李 捷高级工程师 王明明 张静远 张舒惠 郭海滨

(华航环境发展有限公司，北京 100071)

0 引言

我国于2018年4月正式成立了应急管理部。灾前预防是应急管理部的重要职责之一，作为防灾减灾事业里面十分关键的组成部分，企业安全生产近年来备受国家和社会的关注。在通信技术以及信息化程度不断提升的过程中，全球数据量开始呈现出井喷式的提升。面对海量、复杂的数据，人们日益发现其是人类发展的重要经济资产，有效的数据分析与挖掘将推动国家、企业乃至整个社会的高效、可持续发展。对于企业安全而言，安全监督、安全管理人员及其检查专家组对现场情况及管理资料进行巡回检查发现的违章和隐患进行记录产生的数据，各类带有处理功能的传感器，通过对生产作业场所的运转进行监控，源源不断的产生新数据。这种数据内容的不断丰富，数据量的不断增加，造成数据库容量的不断减小，同时现阶段主流数据库在技术构架方面是属于中心化且具备私密性特点的，以此构架为基础导致互信以及价值转移问题迄今为止没有很好的解决办法[1]。

社会在发展过程中经历了工业革命以及信息革命等浪潮，现如今全球新科技的关注中心集中在“区块链技术”方面。相比互联网本身具备的大数据成本低廉且价值密度低的特点而言，企业安全生产大数据往往涉及到较高的价值密度。针对企业而言，此技术可以将数据传播以及数据所有权等诸多信息分布于数据块里面，且保证信息本身的完整性。这有着全新的底层协议、运作原理以及上层应用的新兴技术，已经被众多国家的政府部门、生产企业和金融机构所认同，并将为企业安全管理提供一种独特创新思路与技术升级选项。

结合过往人们针对区块链技术方面的研究，大多集中于金融、保险等领域的研究，其重要性日益突显。从金融领域层面来看，例如包含美国银行等在内的多个世界级金融机构组成R3联盟，同时将发展区块链作为核心内容。例如平台Linq的开发则代表了去证券市场中心化发展过程中具有代表性的事件[2]。从科技领域来看，IBM、联通、Linux基金会共同组建了以区域链开源作为目的的超级项目，现阶段此项目已经跨入实质开发环节。从能源领域层面来看，诸多发达国家针对能源区块链开展了相关项目，其中具有代表性意义的便是纽约新创事业同西门子公司合作在微电网电力交易过程中引入区块链技术。从食品产业领域来看，由德萨大学开展的一项研究工作报告里面提到，假如在事物供应链领域嵌入区块链技术可以让食品相关的诸多数据更加透明，并且可以进一步解决资源分配不均匀以及资源浪费等问题，此种方法也能够为解决全球性食品浪费问题提供有效解决方案[3]。从医疗领域层面来看，Tierion同飞利浦等医疗机构曾经开展过紧密合作，其主要目的在于借助区块链技术认证病历资料，同时为病人隐私得到有效保护[4]。从教育层面来看，杨现民教授[5]则认为区块链技术在未来教育领域中具有十分强劲的发展潜力，同时对于提升教育系统公信力以及开放度有着重要意义。纵观现有研究，尚无以客观研究的视角将区块链技术和企业安全生产等关键词融合研究的文献，本文将尝试进行探索性研究。

1 区块链技术

随着比特币的蓬勃发展，比特币所特有的解决完整性、安全性、真实性的底层技术—区块链迅速引起了人们的重视。其主要原理即采取区块整合成为链的方式将数据予以整合，如图1。日本研究学者中本聪在2008年发表的论文[6]里面曾对区块链进行了概念性的描述。因其具有以下特性而得到广泛关注：

(1)去中心点。即指的是区块链技术不存在中心管制，同时不会依赖于第三方硬件设施或者机构。

(2)开放性特点。作为一种开源技术，区块链技术中所有数据是对外开放的，所有用户可以借助接口来针对区块链数据进行查询，同时针对相关应用进行开发。

(3)独立性。区块链技术所遵循的协议以及规范是一致的，故而在系统里面所有节点能够实现数据交换，并且进行安全验证。

(4)安全性。只有在掌握的数据节点超过50%情况下方能针对网络数据进行修改。

(5)匿名性。针对每个节点而言，对应的身份信息具有隐秘性，用户无需强制公开或者验证，具有法律规范要求等情况除外。

图1 区块链结构示意图

针对加密数字货币网络而言，并不存在中心化数据库、节点以及服务器，同时在针对系统进行维护过程中也无需依赖后台管理用户的操作，所有网络节点通过计算将一定时间段内信息划分成块[7]，同时向全网进行快速传播，除此之外，借助散列技术让所有划分好的块之间构建成链状结构，进而形成极具安全性的账本，这便是所谓的区块链。作为一种技术方案，区块链则主要采取去中心化的方式来进行数据维护，从数据库层面来看，内部各个区域均储存了和系统相关的各项信息，同时借助密码原理链接的方式将每个区块拼接成一条主链[8]。区块链技术的核心内容体现在如下3个方面，即分布式账本技术、非对称加密算法技术以及智能合约技术的应用。所谓分布式账本技术，它主要是指交易涉及的所有记账环节均是由多个节点以及不同地方一同导入完成，并且各节点本身有着完整数据信息。从本质层面来看，分布式账本技术是能够由不同地理位置、机构以及诸多节点所组建而成的信息库，其中所有的数据均可以被共享[9]。其次，非对称加密算法主要包含私有和公开密钥两个类型[10]。这两种密钥是同时生成，并且所有用户均能够借助公钥来针对信息实施加密处理，进而确保信息的安全性以及真实性；至于私钥则用于信息拥有者解密对应目标信息。最后一类则是智能合约，指的是一种数字化合约，它和业务规则有着相似性[11]。智能合约脚本是在各参与人员共同监督下制作而来，因而具有公开性，当满足特定前置条件情况下才会执行脚本程序，而且执行过程本身将不会受到干预、篡改、操纵以及反悔，进而通过可信数据作为基本前提来提升程序本身的运行可靠性以及置信度。

2 区块链技术在安全生产信息化领域的必要性

作为一项提升我国安全生产水平的重要工作内容，促进安全生成信息化水平进一步提升具有重要价值和现实意义[12]。2003年12月，由我国工信部发布的《国家安全生产发展规划纲要》[13]明确指出，“进一步加快我国安全生产信息化建设的进程，并且构建反应迅速、响应高效的机制旨在及时、准时、全面的掌握生产信息，这对于提升信息化管理水平以及提升安全生产监督力度有着积极作用，同时也为政府各部门制定决策任务提供了支撑依据”。《“十三五”国家信息化规划》、《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》[14]以及《安全生产“十三五”规划》[15]等文件相继出台，这也在很大程度上体现了我国在安全生产信息化建设道路中迎来了新的时刻。作为推进企业安全生产发展的源动力，安全生产信息化建设是发展新时期提升企业安全管理水平以及安全生产技术水平的必然趋势和重要途径[16]，具体体现在如下几个方面。其一，即针对企业安全管理朝着扁平化方向发展的深入推进；其二，促进安全生产决策有效性以及科学性的提升；其三，促进安全生产相关数据掌握的及时性以及准确性；其四，有利于安全生产管理实现高效化[17]。进而在很大程度上要求和安全生产相关的工作摒弃传统方法，取而代之的是信息化技术以及创新科技手段来完成安全生产相关的管理以及监督工作。

2018年5月，我国工信部发布了区块链产业发展相关白皮书[18]，其中对“大数据交易”进行诠释，同时提到，所谓的大数据，指的是信息量大、数据多变且高速的数据信息，这些数据必须借助计算机和非常规软件进行分析和统计。大数据包含传统意义上的数据表单以及视频、声音图片和文档等。从数据形态层面来看，可以将其划分成为动态以及静态数据两种。其中所谓的静态数据即指的是相对稳定的数据。反之，在时间推移的过程中，动态数据有着明显波动变化特点。在安全生产信息化建设中，静态数据包括企业安全生产基础资料，动态数据包括各传感器获取的视频、图片、温湿度信息等，借助安全生产信息化平台可以整合并分析这些数据，进而能够针对安全生产状态实现有效监督以及管理。

杨乃莲[17]认为，我国现阶段在安全生产信息化建设进程中遇到的主要问题体现在：投入结构不合理、应用水平低、规范不统一，整体规划尚且缺乏。除此之外，还面临三方面的难题，其一，是信息自身的安全性，对于商业秘密泄露以及国家机密泄露等问题较为担忧；其二，存在非法篡改数据的担忧，给监管带来困难，这些方面的问题都限制了企业安全生产信息化建设；三是，各级安全监管监察机构对信息资源的使用仍然停留在简单统计和查询层面，缺乏深层次挖掘，安全生产数据资源利用不足，向社会开放共享程度低。

然而区块链自身存在不可篡改性、置信度高且安全性佳等特点，故而可以借助区块链技术来针对上述问题进行处理，同时也能够将更多具有私密性的数据予以释放，增加数据的鲜活度。

2016年10月，国家工信部针对当前区块链技术基本情况以及未来发展趋势相关白皮书予以公布[19]，在该白皮书里面重点指出了区块链所具备的可追溯性优势，并且能够加以应用，那么数据传递涉及的各个环节能够被准确的记录到区块链中，故而被存储到其中的数据在质量以及安全性方面有了保障。这就表明区块链技术在一定程度上适合安全生产信息化建设，能最大限度的实现资源共享，为企业监督、政府部门监管提供便利条件，各企业之间也可以就安全问题进行交流沟通。同时，在区块链上记录安全生产信息也能够在很大程度上有利于安全评价服务机构针对各企业安全生产存在的问题提供更有针对性的服务，进而达到提升服务质量以及服务效率的目的。

3 区块链技术在安全生产信息化领域的应用

区块链的所有数据均是由各数据区块链接而成，同时参与到其中的所有课题均参与维护角色，但是从个体层面来看，并没有赋予修改数据的权限。以单个企业为核心的，每次操作以及检查作业均会生产新的区块，同时所有见证人以及参与者在特定规则下形成共识，将数据信息添加到链上，进而能够让所有环节数据信息被记录和保存，同时也可以针对其进行追溯。由此可见，对于共同维护、去中心化且多方参与的应用型场景中，故而具备较高的适用性和现实价值。

对于企业而言，其安全生产信息化建设工作属于涉及多个角色和参与人员的环节过程。同时在针对安全生产数据进行利用以及开发的过程属于环节众多、涉及多元主体且多方参与的过程。区块链技术能够发挥出多方面的功能以及作用，如图2。

图2 区块链应用于企业安全生产信息化建设结构图

(1)不可篡改和可追溯性是区块链技术的重要特点，所有数据块生成的同时也意味着该信息获得了所有参与人员的认可。将其应用到企业安全生产信息化建设过程中能够为数据确权提供帮助，提升数据流通效率，同时提升数据生成、替换、修改、更新以及利用等过程的准确性。

(2)借助哈希加密算法能够将数据里面存在的可能涉及隐私数据或者涉密信息予以进一步加密处理，同时可以让数据在流通过程中起到一定程度脱敏作用。除此之外，借助非对称加密技术能够起到角色划分作用，那么对于细化数据操作权限有着重要应用价值。因此，对于企业而言，此种方式能够在很大程度上降低企业对于数据安全性相关问题的担忧和困扰。

(3)借助智能合约技术能够将企业之间事先约定好的共享数据规则进行执行以及管理，同时降低人为干扰因素发生的可能，构建出高信任度数据共享平台。

4 基于区块链技术企业安全生产信息化建设模式

4.1 基于区块链的安全信息数据存储

企业的安全信息包括生产作业中危险源信息、作业人员信息、危险化学品信息、特种设备信息、安全生产检查信息、环境安全信息、隐患问题整改信息、违章信息、管理制度信息等信息资源。以往安全信息数据多由企业安全业务主管部门保存，政府监管部门获取信息需要从企业相关部门进行调取。区块链技术的出现将企业安全生产信息化建设模式延伸到更广阔的范围，如企业安全管理人员通过基于区块链公开的接口程序开发企业内的应用系统，可完成安全信息数据的录入和上传功能。在区块链技术基础上开发出来的应用APP能够帮助企业员工针对目标数据进行实时上传和下载，区块链系统将通过分布式数据库的形式存储企业安全信息。所有对区块链的访问均通过公钥和私钥完成，其中公钥是有权限的用户如政府监管部门、企业等对安全信息数据的访问权，私钥是员工对企业安全信息的访问权。构建在区块链基础上的企业安全生产相关数据信息能够帮助员工随时获取信息。除此之外，因为中心化机构在权限管理方面不够完善同时容易遭受攻击，出现数据大规模丢失的概率很高，但是区块链本身具备的隐私保护、高冗余存储、去中心化以及高安全性等特性，故而数据的安全性以及可靠性便有了很高水平的保障。

4.2 企业安全生产信息化建设的去中心化

目前，企业的安全信息多数由安全管理人员自查自检、专家评审、设备检测单位书写、传感器实时监测获取等，由具有中心化特点的企业保存。企业可以将信息存储于区块链上，可以提供一个QR二维码，作为其公开密钥并进行访问。而且区块链在存储企业的安全信息时，可以授权其他单位访问网络而无需担心数据安全和完整性。安全信息数据能够被多方授权建立、追加、分享，将会重新塑造整个安全领域的效率和透明度。

4.3 企业信息化建设的涉密保护

长期以来，企业的设备信息、产品信息、管理制度等是企业应该受到保护的涉密信息，信息泄露往往是由于网络操作问题引起，使所有数据暴露在黑客或竞争对手等的面前，往往一个偶然性单点事故就会让企业的商业秘密或国家机密受到威胁，企业安全信息化通过企业的中心化存储经常由于某些原因导致信息泄露。区块链上面存储的数据无法被任意修改，同时因为设计的授权机制特点为企业安全生产信息化建设提供新的解决方案，区块链技术在企业安全生产信息化建设领域的应用场景能够极大地提高信息安全和涉密保护。数据信息可以采用多次签名数据链私钥合并数据加密技术预防上述现象：如若信息数据在经过哈希算法加密以后存放于区块链，并且使用多签名技术，使数据被授权定义，让拥有授权的用户得到正常的访问权限。此外，区块链还可以进行私钥或多私钥的设置，也可设置复杂时间和空间的单人制授权或多人授权。虽然区块链具有开放的系统，但其验证、传输等信息交换的中间环节都采用了先进的加密技术。这种技术不仅确保了数据的来源正确，也确保了数据中间过程中不被人拦截、更正。区块链系统之所以能降低网络安全风险就是因为它解除了对中间人的需求，而省去中间人的方式可以减少被黑客攻击的潜在风险。

5 结论

在未来，我国安全生产信息发展格局可以总结成“四个一”。指的是“一盘棋、一张网、一张表、一张图”。信息化水平的提高不仅要充分利用已有的成熟技术，更要积极布局未来发展。通过本文论述，区块链技术以纯技术的方式让数据转移朝着价值转移方向发展成为可能，它具有应用于安全生产信息化建设的可能性。在大力推进我国安全生产信息化建设过程中应用区块链技术，可有效地解决信息泄露、共享程度低、数据质量低等问题，由于区块链技术尚在完善阶段的初始性，要想在安全生产信息化建设过程中完全普及应用此项技术，同时还需要依靠诸多国内外专业信息技术、区块链专业以及安全行业等多个领域人才协调合作，为促进区块链技术能够在安全生产领域的应用普及性的进一步提升而努力。