基于區塊鏈的智慧消防信息共享體系

靳濤 李超鵬

摘要 針對智慧消防建設中出現的數據壁壘、數據孤島現象，結合區塊鏈技術，建立起智慧消防信息共享體系結構，探討了該體系層次結構和概念框架，該體系結構具有信用性好、透明性強、安全性高、可拓展性好等特征，能有效地解決智慧消防建設中信息一致協同和相互信任問題。

【關鍵詞】區塊鏈 智慧消防 信息共享

當前，隨著大數據、云計算、物聯網的快速發展，“智慧消防”作為“智慧城市”重要組成部分已逐漸成為各方關注的焦點，智慧消防的實現，將極大的提高消防監督管理和消防救援的水平和效率，對消防工作有著重要意義。

1 智慧消防面臨的問題

智慧消防的關鍵在于數據分析和應用，而在目前智慧消防建設過程中不同程度地存在數據壁壘、數據孤島現象，各政府部門間尚未建立有效的數據共享機制和信息交換平臺，一些有價值的公共信息資源與數據面向消防部門開放度低，消防工作缺乏相應的外部數據支撐。

2 區塊鏈技術

區塊鏈技術于2008年由日本學者中本聰（Satoshi nakamoto）提出，是由多獨立節點共同參與的分布式數據庫。區塊鏈將數據分在不同的區塊內，每個區塊的區塊頭包含前一個區塊的哈希值，該值是對前區塊的區塊頭進行哈希函數計算而得到。區塊之間就通過這樣的哈希值與先前的區塊相連形成一個鏈條，如圖1所示。

區塊鏈具有去中心化、時序數據、集體維護和安全可信等特點。去中心化：由于是分布式存儲的，因此不存在中心點;時序數據：采用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據，增加了時間維度，具有極強的可追溯性和可驗證性;集體維護：采用特定的激勵機制以保證系統中所有節點均可參與區塊的驗證過程，并通過共識算法來選擇將新區塊添加到區塊鏈;安全可信：采用密碼學方法對數據進行加密，借助共識算法形成的強大算力來保證區塊鏈數據不可篡改。

區塊鏈可分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈對所有人開放，公眾都可以參與。私有鏈對單獨的個人或實體開放，其寫入權限僅在一個組織手里的區塊鏈。聯盟鏈僅對特定的組織團體開放，本文采用的就是這種方式。

3 基于區塊鏈的智慧消防信息共享體系

針對目前智慧消防建設中數據不共享等問題，提出一種基于區塊鏈的智慧消防共享信息體系，致力于打通各政府部門、各行業間的數據壁壘，本平臺體系方案繼承了區塊鏈技術的通用體系架構，分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。

數據層封裝了底層數據區塊、相關的數據加密和時間戳等技術：網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;應用層則封裝了智慧消防的各種應用場景，可使用人工智能、機器學習的相關算法對數據進行深度分析與應用。

區塊鏈系統上參與的主要邏輯實體可以抽象為各政府部門信息中心、聯盟節點、其他節點和信息中心數據庫。其中，聯盟節點主要為財政、稅務、民政、衛生、教育、公安、氣象等政府部門或電力、燃氣、供水、電信等公共服務機構的業務信息中心組成，各業務信息中心是由各業務領域產生、管理和處理的信息。

聯盟節點具有信息傳送和信息處理等功能，每對聯盟節點間可直接對接，從而共享、交流信息;通過區塊鏈系統自動運行的共識機制，提供點到點的信息路由、信息傳送等功能，存儲和管理共享信息。各聯盟節點共同維護和監督信息，確保信息可靠、非重復的情況下，才能夠導入區塊鏈儲存系統，形成信息中心數據庫，從而為智慧消防提供海量數據。

4 結束語

本文針對智慧消防建設中數據不共享等問題，提出了基于區塊鏈的智慧消防共享信息體系，采用分布式的去中心化構架，可有效解決智慧消防信息共享、數據安全等問題，使消防工作信息化程度更高，提升智慧消防數據采集和處理的質量，為消防業務工作提供強有力支撐。

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