区块链赋能生态环境

近年来,我国生态环境质量持续改善,生态文明建设也得到了前所未有的重视。当前,生态环境保护已经在向数字化、智能化、网络化前行,区块链技术已经在环境保护行业看到良好的态势和前景,将区块链助力改善生态环境质量系统性和稳定性的创新思考才刚启步。

目前,区块链技术的应用研究还不成熟,具体的应用场景及具体情况有待进一步深度研究。但是,环境保护领域及时采用大数据、物联网、区块链等新技术是解决难题的必由之路。笔者积极思考如何将区块链技术与生态环境质量改善的系统性与稳定性相融合,搭建起区块链技术与生态环境领域的“四梁八柱”。


区块链技术特征

区块链,顾名思义是一个又一个区块所组成的链条,是分布式账本技术的一种形式。2008年随着比特币这种加密数字货币的出现,区块链开始进入大众视野,可以说区块链是比特币催化下的产物。

总体来说,它是一个完全开放的记录系统,上面记录了谁拥有什么和谁交易过什么,在区块链系统“大账本”中,为防止数据被随意篡改,实时产生的数据会进行加密链接并安全封存成一个又一个区块,从而形成首尾相连的一条链条,形成区块链。其生成的区块数据一经其他节点的确认上链,如果进行修改和删除,加密算法就会得出不一样的结果,保证了数据的可追溯和不可篡改。

基于上述描述,我们可以看到,与传统数据库相比,区块链技术具有以下特征:

去中心化:去中心化是区块链最突出最本质的特征,简单来说,区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,不同于传统分布式系统将数据分散存储在不同节点上,区块链技术在系统中每个节点都具有高度自治性,彼此之间可以自由链接,形成新的块——链数据,节点可以自由选择中心,中心也可以自由决定节点。因此,在没有中心节点的情况下实现了数据在整个网络的共享。

数据不可篡改:区块链取消了传统数据库中修改和删除的操作,没有某一中心的集中管理,采用了分布式数据储存,每一个数据的产生都会有其发生的时候,区块链将每一个数块按时间先后顺序串联起来,由于时间的不可逆性和不可更改性,即便某一节点受到攻击或篡改,除非同时控制系统中超过半数以上的节点,否则对某个节点上的数据内容进行修改是无效的,正因如此,数据的稳定性和可靠性非常高,同时也实现了历史数据的完整可追溯。

开放性:区块链技术基础是开源的,除了交易双方的私有信息被加密外,其系统是公开透明的,任何网络内的参与者都可以在公开的接口对区块链内的数据进行访问并查询数据记录或开发相关应用,整个系统信息高度透明。因此,当某个区块数据受到破坏时,并不会导致所有数据和记录遭到破坏。

技术面临诸多挑战

生态环境领域各个方面都产生核心数据。无论是环境监测和环境行政执法,还是水处理以及垃圾处理等均有相应的数据产生,这为区块链技术的应用提供了机会,但也要看到,当前区块链技术应用于生态环境领域面临的挑战。

使用挑战

按照以往的管理经验看,政府对信息的发布、资源配置等方面都是处于绝对的主导地位。但是区块链技术的出现可能会打破这一权威。尽管区块链能够实现全生命周期数据管理,解决数据失真或者是滥用职权等问题,但是政府部门可能会对这种新型技术效能充满着不信任。

因此,尽管区块链作为一种十分有潜力的新兴技术,甚至可能区块链技术会对整个生态环境领域带来一定程度的变革,当真正把区块链技术融入于政府部门的管理决策中,也需要一个漫长的发展过程。

法律挑战

技术的成熟发展仅仅只是一方面,更重要的是要建立与之匹配的法律法规,使技术具有可操作性。然后,目前区块链技术属于起步阶段,法律法规可能存在滞后性。加上区块链本身的特点,也为法律带来一系列问题。例如,去中心化作为区块链的重要优势之一,它的每个交易没有具体的物理地址或者明确的标识位置,同时区块链的每个节点都是平等的,甚至位于不同的地理位置,无法明确的界定区块链的管辖区域,没有独立的机构为此承担分布式账本在运作时的法律责任。

因此,在产生法律纠纷的情况下,在法律的适用上和司法管辖中存在漏洞,法院也很难做出裁决。

数据孤岛的挑战

区块链技术的创新点之一是实现数据共享、跨阶级、跨层级的无障碍流转,这样的工作模式可以大幅提高工作效率。然而,生态环境领域最大的障碍可能始终是“数据孤岛”的问题,省市县三级部门都是独立的管理,市与市之间、县与县之间也没有直接的管辖权,迫于现实的困境,很难从整体层面大力推进信息的整合。利用区块链技术从根源上解决“数据孤岛”问题,还存在于理论的层面,理论变为实践,广泛地应用于政府的管理之中,也是必须面临的困境之一。

平台兼容的挑战

区块链技术在一定程度上解决了资源共享、数据安全以及多主体相互信任的问题。但是,随着现代科学技术的迅猛发展,数据存储结构和介质形态也在不断更新优化升级,包括文件存储格式的兼容性也可能会改变。目前,我国有许多类型的数据库管理系统,如学信网、单位内部的OA、国家级的平台系统以及多个地方的数据平台等数据库所包含的要求各不相同,想将这些数据与区块链兼容是一大挑战。

具体而言,国家级的数据平台优于省级平台,省级平台优于地市级平台,在进行数据共享时两者的接口是否匹配,也会对数据交互带来影响,如果数据储存形式无法兼容,造成数据资源的缺失或损坏,影响整个生态环境领域数据共享的效率。此外,区块链技术在与其他数据平台兼容时也可能存在不稳定或者其他技术性问题。

生态环境领域应用广泛

区块链技术应用场景正陆续涌现,在生态环境领域有哪些应用?

区块链技术在生态环境领域的应用价值

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、可靠性、准确性”是环境监测根本的要求。然而,近些年,时有媒体发布,我国仍有部分产业主体不诚信、缺乏环境责任感,出现篡改、伪造监测数据的新闻,数据造假已成为社会群众关注的问题,也是推进生态环境保护工作纵深发展的难点之一。

当前,我国环境数据存储的方式,仍以“传统互联网或移动互联网”为主,采用关系模型来组织数据的数据库,常见的有Oracle、DB2、PostgreSQL、Microsoft Access、Microsoft SQL Server、MySQL、浪潮K-DB等数据库。简单来说,就是创建一个文本,把某个时段、地点的环境监测数据储存在里面。这种传统的储存手段,非常方便,也易于维护,大大减低了数据冗余和数据不一致的概率。

与此同时,由于传统数据库的单一性,数据很容易被人为干扰。有两种普通且常见的干扰手段:一是在后台程序挂木马,注入脚本代码,直接更改数据,执行操作者想执行的代码;二是掌握数据库权限的人,直接登录数据,对数据进行增加、删除或更改等操作,篡改真实数据。除此之外,当然还有其他更多的手段。

由于大数据的发展,区块链技术的出现弥补了这些漏洞,如果这些数据使用了区块链系统进行存储,就直接杜绝了人为干扰的情况。首先,区块链技术具有“不可篡改”的特点,为生态环境治理体系中海量行为和数据的“存证”难题提供了解决方案,助力环境监测数据的“真”;二是区块链形成“共识机制”,可以保持信息数据的一致性,真正实现从“网络互连”时代走向“信任互联网”的转变,辅以人工智能、大数据和物联网技术,助力环境监测数据的“准”;三是区块链“分布式”的特点,能够打破部门、层级间的“数据孤岛”,实现信息的互通互联和数据共享,并通过“智能合约”,实现多个主体之间的合作信任,优化和解决生态环境治理体系中跨行业、跨部门、跨区域合作的广度、深度和难度问题,助力环境监测数据的“全”。结合区块链技术的特点,即便数据出现了篡改数据的情况,也会被区块链系统自动检测并剔除,并从其他储存点同步健康的监测数据。

区块链技术在生态环境领域的应用拓展

按照这一思考,笔者提出下一步用区块链技术赋能环境监测的具体解决方案,共分三个阶段实现规划。

第一阶段——建设环境监测区块链可信平台。区块链作为数字经济的可信基础设施,被写入了“十四五”规划,国家明确了以联盟链为重点发展区块链服务平台的目标。目前,我国诸多行业都建设了区块链平台。作为一个多中心化的分布式系统,区块链“可信基础设施”的定位,可以确保数据真实的这一大问题。在此网络模型的架构之下,能够实现多层级多数据的互联互通。因此,更加适合监测数据“基础设施”的需求。另外,针对每条平台节点,能够做到按节点类别进行分布,完成多维度的区块链节点分层组网模型。在这种拓展方式中,我们就可以灵活实现“新伙伴”的接入与管理。这样能够根据管理部门的现实需求提供相应的准入模型,实现更细的权限管理与控制,有利于对监测数据的管理。

第二阶段——建立环境监测行业信用评价体系。信用机制是任何平台交易的基础,监测行业信用评价体系也可以作为平台信任机制的重要组成部分。监测机构应该自觉自律做到诚信监测,不在数据上弄虚作假。如果能依法实施信用监管规范监测市场秩序、建立行业信用评价体系,更是推动监测行业高质量发展的必由之路。相信解决数据真实性的问题后,评价体系的多元内容也能为管理部门的决策提供更全面的辅助参考,助力环境监测行业健康有序发展。

第三阶段——形成环境监测区块链认证网络联盟。联盟的发起旨在进一步整合、规范行业资源,加强行业信息基础设施建设。建立联盟的目的不是作为单一的区块链平台,而是建设一个完整的区块链的生态系统,由许多会员单位组成,共同探索共建、共享、共治、开放的理念携手该领域的创新发展和应用。通过这种独特的平台设计框架来解决行业间的相关问题,更好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资产全生命周期管理,打造利于管理部门决策的科技支撑点,突破数据堡垒,深化跨界跨部门协作,形成环境治理强大合力。

精准施策

推动区块链与生态环境融合

第一,加大融合过程的资金介入。一项技术的兴起免不了政府部门的大力支持,更离不开资金的支持。一方面技术研发需要资金保障;另一方面,技术推广、设备维护、人员培训也需要充裕的资金支持。

为此,各地区的生态环境主管部门应该发挥专项资金的统筹整合长效机制。就技术研发而言,应该与人民群众日益增长的美好生活需求需要,设立涉区块链的研发项目。也可以通过市场化方式,积极支持社会资本来丰富区块链技术发展的资金来源。

第二,完善区块链技术法律体系。区块链技术的应用必须要有法律的支持,在合法合规的情况下开展工作。国家出台有《区块链信息服务管理规定》,但这一规定还需要更加详细的法律对其技术发展阶段带来的各式各样的问题加以制约。

例如,数据管理部门可以提案设立专门的区块链方面的法律法规,规定其使用者和提供者的相关权利和责任,包括政府部门如何有效地进行监管,以实现对违法行为的快速识别,提高法律执行效率。

当下,一起拥抱大数据,融入数智时代的浪潮,不断探索和发展大数据智能化创新在生态文明建设中的重要作用。


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