非可信环境下基于区块链的PPP信息平台构建
高华 韩倩 马晨楠
【摘 要】 PPP项目各参与方多采用孤立的信息处理方式，且相互信任的基础薄弱，导致信息孤岛现象和信息的真实性得不到保障的情况普遍存在，而区块链技术可提高各参与方的参与度和信任度并降低人为造成的偏差。鉴于此，回顾现有的PPP信息平台应用状况，基于区块链技术，在分析区块链技术在PPP信息平台中应用的可行性后，构建了由政府方、社会资本方、金融机构及监管部门（包括公众）参与的四位一体信息平台，促使项目交易信息流、融资信息流、监管信息流三流合一，提高信息交互的及时性及校验准确性，进一步加强PPP信息化工作，为PPP项目实现真正的物有所值和提升国家治理能力提供新思路。
【关键词】 PPP项目; 信息平台; 区块链; 信任
【中图分类号】 F283 ?【文献标识码】 A ?【文章编号】 1004-5937（2020）17-0157-05
一、引言
PPP模式（Public Private Partnerships）是与传统的政府主导模式相对应的一种应用于公共基础设施及服务领域的交付方式，力图通过政府与社会资本的合作取得1+1>2的效果。这一模式有效缓解了政府的财政压力，促进民间投资，且满足了社会公众的多样化需求。因此，从2014年起，在各项政策的鼓励和引导下，全国各地以PPP模式融资的项目大量出现。PPP模式在我国公共基础设施领域得到了长足发展，截至2019年10月31日，全国PPP综合信息平台入库项目9 299个，入库项目投资额高达14.2万亿元①。但PPP模式的过度泛滥，可能会引起政府债务风险，对此，国家相关部门出台了一系列政策规范PPP健康、可持续的发展，目前步入规范发展阶段。在规范化发展的当下，PPP项目参与方众多、参与方式多元化、投资周期长等特征导致项目涉及的信息量巨大，信息传递频繁，大量信息处于分散状态，未能实现共享流通。各参与主体彼此信任不足，在非可信环境下，很大程度上影响了信息的真实性和可靠性。PPP项目信息共享不足及信息失真所导致的政府履约及公众知情权保障等问题严重阻碍着PPP的进一步发展。推动PPP信息化管理是规范PPP项目运作、实现信息对称管理、保障公众利益的重要手段。近年来，财政部等相关部门持续推进PPP项目信息和政务服务信息公开，推动形成透明的PPP市场。2015年，我国财政部提出利用“互联网+”构建全国PPP综合信息平台，该平台于2016年正式运行，实现了PPP项目信息的统一录入和管理。这一平台被业界誉为国内最权威的PPP大数据库，内容包括入库总量、入库金额、项目运作方式等基本信息以及项目全生命周期内的重要信息。为促使平台顺利运行，财政部于2017年1月出台了平台信息公开管理暂行办法，对平台信息公开的内容、时间及方式做出了详细说明，并于2018年9月就进一步加强综合信息平台项目入库和信息动态管理工作从信息更新、审核及质量监督等方面提出新要求。PPP大数据库包含的数据量大，且能够采集到难以获取的项目关键信息，但项目信息不能及时录入，数据的完整真实性、共享及流通成为制约PPP项目综合信息平台有效性的最大瓶颈。财政部PPP中心主任焦小平在2018年的PPP市场透明度学术研讨会上表示，当前的PPP信息公开还面临着许多问题：一是信息公开能力不足;二是信息公开时效性不足;三是信息公开系统性不足。对此，他表示可以运用信息技术强化信息公开，保证数据的真实性。重庆金融资产交易所副总经理黄振刚也认为与PPP信息公开的配套措施跟不上，可在PPP的监管中引入区块链这一新兴科技以解决监管困难问题。区块链作为新一代信息基础设施能够降低信任成本及沟通维护成本，提升信息透明度。2019年10月31日，党的十九届四中全会指出，将数据作为新的生产要素，人工智能是生产力，而区块链是新兴生产关系，来推进国家治理现代化。因此，在此背景下研究PPP项目中各主体如何利用区块链这一新兴技术对项目全生命周期中的数据信息进行管理具有重要的理论意义和现实意义。
二、区块链技术在PPP信息平台中应用的可行性分析
目前，包括人工智能、云计算、大数据以及区块链在内的新一轮技术革命、新一轮产业变革风起云涌。其中，中本聪在全球金融危机时期提出了比特币这一加密貨币的概念，而后在此基础上形成区块链技术。区块链技术的应用场景十分广泛，现阶段的应用领域主要有政府治理、数据管理、金融业、隐私安全、医疗、教育、物联网、商业及工业应用9个领域[1]。它的出现为各行各业的发展提供了新机遇，各国对区块链技术均持开放态度。从区块链技术的研究现状看，美国的研究文献最多，其次是英格兰，德国、中国及日本等国家紧随其后[2]。在中国知网中以“区块链”作为关键词进行检索，发现我国在2015年对区块链技术的相关研究仅有29篇;在2016年实现量的突变，发文量增至714篇;截至2019年12月25日，在不足1年的时间内已经发表了2 947篇相关文献。此外，中国区块链专利申请数量也在全球范围内领先[3]。综上所述，我国对于区块链的研究虽处于萌芽阶段，但却保持着对未知领域的探索热情。
区块链可以理解为一个电子账本，在这个账本上有一个公开透明的数据库，该数据库由过去所有的交易记录、历史数据及其他相关信息利用Merkle树、哈希算法、时间戳等密码技术进行加密生成的数据块以链式结构有序链接而成，数据安全地存储于各个数据块中，运营和维护完全自动化[4]。区块链采用非中心化记账方式，参与节点共同记账，账本实时同步，链上信息也就变得公开透明。通过区块链技术形成的数据库无需第三方权威机构介入（去中心），已录入的数据通过最长链机制及哈希算法来保证其不易被篡改（不可篡改），每个竞争记账的参与方通过共识机制获得记账权利（去信任），通过时间戳可以查询任意时间的数据信息（可追溯）[5]。通过以上方式，区块链上的账本不仅公开透明，而且真实性强，因此区块链被称为制造信任的机器。
区块链技术适用于业务开展的交易链条长、需要降低信用成本的多主体合作行业。PPP项目多为工程建筑类项目，周期长达几十年，且参与主体较多，需要实现跨部门、跨机构、跨领域的协同合作。信任成本高是PPP项目的一个痛点，由信任所致的激励失灵及数据的不真实、不透明，会导致项目落地难、融资难、政府或社会资本不积极履约等诸多问题的产生。理论上讲，区块链可以应用于PPP这一需要降低信任成本和沟通成本的领域。原有的PPP信息平台利用大数据提升了项目治理现代化水平，但该平台上只有通过物有所值评价和财政可承受能力评价的项目可入库，对于项目识别和执行阶段的监管较为充分，项目中期及后期的监管力度不足，且信息校验度和准确性不能保证。区块链本质上具有的去中心化、去信任、信息不可篡改等特征能更好地增强平台智能监管和大数据计算分析能力，提升审核信息化，将更多的行政资源转移到事中及事后监管，以信任和赋能引领，建设一种可追溯的信任和激励机制[6]。此外，区块链在建筑供应链信息共享管理、数字产权保护等方面的应用已经得到了实践[7-9]。由区块链的技术特征及PPP信息平台的特点可知，PPP信息平台是适合采用区块链技术的。据此本文从区块链的类型选择、参与主体及基本架构三方面诠释区块链优化PPP项目信息平台的路径。
三、基于区块链的PPP信息平台构建
（一） 区块链技术类型选择
公有链是完全分布式的，链上的数据对外公开，任何人都可以自由地获取链上信息，查询相关交易数据。而联盟链上的数据可以对外公开，也可以对部分特定的对象公开，只有部分经验证的节点能够参与共识机制。联盟链相比公有链具有更好的数据保密性。私有链只有某个组织或机构参与，完全的私有链中只有私有用户具备数据的集中管理权限，其余节点通常仅具备读取权限[10]。
综上，这三种类型的区块链各有优势，选择何种类型的区块链取决于具体的应用需求。公有链数据公开，完全解决信任问题，但其服务对象为全球用户，交易速度过慢;私有链交易速度极快，但只有某些成员可以具备写入权限，服务对象为单一用户主体;而联盟链可做到部分去中心化，面对多主体用户，在保证了交易速度的同时，实现数据的不可篡改。
由于PPP信息要接受财政部门等政府部门的监督，不能完全去中心化，且PPP信息平台需要多个有业务联系的企业或机构参与，PPP项目的区块链信息平台应当选择联盟链这一类型。在部分去中心化的联盟链下，各个节点不是完全平等的，基于区块链的PPP信息平台应由政府主导。此外，由于联盟链半中心化的特质，在有限的节点内，可能出现多个参与者合谋的可能性，这就需要在构建联盟链之前就考虑到联盟链的四大关键技术以提高安全性，即高性能、安全隐私、高可用性和高扩展性。其中，最重要的是高可用性关键技术的研发。此外，为防范区块链舞弊，需要结合有效的激励和反馈机制，也可以使用区块链云服务通过智能合约市场事先对很多安全威胁进行预防。
（二）区块链技术类型选择
本文基于区块链技术，构建由政府方、社会资本方、金融机构及监管部门（包括公众）参与的四位一体信息平台模型。其中四位指上述四个主要参与主体，一体即区块链上各环节的交易流、融资流、监管流等在平台上的参与主体之间进行流通，实现信息交互和信息共享。
1.政府方。政府方包括实施机构、政府出资机构、行业主管机构等。地方政府信用情况对于社会资本参与PPP项目建设、运营等过程具有重要影响，利用区块链技术可以促进政府信息公开力度和透明度，改善政府形象，增进政府信任[11]，便于吸引优秀社会资本参与。政府应该在区块链领域扮演领导角色，作为牵头方或主导方做好顶层设计工作，使项目信息尽可能透明化地向企业和社会公众开放。政府方可以利用智能合约规定各参与节点提供全生命周期信息，并鼓励各方进行交易验证，将经验证的信息存入信息平台。政府还可以利用大数据分析社会公众的需求内容，通过智能合约为公共设施服务提供自动流程，从而达到优化和提高公众服务的水平。通过智能合约还可与社会资本方对接，减少繁复冗长的项目审批环节，优化项目流程。利用区块链的不可篡改性可以在项目初期即创建去中心化服务，直至项目运营阶段，使用者或政府无需第三方机构银行即可实现点对点的直接交付，实行交易价款场内结算，降低了交易成本和信用成本，也大大提升了清算效率。
2.社会资本方。社会资本方主要包括为项目提供资本和资金支持的供应商、设计方，施工方及运营方等。他们可以通過区块链信息平台与参与者直接进行交易，将交易信息实时存储在平台中，实现透明交易。在信息不对称情况下，地方政府在PPP项目采购阶段和执行阶段可能会与某一社会资本方合谋，在区块链信息平台下，平台成员可以随时查看项目交易数据，以确保所有的信息都是真实准确的，必要时还可以进行信息追溯，复查交易记录。嵌入的智能合约可以实现项目资金的自动支付转移及违约合同的自动执行，提高支付透明度和结算效率。依靠数字签名还可以将采购方、施工方、供应商、设计方等直接对接，提高交易的整体可信度。PPP模式在“一带一路”建设中涉及到的利益主体更多，为减少各方利益发生纠纷的可能性，倡导项目参与主体通过区块链、大数据等共享平台共享信息，可最大化降低“一带一路”基础设施建设中PPP模式所面临的风险，进一步推动中国企业走出去[12]。为使PPP项目参与方主动采集数据和实时鉴证，未来应建立完善PPP信息化评价指标体系，在平台中增设信息化考核指标，必然会带动各参与部门主动完善其信息，参与方主动分享信息带来的价值增值为项目增信。
3.金融机构。当下，在区域投融资政策、环境的导向下，金融机构参与PPP的方式趋于多元化。区块链技术在金融领域的应用被广泛看好，目前已有花旗银行、西班牙对外银行（BBVA）、瑞银集团（UBS）及纽约梅隆银行等商业银行展开研究和应用[13]。金融机构在提供金融服务时，需要对项目本身的信用风险、项目投资主体的信用风险及地方政府的信用风险进行识别和评估，由于缺乏可靠的交易信息，金融机构需要花费大量资源进行项目可融资性判断。区块链能够在一定程度上有效解决交易数据庞大及信息不对称问题，方便金融机构进行信用调查，减少大量中心化的信用中介和信息中介，降低金融机构的信用风险与道德风险。
为解决PPP融资难问题，财政部等相关部门积极推进金融产品创新与PPP投融资政策紧密结合[14]，股权融资方式、资管计划及资产证券化等融资工具越来越成为PPP融资的主力军和学者们的研究对象。股权融资更需要从项目全生命周期的角度关注投融资过程中面临的各项风险，利用区块链技术的去信任化和不可篡改特性更能加强风险管理。针对绿色金融可以构建一个包含金融机构、贷款企业、环保部门等的联盟链，以確保资金真正流向绿色项目[15]。资产证券化是盘活PPP项目存量资产的有效渠道。PPP项目资产证券化业务具有交易场景多样、交易结构复杂、交易流程烦琐等特点[16]，通过搭建基于区块链的PPP信息平台，可以辨别信息真伪，建立贯穿PPP资产证券化全过程的信息追溯线索。在基础资产形成开始即进行资产数据化，交易数据在区块链上进行资产价值的交叉验证，可防止交易过程中的欺诈行为，从源头保证数据的真实性和完整性，同时信息的透明化也有助于PPP项目资产证券化信用评级。
此外，金融机构可通过智能合约来规避人为操作，通过编码设置其业务运行、收益分配执行条件，降低违约风险。也可在合同中约定补贴机制等，实现金融服务智能化。
4.监管机构。对于监管方而言，需要在PPP项目的各个环节持续监管。财政部2019年发布《关于进一步加强政府和社会资本合作（PPP）项目财政监督的意见》，要求树立“问题导向”，主动履行监督职能。目前我国还没有统一的PPP监管机构，各监管职权被分散在不同的监管机构。这种分散性的监管方式容易滋生腐败，对PPP项目的顺利发展是不利的。在p2p网络下，每个监管机构为区块链上的一个节点，各自持有私钥和公钥，在不需要中介的情况下实现点对点交换信息，并能保证私密信息的安全性，缩减了信息交流的中间环节，节省了人力、物力和时间成本。审计部门、工商行政管理局、税务局及银行监督管理委员会等监管机构通过区块链平台获取交易信息访问权限，了解交易资料的录入情况，能够迅速查找到问题源头;监管机构还可以将区块链与BIM技术相结合，结合BIM技术在项目全生命周期内构建数据模型和信息档案，进行全过程实时跟踪审计与监督，通过审查模型的变化情况，判断各参与方的状况，打破各主体的“合作壁垒”，实现数据的共享和透明;监管机构还可以将具体规则写入智能合约中以明确各方权利和义务，自动验证项目的合法合规性，实时监管项目建设质量、安全，金融洗钱、欺诈，参与方偷税漏税等问题，借助预警模型监管政府的财政承受能力等，形成监管流。社会公众也可以基于区块链的公开透明性查询交易数据，对腐败违规行为进行监控。
（三） 区块链技术基本架构
区块链技术的模型是由自上而下的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。在激励层中，鼓励记账的经济激励主要包括手续费收益和打包奖励。经济激励主要出现在公有链中，在私有链中则不一定需要进行激励，因为参与记账的节点往往在链外完成博弈;在联盟链中，各参与主体共同维护区块链的正常运行，成员之间可以约定相关的利益分配，因此也不一定涉及激励。由于本文所构建PPP项目区块链选取了联盟链，因此不讨论有关激励层的架构问题。网络层主要通过P2P技术实现分布式网络，由于国内外关于P2P网络的研究已较为成熟，故本文不再对此展开论述，主要从应用层、合约层、共识层和数据层阐述基于区块链的PPP项目信息平台架构。
1.应用层。政府方和社会资本方等利益主体可以通过应用层实现项目交易信息流的全过程记载，共享各方应知的必要信息;金融机构为PPP项目提供融资支持，通常包括银行贷款和企业债券融资两种形式，金融机构参与信息平台可以提供融资信息流;监管机构可通过信息追溯及智能合约等缩短监管时间，智能监管各方的交易行为，形成监管信息流。区块链技术能够实现以上三流在应用层的自由流通。
2.合约层。智能合约是合约层的核心要素，参与智能合约的各方事先约定合约事项及触发条件，通过代码写入计算机程序中，由计算机自动判断触发条件，不受人为干扰。基于区块链的智能合约不再以交易各方的意志和第三方权威机构作为基础，挑战了传统法律合同的权威地位[17]。政府和社会资本方可以通过智能合约对项目进行管理，建立更为直接可信的合同关系，政府可通过智能合约对项目的执行情况进行实时监督与支付。如，政府和社会资本方签订交易智能合约，将交易条件嵌入其中，系统自动判断各项内容是否符合合约条件，若均达到触发条件，则合约金额自动划入社会资本方账户，以缓解政府方履约不到位或违约的问题。金融机构可以通过保险智能合约、会计审计智能合约、税收智能合约、补贴智能合约等创建去中心化服务。监管机构可把监管条例写入智能合约中，通过工程质检智能合约及违章违规智能合约等实现自动处罚。
3.共识层。共识层是实现数据记录的可靠性及准确性的关键，包括各种共识算法。目前主流的共识机制包括工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）、股份授权证明（DPoS）、实用拜占庭容错机制（PBFT）等。
PoW之所以被称为工作量证明，主要因为节点需要消耗自身算力，不停地随机试探以找到合理的随机数。该过程需要大量的尝试计算，计算时间取决于计算机的哈希运算速度。PoW通过随机数的运算验证节点，防止欺诈交易。但其存在两方面明显的缺陷。一方面是会产生很大的资源消耗与浪费;另一方面是算力集中化凸显，大家联合起来挖矿可能会接近甚至达到50%的算力。
与PoW不同的是，PoS根据持有货币的量和时间，产生新区块。PoS共识虽然解决了PoW中的算力资源耗费问题，但其仍需根据账户余额进行挖矿，也可能产生集中挖矿事件。DPoS在PoS共识的基础上进行了改进，每个持币节点可将其投票权授予一名受托人，由系统计算出所获票数较高的代表人按照既定顺序轮流生成区块，并收取一定的交易费报酬。若受托人错过生成新区块或提供虚假数据，其他持币节点将不信任该受托人，极大地提高了共识效率。考虑到PPP项目平台多中心的结构，本区块链采用股份授权证明共识机制。
4.数据层。在PPP项目中，数据层中包含的数据信息来源于各节点上传的交易数据，每一项交易完成形成的交易数据通过哈希算法加密形成对应的哈希值，作为数据区块存储。当前，国际上用于信息平台的最主流密码算法是美国研发的1 024位RSA算法。但据权威部门统计，一些国家已经具备破解RSA算法的能力，该算法正面临着日益严重的安全威胁。2010年底，国家密码管理局公布了我国自主研制的SM2算法，并要求自2011年3月1日起，在建和擬建公钥密码基础设施电子认证系统和密钥管理系统应使用SM2算法，自2011年7月1日起，投入运行并使用公钥密码的信息系统，应使用SM2算法。SM2算法比RSA算法安全强度高，且运算速度快，出于政策安排及安全考虑，基于区块链的PPP项目信息平台的密码算法应选择国密算法。
四、结语
本文结合区块链技术的优势及PPP项目所处的非可信环境下的信息失真及信息共享不足问题，从区块链类型选择、参与主体及基本架构三方面阐述了区块链技术对PPP项目信息平台构建的影响，将政府方、社会资本方、金融机构及监管机构（包括公众）有机地结合在一起，以实现信息共享及可信交易。文章分析表明，基于区块链的PPP项目信息平台能够解决传统信息系统中信任薄弱问题，在信息不对称的市场交易中，用数字密码技术构建一个低成本的机器信任机制，通过去除中心机构实现陌生参与各方的信任，因此能够有效降低各参与方对未来履约情况的不确定性。然而，区块链技术在PPP项目信息平台的应用中仍面临着许多挑战。目前国内外对于区块链技术在PPP项目的应用限于资产证券化领域，如智链万源基于区块链技术与中南资本合作建立了“PPP资产证券化系统”。学术界的研究集中于已有的几大应用场景，实物界也还未有真正实施落地的“区块链+PPP”项目。因此，在实际推行时可能存在资源耗费大、开发成本高、技术风险等多重阻力。
总而言之，我们需要重视区块链技术结合具体产业所发挥的巨大社会效应，进一步探索区块链的下一个应用场景的实施落地，但不可盲目顺应“区块链+”发展方向，需要稳扎稳打，分布探索区块链与实体经济的对接。在没有被证明实际可行的市场环境，不宜推广。在未来的发展进程中，要注重培养区块链领域相关人才，把区块链技术的应用管理纳入信息管理的法制轨道上，加强技术监管及评估。
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