障区块链上的数据安全，相比与传统的中心化的管理系统，去中心化的管理系统很大程度上降低了由于数据库管理不当造成数据泄露和被更改的风险。

（2）数据不可篡改。区块链网络节点共识认证后链内信息一直保存在区块链中，由所有节点共同保障其安全性。若要对信息数据进行修改则需网络中大于51%的节点同意，否则无法修改该数据，因此区块链能保障信息数据的安全性和可靠性[3]。

（3）信任机制。区块链内所有交易信息均公开透明，通过数学方法和密码学算法使交易双方无需中心机构的认证或参与，即可建立信任关系，区块链内信任机制将传统互联网对人的信任，转变为对数学算法、密码学和计算机等物理机器的信任，任何人为的因素都难以对其进行干扰和破坏，从而提高对信息的利用效率。

（4）匿名性。任意节点间的信息数据传输必须依赖既定的算法协议，因此交易双方间不必将自己所有信息公开予对方，既能保护交易双方“个人信息”的私密性，同时可以有效提高“交易”效率。

（5）可追溯性。区块链由区块连接起来的链式数据存储结构，每个区块都被盖有时间戳印证，具有唯一性，通过时间戳可以对区块信息进行追溯，因此区块链可被应用在信息追溯应用场景中[4]。

5 区块链类型

区块链根据使用环境和应用结构不同，被分为公有链、联盟链和私有链，不同类型的区块链成员分组机制及对区块链账的读取权限各有不同，因此需根据不同业务环境的特性选择最适用的区块链类型。

公有链具有完全去中心化的特点，可以自由地加入或退出，所有节点均参与链上数据的真实性认证过程，理论上所有节点地位平等，无需通过中心节点进行注册、认证和授权。同时，公有链的安全性和参与系统的节点数量成正比，使共识过程会花费大量时间，从而导致交易速度降低。

联盟链内一般都需要进行注册认证和访问权限设置，节点认证注册并通过授权方能加入对应系统，联盟链内不用成员获得的读写权限不同，只有联盟内成员才能加入对应区块链系统进行交易，对外则采取限制性访问原则。联盟链内交易速度和隐私性等性能适中，联盟链内成员数量相对公有链较少，因此共识机制流程较少，交易速度较快，隐私性相较于公有链更好，更加适合商用[5]。

私有链的节点数量和状态相对公有链和联盟链更可控，且不对外开放，只有系统内部成员拥有读写权限及记账权限，同时将有一个中心节点进行协调管控，因此去中心化程度不高，但交易处理效率高，隐私性保密性好。

6 区块链在数字创意产业信息共享中的应用优势

6.1 微观层面

区块链是不需依靠第三方，可通过自身分布式节点进行网络信息数据的储存、验证、传递及交流。区块链有着去中心化、点对点传输、可追踪、不可篡改等特点，为解决数字创意产业信息共享的安全提供有保障。链内建立共识机制激励机制，可以通过算法实现系统内的共识和信任，并减少信任问题、利润分配纠纷等发生。此外，区块链内嵌入智能合约，可以使整个区块链内数字创意产业信息共享主体间的决策、执行过程、奖励机制等更透明更有效更直接，保障共享主体的安全、权利及利益。

6.2 中观层面

不同类型的区块链可以为数字创意产业不同主体不同程度的信息共享提供不同效用，并极大程度降低信息共享主体各方的共享成本、交易成本等。如公有链可适用于数字创意产业行业内或业内与消费市场间，使各企业可对外开放的信息更高效共享，使信息价值最大化；数字创意产业联盟体间进行信息共享时，存在效率低，安全性不高，数据易被篡改等问题，联盟链可使联盟企业主体间拥有独立的通信通道，在隐私保护、效率及灵活性上具有极强优势，与数字创意产业联盟构建信息共享方案拥有绝佳契合度；数字创意产业企业内部各部门间的信息共享，可能涉及企业自身需对外保密信息的传递，各部门间信息传递需安全且高效，以便企业内各部门联动运转更流畅，私有链隐私性好，信息数据处理效率高，且有一个中心节点协调管控，完全与企业内部信息共享的需求契合。

6.3 宏观层面

区块链可以通过推动数字创意产业信息共享进而推动产业发展升级。区块链通过信息的共享，形成整个信息网络，将数字创意产业整个产业链连接在一起，使整个产业链上中下游打通，从信息溯源、版权流向、产品防伪、供应链管理等方面，实现整个产业链内跨领域信息共享。区块链通过自身网状架构的特点，加速信息的流通互享，没有地域空间限制，更有力地促进信息价值最大化，不仅使纵向的产业链内上下游之间信息有效协同共享，推动跨领域融合发展，也可以使数字创意产业链间合作交易阻碍减小，降低交易成本，进而推动数字创意产业协同创新，升级发展。

7 区块链推动数字创意产业信息共享路径建议

7.1 加强人才培养

数字创意产品有跨专业、跨领域等特点，因此对于产业本身而言的人才培养需重视交叉学科、创新思维和创新能力等。而将区块链技术导入数字文化创意行业的关键问题之一就是技术性复合型人才队伍的建立，所以对专业人员的业务素质要求更高。需从高等教育端着手强化对数码创意行业技术型复合型培养工作，即在通识教育科中增加计算机信息技术、数字文化的有关专业知识，以培育初级群体对数字文化创作的浓厚兴趣，在高等教育中根据数字文化创意行业迅速发展的新形势要求，积极开展交叉学科与关联专业的建设，强调经济学、工学、计算机专业与人文创意类专业的融合。同时利用高等教育系统的资源优势，开展校企联合培训，使人才培养工作更加标准化、体系化，培养技术复合型人员将理论知识与实践相结合的处理企业实际问题的综合技能，进而使人才培养工作与行业和企业发展的实际需要更适配，促进产学研融合发展。

7.2 攻克技术难题

在运用区块链进行数字创意产业信息共享的全过程中，在技术层面可以围绕4个信息流向的主要阶段进行技术攻克和升级改进：信息上传储存、信息处理、信息传输、信息运用。信息上传储存阶段，需能包含多种形式多种类型的信息上传及存储方式，此外平台内需能支持同链不同节点同时登录处理交易信息，不同链间进行跨链协同合作。信息处理阶段则需尽可能提高共享节点间共识效率、缩短交易处理时间，并需解决链内处理大量交易时区块链内效率急速下降等问题。在信息传输阶段，除了涉及时间成本问题外，更重要的是需保证信息安全性。区块链内的加密算法与标准需根据技术发展实时跟进，防止链内已上传信息被攻击泄露或被篡改，建立更加可靠的可信安全的信息共享环境。信息运用阶段，则需结合数字创意产业市场趋势及企业发展需求，增大区块链的可扩展性，提升整体性能，不断完善以适用不同应用场景搭建。

7.3 完善体系建设

各行各业的发展均离不开行业自律和法律监管两大制约，数字创意产业信息共享需以此为保障才可更顺利进行。互联网飞速发展使数字创意产业对信息的管理面临更大的挑战，虽区块链技术的引入可以解决部分难题，但同样需要以制度为根本。首先在行业自律方面，各企业需建立各自内部完善的管理制度，数字创意产业联盟体内则需制定联盟企业间完备的奖惩制度、利益分配制度等。各企业需自觉接受社会群体的监督，自觉共建良好的市场秩序和环境。法律监管层面更主要的是需要国家规范立法及监管。由于区块链自身的特点，为更好更高效进行监管，可以将部分法律转化为算法代码，写入区块链系统中，建立信息共享基层技术规则约束，大幅提高监管力度和效率，降低监管成本投入[6]。

8 结语

区块链技术作为信息数据安全的保障，以其去中心化、公开透明、可追溯性、不可篡改等特性的独特优势，在数字创意产业发展进程中，可以为融化行业边界，推进产业高质量融合发挥重要意义。为加快数字创意产业升级发展，本研究应抓住当前信息化时代的历史性机遇，从人才培养、信息化技术完善创新、加强相关体系建设等多方面视角出发，以区块链技术为基石，探究我国数字创意产业发展新策略。