基于區塊鏈技術的高校智能財務系統架構研究

董淼

【摘 要】 隨著政府會計制度的實施和高校“雙一流”建設工作的推進，國家對于高校財務管理水平提出了更高的要求。為進一步提升財務管理水平，高校需要更加智能的財務管理系統，而區塊鏈技術在高校財務管理中的應用能夠提升財務管理系統效率和智能化程度。文章首先介紹了區塊鏈的分布式架構、智能合約和數據加密等技術，進而探討相關技術應用于智能財務系統的可行性，然后根據高校財務管理的相關需求，構建了基于區塊鏈技術的高校智能財務系統架構，并且以具體業務場景為例對區塊鏈技術應用于相關業務流程進行解釋，最后提出了區塊鏈技術在高校財務管理發展中的應用建議。

【關鍵詞】 區塊鏈; 高校財務; 智能財務; 系統架構

一、前言

區塊鏈技術由中本聰[1]（Satoshi nakamoto）在2008年最先提出，該技術是利用哈希函數將數據轉換為哈希值，以密碼學加密數據，將數據封裝在數據區塊中并將數據區塊組合為數據鏈的一種分布式賬本。區塊鏈的發展階段分為區塊鏈1.0、區塊鏈2.0和區塊鏈3.0，區塊鏈1.0和2.0的應用主要是在數字貨幣和金融領域[2]。區塊鏈進入到3.0時代后，將進入可編程社會階段，技術可以應用到社會中的多個行業，因此區塊鏈與財務管理的交叉研究成為了一個重要方向。針對區塊鏈與會計的研究方向，鐘瑋等[3]提出了區塊鏈應用的三個層次，以及區塊鏈在會計確認、計量、記錄和報告中的應用展望。王剛等[4]提出了區塊鏈在能源類企業會計、結算和信息披露中的運用。孫等[5]提出了區塊鏈技術在企業第三方記賬過程中的應用。許金葉等[6]認為通過區塊鏈技術進行信息采集、信息整合和信息分析監控，從而實現社會會計功能。針對區塊鏈與審計研究方向，許金葉等[7]認為區塊鏈技術在信息采集、傳輸和存儲上具有優勢，并且提出了聯網審計的框架。陳旭等[8]認為借助區塊鏈技術可以實現事中審計、動態審計和遠程審計。針對區塊鏈與財務共享研究方向，孫等[9-12]分析了區塊鏈技術在企業財務外包、財務共享架構和會計信息失真防范等方面的運用。目前對于區塊鏈技術的研究主要集中在企業財務方面，對于區塊鏈技術與高校財務管理相關的研究涉及較少，在政府會計制度應用的背景下，對于高校財務管理內部控制、績效評價、事中事后監督相關要求逐步提升，因此本文提出了基于區塊鏈技術的高校智能財務管理架構，通過區塊鏈技術提升高校財務管理效率。

二、區塊鏈技術與高校財務管理

（一）區塊鏈技術應用的可行性

1.去中心化的分布式結構

傳統的高校財務管理基于中心化的財務管理系統，通過各業務模塊開展工作。中心化的財務管理屬于金字塔型管理模式，各業務節點隸屬于中心化管理系統，依賴于財務管理的系統頂端指令。在業務模式上，由業務節點提交數據，各層管理員根據自身權限同意后，最終匯總到財務管理的中心服務器。在數據管理上，中心化財務管理系統各節點權限不同，高權限節點擁有更高的數據權限，可以對低權限節點的數據進行批準和調整。

基于區塊鏈的財務管理系統屬于去中心化的分布式結構，各節點不再按照金字塔結構進行權限分配，而是形成了扁平化的分布式權限分配，各節點具有相同的數據管理權限，不受中心節點的支配。每項業務工作需要各節點一致同意，并且業務數據會在每個節點形成備份，不再按照傳統業務模式上傳到服務器，任何節點都不能擅自修改和調整數據，保證了財務管理工作的真實性，防范內控風險。

2.數據共識

高校財務的財務管理業務范圍較廣，對內涉及教學、人事、科研、物資、采購、設備、房產等業務管理，對外涉及教育管理部門、科研管理部門、財政管理部門、合作院所和合作企業等業務工作，業務節點涵蓋了收支、核算和預算管理等多個方面，傳統的業務模式需要各個節點發起業務并經過逐級審批才能完成，由于業務權限不同，各層級節點無法做到實時協同辦理業務，需要等待上一層級審核完成業務才能進入下一階段，業務時間成本較高。

基于區塊鏈技術的財務管理模式，賦予了各節點相同的業務管理和數據管理權限。發起各項業務后，各節點可以實時協同進行業務審核和辦理，各節點對業務和數據一致同意后，系統會自動在各節點備份數據，業務辦理完成。

3.數據追溯

財務數據是高校財務管理的重點，一旦發生財務數據篡改等情況，將產生極大的管理風險。區塊鏈技術創新的使用了時間戳技術，各節點在區塊中寫入數據的時候，必須在區塊頭記錄當時的時間，表明數據在這一時刻被寫入或者修改。各節點可以利用時間戳對數據進行追溯，精確地查找出數據修改者或者記錄者，有效防止數據篡改。

4.智能合約

智能合約作為區塊鏈財務管理系統的核心功能，是財務智能化的基礎。利用算法生成可執行的計算機代碼，將規則化和流程化的工作分解為多個條件。當業務數據匹配了智能合約中的全部條件，并且得到了全部節點的一致認可，該項業務將自動執行，無需人工的干預。智能合約可以應用到高校財管理中部分規則化和流程化的業務，能夠提升財務管理效率。

5.數據加密

基于區塊鏈技術的財務管理系統利用哈希函數將高校財務數據轉換為哈希函數值，哈希函數轉換具有定時性和定長性的特點，無論原始數據長度多少，都可以在相同時間內將財務數據轉換為相同長度的數據，效率較高。轉換過程具有單向性的特點，無法通過哈希函數值反推原始數據，保證數據安全。

區塊鏈技術的財務管理系統基于非對稱加密原理，生成了加密和解密中所需的公鑰和私鑰，公鑰和私鑰之間無法互相推算。各節點可以利用公鑰對數據進行加密，掌握對應私鑰才能解密并查看數據，防范數據風險。

（二）區塊鏈技術的應用基礎

1.高校財務管理模式

目前高校財務管理已經進入到信息化階段[13]，借助計算機程序改變了傳統紙質化流程，由人工通過中心化財務管理系統完成各項業務工作。高校財務信息化系統基于傳統財務管理模塊，將業務分為了收支、核算和預算管理等主要模塊，并且各個模塊下包含了涉及工資、報銷、查詢、科研管理等細分業務。

高校財務信息化為基于區塊鏈的智能財務管理系統奠定了堅實基礎，根據高校財務信息化的發展現狀，完全放棄原有信息化系統，重新架構新的智能財務管理系統成本巨大，智能財務系統可以基于原有的信息化系統，將區塊鏈、人工智能、大數據等新技術部署在系統中，利用新技術優化原有流程，改變原有的數據管理模式，提升工作效率，同時節省開發成本。

2.高校財務管理人才基礎

基于區塊鏈的智能財務管理系統需要工作人員具有扎實的財務管理知識以及一定的區塊鏈技術能力。高校財務管理部門工作人員一般具有高等教育經歷，部分具有碩士或博士學位，具有較強的學習能力，在已有的財務管理知識基礎上，經過專業培訓后，可以適應新的技術要求。同時工作人員也具有一定的科學研究能力，可以承擔相關課題和項目，對區塊鏈智能財務相關的領域進行更深入的研究，解決系統在實際工作中的疑難問題，對財務和計算機技術交叉領域的問題進行研究和攻關。

三、高校區塊鏈智能財務系統的架構

基于以上區塊鏈技術與高校財務管理體系的分析， 構建如圖1所示的高校區塊鏈智能財務系統架構。

（一）應用層

應用層終端包括了電腦端、移動端。電腦端的應用將結合表單和人工智能技術，用戶可以通過各個業務模塊，利用表單提交相應業務數據，數據將使用非對稱加密技術，保證數據安全。在電腦端可以利用人工智能技術提升業務效率，當提交的數據量較大，或者需要在文本量較多的文件或報告中提煉財務數據時，可以利用人工智能模塊進行提交。人工智能模塊利用深度學習中的自然語言處理技術，將大文本的數據進行智能分詞、去除停用詞、語氣詞和標點符號等，利用正則表達檢索財務數據，根據所需數據類型直接將相關數據轉入表單中，可以顯著減少人工操作，利用智能方式提升數據錄入效率。通過應用層提交財務數據，可以解決數據交換標準不統一的問題，為部門間財務數據對接提供了基礎。

移動端將利用APP、公眾號、小程序、H5網頁等形式，開發數據錄入平臺，各部門可以利用在移動辦公的條件下便捷提交相關數據，不受時間地點的限制使用數據加密技術，工作便捷的同時保證數據安全。

（二）智能合約

根據高校財務管理工作的特點，智能合約層對流程化的工作自動執行計算機代碼，使各項業務工作高效完成。高校財務管理主要以收支、核算和預算管理為主，因此智能合約主要從這三個方面入手，以智能財務流程優化原有的人工操作。

在收支方面，智能合約在學費收入、工資支出、報銷支出、科研收支、工程建設、物資采購等方面可以根據業務場景設置觸發條件，一旦區塊鏈中各業務節點已經全部認可數據，并且區塊鏈反饋的數據符合了觸發的條件，業務將自動執行。

核算方面，智能財務管理架構利用智能合約自動生成財務核算結果。智能合約基于新的政府會計制度，包含智能會計憑證、成本核算、智能賬目、財產清查和報表智能生成模塊。經過各節點認可的財務數據，將根據智能合約設置的條件，觸發后智能生成核算結果和財務分析報告。

預算管理方面，智能合約設置預算決策和預算使用模塊。為了對高校管理層在科研投入、學科建設、工程建設等重大事項上進行財務數據支持，智能合約可以利用決策支持模塊輔助高校管理層科學決策。預算決策模塊基于收支和核算的結果和各部門往年財務數據設定觸發條件，根據各部門的財務表現情況和各階段的反饋，利用大數據分析形成多種評價的指標，結合機器學習和深度學習等人工智能技術，自動生成預算決策建議，輔助人工決策。同時結合各部門的資金往來和使用情況，制定預算使用觸發條件，對合規性和合理性進行智能監督，實時監管使用情況?；谑褂们闆r，在符合財務管理的基礎上對預算配置進行動態調整。

（三）業務節點層

各部門通過應用層提交業務數據后，數據經過智能合約層進入到業務節點層。業務節點層設置校內節點和校外節點兩大類。在校內設置現金收支、業務核算、預算管理、業務監督等業務節點，各節點具有相同的業務管理權限，在具體業務場景各節點依托自身的職責范圍，對數據進行管理審核，對數據的合理性和合規性做出判斷。各種業務的開展不再是逐級審核的模式，而是將業務廣播至各業務節點，各節點實時響應具體業務進行辦理，完成后在系統中同意該項業務，只有各節點一致同意一項業務，并且記錄相關業務數據，該業務才能完成。

校外業務節點的設置需要兼顧校外合作、上級監管和審計三個方面。隨著高校對外合作的進一步加強，橫向課題和縱向課題數量逐年上升，與基金管理部門、兄弟高校、科研中心、企業合作程度逐步加深，資金往來和財務數據對接需求進一步增強，在對外的財務管理上需要進一步提升工作效率和確保數據安全。區塊鏈財務管理系統將合作的高校、企業等單位的財務管理部門設置為業務節點，擁有合作業務的數據管理和辦理權限，在校外發起業務需要校內響應或者校內發起業務需要校外響應的場景下，各節點能夠實時協同辦理業務，提升工作效率。

國家對于高校的投入資金逐年增加，對于資金的使用效率和資金監管越來越重視，通過區塊鏈的財務管理系統，基于非對稱加密的技術，為上級教育監管部門和財政監管部門賦予一定的私鑰權限，可以查詢區塊鏈上的數據，查看各項業務的資金流向和資金使用績效，防范財務風險，同時可以減少人工數據上報的相關工作，提升財務管理效率。稅務部門通過私鑰可以查詢高校涉稅項目的繳稅情況，對稅收工作有效監管。

高校作為被審計單位，需要接受階段性審計和領導經濟責任審計等。非現場審計需要高校將相關財務數據和材料傳遞給審計方，審計方將財務數據導入到審計系統中，才能展開審計工作，這一過程降低了審計方的工作效率，增加了工作成本。在現場審計中，利用原始憑證和賬目資料人工查找相關審計線索和違規事項，缺少現代化技術支撐，影響了工作效率。通過區塊鏈財務管理系統，審計方可以利用時間戳回溯財務數據，對任何有疑問的數據都可以追溯到源頭?！蛾P于實行審計全覆蓋的實施意見》提出了建立審計實時監督系統的要求[14]，區塊鏈財務管理系統利用非對稱加密為審計方提供一定權限的私鑰，賦予數據查詢權限，各項財務數據無需導入審計方系統，可以直接在被審計單位系統中實時查看。同時由于區塊鏈技術在各業務節點分布式存儲了財務數據，審計方可以非常便利地在任何業務節點查詢相關財務數據。通過財務管理系統提供了大數據分析功能，基于深度學習和神經網絡的相關技術，可以利用技術輔助審計單位判斷財務風險。

（四）數據層

區塊鏈的財務系統在數據存儲上以業務作為區塊鏈的劃分原則，為每一種業務創建一條私有鏈，各種業務區塊數據不重合，只有該私有鏈的業務節點可以利用私鑰完成業務和查看數據。在一種業務的私有鏈上，各業務節點根據自身的職責和權限完成數據校驗工作，確認數據的有效性和合規性，每一個節點完成工作后，系統會根據完成時間加蓋時間戳，作為工作證明。全部節點一致同意該業務后，系統將財務數據轉換為哈希值，連同時間戳、區塊頭信息封裝到區塊中，同時將區塊利用非對稱加密技術進行加密，利用哈希值將前后區塊相連，記錄到私有鏈的主鏈上，在每個業務節點形成備份，實現分布式存儲。

（五）高校區塊鏈智能財務系統業務演示

以高校財務工作中常見的科研報銷場景為例，傳統報銷流程以現場操作為主，教職員工和學生需要提前準備好全部原始票據，填寫申請，由經辦人員現場審核，報銷事項較多，經常出現排隊情況。經辦人員審核后材料傳遞到下一業務點，由會計核算人員進行記賬和完成報銷等流程，再傳遞給出納人員將信息傳遞給銀行，由銀行最終將款項打入報賬人賬戶，相關財務信息上傳到高校財務管理服務器中。

基于區塊鏈的財務管理系統的報銷流程如圖2，由報賬人在電腦端或手機端提交報賬申請，以表單形式提煉報銷信息，或直接復制粘貼有關報銷信息，由人工智能模塊自動提取信息，相關財務信息觸發智能合約中的收支模塊，系統自動給出業務完成所需觸發條件，自動對接相關數據中心核實發票真偽。報銷信息廣播到全部業務節點，由各業務節點按照自身權限實時協同辦理業務，各節點完成業務辦理后，相關財務數據在全部節點備份，加入時間戳并進行數據加密。各節點完成后，業務滿足了智能合約的觸發條件，系統對接的銀行系統自動將款項打入到報銷人賬戶，報銷業務完成。在這一業務場景中，系統以智能化工作流程減少原有的人工操作流程，提升業務辦理效率。

四、應用建議

（一）硬件設備

基于區塊鏈技術的高校智能財務系統改變了原有的中心化系統模式，使得各業務節點擁有相同的業務管理權限，數據處理量將會有巨大提升，對各節點的硬件設備有了更高的要求，因此各業務節點需要進行相應的硬件設備升級，加大內存量，提升中央處理器和圖形處理器性能，使系統配置適應大數據計算和深度學習處理，滿足智能財務系統的運行需求。

（二）系統銜接

基于區塊鏈技術的智能財務系統以原有財務信息化系統為基礎，在系統底層應用區塊鏈技術，需要做好系統的銜接工作，解決基礎問題。第一，需要統一系統接口標準，確保接口安全和接口的訪問效率，按照系統協議的版本要求對各功能做好規范，確保系統功能達標，保證系統的可擴展性。第二，區塊鏈技術與財務信息系統的對接還需要統一數據格式的編碼，確保各數據來源和各業務類型的數據通信，按照系統協議驗證數據的合法性。第三，系統對接需要注意兼容性，接口協議的版本能夠向下兼容，需要確定接口的功能特征，確定合適的訪問參數。第四，系統對接需要注意安全控制，定期進行安全評估，做好系統訪問的控制工作。

（三）數據安全

基于區塊鏈技術的智能財務系統將財務數據分布式存儲在各業務節點，因此對于節點數據安全的要求顯著提升。各業務節點在部署系統時，應建立專線內網進行數據通信，做好專線內網和公網數據的隔離。專線網絡的訪問權限需要嚴格控制，各節點可以使用加密硬件強化數據的管理控制;同時各節點需要注意防范網絡攻擊，使用安全等級較高的防護軟件，嚴防數據竊取。

（四）法律和行業制度保障

區塊鏈技術與高校財務系統的融合，需要會計行業或監管部門出臺相關的技術規范和行業標準，對系統搭建、業務流程、數據標準和內部控制等方面做出制度規范，促使其合理有序健康發展。與此同時區塊鏈技術與高校財務管理逐漸融合，需要監管部門對相關數據的利用進行有效的監管，需要法律上的明確規定。

（五）業務流程

高校財務管理的工作流程基于財務信息化系統，財務信息化系統與區塊鏈技術融合后，需要對原有工作流程進行調整和優化，針對不同業務場景設定不同的智能合約和觸發條件，針對收支、核算和預算管理等業務在兼顧內部控制的原則上，根據業務內容重新規劃業務節點，同時針對銀行等合作單位需要進行外部業務流程的重新優化。

（六）人才培養

應用基于區塊鏈的財務管理系統后，財務管理人員需要掌握區塊鏈技術和財務大數據分析能力，能夠利用機器學習、深度學習和神經網絡等技術分析財務相關數據，做好高校財務的成本控制和財務數據分析預判。因此，高校財務部門需要組織相關專業技能培訓，將財務管理知識和區塊鏈技術結合起來，培養復合型的財務管理人才。

五、總結與展望

基于區塊鏈技術的高校智能財務系統，以分布式架構進行業務處理，基于數據共識、時間戳和數據加密將數據塊寫入區塊鏈，確保財務數據不可篡改，利用智能合約在各個業務場景智能化完成業務，同時進行財務數據的分析和預測，為高校管理層提供有效的決策依據。區塊鏈技術未來將會與財務進行更多領域的融合。例如，各個高校的私有鏈可以組成聯盟鏈，有助于院校間的科研業務合作;上級監管部門可以利用私鑰查看財務數據進行監管，利用相關大數據工具進行績效評估。區塊鏈技術作為一種新的信息技術，與現有系統的融合會存在一定的局限性，需要更多的政策支持，需要各方共同努力才能使區塊鏈技術更好地應用于高校智能財務管理。

【參考文獻】

[1] NAKAMOTO S.BITCOIN.A peer-to-peer electronic cash system[EB/OL].[2019-05-15].https：//bitcoin.org/

bitcoin.pdf.

[2] 袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016，42（4）：481-494.

[3] 鐘瑋，賈英姿.區塊鏈技術在會計中的應用展望[J].會計之友，2016（17）：122-125.

[4] 王剛，葉明，鄭天嬌.信息質量視角下區塊鏈技術在企業會計領域的應用探析[J].財務與會計，2019（2）：67-69.

[5] 孫，蘭夢靈，姜濤.基于區塊鏈技術的三方記賬模式應用[J].財務與會計，2017（10）：54-55.

[6] 許金葉，唐美晨.社會會計：區塊鏈下的會計革命[J].會計之友，2017（17）：133-136.

[7] 許金葉，魯梅靜.基于區塊鏈的聯網審計框架探討[J].會計之友，2017（21）：132-135.

[8] 陳旭，冀程浩.基于區塊鏈技術的實時審計研究[J].中國注冊會計師，2017（4）：67-71.

[9] 孫，姜濤，蘭夢靈.基于區塊鏈技術的財務眾包模式應用[J].財務與會計，2017（17）：48-50.

[10] 姚.基于區塊鏈技術3.0的財務共享服務模式建設探討[J].財務與會計，2019（1）：67-69.

[11] 吳麗梅，丁潔，王深蘢，等.基于區塊鏈技術的財務共享模式架構[J].會計之友，2019（2）：149-154.

[12] 邢恩泉，宋睿，蘇蕊，等.基于區塊鏈視角談上市公司會計信息失真的防范[J].財務與會計，2019（2）：77-78.

[13] 邱升齊.高校財務信息化建設探討[J].財會通訊，2011（23）：67-68.

[14] 中共中央辦公廳，國務院辦公廳.關于實行審計全覆蓋的實施意見[A].2015.