区块链技术在政府数据共享中的应用研究

褚春燕

（南京市信息中心 江苏省南京市 210000）

近年来，我国信息技术取得了巨大的进步，尤其是当前互联网已经融入了我们生活的各个方面。而为了进一步满足人民群众的需求，我国政府在近年来尤其重视提升政务服务和信息整合，党中央针对于政务数据化、政务公开化提出了一系列的指导意见。习近平总书记多次在重要讲话中强调：要不断探索“区块链+”在民生领域的运用，各级政府要提高认识，为人民群众提供为方便、更便捷、更优质的公共服务，要利用区块链实现数据共享化，实现政务数据信息能够跨地区、跨部门使用。

1 相关理论概念阐述

1.1 政府数据共享的概念

由于政府数据共享是一个综合性的概念，因此当前并未形成一个官方统一的概念。一般情况下，政府数据都是指政府各个职能部门在开展工作过程中，通过各种方式所获得的信息资源，而这些信息资源包含了文件、资源、图表或是其他数据等资源。当前，我国贵阳市出台了《贵阳市政府数据共享开放条例》，而这一文件的出台也是我国第一个与数据共享相关的文件，其中对政府数据共享是这样说的：各职能部门、行政机关在履职过程中需要向其他部门请求或是提供政务数据的行为。并且这一条例还明确的说明了可以将政府数据共享氛围有条件和无条件两种模式。

因此，根据国内外的学者在研究时对其的定义，本文将其定义为：政府数据共享指的是政府部门或是组织之间由于在履职过程中或是开展业余过程中需要其他部门或是组织的政务数据的行为。而对政府数据共享进行研究，其主要目的是为了打破当前政府部门之间的数据壁垒，保障数据信息的流通，使得这些数据能够发挥出最大的功效，为部门业务的开展或是服务做决策提供参考。

1.2 区块链技术的概念

区块链技术这一理念是由日裔美国人SatoshiNakamoto在2008年所发布的论文中出现，而也是第一次出现这一理念，在论文中初步的说明了区块链技术是由于比特币的逐渐发展而衍生出了的。但是随着信息技术的发展和配套设施的逐渐完善，区块链开始在各个领域中崭露头角，尤其是在经济领域应用最为广泛，比如数字货币、数据共享、电子存证等各个方面。虽然当前区块链已经被广泛的应用，出现在我们生活中，但是各国学者并未形成统一的意见，因此当前区块链并未一个统一的概念，不同的学者或是研究机构对其都不同的定义和理解。

2 区块链技术的类型

通常情况下，我们可以根据区块链开放程度的不同，将其分为公有链、联盟链和私有链三种，这三者之间有着明显的差异，其主要差异如下：

2.1 公有链

公有链具有最显著的特征就是完全去中心化，其开放程度也是三者中最高的。并且其没有硬性的权限或是许可要求，几乎可以实现社会上的所有公民都可以参与到其中，并从中能够得到完整的数据。同时，在公有链中每一位参与者的隐私信息都能够得到很好的保护，参与者不需要担心个人信息出现泄露或是被盗取。而最经典的例子就是比特币，比特币面向世界各国人都是开放的，任何人都可以成为比特币的节点、参与者或是使用者，并且由于公有链具有完全去中心化的特征，因此任何人都无法在其中修改数据，因此公有链也被誉为最具信赖价值的区块链项目，最具公有链特征的项目应用是以太坊和EOS 等等。

2.2 联盟链

联盟链是典型的多中心结构模式，与公有链之间最明显的差异是开放程度较低，仅仅针对于参与团体中的成员开放，并且在每个区块的产生都会被节点所控制，其他节点仅仅作为其构成基础，开展相关的活动，并无法真正介入到共识机制中。联盟链在更多时候是为了巩固参与团队之间的关系，更多时候它的使用场景都在组织或是部门之间的交易或是结算时。而联盟链的开放程度较低的特性导致它在共识机制中采用的是DPOS，即股权证明机制，记账权利由最先选出的参与者手中。使用联盟链最典型的代表有超级账本、R3 联盟等等。

2.3 私有链

私有链所采用的是中心化系统，在三个中它的开放程度是最低的，属于不对外开放，仅仅对个人或是公司内部人员开放，进入的前提是需要注册，确定参与者的身份。私有链系统的读取和录入等权限只能被少数的人具备，不会对全体参与者开放，同时，私有链内容的所以数据信息也不会对外开放或是对外获取，能够充分保证内部参与者的信息安全。因此，在企业内部采用私有链是最为适合的，比如将其利用在财务审计等工作中，能够有效的提高工作效率，防治出现数据被盗的情况。

3 我国政府数据共享现状

3.1 数据共享理念不强

当前，由于政府工作人员并未对相关概念有清楚的认识，并且并未达到数据共享的共识，导致在政府内容数据共享的情况不多见，众多人员主动性不强。在传统的政府部门运行机制中，部门职责的分割十分突出，并且由于各个部门之间的职责存在差异，因此各个部门之间缺乏准确或是深刻的认识，从而无法形成有效的交流共享制度，导致在处理问题或是对待事物过程中无法形成统一的理念或是认识。在新时代，信息技术应用极为广泛，但是政府数据却出现分散、多样的特征，封闭或是半封闭的运行模式已然无法满足当前时代发展的需要，各部门、各职能机构之间的互联互通成为必然趋势，但是由于技术、环境和政策等多方面因素的影响，导致当前大部分部门依然按照传统的工作模式，导致政府难以打破信息壁垒，认识到数据共享的作用和价值。而在认识难以达成一致和缺乏助推力的前提下，政府工作人员无法形成共享的思维，导致政府数据共享无法得到应有。

3.2 未健全制度保障，难以进行共享管理

当前，我国政府在数据共享方面的相关制度方面构建不完善，导致共享的过程难以得到保障。虽然近年来，我国各级政府机构都认识到了数据共享的重要性，并在不同层面上出台了相应的文件，在一定程度上促进了我国政府数据共享的进程，但是依然存在两方面的不足：

（1）缺乏针对全国政府数据共享的条例，截止当前，也只有贵阳市政府出台了针对性政府数据共享的条例，但是也只是地方性的条例；

（2）宏观层面的制度难以落实到具体层面的制度，在缺乏制度监督的情况下，各级政府部门并没有清晰的行为方面可以参考，不知道如何开展数据共享，在数据共享中不知道应该遵循怎样的准则。

政府数据共享可以为政府部门之间提供多元化的信息交互方式，其具有连续性并且设计的内容涵盖了社会的各个方面。但是如果没有制定一个具有针对性的制度体系，那么就可能导致政府数据共享成本增加的同时降低效率。

3.3 技术水平不一致

由于我国政府部门之间的信息技术水平存在明显的差异，导致政府内部进行数据共享存在更多的障碍。而技术是决定数据共享能否成功的关键因素，但是技术本身也具有周期性特点，不同数据支持下的数据共享能力是有不同的，他们自之间存在的差异反映出来了部门之间的成本承担能力和地区、部门之间的发展差异。在我国经济更为发达的地区，其技术水平是明显高于我国欠发达地区，并且经济更为发达的地区在数据共享层面也更为先进，具有更为快速的传输速度、容量更大的优势，进而在一定程度上增加了不同地区之间的政府部门之间的技术差异，使得政府部门之间难以实现数据共享。此外，即使是技术水平相似的部门之间，也会由于标准的不统一导致数据共享受到阻碍。由于是我国地域辽阔、部门数量众多，而部门的技术通常是由不同的研发团队负责的，由于技术团队之间的竞争性和技术的保密性，部门的技术的运作方式也不尽相同，这更加大了技术标准的差异。在技术水平、技术标准等不相同的情况下，依托技术平台实现数据共享的做法难以得到实现。

4 政府数据共享应用创新路径研究

4.1 应用区块链提升政府数据自治力

在区块链中，通过P2P 和共识机制，能够实现在不同参与者之间搭建一个点与点分布式的对等网路结构。在这个网络中，不同区域、不同部门的政府机构都处于同一位置，治理体系属于分布式结构。同时，除了能够保证政府部门之间的数据共享，还能够保证政府和企业之间的数据交流，实现点对点的信息传输，减去了传统中层层审批的过程，使得政府组织结构变得更加扁平化，促进信息传输的有效性和高效率。

4.2 推动政府数据全方位共享开放

将区块链运用到政府数据共享中，能够促进中央和地方各级政府之间进行快捷、高效的信息收集，并且可以保证信息的数量和信息的多元化，尤其是通过收集民生、社会治理等方面的信息，能够帮助政府部门更好的了解群众的需要，更好的把握社会需求，从而为政府制定决策提供更加直接有效的数据支持。同时，通过点对点的传输方式可以帮助企业为大众提供信息时更加凸显个性化和精确化，从而有利于提高整个社会数据价值和数据的利用效率。

4.3 保障政府数据治理中数据的安全和隐私

在信息化要求下，政府政务信息化已成为必然趋势，创建网络政务平台迫在眉睫。但是在这个的背景下，政府治理过程中的数据安全和隐私保护成为关键点。在区块链中采用非对称加密算法可以有效的帮助政府解决数据安全性和隐私的保护，同时还可以帮助政府解决数据搜集过程中的可靠性这一难题。当前，在我国众多企业中区块链的应用十分广泛，而政府可以通过引进区块链达到建立全国信息数据库的目的。

在采用非对称加密技术中，一般分为两个过程：加密和解密。在这两个过程中都需要对操作人的身份和加密信息进行审核验证，当满足所有信息要求之前才能够获得数据信息，采用这种方式能够有效的提高数据的安全性。此外，虽然采用这种加密方式虽然有效的提升了其安全性，但是政府数据共享平台的管理人员仍然要重视及时对公钥进行升级更新。

此外，最关键的是区块链采用分布式的储存方式，能够自动更新数据并提前对数据进行备份，从而提升了数据库的安全性。采用这种方式，能够保障在某个区块出现措施的时候，相关数据的备份依然能够满足人们的信息需求，但是需要注意的是，没有被区块节点所认可的病毒是无法被储存近系统中的。

5 基于区块链技术政府数据共享平台的构建

5.1 构建原则

在政府构建数据共享平台时，需要根据相关的原则，不能没有根据的盲目建设。根据我国国情和发展情况来看，我国政府构建数据共享平台需要遵循协调性、可持续性和互利性三个原则。其中，可持续性是指政府在构建平台时不仅要考虑到当前所需，还需要考虑到未来的发展趋势，保证所构建的数据共享平台不仅能够满足当下的数据需要，还要满足未来，从而保障所构建平台的可持续性。而协调性原则则是指在构建过程中，需要考虑到政府政务的多元化，满足各个部门的需求，平衡好各个部门的利益，尽量用最小的成本换取最大的利益。而互利性则是指在构建平台时，在满足公平的前提下，在尽可能减少成本的同时提升效率，同时，要明确平台中各个参与者的权利、义务、权限等等，从而激发出各个参与者最大的积极性和主动性。

5.2 系统构架

由于我国当前政府数据共享程度很低，而如果此时使用“中心化”的方式则很难确保在共享过程中数据的真实性，并且还极其容易被篡改，因此在这样的背景下本文提出了采取“去中心化”的共享方式。同时，政府部门拥有的数据量众多，如果是直接采用区块链进行共享，一是可能由于数据的大量涌入导致区块链的性能降低，二是还可能会加大对储存资源的占用比。因此，在这种情况下，本文提出了采用IFPS 对数据进行储存的方式，而在区块链中则只需要将数据在IPFS 中产生文件地址。因此，根据以上的阐述区块链的数据共享则可以分为三层，分别是应用层、区块链层和数据层。

（1）应用层，这个层面主要是将给用户提供操作和显示界面，管理员能够通过这个界面对系统中的参与者进行管理，同时能够进行权限设置、数据记录查看。而普通的参与者只能够在这个界面上上传元数据、查看数据，亦或是通过IFFS 接口进行共享数据使用，以及对当前系统中的文件进行审批措施。在应用层，可以通过采用Web3.js 接口区块链的连接，实现前端和区块链之间的交互。

（2）是区块链层，这一层次的主要作用是在节点之间搭建一个以太坊联盟链，并在这个链上根据部门之间的需要进行合约的部署工作。而通过对合约之间的较小的数据进行调用储存，从而将包括数据操作记录、用户信息等保持下来。而合约的主要作用是用于管理用户权限，并根据用户的操作权限决定提供哪些数据。

（3）是数据层，在这个层面上将各个节点中需要共享的数据，包括图片、视频和文档等资料进行储存，并在各个节点之间搭建私有的IPFS 网络，从而将这些数据储存在各个节点之中，而用户可以将资料上传至IFPS 网络之后取到得到这一数据的权限。当用户在应用层输入想要获得的数据资料时，通过区块链层判断该用户是否有获得此数据信息的资格之后，用户才能够拿到索引值并从IPFS 中下载数据，详细的架构图如图1所示。

图1：系统架构图

5.3 系统功能模块设计

基于区块链建立政府数据共享平台的初衷是为了加强政府数据的安全共享，为了保证数据在共享过程中的安全性，因此，在构建共享平台时，需要从用户、政府数据以及共享过程和操作记录等多个方面综合思路。在构建系统时，需要分配以下几个功能，分别是：参与者管理模块、数据共享模块和操作记录模块，而在数据共享模块中，又包含了以下四个功能：数据共享、IPFSA 数据共享、数据处理和文件审批。

而为了满足系统的需求，一共建设了管理合约、数据合约、审批管理合约和操作记录合约共四个，并且在这些合约中都以函数的方式设置其功能，当出现同一个页面需要多个合约时，可以通过建设多个合约借口得以实现。而管理合约则主要是负责系统管理员对各个区域、各个部门的用户的账号以及访问权限进行管理，对用户登录进行验证管理等。而数据合约则是负责各个部门在上传数据、下载数据时的权限进行管理。文件审批则主要是负责文件审批的发起和获取。具体系统功能模块设计如图2所示。

图2：系统功能模块设计图

5.4 数据共享模块

数据共享模块主要负责的是数据信息的采集，数据信息上传至区块链和IPFS 中，最后延伸至各个节点数据下载和数据验证。而我们可以将这个共享过程分为三种：存储数据、读取数据、修改数据。

5.5 数据的查询

当用户使用身份证在政府各个部门之间办理业务时，用户身份证就会在不同的部门上出现多个元数据，而在网络中则会储存着同一身份证中不同部门的不同数据，而这些数据对应着部门和版本，当需要查询这一数据时只需要根据用户的身份证到部门中即可。

6 政府数据共享平台运行机制

6.1 数据收集机制

6.1.1 政府内部数据收集

在政府数据共享平台中，数据是多元化，来自不同地区、不同层级、不同部门，可以说数据内容丰富多样，涵盖种类众多。而除了一些公众数据，政府部门还涉及了一些机密数据，因此，在针对于政府内部数据收集过程中，需要按照数据信息的种类，做好数据的权限分类，将机密信息设置为私有链网络节点，从而避免被公众或是其他人篡改，这些数据仅仅给具有权限的人可查询。而对于半隐私的数据信息，则可以使用联盟链，供节点中的机构可查询，此外，政府还需要将公开化的数据信息放置于公有链网络节点中，供全体公众查询使用。

6.1.2 用户数据收集

在政府数据共享平台中，为了保证信息的全面性，还需要将用户办理业务的各项信息收集起来，例如公众的身份信息、住址信息、婚育状况等等，这类信息与个人生活工作具有紧密的联系，属于半隐私性的数据，因此，在收集这类信时不能将这类数据放置在数据开放平台中。需要获得个人的授权，根据个人意愿将个人的这些隐私信息提供给相应的部门，而企业或是其他人想要了解这些数据时，则需要通过申请。

6.2 数据处理机制

通过数据收集之后，政府数据共享平台中的数据众多，种类丰富，包含了各个领域，因此，此时就需要一套统一的标准化数据处理机制，规范数据，使数据更加有序，便于查询和使用，从而有效的发挥出数据应有的作用。

但是我国地域辽阔，部门众多，不同部门的数据处理方式和标准有存在一定的差异，因此，在数据处理机制中就需要结合用户或是政府部门，提前做好规划，从大局出发，制定出一套符合不同部门工作要求的处理机制。

6.3 用户授权机制

在用户授权机制中，首先需要确定用户身份信息，用户需要进行身份认证，通过人脸识别或是身份证等多种形式，保证用户身份的真实性。同时，根据用户工作的类别和需要，授予用户数据查询权利，针对于不同工作类别的用户要进行资源的授权和限制管理，要明确哪种工作类别能够查询和使用哪类数据。而用户上传到平台上的个人信息仅仅属于用户个人，当政府部门需要获取或收集这些信息时，需要通过用户授权。此外，这一机制还有利于解决政府区块链中用户在公有链、联盟链和私有链中不同身份的问题。

6.4 数据区块管理机制

在数据共享之前，需要政府部门对链上的信息进行统一的管理，包括政府部门数据、用户数据信息以及企业数据信息等，而这些信息需要按照关键词统一进行分类、储存和管理。通过数据之间的显性或隐性关系，将这些数据进行整理，从而放政府部门和用户的查询、使用。而通过数据区块对数据进行处理和管理之后，会使这些数据信息更加有序高效。

当用户在通过数据查询政务服务过程中，需要根据政府数据资源目录，查找出用户所需的数据，并提供相应的查询、咨询、分析、数据浏览等业务，如果用户觉得通过这一数据信息并未找到自己所需，则可以利用数据集进行反馈，相关部门收到反馈经过核实之后，就可以上传相关数据。从而满足用户的数据需求。

7 总结

综上所述，本文概述了区块链和政府数据共享的相关概念，分析了我国政府数据共享的问题，利用区块链的优势，设计了一个政府数据共享的模型。通过模型，制定了相应的运行机制，有效的改进了当前政府数据共享现状，明确了数据种类和开放人群，提高的政府数据共享过程中的安全问题，推动了政府数据的全方面共享，促进了我国政府数据的共享的发展。