基于区块链的科技信用管理体系优化研究^*

张志清¹聂志璇¹谢鹏凯²

(1.武汉科技大学 恒大管理学院，湖北 武汉，430081;2.湖北省对外科技交流中心，湖北 武汉 430071)

摘 要： 虽然各级政府和部门针对科技信用缺失问题进行了制度等方面的设计，但由于违约成本低、可执行性差、信息共享机制不健全等原因导致我国科技信用管理仍然存在诸多问题，背离科学道德、科研失信等行为不同程度存在。将近两年兴起的区块链技术应用到科技信用管理中，利用其分布式、开放性、共识机制等特点改造科技信用管理体系，设计了基于区块链的科技信用管理系统架构，提出了以项目为中心的区块链结构，科技信用记载、审核、监督以及信息共享等机制，可以在一定程度上优化科技信用管理体系，提升科技信用管理的共享性、完整性和可行性。

关键词： 科技信用管理；区块链；系统架构；机制设计

0 引言

虽然近年来我国社会信用体系建设有明显进步，但仍然不能适应我国经济发展水平和社会发展的需要。科技信用作为一种特有的职业信用，其制度建设的迫切性变得日益重要，主要缘于目前各种科技信用缺失现象还非常普遍，如项目申请企业套用政府资金，项目执行效果差，预期成果不达标；项目立项申请、评审、评估过程存在失信现象；专家在参加评审和鉴定等活动中发生的失信行为等。为此，各级主管部门先后出台了相应的管理办法，如科技部在2004年颁发了国科发计字225号文“关于印发《关于在国家科技计划管理中建立信用管理制度的决定》的通知”，对国家科技计划信用管理的基本原则、管理的对象与依据、国家科技计划信用信息评价指标体系及信息共享平台系统建立、国家科技计划信用信息的收集、记录与使用等进行了顶层设计。此后，各省也纷纷制定了相关文件，国内学者也做了很多理论上的探讨，主要从科技信用的评价体系构建、科技信息共享机制等方面进行了研究，但总体来看，科技信用管理的实际效果并不理想，主要是因为评价过程复杂且具有事后性，数据记载和信息共享机制存在不足等原因，而近两年出现的区块链技术，由于其具有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等优势而备受重视，为去中心、弱中心、分中心及共享、共识、共担的组织架构、商业架构和社会架构提供了可能。尤其是在区块链3.0版，更是将区块链引入到社会治理等领域，可以在一定程度上解决现有体系存在的问题和不足，具有非常重要的实际应用价值。本文就是基于以上原因，拟探索区块链技术在科技信用管理中的应用，优化科技信用管理系统架构，设计合理可行的管理运行机制，具有较好的理论与实践意义。

1 区块链技术及其特点

区块链(Block chain)是比特币的重要技术基础，本质上是一个去中心化的、开放式的账簿系统(ledger)，由一串按照密码学方法产生的数据块或数据包组成，即区块(block)，对每一个区块数据都自动加盖时间戳，计算出一个用于数据加密的哈希值(hash)，每一个区块都包含一次交易的信息以及上一个区块的哈希值，用于验证其信息的有效性和生成下一个区块，从创始区块(genesis block)一直链接到当前区块，从而形成区块链。区块链作为一种新技术，具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改、匿名性和隐私保护性以及信任机制等特点，主要解决的是交易信任和安全问题，包含分布式账本、对称加密和授权技术、共识机制和智能合约等关键技术创新。区块链诞生之初主要用于金融管理，现在已经拓展到社会管理等领域，区块链在公共服务领域的应用主要围绕身份验证、鉴证确权、信息共享以及透明政府四个方面开展。

2 基于区块链的系统架构设计

基于区块链的科技信用管理系统架构如图1所示。

保护“大水缸”要从源头上扼制污染源——访浙江省温州市水利局局长林孝悌………………………………… 韦凤年，轩 玮，林 琳(19.18）

图1 基于区块链的科技信用管理系统架构

本系统架构具有以下特点：

(2)弱中心化。区块链具有去中心化的特性，但科技管理不同于比特币等系统，项目的发布、评审、信息的记载、科技信用管理主要依托于政府部门，因此，完全去中心化，实现全网竞争性记账是不具备可行性的。采用区块链技术的科技信用管理，不是完全替代原有的中心化机构，而是促进中心化机构之间达成共识，构成管理联盟，由科技信息管理机构的中心化服务器和用于信息查询服务和监管的社会服务器共同构成科技信用管理生态，通过引入信息共享机制，将所有的科技信息会在全网发布和共享，每一个节点都记录完整的账目，因此它们都可以参与监督每一个操作的合法性，同时也可以共同为其作证。

(1)分布式。科技信用管理的分布式包括信息处理、存储、服务的分布式以及社会监督的分布式两个方面。通过将集中化的业务管理系统与分布式的信息服务和监督系统进行分离，由政府各级部门负责科技信用的全过程记载和管理，并由政府相关部门的服务器和社会志愿服务器共同构成资源池，提供科技信用信息的备份和服务，采用心跳等机制实现全网信息的同步，保证科技信用相关信息的每一个操作都共享到区块链系统，实现可追溯、可查询，即时发布，接受社会监督。

(3)信息不可篡改。区块链技术颠覆性的意义就在于，以技术保证建立了一套去中心化的、公开透明的信任系统，通过在数据链上加盖时间戳，形成不可篡改、可验证、可追踪的数据，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。基于区块链的科技信用管理同样具有很好的防篡改性，一旦相关信息经过验证并添加至科技信用管理区块链，就会永久地存储起来，除非能够同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的。对于管理或操作上的错误，不是采用传统的修改功能，而是以区块的方式链接到区块链中，系统会详细记载修改的原因、操作人员、处理结果等，并加盖时间戳，计算哈希值，从而确保修改信息的真实性、可追溯和可信任。

(1)基于项目全生命周期的管理机制。与传统的基于关系型数据库的集中式科技信用管理系统架构不同，本架构主要体现在以项目为中心，围绕项目的全生命周期构建区块链，从项目申请到项目结束后的审计，都记录在区块链中，如图3所示。项目申请是一个项目链的创世区块，产生一个活动(如评审、立项、举报等)就作为一个区块自动链接到上一个区块，直到该项目生命周期结束。从本质上看，科技信用的管理具有交叉性，如项目的评审会连接到专家和成果信息，属于典型的网状结构，但从某个节点看，则是链式的，表现为以项目、专家、成果、责任人等为核心的区块链结构。

3 整体功能设计

(2)科技信用记载和审核机制。比特币是典型的公有链，信息是完全公开的，通过工作量证明(PoW)实现竞争性记账，去中心化最彻底。但科技信用管理属于多方参与的多中心管理模式，不能采用工作量证明等机制，只能采用可扩展的链式设计，由科技管理部门进行科技信用的记载，由社会成员进行监督，通过基于分布式和一致性技术建立验证资源池，加上数据验证机制和智能合约，来实现相关科技信用信息的共识验证。

图2 基于区块链的科技信用管理整体功能设计

(1)业务处理模块。该模块的执行主体是各个管理部门，主要用于科技信用管理相关业务的处理，包括项目申报、审核、评审、结项等事务处理，以及信用记载、投诉处理和评价体系管理等功能。

(2)区块链管理模块。该模块具有很强的自治性，主要用于区块链信息的同步和防篡改等操作，主要包括区块链管理、一致性管理、区块链存储和通讯协议等功能。

白丽筠在我屡次失约之后，主动提出跟我最后道别，从此不再烦我。但是她还有几句话想跟我说。我不知道她有什么样的话，但是我不能连这个机会也不给她，那我就简直不是人了。我又去了她的那所住宅，此前她把钥匙都给了我，我可以自由地进入她的房子。

等了许久，屋里静悄悄的，没一个人出门，也听不到一点声响。甲洛洛开始吸烟，一根、两根、三根……当抽到第七根的时候，嘎绒出门了，后面一个人也没有，怀里的东西也不见了。

(5)用户管理模块。该模块用于平台用户以及社会参与方的注册和权限管理等，主要包括用户注册、安全认证、账户管理和密钥管理等功能。

(3)智能合约模块。该模块是由系统基于制定好的规则自动执行，主要用于通用性智能合约和项目专属智能合约的管理，主要包括项目生成、项目发布、合约生成和合约执行等功能。

(4)查询与投诉模块。该模块的执行主体是社会参与人，主要用于社会参与方的科技信用查询以及投诉等，主要包括项目查询、信用查询、投诉举报和投诉处理结果查询等功能。

高速公路桥梁桥墩需要结合不同地区的地质条件、地形地貌以及墩高尺寸来选择最佳的结构形式，通常情况下会选择使用薄壁墩、圆柱墩等形式：

4 关键机制设计

(4)开放性。采用区块链技术可以保住系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全地交换数据，除了各机构与参与人的私有信息被加密外，区块链上所有涉及到科技项目和信用的数据会对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询相关数据，因此整个系统信息高度透明。

图3 基于项目全生命周期的区块链管理

根据科技信用和区块链技术的特点，参考黄洁华和高灵超等(2017)针对众筹区块链的功能模块设计，提出了基于区块链的科技信用管理模块结构，如图2所示。

以德阳供电公司某10 kV配电线路为例进行仿真分析。该线路供电半径长、负荷重，线路总长度为18 km，其中主线为JKLYJ-240，也包括JKLYJ-185和JKLYJ-150，最大负荷为4.2 MVA，功率因数为0.85。

(3)科技信用监督机制。社会监督是科技信用管理的重要组成部分，但在传统的管理模式下，社会监督是非常困难的。在基于区块链的科技信用管理体系中，将举报实名性和信息发布的匿名性相结合，所有的质疑都会通过采用基于协商一致的规范和协议进行分布式记账，通过多方验证的方式进行审核，然后作为一个区块链接到相应的项目、活动或参与人，最终形成以机构或个人为中心的统计和科技信用评价体系。

(4)科技信用信息共享机制。区块链的特殊架构有利于政府数据管理方式的改变，可以从单一所有者拥有信息转变为整个记录周期中进行共享，然后在加密保护的分布式平台上安全运行。对采用区块链技术的科技信用管理系统而言，数据块是由不同层级的管理机构、部门和社会监督等节点来共同维护，具有业务处理功能节点的每一笔业务的处理都同步到全网，用于机构内部以及机构之间信息共享，实时同步，可以减少协同中的摩擦，提升信息查询、共享和处理的效率。

同一岗位存在不同级别，不同级别的岗位紧缺程度不同。企业对于岗位的级别有不同的划分标准，但主要差别体现在工薪、经验、学历三个指标上。岗位紧缺研究以工薪、经验、学历进行组合，形成“工薪+经验+学历”、“经验+学历”、“经验+工薪”、“工薪+学历”四种组合标准，作为岗位级别的划分标准，将不同企业的岗位级别划分进行标准化处理，统一划分为三个级别。采用聚类后三个指标之间的方差与总方差比值作为效果值来评价划分标准的效果，数值越大，效果越好。

(5)信任机制。信息的不对称，再加上利益的驱使，会让一些中心节点产生欺骗和伪造信用的风险。而区块链通过“签名”和利用“少数服从多数”的朴素方式，能够做到事前和事中介入，从根本上解决单结点的信用风险问题。区块链技术在时间维度上保持了连续性，在空间纬度上保持了开放性，并且通过系统和程序保障了信息的可追溯和防篡改，形成一套立体化的透明真实的信用管理体系。

5 结语

针对目前科技信用管理存在的不足，本文基于区块链技术进行了系统架构、功能模块和关键机制的设计，有助于从技术和制度上杜绝科技失信等行为，可以有效提升科技信用管理的安全性和可监管性。诚然，构建基于区块链的科技信用管理体系还有很多工作要做，如面向科技信用管理的智能合约设计、大规模科技信用数据的存储和交换技术等，都是后续需要进一步研究的关键问题。

参考文献

[1] 吕亮雯,陈宇山,熊小满.广东省科技计划项目负责人信用评价指标体系研究[J].科技进步与对策,2016(20):122-127.

[2] 杨立新,王莉娜.科技信息共享云服务机制初探[J].图书情报工作,2013(16):46-50+34.

[3] 袁勇,王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报,2016(4):481-494.

[4] 朱建明,付永贵.基于区块链的供应链动态多中心协同认证模型[J].网络与信息安全学报,2016(1):27-33.

[5] 黄洁华,高灵超,许玉壮，等.众筹区块链上的智能合约设计[J].信息安全研究,2017,3(3):211-219.

Optimization of Credit Management System of Science and Technology based on Blockchain

ZHANG Zhiqing¹ NIE Zhixuan¹ XIE Pengkai²

(1．School of Management，Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081, China；2．Exchange Center of Hubei Foreign Science and Technology, Wuhan 430071, China)

Abstract： Although the governments and departments at different levels have designed some institutions for the lack of scientific and technological credit, however, due to the low cost of penalty, poor enforceability and imperfect information sharing mechanism, there are still many problems in the management of scientific and technological credit in China. Deviation from science, morality in scientific research, dishonesty and other acts still abound. In this paper, the blockchain technology, which has arisen in the last two years, has been applied to the credit management of science and technology. Using its distributed, open and consensus mechanism to transform the credit management system of science and technology. The architecture of credit chain management system based on blockchain is designed, and the structure of blockchain based on project, the mechanism of scientific and technological credit record, audit, supervision and information sharing are put forward in this paper. This study can optimize the management system of science and technology credit to a certain extent, and improve the sharing, integrity and feasibility of credit management of science and technology.

Key words： science and technology credit management; blockchain; system architecture; mechanism design

中图分类号： G322

文献标识码： A doi：10.3969/j.issn.1672-2272.2019.05.039

*基金项目： 湖北省软科学一般项目“基于区块链的科技信用管理体系及信息共享机制研究”(2017ADC113)

作者简介： 张志清(1969—)，男，管理学博士，武汉科技大学恒大管理学院教授，研究方向：科技管理、数据技术与智能服务。

收稿日期： 2019-03-02

(责任编辑 吴 汉)

标签：科技信用管理论文;  区块链论文;  系统架构论文;  机制设计论文;  武汉科技大学恒大管理学院论文;  湖北省对外科技交流中心论文;