1黄博闻 2陈晓龙
1金华职业技术学院 信息工程学院 浙江省金华市 321000
2金华职业技术学院 信息工程学院 浙江省金华市 321000
摘要：本文针对目前招投标过程中所存在的一些缺陷，提出了一种基于区块链投票的招投标模型。利用智能合约、零知识Zero Knowledge实现投标过程的公开透明，降低围标串标可能性，保证过程数据可追述，同时减轻监管部门的监管压力。
关键字：区块链 招投标 零知识 智能合约 以太坊
自2008年Satoshi Nakamoto发布《Bitcoin:a peer-to-peer electronic cash system》[1]一文标志着区块链概念诞生以来，区块链技术所具有的去中心化、匿名性、不可篡改等特性得到了高度重视，甚至被认为是人类信用进化史上的第 4 个里程碑[2]。
本文针对目前招投标过程中所存在的一些缺陷，提出了一种基于区块链投票的招投标模型。利用招投标智能合约实现投标过程的公开透明，降低围标串标可能性，保证过程数据可追述，同时减轻监管部门的监管压力，并结合区块链投票原理实现评标过程的公平公正，利用零知识Zero Knowledge[3][6]证明实现招标方、评标者、投标者之间的匿名性。
一. 招投标问题分析
近年来招投标过程中依然存在许多问题。常见的陪标、围标、串标等现象层出不穷。表1对于上述提到的几种常见违法违规手段进行了分析：
表1：招投标常见违法违规现象分析表
解决表1中这几个问题的解决能在很大程度上规范招投标过程的实施。下文会具体的给出一个基于区块链投票的招投标模型来解决上述问题。
二. 基于区块链投票的招投标模型
现提出一个基于区块链投票的招投标模型（Bidding Model Based on Block Chain Voting，以下简称BBV模型），用以解决招投标过程中所遇到的问题。模型架构如下图所示：
图1 基于区块链投票的招投标模型
在BBV模型中，招标方、投标方与评标者之间均具有双向匿名性，即互相之间均没法获知详细信息但是不受The Byzantine Generals Problem[5][6]问题影响，如图2所示：
图2.招投标三方双向匿名
由于所有的投标信息均会上链，对于所有区块链内的节点来说都是公开的，所以该设计可以最大限度上保证所有招投标信息公开透明。区块链的匿名性特点也杜绝了三者之间互相暗中串通的可能性。
在BBV模型中，招投标流程如下：
招标方先公示招标信息，并在链上根据招标要求部署招标智能合约。公示期满后开放节点注册权限，想参与的投标者可注册为链上的节点，增加招标方的可选择性，使市场竞争机制得到最大程度发挥，提升中标质量。每个投标者在注册后指定的时间段内需完成填写投标信息，待指定投标时间结束后由系统将所有投标意向提交给招标智能合约。
由于在投标过程中会存在对于某些指标的定量或定性评定的区别，因而在设计中对于可量化的投标质量衡量指标，智能合约会依照定量评分标准进行自动判分；对于难以简单量化的投标质量指标，则采用投票的方式由评标人员选出最优方案。其中，为保证评标人员的专业性及公正性，系统中将有一个评审专家库，每次评标时从库中随机选择?n/2-1?个评标专家，并为选出的评标者分配一个哈希地址，此时评标专家对外开放的信息仅为自身分配到的地址，此环节中专家信息保密性、合法的评标权限可以使用Zero Knowledge Proof来保证。当所有投标方案提交给招标智能合约之后，评委对所有投标方案进行1-out-of-m形式的投票。每一票会设置相应的分数。
最终将智能合约自动化记分结果与专家投票结果进行加权平均得到每个投标方案的最终得分，分数最优者获得此次招投标的中标资格。
表2.电脑采购招标规格
在BBV模型中，整个招投标模型基于以太坊环境，由招标方在以太坊上部署招标智能合约。以政府部门采购电脑为例，招标规格如表2，智能合约架构如下：
contract Bidding{
function bid(mouse,indicator,price,cpu,mianboard, keyboard){
//此函数用于投标与否判断
}
function sort(){ //冒泡排序，择优选取结果}
struct Scheme{
address //用于保持投标者的地址
mouse
indicator
price//投标价格
cpu
mianboard
keyboard
...
bool bid //用于判断是否已投标
}
mapping（address => Scheme）Bidders //此变量用于保存各个投标者的投标信息
}
在智能合约部署完毕之后，各投票节点即可以向招投标智能合约发送交易Transaction（TX），其中包含了投标保证金以及投标方案的各项参数。每一次的投标交易都会保存在区块链上，无法篡改。
在规定投标时间完成之后，BBV系统会通知备选评标方来对各个投标方案进行匿名的投票表决。最终对智能合约对投标参数进行智能化判分以及投票过程的加分进行加权平均，得出本次招投标过程的最优方案。
三.总结与展望
该模型能够较好的解决以下四个招投标过程中的问题：
（1）规范流程。通过智能合约确保了招标公示、投标信息报送、专家评标依法依规按照既定规则进行。
（2）多方协同。基于区块链技术分布式性质打破信息孤岛，减少了多部门协作难度提高了执行效率。
（3）节约成本。在区块链公开、不可篡改、匿名性的特性下，少量人力即能起到很好的监督效果，甚至起到人力所无法代替的监管效果。
（4）信息透明。招投标全过程中发生的操作数据最终都会上链，基于区块链不可篡改可溯源的特点，可查看历史信息，便于主管和监管机构评估招投标各方的信用等级。
本文对于基于区块链投票的招投标模型进行了初步的探究，接下来将基于以太坊进行招投标应用的开发，通过测试进一步完善其中的问题，并进一步研究n-out-of-m情况下的区块链投票方案。
引用文献：
【1】Bitcoin:a peer-to-peer electronic cash system
【2】SWAN M.Blockchain: blueprint for a new economy[M]. USA: O’Reilly Media Inc, 2015.
【3】计算机密码学及其应用[M]. 国防工业出版社 , 赖溪松等著, 2001
【4】FAN J, YI L T, SHU J W. Research on the technologies of Byzantine system[J]. Journal of Software, 2013, 24(6):1346-1360
【5】REISCHUK R. A new solution for the byzantine generals problem[J].Decision Support Systems, 1985, 1(2):182.
【6】On BlockChain Technology: Overview of Bitcoin and Future Insights 2018