區塊鏈技術推進數字創意產業信息共享發展研究

項 勇，萬愛玲，廖釘稷

（西華大學建筑與土木工程學院 四川 成都 610039）

0 引言

目前大多傳統信息數據共享方式由于配套軟硬件的客觀物理環境，存在平臺保密性不佳，服務端防護有漏洞等技術問題，數字創意產業信息共享若使用傳統方式，在促進信息資源高度數據化傳輸的同時，避免了信息泄露的通道，增大信息被破壞、泄露的概率。區塊鏈本質是一個去中心化的可靠數據庫，其具有點對點傳輸、去中心化、不可篡改、可追溯等特點，且區塊鏈內可嵌入智能合約、密文屬性加密等技術，根據信息訪問者的屬性集合來制定信息訪問控制策略，提高平臺內交易信息處理效率的同時，可以有效控制并記錄信息的流向，可以為解決數字創意產業鏈信息共享的安全提供保障。因此，將區塊鏈技術引入數字創意產業，構建信息共享方案，設計鏈內共享模型，使鏈內信息共享主體間形成更穩定的網狀結構，通過智能合約自動執行信息訪問控制策略內判斷得出的決策，以新技術新方式進行信息共享，在安全可靠的共享環境中進一步加快鏈內信息共享業務處理效率。

1 區塊鏈概念

區塊鏈的運用關鍵在于依靠分布式儲存、不可篡改性的密碼學算法以及共識機制使區塊鏈網絡節點之間相互信任，無需任何第三方的認證[1]，從而很大程度上提高了對信息數據的利用效率。在這個透明網絡中，記錄了每一筆交易信息和歷史數據，通過運用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全性，網絡中任何一方都可以查看賬本中的相關信息，最終完成由信息互聯價值的轉換。

2 區塊鏈技術的架構設計

區塊鏈的基本架構從下到上主要由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成，其中廣泛應用了對稱與非對稱加密技術、哈希算法和數字簽名等密碼學技術作為技術支撐[2]，架構圖見圖1。

數據層：數據層封裝儲存區塊鏈的區塊數據以及生成區塊鏈結構的相關技術，包括交易數據、哈希函數、時間戳等。區塊鏈數據由一系列的區塊文件組成，包括了區塊頭和區塊體兩部分。其中區塊頭包含時間戳、前一個區塊的區塊頭哈希值、交易數據的Merkle樹根哈希值等，區塊體中則包含該區塊本次交易的具體數據。時間戳是一種可以記錄交易的發生時間的數字簽名技術。哈希函數是一種單向性的映射函數，通過它可以將明文數據轉換成具有唯一性的一串代碼字符，且該過程不可逆，因此可以保證數據不被篡改。

網絡層：網絡層封裝儲存分布式網絡節點間的網絡機制、數據傳輸機制和數據驗證機制，區塊鏈的分布式系統架構通過點對點的網絡連接機制極大提升了系統的溝通效率。

共識層：共識層封裝了儲存區塊鏈絡中的分布式共識機制。作為完整區塊鏈系統的理論基石，共識機制規定了在完整區塊鏈系統中各個節點之間如何對形成的新區塊作出認知，目前最主要的共識機制有工作量證明機制POW、拜占庭容錯算法PBFT、權益證明共識機制POS等。

激勵層：激勵層規范了在平臺內實現激勵機制的基本原則，包括了系統數字貨幣的發行機制和分配機制。公有鏈通常引入鏈內激勵機制以提高節點間參與共識的積極性，進而促進整個區塊鏈系統能夠向著更為有序良性的方向發展。

合約層：合約層描述了儲存系統的運行邏輯，其邏輯語言相對簡單，其直接為應用層提供服務。協議發布者可以針對所需要服務實現對協議底層中智能合約代碼的編寫與配置，從而完成用戶所需要的各項服務。雖然區塊鏈的基礎框架在部署后實現更新的工作量較大，但通過調整協議底層中的執行邏輯能夠減少調整區塊鏈功能邏輯的成本。

應用層：應用層封裝儲存了區塊鏈上的各種應用場景，并針對具體應用場景的所需要應用功能進行了底層邏輯結構加以封裝，為客戶提供了基于具體應用情景的功能服務，同時精簡了區塊鏈底層復雜的邏輯語句結構，為用戶呈現可操作性的應用界面，從而提高業務功能的實現效率。

3 區塊鏈的運作原理

區塊鏈是將“交易數據”存放到一個環環相扣的區塊中，并把這些區塊信息按照一定時間序列聯系到一起的鏈式數據結構，信息可以通過分布式系統存放在網絡中的各個節點上，并經由加密算法確定其真偽。每個區塊均由區塊頭以及區塊體所組成，其中區塊頭包括上一區塊的哈希值（對前一個區塊頭的信息進行哈希計算得到的哈希值）、Merkle樹根的哈希值（與交易活動的哈希值兩兩結對并進行運算得出對應的哈希值，如此不斷循環下去直到得到最后一個哈希值，以此便呈現出一個樹狀的哈希值排列，樹根處的哈希值即為區塊頭多對應的根哈希值）、時間戳（記錄交易發生的時間）等；區塊體則是記錄交易的具體數據，詳見圖2。

4 區塊鏈的特點

（1）去中心化。區塊鏈采用分布式存儲方式，數據不需要集中儲存和管理，同時交易過程不需要第三方機構的參與，網絡中每個節點都是平等的，由所有節點共同保障區塊鏈上的數據安全，相比與傳統的中心化的管理系統，去中心化的管理系統很大程度上降低了由于數據庫管理不當造成數據泄露和被更改的風險。

（2）數據不可篡改。區塊鏈網絡節點共識認證后鏈內信息一直保存在區塊鏈中，由所有節點共同保障其安全性。若要對信息數據進行修改則需網絡中大于51%的節點同意，否則無法修改該數據，因此區塊鏈能保障信息數據的安全性和可靠性[3]。

（3）信任機制。區塊鏈內所有交易信息均公開透明，通過數學方法和密碼學算法使交易雙方無需中心機構的認證或參與，即可建立信任關系，區塊鏈內信任機制將傳統互聯網對人的信任，轉變為對數學算法、密碼學和計算機等物理機器的信任，任何人為的因素都難以對其進行干擾和破壞，從而提高對信息的利用效率。

（4）匿名性。任意節點間的信息數據傳輸必須依賴既定的算法協議，因此交易雙方間不必將自己所有信息公開予對方，既能保護交易雙方“個人信息”的私密性，同時可以有效提高“交易”效率。

（5）可追溯性。區塊鏈由區塊連接起來的鏈式數據存儲結構，每個區塊都被蓋有時間戳印證，具有唯一性，通過時間戳可以對區塊信息進行追溯，因此區塊鏈可被應用在信息追溯應用場景中[4]。

5 區塊鏈類型

區塊鏈根據使用環境和應用結構不同，被分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈，不同類型的區塊鏈成員分組機制及對區塊鏈賬的讀取權限各有不同，因此需根據不同業務環境的特性選擇最適用的區塊鏈類型。

公有鏈具有完全去中心化的特點，可以自由地加入或退出，所有節點均參與鏈上數據的真實性認證過程，理論上所有節點地位平等，無需通過中心節點進行注冊、認證和授權。同時，公有鏈的安全性和參與系統的節點數量成正比，使共識過程會花費大量時間，從而導致交易速度降低。

聯盟鏈內一般都需要進行注冊認證和訪問權限設置，節點認證注冊并通過授權方能加入對應系統，聯盟鏈內不用成員獲得的讀寫權限不同，只有聯盟內成員才能加入對應區塊鏈系統進行交易，對外則采取限制性訪問原則。聯盟鏈內交易速度和隱私性等性能適中，聯盟鏈內成員數量相對公有鏈較少，因此共識機制流程較少，交易速度較快，隱私性相較于公有鏈更好，更加適合商用[5]。

私有鏈的節點數量和狀態相對公有鏈和聯盟鏈更可控，且不對外開放，只有系統內部成員擁有讀寫權限及記賬權限，同時將有一個中心節點進行協調管控，因此去中心化程度不高，但交易處理效率高，隱私性保密性好。

6 區塊鏈在數字創意產業信息共享中的應用優勢

6.1 微觀層面

區塊鏈是不需依靠第三方，可通過自身分布式節點進行網絡信息數據的儲存、驗證、傳遞及交流。區塊鏈有著去中心化、點對點傳輸、可追蹤、不可篡改等特點，為解決數字創意產業信息共享的安全提供有保障。鏈內建立共識機制激勵機制，可以通過算法實現系統內的共識和信任，并減少信任問題、利潤分配糾紛等發生。此外，區塊鏈內嵌入智能合約，可以使整個區塊鏈內數字創意產業信息共享主體間的決策、執行過程、獎勵機制等更透明更有效更直接，保障共享主體的安全、權利及利益。

6.2 中觀層面

不同類型的區塊鏈可以為數字創意產業不同主體不同程度的信息共享提供不同效用，并極大程度降低信息共享主體各方的共享成本、交易成本等。如公有鏈可適用于數字創意產業行業內或業內與消費市場間，使各企業可對外開放的信息更高效共享，使信息價值最大化；數字創意產業聯盟體間進行信息共享時，存在效率低，安全性不高，數據易被篡改等問題，聯盟鏈可使聯盟企業主體間擁有獨立的通信通道，在隱私保護、效率及靈活性上具有極強優勢，與數字創意產業聯盟構建信息共享方案擁有絕佳契合度；數字創意產業企業內部各部門間的信息共享，可能涉及企業自身需對外保密信息的傳遞，各部門間信息傳遞需安全且高效，以便企業內各部門聯動運轉更流暢，私有鏈隱私性好，信息數據處理效率高，且有一個中心節點協調管控，完全與企業內部信息共享的需求契合。

6.3 宏觀層面

區塊鏈可以通過推動數字創意產業信息共享進而推動產業發展升級。區塊鏈通過信息的共享，形成整個信息網絡，將數字創意產業整個產業鏈連接在一起，使整個產業鏈上中下游打通，從信息溯源、版權流向、產品防偽、供應鏈管理等方面，實現整個產業鏈內跨領域信息共享。區塊鏈通過自身網狀架構的特點，加速信息的流通互享，沒有地域空間限制，更有力地促進信息價值最大化，不僅使縱向的產業鏈內上下游之間信息有效協同共享，推動跨領域融合發展，也可以使數字創意產業鏈間合作交易阻礙減小，降低交易成本，進而推動數字創意產業協同創新，升級發展。

7 區塊鏈推動數字創意產業信息共享路徑建議

7.1 加強人才培養

數字創意產品有跨專業、跨領域等特點，因此對于產業本身而言的人才培養需重視交叉學科、創新思維和創新能力等。而將區塊鏈技術導入數字文化創意行業的關鍵問題之一就是技術性復合型人才隊伍的建立，所以對專業人員的業務素質要求更高。需從高等教育端著手強化對數碼創意行業技術型復合型培養工作，即在通識教育科中增加計算機信息技術、數字文化的有關專業知識，以培育初級群體對數字文化創作的濃厚興趣，在高等教育中根據數字文化創意行業迅速發展的新形勢要求，積極開展交叉學科與關聯專業的建設，強調經濟學、工學、計算機專業與人文創意類專業的融合。同時利用高等教育系統的資源優勢，開展校企聯合培訓，使人才培養工作更加標準化、體系化，培養技術復合型人員將理論知識與實踐相結合的處理企業實際問題的綜合技能，進而使人才培養工作與行業和企業發展的實際需要更適配，促進產學研融合發展。

7.2 攻克技術難題

在運用區塊鏈進行數字創意產業信息共享的全過程中，在技術層面可以圍繞4個信息流向的主要階段進行技術攻克和升級改進：信息上傳儲存、信息處理、信息傳輸、信息運用。信息上傳儲存階段，需能包含多種形式多種類型的信息上傳及存儲方式，此外平臺內需能支持同鏈不同節點同時登錄處理交易信息，不同鏈間進行跨鏈協同合作。信息處理階段則需盡可能提高共享節點間共識效率、縮短交易處理時間，并需解決鏈內處理大量交易時區塊鏈內效率急速下降等問題。在信息傳輸階段，除了涉及時間成本問題外，更重要的是需保證信息安全性。區塊鏈內的加密算法與標準需根據技術發展實時跟進，防止鏈內已上傳信息被攻擊泄露或被篡改，建立更加可靠的可信安全的信息共享環境。信息運用階段，則需結合數字創意產業市場趨勢及企業發展需求，增大區塊鏈的可擴展性，提升整體性能，不斷完善以適用不同應用場景搭建。

7.3 完善體系建設

各行各業的發展均離不開行業自律和法律監管兩大制約，數字創意產業信息共享需以此為保障才可更順利進行?；ヂ摼W飛速發展使數字創意產業對信息的管理面臨更大的挑戰，雖區塊鏈技術的引入可以解決部分難題，但同樣需要以制度為根本。首先在行業自律方面，各企業需建立各自內部完善的管理制度，數字創意產業聯盟體內則需制定聯盟企業間完備的獎懲制度、利益分配制度等。各企業需自覺接受社會群體的監督，自覺共建良好的市場秩序和環境。法律監管層面更主要的是需要國家規范立法及監管。由于區塊鏈自身的特點，為更好更高效進行監管，可以將部分法律轉化為算法代碼，寫入區塊鏈系統中，建立信息共享基層技術規則約束，大幅提高監管力度和效率，降低監管成本投入[6]。

8 結語

區塊鏈技術作為信息數據安全的保障，以其去中心化、公開透明、可追溯性、不可篡改等特性的獨特優勢，在數字創意產業發展進程中，可以為融化行業邊界，推進產業高質量融合發揮重要意義。為加快數字創意產業升級發展，本研究應抓住當前信息化時代的歷史性機遇，從人才培養、信息化技術完善創新、加強相關體系建設等多方面視角出發，以區塊鏈技術為基石，探究我國數字創意產業發展新策略。