基于区块链的科技创新平台科学数据管理研究

近年来，粤港澳大湾区国际科创中心建设步伐不断加快，一批重大科技基础设施、科技创新平台在国内外知名科研机构、高校、企业的深度合作下加速构建，力争将湾区打造成国际一流的原始创新高地。围绕基础研究发展、产业结构优化、产业技术创新的重大需求，多种体制机制的平台建设模式应运而生。随着科研投入的增加、产学研合作的加深、创新团队规模的扩大，多学科交叉的科技项目、研发活动、科技成果数量逐步增加，科学数据产生、访问、交换量将迎来爆发式增长，那么决定研究实践关系和科学完整性，以及代表科学数据核心价值形成和自我纠正机制的科学数据客观性、真实性、开放性、问责制、公正性和管理权六大价值特征，在创新平台体系建设管理中如何推进科学数据全生命周期管理与开放共享是关键。将区块链技术应用于科技创新平台科学数据管理中，能够发挥科学数据价值，提高科技创新平台发展和管理水平，形成良好的协同创新环境。

区块链技术应用于科技创新平台科学数据管理中主要考虑几个方面：（1）科学知识越来越多地基于应用需求产生，需要增强科学数据传播和衍生能力，科技创新平台科学数据管理首先要满足协同科研攻关的需求；（2）学科交叉性增强，新的跨学科研究框架正在形成，需要解决不同学科领域质量标准不一致的问题，保证科学数据完整性、可解释性和可用性；（3）科学知识生产者增加，创新组织模式逐渐多样化，需要平衡数据权益和数据共享的矛盾，保证数据可追溯、可验证；（4）研究过程引起更广泛的学者讨论，社会影响力增强，可以确保多种应用场景的用户都可以进行数据可重复性验证和数据解释标注；（5）学科交叉、应用背景使得同行评审更加复杂。

基于区块链的科技创新平台科学数据管理系统应是一种由科技创新平台内部数据存储共享私有链、科技创新平台联合体和领域科学数据共享联盟链以及面向社会和相关部门完全开放的公有链组成的混合区块链，链与链之间通过跨链协议路由相连。

首先，每个科技创新平台都拥有用于内部数据记录、存储、验证和共享的私有链，其中区块头由前一区块的哈希值、时间戳、版本号、随机数和Merkle根构成。科学数据共享区块链使用分布式存储技术来存储数据，每个节点都保存了整个区块链的副本，并通过P2P网络进行共享和交换。这种存储方式可以保证数据的安全性和可靠性，同时提高了系统的可扩展性和抗攻击性。科学数据共享区块链使用了链式结构来组织数据，每个区块包含了前一区块的哈希值，从而形成了一个不可篡改的链。区块链中使用Merkle树来存储数据保存、共享的哈希值，保证数据和共享记录的安全性和不可篡改性。每个区块中的Merkle树根节点值被存储在区块头中，用于验证该区块中的共享数据的完整性和正确性。

然后在科技创新平台间的数据共享需要通过跨链协议组建联盟链，需要每个科技创新平台科学数据共享私有链上部署跨链网关，用于实现私有链和跨链协议间的的互操作，科技创新平台间制定科学数据共享协议，各平台私有链将链信息注册到跨链协议中，跨链协议根据链信息和跨链路由协议实现跨链数据交互。当数据在一个链上发布后，跨链协议层将数据转换为标准格式后发布到其他链上。

为了方便对科技创新平台的科学数据安全、权益进行监管，并利用多种数据开展科技创新平台管理评价，建立反馈机制，提升平台效益，需要实现不同区块链间的业务互通，提高区块链的整体应用价值和效率。当科技创新平台评价、科学数据共享效益评估等活动中，需要使用不同区块链的业务数据，此时可以通过跨链智能合约发起跨链请求，当跨链智能合约接收到跨链请求后，需要进行相应的处理和转发。跨链智能合约需要根据请求的目标链和跨链协议的不同，选择相应的跨链通信方式和协议，以确保跨链请求能够被正确地转发到目标链上。当跨链请求被转发到目标链上后，目标链需要根据业务需求进行相应的处理，并生成相应的跨链响应。跨链响应需要包括响应数据、响应参数等信息，以便跨链智能合约能够正确地处理和转发响应。最后，在数据合法合规安全的条件下，面向社会和相关部门建立数据开放获取、开放存储和数据资产交易的公有链。

为了面向社会公众提供科学数据存储共享利用的服务，科学数据私有链和联盟链的数据可以通过跨链技术传输到公有链上，由公有链上的智能合约进行管理和控制。智能合约可以根据数据的类型、权限等进行分类和管理，实现数据的共享和利用。公有链可以采用开放的网络架构和共识机制，为社会公众提供科学数据的存储和共享服务。公有链可以提供科学数据的搜索、检索、访问、下载等功能，以满足社会公众对科学数据的需求。

作者：周俊杰¹，方少亮^1,2，赵晓萌¹，林珠¹

1. 广东省科技基础条件平台中心  广东 广州 510040；

2. 广东省科技基础条件平台建设促进会 广东 广州 510040

来源：此文为缩减版，《中国科技资源导刊》2023 Vol.(4):62-72

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