隨著數字經濟的深入發展，數據作為新型生產要素，已成為推動實體經濟和數字經濟發展的關鍵。黨的二十屆三中全會明確提出，要建設和運營國家數據基礎設施，促進數據共享，這為推進數據領域的改革發展、進一步釋放數據要素價值指明了方向。建立數據可信流通體系，通過增強數據的可用、可信、可流通和可追溯性，能夠充分激活數據要素潛能，賦能實體經濟。

　　“CAICT數據基礎設施”公眾號特別推出“數據基礎設施關鍵技術”專題，旨在深入探討數據可信流通的核心技術及其應用場景。本期將重點介紹區塊鏈技術，探討其去中心化、共識機制、不可篡改和可追溯等特性在數據流通中的關鍵應用。

　　如何成為實現數據可信流通的重要支撐。

　　區塊鏈技術概述

　　概念

　　區塊鏈技術起源于“中本聰”的學者在2008年發表的奠基性論文《比特幣：一種點對點電子現金系統》。從狹義上講，是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。從廣義上講，區塊鏈技術涵蓋了利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全，以及利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式[1]。

　　技術架構

　　區塊鏈從技術架構層面來看，可分為五層，從下往上依次是：數據層、網絡層、共識層、合約層及應用層。

　　邏輯架構

　　區塊鏈邏輯上分為四層，習慣上稱為Layer0到Layer3。其中Layer1和Layer2的定義及內容區塊鏈技術界已經達成共識，Layer0和Layer3分歧較大。

　　核心技術

　　區塊鏈的核心技術包括密碼學、分布式賬本、共識機制、P2P網絡和智能合約等。密碼學為區塊鏈提供了堅不可摧的安全保障，確保了數據的機密性、完整性和不可篡改性。分布式賬本則打破了傳統中心化數據庫的束縛，實現了數據的去中心化存儲和管理，提高了系統的魯棒性和可擴展性。共識機制作為區塊鏈網絡的核心，確保了各個節點在數據更新和驗證方面能夠達成一致，從而維護了整個網絡的穩定性和安全性。P2P網絡則實現了節點之間的直接通信和數據交換，為區塊鏈的去中心化特性提供了有力的支持。智能合約的引入使得區塊鏈能夠支持復雜的業務邏輯和自動化操作，為區塊鏈應用的發展開辟了廣闊的空間[2]。

　　技術特點

　　去中心化是區塊鏈最顯著的特點之一，它打破了傳統中心化系統的束縛，實現了數據的去中心化存儲和管理，提高了系統的安全性和可靠性。不可篡改性則確保了區塊鏈上數據一旦寫入就無法被篡改或刪除，為數據的真實性和可信度提供了有力保障。透明性使得區塊鏈上的所有交易和數據都公開可見，提高了系統的透明度和可追溯性。可編程性則賦予了區塊鏈強大的靈活性和可擴展性，使得開發者能夠根據需要構建各種去中心化應用。

　　區塊鏈分類

　　區塊鏈根據其訪問權限和控制方式的不同可以分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈三種類型。公有鏈是完全開放的區塊鏈網絡，任何人都可以參與交易和數據寫入過程，具有高度的去中心化和透明性。然而由于參與節點眾多且性能有限，公有鏈在交易處理速度和吞吐量方面可能存在一定的瓶頸。聯盟鏈則是由多個組織或機構共同參與管理的區塊鏈網絡，只有經過授權的節點才能參與交易和數據寫入過程。聯盟鏈在保持一定程度去中心化的同時提高了系統的性能和可擴展性，適用于行業內部或跨行業之間的合作。私有鏈則完全由單一組織或機構控制和維護的區塊鏈網絡，只有該組織內部的節點才能參與交易和數據寫入過程。私有鏈具有高度的安全性和可控性但去中心化程度較低通常用于企業內部的數據管理和業務流程優化。除此之外，許可公有鏈、開放聯盟鏈也是一種發展趨勢。

　　應用領域

　　區塊鏈技術正處于快速發展階段，已經從金融領域擴展到物聯網、供應鏈、醫療、藝術、出版等眾多領域。全球范圍內的政府、企業和非營利組織都在積極探索如何利用區塊鏈技術來改善和優化各自的業務流程，其在存證追溯、多方協作等方面的應用潛力已初步顯現。

　　技術發展趨勢

　　在傳統的分布式系統中，一致性(consistency)、可用性(availability)和分區容錯性(partition tolerance)，簡稱CAP，最多只能同時滿足其中兩項，稱為“分布式三難困境”。區塊鏈作為一種分布式系統，存在著區塊鏈的“三難困境”，即擴容(scalability)、安全性(security)和去中心化(decentralization)，也就是說區塊鏈無法同時兼顧擴容、安全性、去中心化這三個特性。在保證去中心化和安全性的前提下，提高區塊鏈系統的吞吐量和交易速度，在滿足安全性和去中心化的基礎上解決區塊鏈的可擴容性問題，成為亟待解決的問題。

　　現有的擴容方案分別針對不同層級進行改進，分為Layer0擴容、Layer1擴容、Layer2擴容。目前業界最認可的擴容方案是Layer2擴容，即鏈下（off-chain）擴容，不改變底層鏈基本協議，通過鏈下的應用層進行改進提升性能。Rollup是目前Layer2擴容的主流方案，思路就是將執行層單獨拿出來做一條子鏈完成主鏈的交易處理工作，然后將結果再返回至主鏈。

　　區塊鏈助力數據可信流通

　　區塊鏈作為一種去中心化的分布式賬本技術，具有不可篡改、可追溯、透明等特點，為構建數據可信流通體系提供了關鍵支持：

　　鏈上可信數據集助力分布式數字身份更可信

　　數字身份是指為解決數字空間對象的識別與信任，適應網絡信息系統安全傳輸、存儲、使用、管理，賦予對象的唯一對應數字標識及與之關聯的屬性聲明。在數據流通過程中，可信數字身份是確保交易安全、維護數據隱私和建立信任關系的基礎。

　　基于分布式標識DID可實現數字身份的標識，基于可驗證憑證VC技術，身份認證機構可為用戶簽發身份憑證(可驗證憑證VC)。結合區塊鏈技術，將身份認證機構DID注冊到區塊鏈可信數據集中，通過鏈上查詢其公鑰校驗憑證簽名的方式，使得用戶不再依賴中心化身份認證/管理機構對其身份信息進行管理，快速構建起用戶完全自主管理的數字身份體系。通過區塊鏈將身份管理的控制權從中心轉移到個人，具備可驗證、隱私安全、全局唯一及永久性等優點。

　　基于智能合約透明規則及自動執行保障數據流通交易過程更可信

　　數據流通交易過程中，需確保各參與方在業務活動中所簽署的合約具備自動化履約能力。智能合約能夠在應用層上進行存儲、驗證和執行，依托區塊鏈智能合約技術，將數據交易約定的規則和流程等內容的合約化，保證可信數據空間服務過程自動化執行、安全可信。

　　數據供需雙方可通過智能合約編寫數據要素流通/交易過程中所有規則，保障各方嚴格遵守，提高數據流通交易自動化水平。鏈上部署數據信息合約、數據發布合約、數據授權合約、數據積分合約、數據共享合約、數據評價合約等，通過調用合約，執行數據流通全過程， 保障了各方嚴格遵守，同時提高自動化交易水平的同時。

　　全生命周期數據鏈上存證保障數據更可信

　　日志存證為數據流通過程提供可信記錄，包括數據流通的每一個環節和細節，是確保數據真實性和可追溯性的重要依據，為后續審計提供基礎。通過區塊鏈將數據流通全生命周期數據上鏈存證固化，基于區塊鏈去中心化、公開透明、不可篡改等特點保證溯源數據真實可信，實現數據主體權利聲明得到共識、數據交易記錄可追溯。

　　從數據產品申請上架開始到交易結束的全生命周期關鍵環節核心信息上鏈存證，使數據要素流通全生命周期安全可追溯，建立一套完整的權益保護體系及監測監管條件。在強化數據流通合規監管的同時，建立完善的內容監管機制，依托區塊鏈技術對數據來源、數據產權、數據質量和使用流程進行全面監管和追溯，確保數據流通過程中的安全性和合規性，有效防范和化解各類數據風險。

　　區塊鏈助力數據資產通證化確保資產流動透明度

　　數據資產化發展到一定程度將進入數據資產通證化階段，將數據資產轉化為可流通交易通證，通過對數據資產進行價值創造、價值標記、價值交換和價值分配，讓數據資產在未來能夠真正像股票、債券一樣在交易市場上流通，數據資產通證化所帶來的通證經濟將成為經濟增長的新引擎[3]。

　　區塊鏈是資產通證化表達的理想基礎設施。將數據資產通過區塊鏈等分布式賬本技術轉化為數字化的代幣或通證，允許數據的產權、使用權以及價值可以在區塊鏈上進行數字化表示和交易�；�于區塊鏈的數據資產通證化提高了數據資產的流動性和透明度。

　　生態伙伴案例展示

　　“區塊鏈 × 數據資產登記”解決方案

　　市場來看，數據資產登記是每個地方政府和數據局必備的基礎業務管理系統，目前部分地方已有試點建立，市場潛力巨大;技術來看，多地數據局出臺數據資產相關管理辦法，明確用區塊鏈技術支撐數據資產登記。

　　“星火·鏈網”數據資產登記平臺，基于區塊鏈的數據資產登記平臺致力數據登記的規范化，基于鏈上數據存證能力，生成數據資產登記證書，完成數據驗證機制，保證數據流通真實可信。貫穿數據資產的登記、合規認定、授權、質量認證、價值評估、價格評估、會計審計等服務環節，打造完整的數據要素市場生態體系，并進行統一數據備份，避免重復登記注冊，實現“一次登記，全網聯動”。

　　“區塊鏈 × 綠色低碳”解決方案

　　供應鏈企業在轉型綠色發展、推動節能降碳方面，通常面臨由于參與主體多、覆蓋范圍廣導致的數據歸集困難、核證流程復雜、數據質量低等問題。區塊鏈技術可以為該場景中上鏈的碳數據打造以統一身份為基礎、以透明公開征信為公信、以統一結算工具為依托的技術工具，構建“鏈主”企業與鏈上供應商之間的高效可信數據共享流通通道。通過統一的區塊鏈數字信任基礎平臺，可有效打通碳數據的供給、需求和監管方之間的數據孤島和信任壁壘，帶動產業全鏈條生態聚合與綠色集約發展。

　　同向科技碳數據核算與確權登記平臺，支持供應鏈上的研發商、生產商、運輸商等企業主體，按照統一的數據格式模板和智能合約接口規范上傳、上鏈自身生產經營相關的能耗與碳排放數據。該平臺鏈接開放、可信的第三方行業生態，具備資質的審定核查機構、咨詢機構將鏈上存證的能耗與碳排放數據進行標準化加工與處理，生成合規可信、可查證可追溯的企業碳排放報告與產品碳足跡報告。環境主管部門對跨組織的碳數據流通利用進行全程合規監管。最終“鏈主”企業基于鏈上各環節精準能碳核算數據，整合優化資源配置，提高運營效率，實現全鏈綠色集約發展與能碳數據價值閉環。

　　《數據基礎設施關鍵構建技術01：區塊鏈》

　　報告目錄

　　區塊鏈技術介紹

　　1.概念

　　2.技術架構

　　3.邏輯架構

　　4.核心技術棧

　　5.技術特點

　　6.區塊鏈分類

　　7.應用領域

　　8.研發熱點

　　二、區塊鏈助力數據可信流通

　　1.鏈上可信數據集助力數字身份更可信

　　2.智能合約提高數據流通的自動化水平

　　3.基于區塊鏈的全生命周期鏈上存證及追溯

　　三、區塊鏈應用實例介紹

　　1.區塊鏈 × 綠色低碳 解決方案

　　2.區塊鏈 × 綠色低碳 解決方案

　　參考文獻：

　　MIIT, China's Blockchain Technology and Application Development Whitepaper[M]. 2016.工信部，中國區塊鏈技術和應用發展白皮書M.2016.

　　區塊鏈原理及其核心技術[J]蔡曉晴;鄧堯;張亮;史久琛;陳全;鄭文立;劉志強;龍宇;王堃;李超;過敏意.計算機學報2021(01)

　　《數據資產通證化上海路線圖》.上海數據交易所.2024