产品质量检测区块链应用平台建设探究

文｜庞文迪 李青 苏玮

一、产品质量检测区块链应用平台建设背景

近年来，区块链技术作为信息技术的代表开始被尝试运用于各个领域，特别是其公开透明、可追溯的技术特性，对提高市场监管水平、改善监管成果具有积极意义。在《中共中央国务院关于加快建设全国统一大市场的意见》中提出明确要求，建立消费领域信用体系，区块链自带信用属性，适用于新一代产品质量检测信用体系的建设，省级市场监管部门可以牵头搭建产品质量检测区块链应用实验平台---质量检测联盟链，联盟链由市场监管部门、业务部门、中国质量认证中心等权威的第三方机构参与节点建设并且管理，由检验公司和检测实验室按照质量标准检测并上报平台做数据存证，由认证机构向平台上传相关的区块链认证证书或存证。市场监管部门、业务部门和实验平台牵头方作为监管节点，对平台内各个模块检测认证行为以及数据上链行为进行质量监督，确保平台上的数据的可信。

二、产品质量检测区块链应用平台建设探究

（一）建设路径及原则

质量检测联盟链是在同业机构之间搭建的区块链网络，质量检测联盟链的组织机构中，去中心更多指的是多方共同维护数据，并不影响监管等类型的机构在业务系统中正常履行其职能。质量检测联盟链旨在建设一个检测监管区块链应用平台，在各级监管单位间搭建联盟链，每个监管单位均为联盟链系统中的一个联盟成员。通过不同单位间搭建联盟链作为业务平台底层支撑，利用原生业务+区块链+线上线下结合模式，实现监测行业的有效监管。通过将监管环节中的检查流转情况实时登记上报，链上留存，保证了监管环节信息的有效性、安全性与不可篡改。

质量检测联盟链系统可采用分布式存储+区块链的方式解决大规模数据及非结构化数据上链的问题。将源数据存于分布式系统中，并将源文件的 Hash 地址及操作指纹信息（时间戳、电子证书、Hash、用户身份）存储于区块链网络永久保存，用户经授权后可以通过区块链上文件的地址信息随时去获取这些数据源文。同时为了保障分布式存储数据不被轻易篡改，必须将数据加密后一并存入区块链，这样用户可以将得到的链上数据进行验证，以确定数据的完整性与可靠性。

通过搭建的新一代区块链信用服务平台，提供数据哈希固化存证，私钥授权共享和灵活的数据治理服务。市场监管部门、业务部门和平台牵头方作为监管节点提供信用背书，对平台内各个模块检测认证行为以及数据上链行为进行质量监督，确保平台上的数据的可信，同时为未来围绕受瞩目的消费品质量、供应链质量问题等提供精准化、精细化的智慧市场监管服务，提供稳定的区块链基础设施以及便捷的存证、取证、示证服务。

产品质量检测区块链应用平台建设四大原则 ：一是数据哈希固化，即公文、合同、著作、图片、音频、视频等各种文件，可通过固化哈希存证；二是私钥授权共享，即基于区块链的私钥授权的机制、实现数据共享，实现我的数据我做主；三是灵活数据治理，即灵活设置数据管理单元，可配置的数据模版，实现有效的数据治理；四是开放平台生态，即开放的区块链存证服务平台。

（二）建设总体架构

产品质量检测区块链应用平台的总体架构分为“基础设施+中间层+业务层”+“业务支撑”的“三横一纵”架构设计：

基础设施是由区块链节点、数据库、专用节点服务器、虚拟服务器四大块组成。利用区块链可信存储特性，将重要源文件上链，将其他质量监管数据存储在数据仓库中，并通过计算质量监管数据哈希，将该哈希记录到区块链中，用于验证与确权。专用节点硬件服务器保障区块链网络出块稳定和安全。

中间层是在上链业务系统和联盟链管理系统与基础设施之间对用户进行去中心化用户认证、对事务进行监控、对访问进行控制以及对链上链下数据的协同。去中心化用户认证确保用户认证过程的可信；事务监控及时发现系统运行过程的中出现的异常；对查阅质量监管用户进行访问控制，避免任何用户都可随意查阅质量监管数据；链上链下数据协同，解决了区块链在数据处理查询的问题，通过将区块链数据同步到链下，使用数据库来处理查询。

业务层是面向用户的相关功能交互，主要有用户中心、质量监管存储、质量监管检索和质量监管校验。用户中心对接“质量监管综合平台”的用户系统来生成对应的区块链账户；质量监管存储是用户通过该系统功能对质量监管进行上传存储；质量监管检索是对已经存证记录的质量监管进行检索查阅。质量监管校验可以利用质量监管文件哈希值自动在系统中校验，判断文件的有效性。

业务支撑层是包含节点恢复、备份和监控在内的运维支撑层和包含BP工具等在内的业务支撑层。运维支撑层通过节点备份能在相关节点损坏的情况下避免节点数据丢失，并且利用节点恢复能将损坏节点恢复为正常状态，同时实时对节点状态进行监控，以确保节点出现异常时能及时处理；业务支撑是让用户使用更加人性化。区块链浏览器能直观地展示区块链相关数据；用户通过浏览器插件能够更加容易地进行签名认证，来进行质量监管存证、业务审批和检索校验等行为。

（三）建设创新点

产品质量检测区块链应用平台底层采用联盟链技术，按照层级可将节点划分为区级层、市级层、省级层、国家级层。从区级层入手实施，区级层中每个区分配若干个共识节点对区内的质量监管数据信息进行存证。若不同区之间需要进行质量监管单位的跨区调阅，则调阅请求方将会应用跨链技术，通过资源消耗的方式来获得查阅权限，从而获得经许可的共享数据，主要有以下三个创新点：

一是质量检测联盟链区块设计，本平台中的联盟链区块结构由“区块头”和“区块交易”两部分组成，每个区块记录前一个区块头的Hash值，“区块交易”包含的是具体的事务（如：质量监管文件上链）；借助区块中应用默克尔树结构以及Hash算法技术，保证链上数据的不可篡改性与可追溯性。

二是质量检测联盟链节点设计，质量检测联盟链上的节点类型包括以下三种：共识节点、同步节点以及备份节点，分别承担了区块的产出，数据的同步以及区块链数据的备份功能，构成了质量检测联盟链节点网络的基础组成部分。

三是共识节点保存区块链数据的安全性，新的共识节点的接入由对应的智能合约提供准入机制进行保障，并非所有节点都可直接接入质量检测联盟链，这一准入机制的设计确保了联盟链的数据可以在安全、可控的范围内进行数据的共享与查看。此外，质量检测联盟链节点本身具备自动检测、容灾恢复、数据校验等功能，可有效保证节点运行的稳定与安全。

三、下一步展望

产品质量检测区块链应用平台的建设通过智能合约实现的企业安全监管预警机制能有效的辨识和提取违规操作流程和事故信息，进行预测警报，通知相关问题节点和监管节点，场景上能够保障现场管理人员乃至公司及时、有针对性的采取预防措施，降低事故发生，同时对于监管部门，能够通过预警机制来提醒加强对于相关生产执行节点的指导管控，同时能够及时的对可能发生的问题提前分析预防；同时可以部署应急处理的逻辑实现，有效做好检测的保障工作，确保有一个安全稳定的生产运营状态，在发生违规操作、紧急事故等情况的时候，执行相关智能合约的应急处理内容，迅速、便捷、有序地处置突发事件，把影响和损失减少和控制在最小范围内。而质量监管联盟成员内被监管覆盖单位的生产运营以及监督治理相关的所有执行动作进行上链存储，全部信息上链，便于在监督监察过程中发现存在的问题，可以直接在区块链上追溯到源头，更有针对性的进行治理和管控。上链数据通过共识后及时同步，不可篡改并可溯源。同时在互信的模式下可以通过智能合约来实现安全预警和事故紧急处理方式的触发执行。

下一步，可以提供政府电子检测监管系统建设、配套政府监管系统增值服务、电子检测监管系统专用节点接入及跨链对接服务；可以率先落地电子检测监管系统等应用场景，为“区块链+检测监管”应用提供成功经验。