区块链技术在公益慈善领域的应用与研究
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摘 要：近年来，一系列公益慈善丑闻事件的发生，使得公益慈善事业信任体系不断受到质疑。构建高信任感的公益慈善生态系统，已成为慈善事业发展的重要途径之一。文章针对公益慈善发展存在的暗箱操作、信息不透明等问题，研究了区块链技术在公益慈善领域的应用价值，通过对比中心化公益慈善架构，设计了公益慈善链技术架构，构建了公益慈善链业务流程，助力打造一套可信公益慈善生态系统。
关键词：公益慈善;信任体系;区块链;公益慈善链
中图分类号：TP311.13 文献标识码：C
Abstract： In recent years， a series of public charity scandals have continuously challenged the trust system of public charity. Building a high trust charity ecosystem has become the only way for the development of philanthropy. This paper studies the application value of blockchain technology in the field of charity and charity in the dark box operation and information opacity of charity development. Compared with the centralized charity framework， this paper designs the PCB（public charity blockchain） structure and business process to help build a credible public welfare. Charity ecosystem.
Key words： public charity;trust system; blockchain; PCB
1 引言
近年来，随着互联网技术的发展，公益慈善事业发展迅猛。无论是公益慈善的基础设备建设、社会支持环境，还是公益慈善参与度、资金规模以及公益慈善组织数量等，都有了较大幅度的增长[1]。但是，整个公益慈善事业也面临诸多困境，一方面项目暗箱操作、善款管理信息不透明等问题，使得社会公众对公益慈善机构信任度极大降低。同时，互联网公益慈善技术能力有限，不能实现自动审核，人工审核不仅增加了公益慈善管理成本，也提高了人为因素“熟人帮熟人”事件的发生。另一方面在善款管理、信息记录等方面也存在诸多问题，亟待突破和解决。
本文基于区块链的去中心化、公开透明、信息可溯源且不可篡改、智能合约等特点[2]，探索其在公益慈善领域的应用价值，构建公益慈善链，以期从技术上有效地弥补公益慈善信任危机，降低中信息化机构存在导致的公益慈善成本，助力打造可信公益慈善环境。
2 公益慈善发展存在的问题
（1）暗箱操作信任危机
互联网公益慈善信息存储在中心化的系统中，中心化的机构无法自证清白，建立起来的信任体系极不安全，项目善款去向不明、挪用、诈捐等暗箱丑闻事件屡次发生，降低了公益慈善机构的公信度，滋生慈善事业信任危机。
（2）信息不透明
公益慈善信息平台针对捐助者和受助人只提供捐款、受助部分个人相关功能，对于如资金来源、管理、去向等内容，无法做到信息完全公开透明，极大地降低了公益慈善机构的公信力。
（3）监管审计乏力
政府对公益慈善的监管审计乏力，不论是从主体资格的认定，还是到项目募集善款的余额去向，没有严格的监管审计规范，缺乏实时监管和审计，导致了公益慈善事业屡次出现公益项目造假事件发生。
（4）技术局限性
互联网公益慈善技术能力的不足，导致没有技术和权限核实其信息真伪，更无法调查申请者财力状况。如此以来，审核需要进行人工干预，而人工审核只是查看票据扫描件，这注定了技术的局限性导致的不规范问题。
（5）隐私安全威胁
伴随着互联网信息的快速和广泛传播，互联网公益慈善无法合理地保障捐助人相关信息及受助人员隐私敏感信息的问题日益突出。通过网络平台进行捐款的项目，往往需要涉及到受助人家庭住址、个人身份、资产外透等隐私信息，目前没有合理的隐私保护规范，信息的外漏事件屡见不鲜。近年来，出现许多案例因为一些莫须有的过往、名头，会被网民进行信息放大，甚至肆意编造，造成了受助人及其家庭成员受到社会的极大舆论压力。但是，网络募捐成本低、传播快、效率高，一些无法负担的困难人员，不得不面对通过泄露个人信息才能從社会得到帮助的尴尬困境。
3 区块链在公益慈善领域的应用
3.1 应用关键技术研究
区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用，已成为全球许多国家政府及各行各业研究讨论的热点，产业界也纷纷加大投入力度[3]。区块链适用于公益慈善事业的能力，来源于区块链系统的关键技术。关键技术包含两方面，一是核心技术，二是相关技术。核心技术包括哈希算法、共识机制、P2P技术等。相关技术包括分布式时间戳服务、去中心化链式存储、非对称加密、智能合约等。
3.1.1 核心技术
（1）哈希算法：通过函数将任意长度的输入映射为固定长度的数据串（通常用16进制的字符串表示）。在区块链系统中，哈希算法的作用主要用于消息摘要和签名。换句话说，它主要用于对整个消息的完整性进行校验。 （2）共识机制：区块链系统中多个主机通过异步通信方式组成网络集群，在这个异步系统中，需要在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识，进行状态复制。共识机制是保证每个主机达成一致的状态共识，解决错误信息在系统内传播。
（3）P2P网络（又称对等网络）：是一种没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。每一个网络节点所具有的功能，在逻辑上是完全对等的，全网无特殊节点，不存在谁是服务端，谁是客户端的问题;每一个节点在对外提供服务的时候，也在使用别的节点为自己提供类似的服务。在P2P网络中，每个网络节点都具有相同的数据收发权限，也就是说每一个节点都可以对外提供全网所需的全部服务;也正是因为这个，任何一个节点垮掉，都不会对整个网络的稳定性构成威胁。
3.1.2 相关技术
（1）分布式时间戳服务：时间戳是一个能表示一份数据在某个特定时间之前已经存在的、完整的、可验证的数据，通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间。区块链利用时间戳，实现在时间上有序的、由一个个区块组成的一根链条。每一个新区块生成时，都会被打上时间戳，最终依照区块生成时间的先后顺序相连成区块链;每个独立节点又通过P2P网络建立联系，这样就为信息数据的记录，形成了一个去中心化的分布式时间戳服务系统。分布式时间戳服务系统能够为区块链+公益慈善信息记录提供可信的时间证明、内容真实性和完整性证明，作为公益慈善信息上链防篡改的依据。
（2）去中心化链式存储：区块链具有去中心化特性，区块链去中心化链式存储是将一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储，并以密码学算法将区块按时间先后顺序连接成链条的一种数据结构，没有进行中心化数据存储的机构。
（3）非对称加密：加密和解密使用不同密钥的加密算法，又称为公私钥加密。区块链网络中，每个节点都拥有唯一的一对私钥和公钥。公钥是密钥对中公开的部分，私钥是非公开的部分。使用这个密钥对时，如果用其中一个密钥加密一段数据，则必须用另一个密钥解密。非对称加密应用在数据的传输、存储环节，保障数据在传输、存储中的安全性，防止区块链+公益慈善信息泄露，达到隐私保护的目的。
（4）智能合约：智能合约是指一种计算机协议，这类协议一旦制定和部署就能实现自我执行（Self-executing）和自我验证（Self-verifying），而且不再需要人为的干预[4]。智能合约由区块链内的多个用户共同参与制定，可用于用户之间的任何交易行为。协议中明确了双方的权利和义务，开发人员将这些权利和义务以电子化的方式进行编程，代码中包含会触发合约自动执行的条件。
3.2 应用价值
区块链赋能公益慈善事业，依托区块链公开透明、信息加密、不可篡改和可追溯的特点，为充分解决公益组织暗箱操作、隐私信息泄露、管理效率低、资金来源及使用不透明等难题有着天然的契合，而这也是将区块链技术应用于公益慈善领域的内在动力。
（1）去中心化，降低操作成本。区块链具有去中心化特性，捐赠者通过区块链将款项捐赠给受助人，无须经过其他机构进行二次操作，降低了项目操作的成本，杜绝了某一个组织或个人操控一个慈善公益项目为自己谋求利益的现象。在公益组织中应用区块链技术可以明显地降低开销，包括善款托管、跨国汇款手续费以及需要第三方财务进行审计这类型的开销。
（2）链上信息公开，防篡改。链上信息公开，主要是将公益款项的使用记录和流转过程都登记到区块链上存证，并将记录进行全网公开。区块链技术依托其分布式时间戳服务系统，保证了信息的不可篡改，做到整个公益慈善流程的高度透明，可以有效地解决公益慈善过程中暗箱操作滋生的信任危机问题，以保证资金的安全。
（3）可视监管，实时审计。通过区块浏览器的形式，链上的用户可以看到公益慈善项目的处理流程，实时动态链上记录的相关信息。同时，区块链能够为每一笔数据提供检索和查找功能，社会公众和监督机构可随时验证，保证公益慈善项目的公开透明，提高监管审计力度。
（4）规范审核，智能合约自动执行，降低管理成本。区块链智能合约的使用，解决了传统公益慈善项目中复杂的审核流程。通过预先把相关的条件和要求设定后，智能合约就可以自动的执行，有效地弥补当前公益慈善过程中依赖人工审核的问題[5]，规范了审核流程，避免了人工参与的影响，同时降低了管理成本，通过智能合约这种全自动的模式，确保了项目平稳落地。
（5）个人隐私保护、防泄漏。目前，国内个人信息泄露已经非常普遍，而有一些慈善公益项目的当事人，并不希望自己的信息被披露。区块链非对称加密等加密技术的使用，可以很好地保护被捐助人和捐助人的隐私。只有持有项目私钥人才可以看到项目有关个人敏感隐私信息，其他人无法获取个人公开信息外的其它信息。但是，审计监管节点可以进行这些敏感信息的认证，同时保障进行这些操作是有记录可追溯的，避免信息的泄漏。
（6）信息溯源，项目补救。通过运用区块链技术的可溯源、不可篡改、数据加密安全等特征，实现公益慈善过程中信息与行为的全流程存证、公益慈善全周期的阶段追溯与审计，一旦出现网络攻击或通过审核漏洞成立的项目，可通过区块链信息溯源，进行资产的回流，将资产通过原渠道返还给资助人，进行项目的补救。
3.3 技术架构
互联网公益慈善平台技术架构体系，依托传统中心化互联网平台架构，可分为系统平台、业务平台，各部分采用分层设计如图1所示。移动终端APP、门户网站对应用户接口层;相应慈善信息管理系统、慈善捐助业务系统等属于应用层;数据库、Web应用服务器等相应服务器硬件属于系统层。运用三层分层式的设计可以达到低耦合、高内聚、模块服用、定义规范的目的[6]。
基于区块链技术打造公益慈善区块链平台（公益慈善链），公益慈善链架构体系可分为六层，如图2所示。最底层为数据层，代表区块链底层基础，包含哈希算法、哈希指针、默克尔树、可信时间戳、以及相关加密技术;网络层对P2P网络、数据安全传输、数据访问控制的设计;共识层列举了可能运用的POW、POS、POA等相关共识算法;激励层制定了权益凭证发行机制、权益凭证分配机制，相关代币如何产生、分配;合约层对智能合约进行了更为详细的设计;应用层是友好的界面展示方式，打造公益慈善链钱包系统、公益慈善链管理系统。 3.4 业务流程
区块链在公益慈善领域的应用模式主要是记录公益慈善流程中的相关信息，如捐款項目、募集明细、资金流向、受助人反馈等[7]，区块链在区块链公益慈善应用业务流程如图3所示。
受助人通过向区块链公益慈善平台发起募捐项目，将信息记录上链，同时将项目分配到慈善组织进行信息审核。信息核实正确后，根据受助人的项目生成相对应的捐助智能合约，并在智能合约中用独立审核机构的私钥进行数字签名后发布到区块链上。慈善募捐项目审核通过，则捐助执行机构会和受助人一起协商制定出捐助使用计划，捐助使用计划将写入区块链作为公正。捐助人可以在浏览募捐项目后选定项目，确定金额并进行捐赠。捐助智能合约会根据每笔捐助信息更新区块链状态，将捐助信息写入区块链。捐助者会在善款被使用时收到善款使用反馈。
受助人要使用善款，则捐助使用机构会对先前协商规定的捐助使用计划中规定要满足的要求进行审核。若审核通过，则捐助使用机构在使用计划智能合约中写入自己的数字签名，以备项目出现问题时能有效追责，并向使使用计划智能合约发送消息，触发合约执行，向受助人打款。区块链公益慈善平台是面向所有用户开放的，链上数据随时可查，同时接受监管机构的实时审计监督。募捐流程的每一个环节的信息都被完整地保存在区块链上，不可篡改，出现问题随时溯源，有任何作假都将被发现，并通过溯源对慈善组织进行问责。
4 结束语
区块链应用于公益慈善领域，可以有效地解决公益慈善信息不透明度的问题，提高慈善机构的公信力。利用智能合约，使得公益行为完全遵从预先设定的条件，降低管理成本，更加客观、透明、可信地杜绝过程中的暗箱操作、项目造假等行为。在可预见的未来，区块链技术必将赋予我国公益慈善更多的功能，将传统公益慈善的透明度、隐私性和安全性多方面存在的问题优化，构建一个高信任感的公益慈善生态系统。
参考文献
[1] 朱正平.我国公益慈善事业发展的困境与出路[J].中州学刊，2013（11）：59-63.
[2] 刘海峰，王优优.区块链技术在公益事业中的应用[J].中国管理信息化，2019，22（14）：155-157.
[3] 刘权.区块链与人工智能 构建智能化数字经济世界[M].北京：人民邮电出版社，2019.
[4] 范吉立，李晓华，聂铁铮，等.区块链系统中智能合约技术综述[J/OL].计算机科学：1-14[2019-10-21].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1075.tp.20190814.1700.068.html.
[5] 李贺.基于区块链技术的慈善系统模式研究[J].电脑与信息技术，2019，27（04）：40-44.
[6] 朱雷华.慈善智能捐助服务平台的设计与实现[D].天津：天津大学，2014.
[7] 李琪，李勍，朱建明，等.基于区块链技术的慈善应用模式与平台[J].计算机应用，2017，37（S2）：287-292.
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