基于区块链的罪犯异常狱情精准管理系统方案设计

张立彬

摘要：当前，监狱系统不断探索利用大数据、人工智能等新技术实现罪犯异常狱情管理的精准化、科学化。将区块链技术应用于罪犯异常狱情管理优势明显，提出一种基于区块链技术的罪犯异常狱情精准管理方案，对数据业务系统模块、数据处理平台模块、智能合约系统模块、区块链服务系统模块等四个关键模块方案进行设计，对区块链技术应用于罪犯异常狱情精准管理提供了初步方案，对促进罪犯异常狱情精准管理具有借鉴意义。

关键词：异常狱情；区块链；精准化；方案设计

一、前言

多年来，罪犯异常狱情管理一直是监狱监管工作的重点，也是监狱坚守的安全底线，如何及时发现、精准把握和研判异常狱情，将危险消除在萌芽状态，保障监狱监管安全稳定，一直是监狱监管改革发展的重要方向[1]。随着“智慧监狱”建设不断推进，区块链、互联网、大数据、人工智能等新技术不断被应用于监狱各个业务数字化改革中，利用新技术提升罪犯异常狱情管理的精准化、科学化是各个监狱不断实践探索的热点[2]。区块链技术具有数据共享透明、数据不可篡改、数据可追溯、智能合约等技术特性，与罪犯的异常狱情精准管理具有多维逻辑契合性，为罪犯异常狱情精准管理提供了新思路。

二、罪犯异常狱情精准管理的现实困境

（一）部门主体意识需要进一步提升

当前罪犯异常狱情管理模式采用数据集中化的数据中心模式。数据中心一般由指挥中心负责，各个部门将数据传输到数据中心，由数据中心运用大数据、人工智能算法对数据进行清洗，提取有价值的数据，进行罪犯异常狱情的识别。由于是中心化的管理，各个部门只是承担数据“提供者”的身份，不承担罪犯异常狱情的管理责任，同时，罪犯本人、包夹犯、事务犯等服刑人员无法有效参与到异常狱情管理中，致使数据的准确性、全面性得不到保障，影响罪犯异常狱情的精准识别。

（二）罪犯异常狱情的全流程管理需要进一步增强

罪犯异常数据的来源包括：罪犯心理咨询、谈话记录、亲情会见、微表情识别、心理测试、就医信息、奖惩信息、健康监测、消费信息、罪犯个人档案等各项数据，由于各个部门管理模式不同，部门之间数据无法协同、共享，数据类型、标准等方面不统一，导致产生了大量多源异构的原始数据，系统没有有效方法对大量多源异构数据进行融合和处理。在实际开展中，数据中心仅靠各部门单方面提供的结果性数据进行异常狱情的研判，缺乏过程性的数据，影响了罪犯异常狱情研判的精准性。

（三）罪犯异常狱情准确性反馈的及时性需要进一步加强

在智慧监狱建设的推进中，由指挥中心负责罪犯异常狱情大数据中心管理。大数据中心能够根据罪犯的异常数据，显示罪犯的异常动态。由于大数据中心仅仅依靠排查系统采集数据，数据的多样性得不到保证。各个部门只是承担抓取数据的角色，部门之间的沟通也不通畅，被抓取数据的准确性无法得到部门的及时反馈，容易造成异常狱情预警偏差。

三、区块链技术应用于罪犯异常狱情精准管理的优势

（一）多元主体性保障了罪犯异常狱情的多维度精准识别

区块链的共识机制决定了区块链的每个节点均能够平等地对区块链上的数据进行上传或下载，所有节点均可独立存储链上数据，并根据链上数据更新自己的“账本”。在区块链技术架构下，与罪犯管理相关的部门均是提供数据的主体，将有力提升各部门的主体意识，各个主体通过P2P网络共享一条数据链，罪犯管理相关数据由各个部门实时上链保存，其余部门能够实时共享，有效解决部门间数据共享传输不通畅问题。另外，区块链技术节点扩展方便，可将事务犯、包夹犯作为异常狱情管理的主体，纳入数据采集范围中，进一步丰富数据维度，提升异常狱情识别的精准度。

（二）不可篡改性、可溯源性保障了罪犯异常狱情的全流程精准化管理

区块链的密码技术和独特的记账机制使得链上每一条数据的篡改都需要付出极大的成本，从而保证了数据篡改的不可能性[3]。区块链的时间戳技术，使得链上每一条数据均会被打上时间标记，因此，罪犯整个异常狱情管理过程数据能够参考时间变化特性，进行精准记录。区块链的时间戳和数字签名机制同时能保障数据的可溯源性，针对罪犯的每条管理数据均能追踪来源，实现数据的确权特性。在区块链技术架构下，異常狱情管理的整个过程均有时间标记和数字签名，精准记录异常狱情的时间、地点、事件等主要因素，以及整个管理过程，且数据不可篡改，因此，能够保障罪犯异常狱情的全流程精准化管理。

（三）智能合约技术、及时精准反馈保障了罪犯矫治的精准化预警

区块链智能合约技术是将智能合约的代码架设在区块链上，使得智能合约具有同区块链技术一样的特性，合约的产生和执行全程可追溯，一旦符合合约条款，合约会自动按照设定流程执行，整个过程智能高效[4]。在罪犯矫治工作中，将各个部门产生的罪犯矫治数据进行归纳整理，并量化筛选，如全方位增加房树人、曼陀罗绘画等投射性测验和各类评估性量表[5]，并根据罪犯会见、亲情电话、日常犯情、健康监测、心理咨询等各部门产生的链上数据，制定罪犯预警阈值参数。在智能合约中最重要的是协议和参数，要将罪犯矫治的管理制度、预警制度等作为协议的内容，将罪犯量表的安全阈值设置为智能合约参数，智能合约的执行不需要第三方参与，能够有效避免外来因素对预警结果的影响。

四、基于区块链的罪犯异常狱情精准管理系统方案设计

区块链可分为公有链、联盟链、私有链，其中私有链具有集中组织管理优势，信息共享速度更快，交易效率更高，且具有防止外来攻击的能力，比较适合特定机构的内部管理。因此，本文选择私有链作为罪犯异常狱情管理的技术架构[6]。

（一）可行性分析

1.去中心化

区块链的去中心化特性，使每个部门都能将罪犯异常狱情管理的管理数据集中到一个链上保存，形成罪犯异常狱情数据库，且数据不可篡改、可追溯，保障了数据安全可靠。数据集中化更利于数据清洗、分析、研判，实现异常狱情精准管理。

2.数据透明

区块链的数据透明特性能够使链上所有节点均能查询和下载链上所有数据，实现数据的透明共享，有效破解部门间数据壁垒，且节点管理便捷，可便捷增加节点，丰富罪犯异常狱情数据源维度，增强异常狱情的精准识别能力。

3.共识机制

区块链的共识机制包括 PoW（Proof of Work）和PoS（Proof of Stake），兩种共识算法均保障了每个主体在上传数据时，必须得到其余多数节点合法性、准确性验证，保障了链上异常狱情管理数据的合法准确。

4.数字签名

区块链的数字签名机制能够有效实现数据确权。在罪犯异常狱情管理中，数据经过多轮复制后，仍能找到原始数据，且不可篡改，杜绝了“走关系”等人为篡改的情况，保障了数据可信度。

5.分布式记账

区块链的分布式记账技术使每个节点均保存链上的所有数据，即使某个节点数据丢失，也可通过其余节点恢复数据，在罪犯异常狱情管理中，结合云存储技术，能够有效保障数据安全。

（二）系统体系架构设计

根据罪犯异常狱情精准管理业务，结合区块链技术特性，设计基于区块链技术的罪犯异常狱情精准管理系统体系架构，如图1所示。

五、关键模块方案设计

基于区块链技术的罪犯异常狱情精准管理系统，其重要模块分为数据业务应用系统、数据处理平台、智能合约系统、区块链服务系统四个部分，其功能逻辑如图2所示。

（一）数据业务应用系统设计

1.预警阈值设定模块设计

在本系统中，预警阈值的设定可由节点进行操作，得到其余节点共识后可录入系统，成为罪犯异常狱情预警的基本指标。在阈值设定时，可参考罪犯的静态指标和动态指标，静态指标指的是罪犯的性别、家庭情况、受教育程度、就业状况、犯罪历史、刑期等信息，动态指标指的是罪犯在监管改造期间的各项表现，如心理咨询、谈话记录、亲情会见、微表情识别、心理测试、就医信息、奖惩信息、健康监测、消费信息等，设定权重和维度，形成量化指标，各监督可根据监狱工作实际量化设定预警阈值，若某罪犯指标超过阈值，则显示报警，若低于阈值，则显示正常。

2.数据类型设计

各个节点将异常狱情数据以结构化与非结构化数据进行上链推送，推送的数据可以是一个压缩包的格式，如约定为RAR格式的压缩包，包括一个结构化数据文件，以及一个非结构化数据文件。可以用一个XML文件包含结构化数据文件，以及非结构化数据文件的文件类型、文件名、路径，方便数据处理平台进行解析。

3.数据交换设计

在监狱系统中，部门之间传统的数据交换是通过FTP的方式进行。一方通过FTP上传压缩数据，另一方通过FTP下载压缩数据。为方便使用，本系统同样采用FTP数据交换方式，各部门通过FTP推送罪犯异常狱情管理数据到数据处理平台，数据处理平台将数据存放在IPFS网络中。因为是IPFS网络，因此业务系统在通过HTTP请求的方式下载数据处理平台中的数据时，需要将文件的Hash值作为请求参数。

（二）数据处理平台设计

1.数据获取转发模块设计

数据获取转发是指处理层实时获取应用层推送的罪犯异常狱情管理数据，并将获取的数据存入IPFS网络，同时将数据相关的Hsah值存入区块链。该模块包括数据获取、数据验证、数据转发。数据获取是指数据处理平台以FTP的形式获取应用层数据，数据验证是指通过数据摘要信息验证数据的完整性和准确性，数据转发是指将验证完成的数据存入IPFS网络中，同时获取数据相关的Hash值存入区块链中。

2.数据查询验证模块设计

数据查询验证是指数据处理平台可查询存储数据，对查询到的数据进行数据验证或者查看数据详情。查询数据一般是通过查询数据的时间戳或数据的标签，通过日期或标签查询链上的历史数据。验证数据一般是指对数据包进行Hash运算，对比数据包中保存的Hash值，看数据是否被篡改过。查询数据详情一般是指能够查看XML文件中的结构化数据。

3.数据下载模块设计

数据下载是指任何一个节点均可下载链上数据。在本系统中，应用层向处理层提出下载请求，处理层中的数据下载模块会根据请求数据，解析出Hash值。系统根据Hash值向IPFS网络获取存储数据，将存储数据返回应用层。

4.数据预警模块设计

数据预警模块主要承担预警信息接收和查询预警信息两个功能。预警信息接收是指接收到合约层推送的预警信息，并将预警信息推送至数据业务层进行显示。查询预警信息是指能够查询历史预警信息。

（三）智能合约系统设计

智能合约系统主要包括数据预警智能合约和数据服务智能合约。数据预警智能合约向数据处理平台提供一个数据接口，用来推送预警信息。数据服务智能合约对上向数据处理平台提供数据查询接口、数据下载接口、数据上传接口，对下与区块链网络进行交互，满足数据查询、下载、上传的需要。

1.数据预警智能合约设计

数据预警智能合约是指当罪犯异常狱情数据指标超过系统阈值时，系统会自动产生预警信号。在本系统中，数据预警智能合约将从应用层接收的数据进行二次处理，即将应用层结构化的数据与非结构化的数据进行分解，提取结构化的数据进行指标核算，形成罪犯异常狱情危险指标，当指标超过设定阈值，则向应用层发送预警信号。

2.数据服务智能合约设计

数据服务智能合约主要为数据处理平台的数据转发模块、数据查询模块、数据下载模块提供数据接口，并与区块链网络和IPFS网络进行交互。

（四）网络服务系统设计

在网络服务系统中分区块链网络和IPFS网络。区块链网络以P2P网络为基础架构，其功能为身份认证、数据上链存储、链上数据查询、区块链节点管理。IPFS网络用来存储文件和数据。

在身份认证功能模块中，对发来的认证数据进行身份验证，根据预先数字签名信息验证认证数据的合法性。在数据上链存储功能模块中，通过智能合约对需要存储的数据上链存储，经过其余节点验证其合法性后，通过共识机制上链存储，并更新其余各点状态。链上数据查询功能模块是根据提供的查询请求数据，返回查询的内容数据。区块链节点管理功能模块能够实现区块链上的节点管理，包括节点的增加，将新的罪犯异常狱情管理机构添加到罪犯异常狱情管理系统中，实现节点增加。

在网络服务系统中采用了区块链和IPFS网络相结合的形式，其目的是提升系统的工作效率。

六、结语

当前，罪犯异常狱情已成为影响监狱监管安全的重要因素，通过新技术构建罪犯异常狱情精准管理模式，能够有效保障监狱的监管安全。区块链技术作为新一代互联网技术，其突出的技术特性为罪犯异常狱情精准管理提供了新的思路和管理理念。从整体而言，基于区块链技术的罪犯异常狱情精准管理模式，不仅仅体现在对异常狱情的预警、处理，更体现在对罪犯监管过程中每个细节的搜集和统计，实现对罪犯异常狱情的全过程精准管理。从执行层面而言，区块链的工作原理使得各部门在参与罪犯异常狱情管理中，实现数据实时共享透明，精准掌握监管过程的每个细节，并能够及时精准反馈，实现罪犯异常狱情管理的透明化、精准化、科学化。

参考文献

[1]郭明.近二十年中国监狱学研究的主要进展述评[J].犯罪与改造研究，2022（5）：8-16.

[2]曾永忠，颜泳涛，孙建书.以智慧监狱推动现代监狱建设的思考[J].犯罪与改造研究，2023（04）：2-9.

[3]韩璇，袁勇，王飞跃.区块链安全问题：研究现状与展望[J].自动化学报，2019（45）：206-225.

[4]欧阳丽炜，王帅，袁勇，等.智能合约：架构及进展[J].自动化学报，2019（45）：445-457.

[5]赵宏，张传利，何云芬.曼陀罗心灵动力棋疗法在罪犯心理矫治中的运用[J].中国监狱学刊，2022（37）：92-100.

[6]曾诗钦，霍如，黄韬，等.区块链技术研究综述：原理、进展与应用[J].通信学报，2020（41）：134-151.

基金项目：1.浙江省高职教育“十四五”第一批教学改革项目“区块链驱动高质量发展背景下的职业院校思政教育体系与创新机制研究”（课题编号：jg20230293）；2.2022年度浙江省教育厅一般科研项目“基于区块鏈智能合约的监狱“减假暂”管理模式研究”；3.浙江省教育科学规划2023年度共同富裕专项课题“共同富裕背景下职业教育助力低技能劳动者的内在机理和行动逻辑研究”（课题编号：2023GF067）

责任编辑：张津平