以区块链为底层技术设计筹款救助平台*

肖玲玲 李松 王静

武汉科技大学 湖北 武汉 430065

引言

随着宠物饲养数量的不断增加，遭到遗弃的犬猫数量也在逐年递增。据统计，全球流浪动物数量约为6亿，而中国的流浪动物数量约5000万[1]。为此，民间爱心人士自发成立了许多流浪动物救助站点，但由于存在着资金匮乏、人手短缺等问题，这些救助站点的发展状况并不理想。为了维持救助站点的运营，救助站点管理者借助互联网平台面向社会进行募捐，基于现有的技术，资金募集存在着以下问题：善款不能及时送达救助站点、善款的流向无法公开透明等。长此以往，救助站点不仅无法改善其运营状况，还失去了社会公信力。除此之外，目前与流浪动物救助相关的平台只是发布领养信息、求助养护犬猫小技巧的平台，而此类平台既无法把流浪动物被领养后的生活情况及时反馈给用户，也无法有效解决帮助救助站点进行募捐等问题。

基于此，本文提出了一种基于区块链的流浪动物救助-筹款模式。为救助站点资金募捐无法满足运营、现有平台善款流向不公开、不透明以及流浪动物救助信息更新不及时等问题提供解决方案。

1 研究现状

1.1 区块链技术

区块链（Blockchain）是基于分布式共识算法决定记账者，并通过密码学签名和哈希算法保证其不可篡改、不可伪造，将数据区块按产生的时间顺序组合在一起的分布式链接账本。其特点：①去中心化区块链由众多节点组成一个端到端的网络，不存在中心化的设备和管理机构，即使有节点停止工作也会不影响系统整体的运作。②去信任系统中所有节点之间通过数字签名技术进行验证，无须信任也可以进行交易，只要按照系统既定的规则进行，节点之间不能也无法欺骗其他节点。③集体维护系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的，在每个节点中都有完整的交易记录，彼此核对，集体维护。④不可篡改系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝，单个甚至多个节点对数据库的修改是不会被其他节点承认的，除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改，也就是5l%算力攻击，这几乎不可能发生[2]。

1.2 区块链在慈善捐助的应用

在慈善捐助方面逐渐提倡区块链技术，如李琪[3]等人为有效解决慈善系统中存在的相关问题，提出区块链在慈善领域的一种应用模式，并以此为基础搭建善款流转平台。因此，将区块链用于救助流浪动物-筹款平台是可行的，赵欣妍[4]为使流浪动物救助行业得到良性发展，引出了区块链技术在救助流浪动物中的应用，为其提供了一个全新的视角。这些研究给区块链运用到流浪动物救助-筹款领域带来启发，故本文提出一种以区块链为底层技术搭建流浪动物救助-筹款平台，改变传统的募捐机构作为中间代理的模式以防止款项等信息被篡改，并且平台与宠物医院、宠物商店合作，使得善款只能在已注册的善款使用机构中使用，防止救助站点滥用善款。

2 基于区块链的募捐平台应用模式和平台功能

2.1 平台应用模式

平台采用区块链作为底层技术，设计出区块链在流浪动物救助-募捐领域的一种应用模式，如图1所示。在该模式下，被捐款方可以申请发布募捐信息，平台作为审核方只需审核信息的真实性并限制被捐款方的募捐金额，平台会对捐款的募集情况进行监管，达到捐款数额后立即通知被捐款方关闭募捐信息；捐款方登录平台自行浏览募捐项目进行募捐；捐款方与被捐款方之间直接联系，不需要慈善组织作为第三方介入管理款项；被捐款方在救助流浪动物后还需反馈流浪动物的生活状况数据等信息并公开发布在平台上；同时，被捐款方的筹款金额及善款的使用机构受到监管与限制，以防止善款被滥用。

图1 平台应用模式

2.2 平台功能设计

根据不同类型的用户需要设计出基于区块链的流浪动物救助-筹款平台的功能，主要包括“捐款”、“款项追踪”、“项目进度”和“项目反馈”4个主要功能模块。对于捐款方而言，捐款方可以在首页浏览募款项目并选择项目捐款，可以在“款项追踪”模块查看其捐赠的善款流向；对于被捐款方而言，可以在“项目进度”模块提交材料申请项目审核，在“项目反馈”模块提交救助的流浪动物生活状况信息和领养状况信息；对于系统管理员而言，在被捐款方发起募款项目后，根据被捐款方的需要，系统管理员将对其进行审核从而保证整个救助过程信息的真实、公开、透明。平台上每一笔善款均由系统管理员负责监管。如果被捐款方发起募捐申请，系统管理人员将会对该筹款项目进行审核并且删除已完成的筹款项目，之后实时更新项目，使所有捐款方和被捐款方都能了解到每一笔善款的流向。

3 基于区块链的募捐平台的系统架构和技术实现

3.1 平台系统架构

基于上述模式，本文开发了一个基于区块链的救助-筹款平台，在一定程度上解决了流浪动物救助站点存在的问题。如图3所示的平台架构分为上下两个部分，共5层。第一部分为WEB应用层，包括基于此平台数据展示和调用修改的表现层、业务逻辑层和数据存储层三层；第二部分为Blockchain层，包括负责区块链中各个节点间信息分配和验证的网络层和存储层两层，以及对数据安全和一致性有保证的所有交易信息的存储层[5]。

3.1.1 表现层架构。平台表现层采用B/S架构，以Web平台为基础，采用SSM框架开发实现流浪动物救助募捐系统。在此架构基础上，架构间的数据信息交互设计使表现层与业务逻辑层有好的数据交互对接与更合理的UI交互，让用户在系统界面得到期望的交互结果。

3.1.2 业务逻辑层架构。业务逻辑由使用者模块、募款模块、救助模块3个模块组成。不同模块所负责的功能不同，其中使用者模块提供使用者登记、登入、充值等与使用者使用系统相关的功能；募款模块提供募款项目申请、捐赠、款项结算等与项目募款相关的功能；救助模块提供救助信息反馈、被救助流浪动物生存状态数据展示等与流浪动物救助活动相关的功能。

3.1.3 数据存储层架构。数据存储层采用MySQL数据库技术实现系统的数据存储与管理功能。平台数据库中包含用户个人信息数据表，救助站点信息数据表，项目信息数据表等，通过各个表的数据信息的调用完成业务逻辑的处理以及平台页面的展示。管理员可直接更改数据表数据实现平台页面数据显示的同步更新。

3.1.4 网络层架构。网络层架构由P2P网络、数据更新和验证机制等模块组成。其中P2P网络架构使得系统不再需要中心化服务器，使其中各个节点可以分配所有资源和服务，并共同维此系统。当新的区块被某一节点创造后，会通过广播形式泛洪到其他节点，收到信息的节点在对其验证之后再继续创造新区块，使各个节点在接受信息的同时，也产生了信息。

3.1.5 存储层架构。存储层作为整个区块链技术的底层数据结构，储存着区块链中所有的数据信息。其采用区块结构，从没有记录交易的初始区块起，不断新增区块构成链式结构，并在其中封装存储交易信息和时间戳、交易密钥等，保证了全网公开情况下的数据安全。在区块链网络上，节点间采用智能合约维护数据的一致性，通过非对称加密等技术保证这个分布式数据区块库中数据信息的不可篡改以及可追溯功能[6]。

3.2 关键技术实现

3.2.1 区块链技术于资金流动的追踪。该平台底层数据库数据区块包含一张将交易双方的资料、金额、唯一且不可更改的时间戳等全部记录的总表。具体是由作为项目发起者的援助站用户建立一个募款项目区块项目，该项目可以实时跟踪和掌握项目的募款进度、资金情况、资金流向、来源渠道等，并自动为所有信息盖上时间戳，让所有信息向网络节点公开，并通过算法达成一致的“共识”，在所有节点验证交易信息。表1简化并摘取了关键信息进行表示，其中A、B分别表示捐款人和救助站点，数字1、2、3、4分别表示不同的对象，并通过T表示时间戳，T后数字表示时间戳的具体时间节点，记录善款的流入与流出时间信息，以此唯一的时间节点实现朔源与追踪。

表1 捐款流向跟踪表

3.2.2 区块链技术用户实时更新。平台每一笔交易都会存储在底层数据库并生成账本信息。为防止恶意修改带来的损失，表层交易数据库信息保持一致，在底层数据库中引入实时更新机制。在十分钟内的任何交易，任何节点都需要精确地盖上时间戳，并在区块中记录交易。如果项目进度和资金状况被第三方恶意修改，新的账本副本会在下一笔资金进入项目后在所有节点启用并重新覆盖修改后的项目信息，最新的项目进度和资金状况仍是正确地被展示在页面中，并且会在处理不真实的信息后向所有节点发送警告信息。

4 结束语

本文根据区块链技术具有去中心化、多节点参与、不可伪造和篡改存储数据、公开透明等特点，提出了一个以区块链为底层技术的救助-筹款模式，构建了一个去中心化的记账+信任机制，打造一个公开透明的捐赠环境。在此模式下，救助流浪动物的每一笔款项的来源、去向和用途都公开透明且具有可信度，用户可以实时监控管理资金流向或信息查询。此外，被捐款方须向平台反馈善款使用情况和救助流浪动物的情况。在保证善款安全性、透明性的同时，让救助人和捐赠人更清楚地了解自己所做的贡献，以此促进更多爱心人士参与救助流浪动物，达到救助流浪动物的目的。基于此，在该模式下救助站点资金募集无法满足运营、现有平台善款流向不公开、不透明以及流浪动物救助信息更新不及时等问题将会得以妥善解决，促进环境改善，社会和谐发展。