韩 旭，刘志辉，杨 岩

（中国科学技术信息研究所，北京 100038）

科技创新治理体系是国家治理体系的重要组成部分，构建现代化的科技管理体系、建设高素质专业化的科研管理人才队伍，是加快转变政府职能激发创新主体活力，提高科技创新管理效能的必然要求，也是建设创新型国家的重要保障。

我国对科技治理现代化的规划起步较晚，处在从传统治理思路转换为现代化治理模式的关键时期，目前我国科技治理现代化转型还存在几点制约性问题。首先，从数据的储存来看，科研数据的多源性及数量的爆炸式增长给数据的收集和存储带来一定的难度。原始数据形态除文本类型外，还可能包括音频、视频等，根据安全规范要求，不同机构对档案归档的要求也存在不一致的问题，这些都增加了科研数据的管理难度。其次，从信息传播而言，机构平级之间的科研数据缺乏安全可信的传播途径，无法进行及时有效的交流协作，而对于科研项目相关的资料文件等逐层上报的传递流程较长，也存在诸多的不确定性及信息滞后性，带来了暂时的信息盲区。另外，从管理方式及管理能力方面，各创新主体内部通常使用独立开发的系统进行管理，系统之间缺乏兼容性及连通性，会造成潜在的科研诚信及学术不端等信息更新不及时的问题。这些问题都一定程度上制约了科技治理现代化的发展。

区块链技术是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型整合应用模式，具有见证规则的特点，是一种理想的记录信息的方式并能在记录之后进行验证，这种独有的特性为科技治理现代化带来了新的契机。

区块链具有去中介化、不可篡改性、集体维护等关键特性，可以对数据实现安全透明的快速存储和准确追踪，并能有效保证各参与节点数据的准确性和一致性。对管理部门而言，区块链技术中的联盟链准入原则能够在确保数据安全的基础上，在不同创新主体内部建立起有效的共识机制，便于科研数据的高效流转及集中监管，并解决不同管理需求下数据跨链融合等问题；对创新主体而言，不同的数据云端储存方式为数据安全及开放共享提供了新的解决思路，并能建立通用的数据管理规范化流程，解决创新主体之间的不同身份和信息联通等问题，为科研治理能力带来新的技术支撑。

目前区块链3.0版已被引入到社会治理等领域，全球政府大多对区块链采取了拥抱态度，区块链技术在全球范围内的公共服务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等几个方面。我国在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，将“加快数字发展建设数字中国”作为独立篇章，区块链首次被纳入国家五年规划当中，被列为“十四五”七大数字经济重点产业之一，区块链技术已正式成为我国发展数字经济和建设数据中国的重要载体。

本文依据上述背景，以科技治理中的科研管理过程入手，调研国内外将区块链应用在科研管理中的研究现状，对国际上相关的典型案例进行分析，对适用于科技治理的开源区块链底层应用平台进行整理，并结合目前我国对区块链技术的应用部署提出几点未来发展展望。

1 区块链技术在科研管理中的研究现状

从全球来看，区块链在公共服务领域的潜能已经得到了众多国家的关注，世界各国政府开始积极探索区块链技术在不同场景下的应用。2019年10月，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第18次集体学习，习近平总书记发表了重要讲话强调，“把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口”。随着政府对区块链技术的推动，积极寻找对应的落地应用场景进行引领和部署，各方研发投入增加和研发工作的深入开展，区块链技术在我国已进入高速发展阶段，并将在更多的政务工作场景中得到应用。但目前在科研管理领域，尚未存在权威明确的政策进行相关指导及部署。

随着各国政府对区块链技术的逐步认可，研究学者开始探索区块链技术在政府科技数据管理中的应用。孙慧宇等[1]探索区块链技术在高校科研项目管理中的应用，以此提升科技管理信息化和智能化水平。郑传捷等[2]立足科研项目管理领域，探索区块链技术在该领域的拓展。刘越男[3]、刘扬等[4]从技术和管理双向视角出发，对利用区块链技术处理文件档案管理进行了探讨。邓建鹏[5]对美国区块链的监管机制进行探索，并提出了在我国落地的一些借鉴方案。高芳[6]对比了美英两国目前的区块链发展，并提出我国应积极探索区块链技术在政府内部及公共服务领域的应用。张延华等[7]对区块链技术中的智能合约算法进行深入研究并建议可以将其应用到政府管理中。任明等[8]整理分析了区块链在政府部门中应用的优势及应用场景。周婕等[9]探索了区块链技术应用在高校科研诚信建设中的可能性。袁波等[10]尝试构建了基于区块链的售后服务凭证服务平台，为区块链进入政府部门的业务工作带来了新的思路。刘硕等[11]探索了区块链在政务中的部分典型应用。Bai Y等[12]对区块链技术应用于科研项目管理系统中不同模块的关键技术进行研究，为科研管理平台提供了一种新的管理思路及对应的方法。J Mller等[13]对科研管理中的数据来源进行基于区块链技术的管理探索，并尝试应用于电子海事综合处理平台中。Meng Q等[14]提出了一种基于联盟链的项目管理系统，主要针对违约和保密两个核心问题进行仿真实验，有效提升了项目的效率。另外，还有相关学者尝试以区块链技术为主题对相关的专利、论文、报告等情报文献进行统计分析[15-19]，来挖掘其中的研究内容，对区块链的发展态势进行判断及预测。

众多中外学者的学术研究，为区块链技术在科研数据管理中应用提供了新的思路和方法。从以上来看，引入区块链技术并对科研活动产生的数据进行规范化的存储和数据开放共享从技术和方案上都具备可行性，并有助于形成互联互通的科技治理体系，增强科技治理部门对科研活动的管理效率，提高科技管理的透明度及科技监管的公信力。

2 区块链技术在科研管理中的实例分析

2.1 区块链技术在科研管理中的案例分析

根据世界经济合作与发展组织（OECD）对外发布的《区块链在公共服务中的报告》显示，全球至少已有46个国家开展了超过200个政府区块链试点项目，从应用领域来看，其内容涵盖金融服务业、土地所有权登记、福利津贴、能源与公共事业等多项政府业务。基于区块链的应用研究探索大多集中在发达国家，但国际上对区块链技术的研究仍处于概念拓展及开发迭代阶段。以美国为例，其科研机构从比特币的推出开始，即对区块链技术开展了持续性的密切关注[20]，政府则多年来一直密切观望发展情况，并尝试在多个政府部门开展试点项目和概念证明[21]，但目前尚未针对区块链技术进行大规模的项目落地实施及部署。

部分发达国家在使用区块链技术改进科研管理方面进行了相关的探索和尝试，本文对相关案例进行调研，并依据我国的科研管理模式及现状，重点研究了美国国家科学基金会对于区块链应用在科研管理系统中的可行性分析调研案例。

美国非盈利组织MITRE机构发布了基于区块链技术的科技管理系统改进方案报告[22]，对区块链在科技管理中的应用进行了深入调研及分析。该报告以区块链技术为核心，提出对科研管理数字化流程及对应系统进行改造，以提高自身项目的管理效率及公平公正性。报告通过调研、访谈等方式，并通过OACs分析等相关研究方法对将区块链技术引入科研管理系统进行综合性研究。报告指出，基于区块链的科研管理系统为政府工作带来的优点包括：为所有参与管理的创新主体提供了较强的信息透明度和信息可见性；能够为节点故障或恶意行为提供有效的防护；能够提高发现欺诈、滥用款项的能力，增强监管力度等。

报告重点对科研管理活动中的联邦政府项目资金管理进行探讨，以美国项目资金拨款的实际问题入手，通过引入区块链技术严格把控了各州政府的资金管理能力，将州政府从资金管理方变为监管部门，并且简化了拨款流程，增强了整个拨款过程的透明度。其中，方案针对具体的拨款工作流程进行了细致探讨。从联邦政府拨款到机构收到款项的流程共约17个步骤，引入区块链技术后仅需要对其中的3个主要步骤进行改动即可完成改造，在保证系统安全的同时，尽量减少了改造的时间及成本。报告还列举了技术方案能够顺利执行所涉及的核心问题：从宏观角度而言，区块链技术在科研管理系统中的广泛使用首先需得到政府许可，明确区块链技术在改善政府治理过程中的作用，以便后续工作的开展和执行。从开放程度而言，除科技创新主体外，还需引入平级机构进入区块链中，通过对数据及流程的监管来增强系统整体的公信力，发挥区块链技术共同维护、信息透明等优势。从研究对象来看，需要明确相关的创新主体，以及项目开展过程中不同群体所需投入的精力和预期的回报。从开发执行角度，需建立科研管理应用场景下的规范及标准，并明确和原有方案对接的相关细则，确保整体项目的快速过渡。报告最终的结论提到，政府可以尝试将区块链技术应用在政府科研项目拨款这一具体场景中进行小范围的试点实验及验证。该方案提出后的次年，美国政府即制定了区块链技术数据治理法律，对其中的相应内容进行立法及管理规范。美国国家科学基金会基于MITRE的前期调研和工作基础，于2020年3月批准了一项孵化器投资基金项目，该项目的研究内容为小范围构建基于区块链的项目管理系统，以此来自动评估每年收到的基金申请文件，确保在不向公众披露申请者信息和潜在的有价值的想法的前提下，分享和比较申请书内容并进行资金资助。

从美国对区块链技术应用的典型案例可以看出，区块链技术独有的特性能够精准服务于科研活动过程中的数据管理，并有望在优化现有系统运行效率、促进监管等层面对未来的科技治理现代化发展产生重大影响。引入区块链技术能够解决现有科研管理中的痛点问题，对原有流程进行小范围的改造来达到最终目的。对美国相关科研数据管理的案例分析有助于我国将区块链技术引入科研管理中并进行相关的应用场景构建。

2.2 适用于科研管理的区块链技术平台概述

科研数据存在较高的敏感性及隐私性，系统安全是科研管理中首要考虑的因素，因此选择一个安全可靠的区块链服务平台显得尤为必要。对现有的区块链技术开源平台进行全面调研，有助于后续自主开发面向科技领域的区块链底层服务平台。目前国内外已有大量的区块链开源框架平台，主流的框架包括Hyperledger Fabric、FISCO BCOS、Ethereum、Corda等。结合科研管理应用场景的具体需求，对区块链底层框架的选择需考虑应用功能、技术能力、安全机制、平台适用性、开发及工具及维护支持等具体能力。经过调研评估，Corda平台从用户需求、技术方案等方面均和科研管理场景相似，因此针对Corda平台进行深入调研。

世界顶级金融区块链联盟R3发布Corda项目的白皮书，主要针对金融场景明确了模型方案、面向对象、使用规范等关键问题。其设计的架构简洁合理，能保证协议、合同、关系等数据按规则上链，各节点之间的分布式账本保有各自信息，并能精准进行数据同步。Corda设计的场景中最大的特点是没有代币机制，不涉及到以代币进行激励等区块链技术的典型手段，核心功能即是将数据进行确定性规范性的存储，对应的业务流程可以类比为科研管理中的数据存储和共享过程。在数据存储模块，保存原始文件的对应位置，并规范文件的大小、格式等数据状态，使完整数据无需存放在公共节点的同时保证其真实可靠性。Corda对数据的更新规则进行了详尽说明且更新规则的相关文件也存放在链中，确保规则不可随意篡改。另外在智能合约部分，将原始的法律条文作为附件打包，和数据信息共同传递，赋予法律行为代码合理性及规范性，对链上的主体具有较强的保护性及约束性。

将Corda平台面向的金融场景和科研数管理场景对比：从参与主体上，Corda平台需确保参与方相互可信懒、可识别；科研管理中的链上参与方一般为我国的科技创新主体，作为科研人员的参与方还可以由其所在机构背书，因此能够确保链上主体的可信懒可识别性。从数据存储上，Corda平台仅将原始文件的存储位置、文件形态及大小等信息上链，不涉及文件的具体内容；在科研管理中，这种模式可以有效保护敏感数据隐私性的同时，确保数据的不可篡改性。从数据交换上，Corda的数据交换依赖事先规范的智能合约且不隐藏交换双方的身份信息，对交换内容、交换过程均有数据归档；在科研管理模式下，数据交换也需明确双方的身份信息并保留过程数据。Corda平台的核心功能及场景对比如图1所示。根据以上对比分析，Corda平台的整体服务及管理模式和科研管理场景具有较高的相似及较强的借鉴性。

图1 Corda平台的核心功能及科研管理场景对比

采用区块链技术对科研活动全过程中产生的数据提供保障，涉及到各类型科研创新主体的数据管理与规范，制定从角色、数据结构、安全规则及上链规范等多个方面的规则及个性化的设置配置，因此对底层框架的功能及性能的要求较高。对开源服务框架的底层逻辑、服务功能等深入调研能够为后续面向科研管理的原生框架构建及具体的需求设计提供一定的参考及思路。

3 基于区块链技术的科研管理发展展望

基于对相关技术的文献综述、对典型案例的讨论等过程，已明确了将区块链技术引入科研管理应用中的可行性。目前，区块链技术的行业生态已经初步形成，在相关政策的推动下，科研数据管理部门将逐渐接受区块链技术并将其作为科技治理现代化建设的重要工具。依据科研管理应用的具体场景，下一步研究应主要针对建设基于区块链技术的管理框架、核心技术点的研讨，以及针对需求构建可落地的应用场景，深入研究及开展对应的试点项目。具体对未来相关应用的研究展望有以下几点。

3.1 建立基于区块链技术的平台框架

在现有科研数据管理的服务基础上，应设计接入区块链技术的新平台服务框架，兼顾提高科技治理能力及效率，提升科研数据的安全性及可靠性等性能。在新框架构建中，应重点利用区块链的共识机制、智能合约、非对称加密等技术特点，提出对应的技术方案来提高科技治理能力。依据区块链技术改造的科研管理框架应能改变现有的科研数据传播流向，将网状点对点冗余的科研数据传播流变为去中介化的环形数据流，将科研数据分布式存储到各个创新主体内部服务器中。创新主体可以通过网络的可信节点快速上传数据，并对数据记录的真实性进行验证，使得科研管理数据在保证数据隐私性的前提下有据可依、透明可信。在整体框架设计中应明确其中的相关机制及环节流程，框架可分为协议层、扩展层及合作生态几部分。在协议层中，需考虑区块链技术中准入原则、共识机制等核心功能，进行相关部署。在扩展层中，重点考虑和原有系统的对接问题，科研管理场景下的智能合约问题。另外，依据科研管理现状，还应考虑科技监管问题，在区块链中设置区别于普通参与方的监管角色，使政府管理部门高效明确地进行穿透式监管，增强数据的管控力度。在框架外部还应建立对应的合作生态，确保接入区块链技术后的系统能够稳定运行。具体的逻辑框架如图2所示。

图2 接入区块链技术的逻辑框架图

3.2 使用基于联盟链的准入原则

在区块链的准入规则中，应优先考虑联盟链机制。联盟链形态主要以分布式账本为主，联盟中多个参与方交互信任。相比于公有链，联盟链在效率和灵活性上更有优势，可以降低分布式储存成本和验证成本，数据只需被几个受信高的节点验证即可。此外联盟链仅在联盟中的几个节点间进行数据存储，可以提供更好的数据隐私保护。联盟链技术可以用来优化大多数传统的信息化系统业务流程，特别适用于科研管理中多方协作、风险可控的业务场景。科研管理不同于数字货币等区块链典型应用场景的管理模式，科研活动过程中产生的数据内容无法完全公开给大众，因此采用联盟链的方式进行部署更符合科研管理的需求。以联盟链的方式将各科研机构纳入联盟链节点进行数据的分布式存储，能够在确保数据公开透明的基础上维持科研管理生态稳定，降低数据存储成本。

3.3 使用基于混合云的存储方式

在区块链的数据存储方式选择上，建议使用混合云的存储模式。混合云作为新兴的云计算服务架构，将公有云和私有云的优点融为一体，在确保数据安全的同时还可以发挥云计算数据安全可控资源节约等优势。出于行业规范、数据安全等原因，科研管理的全量数据部署在公有云上并不现实，部署在私有云又无法保证数据的公开可信及共享原则，因此结合区块链的分布式存储优势，设计使用混合云的方式兼顾敏捷性与安全性。在联盟链节点的机房交付混合云解决方案，核心数据部署在联盟链各个节点的私有云端，遵循“数据不出机房”等科研数据监管要求，相关信息仅在联盟链的各节点之间分布式存储，区块链技术相关的功能性内容以及对应的运维模块则部署在公有云上，并使用第三方服务云提供日志告警管理、应用性能监控、高级电源管理等底层服务类功能，以此满足特定的安全及合规要求。

3.4 细化面向科研管理的应用场景

在对基于区块链技术的科研管理框架及对应核心技术开展研究的同时，应深入探索对应的场景化技术解决方案。融入区块链技术后的科技管理过程，应能够在不同业务流程中为科创主体提供便利。例如，科创主体能够合理申请使用部分上链数据从事科研活动，科技管理部门可以利用区块链技术提升管理和服务的能力等。区块链技术能够快速便捷地与科研管理中的各个环节相结合，解决创新主体之间的不同身份和信息联通问题、科研数据本身的隐私安全问题、同一层次各类型科研信息的透明化问题、以及不同管理需求下数据跨链融合等科研管理中存在的问题，为科研治理能力带来新的技术支撑。在应用场景设计中，针对区块链技术的特点，可实行的应用场景：针对学术不端“零容忍”的记录问题、针对科研基金的全流程监管问题、科研人员身份的去隐私化问题、科技成果的部分开放共享问题等。细化科研管理过程中的具体应用场景，探讨区块链技术在其中的作用并设立对应的试点项目进行探索，有助于区块链技术的在科研管理中的广泛应用及落地部署。

4 结束语

区块链时代的来临为数字时代的数据治理带来了新的机遇，世界各国均积极探索区块链在各种应用场景上实现的可能性，我国已在相关政策上明确了区块链技术的发展地位及未来的发展方向。

在科技治理领域，区块链技术的不可篡改，共同维护等特点能为我国的科研管理带来更加安全开放的保障，在提高管理效率的同时增强科技管理公信力。科研管理过程包含丰富的科技数据资源，对数据的整合规划及开放共享能有效提高科技管理水平。本文从我国科研管理现状入手，整理了国内外针对区块链技术进行科研管理的学术研究，调研了国际上相关技术案例及可移植的开源服务平台，并对区块链技术在科技治理领域的未来发展进行展望。同时，对区块链技术在科技管理中的方案探索也有助于相关机构及管理部门从技术的角度对未来的管理方案进行进一步规划。然而，我国当前尚未出台明确的区块链使用标准或相关法律来支持区块链在电子政务中的发展，亟需相关权威机构建立对应的规范体系及国家标准，使区块链在政务工作中的应用能有序推进。