检察机关区块链技术应用方向探讨

时间:2020-07-30 13:35:00作者:王帅新闻来源:正义网

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  近年来,区块链技术在全球掀起了一场技术革新,以区块链金融为代表的应用如雨后春笋般在各行业落地生根。中国作为区块链技术应用的积极参与者,对区块链技术应用十分重视。习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调:把区块链作为核心技术自主创新重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展。这无疑给加快区块链技术的创新和应用注入了一剂强心针,整个行业为之一振。作为检察机关,区块链技术的应用还处于探索阶段,加快检察机关区块链技术应用的研究和落地是当前检察机关信息化工作的一项重要使命。

  一、区块链技术发展背景

  说到区块链技术就不得不引入一个对于许多人来说既熟悉又陌生的词—“虚拟货币”,其典型代表就是“比特币”。区块链这个词最早是来源于Satoshi Nakamoto(中文译名:中本聪)的《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》(《比特币:一种点对点的电子现金系统》)一文中的“Blockchain”,国内社区最初译名“区块链”,随后一直沿用。随着近年来各种新闻媒体的报道区块链这个词许多人已经有所耳闻,但是真正理解区块链技术核心的人并不多。

  从科技层面来看,区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看,简单来说,区块链是一个分布式的共享账本和数据库,具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”,为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景,基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题,实现多个主体之间的协作信任与一致行动。其核心特征是分布式、去中心化、共识机制,其设计目的便是为实现无中心的公共记账系统,利用众多参与者共同创建、共同验证、达成共识的模式保障全链的数据安全。

  按照“虚拟货币”行业的分类,区块链技术发展到目前,经历了以比特币为代表1.0时代,以以太坊可编程智能合约技术为代表的2.0时代,和以Hyperledger项目代表的3.0时代。3.0时代具体技术又包括了零知识证明隐私保密技术、去中心化的云存储等,可以说在“虚拟货币”行业中,区块链技术应用已经较为成熟。

  二、区块链技术商业应用现状

  区块链技术本身是为账务处理、验证交易而发明的,在小数据块的结构化数据处理上能够充分发挥其优势,因此“虚拟货币”(也称:数字货币)成为区块链技术在商业上的最成功运用。截止目前,全球“虚拟货币”产品已达数百种,虽然此类“货币”的流通被认为只是极客们美好的愿景,其货币属性也没有得到各国官方政府的认可或背书,但是现实中已经有不少人在参与和享受这类产品带来的便捷。近期中国人民银行开始闭环内测中国版数字货币,这是国内首个由官方发行的数字货币,其地位和纸质版人民币等同,这也充分显示了区块链技术在货币的发行、记账方面具有的强大优势。

  目前区块链的应用已从金融领域延伸到实体领域,在支付结算、金融交易、版权管理和交易、产品溯源、智能制造、供应链管理、能源、医疗等领域都有了应用的可能性。例如:

  1.基于区块链技术的公证和存证应用。如公证“汇存”区块链存证平台,该平台借助区块链技术实现了“随手拍、随时存”的便捷存证功能,使用者可以在任何时间对想要保存的证据进行拍照、摄像、录音,所得的电子证据会实时上传至后台,并自动生成存证证明,由后台工作人员对证据进行审核后出具证据保全公证书。每一个上传至后台的文件都标有该证据被拍摄的准确时间以及具体位置的经纬度,每一个文件都配有一串经计算机系统按密码规则计算得到的唯一编码,通常我们将此编码过程称为Hash,得出的编码叫做Hash值。不管文件遭到多么细微的修改,再次编码后的内容都会发生改变,由此也避免了证据被篡改的情况发生。可以说此类应用为未来民事诉讼领域证据收集提供了便利,人们可以随时利用现代移动智能设备收集有效证据,扩大了证据收集的手段和来源。  

   

  上图是Hash计算的基本过程,我们可以清晰的看出,相同输入值采用不同的Hash算法可输出不同长度不同内容的散列值。不同的的输入值采用相同的Hash算法可输出长度一致但内容不同的值。即便输入值有细微的差别,如上图中abc123之间多一个“-”或者多一个空格,其输出的结果也是完全不同的,更没有任何关联。这种唯一性和无关联性就为区块链技术的应用奠定了坚实基础。

  2.基于区块链技术的抵押、质押登记应用。该类产品其实现原理和前面所说的“虚拟货币”实现原理类似,将每一笔抵押、质押记录在该区块链的P2P网络中进行广播,各节点确认后该笔抵押、质押记录生效,以时间戳为序依次添加到主链形成稳定的区块链。

  3.基于区块链的产品全流程溯源。某些特殊产品如疫苗,需要精确追踪产品生产、运输、仓储、销售、使用各环节,并且还要确保所有的记录是真实的不被篡改的,这就需要一套去中心化的全供应链系统。产品全流程溯源应用场景是区块链技术理想应用场景。

  三、检察机关区块链研究和应用现状

  目前检察机关区块链研究和应用总体上还处于初期的研究探讨阶段,具体的应用成果较少,或者说部分应用涉及区块链技术的部分特征,但还不能算真正意义的区块链应用。

  笔者认为纯正的区块链技术应用应该具备以下特性:去中心化、分布式数据存储、点对点传输(P2P传输)、共识机制、数据加密,这样才能从技术层面上做到不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明。当前一些区块链应用几乎都在突出链上存储这一特征,对区块链其他几项核心特征如:去中心化、分布式存储、点对点传输、共识机制的并未重视,导致部分人认为只要做到将数据块加密上链存储就是区块链应用。笔者认为这是对区块链技术理解的不准确或者说是片面的理解,如果仍采用中心化的存储模式,即使采用链式存储,其本身也是可被篡改的,缺乏多方参与的共识机制也无法很好的确保各节点数据的真实和安全。

  

  (中心化存储网络中,各节点数据通信示意图)

  上图是模拟在一个中心化存储网络中,如现在检察机关常见应用系统设计就是以省级院数据中心为中心节点的中心化存储模式。中心节点往往具有主导性,在整个存储网络中起关键作用,各分节点和中心节点之间通过数据同步完成数据一致性,各分节点之间一般不能脱离中心节点而独立进行数据通信。一般而言中心节点具有所有节点的全部数据而各分节点一般只存储和自己节点功能相关的部分数据。分节点和中心节点之间数据只是进行简单同步并不对数据的真伪进行严格验证,一旦某些分节点或者中心节点数据被攥改或伪造,其篡改或伪造后的数据也会直接被同步到所有节点,最终造成数据失真。

  检察机关区块链技术应用较早的领域是卫星遥感数据的Hash值链上存储应用,就目前应用效果看该应用主要是固定近期国土资源部门提供的各区域卫星遥感图像文件的Hash值,将对应Hash值按区块链编码规则编码,依据时间先后顺序上链存储,以确保今后用于证据出示的卫星遥感图像未被篡改,卫星遥感图像文件本身还不能进行上链存储。该应用中主链存储是否是去中心化的,是否存在多方参,是否具有共识机制等均未被提及,对系统的介绍重点还是停留在加密和上链两个特征上。区块链同步存证技术原理也是如此,将提取的用作证据的文件进行Hash值计算,将每份文件的Hash值按照区块链编码规则进行编码,加入时间戳后打包上链存储,而提取出的作为证据的文件本身不能上链,仍然采用传统中心化存储方式。

  通过分析以上两个区块链技术应用的运行原理我们不难发现,检察机关目前能上链存储的一般是作为证据文件的Hash值,而作为证据文件本身还很难做到上链存储,还是采用原始的中心化存储方式。另外我们通过分析还发现,以上应用中都未谈到区块链技术的“去中心化”“分布式存储”“共识机制”三个特征,这是确保链上数据的存储安全和抗篡改的核心特征。如果缺少去中心化和分布式存储,那么即使数据上链存储仍存在很大被篡改的风险,因为攻击者仅需篡改中心节点数据便可以实现篡改整个存储网络数据的目的;如果缺少共识机制,各数据节点就无法验证每一次数据更新的真实性,攻击者就可能伪造数据对整个存储网络进行攻击。因此,笔者认为,区块链技术的几个核心特征是确保区块链应用得以安全、稳定运行的关键保障,缺一不可。

  四、未来检察机关区块链技术应用的几个方向

  1.区块链技术应用具有的特征

  首先不是所有应用场景都适合采用区块链技术,这是所有研究人员需要明确的,至少目前所探讨的区块链技术仍然具有一定的局限性,如大数据块和非结构化数据的上链存储和查询就是当前摆在区块链技术前的一个难题。有些研究人员提出了如:“闪电网络”、侧链的解决方案,但是在实际应用中存在很大争议以及风险不确定性。其次,也不是所有将数据块简单Hash后按时间戳顺序上链存储就是区块链,这是对区块链技术理解的误区,因这类应用一般只包含区块链技术部分特征,并不能完整的实现区块链的所有安全功能,因此我们可以称为类区块链应用。

  笔者认为根据区块链技术特点,其理想应用场景应包含以下几个特点:可以去中心化存储的、具有结构化数据的、单个数据量较小的、可多点部署的、可多部门共同参与的、不允许修改以往数据的、数据产生具有时间先后顺序等。

  2.基于区块链技术的法律文书签发场景应用

  检察机关法律文书和文件签发具有时效性、严肃性、权威性,特别是法律文书,对签发时间、签发人也会有严格要求,更不允许签发后随意更改,所有经过批准后的修改需要保留修改痕迹。 这几个特征完全符合区块链技术应用的特点,具体的应用场景示意图如下:

  (法律文书内容上链原理示意) 

  (基于区块链技术的法律文书签发应用场景中各级院之间数据传输网络示意图)

  从上图可以看出,在区块链网络中各节点(参与院)之间是对等的,没有中心节点参与;任意两个节点之间都可以进行对等通信,任意节点都可以在自身链上增加区块数据并广播给所有能与自己通信的节点。其他节点在接收到新区块数据广播后会严格验证接收到的区块数据,接收节点会将接收到的区块数据与自身节点上的区块数据进行比对,如果发现是篡改过的数据或者不符合规则的数据接收节点会丢弃该数据;如果数据未被篡改且符合规则就将新区块加入到自己链上,并将新区块信息广播到能与本节点通信的其他节点,以此往复,当整个网络中有超过50%的节点认同该区块并加入该区块后,便达成了共识,我们就认为该新增区块已被全网认同。

  该模式具有很强的数据安全性和防篡改性,首先任何节点都包含加密后的全网数据,如果部分参与节点被严重破坏也不会影响全网的数据安全,被破坏的节点只要重新初始化应用后重新加入网络,所有链上数据就会自动同步过来;其次,各参与节点只能使用系统为自己分配的唯一密钥才能创建合法的法律文书签发区块,其他节点无法伪造自己的签名。

  3.在看嫌疑人链上管理场景应用

  嫌疑人线上换押也是区块链技术应用的一个理想方向。当前嫌疑人换押大多还采用纸质签批的方式,侦查机关、检察机关、审判机关、看守所四方根据不同的司法阶段会频繁进行换押和提讯,其中仅有看守所拥有嫌疑人从入看到离看的全部记录,其他三个机关仅能掌握自己的记录。在这种模式下就可能产生许多问题:一是各机构在换押时需要来回跑路,特别是有异地关押情况的,办理一个换押手续的时间会很长,不利于主要业务工作的开展;二是嫌疑人入看到出看过程中会见、提讯记录等全部由看守所以中心化存储的方式存储,不法分子可通过篡改数据等方式修改或删除关键记录,后期还原难度很大。

  利用区块链技术可以将嫌疑人从进看到出看期间所有的换押、提讯、会见记录实时加密上链存储,防止记录被篡改,对事后追溯提供重要线索和依据。各级侦查机关、检察机关、审判机关、看守所均可参与全链的数据维护,确保全链数据的安全。

  

  上图是嫌疑人从进入看守所到送出看守所期间所有提讯、会见、换押记录上链示意图。该图可追踪嫌疑人所有与外部人员接触的记录,可以全方位反应嫌疑人在看期间与外部人员接触的情况。途中红色箭头表示将当前记录写入区块中,写入内容可包含具体的时间、机构、人员、类型和其他有价值的信息。

  4.基于区块链技术的社区矫正场景应用

  社区矫正中常常会发生矫正人员不按规定在指定区域活动或者不按规定进行社区报道的行为等,发生此类事件后检察机关会介入调查。在实践中我们通常是通过调取矫正人员的定位信息,查阅社区报道记录和查看其他有价值记录,通过各类记录来判断矫正人员是否有违规行为。目前采用的记录方式要么是普通数据库记录、要么是纸质记录台账,这些都有人为篡改或后期补录的风险和漏洞,很难从根本上确保所有数据的真实可靠。利用区块链技术便可以很好的解决这些问题,让每一条记录都能及时安全的上链存储,避免中途的篡改和后期的补录。

  

  上图是区块链技术在社区矫正中的应用示意图,图中社区矫正人员的每一次定位信息、每一次社区报道记录加上时间戳后一旦写入社区矫正链中便无法进行更改或删除,这些记录会永久固定下来方便今后的追溯。

  五、结束语

  检察机关区块链技术的探索和应用才刚刚开始,未来随着区块链技术的不断发展,还有许多适合的应用场景。但是,就目前而言,检察机关区块链技术应用还并不多,很多应用仍不够成熟。究其原因有以下几点:一是对区块链技术的理解还有偏差,应用中没有抓住区块链技术的几个核心特征,一些应用方向并不成熟,至少目前的区块链技术很难有效解决实际问题。二是区块链技术是一个多方参与的应用技术,许多应用会涉及多个机构、多个部门甚至多个层级,要同时协调好多个机构、部门在实践上还很难。三是区块链技术具体落地应用的开发和部署成本普遍偏高,许多部门目前还难以承受,影响了应用落地。四是区块链技术在检察机关的应用安全性和便捷性上还缺少实践经验,对安全性评估是一个漫长的实践过程,因此仍需要时间的检验。

  商业实践已经证明,区块链技术确实是一项伟大的发明创新。相信,通过不断的研究、探索和实践,区块链技术具有的独特优势是可以为智慧检察服务的。

                             (作者单位:资阳市雁江区人民检察院)

[责任编辑:周丽芮]
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