基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享體系研究

李冠楠 金波 吳麗健

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)交互及數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘越發(fā)重要。通過引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以對(duì)信息化建設(shè)過程中存在的業(yè)務(wù)協(xié)同以及數(shù)據(jù)共享等方面的問題提供切實(shí)可行的解決方案。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;共享;數(shù)據(jù);協(xié)議

Abstract： With the rapid development of Internet technology， data interaction and data value mining become more and more important. Through the introduction of blockchain technology， we can provide practical solutions to the problems of business collaboration and data sharing in the process of information construction.

Key words： blockchain; sharing; data; protocol

1 引言

區(qū)塊鏈技術(shù)是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合運(yùn)用。從本質(zhì)上講，它是一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護(hù)等特征。基于這些特征，區(qū)塊鏈技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的“信任”基礎(chǔ)，創(chuàng)造了可靠的“合作”機(jī)制，具有廣闊的運(yùn)用前景。

區(qū)塊鏈技術(shù)主要特征去中心化是指不依賴額外的第三方管理機(jī)構(gòu)或硬件設(shè)施，沒有中心管制，除了自成一體的區(qū)塊鏈本身，通過分布式核算和存儲(chǔ)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了信息自我驗(yàn)證、傳遞和管理。開放性是指開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對(duì)所有人開放，任何人都可以通過公開的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用，因此整個(gè)系統(tǒng)信息高度透明。安全性是指只要不能掌控全部數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的51%，就無法肆意操控修改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，這使區(qū)塊鏈本身變得相對(duì)安全，避免了主觀人為的數(shù)據(jù)變更。

基于區(qū)塊鏈去中心化、開放性、獨(dú)立性、安全性、匿名性等特點(diǎn)，可以有效解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享模式中的問題。使數(shù)據(jù)共享更加高效、安全、完整。

2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)安全

設(shè)計(jì)一種基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享體系如圖1所示。

該體系基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐個(gè)標(biāo)識(shí)，確保數(shù)據(jù)唯一性，利用分布式存儲(chǔ)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活部署，通過安全高效的傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提供者與數(shù)據(jù)消費(fèi)者之間對(duì)等的數(shù)據(jù)互通。基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享本質(zhì)上就是為了實(shí)現(xiàn)一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)共享。其中數(shù)據(jù)安全傳輸過程包括基于開放式數(shù)據(jù)索引命名的底層標(biāo)識(shí)符解析過程，基于名字尋址過程與數(shù)據(jù)傳輸過程。

以區(qū)塊鏈為數(shù)據(jù)載體，提取數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)其進(jìn)行加密并授權(quán)實(shí)現(xiàn)訪問控制權(quán)限的管理，結(jié)合實(shí)際需求在去中心化的傳輸環(huán)境中進(jìn)行分布式存儲(chǔ)。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)入侵時(shí)，區(qū)塊鏈擁有去中心化、分布式存儲(chǔ)等特點(diǎn)使其識(shí)別能力更強(qiáng)，適應(yīng)性更高。區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脟?yán)謹(jǐn)?shù)乃惴ㄅc策略使安全機(jī)制透明化，并不會(huì)受到其他因素的影響。

3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享

在數(shù)據(jù)共享過程中，往往出現(xiàn)需要信息化部門對(duì)多表數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)集成并且統(tǒng)一供數(shù)的環(huán)節(jié)，共享視圖由大部分共享信息組成，具有事務(wù)性、擴(kuò)展性和多應(yīng)用共享復(fù)用等特點(diǎn)。在主題庫中視圖生成，可以方便管理員通過數(shù)據(jù)項(xiàng)的挑選，快速集成共享視圖。簡單便捷的使用方法可以幫助各業(yè)務(wù)部門快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入與提取完成業(yè)務(wù)流程整合，使數(shù)據(jù)的使用率提升，讓數(shù)據(jù)真正活起來。

通過三統(tǒng)一、三標(biāo)準(zhǔn)的基本理念實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)輸入輸出，完成數(shù)據(jù)共享解決數(shù)據(jù)孤島。圖2所示數(shù)據(jù)共享流程圖。

（1）統(tǒng)一數(shù)據(jù)開放平臺(tái)：提供全場(chǎng)景、高安全的數(shù)據(jù)資源開放能力，使數(shù)據(jù)資源管理線上化、流程化，減少溝通環(huán)節(jié)，提高服務(wù)效率，降低使用難度和管理成本。支持多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源，通過API/數(shù)據(jù)庫連接/離線下載多種方式向應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)使用者提供數(shù)據(jù)資源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一授權(quán)管理。

（2）統(tǒng)一全數(shù)據(jù)倉庫：對(duì)數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)過程進(jìn)行全方位管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)治理過程透明化、數(shù)據(jù)管理知識(shí)庫可視化。通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達(dá);通過元數(shù)據(jù)管理監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模型、記錄數(shù)據(jù)屬性，梳理數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系;通過質(zhì)量管理識(shí)別數(shù)據(jù)質(zhì)量問題;通過主數(shù)據(jù)管理呈現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)歸檔;通過數(shù)據(jù)接口管理數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程中的字段映射關(guān)系、數(shù)據(jù)流動(dòng)狀況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)異常情況提供自動(dòng)預(yù)警。

（3）統(tǒng)一數(shù)據(jù)集成管道：通過可視化界面提供對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理，包括關(guān)系型和非關(guān)系型數(shù)據(jù)源，提供數(shù)據(jù)任務(wù)流管理、可視化運(yùn)維管理、錯(cuò)誤隊(duì)列管理、用戶管理、元數(shù)據(jù)管理等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和共享交換。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)填報(bào)工具：用于數(shù)據(jù)治理過程中將線下Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)Web端在線查看、編輯、修改表結(jié)構(gòu)，可供多用戶同時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線填報(bào)錄入，可對(duì)不同用戶分配不同字段編輯權(quán)限實(shí)現(xiàn)多個(gè)崗位之間文檔協(xié)同。

（5）標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)展示平臺(tái)：呈現(xiàn)已接入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)分狀況;查看質(zhì)量評(píng)分趨勢(shì)呈現(xiàn)各部門數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)情況，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和代碼標(biāo)準(zhǔn)分布情況;呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資源體量，可展示數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫、標(biāo)準(zhǔn)庫中的表、記錄、元數(shù)據(jù)資源量;展示數(shù)據(jù)同步任務(wù)情況，查看接口數(shù)量、同步失敗次數(shù)、同步任務(wù)數(shù)，同時(shí)支持趨勢(shì)的查看，可自定義時(shí)間范圍;呈現(xiàn)校級(jí)數(shù)據(jù)拓?fù)涞貓D，可直觀數(shù)據(jù)間的鏈路關(guān)系，支持鉆取查看數(shù)據(jù)明細(xì);按部門統(tǒng)計(jì)展示數(shù)據(jù)質(zhì)量問題分布及問題趨勢(shì)等。

基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)平臺(tái)為上層一件事綜合服務(wù)平臺(tái)及各分支數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)提供統(tǒng)一存儲(chǔ)、計(jì)算服務(wù)，通過流式計(jì)算、分布式計(jì)算、離線計(jì)算、分布式存儲(chǔ)等技術(shù)可以把各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯集并實(shí)時(shí)處理，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)的加工處理，將整個(gè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分層建模，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集市和指標(biāo)表，為后續(xù)的業(yè)務(wù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、監(jiān)控預(yù)警提供數(shù)據(jù)分析能力的支撐。通過對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提煉、碰撞比對(duì)，服務(wù)于大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析中，最大限度發(fā)揮數(shù)據(jù)的信息化能效，提高大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展水平。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享可以解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享中存在的數(shù)據(jù)質(zhì)量差、數(shù)據(jù)孤島多、數(shù)據(jù)價(jià)值弱等棘手問題。對(duì)未來數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉敖迪，杜學(xué)繪，王娜，等.區(qū)塊鏈技術(shù)及其在信息安全領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].軟件學(xué)報(bào)，2018，29（7）：2092-2115.

[2] 張馳.數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值分析模型與交易體系研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文，2018.

[3] 姚洪. 基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（12）.

[4] 王繼業(yè)，高靈超，董愛強(qiáng)，等.基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全共享網(wǎng)絡(luò)體系研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2017，54（4）：742-749.

【通聯(lián)編輯：梁書】