區塊鏈技術在綜合減災社區建設中的應用研究

張小明 劉璐

引言

社區作為居民群眾生活驛站，是黨和政府服務居民群眾的“最后一公里”，在防災減災中發揮著至關重要的作用。因此，社區需要樹立災害風險管理和綜合減災理念，緊緊依靠社區居民，發揮自身優勢，加強聯防聯控、群防群治，提高社區防災、減災、避災、救災應急反應能力，以減少災害給群眾帶來的人身和財產損失。

2019 年11 月29 日，習近平總書記在十九屆中央政治局第十九次集體學習時強調，要強化應急管理裝備技術支撐，優化整合各類科技資源，推進應急管理科技自主創新，依靠科技提高應急管理的科學化、專業化、智能化、精細化水平。社區綜合減災工作需要以科技創新為驅動，借助科技的力量推進應急管理現代化，提高社區的監測預警能力、監管執法能力、救援實戰能力以及社區動員能力，從而提升社區的風險管理水平和綜合減災能力。

區塊鏈作為構建社區數據治理體系的新興技術，可解決社區數據治理、社區信任和社區安全問題，為構建專業化、一體化綜合減災示范社區提供技術支撐，助力社區提升防災減災綜合治理能力。

本文介紹了區塊鏈技術概況，總結了區塊鏈技術在綜合減災社區建設中應用的意義，并用情景分析法對區塊鏈技術在綜合減災社區建設中應用進行定性預測，旨在為利用區塊鏈技術推進綜合減災社區建設提供工作思路。

圖1 區塊鏈技術改變未來

區塊鏈技術概況

（一）區塊鏈技術產生的背景與特征

1.區塊鏈技術產生的背景

“區塊鏈”概念是比特幣創始人中本聰于2009 年提出來的。隨著商業社會不斷演進，中心化機制已不同程度阻礙著經濟與社會的發展，如中心化機制造成的數據隱私問題、數據成本問題以及數據確權問題等，這就亟須在互聯網世界建立起維護數字世界的信任關系。技術演進，如分布式架構凸顯的優勢為區塊鏈技術產生奠定技術基礎。商業演進和技術演進時空交匯，區塊鏈技術由此誕生（圖1）。

2.區塊鏈相關概念

區塊（block）是存儲數據的電子記錄文件。

從字面上看，區塊鏈是由一個個記錄著各種信息的小區塊鏈接起來組成的一個鏈條，類似于我們將一塊塊磚頭疊起來，而且疊起來后是沒辦法拆掉的，每個磚頭上面還寫著各種信息，包括：誰疊的，什么時候疊的，磚頭用了什么材質等等，這些信息你是沒辦法修改的。

從計算機上看，區塊鏈是一種比較特殊的分布式數據庫。因為區塊鏈是一種分布式數據庫，所以它沒有中心點。信息存儲在所有加入到區塊鏈網絡的節點之中，節點的數據是同步存儲的相同數據。節點可以是一臺服務器，一個筆記本電腦，也可以是一部手機等。

本質上，區塊鏈是一個去中心化的數據庫，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊（圖2）。

時間戳是區塊鏈數據庫的最大創新點。區塊鏈數據庫讓全網的記錄者在每一個區塊中都蓋上一個時間戳來記賬，表示這個信息是這個時間寫入的，形成了一個不可篡改、不可偽造的數據庫。

3.區塊鏈技術特征

區塊鏈技術基于分布式的對等網絡，融合分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、哈希算法等技術，采用獨特的數字加密技術，建立一組“數字賬本”，該“數字賬本”能夠記錄數據存儲、數據驗證、數據傳遞與交流過程信息，還能讓所有用戶在“數字賬本”上記賬與核賬，從而保證信息的真實性與不可篡改性。

區塊鏈的核心技術呈現去中心化、分布式存儲、智能合約、匿名性和多方維護等特征。

圖2 如何創建區塊鏈交易

（1）去中心化

去中心化是區塊鏈技術首要特征。因為區塊鏈使用分布式服務器進行核算和存儲，任一節點的權利和義務都是均等的，所以不存在一個中心化的硬件或者管理機構。系統的每一節點具有高度自治特征，這些分布的節點可隨機連接，形成一個個新的連接單元，新連接單元的節點成為階段性中心，這些節點彼此間相互影響形成非線性因果關系，可以避免因中心化的硬件損壞產生影響整個系統運作的狀況。

（2）分布式存儲

分布式存儲是區塊鏈技術的第二特征。作為生態大數據的存儲新模式，分布式存儲技術不僅解決了各節點數據存儲問題，還能了解使用者使用存儲的狀態。分布式存儲技術可保障系統中各節點的存儲質量，并在使用者與存儲數據兩者間建立了一種可追溯數據質量的技術保障體系。

（3）智能合約

智能合約是基于一種計算機程序的數字形式定義的承諾。交易雙方在可信環境下進行交易，交易記錄可追蹤且不可逆轉，這樣能夠保證交易雙方受制于有約束力的數字化協議。

智能合約能巧妙避開“中心化中介機構”的影響，提升了業務處理效率，并能減少與合約相關的其他交易成本，如信息成本等。

（4）匿名性

匿名性是區塊鏈技術的重要特點。區塊鏈技術中的匿名性并非真正意義上的匿名，而是非實名，是參與交易的每一個人的真實身份都無法被人查知。區塊鏈中有一個與真實存在的自然人或組織一一對應的虛擬身份，與這些虛擬身份相關的信息都是公開透明的。

匿名性包括部分匿名性和完全匿名性，部分匿名性是指隱藏部分交易信息；完全匿名性是指交易前后及過程中的所有數據、交易金額和流程都不公開。

（5）多方維護

多方維護是區塊鏈技術的又一特點。區塊鏈融合了一種多方共同維護的共識機制，使用密碼技術保證傳輸和訪問的安全性。不是像以往由單一主體寫入數據，而是通過多方驗證，達成共識才能寫入數據，從而實現了數據一致存儲、不易篡改。

（二）區塊鏈技術在主要行業領域應用

目前，區塊鏈的應用已經延伸到物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易、企業金融等多個領域，現簡要對幾大行業領域應用作介紹。

第一，金融銀行業。區塊鏈技術已在數字貨幣、支付清算、票據與供應鏈、信貸融資、金融交易、證券、保險、租賃等細分領域從理論探索走向實踐應用，如招商銀行直連跨境支付等。

第二，傳媒行業。區塊鏈技術可以追溯新聞的根源，實現媒體信源認證，可以對信源進行評估、多節點內容進行驗證，還能完整記錄數字內容版權流轉過程，對數字內容版權進行保護。

第三，食品安全領域。區塊鏈技術可以精確追蹤食品從農場到餐桌的全過程，提高了食品供應網絡的透明度，使召回事件中追蹤污染產品市場流向變得更容易。

另外，區塊鏈技術還廣泛應用于物流、電子商務、農業、能源、醫療健康、教育等領域，并在稅收監管、科學決策、贗品鑒定、商品營銷等方面有很好的應用。

區塊鏈技術在綜合減災社區建設中應用的意義

在社區防災減災工作中，借助區塊鏈技術優勢，對社區的各類數據資源進行存儲、管理，可提高數據質量、確保數據安全、實現數據共享，有助于打破社區的“信息孤島”，重建社區信任體系，為社區防災減災多元主體的治理體系建設提供技術支撐。

（一）區塊鏈在社區數據治理中的作用

從封閉數據庫中把數據“解救”出來是區塊鏈構建點對點的、去中心化的分布式數據系統的初衷，這也為解決當前社區數據治理的關鍵問題提供了可能。

1.提高數據質量

區塊鏈技術可以有效解決傳統互聯網數據真實性不夠、一致性不高、時效性不強等問題。

數據創建者可將數據寫入“區塊”中，這些被寫入、廣播、核實的防災減災活動數據，在區塊鏈中的時間戳記錄是不可逆的，也就是說，經被認定寫入區塊鏈的信息，將會永遠儲存在“區塊”中，這樣確保數據的真實性、完整性、穩定性。

2.確保數據安全

由于區塊鏈是分布式存儲的，數據一經寫入即有多重備份。當數據創建者的數據被惡意攻擊或故障時，其他相關方仍有完整的數據備份可供正常使用。

而且數據創建者將數據錄入后，會在區塊前面加蓋時間戳，標識數據的時間順序，并用私鑰對數據進行加密存儲。這樣就增加了試圖篡改、刪除數據或者惡意攻擊數據庫等行為的難度，從而保證“上鏈”（加入到區塊鏈網絡）后的數據的安全性。

3.有助于實現數據共享

利用區塊鏈點對點技術可以解決傳統數據共享需要中介第三方的問題，實現全體網絡終端共同擁有數據。利用區塊鏈的分布式存儲、智能合約和多方維護特點，可以實現數據共享，可對數據存儲、使用追蹤溯源。

（二）區塊鏈有助于打破社區“信息孤島”

社區數據無法統一管理、社區間數據無法共享、社區信息系統無法兼容等問題導致社區“信息孤島”的產生。

如果在現有社區信息系統的基礎上融合區塊鏈技術，將各系統（部門）和各社區的原始數據或數據指紋上鏈流通，那么區塊鏈的身份核驗和共識權限設置可以更好地劃分各系統（部門）與各社區工作人員的權利和責任，可以對海量的信息、數據進行歸集、分層管理與共享，更好地發揮數據輔助社區治理決策的作用。同時，區塊鏈技術還能提升社區防災減災活動參與者信息共聯、共通、共享，使參與者的信息以及征信數據流動更加通暢，從而實現社區數據共建共享共融。

可見，區塊鏈技術可為社區構建精準的防災減災治理模式提供科技支撐，為社區定向的綜合防災減災服務提供決策支持。

（三）區塊鏈有助于重構社區信任體系

可靠的信任關系是提高社區綜合防災減災工作效率的先決條件，社區居民群眾間相互信任程度是影響社區防災減災信息共享的關鍵因素。區塊鏈首要功能就是解決信任體系問題，除了解決貨幣信任體系問題外，還能解決社會信用體系問題，當然也可以解決社區信任體系問題。

基于區塊鏈技術構建的完全分布式信任體系，社區綜合防災減災活動參與者可將防災減災工作信息寫入區塊中，并以區塊鏈中特定的密碼學標識——“時間戳”方式記錄、保存這些信息的寫入時間，當社區［信息社區服務中心（區塊鏈）］完成信息創建后，社區綜合防災減災活動的所有參與者就可以在各個鏈節上編輯完善自己寫入記錄的信息，這樣可確保數據的真實、完整、穩定、可追溯。

在重構社區新的信用體系過程中，可以結合應用區塊鏈的智能合約運行機制，對社區防災減災活動所有參與者的信用進行指標量化分級，以信用等級來衡量社區居民對社區防災減災實際活動的參與情況，并依據社區居民參與防災減災活動情況增設相應的獎勵機制。可根據社區參與防災減災活動指標量化的結果，采用“信用+社區”方式向社區居民發行誠信積分卡、設立信用超市等，以類似誠信積分制的方式鼓勵居民參與社區綜合減災防災活動，提高社區治理工作效率和服務水平。

區塊鏈技術在綜合減災社區建設中應用的情景分析

對區塊鏈在社區防災減災工作的主要應用場景進行分析，為區塊鏈在綜合減災社區應用落地提供思路。

（一）社區災情預警監測的應用設想

社區是廣大居民群眾工作、生活的重要場所，是防災減災的前沿陣地。突發事件引發的不確定性、目的明確性、瞬間的聚眾性、行為的破壞性、狀態的失衡性，以及次生災害關聯性、交叉性、耦合性，為居民群眾安居樂業、城市綜合治理帶來了巨大的考驗和挑戰。當前，社區信息化水平還不足以支撐多元（主體）參與社區防災減災治理工作，要實現多元治理就首先要解決端到端流程的諸多技術問題，而區塊鏈的點對點的、去中心化的分布式數據系統為解決這些問題提供了可能。

基于此，根據社區綜合防災減災工作實際，將區塊鏈技術應用到智慧小區災情監測預測系統，可以實現社區各類數據智能化處理、社區災情知識圖譜呈現、多模態人機交互的智能化監測預測，實現如下主要功能：

一是可以廣泛收集社區各類災情數據。二是可對社區潛在的風險點（如社區附近是否存在重大危險源），對時空域的變形、破壞信息和災變誘發因素信息進行動態監測，并作出相應的預警處理，將防控關口盡可能往前移。三是可對采集的數據進行自下而上的數據回饋與分析，并有效跟蹤災情數據，改善社區突發事件處理流程的可見性。四是預留的接口可連接其他應急系統，如氣象局或地震局的系統。

通過構建此類災情預警監測平臺可以提高社區與居民溝通的有效性，降低社區綜合減災成本，實現真正的、可衡量的節約，提高救災和災后恢復工作的效率。

例如，北京市海淀區智慧社區系統將區塊鏈技術、語音與語義技術、深度自然語言理解、無線通信技術、傳感器監測等技術深度融合，通過建立智慧社區綜合防控平臺將物聯感知、數據融合、人工智能、運營服務等多種手段進行整合，并且還將智能門禁、人臉攝像機、車牌攝像機、物聯感知設備等多種前端感知設備關聯起來，實現了火災預警和報警等多應用場景的智能化處理、自動語音報警功能，實現全方位、無死角、立體化社區治安，給居民帶來了更安全、便捷的生活新方式。

（二）社區綜合減災物資調配的應用設想

應急救助物資是應對突發事件的重要支撐，重點物資的生產、采購、調配和供應環節快速準確響應至關重要，維持社區居民群眾生活的日常物資供應也刻不容緩。

若將區塊鏈技術應用于社區綜合減災物資調配中，憑借區塊鏈分布式記賬技術可以實現供應方與各社區點對點的通信，這樣就能準確傳達社區的真實物資需求，從而更有針對性地實現按需供應應急物資。

同理，若能基于區塊鏈技術構建智能社區應急物資管理大數據平臺，則可實現應急物資和設備精準投放、緊缺應急物資高效配置，實現社區突發事件快速自主響應，提高社區綜合防災減災響應效率。

（三）社區防災減災教育的應用設想

社區教育是社區依照自身發展實際和社區居民需求，向該社區全體居民群眾提供社區的教育、文化資源，它具有全民參與、公平開放、資源共享等特點。當前社區教育或多或少存在數字化學習平臺利用率低、服務單一，社區教育學校資源質量參差不齊，社區教育受眾群體范圍小，長效評價記錄機制缺失等問題。

區塊鏈除了能為人們交易活動提供一個可見的分布式數據庫外，還可以存儲、顯示諸如知識、經驗等隱性知識，并充分發揮隱性知識潛在價值。因而，區塊鏈技術為解決上述問題提供了可能。

若基于區塊鏈技術構建智能社區教育平臺，鏈接“去中心化中介機構”的主體與客體，可以利用優質的社會教育資源，擴大社區教育受眾群體范圍，最終可真正實現社區教育的全民參與、公平開放與資源共享。

若將區塊鏈技術應用到社區防災教育領域，不僅可以鏈接“去中心化中介機構”的主體與客體，即可以將有防災減災知識需求的社區居民與地震、消防、臺風、雷電、暴雨、泥石流、疫情防護、交通安全、食品衛生、防溺水、防欺凌等知識進行精準匹配，實現點對點的知識傳授，而且可以將這些防災減災知識進行確權存證，還可以對“上鏈”后的防災減災知識進行評價，這樣可以激勵知識擁有者根據居民需求和知識評價進行知識再創造和知識共享。

結語

區塊鏈在社區防災減災領域的運用還需要一個漸進過程，隨著區塊鏈技術不斷突破與創新，定能加快區塊鏈與應急物流、應急信息、應急資金的融合，構建一個基于區塊鏈技術的社區防災減災治理鏈，鏈接社區治理的多元主體，拓寬社區防災減災服務邊界，提高社區的風險管理水平和綜合防災減災治理能力。