基于區塊鏈的數字資源確權與交易方案研究

□謝人強 張文德

一、引言

數字經濟是以數字化的知識和信息為關鍵生產要素，以數字技術創新為核心驅動力，以現代信息網絡為重要載體，通過數字技術與實體經濟深度融合，不斷提高傳統產業數字化、智能化水平，加速重構經濟發展與政府治理模式的新型經濟形態。數字經濟引領中國經濟發展，發展數字經濟是黨和國家制定的重要發展戰略。黨的十九屆五中全會指出：“發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合”。發展數字經濟，不僅有利于強化市場動力和產業支撐作用，而且有利于強化國內循環與國際循環間的紐帶，是加快形成新發展格局、推動實現高質量發展的重要途徑。

數字經濟的發展，要以數據要素為抓手，加快數據要素市場的培育。黨的十九屆四中全會首次提出將數據作為生產要素參與收益分配，探索建立健全由市場評價貢獻、按貢獻決定報酬的機制。2020年3月，中共中央國務院印發了《關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，就擴大要素市場化配置范圍、促進要素自主有序流動、加快要素價格市場化改革、健全要素市場運行機制等方面進行部署。數據是一種資源，“數據要素參與收益分配”是一個全新的且重要的理論與實踐課題。探討數字經濟中數據要素如何參與收益分配的問題，首先需界定數據要素的產權歸屬。明確數據產權歸屬，有助于管理數據資源，保障數據權利，規范數據市場秩序，促進數據產業可持續發展。我國當前數據的產權界定規則尚未建立，造成了數字資源管理與交易等活動存在著困難，進而導致數據要素市場發育遲緩。因此，研究數字資源產權界定的相關問題具有重要的理論與實踐意義。區塊鏈技術具有分布式存儲、不可篡改、智能合約自動執行等特點，有助于解決數字資源產權界定及交易的相關問題。利用區塊鏈的特性，使得鏈上的數字資源從創作到交易、流通的每一步都有據可依，從而實現對數字資源的確權。區塊鏈的智能合約通過代碼的自動執行，促進了數據資源權利的行使與追溯。

本文的主要貢獻體現在于：第一，提出“元數據+云存儲”的方案來實現區塊鏈網絡中數字資源的訪問與存儲，并且基于都柏林核心元素集及PREMIS保存性元數據設計思路，設計了數字資源鏈上的元數據信息表。第二，構建了數字資源確權與交易方案實施框架，設計了應用層中確權與交易的業務流程，提出采取NPOS作為區塊鏈的共識機制，并認為NPOS共識機制能夠提高區塊鏈的安全性。本文后續的內容安排如下：第二部分將是相關文獻的梳理，主要是關于數字資源產權的歸屬與區塊鏈對數字資源的產權界定的研究成果的梳理。第三部分對傳統方式下數字資源產權界定問題進行了探討，并闡述了區塊鏈環境下數據確權與交易的原理。第四部分設計了基于區塊鏈技術的數字資源確權與交易的存儲方案、方案的實施框架，并從科學性、安全性及可行性等方面對方案進行分析。第五部分是總結部分。

二、文獻綜述

數字資源版權保護是信息資源管理與服務的關鍵問題，也是信息資源管理領域研究的熱點問題。關于數字資源版權的歸屬，文禹衡（2019）認為，人類干預產生的數據如個人的原始數據、企業經營的原始數據等，其所有權屬于產生這些數據的用戶，機器生產數據如從大數據中析出衍生的數據，其所有權屬于生產出這些數據的企業。朱寶麗（2019）認為，公共數據產權歸屬國家，自然人或企業自身參與市場活動產生的顯名數據產權歸屬于數據產生者，互聯網平臺雙邊或多邊交易產生數據的產權依照約定或法律規定歸屬一方或多方共有，清洗脫敏、匿名的增值數據產權歸付出勞動的用戶。王頌吉等（2020）認為，數據要素的產權應劃歸數據要素生產者，但同時需要借助政府之手對提供原始數據信息的市場主體做出合理補償，等等。總體而言，對數字資源產權的界定存在著一些分歧，有些學者認為數字資源的產權應歸屬原始數據的提供者，應加強數據隱私的保護，而另一些認為數字資源產權應歸屬數據的生產者，應充分發揮數據要素的使用效率。

關于區塊鏈對數字資源的產權界定，寧夢月和劉東蘇（2020）基于區塊鏈技術的異構多鏈模型，提出了數字資源產權保護方案。張潔梅和孫浩寧（2020）從價值主張、價值創造、價值網絡和價值獲取四個核心要素的視角對現有企業基于區塊鏈的數字版權商業模式進行梳理和分析，并提出了區塊鏈技術更好地賦能數字版權價值體系的對策建議。王海龍等（2018）基于區塊鏈技術和數字水印技術，提出了一種大數據確權方案。該方案為大數據的所有權界定提供了一種新的技術思路和方法，但該方案的研究對象是數字資源集合，而非單一的數字資源。華劼（2018）對區塊鏈技術與智能合約在知識產權確權和交易中的運用及其法律規制進行了探討，重點探討的是區塊鏈確權與智能合約交易中的相關法律問題，等等。

綜觀現有的相關文獻，數字資源的產權的歸屬問題，目前尚未定論，尤其是基于用戶的原始數據，進行清洗脫敏后的產權歸屬問題，如何劃分數據主體、控制者、使用者的產權邊界，各方莫衷一是。關于區塊鏈在資源確權方面的研究，學者普遍認為區塊鏈技術有助于數字資源或知識產權的確權或保護，有較多的文獻闡述了區塊鏈技術用于知識產權保護的意義，提出了將區塊鏈技術應用于知識產權保護的優越性。然而，現有的研究結論基本上基于區塊鏈“鏈上”數據的這一前提假設。對于已在區塊鏈上存在或交易的數據，由于區塊鏈具有分布式、去中心化、不可篡改等屬性，可以較易得出區塊鏈有助于鏈上數據的確權和保護的結論。而對于“鏈下”的數據，當這些資源準備“上鏈”時，如何借助區塊鏈技術對這些資源進行確權，數字資源在區塊鏈中如何存儲？本文將針對這些問題，試圖研究如何將鏈下的數字資源上鏈，并分析區塊鏈技術如何保護這些數字資源。

三、基于區塊鏈的數字資源確權與交易原理

（一）傳統方式下數字資源產權界定探討

當前，數字資源的產權界定尚未在理論界達成廣泛共識。一般而言，個人數據包括個人的姓名、性別、年齡、電話、地址等信息，法人機構的經營內容、經營場所等信息，自然人或法人在網站平臺上用戶注冊的會員名、發布的各種信息、創作的各類數字作品，這些數據的所有權屬于個人（包括法人）。這樣的權屬劃分，爭議較小，基本可以形成一致的定論。公共數據包括經濟與社會發展的數據、醫療教育健康等數據、行政執法過程中產生的數據信息等，其產權屬于數據的收集或持有方，即屬于政府的相關部門，這樣的劃分也可以基本被接受。而平臺商業數據產權的歸屬問題則爭議較大，有些學者認為這些數據的所有權應屬在平臺上產生行為的用戶，因為這些數據是基于這些用戶產生的；也有學者認為，這些數據的所有權應屬平臺，因為是平臺對這些數據進行了處理，讓原本沒有價值的數據產生了價值。

由上述討論可知，數字資源的產權界定問題總體較復雜，尤其是涉及多個主體參與或進行了各種形式變化的數據。在傳統方式下，多主體數據的來源或各主體在數據價值中所作的貢獻，在很多情況下很難準確判斷與衡量，因此給數據資源產權界定帶來巨大的困難。

（二）區塊鏈環境下數據確權與交易的原理

區塊鏈技術有助于準確判斷數字資源的主體及衡量各主體在數據價值中的貢獻。區塊鏈技術源于Satoshi Nakamoto（2017）提出的Bitcoin系統，本質上是一個開放性、去中心化的數據庫，不依賴任何第三方，通過自身分布式節點進行網絡數據的存儲、驗證、傳遞和交流，具有公開透明、共同維護、去信任化、安全可靠、不可篡改、可追溯等特性。區塊鏈數據區塊包含區塊頭與區塊體，區塊頭包含前一個區塊（父區塊）的哈希值（PreHash）、本區塊體的哈希值（Merkle根）以及時間戳（TimeStamp）等信息，區塊體主要包含在區塊鏈中的具體交易詳情。由于區塊鏈每個當前區塊都存儲有前一區塊的哈希值，這樣所有的交易記錄就形成了一個鏈式分布式存儲結構。典型的區塊鏈結構如圖1所示。

圖1 典型的區塊鏈結構

區塊鏈的時間戳、Hash加密、用戶的公私鑰對、鏈式存儲結構等技術和特點為數字資源的確權提供了基礎。用戶將要登記的數據用Hash加密算法進行加密，與其他操作數據打包，同時加上時間戳等信息形成區塊數據。區塊中數字資源登記操作有完整的記錄時間，并用用戶的私鑰對數據進行簽名。用戶的私鑰確認了用戶的身份，時間戳記錄了數字資源上鏈或在鏈上產生的時間，由此實現了數字資源在區塊鏈的登記確權。若區塊鏈的某一區塊確權登記信息的被篡改，則該登記信息的Hash值就會發生改變，進而影響到當前區塊的根Hash值。由區塊的存儲結構可知，當一個區塊Hash值被篡改，所有的區塊的Hash值都會隨之改變，這樣做的工作量巨大且不易實現，從而使區塊鏈擁有了其不可篡改的特性，為數字資源的交易與侵權維權提供了保障。

區塊鏈記錄了數字資源的產生過程，也記錄了各主體所作的貢獻。在記錄過程中涉及的各主體間的利益分配、數字資源產權變更的活動，可以通過區塊鏈智能合約自動執行。智能合約最早是由計算機科學家、加密大師Nick Szabo于1994年提出，是執行合同條款的計算機協議。后來，Mark S.Miller等人進一步提出用代碼編寫智能合約。區塊鏈智能合約是指部署在區塊鏈網絡上的傳統合同的數字化版本，當協議條款的執行條件被滿足時，數字化合同將會被自動執行。數字資源的版權交易廣泛借助區塊鏈的智能合約進行實現，區塊鏈鏈上的數字資源，當欲購買者賬戶余額、出價等信息符合資源的交易條件，就會觸發智能合約的執行，實現交易金額的轉賬及版權的變更。

四、基于區塊鏈的數字資源確權與交易方案

（一）區塊鏈數字資源存儲方案設計

由于大量的數字資源存在著較大的容量，若將這些數字資源全部通過區塊鏈來存儲傳輸，將會影響區塊鏈的性能。本方案采取“元數據+云存儲”的方案來解決上述問題，即將數字資源的元數據的Hash值存儲在鏈上，而將數字資源的具體內容通過鏈下云存儲的方式進行存儲。鏈上用戶通過元數據了解數字資源的基本信息，通過元數據相關的云存儲來獲取數字資源的具體內容。數字資源的基本存儲方式如圖2所示。

圖2 數字資源存儲方式

元數據主要是描述數據屬性的信息，用來支持如指示存儲位置、歷史數據、資源查找、文件記錄等功能。本文的數字資源元數據主要是通過在區塊鏈上描述數據屬性，讓其他用戶知悉相應的數字資源信息。參考都柏林描述性元數據核心元素集以及借鑒PREMIS保存性元數據設計思路，設計數字資源鏈上的元數據信息如下表所示。

表 數字資源元數據

其中：Identifier是資源的唯一標識，如URI（統一資源標識符）、URL（統一資源定位符）、DoI（數字對象標識符）、ISBN（國際標準書號）、ISSN（國際標準刊號）等；Storage是資源存儲的服務器；Format表示資源的格式，包括媒體類型或資源容量（數字資源所占空間的大小）；Price表示資源的價格，若為免費資源則其值為0。

（二）區塊鏈確權與交易方案實施框架

本文的數字資源確權與交易方案的系統架構有6層，分別為：數據存儲層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層，各層的主要作用及涉及的操作如圖3所示。

圖3 數字資源確權與交易方案實施框架

各層的主要功能如下：

1.應用層

實現數字資源的確權與交易的界面操作及相應的功能。數字資源產權所有人在確權操作時，先進行身份驗證，通過后，對數字資源進行原創性檢查。若要確權的數字資源的元數據與已有資源的相似度小于一個已設定的閾值，則認為其原創性較高，將數字資源元數據存儲到資源所有權登記庫中，完成確權操作，否則回滾相關操作。若用戶要購買相關數字資源，則先查詢資源所有權登記庫，然后進行支付購買，資源所有者按照約定分成的比例獲得相應的收益，之后區塊鏈完成所有權變更。上述的交易過程通過智能合約自動完成，即資源所有者在同意用戶購買資源后，便觸發了智能合約，自動執行交易流程。數據資源的確權與交易流程如圖4所示。

圖4 數字資源確權與交易流程

2.合約層

數據確權階段有身份驗證規則和資源查重規則，按照這兩項規則完成對原創人的身份驗證以及計算數字資源相似度的任務，審核通過后，將數字資源的元數據上鏈。

3.共識層

共識機制是區塊鏈的核心，本文的方案借鑒Polkadot區塊鏈網絡的設計思路，采取NPOS共識機制，參與者角色包括驗證人、提名人、收集人、釣魚人。其中，驗證人主要驗證區塊數據是否合法，為防止惡意驗證，驗證人都需質押DOTs，發生任何不合共識算法的事件，驗證人都會被剝奪部分或者全部質押的DOTs。反之，可以得到相應的獎勵。提名人可參與選舉出一個或多個可信賴的驗證人候選人，以確保網絡不會因僅有的少數幾名驗證人而過于中心化。若驗證人負責驗證區塊得到最終的確定，驗證人和提名人都將獲得與各自權益成比例的獎勵。收集人將區塊鏈網絡中交易集成區塊并根據這些區塊產生狀態轉移的證明，提供給驗證人；同時，也關注網絡情況，向驗證人證明惡意行為。釣魚人是通過監督整個網絡上的各種活動來判斷其他參與者是否違規進而阻止惡意行為。釣魚人需要提供少量的DOTs做保證金，若釣魚人的舉報屬實，那么他將得到一筆DOTs獎勵。各角色信息交互的過程如圖5所示。

圖5 各角色信息交互過程

4.激勵層

由上一小節可知，驗證人、釣魚人等角色在區塊鏈履行職責時均要質押一定量的DOTs，以防止一些惡意行為，若行為被證實是合理有效的，各角色根據自己的貢獻可得相應的獎勵，這些方式體現了該方案的激勵機制。

5.網絡層

區塊鏈本質上是一個P2P網絡，每當一個節點創造出新的區塊后，它需要以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息后對該區塊進行驗證，然后在該區塊的基礎上去創建新的區塊。網絡層使用的機制包括傳播機制、數據驗證機制等。

6.數據存儲層

主要是形成數字資源的區塊數據，由于區塊鏈的高冗余特性，使得鏈上無法存儲過大的數據，根據前述存儲方案，采取鏈上鏈下相結合的方式，鏈上存儲數字資源的元數據，鏈下通過云存儲方式存儲數字資源的完整內容。

（三）方案的科學性與可行性分析

本文的數字資源確權與交易方案具有科學性、安全性和可行性，主要表現在：

1.科學性與安全性

首先，采取區塊鏈技術對數字資源進行確權與交易，由于區塊鏈分布式存儲的特點，從而避免了在傳統中心化模式下，單一節點存儲易丟失數據的風險。另外，區塊鏈的鏈式結構，每個區塊的區塊頭包含上一區塊的Hash值，從而保證了數據訪問及確權與交易等操作的可追溯性以及歷史數據的不可篡改性。其次，采用NPOS共識機制保障了區塊鏈節點的誠實行為。傳統的POS方式容易產生節點寡頭，NPOS共識機制放棄了簡單的以投票數多少來確定超級節點的方式，而采用基于所有提名人投票情況，按照票數均等原則選出若干驗證節點。驗證人依賴于他們抵押的DOTs，他們的失職行為會受到懲罰，其他的角色也有類似的獎勵懲罰機制，這樣方式有效地避免了區塊鏈中不誠實節點的存在，從而保障了整體安全性。

2.可行性

首先，確權與交易區塊鏈可以采取基于Substrate框架進行設計實現，Substrate是一個用于構建區塊鏈的開源的、模塊化的和可擴展的區塊鏈開發框架。Substrate提供了構建區塊鏈的核心組件，為區塊鏈開發者提供了一個簡單靈活自由的框架平臺。Substate開發框架包含Imports、Pallet Configuration、Pallet Storage Items、Pallet Events、Pallet Errors、Callable Pallet Functions幾個部分，基于Substate開發區塊鏈難度大大降低，保障了本文的確權與交易區塊鏈實現的可行性。其次，區塊鏈上存儲的是數字資源的元數據信息，并非完整的源文件，這樣的存儲方式，緩解了傳統方式下隨著用戶數量增多造成鏈上數據的存儲空間的快速增長，從而避免了區塊鏈性能下降的現象，保障了區塊鏈資源存儲的可行性。最后，區塊鏈上存儲的元數據信息是基于都柏林描述性元數據核心元素集以及借鑒PREMIS保存性元數據設計思路，都柏林核心元素集及PREMIS方案均已經過長時間的檢驗且被廣泛應用，確保了元數據設計的合理性。

五、總結

區塊鏈確權，其本質是所有者存儲到區塊鏈數字資源的或者在區塊鏈中新產生的資源借助加密及時間戳技術，確認并記錄資源的最先擁有者。由于區塊鏈具有去中心化、分布式、不可篡改等特性，并且可以記錄所有用戶的所有操作，因此在區塊鏈上數字資源任一時刻的所有權歸屬是明晰的，且侵權的維權相對更容易。基于區塊鏈的數字資源交易主要是借助區塊鏈的智能合約技術，實現從“意向用戶購買—轉賬付款—所有權變更”的轉化。

由于區塊鏈上的數據是冗余存儲，為不影響區塊鏈的網絡性能，本文提出“元數據+云存儲”的方式來設計區塊鏈的存儲方案，借鑒都柏林核心元素集及PREMIS方案設計了數字資源的元數據，并在此基礎上設計了區塊鏈確權與交易方案的實施框架，對整體方案進行了科學性、安全性及可行性方面的分析。本文認為區塊鏈技術對數字資源進行確權與交易具有良好的適用性，采用NPOS共識機制保障了區塊鏈節點的誠實行為，能夠保障方案整體的安全性。采取基于Substrate框架實現及使用元數據+云存儲的方式進行數據訪問，確保了方案具有良好的可行性。

本文也存在一些問題有待將來解決。例如，本文的確權與交易方案僅考慮了最基本的角色，并未將監管者的角色考慮其中，同時也并未涉及數字資源維權的功能，未來可將版權管理機構、仲裁機構等角色納入，開展更全面的研究。另外，本文提出了數字資源確權與交易區塊鏈的實施框架，Substrate開發框架也減小了區塊鏈的開發難度，但構建一條完善的、無任何漏洞的區塊鏈仍需考慮很多細節問題。