基于區(qū)塊鏈的開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型及實現(xiàn)機理研究

陳蘭杰，聞 航（河北大學管理學院）

1 研究背景

開放政府數(shù)據(jù)擁有政治、經(jīng)濟和社會等多個方面的巨大價值，已引起全球眾多國家的重視。然而，開放政府數(shù)據(jù)資源包含著數(shù)據(jù)所有者的個人隱私，如果不加以處理就直接上傳會對數(shù)據(jù)所有者的權(quán)益造成侵害，使其對開放政府數(shù)據(jù)產(chǎn)生抵觸心理，不利于開放政府數(shù)據(jù)工作的開展。同時，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的不斷發(fā)展使得有數(shù)據(jù)分析能力的數(shù)據(jù)使用者能夠?qū)Χ喾N渠道發(fā)布的政府數(shù)據(jù)進行融合挖掘處理，使匿名化的個人隱私重現(xiàn)，在經(jīng)濟上通過知識鴻溝價格歧視將消費者剩余榨干到臨界值［1］，而在政治上構(gòu)建個人畫像不僅會對數(shù)據(jù)所有者的個人隱私造成侵犯，而且會對社會穩(wěn)定甚至是國家安全造成威脅。區(qū)塊鏈是近年來新興的技術(shù)，具有去中心自組織、分布式記錄、不可篡改等特點，在開放政府數(shù)據(jù)過程中引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以在發(fā)揮開放政府數(shù)據(jù)價值的同時，充分保護開放政府數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)所有者的個人隱私不受侵犯。

目前，國內(nèi)外有關(guān)開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的研究略有不同。國內(nèi)關(guān)于開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的研究主要包括：開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的利益相關(guān)者及其相關(guān)概念研究［2-6］、有關(guān)法規(guī)及政策研究［7-10］、開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護機制和保護策略的研究［11-14］。國外有關(guān)開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的研究主要有：基于實踐經(jīng)驗的研究［15-16］、與法律法規(guī)以及政策相關(guān)的研究［17-19］、有關(guān)組織機構(gòu)和職位設(shè)置的研究［20-21］、隱私影響評估的研究［22-23］等。通過文獻梳理發(fā)現(xiàn)，當前有關(guān)開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的研究主要集中在基本內(nèi)涵研究、法律法規(guī)及政策研究、對策建議研究、對國外先進經(jīng)驗的借鑒等，大多停留在基本理論研究的層面上，僅有少數(shù)文章從技術(shù)層面進行研究，但也基本上停留在對技術(shù)的簡單介紹層面上，對于如何運用這些技術(shù)在現(xiàn)實工作中解決實際問題沒有回答。造成以上現(xiàn)象的原因主要有兩個方面：開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護近幾年才受到人們的關(guān)注，剛剛成為研究的熱點；運用以前的技術(shù)手段無法解決開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護問題。

區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)從技術(shù)角度為開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護提供了新的解決思路。本研究旨在構(gòu)建區(qū)塊鏈技術(shù)在開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型，并探討其運行機理，以期拋磚引玉，推動區(qū)塊鏈技術(shù)在開放政府數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)特性及其在個人隱私保護中應(yīng)用的可行性

2.1 區(qū)塊鏈的技術(shù)特性

區(qū)塊鏈技術(shù)是指采取密碼學的方法進行存儲和驗證的鏈式結(jié)構(gòu)，是一種不可篡改和偽造的分布式數(shù)據(jù)庫，利用節(jié)點共識算法進行生成和更新，是一種去中心化的基礎(chǔ)架構(gòu)［24］。區(qū)塊鏈技術(shù)也被稱為分布式賬本技術(shù)，是一種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)［25］。由上述定義可以看出，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種去中心化、匿名化、分布式、不可任意修改的存儲技術(shù)，其對數(shù)據(jù)利用的追蹤具有天然優(yōu)勢。

2.2 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型

區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)模型是一種棧分層模型，目前公認的模型共有6 層（見圖1）。數(shù)據(jù)層包含區(qū)塊鏈的底層技術(shù)，用來描述區(qū)塊鏈的物理形式，通過各種技術(shù)保障數(shù)據(jù)存儲的安全；網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)區(qū)塊鏈中各個節(jié)點之間的通訊，確保各個節(jié)點之間平等的關(guān)系；共識層包括不同使用場景下的各種算法，達到各個節(jié)點數(shù)據(jù)一致的目的；激勵層是對區(qū)塊鏈中礦工的一種獎勵機制，吸引更多的用戶使用；合約層主要包括智能合約和腳本代碼，從而實現(xiàn)機器自動化執(zhí)行，減少人為干預；應(yīng)用層是區(qū)塊鏈的實際應(yīng)用場景，與用戶直接產(chǎn)生交互［26］。

圖1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型

2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)在個人隱私保護中應(yīng)用的可行性

從根本上來說，區(qū)塊鏈是一種去中心化的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，具有去中心化、自動化、可追溯、非對稱加密的特點。去中心化是指在區(qū)塊鏈中的全部節(jié)點都儲存著相同的、全部的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)去中心化的目的，既保證了采用區(qū)塊鏈技術(shù)進行數(shù)據(jù)存儲的應(yīng)用實現(xiàn)開放透明、安全可信的功能［27］，又避免了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲中心數(shù)據(jù)庫因遭受攻擊而對數(shù)據(jù)所有者個人隱私造成侵犯。自動化是指在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中鍵入計算機程序代碼，當符合代碼程序后自動進行執(zhí)行，不符合代碼程序則進行拒絕寫入的操作。該段計算機程序代碼又可以稱為智能合約，利用它可以提升開放政府數(shù)據(jù)對涉及數(shù)據(jù)所有者個人隱私內(nèi)容的處理速度和準確度，減少間接使用所導致的個人隱私泄露問題［28］。可追溯是指利用時間戳和梅克爾樹技術(shù)追蹤、記錄信息資源的變化和傳輸活動，確保數(shù)據(jù)所有者的信息真實性和完整性［29］，減少因為數(shù)據(jù)污染造成的開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私侵犯事件的發(fā)生。非對稱加密是一種密鑰的保密方法，其相比對稱加密更加安全。加密時使用系統(tǒng)中所有使用者都能見到的公鑰，系統(tǒng)中的每一位用戶都可以使用這個公鑰來對一段要發(fā)送的信息進行加密操作，而信息接受者需要用對應(yīng)的密鑰進行解密操作。密鑰只有信息擁有者知道，被加密過的信息只有擁有對應(yīng)密鑰的人才能夠解密［30］。利用非對稱加密技術(shù)可以降低開放政府數(shù)據(jù)在上傳下載過程中被竊取、污染、篡改等的可能性，從而對數(shù)據(jù)所有者的個人隱私進行保護。

3 開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私泄露或侵權(quán)風險分析

3.1 數(shù)據(jù)采集與創(chuàng)建階段

在開放政府數(shù)據(jù)的采集和創(chuàng)建過程中，不可避免地會涉及到數(shù)據(jù)所有者的個人隱私，這些原始數(shù)據(jù)一旦泄露將會對個人隱私、商業(yè)秘密乃至國家安全造成不可估量的威脅。因此，應(yīng)安排具有相關(guān)資質(zhì)的政府工作人員負責原始數(shù)據(jù)的采集和創(chuàng)建工作，這對于國家安全和社會穩(wěn)定具有重要的戰(zhàn)略意義。但是在實際的生活和工作中，由于開放政府數(shù)據(jù)的范圍廣、數(shù)量大，經(jīng)常出現(xiàn)政府機構(gòu)工作人員越權(quán)采集涉及個人隱私數(shù)據(jù)資源、企業(yè)單位非法創(chuàng)建涉及個人隱私的數(shù)據(jù)資源的情況。加之我國目前已有的法律法規(guī)和相關(guān)政策并沒有對個人隱私的內(nèi)涵和范圍進行明確的界定，這就導致在采集和創(chuàng)建政府開放數(shù)據(jù)時容易出現(xiàn)對個人隱私信息的不當操作，從而給廣大人民群眾帶來許多不必要的困擾。

3.2 數(shù)據(jù)加工與處理階段

開放政府數(shù)據(jù)的資源在發(fā)布之前要進行加工和處理，對數(shù)據(jù)進行規(guī)范化的處理不僅有利于提高數(shù)據(jù)的可獲取和可利用性，更重要的是能夠提高對數(shù)據(jù)所有者個人隱私的保護。但是，目前我國對于數(shù)據(jù)處理的方式和程度缺乏統(tǒng)一的標準，盡管國家有關(guān)部門發(fā)布了不少標準，但普遍宏觀籠統(tǒng)、缺乏可操作性，而且這些標準在內(nèi)容上也存在著不統(tǒng)一的問題。以現(xiàn)在最常用的數(shù)據(jù)脫敏技術(shù)為例，因其涉及的開放政府數(shù)據(jù)信息資源眾多，且各個政府部門缺乏有效的交流溝通，導致各個政府部門的處理方式不盡相同，不利于開放政府數(shù)據(jù)工作的開展。因此，數(shù)據(jù)脫敏等技術(shù)需要一個統(tǒng)一的標準來規(guī)范開發(fā)政府數(shù)據(jù)加工與處理階段的工作，但是我國目前尚未出臺相關(guān)標準。

3.3 數(shù)據(jù)存儲與傳輸階段

我國各級政府部門積極響應(yīng)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》的號召，采取適合當?shù)氐拇胧┲﹂_放政府數(shù)據(jù)工作的開展，且大多取得了不俗的成績。但是我國幅員遼闊，各個政府行政單位分屬不同的領(lǐng)導機構(gòu)，加工處理好的數(shù)據(jù)資源一般都存儲在各自的服務(wù)器上。又因行政級別的不同，縣鄉(xiāng)級的政府單位硬件設(shè)備與省市級政府單位有著很大的區(qū)別，且往往縣鄉(xiāng)級單位擔負著原始數(shù)據(jù)存儲的任務(wù)，容易受到黑客和不法分子的攻擊，導致包含民眾個人隱私的元數(shù)據(jù)資源被竊取。省市級政府單位擁有海量的數(shù)據(jù)存儲，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)處理數(shù)據(jù)備份會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余。為了更加便捷地進行開放政府數(shù)據(jù)工作，不同單位政府部門之間、相同政府部門的政府數(shù)據(jù)管理平臺和開放政府數(shù)據(jù)平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸已基本實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。但是在傳輸?shù)倪^程中極少采取密碼技術(shù)來確保數(shù)據(jù)的安全，與開放數(shù)據(jù)晴雨表排名前列的國家相比，我國在數(shù)據(jù)所有者個人隱私保護方面仍然有著較大差距。

3.4 數(shù)據(jù)共享與利用階段

政府在政府數(shù)據(jù)開放平臺共享開放數(shù)據(jù)資源，有需求者可以通過政府數(shù)據(jù)開放平臺自行下載，但是目前政府開放數(shù)據(jù)平臺與數(shù)據(jù)需求者之間的共享數(shù)據(jù)通道采取的不是安全的協(xié)議，容易造成數(shù)據(jù)資源在獲取的過程中被第三方篡改、污染，導致數(shù)據(jù)需求者得不到真實、完整的數(shù)據(jù)資源，最終使開放政府數(shù)據(jù)失去應(yīng)有的價值，對民眾造成不良影響。開放政府數(shù)據(jù)資源通常采用數(shù)據(jù)脫敏技術(shù)進行處理，從而避免個人隱私遭到泄露。但是隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的不斷發(fā)展，許多經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘處理的開放政府數(shù)據(jù)資源依舊可以被識別出來，導致許多不法企業(yè)和個人從公開或非公開的渠道收集民眾的個人信息。

3.5 數(shù)據(jù)侵權(quán)與反饋階段

開放政府數(shù)據(jù)可以通過對數(shù)據(jù)資源的挖掘產(chǎn)生經(jīng)濟價值，但同時如果處理不當則會產(chǎn)生侵權(quán)事件。然而，民眾對于數(shù)據(jù)受到侵犯后如何進行維權(quán)卻知之甚少。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的民眾選擇在網(wǎng)絡(luò)進行維權(quán)發(fā)聲，部分網(wǎng)絡(luò)民眾容易受到惡意企業(yè)或個人的利用，盲目跟風，對政府部門工作人員進行人身攻擊，造成惡劣的影響。民眾既是開放政府數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)的所有者，也是數(shù)據(jù)的使用者，盡管數(shù)據(jù)的開發(fā)利用需要較強的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)處理能力，但是我們不能據(jù)此就將民眾從數(shù)據(jù)使用者中排除出去。民眾參與到數(shù)據(jù)的使用中來，開放政府數(shù)據(jù)才會在更大的范圍內(nèi)產(chǎn)生影響，才能營造良性的開放政府數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境。作為數(shù)據(jù)的所有者，民眾在發(fā)現(xiàn)開放政府數(shù)據(jù)中存在個人隱私遭到濫用的情況時，政府應(yīng)當有專門的渠道用于民眾反饋，并進一步要求政府部門進行相應(yīng)處理。

4 基于區(qū)塊鏈的開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型構(gòu)建及實現(xiàn)機理

4.1 模型構(gòu)建

依據(jù)信息資源生命周期理論，可將開放政府數(shù)據(jù)分為采集創(chuàng)建、加工處理、存儲共享和開發(fā)利用四個階段。在此基礎(chǔ)上，筆者通過文獻梳理以及總結(jié)實際工作中遇到的現(xiàn)實問題，增加了侵權(quán)反饋階段。結(jié)合區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型和區(qū)塊鏈的相關(guān)特性，筆者構(gòu)建了開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型，并在該模型中引入在開放政府數(shù)據(jù)過程中相關(guān)利益者（見圖2）。

圖2 基于區(qū)塊鏈的開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型

4.2 實現(xiàn)機理

（1）采集創(chuàng)建階段。開放政府數(shù)據(jù)的采集和創(chuàng)建階段對應(yīng)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)層，是開放政府數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)階段。區(qū)塊鏈技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層的時間戳和梅克爾樹技術(shù)可以為開放政府數(shù)據(jù)資源提供簡潔的隸屬證明，使得數(shù)據(jù)資源具有可追溯性，從而減少數(shù)據(jù)在采集創(chuàng)建階段泄露的風險。同時，政府工作人員在進行數(shù)據(jù)采集創(chuàng)建時采用時間戳技術(shù)可以為完成采集的數(shù)據(jù)資源提供時間證明。一旦發(fā)生數(shù)據(jù)泄露造成個人隱私侵權(quán)的事件發(fā)生，可以利用區(qū)塊鏈的可追溯性調(diào)查是在何時何地何人導致了數(shù)據(jù)的泄露，還可以對電子數(shù)據(jù)資源的完整性和真實性進行驗證。

（2）加工處理階段。開放政府數(shù)據(jù)的加工和處理階段對應(yīng)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)框架的合約層。開放政府數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)資源數(shù)量龐大，處理起來十分困難。利用區(qū)塊鏈的智能合約不但可以減少政府工作人員的工作量，同時可以提高識別的準確度和效率。智能合約改變了傳統(tǒng)的對原始數(shù)據(jù)進行加工處理的標準和方法，打破了傳統(tǒng)政府部門各自為政的弊端，智能合約代碼根據(jù)開放政府數(shù)據(jù)中個人隱私保護的法律、法規(guī)及相關(guān)政策進行編制。使用者在區(qū)塊鏈指定的合約中鍵入指定的代碼后，系統(tǒng)將根據(jù)代碼推斷是否執(zhí)行智能合約對數(shù)據(jù)進行處理；進行數(shù)據(jù)加工處理時，按照智能合約的統(tǒng)一標準對數(shù)據(jù)中涉及的隱私信息進行脫敏處理，確保涉及用戶隱私的數(shù)據(jù)不會上傳到網(wǎng)絡(luò)中；利用智能合約還可進行全網(wǎng)監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)涉及個人隱私的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中時，可以進行全網(wǎng)報警，并永久記錄涉事部門的事發(fā)原因和處理措施。

（3）存儲共享階段。開放政府數(shù)據(jù)的存儲和共享階段對應(yīng)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)層。傳統(tǒng)中心化的數(shù)據(jù)存儲和共享的管理模式普遍存在著成本昂貴、備份繁瑣、數(shù)據(jù)易受攻擊等弊病，開放政府數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)的存儲和共享需要價格低廉、處理高效、安全程度高的數(shù)據(jù)庫存儲模式。區(qū)塊鏈采取的是一種分布式存儲的模式，提高了數(shù)據(jù)庫的容錯率和安全度，即使某些區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)受到黑客和不法分子的攻擊遭到破壞，依舊可以使用其他節(jié)點存儲的完整的數(shù)據(jù)副本。采取分布式存儲技術(shù)后，單個數(shù)據(jù)的修改在沒有被全網(wǎng)認可的情況下沒有任何作用，可以避免篡改、污染、虛假數(shù)據(jù)對用戶個人隱私造成傷害。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是一種點對點網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點之間采取中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式進行通信，很難實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽，避免數(shù)據(jù)在共享傳輸?shù)倪^程中被第三方截取。

（4）開發(fā)利用階段。開放政府數(shù)據(jù)的開發(fā)和利用階段對應(yīng)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)框架的應(yīng)用層，是實現(xiàn)開放政府數(shù)據(jù)資源傳遞到網(wǎng)絡(luò)的最終形式，也是開放政府數(shù)據(jù)的根本價值所在。政府部門利用區(qū)塊鏈非對稱加密技術(shù)中的公開密鑰和私有密鑰管理可以有效地進行開放政府數(shù)據(jù)資源的權(quán)限管理工作，對數(shù)據(jù)使用者進行監(jiān)管和審計，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)使用者在利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合的過程中對數(shù)據(jù)所有者的個人隱私造成損害，政府有關(guān)部門可以及時采取措施，對數(shù)據(jù)使用者的私有秘鑰權(quán)限進行限定處理，并在全網(wǎng)進行廣播。對于屢教不改者的數(shù)據(jù)使用者，有關(guān)部門可以徹底收回其私有秘鑰使用權(quán)限，并將其拉入黑名單或者從區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中進行刪除。

（5） 侵權(quán)反饋階段。開放政府數(shù)據(jù)的侵權(quán)和反饋階段對應(yīng)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)的激勵層，對實現(xiàn)開放政府數(shù)據(jù)工作有著非常重要的意義。在區(qū)塊鏈中，每個用戶都可以通過自己的主機節(jié)點將生成的數(shù)據(jù)進行全網(wǎng)廣播，經(jīng)過全網(wǎng)51%的用戶進行核實認證后寫入到區(qū)塊鏈上。在開放政府數(shù)據(jù)過程中，數(shù)據(jù)所有者可以利用全網(wǎng)廣播的形式將在實際工作生活中遇到的侵犯個人隱私權(quán)的事件上傳到政府相關(guān)部門，這些信息經(jīng)過審核確保真實無誤后會被記錄到區(qū)塊鏈中，數(shù)據(jù)被全網(wǎng)監(jiān)控，從而不會被相關(guān)利益者篡改。同時，數(shù)據(jù)所有者的反饋信息在全網(wǎng)廣播可以避免不法之徒歪曲抹黑原反饋信息，煽動民眾對政府工作人員進行人身攻擊等事情發(fā)生，加強政府、數(shù)據(jù)所有者、數(shù)據(jù)使用者之間的互動反饋，從而構(gòu)建良好的開放政府數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)語

在《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》 的推動下，北京、上海、貴州、廣東等地在開放政府數(shù)據(jù)工作中取得了不錯的成效。但在開放政府數(shù)據(jù)開發(fā)利用的過程中，仍有許多企業(yè)在利益的驅(qū)使下侵犯數(shù)據(jù)所有者的個人隱私。本研究結(jié)合區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型和信息資源生命周期理論，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護模型，并從開放政府數(shù)據(jù)全流程角度對其實現(xiàn)機理進行了闡述。運用區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決開放政府數(shù)據(jù)個人隱私保護領(lǐng)域的問題，但是作為新技術(shù)，區(qū)塊鏈在擴展性、穩(wěn)定性、管理模式等方面還不完善，存在著諸如數(shù)據(jù)存儲量會隨著時間越來越大，更新速度慢、資源損耗大等問題，如何實現(xiàn)開放政府數(shù)據(jù)中區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)化是今后研究的重要方向。