基于区块链与属性密码的数据存证、确权、共享交换技术及应用｜上海市科学技术奖

2022年度上海市科学技术奖

强国复兴有我

优秀创新成果展示

今年5月，科技蓝闪耀上海。期间，暌违两年的上海市科学技术奖于5月26日在上海展览中心再度揭晓。胸怀“国之大者”，坚持“四个面向”，一大批标志性成果竞相涌现，为正处于关键跃升期的上海国际科技创新中心建设增添底色和亮度。

2022年度上海市科学技术一等奖获奖项目优秀创新成果来啦！本栏目以“强国复兴有我”为主题，重点围绕项目要解决的问题、取得的重要创新、实际应用效果等方面，向社会公众展示获奖成果。

项目名称：基于区块链与属性密码的数据存证、确权、共享交换技术及应用

完成单位：复旦大学 等

完  成  人： 阚海斌 等

奖励等级：科技进步奖一等奖

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视发展数字经济，将其上升为国家战略。而发挥好数据这一新型生产要素的作用、推动数字经济健康发展仍存在大量挑战，需要解决海量数据有效存储和管理，数据利用流通不畅，数据拥有者权益保护，隐私信息泄露等重要问题。

复旦大学阚海斌教授团队为解决此类问题进行了长期的探索，他们将区块链与密码学前沿关键技术紧密融合，针对数据流通过程中存证、确权、溯源、监管、共享交换问题，设计了基于区块链和属性密码的权限管理平台、数据共享交换平台和数据监管与追溯系统。

01

区块链融合新技术管控数据安全

数字经济时代，海量的信息在不同的机构和系统间流转，但存在多种问题：数据体量庞大、结构复杂、权限管控复杂；数据共享场景复杂、安全策略不统一、数据跨域共享难控制。

团队创新性地将区块链和基于属性的密码体制结合。基于属性的密码体制不同于传统密码，它使用各种属性来描述用户和数据，属性包含多个维度，例如个人基本身份、设备特征、个人经历、社会关系等等。通过特定逻辑组合对数据加密，设定访问规则，以确保只有具备特定属性的用户或组织才能够访问数据。

通过对数据特征的深入研究，团队构建细粒度权限管理模型。提出了弱中心密码授权、可追踪签名、可撤销权限数据共享等算法，支持多维属性的高效访问控制和鉴权管理、无交互预设规则加解密，实现了高可靠、高效率和高灵活度的数据访问权限管理功能，这一方法还能够满足穿透式监管的需求，进一步增强了数据管理的可控性和安全性。

02

“区块链”“隐私计算”和

“零知识证明”

实现可信数据流转

和传统的实物商品不同，数据可以被零成本复制，因此难以以传统的方式进行流转交换。“如果有人花钱买了原始数据，他马上可以用更低的价格把数据挂出去卖。无论多低的价格，卖一单赚一单。这就导致原始的数据所有方利益受到损害。”

在充分结合了区块链、隐私计算和零知识证明技术后，团队设计出了一种新型的数据确权、流转机制：首先通过“隐私计算”实现“计算结果”的交易。在此基础上，通过将零知识证明嵌入数据登记和隐私计算流程，使得数据需求方在没有原始数据的情况下，可以对计算结果的正确性进行验证。最后，通过区块链实现数据交易的“原子化”，使得数据交易、流转，可在链上自动化运行，无需人工干预。

03

支撑“时空全纳，安全可信”的

长三角地区学习成果认证

为了推进长三角地区教育一体化发展，江浙皖沪三省一市共同设立长三角地区开放教育学分银行，探索地区间学习成果互认机制，促进终身教育资源共享，推进长三角地区学习型社会建设。

为了解决学习档案数据跨区域共享程序繁杂，数据互联互通困难等瓶颈问题，长三角学分银行依托区块链技术建立长周期、跨场域、多维度的学习者终身学习档案，通过将区块链技术融合属性密码，制定数据分级、分类授权与访问的机制和方法，进一步保证数据确权和安全。长三角学分银行使用的精细权限设计，可以轻松限制数据管理机构（学分银行）、数据使用机构（用人单位）的管辖权限和数据访问权限，保障个人隐私数据的安全，为学习者终身发展提供精准指导，构建新的人才培养模式，为精准就业提供导航和保障。

04

“版权保护和自助交易系统”

助力媒体全流程版权保护

国家版权局发布的《2018年中国版权十件大事》中，其中一项是“中国财经媒体版权保护联盟”的正式成立。联盟由30多家主流财经媒体共同发起，旨在共同抵制未经授权擅自转载新闻作品的行为，提高对作品转载的议价能力，推动实现常态化的监控和维权，以及市场化的交易等举措。

作为联盟的技术发起方，团队提供的区块链版权保护和自助交易平台，实现了原创作品自动化确权、全网侵权监测、侵权证据固化留存、原始内容溯源和链上版权交易等功能，帮助联盟成员维护了其合法权益，也增加了版权相关的收入。截至目前，版权保护和自助交易平台已为数百家媒体机构提供服务。

05

助力新时代区块链行业人才培养

在区块链行业迅猛发展的背景下，我们不得不面对行业人才供应不足的严峻挑战。作为一门跨学科、跨领域的复合型前沿技术，区块链教学和专业人才培养面临着一系列困难，包括师资力量、教学能力不足问题。

团队深刻认识到这一挑战的重要性，自主研发了区块链技术虚拟仿真教学平台，将区块链技术与虚拟仿真技术相融合。平台以清晰直观的方式呈现复杂难以理解的区块链知识点，帮助学生培养了解和掌握“区块链+”思维，并具备实际动手操作的能力。荣获国家一流本科课程。

团队积极协助高校和机构开展区块链教学和人才培养工作，推动区块链教育和高层次人才培养的创新建设。我们的努力旨在推动区块链技术在上海和全国范围内的发展，同时为新领域的人才培养作出贡献，培养新时代的“大国工匠”。

团队依托复旦大学、上海区块链工程技术研究中心，以推动新科技与数字经济有机融合为目标，面向行业发展需求，围绕共性关键技术问题，开展工程化研究与开发、实施区块链成果转化及应用示范、实行对外开放服务与协作、培养聚集高层次区块链工程技术人才，努力打造区块链关键技术、关键工程实现的供给源头、成果转化与转移的创新基地，引领行业技术进步，促进上海市和全国区块链创新驱动发展。

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供稿来源：上海市科学技术奖励中心

供稿：阚海斌

编辑：拾

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