晓峰央行数字货币_如何在监狱使用智能合约

(1)如何在监狱中使用智能合同

数字监狱时代已经逐渐走向智慧监狱时代，是监狱信息化建设的最高形式。本文针对智能监狱中数据集中和安全性不足的问题。分析了将区块链技术应用于智慧监狱的优势和可行性，利用智能合约技术给出了基于私有链的智慧监狱管理系统的设计，保证了系统信息的共享性、保密性和不可篡改性。目的是为"区块链"监狱管理。

2016年12月，"区块链"最早写于《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》年。监狱系统应该跟上步伐，积极探索一条新的发展道路，这条道路被称为区块链技术，最早是在中本聪2008年发表的一篇论文中提出的。后来又经历了以区块链数据结构为单元的区块链1.0、共享技术平台的区块链2.0、以价值互联网为核心的区块链3.0。如今，区块链技术逐渐发展起来，引起了国内外的极大关注。以下三个方面描述了近年来区块链技术的发展。

国外监管层面：

2015年6月4日，NYDFS发布数字加密货币公司监管框架。。2015年10月，奥巴马政府和私营公司成立了一个"区块链联盟"监督和防止将数字加密货币用于非法目的的伙伴关系。

2016年1月19日，英国政府公布《分布式总账技术：超越区块链》；2016年2月，欧洲委员会(EC)公布了《欧洲反洗钱和反恐金融监管计划》。

2017年5月25日，美国国防高级研究计划局要求印度技术与制造公司(ITAMCO)开发使用区块链协议的平台。

教育科研发展：

2015年9月冯晓联合建立了一个"区块链实验室"与邰方创始人VitalikButerin、Bitstock联合创始人沈波共同推动区块链科技教育；[XY002][XY001]2016年加州大学柏克莱分校为区块链实施本科教育犯人；

2018年3月，第一大学"伍尔夫大学"基于区块链的技术是由牛津大学的许多学者联合发起的。

企业应用研究水平：

国内外众多企业致力于区块链建筑的设计和应用推广。如文献中所述纽约州电力公司TransActiveGrid建立微电网网络；2015年，Linux基金会提出了超级账本项目；2016年5月31日腾讯'；区块链金融应用合作联盟(深圳)成立；中国人民'；s银行于2017年成立了数字货币研究所。

虽然区块链技术取得了很大的进步，但在可行性、安全性和监管方面还需要进一步加强。预计需要5~10年才能达到成熟期。随着区块链技术的逐步完善，基于理论永远要指导实践的理念，区块链技术得到了广泛的应用，否则只是一个虚拟的概念。区块链应用于医学的成功案例很多。比如Guardtime，theworld'美国最大的区块链公司，利用区块链节点间的联合协商，提高智慧医疗中数据的安全保护，实现100万数据的安全存储，而区块链技术应用于监狱信息化的案例很少。

对于智慧监狱来说，安全是一切业务发展的基础条件，信息安全和数据安全是核心要素。分析了目前监狱信息化建设过程中存在的问题探讨如何基于区块链技术减少信任程序，提供安全可靠的数据存储，提高工作处理效率，为区块链在监狱系统的应用做必要的知识储备。

智能监狱现状分析

1.1智能监狱的概念

智慧监狱是在监狱互联网、云计算、大数据的系统中，整合环境、人流、信息流，通过智能通信、智能控制，实现数字化信息采集、网络化信息传输、智能化信息管理，构建数据联动的机制。对监狱数据进行数据挖掘，形成监狱大数据，对大数据进行分析，构建智慧监狱。

1.2智能监狱存在的问题分析

截至目前，全国各地监狱基本都部署了智能报警系统、监狱围墙和综合门禁系统。监狱信息化建设水平有了显著提高，但与理想状态仍有差距，主要表现在以下几个方面：

信息共享程度低

数据壁垒问题严重阻碍了监狱信息化。发展型罪犯的信息是多样的、互补的、复杂的。。监狱数据整合程度低，缺乏信息共享机制，难以形成协同效应。系统中存在信息交叉录入的情况，造成存储冗余，浪费警力。

难以保证信息的准确性

现有的数据库建设大多基于基础数据，如罪犯信息系统，必须保证信息的准确性，才能作为司法依据。但目前由于人为失误或错误，导致身份信息出现偏差，服刑数据不准确，严重损害执法形象。。

信息安全机制不完善

信息安全架构不成熟，细节不清晰，具体管理缺乏安全标准，应用缺乏实践经验，无法保证信息的完整存储和安全传输。信息的丢失、泄露和篡改都是可能的。

安防设备的脆弱性难以避免

安防设备的比例很大程度上决定了监狱的安全性。如今门禁系统加了一个又一个门，隔离墙也一个接一个建起来。然而，这毕竟是对"事情"而且还有很多技术问题需要解决。比如基于视频点名和条码扫描的定位技术，有时会导致点名不准；

高投入视频监控主要用于事后取证。我们可以'；不能充分利用大数据分析罪犯'；通话记录、行为习惯、交际圈、家庭背景等信息，进行必要的监控预警和智能图像分析，避免逃跑或自杀的可能。

区块链技术的优势

区块链利用数据加密技术，以链式存储结构的形式存储数据块。每个块包括块头和块体。块头存储前一个块的哈希值，类似于指针，块体存储经过验证的合法记录和时间戳。

区块链利用P2P和共识机制建立分布式存储节点的信任；

智能合约用于实现交易的自动执行，交易操作准确，不受外界干扰；

使用"脚本"自动操作数据，实现可编程数据库。。

区块链可能成为一种创建信任的协议，类似于HTTP协议和TCP/IP协议，利用计算机编程语言开发去中心化的产品。

数据存储：区块链是一种去中心化的存储结构。，多个节点组成一个端到端的网络，每个节点的地位是平等的。个别节点的故障不会影响整个系统，可以解决监狱系统内部共享性差的问题。

如果在区块链中某个块的数据被更改，则该块后面的所有数据都必须被更改。所以，很难实现。区块链本身的机制意识到即使是内部人员也无法更改，确保监狱系统中的数据一旦上线就无法更改；

区块链中连接的节点越多，安全性越高。当六个积木连接在积木后面时，信息几乎不可能被篡改，称为稳定状态圈，可以实现智能监狱中数据的可靠存储。

数据可追溯性：采用时间戳和加密技术的链式存储结构，保证每一笔交易都可以追溯。智能监狱中数据取证操作的实现。区块链节点使用相互验证来保证准确性。如果对交易有疑问，他们可以利用回溯交易记录来准确判断真伪。比如监狱生产车间的产品信息存储在链条上，产品信息包括配件的溯源信息和配件的检验合格证，这样就可以检测产品的质量合格性。

数据交易：所有的数据传输都是基于公钥地址，不针对个人的真实身份。区块链的交易是匿名完成的，但其真实身份无法得知。匿名为举报人提供安全保护；区块链是一个创造信任的网络。节点按照规则运行，实现整个系统的信任。区块链的数据记录和规则都是透明的，任何人都可以使用公共接口查询数据，不能人为更改，这样监狱系统的所有数据都可以上传到区块链，实时传输。

数据安全：区块链可以看作是一组协议气体区块链，使用加密算法和常识机制来确保数据不被篡改。区块链用最长的链作为工作量的证明。只要这个长链是由诚实的矿工创建的，区块链就是安全的，时间戳是用来识别订单的。，避免重复交易。

区块链使用哈希函数来保证数据的所有权，如表1所示。

美国的中本聪提出了泊松分布的概率论模型，在计算出新的哈希头后之后N个头(名字，条目，灯等。)会被加上，在攻击者不掌握51%以上的计算能力的情况下，这是很难实现的。攻击者追上Z块的概率如下式所示：p代表老实人找到下一个节点的概率。0表示攻击者找到下一个节点的概率。

的分析表明，随着z的增加，赶超的机会越来越小。因此，用数学方法证明了区块链的特殊结构是不可篡改的。

区块链技术应用研究

区块链分为公链、联盟链和私有链。因为私链主要是提供一个安全、可追踪、不可篡改、自动化的运行平台，可以同时避免来自内部和外部对数据的攻击，所以符合一个公平、公正、严格、可靠的监狱环境。

首先，使用区块链保存信息，并确保其不可更改。

二、实现信息共享，构建良好的跨平台协作。

采用IPFS(星际文件系统)加密保存数据，结合智能合约实现信息保护和共享，区块链系统通过接口与原系统连接，实现对原信息系统的保护。。IPFS包括块交换、哈希表等。当你保存一个文件，你会得到文件的指纹。拿到文件后，你拿出来验证，然后还回去。

3.1可行性分析

在智慧监狱领域，区块链的去中心化。可以将不同的数据资源整合到一个区块链中，利用区块链的分布式存储，结合一定的云存储技术，实现智慧监狱信息的存储。

利用区块链的共识机制实现了信息的匿名性，保证了隐私保护。共识机制是通过投票。，确认交易。区块链的共识机制确保了所有诚实矿工的前缀'；区块链也是一样，同时确保诚实矿工发布的信息会被其他诚实矿工添加到自己的区块链中。共识机制包括PoW(工作证明)与努力工作，PoS(利害关系证明)与硬财力。区块链运行得越快，共识就越昂贵。

通过数据加密哈希算法解决分享后的权限问题。，保证数据不可篡改，降低系统信任风险，将区块链应用于智慧监狱，保存原始数据，防止人为篡改，杜绝罪犯基础数据被篡改'；性能，并提高数据的可信度。

区块链中的每个节点都有完整的数据备份，即使一个节点丢失数据，也可以从其他节点恢复数据。数据采集采用区块链技术，加入区块链的原始数据加上时间戳，从而证明数据的真实可靠性。，这是一个低成本的验证过程。

3.2架构

系统架构充分利用区块链的特点进行设计，如图2所示，实现各监狱的数据资源汇集到区块链，监狱管理局负责监管区块链。，完成数据缠绕和信息共享。

3.2.1罪犯模块

个人基本信息

区块链用于解救囚犯'；基本信息记录，即每个犯人都有一本账本，从而对自己的过去有一个完整的数据库。这些数据的主人是罪犯自己，这充分体现了智能监狱现代化的一个重要考量标准"人性"，从人性上避免犯罪心理漏洞。

监狱表现数据

罪犯将在监狱中接受劳动改造和思想改造。监狱表现数据非常重要，是罪犯减刑的重要依据，因此需要保证数据的真实性和不可篡改性。基于区块链独特的数据安全性，可以充分利用区块链上的记录来决定是否满足减刑条件。从监狱系统的视频监控中获得的数据使用"区块链人工智能"技术来分析犯人'；的行为轨迹，以避免逃跑和自杀。

3.2.2警务模块

警务人员'；的经历

包括出生背景，受教育程度，工作经历，工作表现，年终考核等。警务人员的，形成多方共识的警务人员电子档案，通过技术手段避免繁琐的信息整合，减少档案管理工作。

警察巡逻管理

记录警员巡逻路线并保存，以准确评估工作时间的表现；叫做

3.2.3财务数据管理模块

日常开销记录警员是否能行走在罪犯中间，了解他们的思想波动，建立良好的警民关系。

监狱所有支出数据实时存储在区块链中，实现了过程的透明和信息的准确，更好地实现了财政资金的监管。

劳动收入

由于劳动的特殊性，劳动产品溯源认证通过区块链纳入监管。整个制造过程中存储的指纹记录作为数据存储凭证。由于过程的开放性，避免了极端分子的破坏行为，保证了产品的安全性。

3.2.4信息管理模块

日常文件、工作安排、会议纪要都及时存储在区块链，区块链信息的实时传输，使每个人都能及时获得最新信息。对链中的数据设置数据访问权限的分级控制，不同级别获取的信息量不同。通过加密算法，，使数据只能被相关人员读取，从而加强了对隐私内容的保护，提高了数据的安全性。

3.2.5监控中心模块

实时监控牢房、生产车间、食堂及监狱周边区域，紧急情况下及时报警。。对监控中心的数据进行预警研判，将事件抹去在萌芽状态。监测数据要及时打包链接。监狱内的重要通道实时记录进出人员，对禁区增加门禁。每小时打扫一次监狱，人数不齐就报警。。工作场所也应该每半小时清点一次。通过必要的监控措施，减少警力，提高监狱的安全性。

3.3智慧监狱中区块链的数据类型

智慧监狱中的区块链采用多种数据类型。，对不同的数据做不同的数据存储处理。区块链API/SDK将适应接收和格式化这些数据。核心数据和测量证书签署后，将上传存储。文件的哈希值存储在区块链中后，用户将在客户端搜索该文件。，利用IPFS网络获取目的文件凹。利用区块链的防篡改性，避免人为篡改；通过使用链上的时间戳和哈希值，可以实时跟踪数据变化的全过程，增强了数据的安全性。如图3所示。

3.4采用智能合约虚拟机分层的思想。

智能合同是区块链的生成代码，可由所有节点运行。按照设定的规则管理资产，通过多方合作消除错误风险，实现每个用户的透明操作。链上的脚本实现了区块链的可编程性和智能合约的自动执行。随着脚本机制的增强，，实现了区块链与智能合约的融合发展。链上脚本为区块链提供了一个扩展接口，任何人都可以使用脚本来实现区块链的应用。

顶层的DSL引擎将DSL翻译成Solidity，智能合约的开发语言。Solidity是一种静态语言，编译后发送到网络上可以被以太坊调用，实现web应用。中间层的可靠性语言经过安全分析工具检查后，转换成EVM指令集。EVM使开发者能够使用高级语言编译智能合约，然后使用EVM编译成字节码部署在区块链，实现智能合约的开发。底层是一个可插拔的架构。，可以直接在EVM虚拟机上运行，也可以转换后在WASM虚拟机上运行。

事先使用严格的合同和虚拟机，上线前要经过严格的审核和形式证明，之后加强运营控制和问责。

3.5隐私数据处理

由于区块链是P2P网络，通过中继转发很难推断出信息传播的方向。因为用户创建的地址是在具体交易中用来实现匿名操作的，与个人细节无关。很好地实现了数据存储的安全性。区块链的隐私分为交易隐私和身份隐私，权限的分层设计如图5所示。

数据只能披露部分信息。对于敏感数据，私钥授权用于设置隐私数据保护。。加密算法和智能合约的结合用于保护私有数据。例如，罪犯和警察的个人信息模块的信息与加密密钥一起存储在区块链中，通过数字指纹防止信息泄露。各方可以使用智能合同来改变数据访问权限网络。。拥有以下访问权限：

主控权限：对于囚犯模块，囚犯本人拥有；对于警察模块，由警察负责。

虚拟权限：只能查看密文，不能真正访问内部数据。结论

认真贯彻党的十九大精神，积极落实"科技强国，网络强国，让中国成为一个数字化、智能化的社会"，坚持"没有信息化就没有现代化"，并注重科学化、精细化、智能化的努力。创造一种新的氛围监狱警察大脑"是聪明的"感知触角"无处不在，而"智能监狱"保平安，推动区块链、云计算、大数据等先进技术在监狱工作中的深度融合发展，努力将罪犯转化为守法公民，维护社会安全稳定。

智慧监狱是未来监狱系统信息化建设的基本方向。是将智慧城市、智慧地球等理念融入监狱领域，加强智慧监狱研究探索，努力引导监狱信息化建设向更广更深方向发展的映射。它极大地推动了监狱的现代化。

本文讨论了智慧监狱存在的一些问题，探讨了利用区块链技术特性实现数据信息的不可篡改和可追溯性，包括如何在区块链存储数据和保护数据隐私。探索解决智慧监狱存在的问题。

如果能再开发区块链实际应用的成功案例，既能节约成本，又能保证运行的稳定性。接下来，我们将积极探索实用有效的区块链应用，坚持不忘初心，牢记我们的使命。