淺析區(qū)塊鏈技術在數(shù)字檔案館中的應用

盧芷晴

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來使得“互聯(lián)網(wǎng)+”一度成為焦點。而現(xiàn)如今隨著時代的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術已經(jīng)開始進入我們的生活，全新的經(jīng)濟社會發(fā)展形態(tài)已逐步形成，這意味著“區(qū)塊鏈+”已從概念變?yōu)楝F(xiàn)實，如“區(qū)塊鏈+支付”、“區(qū)塊鏈+征信”、“區(qū)塊鏈+能源”、“區(qū)塊鏈+保險”等等，實現(xiàn)了對互聯(lián)網(wǎng)+時代的超越與顛覆[1]。近年來，無論是在理論上還是實踐上關于區(qū)塊鏈與檔案的研究有了不少新突破，證明了“區(qū)塊鏈+檔案”同樣具有一定的可行性。理論方面，國內(nèi)外檔案學者紛紛開始研究區(qū)塊鏈技術和檔案的聯(lián)系;實踐方面，世界上最大、最古老的檔案館之一的英國國家檔案館也已經(jīng)著手開展名為“Archangel”的項目，計劃運用區(qū)塊鏈技術進行檔案管理。另一方面，隨著科學技術的不斷提高，數(shù)字檔案館盛行，區(qū)塊鏈技術與數(shù)字檔案館的關系更為密切，但當前關于區(qū)塊鏈技術+檔案的相關研究還不算很多，筆者以“區(qū)塊鏈”、“檔案”為關鍵詞在中國知網(wǎng)進行搜索，所得到相關文獻僅有13篇，因此，筆者嘗試基于區(qū)塊鏈技術結合數(shù)字檔案館的實際，提出新時代下具有實踐性的數(shù)字檔案館發(fā)展的新路徑[2]。

一、區(qū)塊鏈的釋義

（一）區(qū)塊鏈的定義

區(qū)塊鏈（Blockchain），是一種通過網(wǎng)絡中多個節(jié)點共同參與數(shù)據(jù)的計算和記錄從而使得每個人都能參與數(shù)據(jù)庫記錄，卻不可篡改的分布式數(shù)據(jù)庫存儲技術。從技術角度講，區(qū)塊鏈技術是基于分布式共識機制、非對稱加密技術、點對點傳輸協(xié)議以及腳本代碼系統(tǒng)等技術集成創(chuàng)新而形成的具有去中心化特征的分布式基礎架構與計算范式[3]。一般說來，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成，主要用于解決信任和安全問題。

（二）區(qū)塊鏈技術的發(fā)展

區(qū)塊鏈技術可謂是新世紀的創(chuàng)世之作，但“創(chuàng)世”絕非無中生有，因此區(qū)塊鏈技術也擁有一定的發(fā)展歷史，具體可將其分為五個階段：

第一階段，萌芽階段（1976-2006）。1976年，論文《密碼學的新方向》發(fā)表。該文章覆蓋了未來幾十年密碼學所有的新的進展領域，包括非對稱加密、橢圓曲線算法、哈希等一些手段，奠定了迄今為止整個密碼學的發(fā)展方向，也對區(qū)塊鏈的技術的誕生起到?jīng)Q定性作用。隨后相關的理論和技術不斷革新和完善。因此， 1976年可以說是區(qū)塊鏈史前時代的元年。

第二階段，實驗階段（2007-2009）。區(qū)塊鏈最初是由日裔美國人中本聰（SatoshiNakamoto） 提出并實現(xiàn)的。2008年11月，中本聰在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布了一篇著名論文《比特幣：點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，第一次提出區(qū)塊鏈的概念。但這個時間段，極少數(shù)的人關注和研究區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈的相關產(chǎn)物也尚未誕生[4]。

第三階段，起步階段（2010-2012）。2010年2月6日誕生了第一個比特幣交易所，由于比特幣的火爆使得作為比特幣的核心與基礎架構的區(qū)塊鏈技術開始被關注。

第四階段，發(fā)展階段（2013-2015）。2013年，區(qū)塊鏈的相關產(chǎn)物逐步推出市場。2015年11月英國著名雜志 《經(jīng)濟學人》發(fā)表了一篇封面文章 《區(qū)塊鏈，信任的機器》，文章深刻的揭示了區(qū)塊鏈技術的巨大優(yōu)勢與潛力，此后，區(qū)塊鏈作為一個商業(yè)的概念，開始逐步進入了公眾的視野，大批的區(qū)塊鏈產(chǎn)物蜂擁而至。

第五階段，主流階段（2016-2018）。當前，全球已經(jīng)開始掀起一輪區(qū)塊鏈的熱潮，各項數(shù)字都顯示出區(qū)塊鏈技術進入了高速增長的時代，區(qū)塊鏈技術已然成為各行各業(yè)關注的重點。

過去，區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史相對較短，但未來，區(qū)塊鏈技術應用必將越來越廣泛，其“前途”將無可限量。

（三）區(qū)塊鏈技術的特點

區(qū)塊鏈技術最明顯的特點是信息不可篡改和去中心化。

1.信息不可篡改

以往的信息存儲，不僅容易被篡改而且還難以被發(fā)現(xiàn)，而區(qū)塊鏈就利用哈希算法很好的規(guī)避了信息被篡改的風險[5]。一方面，哈希算法的加密過程是不可逆的，這就表明其他人無法通過輸出的散列數(shù)據(jù)倒推原本的信息內(nèi)容。另一方面，所輸入的信息內(nèi)容與輸出的散列數(shù)據(jù)又是一一對應的，任意一個輸入信息的變化，都會導致最終輸出的散列數(shù)據(jù)發(fā)生變化。若他人想修改原有的信息內(nèi)容，除非能夠同時控制系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點，否則單個節(jié)點上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，這就使得信息只要經(jīng)過驗證并添加至區(qū)塊鏈，就會得到永久存儲，無法更改（具備特殊更改需求的私有區(qū)塊鏈等系統(tǒng)除外），由此可見，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。

2.去中心化

去中心化是區(qū)塊鏈又一明顯的特征。所謂去中心化是指一個去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫，具體來說就是把信息分散存儲在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的不同節(jié)點上，如圖1。

該特征充分表明區(qū)塊鏈能夠有助于信息更加透明與公開，從而建立起信息透明度極高的信息存儲系統(tǒng)。首先，存儲在區(qū)塊鏈中的信息記錄對全網(wǎng)節(jié)點是透明的，每一次更新修改其中的信息記錄的操作對全網(wǎng)節(jié)點同樣也是透明的，這就幫助區(qū)塊鏈系統(tǒng)建立起良好的信任基礎。其次，區(qū)塊鏈系統(tǒng)又是開放的。不僅與信息直接相關各方的私有信息總會被加密，而且區(qū)塊鏈中的信息對所有人公開（具有特殊權限要求的區(qū)塊鏈系統(tǒng)除外），任何人或參與節(jié)點都可以利用公開的接口查詢區(qū)塊鏈中的全部信息記錄。

二、區(qū)塊鏈技術在數(shù)字檔案館管理中的優(yōu)勢

數(shù)字檔案館是指存儲和利用檔案信息資源的信息空間，是一個由眾多檔案資源庫群、檔案信息資源處理中心、檔案用戶群構成的數(shù)字檔案館群體，是政務信息公開的有力工具。數(shù)字檔案館主要存儲的是電子檔案，但一直以來，電子檔案的安全性和真實性都是學界關注的重點問題。因此，結合區(qū)塊鏈的特點可以發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈技術運用在數(shù)字檔案館管理之中具有一定的可行性[6]。

首先，從數(shù)字檔案館角度出發(fā)，區(qū)塊鏈和數(shù)字檔案館都是依托計算機運作的，運用區(qū)塊鏈技術能夠提高電子檔案的真實性和安全性。區(qū)塊鏈存儲與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相差甚遠，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是存儲在特定的數(shù)組或表格中，擁有創(chuàng)建（Creat）、讀（Read）、更新（Update）、刪除（Delete）、安全、訪問控制和分配等功能，是通過中心管理功能來控制該數(shù)字系統(tǒng)的。這種模式是把整個系統(tǒng)開放給最終用戶，并要求用戶對該系統(tǒng)負責。而區(qū)塊鏈所存儲的信息都是一次寫入只讀數(shù)據(jù)庫，所以存儲在里面的信息只能被創(chuàng)建[7]。區(qū)塊鏈還運用了哈希算法和共識機制等不同技術手段的優(yōu)勢能夠促使區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的各個節(jié)點共同維護同一個分布式數(shù)據(jù)，同時每一區(qū)塊都存有上一區(qū)塊的哈希值，因此，將電子檔案信息存儲在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，可以有效的保證電子檔案的信息內(nèi)容不能被任意篡改和刪除。此外，所有篡改、破壞信息內(nèi)容的行為都將被記錄，都可被追溯。一直以來，由于電子檔案依賴計算機，而計算機又存在一定的不穩(wěn)定性，因此，電子檔案的安全問題都是公眾最為擔心的問題。數(shù)字檔案館正是可以利用區(qū)塊鏈保存信息的這一特性，將電子檔案存儲在區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)，保障檔案信息不能隨意被篡改，保證了其準確性，為電子檔案信息提供安全的存儲環(huán)境。

其次，從區(qū)塊鏈技術的角度來看，其應用具有一定的技術可行性，可以完善、提高數(shù)字檔案館的系統(tǒng)。區(qū)塊鏈技術從孕育到出現(xiàn)再到發(fā)展已有一段時間，發(fā)展至今已經(jīng)有一定的成熟度和穩(wěn)定性，加上近年來，全國各地紛紛推出規(guī)范及推動區(qū)塊鏈技術發(fā)展的相關政策，更加速了區(qū)塊鏈的發(fā)展。中央方面，加大對ICO項目的監(jiān)管、積極推動國內(nèi)區(qū)塊鏈的相關領域研究、標準化制定以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;各個地方如北京、上海、廣州、重慶、深圳、江蘇、浙江、貴州、山東、江西、廣西等多地發(fā)布政策指導信息，開展對區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈布局[8]。

最后，從社會的角度出發(fā)，數(shù)字檔案館運用區(qū)塊鏈技術能夠更加充分的體現(xiàn)其社會價值。數(shù)字檔案館與傳統(tǒng)的檔案館相比，利用網(wǎng)絡對公眾提供各種形式多樣的檔案服務，能夠打破時間、空間的局限性，因此更具開放性。而這一特點正好與區(qū)塊鏈具有透明性的特征相符，將區(qū)塊鏈系統(tǒng)運用到數(shù)字檔案館中能夠有效的提升檔案利用者對檔案的信任程度，加強檔案利用者和檔案機構之間的信任關系，同時也使得檔案行政管理機關可以從更宏觀的角度對各單位進行統(tǒng)一監(jiān)管與指導，從而充分發(fā)揮數(shù)字檔案館的作用和價值。

綜上，區(qū)塊鏈技術應用到數(shù)字檔案館的管理之中具有一定的優(yōu)越性，然而，截止至今仍未有過多相關的體系或產(chǎn)品出現(xiàn)，因此需要更加全面深入的探討和研究，才能使二者更好的結合，最大限度的展示出二者的優(yōu)勢，提高數(shù)字檔案館的服務質(zhì)量，更好的為公眾服務。

三、基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字檔案館管理路徑探析

區(qū)塊鏈技術運用到數(shù)字檔案館中并不是指運用到數(shù)字檔案館管理的某一環(huán)節(jié)，而是運用到數(shù)字檔案館管理的全過程，特別是存儲、保管和利用環(huán)節(jié)。

（一）基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字檔案館存儲模式

隨著時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲趨勢的不斷發(fā)展讓人更加令人鼓舞，特別是在互聯(lián)網(wǎng)時代下，大部分信息都依托計算機進行存儲，電子信息量與日俱增，社會已進入信息大爆炸時代[9]。新時代下，檔案的數(shù)量也越來越多，尤其是電子檔案，對數(shù)字檔案館的檔案存儲模式的安全性和存儲量也有了更高的要求，利用區(qū)塊鏈技術則可以很好的解決這一需求。基于區(qū)塊鏈的數(shù)字檔案存儲系統(tǒng)儲存檔案的過程如下：

當數(shù)字檔案館接收到需要歸檔的電子檔案或經(jīng)過數(shù)字化的檔案時，系統(tǒng)將自動讀取其內(nèi)容及元數(shù)據(jù)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)分片，將需要歸檔的檔案信息分成更小的段，并且根據(jù)計算結果得到一個固定長度的數(shù)字摘要。所存儲檔案內(nèi)容會被分片分解為可管理的塊，分布在多個節(jié)點上[10]。結束后，檔案工作人員需要根據(jù)不同檔案的性質(zhì)設定訪問權限、保管期限等，對需要保密的的檔案內(nèi)容所在的分片進行加密。再統(tǒng)一把檔案利用權限、保密期限、保管時間、檔號、數(shù)字摘要等以代碼的形式錄入到區(qū)塊鏈系統(tǒng)并形成智能合約，最終完成檔案的存儲。

（二）基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字檔案館保管模式

實體檔案館在保管檔案時要做到十防：防盜、防火、防蟲、防鼠、防潮、防塵、防高溫、防光、防霉、防有害氣體，從而來保護實體檔案的安全。而數(shù)字檔案館保管檔案最重要的也是保證檔案的安全性、真實性，利用區(qū)塊鏈技術中數(shù)字簽名、時間戳技術就可以更好的實現(xiàn)以上的要求[11]。

1.數(shù)字簽名

數(shù)字檔案館需要依賴計算機來運作，因此具有一定的不穩(wěn)定性，所存儲的檔案信息容易被篡改，區(qū)塊鏈技術具有不可被篡改的特點，能夠很好的彌補數(shù)字檔案館的這點不足。區(qū)塊鏈技術之所以具有不可篡改性主要是通過利用PKI機制的數(shù)字簽名來實現(xiàn)的，可以有力的保證保存在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的完整性、真實性。區(qū)塊鏈的數(shù)字簽名使用了非對稱加密技術和數(shù)字摘要技術實現(xiàn)接收方能通過發(fā)送方的公鑰認證發(fā)送方的身份、通過私鑰方式簽署別人偽造不了信息的簽名、從而保證了數(shù)據(jù)的完整性、保證了數(shù)據(jù)不可有任何篡改。首先，數(shù)字檔案館工作人員需要通過哈希算法求出所存儲的檔案信息的哈希值，并運用私鑰來加密此哈希值。然后，工作人員需要把加密后的哈希值和待發(fā)送的檔案信息一起發(fā)給驗證人員，從而利用公鑰對加密的哈希值進行解密，還原出哈希值1，再進行哈希運算，生成哈希值2。最后，比較哈希值1和哈希值2，如果相等則代表檔案信息無篡改，否則就意味著檔案信息被篡改了[12]。

2.時間戳

所謂時間戳是指一份能夠表示一份數(shù)據(jù)在一個特定時間點已經(jīng)存在的完整的可驗證的數(shù)據(jù)，時間戳使區(qū)塊鏈上所有數(shù)據(jù)都具有時間標記，有了它就可以準確的記錄區(qū)塊鏈上所保存的數(shù)據(jù)什么時候發(fā)生了什么事情，任何數(shù)據(jù)發(fā)生任何變化都可以清晰的反映出來，區(qū)塊鏈正是通過時間戳保證每個區(qū)塊依次順序相連。運用到數(shù)字檔案館當中，時間戳是一個經(jīng)加密后形成的憑證文檔，它應當包括存儲在數(shù)字檔案館中的檔案的摘要、數(shù)字檔案館接收到檔案的日期和時間等必要信息。在日后的管理和應用中，任何一份檔案有任何的變更都會形成新的時間戳，若出現(xiàn)了被篡改的情況，也能通過時間戳追溯并恢復。

（三）基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字檔案館利用模式

一直以來，檔案的利用都是檔案行業(yè)重點關注的問題，各方都想盡辦法想為公眾提供更加優(yōu)質(zhì)的檔案利用服務。但檔案利用的基本要求是安全利用，因此檔案的利用具有一定的門檻。盡管近年來，一直努力降低這個門檻，但檔案的性質(zhì)決定了檔案利用永遠不可能是零門檻的，不可能任何人任何時間都可以利用檔案。以往，檔案利用者想要在實體檔案館中享受閱覽檔案原件、復制件，制發(fā)檔案證明等檔案利用服務，必須提供一定的身份信息和證明。而如今，基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字檔案管理系統(tǒng)中也需要保證只有當用戶擁有利用權限或當涉密檔案度過保密期后，區(qū)塊鏈才向外輸出檔案內(nèi)容，因此身份認證這一步驟十分重要。

區(qū)塊鏈的突出特點是去中心化。區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)可以完全證明信用度，陌生人之間將不需要第三方（包括人和機構）提供信用背書，甚至不需要國家權力存在的情況下證明一個人的身份，從而做到去中心化。因此，在區(qū)塊鏈身份認證系統(tǒng)（ID Chain）中不用依賴集中實體而只需要提供到私鑰就能完成身份認證。第一次使用數(shù)字檔案館的檔案利用者需要在區(qū)塊鏈身份認證系統(tǒng)上輸入姓名、出生日期、證件號碼、指紋或其他生物信息等個人信息，并通過認證，此后檔案利用者就被賦予了檔案利用的權限，檔案利用者有需要時就可以利用公鑰利用數(shù)字檔案館中各種豐富多樣的檔案內(nèi)容，包括閱讀開放檔案的全文、復制檔案內(nèi)容、在線觀看相關音頻資料。有了身份認證這一環(huán)節(jié)，就可以更好的提高數(shù)字檔案館的安全性，保障所存儲的檔案信息的安全。值得注意的是，身份認證并不會導致檔案利用者信息的泄露。雖然區(qū)塊鏈具有一定的透明性，然而智力的透明性與所存儲的檔案內(nèi)容的檔案隱秘性是完全不相沖突的。所謂的透明是運作的透明，不存在隱瞞、欺騙，正是這種透明促進保存在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的檔案內(nèi)容的保密性[13]。

無論如何，區(qū)塊鏈技術還算是新事物，任何一樣新鮮事物都必須經(jīng)過曲折發(fā)展的階段，就目前的情況來看，區(qū)塊鏈技術是否能成功應用到數(shù)字檔案館也仍是未知之數(shù)，但有一點是可以肯定的，區(qū)塊鏈技術已經(jīng)逐漸的影響著我們的生活方式，未來也將給數(shù)字檔案館乃至檔案行業(yè)帶來很多新的可能，因此，在這個瞬息萬變的社會，無論什么時候都應當及時關注時代技術、信息的發(fā)展，時刻保持與時俱進以保證檔案事業(yè)永盛不衰的發(fā)展。

參考文獻：

[1]李燕妮，任麗膈，楊佳星，貫超.基于AHP-SWOT的“區(qū)塊鏈+”電子檔案發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].蘭臺世界，2018（11）：87-90.

[2]劉慶悅.基于區(qū)塊鏈技術的電子檔案管理模型探析[J].浙江檔案，2018（10）：22-24.

[3]閆鵬.區(qū)塊鏈技術在電子文件管理中的應用展望[J].北京檔案，2018（10）：10-13.

[4]孫大東，楊晗.電子檔案單套制管理區(qū)塊鏈模式應用研究[J].浙江檔案，2018（09）：7-9.

[5]孫大東，張文寧.人事電子檔案安全管理區(qū)塊鏈技術應用研究[J].檔案與建設，2018（09）：26-29+16.

[6]白茹花.基于區(qū)塊鏈技術的電子檔案信任體系建設[J].檔案管理，2018（05）：28-29.

[7]王箐.運用區(qū)塊鏈技術管理非物質(zhì)文化遺產(chǎn)檔案探析[J].蘭臺內(nèi)外，2018（04）：10-11.

[8]潘虹，王子鵬.區(qū)塊鏈技術對社交媒體信息歸檔的應用探究[J].中國檔案，2018（06）：74-77.

[9]劉越男.區(qū)塊鏈技術在文件檔案管理中的應用初探[J].浙江檔案，2018（05）：7-11.

[10]徐欣欣.文件檔案管理中的區(qū)塊鏈技術應用研究綜述[J].浙江檔案，2018（05）：12-15.

[11]何曉東，黃新榮.淺析區(qū)塊鏈技術在電子文件管理中的應用[J].檔案與建設，2018（02）：4-8.

[12]張倩.區(qū)塊鏈技術對高校檔案信息管理方式創(chuàng)新的可行性探究[J].檔案與建設，2017（12）：21-24.

[13]張珊.區(qū)塊鏈技術在電子檔案管理中的適用性和應用展望[J].檔案管理，2017（03）：18-19.

作者單位：上海大學圖書情報檔案系