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    区块链(liàn)赋能(néng)生态环境

    2022/06/16中(zhōng)国环境852

    近年来,我国生态环境质量持续(xù)改善,生(shēng)态文明(míng)建设也得到了前(qián)所(suǒ)未有的重视。当前,生态环境保护已经在(zài)向(xiàng)数字(zì)化、智(zhì)能化、网络化前行,区块链技术已经在环境保护行(háng)业看到良好的态势和前景,将区块链(liàn)助(zhù)力(lì)改善生(shēng)态(tài)环境质量系统性和稳定(dìng)性的创新思考(kǎo)才刚启步。


    目前,区块链技术的应用研(yán)究还不成熟,具体(tǐ)的应用场(chǎng)景及具体情况有待进一步深度研究。但(dàn)是,环境保护领域及时采用大数据、物联网、区块链等(děng)新技(jì)术是解决难题的必由之(zhī)路。笔(bǐ)者积极思考如何将区块链技术与(yǔ)生态环境(jìng)质量改善的系统性与稳定性相融(róng)合,搭(dā)建(jiàn)起(qǐ)区块链技术与生(shēng)态环(huán)境领域的“四(sì)梁八(bā)柱”。


    区块链技术特征


    区块链,顾名(míng)思义是(shì)一个又一(yī)个(gè)区块所组成的链条,是分布式账本技(jì)术(shù)的(de)一种形式。2008年随着比(bǐ)特币这种加密数字货(huò)币的出现(xiàn),区块链开始进入大众视野,可以(yǐ)说区块链是比特币催化下的产物。


    总体(tǐ)来说,它(tā)是一个完(wán)全开放的记(jì)录系统,上(shàng)面记录了谁(shuí)拥(yōng)有什么和谁交易过(guò)什么,在区块链系统“大账本”中,为防止数(shù)据被随意篡(cuàn)改,实(shí)时产(chǎn)生的数据会进行加密链接并安全封(fēng)存成一个又一个(gè)区(qū)块,从而(ér)形成首尾相(xiàng)连的一条链条(tiáo),形成(chéng)区块链。其生成的区块数据一(yī)经其他节点的确认上链,如果进行修改和删(shān)除,加密算法(fǎ)就会(huì)得出不一(yī)样的结(jié)果,保证了数(shù)据的可追溯和(hé)不(bú)可篡(cuàn)改。


    基于上述描述,我们(men)可以看到,与传统(tǒng)数(shù)据库相(xiàng)比,区块链技术具有以下特征:


    去中心化:去中(zhōng)心化是区块(kuài)链最突出最本质的特征,简单来说,区块链技术不依赖额(é)外的(de)第三方管理机构或硬件设施,没有中(zhōng)心(xīn)管制,不同于传统分布(bù)式系统将数据分散存(cún)储在不同节(jiē)点上,区(qū)块链(liàn)技术在(zài)系统中每个节点都具有高(gāo)度自治性(xìng),彼此之间可以自(zì)由链接,形成新的块——链(liàn)数据,节点(diǎn)可以自(zì)由选择中心,中心也可以自由决定节点。因此,在没有中心(xīn)节(jiē)点的情况下实现了(le)数据在(zài)整个(gè)网络的共享。


    数据不可篡改(gǎi):区块(kuài)链(liàn)取消(xiāo)了传统(tǒng)数据库中(zhōng)修改和删除的操作,没有某一(yī)中心的集(jí)中管理,采用(yòng)了分布式数据(jù)储(chǔ)存(cún),每一(yī)个(gè)数据的产(chǎn)生(shēng)都会有其(qí)发生的时候,区块链将(jiāng)每(měi)一(yī)个数块(kuài)按时间先(xiān)后顺序(xù)串联起来,由(yóu)于时间(jiān)的不可(kě)逆性和不(bú)可更改性,即便某(mǒu)一节点(diǎn)受到攻击或篡改(gǎi),除非同时控制系(xì)统中超过(guò)半数以(yǐ)上的节(jiē)点,否(fǒu)则对某个节点上的(de)数(shù)据内(nèi)容进行修改是(shì)无效(xiào)的,正因如(rú)此,数(shù)据的稳定(dìng)性和可靠性(xìng)非常高,同(tóng)时(shí)也(yě)实现了历史数据的完整可追(zhuī)溯。


    开放性(xìng):区块链技术基(jī)础是(shì)开源的,除了交易双方(fāng)的私有信息被加密外,其系统是公(gōng)开透明的,任何网络(luò)内(nèi)的参与者都可(kě)以在(zài)公开的接口对区块链内(nèi)的数据进行访问并(bìng)查询(xún)数据记录或开发(fā)相关应(yīng)用(yòng),整个系统信(xìn)息高度(dù)透明。因此(cǐ),当某个(gè)区块(kuài)数据受到破(pò)坏时(shí),并(bìng)不会导致所有数据(jù)和(hé)记录遭到破坏。


    技(jì)术面临诸多(duō)挑战(zhàn)


    生态环境领域各(gè)个方面都产(chǎn)生核(hé)心数据。无论是环境监测和环境行政执(zhí)法,还是水处理以及垃圾处理等均有相应的数据产生,这(zhè)为区(qū)块链(liàn)技(jì)术的应用提供了机(jī)会,但(dàn)也要看到,当前区块链技术应用(yòng)于生(shēng)态环境(jìng)领域面(miàn)临的挑战。


    使(shǐ)用挑战


    按照以往的管理经验看,政府对信息(xī)的发(fā)布、资(zī)源(yuán)配置等方(fāng)面都是处于绝对的(de)主导(dǎo)地位。但是区块链技术的出现可能(néng)会(huì)打破(pò)这一权(quán)威。尽管区块链能够实现全(quán)生命周期数(shù)据(jù)管理,解(jiě)决数据(jù)失真或者是滥用职权等问题(tí),但是政府部门可能会对这种(zhǒng)新(xīn)型技术效(xiào)能充满着不(bú)信任。


    因此,尽(jìn)管区块链作为一种十分有潜力的新兴技术,甚至可能区块链(liàn)技术会(huì)对整个生态环境领域带来一定程(chéng)度的(de)变革,当真正(zhèng)把区(qū)块链技术融入(rù)于政府部门的管理决(jué)策中,也需要(yào)一个漫长的发展过程。


    法(fǎ)律挑战


    技术的(de)成熟发展仅仅只是一方面,更(gèng)重要的是要建立(lì)与之匹配的法律(lǜ)法规,使技(jì)术具有可操(cāo)作(zuò)性。然后,目(mù)前区块链(liàn)技术属于起步阶(jiē)段,法律法规(guī)可能存在滞后性。加上区块链本(běn)身的特点,也(yě)为法(fǎ)律带来一系列问题。例如,去中心化(huà)作为区块链的重要(yào)优势之一,它的每个(gè)交易没有(yǒu)具(jù)体的(de)物理地址(zhǐ)或(huò)者明确的标识位置(zhì),同时区块链(liàn)的每个(gè)节点都是平等的,甚(shèn)至位于(yú)不同的地理位置,无法明确(què)的界(jiè)定区(qū)块链的管辖区域(yù),没有(yǒu)独立(lì)的机构为此承担分布式账本在运作时的法律责任。


    因此(cǐ),在(zài)产生法律纠纷的情况下,在法律的适用上和司法管辖中存(cún)在漏洞,法(fǎ)院(yuàn)也很(hěn)难做出裁决。


    数(shù)据(jù)孤岛的挑战


    区(qū)块链技(jì)术的创新点之一是(shì)实现数据共享、跨阶级、跨层级的无障(zhàng)碍流转,这样的工作模式可以大幅提高工作效率。然(rán)而,生态环境领域最大的(de)障(zhàng)碍可能始终是“数据孤岛”的问题,省市县三级(jí)部门都(dōu)是独立的管理,市(shì)与(yǔ)市之间、县(xiàn)与县之间也没有直接(jiē)的管辖权,迫于现实的困境(jìng),很难从整体层面大力推进(jìn)信息的整合。利用区(qū)块链技术(shù)从根源上解决“数据孤岛”问题,还存(cún)在于理(lǐ)论的(de)层面,理(lǐ)论变为实践,广泛地应用于(yú)政府的管理之中,也是必须面临的困境(jìng)之一。


    平台兼容的挑战


    区块链技术在一定程度上解决了资源(yuán)共享、数据安全以及多主体相(xiàng)互信(xìn)任的问题。但是(shì),随着现(xiàn)代(dài)科学技术(shù)的迅(xùn)猛发(fā)展,数据存储结构和介质形态也在不断更新(xīn)优化升(shēng)级,包括文件存储格式(shì)的兼容(róng)性也可能会改变。目前,我国有许多类型的数据库管理系统,如学信(xìn)网、单位内部(bù)的OA、国家级(jí)的平台系统以及多个地方的数据平(píng)台(tái)等数据库所包含的要(yào)求各不(bú)相同,想(xiǎng)将这些数据(jù)与(yǔ)区块链兼容是一(yī)大挑战。


    具体而言,国家级的(de)数据平(píng)台(tái)优于省级平台,省(shěng)级平台优于地市级(jí)平台(tái),在进行数据(jù)共享时(shí)两者的(de)接口(kǒu)是(shì)否匹配,也会对数据(jù)交互带来影响,如果(guǒ)数据储存形(xíng)式无(wú)法兼(jiān)容,造成数据资源(yuán)的缺失或损坏,影响整个生态环境领域数据共享的效率。此外,区块链技术在与(yǔ)其他数据平台兼容时也可能存在不稳定或者其他技(jì)术性问题。


    生态环境领域应(yīng)用广泛


    区块链技术(shù)应用场景正陆续涌现,在生(shēng)态(tài)环境领域有哪些(xiē)应用(yòng)?


    区块(kuài)链技术在生态环境领域(yù)的(de)应用价值


    众所周知,环境监测数据质量是环境保护工作的生命线,数据的“真实性(xìng)、可靠性、准(zhǔn)确(què)性”是环境监测根(gēn)本的要(yào)求。然而,近些年,时有媒体(tǐ)发布,我国仍有(yǒu)部分产业主体不(bú)诚信、缺乏(fá)环境责任感,出现篡改(gǎi)、伪(wěi)造监测数据的新闻,数据造假已成为社会群众(zhòng)关注的问题,也是推进生态(tài)环境保护工作纵深发展的难点之一(yī)。


    当前,我国环境数据存(cún)储的方(fāng)式,仍以“传(chuán)统互联网或移动互(hù)联网”为主,采用关系模(mó)型来组织数(shù)据的数据库,常见(jiàn)的有Oracle、DB2、PostgreSQL、Microsoft Access、Microsoft SQL Server、MySQL、浪潮(cháo)K-DB等数据库。简单(dān)来说,就是创建一个文本,把(bǎ)某个时段、地点的环境(jìng)监测数据储(chǔ)存在里面。这种传(chuán)统的储存(cún)手段,非常方便,也(yě)易于维护,大大减(jiǎn)低了数据冗余(yú)和数据(jù)不一致的概率。


    与此同时,由于传统数据(jù)库的单一性(xìng),数据很容(róng)易被人(rén)为干扰。有两种(zhǒng)普通且常见的干扰手段:一是在后台程序挂木马(mǎ),注(zhù)入脚本代码(mǎ),直接更(gèng)改(gǎi)数(shù)据,执行操作者想(xiǎng)执行的代码;二(èr)是掌握数据(jù)库(kù)权(quán)限的(de)人,直接登(dēng)录数(shù)据,对数据进(jìn)行(háng)增加、删除(chú)或更改等(děng)操作,篡改(gǎi)真实数据。除此之外,当然还有其他更多(duō)的手段。


    由于大(dà)数据的(de)发展,区(qū)块链技(jì)术的出现弥补了这些(xiē)漏洞,如果这(zhè)些(xiē)数据使用了区块链系统进行存储,就直接杜绝了(le)人为干扰的情况。首先,区块链技术具(jù)有“不可篡改(gǎi)”的特点(diǎn),为生态环境治理体系中海量行(háng)为和数据的“存证(zhèng)”难题提(tí)供了(le)解(jiě)决方案,助力环境监(jiān)测数据的“真(zhēn)”;二是(shì)区块链形成“共(gòng)识机制”,可以保持(chí)信息数据的(de)一致性,真正实现(xiàn)从“网络互(hù)连”时代走向“信任(rèn)互联(lián)网”的转变,辅以人工(gōng)智能、大数据和物联网(wǎng)技(jì)术,助力环境监测数据(jù)的“准(zhǔn)”;三是区块链(liàn)“分布(bù)式”的(de)特点,能(néng)够打(dǎ)破部门、层级间的(de)“数(shù)据孤岛”,实现信息的互通互联和数据(jù)共享,并通过“智能合约(yuē)”,实现(xiàn)多个主(zhǔ)体之(zhī)间(jiān)的合作信任,优(yōu)化和解决生态环境治理体系(xì)中跨行业、跨部门、跨区域合(hé)作的(de)广度、深度(dù)和(hé)难(nán)度问题,助(zhù)力(lì)环境监测数(shù)据(jù)的“全”。结合区块链技术的特点(diǎn),即便数据(jù)出(chū)现了篡(cuàn)改数据的情况,也会被区块链(liàn)系统自动检测并剔除,并从其他储存点(diǎn)同步健康的监测数据。


    区块链技(jì)术在生态环(huán)境领(lǐng)域的应用拓展


    按照(zhào)这一思考,笔者提出下一步(bù)用区块链技术赋(fù)能环境监测的具(jù)体(tǐ)解(jiě)决方案,共分(fèn)三个阶段(duàn)实现(xiàn)规(guī)划。


    第一阶段——建设环(huán)境监测区块链可信平台。区块链作为数(shù)字经济的可信基础设施(shī),被写入了“十(shí)四五”规划,国家明确了以联(lián)盟链为重点发展区块链服务平台的目标。目(mù)前,我(wǒ)国诸(zhū)多行业都建设了区块链平台。作为一个多中心化的分布式(shì)系统,区块链(liàn)“可信基(jī)础设施(shī)”的定位,可以确保数据(jù)真实的这一大问题。在此网络模型(xíng)的架(jià)构之下,能够实现(xiàn)多层(céng)级多(duō)数据的互(hù)联互通(tōng)。因(yīn)此,更加适合监测数据(jù)“基础设(shè)施(shī)”的需求。另外,针对每条平台节点,能够做到(dào)按节点(diǎn)类别进行(háng)分布,完成多(duō)维度的区块链节点分(fèn)层(céng)组网模型。在(zài)这种拓展方式中,我(wǒ)们就(jiù)可(kě)以灵活实(shí)现“新伙伴(bàn)”的接入与管理。这(zhè)样(yàng)能(néng)够根据管理部门的现实(shí)需求提供相应的(de)准入(rù)模型(xíng),实现更细的(de)权限管理与控制,有利于对监测数(shù)据(jù)的管理。


    第二阶段——建立环境监测行业信用评(píng)价体系。信用(yòng)机制是(shì)任(rèn)何平台交易的基础,监测行业(yè)信(xìn)用评价体系也可以作为平(píng)台信任机制的重要组成部分。监测机(jī)构应该自觉自(zì)律做到诚信监测,不在数据上弄(nòng)虚作假。如果能依法(fǎ)实施信用监管规范监(jiān)测市场秩序、建(jiàn)立(lì)行(háng)业信用评价(jià)体系,更(gèng)是推动监测行业高质量发展的必由(yóu)之路。相信解决数据真(zhēn)实性的问(wèn)题后(hòu),评(píng)价体系的多元内容(róng)也能为(wéi)管理部门的决策提供更全面的辅助参考,助力环境(jìng)监(jiān)测行业健康(kāng)有序发展(zhǎn)。


    第三阶段——形成(chéng)环境监(jiān)测区(qū)块链认证网络联盟。联盟的(de)发(fā)起旨(zhǐ)在进一步(bù)整合、规范行业资源,加强行业信(xìn)息基础设施建设。建(jiàn)立联盟的(de)目的(de)不是(shì)作为单(dān)一的(de)区(qū)块链(liàn)平台,而是建设一个(gè)完整的(de)区块链(liàn)的生(shēng)态系统,由许多会员(yuán)单位组成,共同探索共建、共享(xiǎng)、共治、开(kāi)放的理念携手该领域的创新发(fā)展和应用。通过这种独特的平台设计(jì)框架来解决(jué)行业(yè)间的相关问题,更好(hǎo)的加强对数据资产的管控能力,帮助行业实现高可信的数据(jù)资产全(quán)生命周(zhōu)期管理,打造(zào)利于管理部(bù)门决策的(de)科技支(zhī)撑(chēng)点,突破数据堡垒,深化(huà)跨界跨部门协作,形成环境治理强大合力。


    精(jīng)准施策


    推动区(qū)块链与生态(tài)环境融合


    第一,加大融合过程的资金介入(rù)。一项技术的兴起免不了政府部(bù)门的大力支持,更离不开资(zī)金的支持。一方面技(jì)术研发需(xū)要(yào)资金保障;另(lìng)一方面,技(jì)术推(tuī)广、设备维(wéi)护、人员培训也(yě)需要充裕的资金支持。


    为(wéi)此,各地(dì)区的生(shēng)态环境主管部(bù)门应该发挥专项资金的统(tǒng)筹(chóu)整(zhěng)合长效机(jī)制。就(jiù)技术研发(fā)而言,应该与人民群众日益增长的美好生(shēng)活(huó)需求需要,设立涉(shè)区(qū)块链(liàn)的(de)研发(fā)项目。也可以(yǐ)通(tōng)过市场化方(fāng)式,积极支持(chí)社(shè)会资本来丰富区块链技术发展的资金来源。


    第二,完善区块链(liàn)技术法律体系(xì)。区块链技术(shù)的应用必须要有法律的(de)支持,在(zài)合法合规的(de)情况下开展工作。国家(jiā)出台有《区块链信息服务管理规定》,但这一规(guī)定(dìng)还需要更(gèng)加详(xiáng)细的法律对其技术(shù)发展阶段带来的各(gè)式各样的问题(tí)加以制约。


    例(lì)如,数据管理(lǐ)部门可以提案设立专门的区块链方面的(de)法律法规,规(guī)定其使(shǐ)用(yòng)者和提(tí)供者的相关权利(lì)和(hé)责任,包(bāo)括政(zhèng)府部门如何有效地进行监管(guǎn),以实现对违法行为的快速(sù)识别,提高法律执行效率。


    当下,一起(qǐ)拥(yōng)抱大(dà)数据,融入数智时代的浪潮,不断探索(suǒ)和发(fā)展大数据智能化创(chuàng)新在生(shēng)态文(wén)明(míng)建设(shè)中的重(chóng)要作用(yòng)。

    关键词(cí): 区块链




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