區(qū)塊聯(lián)盟鏈視角下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)框架構(gòu)建研究

崔金棟 王勝文

關(guān)鍵詞：區(qū)塊聯(lián)盟鏈;產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟;信息平臺(tái);應(yīng)用場(chǎng)景

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟對(duì)數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性要求較高，傳統(tǒng)信息平臺(tái)已不能滿足產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟信息化發(fā)展的需求。因此產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟內(nèi)部亟待建立全新的信息發(fā)布交流平臺(tái)，為產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟提供更加安全高效的互動(dòng)媒介，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研內(nèi)部多方主體的信息交流。目前區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)新一輪信息產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)動(dòng)機(jī).將該技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的框架構(gòu)建中.能夠有效地保障產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟數(shù)據(jù)備份與信息傳播，加強(qiáng)各主體之間的溝通交流，解決內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的安全性和保密性等問題。

1國(guó)內(nèi)外研究綜述

產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟（Industry-University-Research In.stitute Alliance，IURA）被視為推動(dòng)科技發(fā)展的主要?jiǎng)恿Αaial0 S等通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)盡管國(guó)家對(duì)校企協(xié)作的關(guān)注度日益密切，但對(duì)參與者實(shí)際的綜合水平、科研能力知之甚少。Noble D等提出在校企簽署合作協(xié)議前.合作方要對(duì)彼此的協(xié)作能力進(jìn)行綜合評(píng)估，以確保產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。Bellini E等認(rèn)為知識(shí)轉(zhuǎn)化和協(xié)同創(chuàng)新在產(chǎn)學(xué)研合作中起到重要的媒介作用，企業(yè)創(chuàng)新能力的提升得益于產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟合作。通過研究了印度企業(yè)、大學(xué)與政府的關(guān)系，Rupika等發(fā)現(xiàn)政府的積極參與有助于產(chǎn)學(xué)研合作的發(fā)展。Fischer B B等以巴西為研究對(duì)象，從不同維度分析了校企協(xié)作與科技創(chuàng)新的關(guān)系，認(rèn)為發(fā)展中國(guó)家為了提高本國(guó)創(chuàng)新效率更應(yīng)該加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。通過調(diào)查產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟內(nèi)部信息傳播的時(shí)效性，Raialo s等發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息能否在參與方之間無障礙地傳播成為產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟順利開展合作的重要因素。Estrada I等通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境變化會(huì)影響產(chǎn)學(xué)研合作的契合度，而聯(lián)盟內(nèi)部信息能否公開透明和實(shí)時(shí)更新是產(chǎn)學(xué)研合作高效進(jìn)行的重要因素之一。Wang Q等發(fā)現(xiàn)通過建立產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)，可以打破合作方信息壁壘、解決信息不對(duì)稱等問題，進(jìn)一步提高產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟合作效率。

區(qū)塊鏈概念由日本學(xué)者Satoshi Nakamoto在介紹比特幣時(shí)首次提出。區(qū)塊鏈不同于比特幣，它利用分布式數(shù)字處理技術(shù)將有效數(shù)據(jù)封裝在區(qū)塊中形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，且區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)對(duì)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行公開審計(jì)和獨(dú)立驗(yàn)證，不需要人工干預(yù)。Beck R將區(qū)塊鏈看作是大數(shù)據(jù)賬本（Hyperledger），深度剖析了區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化（Decentralization）、集體維護(hù)（CollectivelyMaintain）、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸（Peer to Peer Transmis.sion）等特點(diǎn)。由于每個(gè)區(qū)塊節(jié)點(diǎn)都加蓋有時(shí)間戳.Eyal I認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)能有效避免數(shù)據(jù)被非法篡改，“去信任化”可以解決公司或個(gè)人在線上交易或遠(yuǎn)程結(jié)算中的信用問題。通過研究區(qū)塊鏈架構(gòu)分布式及扁平化的特性，Sharma V等提出了一種新型運(yùn)作模式“在不影響網(wǎng)絡(luò)布局的情況下，以更少的能耗滿足分布式區(qū)塊的安全需求”。Peck M E等發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以應(yīng)用到貨幣交易領(lǐng)域，還可以在教育、能源等行業(yè)進(jìn)行推廣，增強(qiáng)行業(yè)數(shù)據(jù)信息的安全性。Qinghua Lu等提倡將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用至產(chǎn)品生產(chǎn)管理平臺(tái)中.以便利用區(qū)塊鏈的信息可追溯性查詢商品的生產(chǎn)加工過程。區(qū)塊鏈技術(shù)打破了互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和手機(jī)應(yīng)用程序的壁壘，促進(jìn)了社交媒介平臺(tái)的協(xié)同發(fā)展。Kshetri剖析了區(qū)塊鏈技術(shù)在加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)安全和隱私方面的作用.探討了如何利用該技術(shù)有針對(duì)性的修補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的安全漏洞。

傳統(tǒng)的產(chǎn)學(xué)研管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)維度有限，未能建立起歷史數(shù)據(jù)信息鏈，致使信息存儲(chǔ)性和可追溯性較弱，產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)的安全也得不到保障。區(qū)塊鏈技術(shù)具有分布式存儲(chǔ)、安全性強(qiáng)、方便追溯等優(yōu)勢(shì)，適用于產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的“合同契約簽訂、企業(yè)資信證明、學(xué)生檔案?jìng)浞荨⒖蒲薪?jīng)費(fèi)管理、研究成果及利潤(rùn)分配、工作站建設(shè)”。依托區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)進(jìn)行全新構(gòu)建，使之形成數(shù)據(jù)信息自由共享、協(xié)同共治的局面，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈視角下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)框架構(gòu)建研究的可落地性。

2區(qū)塊鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的需求分析

2.1區(qū)塊鏈技術(shù)下產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟信息平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)是中心化存儲(chǔ)體系.限制了數(shù)據(jù)信息的傳播和共享;聯(lián)盟成員為謀求私利可能會(huì)將虛假數(shù)據(jù)錄入平臺(tái).致使信息真實(shí)性難以確認(rèn)。利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立全新的信息管理平臺(tái)，可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程、提高產(chǎn)學(xué)研信息利用率;通過記錄駐站人員的行為信息，建立完善的信用生態(tài)體系。同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)可為學(xué)術(shù)成果加蓋時(shí)間戳，以防止知識(shí)產(chǎn)權(quán)受到侵犯，當(dāng)糾紛發(fā)生時(shí)信息平臺(tái)提可供權(quán)威的舉證憑據(jù)。區(qū)塊鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的技術(shù)特征，如圖1所示。

2.2區(qū)塊鏈技術(shù)的類型選擇

區(qū)塊鏈技術(shù)按照準(zhǔn)人機(jī)制可以分為3類：公有鏈（Public Blockchain）、專有鏈（Pfivme Block.chain）和聯(lián)盟鏈（Consortium Blockchain）。公有鏈?zhǔn)菍?duì)全網(wǎng)開放，任何人都可以訪問;專有鏈?zhǔn)且环N私人控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，去中心化、分布式存儲(chǔ)的特征不明顯，只能算作是廣義的區(qū)塊鏈;聯(lián)盟鏈保留了部分中心化控制的功能，數(shù)據(jù)信息處理功能與可拓展性較強(qiáng)，可針對(duì)公司要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)框架搭建，可以自定義聯(lián)盟鏈節(jié)點(diǎn)的訪問權(quán)限。聯(lián)盟鏈運(yùn)營(yíng)成本低、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸安全性高、具有較強(qiáng)的信息追溯性，非常適合于產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的框架搭建。表1為3類區(qū)塊鏈的特征屬性。

2.3產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的建設(shè)參與主體

區(qū)塊聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)作為增強(qiáng)科研能力、提高人才質(zhì)量的抓手，需要產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟參與者及政府部門、運(yùn)維公司共同建設(shè)，構(gòu)建三螺旋式（Triple Helix）的產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)，增強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息安全共享。

1）產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟既是信息平臺(tái)建設(shè)者也是平臺(tái)的服務(wù)對(duì)象。聯(lián)盟主體將數(shù)據(jù)信息上傳至平臺(tái)中并進(jìn)行分布式存儲(chǔ)。系統(tǒng)參與成員可以根據(jù)訪問權(quán)限對(duì)平臺(tái)進(jìn)行登陸訪問、信息查詢，為產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的運(yùn)行發(fā)展提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)區(qū)塊鏈信息平臺(tái)可以幫助產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)管，在不確定的情況下構(gòu)建全新信息管控生態(tài)體系。

2）政府機(jī)構(gòu)在產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)中扮演著重要角色。傳統(tǒng)監(jiān)管體系無法對(duì)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟情況及時(shí)掌握，導(dǎo)致政府監(jiān)管的效率低、成本高。若通過聯(lián)盟鏈技術(shù)將知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、工商局的管理系統(tǒng)接入產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)，開放特定的信息查詢權(quán)限，政府部門便可依托智能合約將監(jiān)督規(guī)范錄入聯(lián)盟信息平臺(tái)提升對(duì)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的管理能力，實(shí)現(xiàn)取證可靠、問責(zé)有效。

3）專業(yè)維護(hù)公司負(fù)責(zé)產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的日常運(yùn)維工作。產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)的區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)維公司（如IBM、Alphabet）對(duì)信息平臺(tái)進(jìn)行日常維護(hù)和系統(tǒng)配置，但為了防止產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟數(shù)據(jù)信息的泄露，運(yùn)維公司沒有數(shù)據(jù)信息的訪問權(quán)限。

3聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的框架構(gòu)建

區(qū)塊鏈視角下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)架構(gòu)主要分為四層，具體框架構(gòu)成如圖2所示。數(shù)據(jù)層產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的基礎(chǔ)模塊和必要層級(jí)：傳輸層和共識(shí)層是產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的核心模塊.是平臺(tái)運(yùn)行的重要保障;合約層是產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的交互模塊，平臺(tái)編程算法在該層運(yùn)行。

3.1產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)層

產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)層主要功能是對(duì)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟多類基礎(chǔ)信息進(jìn)行預(yù)處理，包括聯(lián)盟合作方資質(zhì)、契約合同簽訂、工作站建設(shè)規(guī)劃等信息。數(shù)據(jù)區(qū)塊（Data Block）由區(qū)塊頭和區(qū)塊主體構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。區(qū)塊頭包含識(shí)別號(hào)、區(qū)塊容量、時(shí)間戳、Merkle樹根等產(chǎn)學(xué)研區(qū)塊信息，區(qū)塊主體包括數(shù)據(jù)信息種類、哈希值、密文密鑰、鎖定時(shí)間等信息。

聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)借助非對(duì)稱加密技術(shù)（Asymmetric Cryptographic Algorithm）生成區(qū)塊的公鑰（Public Key）、私鑰（Private Key）和密文，以此來完成信息加密、數(shù)字認(rèn)證等功能。產(chǎn)學(xué)研信息在區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中傳輸，發(fā)送方借助接收方的公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行非對(duì)稱加密.并將密文和私鑰封裝后發(fā)送至接收方，接收方通過私鑰將密文破解成明文后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)結(jié)束后進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)廣播。

產(chǎn)學(xué)研信息按區(qū)塊封裝的時(shí)間順序依次鏈接到區(qū)塊鏈上，并將時(shí)間戳（Timestamp）標(biāo)記在區(qū)塊頭中。時(shí)間戳實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊信息的可追溯性，為產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的合同簽訂、產(chǎn)權(quán)注冊(cè)等對(duì)時(shí)間記錄精確度較高的應(yīng)用提供了安全保障。

3.2產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的傳輸層

產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟信息平臺(tái)的傳輸層為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)范式網(wǎng)絡(luò)（Peer to Peer Network，P2P Network），依托聯(lián)盟鏈的部分去中心化功能對(duì)產(chǎn)學(xué)研信息進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，傳輸層內(nèi)部封裝了維護(hù)人員設(shè)定好的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、數(shù)據(jù)傳播模式和信息認(rèn)證機(jī)制，確保多數(shù)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)可以參與到信息驗(yàn)證及數(shù)據(jù)記賬的過程中.區(qū)塊信息通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)后才能鏈接至區(qū)塊鏈。若產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的區(qū)塊節(jié)點(diǎn)鏈接或挖掘到新的信息協(xié)議并且不能與原始版本匹配，前區(qū)塊就會(huì)認(rèn)為新鏈接的信息或協(xié)議是不合法的.會(huì)造成區(qū)塊主鏈分叉，后續(xù)的區(qū)塊經(jīng)過計(jì)算會(huì)鏈接到合法的區(qū)塊節(jié)點(diǎn)上，從而解決區(qū)塊鏈分叉的問題。

由于產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的傳輸層采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸，所以傳輸層中每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位平等且以扁平式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其特點(diǎn)是“部分去中心化、P2P傳輸、分布式存儲(chǔ)”，任意節(jié)點(diǎn)不依賴于其他節(jié)點(diǎn)就可以對(duì)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟信息進(jìn)行認(rèn)證與分析，如圖4所示。

3.3產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的共識(shí)層

區(qū)塊鏈技術(shù)的共識(shí)層封裝了產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的所有共識(shí)機(jī)制（Consensus Mechanism），是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研信息存儲(chǔ)去中心化、網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊不被惡意攻擊的關(guān)鍵所在。共識(shí)機(jī)制高效地解決了產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)分布式節(jié)點(diǎn)的相互信任問題.使分布式節(jié)點(diǎn)在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)成共識(shí)完成數(shù)據(jù)更新。共識(shí)層封裝了工作量證明（Proof 0f Work，PoW）、權(quán)益證明（Proof0f Stake，PoS）、授權(quán)股份證明（Delegated Proof 0fStake，DPoS）、實(shí)用拜占庭容錯(cuò)（Practical Byzan.tine Fault Tolerance，PBFT）、授權(quán)拜占庭容錯(cuò)（Delegated Byzantine Fault Tolerance，DBFT）等多種區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制.頻率使用較高的共識(shí)機(jī)制如表2所示。

3.4產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的合約層

產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的合約層封裝了區(qū)塊鏈技術(shù)的各類算法機(jī)制（Algorithm Mechanism）及腳本代碼（Script Code），通過排列組合衍生出更加復(fù)雜的智能合約（Smart Contract）。產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的維護(hù)人員將智能合約依托計(jì)算機(jī)編程內(nèi)嵌至合約層，使得整個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)能夠主動(dòng)傳輸和處理產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的數(shù)據(jù)信息，以維持產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的功能正常運(yùn)行。

智能合約具有自我管理、自動(dòng)執(zhí)行的特點(diǎn)，當(dāng)產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理時(shí)，信息系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序編碼自動(dòng)觸發(fā)運(yùn)行，啟動(dòng)運(yùn)行后不受任何人為或外界影響的干預(yù)，也無法對(duì)智能合約進(jìn)行篡改，保障了產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行結(jié)果的真實(shí)性。在區(qū)塊鏈平臺(tái)搭建初期，技術(shù)人員要預(yù)先擬定好智能合約的內(nèi)容和執(zhí)行合約的激活條件，并以腳本代碼的形式內(nèi)嵌至產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中。當(dāng)產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行時(shí)，各類合作信息數(shù)據(jù)代碼附著在區(qū)塊上，通過區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播，智能合約滿足觸發(fā)條件后便立即自動(dòng)激活合約命令并對(duì)代碼進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完成對(duì)產(chǎn)學(xué)研信息的更新與存檔。

4區(qū)塊聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行機(jī)理與系統(tǒng)動(dòng)力

4.1聯(lián)盟鏈視角下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行機(jī)理

區(qū)塊鏈技術(shù)下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)理主要分為3個(gè)步驟，分別是產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的信息數(shù)據(jù)加密、信息數(shù)據(jù)傳輸以及信息數(shù)據(jù)維護(hù)。產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行機(jī)理如圖5所示。

1）產(chǎn)學(xué)研信息加密。聯(lián)盟工作人員要將產(chǎn)學(xué)研合作中知識(shí)轉(zhuǎn)移、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、專利創(chuàng)造等信息及時(shí)錄入到產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中，錄入的信息在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理，不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處將所掌握的信息類型、核心內(nèi)容、簽訂時(shí)間、參與人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納后記錄至信息平臺(tái)。分布式節(jié)點(diǎn)接收到產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的信息后，將信息數(shù)據(jù)通過非對(duì)稱加密技術(shù)與哈希算法生成密文和密鑰.并將一段時(shí)間內(nèi)接收到的密鑰指令、信息代碼、地址來源線性封裝進(jìn)一個(gè)帶有時(shí)間戳的區(qū)塊內(nèi).鏈接到當(dāng)前最長(zhǎng)的主鏈條上。哈希函數(shù)（Hash Function）是區(qū)塊鏈非對(duì)稱加密技術(shù)的關(guān)鍵所在，各類信息在哈希算法的處理下壓縮至特定長(zhǎng)度的字符串，在消除數(shù)據(jù)過度冗余同時(shí)也保證了產(chǎn)學(xué)研信息的真實(shí)性與完整性。

2）產(chǎn)學(xué)研信息傳輸。當(dāng)區(qū)塊信息進(jìn)入傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)將新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息向全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交互式傳輸。以區(qū)塊1嘗試將數(shù)據(jù)傳播到區(qū)塊2為例（如圖6所示），區(qū)塊1向區(qū)塊2提供私鑰和產(chǎn)學(xué)研信息哈希值（此時(shí)區(qū)塊1已經(jīng)通過了全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)共識(shí)機(jī)制的驗(yàn)證），區(qū)塊2的公鑰鏈接到區(qū)塊1中的數(shù)據(jù)信息后通過哈希算法得到新的哈希值，再通過所有者1的私鑰進(jìn)行加密，形成的密文作為數(shù)字簽名在產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中繼續(xù)廣播。其他節(jié)點(diǎn)在接收到產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)信息后將信息存儲(chǔ)在某個(gè)區(qū)塊中，區(qū)塊中的信息通過節(jié)點(diǎn)共識(shí)機(jī)制認(rèn)證繼續(xù)向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播。只有區(qū)塊中所包含的產(chǎn)學(xué)研信息有效且從未出現(xiàn)過，其他節(jié)點(diǎn)才認(rèn)同該區(qū)塊的有效性，并進(jìn)行新一輪數(shù)據(jù)廣播以延長(zhǎng)鏈條長(zhǎng)度.被接受區(qū)塊的隨即哈希值被視為新區(qū)塊的隨機(jī)哈希值。

3）產(chǎn)學(xué)研信息維護(hù)。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息維護(hù)過程中，存儲(chǔ)系統(tǒng)可能會(huì)遭受到惡意篡改和攻擊，但是區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)下這種威脅會(huì)大大降低。產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)信息由區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中預(yù)先設(shè)置的節(jié)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行集體維護(hù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位和功能是相同的，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)被攻擊、被劫持不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)的信息維護(hù)。當(dāng)智能合約達(dá)到觸發(fā)條件運(yùn)行時(shí)，就不再受任何外界因素的干擾，若產(chǎn)學(xué)研合作信息得到產(chǎn)過半數(shù)以上的區(qū)塊認(rèn)同時(shí)，數(shù)據(jù)可以被不可逆地存儲(chǔ)在信息平臺(tái)中。若不法分子企圖篡改產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)上數(shù)據(jù)信息，就要同時(shí)攻擊超過總數(shù)51%的區(qū)塊節(jié)點(diǎn)（51%Attack），但就當(dāng)前的破解技術(shù)與計(jì)算能力而言.很難實(shí)現(xiàn)在不被察覺的情況下對(duì)產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)發(fā)起51%攻擊，區(qū)塊鏈技術(shù)完全能夠保障產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中的數(shù)據(jù)不會(huì)因技術(shù)原因而篡改。

4.2區(qū)塊聯(lián)盟鏈視角下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行動(dòng)力

區(qū)塊聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的運(yùn)行動(dòng)力可以分為內(nèi)部動(dòng)力和外部動(dòng)力，兩種系統(tǒng)動(dòng)力協(xié)調(diào)配合推動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)行，使產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟形成持續(xù)、緊密、穩(wěn)定的合作關(guān)系。內(nèi)部動(dòng)力來源于產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟內(nèi)部，通過區(qū)塊鏈技術(shù)等科技創(chuàng)新來驅(qū)動(dòng)、刺激產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的高效運(yùn)行;外部動(dòng)力主要存在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟之外，通過政策支持、市場(chǎng)需求和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)來促進(jìn)、引導(dǎo)到產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的平穩(wěn)發(fā)展。

區(qū)塊鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行動(dòng)力系統(tǒng)由公司企業(yè)、高等院校、科研機(jī)構(gòu)、政府部門4個(gè)動(dòng)力子系統(tǒng)構(gòu)成。圖7為區(qū)塊鏈技術(shù)下產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行動(dòng)力流圖，其中有5個(gè)水平變量、10個(gè)速率變量、5個(gè)常量和25個(gè)輔助變量。企業(yè)動(dòng)力子系統(tǒng)是保障產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行最重要的動(dòng)力來源，企業(yè)是價(jià)值創(chuàng)造的主體，也是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作中最重要的組成部分，企業(yè)的信息傳導(dǎo)速度、經(jīng)濟(jì)效益、科研投入、員工素質(zhì)會(huì)直接影響到產(chǎn)學(xué)研合作及信息平臺(tái)運(yùn)行狀況：高校和科研機(jī)構(gòu)的綜合科研實(shí)力、成果轉(zhuǎn)化率及技術(shù)創(chuàng)新能力同樣也影響著產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的運(yùn)行：此外政府支持和市場(chǎng)需求也影響著產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)運(yùn)行。

5區(qū)塊聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展建議

5.1聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景

1）智力成果與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。智力成果主要包括學(xué)術(shù)論文及專利軟著。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)保密機(jī)制較差，實(shí)驗(yàn)成果或科研數(shù)據(jù)容易外泄導(dǎo)致學(xué)術(shù)糾紛。知識(shí)產(chǎn)權(quán)人可以將智力成果、非正式發(fā)表數(shù)據(jù)及觀點(diǎn)創(chuàng)意錄入產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái).依托數(shù)據(jù)加密和加蓋時(shí)間戳來確保知識(shí)產(chǎn)權(quán)的唯一性和可追溯性，這樣可以完整記錄學(xué)術(shù)成果創(chuàng)作及轉(zhuǎn)讓的全過程，保證知識(shí)產(chǎn)權(quán)不受侵害。

2）資信存證及信用體系建立。聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)資信證明存檔，規(guī)避虛假信息傳播，建立完備的聯(lián)盟信用體系。管理人員可依托區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)建和頒發(fā)數(shù)字證書，以便合作方之間的信息認(rèn)證與資格審查。在資信存檔過程中，聯(lián)盟鏈信息平臺(tái)建立含有產(chǎn)學(xué)研信息的電子證書借助私鑰對(duì)內(nèi)容進(jìn)行加密.添加數(shù)字簽名和時(shí)間戳.保證用戶信息和電子證書內(nèi)容的安全性。

3）合同契約與文件檔案認(rèn)證。在進(jìn)行合同文檔查詢時(shí)，產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的智能合約會(huì)自動(dòng)觸發(fā)多重簽名對(duì)查詢?nèi)松矸葸M(jìn)行確認(rèn).保證契約文檔內(nèi)容不會(huì)被盜用。身份確認(rèn)后，查詢?nèi)私柚?lián)盟鏈上初始錄入的哈希值驗(yàn)證合同文檔的內(nèi)容是否真實(shí)，利用聯(lián)盟鏈不易篡改、追溯性強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)信息查詢進(jìn)行安全快捷的認(rèn)證。

4）產(chǎn)學(xué)研研究生工作站建設(shè)。聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)可使各部門跨組織、跨機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同合作，可以打破聯(lián)盟內(nèi)部信息壁壘，并實(shí)現(xiàn)科研方向與市場(chǎng)需求保持一致。聯(lián)盟鏈信息平臺(tái)既可作為研究生工作站的協(xié)同辦公系統(tǒng)，負(fù)責(zé)站內(nèi)監(jiān)督考核、決策管理.同時(shí)還可整合優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源.使精品研資料在站內(nèi)共享，逐步實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)、管理平臺(tái)和資源平臺(tái)的融合互聯(lián)。

5.2聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的發(fā)展建議

目前區(qū)塊鏈技術(shù)尚處于起步階段，主要應(yīng)用在貨幣交易結(jié)算等金融領(lǐng)域。相比貨幣交易，產(chǎn)學(xué)研合作的參與方較多、面臨的問題也更為復(fù)雜，聯(lián)盟鏈技術(shù)在產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中的應(yīng)用將面臨諸多挑戰(zhàn)。

1）平臺(tái)推廣難度大。區(qū)塊鏈技術(shù)目前沒有統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，將其應(yīng)用在產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的實(shí)際案例較少，缺乏推廣動(dòng)力;其次，缺少政策保護(hù)和政府監(jiān)管也是影響技術(shù)推廣的不利因素，去中心化的產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)會(huì)對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)造成較大沖擊.使產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在信息平臺(tái)中持謹(jǐn)慎態(tài)度。

若要解決推廣難的問題.國(guó)家應(yīng)出臺(tái)區(qū)塊鏈應(yīng)用政策，支持將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)中，切實(shí)保障產(chǎn)學(xué)研合作參與者的合法利益。產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟內(nèi)部要妥善協(xié)調(diào)好平臺(tái)運(yùn)營(yíng)和利益分配間的關(guān)系，將區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮到最大化，降低其推廣運(yùn)營(yíng)阻力，為參與方帶來更多利潤(rùn)。

2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量受限。隨著協(xié)同創(chuàng)新合作的不斷深入，產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)會(huì)呈級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。由于聯(lián)盟鏈技術(shù)的核心是分布式存儲(chǔ)，這便對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間提出較高要求。產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)不斷增加而平臺(tái)存儲(chǔ)能力有限，不僅限制了數(shù)據(jù)的更新與上傳，還會(huì)影響信息傳輸效率，對(duì)時(shí)效性造成影響。

將存儲(chǔ)系統(tǒng)擴(kuò)容是解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間受限最直接的辦法，此外產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)還可通過“分類、切片”的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，切片數(shù)據(jù)信息在加密壓縮后存儲(chǔ)至分布式節(jié)點(diǎn)中，這樣既保證了數(shù)據(jù)信息不可篡改性，同時(shí)也解決了存儲(chǔ)空間受限的問題。

3）技術(shù)可靠性存疑?？赡軙?huì)面臨私鑰丟失和協(xié)議攻擊等問題，聯(lián)盟鏈中產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)信息的不可篡改性和保密性是以私鑰安全為前提。密鑰由聯(lián)盟內(nèi)部人員個(gè)人持有，缺少私鑰認(rèn)證所需的可信環(huán)境;若私鑰丟失，聯(lián)盟鏈信息平臺(tái)的分布式結(jié)構(gòu)也很難對(duì)私鑰進(jìn)行補(bǔ)發(fā)管理。

為了防止私鑰丟失.產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)可以引入可信的三方機(jī)構(gòu)，由第三方負(fù)責(zé)維護(hù)私鑰加密列表，依托簽名驗(yàn)證的方式對(duì)私鑰列表進(jìn)行加密。當(dāng)私鑰不慎丟失后，第三方維護(hù)機(jī)構(gòu)通過電子簽名認(rèn)證找回私鑰，并需要重新設(shè)定數(shù)字簽名以提高身份驗(yàn)證的復(fù)雜性及安全性。

6總結(jié)

區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)的分布式存儲(chǔ)、部分去中心化、可追溯性較強(qiáng)等特點(diǎn)適用于產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的框架搭建。通過分析表明，區(qū)塊鏈技術(shù)可以協(xié)助產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟打破信息壁壘、完善征信體系，保護(hù)駐站人員的知識(shí)成果不受侵害。然而，將區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)正處于探索階段，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少并存諸多難題，希望此研究能為聯(lián)盟鏈產(chǎn)學(xué)研信息平臺(tái)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。