区块链道路运输电子证照管理系统的设计*

张海亮，李大鹏

(1.山西工程科技职业大学计算机工程学院,山西 晋中 030619;2.山西省运输事业发展中心,山西 太原 030002)

0 引言

道路运输业是国民经济的命脉。一直以来,道路运输行业管理与服务是各级交通运输主管部门的一项重要职责。证照是行业管理与服务的重要媒介,加快道路运输电子证照系统建设是提高行业管理效能,提升便民服务能力的重要抓手。借助新兴信息技术推进电子证照建设,依托信息化推动数字化发展是当前道路运输行业的一项重要任务,是“交通强国”和“数字交通”战略实施的重要组成部分。

1 概述

电子证照,简单说,就是指由有关单位依法出具的、具有法律效力的各类证件、证照、证明、鉴定报告、办事结果等文件的电子化形式。电子证照的共享和应用,是国家电子政务发展的新成果,也是推动“放管服”改革的重要途径[1]。目前,我国各级政府政务信息化领域互联网政务服务、互联网监管、电子证照等得到广泛应用[2],“最多跑一次”、“全网通办”、“一网通办”已普遍见诸于各级政务服务领域中。

区块链(block chain)概念,最早出现于2008年《比特币白皮书》[3],在不同研究机构、不同阶段,其概念也不完全相同。从本质上讲,区块链就是多节点共同维护、各参与方共同信任、去中心化的信息记录方式及网络的总称。区块链技术目前已广泛应用于金融、物流、医疗、公证、审计、鉴证、仲裁等领域,几乎渗透到社会经济的各行各业[4]。

规范和加强电子文件管理是世界各国共同面对且亟需解决的重要课题[5]。国内,浙江、上海等省市电子证照均已得到广泛应用,并取得了良好效果;广东省电子证照系统以“粤省事”微信小程序为应用入口将分布在各个业务部门电子证照和数据实现了共享应用[6]。2016年6月,英国政府将区块链技术用于政府的资金、福利注册和分发过程,通过确认公众数字身份来完成政府福利金发放与监管[7]。国内外近年来的研究和应用表明,区块链在金融保险、政务服务、医疗卫生、物流运输等领域都具有广阔的应用前景[8]。

2 道路运输电子证照管理系统设计

2.1 架构设计

道路运输电子证照管理系统根据J2EE分层架构特性设计,分别为基础设施层、资源层、技术支撑层、应用层、接入层,采用组件化设计,支持分布式事务功能、XML文档统一数据规范标准,系统总体架构如图1所示。

图1 道路运输电子证照系统总体架构

1) 基础设施层:按照国家政策,系统平台建议建设在云平台上,包括网络、存储、主机等网络硬件统一由云平台提供资源。

2) 证照资源层:以云平台网络及硬件基础平台为基础,按照统一的数据规范和标准,构建统一的道路运输电子证照库、目录库,便于实现数据共享。

3) 技术支撑层:以应用基础支撑平台、数据交换平台为主要建设内容,提供统一用户管理、用户认证、流程引擎、电子签章,以及数据采集、数据交换和数据分析等基础服务。

4) 应用层:基于应用基础支撑平台构建电子证照目录管理系统、电子证照综合管理系统、电子证照共享服务、“一网通办”APP,提供电子证照全闭环式的业务全流程应用。

5) 接入层:道路运输工作人员可以在接入层通过业务办理工作门户、电子证照管理门户等接入系统,开展电子证照应用。

2.2 应用系统设计

1) 电子证件生成管理系统:实现电子证件的接收、生成和管理功能,统一将生成的电子证件汇集为电子证照库,提供统一的证照接入、证照转换、证照管理和证照服务。系统主要包括证照生成、证照维护、证照配置、查询统计和日志审计等功能。

2) 电子证照目录管理子系统:是电子证件信息资源共享和开发利用的基础。主要用于证件颁发单位证件资源管理、编制证件目录、制作电子证件模板;提供证件目录的登记、审核、发布和维护服务。主要包含目录管理、目录查询、目录汇总以及系统管理等功能。

3) 电子证照共享服务系统:主要提供证照服务的统一发布,统一分配与管理电子证照的标准服务,并且在接口安全、调用监控、调用方管理等方面进行集约化设计,实现证照共享应用的安全、可控。

2.3 共享平台设计

在电子证照系统设计与应用中引入区块链技术,能够利用其信息不可篡改的特征确保电子证照信息可信任、可溯源。区块链道路运输电子证照共享平台总体架构如图2所示。

图2 区块链道路运输电子证照共享平台总体架构

区块链网络:基于同步记账和智能合约,将自然人、法人、证照以及业务信息存储在区块链网络内的每一台节点机上。同时,在共识机制的保障下,实现了每台节点机所保存数据的一致性。区块链网络是电子证照共享平台的核心。

管理应用层:包括区块链平台管理、电子证照管理和平台管理三个部分。主要实现对整个平台应用的管理。

接入层:通过软件开发工具包(SDK)和CA系统,实现业务应用系统与区块链网络、业务处理机和管理应用层之间的信息传递与接入。

业务系统:各部门的各类业务系统(包括本地、跨区域、跨业务系统)通过SDK调用共享平台的接口进行数据或业务的访问。

3 试验与分析

按照具体业务应用需求和设计,对系统进行了试验性开发与验证。主要针对系统功能和性能进行测试与验证。

3.1 测试环境

本系统试验性开发区块链底层采用以太坊开发环境,安装以太坊Geth客户端,搭建Ubuntu虚拟机环境。环境配置如表1。

表1 测试环境

3.2 测试结果

试验系统测试结果表明,电子证照管理系统在功能方面能够满足证照目录和模板管理需求、全生命周期管理需求、全闭环应用需求,以及与现有业务系统对接与数据交换需求;在性能方面,系统总体可用率≥99.7%,数据库应用可用率≥99.8%,WEB应用可用率≥99.8%。同时,系统在业务集成、应用集成和数据集成方面均达到了设计预期。

4 结论

构成区块链技术核心能力的去中心化、不可篡改和可追溯的这些特点,可以有效应对传统架构电子证照应用面临的问题。将区块链技术应用于道路运输电子证照系统建设,能够提高业务协同效率,加强数据共享应用,对提高政务监管效率和服务能力具有非常积极的作用。