基于區塊鏈的罪犯異常獄情精準管理系統方案設計

張立彬

摘要：當前，監獄系統不斷探索利用大數據、人工智能等新技術實現罪犯異常獄情管理的精準化、科學化。將區塊鏈技術應用于罪犯異常獄情管理優勢明顯，提出一種基于區塊鏈技術的罪犯異常獄情精準管理方案，對數據業務系統模塊、數據處理平臺模塊、智能合約系統模塊、區塊鏈服務系統模塊等四個關鍵模塊方案進行設計，對區塊鏈技術應用于罪犯異常獄情精準管理提供了初步方案，對促進罪犯異常獄情精準管理具有借鑒意義。

關鍵詞：異常獄情；區塊鏈；精準化；方案設計

一、前言

多年來，罪犯異常獄情管理一直是監獄監管工作的重點，也是監獄堅守的安全底線，如何及時發現、精準把握和研判異常獄情，將危險消除在萌芽狀態，保障監獄監管安全穩定，一直是監獄監管改革發展的重要方向[1]。隨著“智慧監獄”建設不斷推進，區塊鏈、互聯網、大數據、人工智能等新技術不斷被應用于監獄各個業務數字化改革中，利用新技術提升罪犯異常獄情管理的精準化、科學化是各個監獄不斷實踐探索的熱點[2]。區塊鏈技術具有數據共享透明、數據不可篡改、數據可追溯、智能合約等技術特性，與罪犯的異常獄情精準管理具有多維邏輯契合性，為罪犯異常獄情精準管理提供了新思路。

二、罪犯異常獄情精準管理的現實困境

（一）部門主體意識需要進一步提升

當前罪犯異常獄情管理模式采用數據集中化的數據中心模式。數據中心一般由指揮中心負責，各個部門將數據傳輸到數據中心，由數據中心運用大數據、人工智能算法對數據進行清洗，提取有價值的數據，進行罪犯異常獄情的識別。由于是中心化的管理，各個部門只是承擔數據“提供者”的身份，不承擔罪犯異常獄情的管理責任，同時，罪犯本人、包夾犯、事務犯等服刑人員無法有效參與到異常獄情管理中，致使數據的準確性、全面性得不到保障，影響罪犯異常獄情的精準識別。

（二）罪犯異常獄情的全流程管理需要進一步增強

罪犯異常數據的來源包括：罪犯心理咨詢、談話記錄、親情會見、微表情識別、心理測試、就醫信息、獎懲信息、健康監測、消費信息、罪犯個人檔案等各項數據，由于各個部門管理模式不同，部門之間數據無法協同、共享，數據類型、標準等方面不統一，導致產生了大量多源異構的原始數據，系統沒有有效方法對大量多源異構數據進行融合和處理。在實際開展中，數據中心僅靠各部門單方面提供的結果性數據進行異常獄情的研判，缺乏過程性的數據，影響了罪犯異常獄情研判的精準性。

（三）罪犯異常獄情準確性反饋的及時性需要進一步加強

在智慧監獄建設的推進中，由指揮中心負責罪犯異常獄情大數據中心管理。大數據中心能夠根據罪犯的異常數據，顯示罪犯的異常動態。由于大數據中心僅僅依靠排查系統采集數據，數據的多樣性得不到保證。各個部門只是承擔抓取數據的角色，部門之間的溝通也不通暢，被抓取數據的準確性無法得到部門的及時反饋，容易造成異常獄情預警偏差。

三、區塊鏈技術應用于罪犯異常獄情精準管理的優勢

（一）多元主體性保障了罪犯異常獄情的多維度精準識別

區塊鏈的共識機制決定了區塊鏈的每個節點均能夠平等地對區塊鏈上的數據進行上傳或下載，所有節點均可獨立存儲鏈上數據，并根據鏈上數據更新自己的“賬本”。在區塊鏈技術架構下，與罪犯管理相關的部門均是提供數據的主體，將有力提升各部門的主體意識，各個主體通過P2P網絡共享一條數據鏈，罪犯管理相關數據由各個部門實時上鏈保存，其余部門能夠實時共享，有效解決部門間數據共享傳輸不通暢問題。另外，區塊鏈技術節點擴展方便，可將事務犯、包夾犯作為異常獄情管理的主體，納入數據采集范圍中，進一步豐富數據維度，提升異常獄情識別的精準度。

（二）不可篡改性、可溯源性保障了罪犯異常獄情的全流程精準化管理

區塊鏈的密碼技術和獨特的記賬機制使得鏈上每一條數據的篡改都需要付出極大的成本，從而保證了數據篡改的不可能性[3]。區塊鏈的時間戳技術，使得鏈上每一條數據均會被打上時間標記，因此，罪犯整個異常獄情管理過程數據能夠參考時間變化特性，進行精準記錄。區塊鏈的時間戳和數字簽名機制同時能保障數據的可溯源性，針對罪犯的每條管理數據均能追蹤來源，實現數據的確權特性。在區塊鏈技術架構下，異常獄情管理的整個過程均有時間標記和數字簽名，精準記錄異常獄情的時間、地點、事件等主要因素，以及整個管理過程，且數據不可篡改，因此，能夠保障罪犯異常獄情的全流程精準化管理。

（三）智能合約技術、及時精準反饋保障了罪犯矯治的精準化預警

區塊鏈智能合約技術是將智能合約的代碼架設在區塊鏈上，使得智能合約具有同區塊鏈技術一樣的特性，合約的產生和執行全程可追溯，一旦符合合約條款，合約會自動按照設定流程執行，整個過程智能高效[4]。在罪犯矯治工作中，將各個部門產生的罪犯矯治數據進行歸納整理，并量化篩選，如全方位增加房樹人、曼陀羅繪畫等投射性測驗和各類評估性量表[5]，并根據罪犯會見、親情電話、日常犯情、健康監測、心理咨詢等各部門產生的鏈上數據，制定罪犯預警閾值參數。在智能合約中最重要的是協議和參數，要將罪犯矯治的管理制度、預警制度等作為協議的內容，將罪犯量表的安全閾值設置為智能合約參數，智能合約的執行不需要第三方參與，能夠有效避免外來因素對預警結果的影響。

四、基于區塊鏈的罪犯異常獄情精準管理系統方案設計

區塊鏈可分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈，其中私有鏈具有集中組織管理優勢，信息共享速度更快，交易效率更高，且具有防止外來攻擊的能力，比較適合特定機構的內部管理。因此，本文選擇私有鏈作為罪犯異常獄情管理的技術架構[6]。

（一）可行性分析

1.去中心化

區塊鏈的去中心化特性，使每個部門都能將罪犯異常獄情管理的管理數據集中到一個鏈上保存，形成罪犯異常獄情數據庫，且數據不可篡改、可追溯，保障了數據安全可靠。數據集中化更利于數據清洗、分析、研判，實現異常獄情精準管理。

2.數據透明

區塊鏈的數據透明特性能夠使鏈上所有節點均能查詢和下載鏈上所有數據，實現數據的透明共享，有效破解部門間數據壁壘，且節點管理便捷，可便捷增加節點，豐富罪犯異常獄情數據源維度，增強異常獄情的精準識別能力。

3.共識機制

區塊鏈的共識機制包括 PoW（Proof of Work）和PoS（Proof of Stake），兩種共識算法均保障了每個主體在上傳數據時，必須得到其余多數節點合法性、準確性驗證，保障了鏈上異常獄情管理數據的合法準確。

4.數字簽名

區塊鏈的數字簽名機制能夠有效實現數據確權。在罪犯異常獄情管理中，數據經過多輪復制后，仍能找到原始數據，且不可篡改，杜絕了“走關系”等人為篡改的情況，保障了數據可信度。

5.分布式記賬

區塊鏈的分布式記賬技術使每個節點均保存鏈上的所有數據，即使某個節點數據丟失，也可通過其余節點恢復數據，在罪犯異常獄情管理中，結合云存儲技術，能夠有效保障數據安全。

（二）系統體系架構設計

根據罪犯異常獄情精準管理業務，結合區塊鏈技術特性，設計基于區塊鏈技術的罪犯異常獄情精準管理系統體系架構，如圖1所示。

五、關鍵模塊方案設計

基于區塊鏈技術的罪犯異常獄情精準管理系統，其重要模塊分為數據業務應用系統、數據處理平臺、智能合約系統、區塊鏈服務系統四個部分，其功能邏輯如圖2所示。

（一）數據業務應用系統設計

1.預警閾值設定模塊設計

在本系統中，預警閾值的設定可由節點進行操作，得到其余節點共識后可錄入系統，成為罪犯異常獄情預警的基本指標。在閾值設定時，可參考罪犯的靜態指標和動態指標，靜態指標指的是罪犯的性別、家庭情況、受教育程度、就業狀況、犯罪歷史、刑期等信息，動態指標指的是罪犯在監管改造期間的各項表現，如心理咨詢、談話記錄、親情會見、微表情識別、心理測試、就醫信息、獎懲信息、健康監測、消費信息等，設定權重和維度，形成量化指標，各監督可根據監獄工作實際量化設定預警閾值，若某罪犯指標超過閾值，則顯示報警，若低于閾值，則顯示正常。

2.數據類型設計

各個節點將異常獄情數據以結構化與非結構化數據進行上鏈推送，推送的數據可以是一個壓縮包的格式，如約定為RAR格式的壓縮包，包括一個結構化數據文件，以及一個非結構化數據文件。可以用一個XML文件包含結構化數據文件，以及非結構化數據文件的文件類型、文件名、路徑，方便數據處理平臺進行解析。

3.數據交換設計

在監獄系統中，部門之間傳統的數據交換是通過FTP的方式進行。一方通過FTP上傳壓縮數據，另一方通過FTP下載壓縮數據。為方便使用，本系統同樣采用FTP數據交換方式，各部門通過FTP推送罪犯異常獄情管理數據到數據處理平臺，數據處理平臺將數據存放在IPFS網絡中。因為是IPFS網絡，因此業務系統在通過HTTP請求的方式下載數據處理平臺中的數據時，需要將文件的Hash值作為請求參數。

（二）數據處理平臺設計

1.數據獲取轉發模塊設計

數據獲取轉發是指處理層實時獲取應用層推送的罪犯異常獄情管理數據，并將獲取的數據存入IPFS網絡，同時將數據相關的Hsah值存入區塊鏈。該模塊包括數據獲取、數據驗證、數據轉發。數據獲取是指數據處理平臺以FTP的形式獲取應用層數據，數據驗證是指通過數據摘要信息驗證數據的完整性和準確性，數據轉發是指將驗證完成的數據存入IPFS網絡中，同時獲取數據相關的Hash值存入區塊鏈中。

2.數據查詢驗證模塊設計

數據查詢驗證是指數據處理平臺可查詢存儲數據，對查詢到的數據進行數據驗證或者查看數據詳情。查詢數據一般是通過查詢數據的時間戳或數據的標簽，通過日期或標簽查詢鏈上的歷史數據。驗證數據一般是指對數據包進行Hash運算，對比數據包中保存的Hash值，看數據是否被篡改過。查詢數據詳情一般是指能夠查看XML文件中的結構化數據。

3.數據下載模塊設計

數據下載是指任何一個節點均可下載鏈上數據。在本系統中，應用層向處理層提出下載請求，處理層中的數據下載模塊會根據請求數據，解析出Hash值。系統根據Hash值向IPFS網絡獲取存儲數據，將存儲數據返回應用層。

4.數據預警模塊設計

數據預警模塊主要承擔預警信息接收和查詢預警信息兩個功能。預警信息接收是指接收到合約層推送的預警信息，并將預警信息推送至數據業務層進行顯示。查詢預警信息是指能夠查詢歷史預警信息。

（三）智能合約系統設計

智能合約系統主要包括數據預警智能合約和數據服務智能合約。數據預警智能合約向數據處理平臺提供一個數據接口，用來推送預警信息。數據服務智能合約對上向數據處理平臺提供數據查詢接口、數據下載接口、數據上傳接口，對下與區塊鏈網絡進行交互，滿足數據查詢、下載、上傳的需要。

1.數據預警智能合約設計

數據預警智能合約是指當罪犯異常獄情數據指標超過系統閾值時，系統會自動產生預警信號。在本系統中，數據預警智能合約將從應用層接收的數據進行二次處理，即將應用層結構化的數據與非結構化的數據進行分解，提取結構化的數據進行指標核算，形成罪犯異常獄情危險指標，當指標超過設定閾值，則向應用層發送預警信號。

2.數據服務智能合約設計

數據服務智能合約主要為數據處理平臺的數據轉發模塊、數據查詢模塊、數據下載模塊提供數據接口，并與區塊鏈網絡和IPFS網絡進行交互。

（四）網絡服務系統設計

在網絡服務系統中分區塊鏈網絡和IPFS網絡。區塊鏈網絡以P2P網絡為基礎架構，其功能為身份認證、數據上鏈存儲、鏈上數據查詢、區塊鏈節點管理。IPFS網絡用來存儲文件和數據。

在身份認證功能模塊中，對發來的認證數據進行身份驗證，根據預先數字簽名信息驗證認證數據的合法性。在數據上鏈存儲功能模塊中，通過智能合約對需要存儲的數據上鏈存儲，經過其余節點驗證其合法性后，通過共識機制上鏈存儲，并更新其余各點狀態。鏈上數據查詢功能模塊是根據提供的查詢請求數據，返回查詢的內容數據。區塊鏈節點管理功能模塊能夠實現區塊鏈上的節點管理，包括節點的增加，將新的罪犯異常獄情管理機構添加到罪犯異常獄情管理系統中，實現節點增加。

在網絡服務系統中采用了區塊鏈和IPFS網絡相結合的形式，其目的是提升系統的工作效率。

六、結語

當前，罪犯異常獄情已成為影響監獄監管安全的重要因素，通過新技術構建罪犯異常獄情精準管理模式，能夠有效保障監獄的監管安全。區塊鏈技術作為新一代互聯網技術，其突出的技術特性為罪犯異常獄情精準管理提供了新的思路和管理理念。從整體而言，基于區塊鏈技術的罪犯異常獄情精準管理模式，不僅僅體現在對異常獄情的預警、處理，更體現在對罪犯監管過程中每個細節的搜集和統計，實現對罪犯異常獄情的全過程精準管理。從執行層面而言，區塊鏈的工作原理使得各部門在參與罪犯異常獄情管理中，實現數據實時共享透明，精準掌握監管過程的每個細節，并能夠及時精準反饋，實現罪犯異常獄情管理的透明化、精準化、科學化。

參考文獻

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[6]曾詩欽，霍如，黃韜，等.區塊鏈技術研究綜述：原理、進展與應用[J].通信學報，2020（41）：134-151.

基金項目：1.浙江省高職教育“十四五”第一批教學改革項目“區塊鏈驅動高質量發展背景下的職業院校思政教育體系與創新機制研究”（課題編號：jg20230293）；2.2022年度浙江省教育廳一般科研項目“基于區塊鏈智能合約的監獄“減假暫”管理模式研究”；3.浙江省教育科學規劃2023年度共同富裕專項課題“共同富裕背景下職業教育助力低技能勞動者的內在機理和行動邏輯研究”（課題編號：2023GF067）

責任編輯：張津平