基于區(qū)塊鏈技術(shù)的鏈數(shù)稽核技術(shù)研究與應(yīng)用

【摘? 要】 基于對數(shù)字孿生技術(shù)及發(fā)展趨勢的深入理解與研究，利用建模、大數(shù)據(jù)分析、模擬仿真等數(shù)字孿生技術(shù)孿生復(fù)刻國家會展中心外圍數(shù)字實景，構(gòu)建空間互聯(lián)網(wǎng)時代的進(jìn)博四葉草數(shù)字孿生體，實現(xiàn)云游進(jìn)博、應(yīng)急演練、態(tài)勢感知等多場景應(yīng)用，從而進(jìn)一步夯實城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)，釋放轉(zhuǎn)型促創(chuàng)新、促改革、促發(fā)展的強(qiáng)大效應(yīng)，為會展領(lǐng)域的數(shù)字化應(yīng)用建設(shè)樹立標(biāo)桿。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字孿生技術(shù)；數(shù)字孿生體；多場景應(yīng)用

一、鏈數(shù)稽核系統(tǒng)建設(shè)背景

建設(shè)好政務(wù)區(qū)塊鏈?zhǔn)钱?dāng)前國內(nèi)各大數(shù)據(jù)中心的重大工作任務(wù)，鏈上數(shù)據(jù)高質(zhì)量更是這項工作順利實施的基石。數(shù)據(jù)共享不難，難的是數(shù)據(jù)質(zhì)量，高質(zhì)量的鏈上數(shù)據(jù)勢必是政務(wù)區(qū)塊鏈鏈上數(shù)據(jù)的核心資產(chǎn)。但是如果直接在鏈上進(jìn)行數(shù)據(jù)治理，為時已晚，區(qū)塊鏈的技術(shù)體系決定了其不可篡改性，造成低質(zhì)量數(shù)據(jù)不僅共享失效同時更難更正。所以，在應(yīng)用場景特別是標(biāo)桿應(yīng)用場景上鏈前，通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)中臺接入的待上鏈數(shù)據(jù)，要對其依據(jù)鏈管平臺的要求，進(jìn)行鏈數(shù)稽核，符合要求的業(yè)務(wù)場景數(shù)據(jù)才可上鏈，形成建鏈、上鏈、用鏈、管鏈的有效路徑，鏈好似血管，而血液就是高質(zhì)量的上鏈數(shù)據(jù)。

基于上述背景，需建立一套鏈數(shù)稽核系統(tǒng)，能夠針對上鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行質(zhì)量稽核，同時完成上鏈。在本次項目中，需對專項資金項目監(jiān)管鏈、危險廢物管理等13個標(biāo)桿場景的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行稽核，使上鏈數(shù)據(jù)可信、可靠、可用，并能持續(xù)為后續(xù)上鏈數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)場景提供數(shù)據(jù)質(zhì)量稽核和治理服務(wù)。

二、鏈數(shù)稽核系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

（一）鏈數(shù)稽核系統(tǒng)功能需求

1. 鏈數(shù)稽核服務(wù)

建立一個可視化的鏈數(shù)稽核服務(wù)，使用戶能夠輕松管理各種應(yīng)用場景。提供數(shù)據(jù)目錄管理功能，以便對上鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和組織。支持智能合約的創(chuàng)建和管理，確保合約的正確性和安全性。管理各種涉鏈規(guī)則，包括數(shù)據(jù)格式、合規(guī)性等。并且對稽核結(jié)果進(jìn)行記錄和管理，以供審計和驗證。

2. 政務(wù)區(qū)塊鏈SDK

統(tǒng)一封裝數(shù)據(jù)稽核和數(shù)據(jù)上鏈SDK，以供各區(qū)塊鏈應(yīng)用程序進(jìn)行部署和使用。提供數(shù)據(jù)稽核功能，確保上鏈數(shù)據(jù)的合規(guī)性和完整性。同時支持?jǐn)?shù)據(jù)的上鏈和用鏈，使區(qū)塊鏈應(yīng)用能夠無縫集成這些功能。

3. 鏈下緩存數(shù)據(jù)服務(wù)

訂閱區(qū)塊鏈鏈上數(shù)據(jù)，以實時同步鏈上數(shù)據(jù)的變化。創(chuàng)建鏈下鏡像緩存數(shù)據(jù)庫，以供全市和各區(qū)的應(yīng)用門戶和數(shù)據(jù)展示使用。同時提供數(shù)據(jù)支持，確保應(yīng)用門戶和數(shù)據(jù)展示的實時性和可用性。

4. 身份鏈和監(jiān)管鏈對接

根據(jù)區(qū)塊鏈共性平臺的統(tǒng)一身份認(rèn)證要求，允許用戶通過身份鏈進(jìn)行身份認(rèn)證和登錄。根據(jù)監(jiān)管鏈的統(tǒng)一要求，將稽核規(guī)則和結(jié)果上鏈，以便進(jìn)行監(jiān)管和存證。

這些功能需求將使鏈數(shù)稽核系統(tǒng)成為一個強(qiáng)大的工具，可以確保上鏈數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全性，同時為各區(qū)塊鏈應(yīng)用提供一套標(biāo)準(zhǔn)化的工具和服務(wù)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)稽核和上鏈操作。這將有助于提高政務(wù)區(qū)塊鏈平臺的可信度，簡化開發(fā)人員的工作，使其能夠更容易地構(gòu)建安全和高質(zhì)量的區(qū)塊鏈應(yīng)用。

（二）鏈數(shù)稽核系統(tǒng)功能整體設(shè)計

這個系統(tǒng)是上海市政務(wù)區(qū)塊鏈平臺的關(guān)鍵組成部分，旨在確保上鏈數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全性。整體框架劃分為硬件基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層和應(yīng)用層，為區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)、鏈數(shù)稽核管理員和委辦部門應(yīng)用鏈管理員提供服務(wù)。

硬件基礎(chǔ)設(shè)施層：在硬件基礎(chǔ)設(shè)施層，系統(tǒng)利用市電子網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合區(qū)塊鏈共性環(huán)境設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)存儲、安全設(shè)備等來搭建系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)。這一層的建設(shè)是確保系統(tǒng)可用性和安全性的關(guān)鍵。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層分為三個主要組成部分。鏈數(shù)稽核庫：用于為鏈數(shù)稽核服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。這個庫存儲了鏈上數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行稽核和管理。日志庫：用于存儲鏈數(shù)稽核結(jié)果的日志信息，這對審計和追蹤非常重要。鏈下鏡像緩存庫：用于對上鏈后的數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像緩存，以支持全市和各區(qū)的應(yīng)用門戶和數(shù)據(jù)展示。

應(yīng)用支撐層：應(yīng)用支撐層提供共性支撐，以支持上層的應(yīng)用服務(wù)。這包括消息隊列、流程引擎、規(guī)則引擎、表單設(shè)計器、報表設(shè)計器、大屏設(shè)計器等工具和服務(wù)，用于加強(qiáng)系統(tǒng)的功能和可定制性。

應(yīng)用層：應(yīng)用層包括以下三個主要組件。鏈數(shù)稽核服務(wù)：這是系統(tǒng)的核心組件，負(fù)責(zé)定義鏈數(shù)稽核規(guī)則和管理稽核結(jié)果。提供了可視化的鏈數(shù)稽核服務(wù)，包括應(yīng)用場景管理、數(shù)據(jù)目錄管理、智能合約管理、涉鏈規(guī)則管理和稽核結(jié)果管理等功能。政務(wù)區(qū)塊鏈SDK：這個組件封裝了數(shù)據(jù)稽核和數(shù)據(jù)上鏈SDK，為各區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)化的工具，用于數(shù)據(jù)稽核、數(shù)據(jù)上鏈和用鏈。SDK分發(fā)到各區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)中，使其能夠與鏈數(shù)稽核服務(wù)交互。鏈下緩存數(shù)據(jù)服務(wù)：為區(qū)塊鏈門戶和大屏提供鏈上數(shù)據(jù)的富應(yīng)用支持，通過訂閱鏈上數(shù)據(jù)并形成鏈下鏡像緩存數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。

這個整體設(shè)計使鏈數(shù)稽核系統(tǒng)成為一個強(qiáng)大而全面的工具，為政務(wù)區(qū)塊鏈平臺提供了數(shù)據(jù)質(zhì)量和安全性的保障，為各區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和部署提供了標(biāo)準(zhǔn)化的支持和工具。它有助于提高平臺的可信度，簡化了應(yīng)用開發(fā)人員的工作，使他們能夠更輕松地構(gòu)建安全和高質(zhì)量的區(qū)塊鏈應(yīng)用。

（三）鏈數(shù)稽核系統(tǒng)和其他系統(tǒng)間的接口

需要上鏈的應(yīng)用系統(tǒng)場景，首先通過鏈數(shù)稽核服務(wù)進(jìn)行目錄、元數(shù)據(jù)、稽核規(guī)則定義，并由鏈數(shù)稽核服務(wù)進(jìn)行認(rèn)證授權(quán)管控。在各區(qū)塊鏈應(yīng)用場景需要進(jìn)行數(shù)據(jù)上鏈時，運(yùn)行鏈數(shù)稽核系統(tǒng)分發(fā)的鏈數(shù)稽核SDK進(jìn)行數(shù)據(jù)稽核規(guī)則運(yùn)算，運(yùn)算通過后數(shù)據(jù)加簽并調(diào)取鏈合約完成上鏈操作；鏈下鏡像緩存庫由完成數(shù)據(jù)稽核并上鏈后訂閱合約進(jìn)行數(shù)據(jù)留存，并統(tǒng)一存入鏈下鏡像緩存庫，為應(yīng)用門戶等各類數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)行支撐。

按照上海政務(wù)區(qū)塊鏈統(tǒng)籌統(tǒng)建的要求，鏈數(shù)稽核服務(wù)通過身份鏈進(jìn)行統(tǒng)一身份認(rèn)證與登錄，鏈數(shù)稽核規(guī)則按要求上監(jiān)管鏈進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管。

（四）鏈數(shù)稽核系統(tǒng)整體流程

系統(tǒng)整體流程如下：

系統(tǒng)管理員通過鏈數(shù)稽核服務(wù)新建應(yīng)用場景、新建數(shù)據(jù)目錄，并定義元數(shù)據(jù)和稽核規(guī)則，編輯智能合約。

區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)利用鏈數(shù)稽核系統(tǒng)提供的SDK包，配置相應(yīng)參數(shù)，在數(shù)據(jù)上鏈時調(diào)用，完成數(shù)據(jù)稽核，稽核通過后由SDK包自動完成上鏈，稽核不通過返回區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)治理。

完成上鏈的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行結(jié)果返回，并存入統(tǒng)一的鏈下鏡像緩存庫進(jìn)行處理和存儲，為后續(xù)鏈上應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐。

三、鏈數(shù)稽核系統(tǒng)應(yīng)用成效

目前鏈數(shù)稽核系統(tǒng)已正式投入運(yùn)行，功能方面包括鏈數(shù)稽核服務(wù)（涉鏈規(guī)則、數(shù)據(jù)目錄、應(yīng)用場景、智能合約、應(yīng)用系統(tǒng)授權(quán)、稽核結(jié)果管理等）和鏈下數(shù)據(jù)緩存服務(wù)，并提供給應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一的政務(wù)區(qū)塊鏈SDK，應(yīng)用系統(tǒng)通過SDK完成數(shù)據(jù)稽核、數(shù)據(jù)上鏈和數(shù)據(jù)用鏈。性能方面數(shù)據(jù)上鏈可達(dá)到300TPS/s以上，用鏈可達(dá)到1000TPS/s以上，區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)鏈大屏和門戶查詢速度可達(dá)到1000TPS/s以上。

鏈數(shù)稽核系統(tǒng)的建設(shè)，有效支撐了專項資金項目監(jiān)管、進(jìn)博會關(guān)鍵人員、危險廢物管理、特殊食品追溯、業(yè)委會治理電子投票5個應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)稽核、上鏈、用鏈和統(tǒng)計查詢，并為后續(xù)標(biāo)桿應(yīng)用場景與區(qū)塊鏈交互打下了堅實基礎(chǔ)。

〈朱銘杰（1979—），男，上海，碩士/副高級工程師，研究方向為算法設(shè)計、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈〉

參考文獻(xiàn)：

［1］ 劉暢. OLT上聯(lián)鏈路線路側(cè)雙物理路由成環(huán)稽核與改造案例分享［J］. 科學(xué)與信息化，2022（13）：64-66.

［2］ 宮飛翔，田世明，李德智，等. 基于區(qū)塊鏈的需求響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計［J］. 電力信息與通信技術(shù)，2020，18（06）：82-88.

［3］ 柏小三. 基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈金融大數(shù)據(jù)防篡改仿真算法研究［J］. 九江學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，35（03）：65-68.

［4］ 吳彥銘，鐘興國，趙暉. 區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧校園中的運(yùn)用［J］. 江西通信科技，2021（02）：16-17.