1、环境监测电子证据采信困难

随着监测网络的逐步覆盖、监测设备的逐步普及，电子证据在我国环境监测过程中的作用愈加突出。从效能来说，在处理电子证据基础上形成的环境监测大数据体系极大的解决了传统环境监测过程中污染监测滞后、数据交互不畅等问题。但是，环境监测电子数据衍生的信任问题仍然难以回避。

首先，环境监测活动产生的电子证据易受篡改，容易灭失，面临保留困难及采信困难的问题。任何环境监测电子证据都是基于相应的电子监测设备产生，一方面电子监测设备损坏率较高，上传的数据时效性较弱，另一方面监测数据的安全性难以保障，缺少第三方机构的监管，数据证据的公信力广受公众质疑。[2]

其次，污染企业篡改原始记录对抗监管。在生产过程中加强环境保护必然带来额外的支出，因此一些污染企业采用了弄虚作假的方法从原始数据上影响环境监测的流程。比如，一些污染企业为防止空气污染超标，会在监测仪器周围设置送风口，使得仪器无法真实记录实际污染状况；又比如一些污染企业只把监测仪器设置在安装了环保设备的生产线附近。污染企业的上述行为均会导致环境监测原始数据错误，不利于环保工作的开展。

2、污染企业跟踪监管难以落实

污染企业跟踪监管历来都是环境监测工作的难点，具体体现在污染物溯源监测及生产企业长期监管上。环境监管工作需要长期、持续的监管体系作为支撑，对于环保工作正常落实的生产企业需要持续监管，对于产生污染事件的生产企业需要在监管的同时加强溯源治理工作。[3]

从污染物溯源来看，大部分污染事件都是在损害结果发生之后，再由监管机关倒查污染物来源及相关污染企业。因此，污染物的溯源工作是确定污染企业及后续环境恢复的重要程序。在环境监测电子证据愈加普遍的今天，污染物溯源工作效率有了极大的提高，尤其在水污染治理、空气污染防治等方面具有极高效用。但是，污染物溯源工作仍然无法及时阻断生产企业违规生产的行为，事后查证也不利于环境监测工作的高效开展。

从生产企业长期监管来看，需要对中小型生产企业和大型生产企业加以区分。时至今日，大型生产企业在环境监测过程中已经逐步建立了相应的监管体系和反应机制，更有一些企业的环境数据已经与环境监测部门联网。但是，中小型生产企业环境监管的持续性、长期性仍然存在不足，一方面中小型生产企业资金有限，增设环保设备的动力不足，另一方面部分中小型生产企业缺少内部监管制度，环境监测工作难以持续开展。

3、环境整治协同治理工作不畅

现如今我国环境监管仍然是传统的中心化数据处理体系，不可否认对环境监测的数据进行统一管理可以统筹安排环保工作，但是中心化数据处理体系带来的弊端也因此产生。

首先，中心化的数据收集和数据处理体系无法进行跨平台、跨系统操作，也无法与其他系统的数据统合分析。在大数据时代，不同类型的数据经过组合分析之后产生的价值远远大于单独处理某一类型的数据。在环境监测体系中，如果仅仅对环境监测数据进行分析效用有限，只能对一定区域内的环境问题进行分析处理，只有将环境监测数据与相关的经济发展数据、人口数据等结合处理才能产生更大的经济价值。

其次，环境监测工作需要不同地域、不同层级、不同领域的机关或部门协同处理，中心化的数据体系无法在各单位间互通互信，难以满足污染防治和环境监管工作协调开展、共同治理的工作需求。现如今，我国已经在部分流域实现了不同区域间环境监管工作的协调，但是仍然不能满足环境监管工作的实际需要，更多地域间环境监测数据互通工作的开展仍然迫在眉睫。

1、区块链的基本特征

2017年5月16日中国电子技术标准化研究院联合数十家单位发布了《中国区块链技术和产业发展论坛标准》[4]，将区块链定义为“一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，实现和管理实务处理的模式。”总的来说，区块链技术具有如下显著特征：

（1）去中心化和分布式记账技术

去中心化是区块链最基础的特征，“分布式记账”是与“中心记账”相对应的一个概念，区块链改变了数据必须依托于中央处理节点的前提，通过分布式记账实现了数据的分布式记录、存储。[5]由于分布式记账技术的运用，链内每一个节点的权利和义务是均等的，每一个节点都可以保存全部加密数据的文本，所以区块链中数据的实际上与每一个节点都密切相关，不存在中心化的节点或者管理机构。

分布式记账技术的规则基于密码算法而非企业或个人的信用，不论哪一个节点的损毁或者退出都不会对整个区块链系统的运作产生影响。传统中心化模式下对中心节点进行攻击即可对整个系统造成影响的情况不会在区块链中出现，攻击者必须掌控超过51%的节点才可能获取区块链的控制权，也就是说针对单一节点的攻击是无效的。同时，由于每一个节点均可保存全部的加密数据文本，区块链内所包含的数据对所有人公开，任何参与区块链的节点都可以通过相关渠道查询到区块链内的代码资料，因此整个系统高度透明。区块链系统的运行机制也决定了新的区块想要加入到区块链中，需要经过一个51%验证机制的通过，保证了存储信息的准确性。

（2）数字加密签名机制和共识算法

数字加密签名机制在区块链中主要由两部分构成，一个是非对称性加密算法的运用，另一个是将密匙对分为公匙和私匙。非对称性加密算法在区块链中主要通过哈希散列函数来实现，哈希散列（SHA-256）是密码学里的经典技术，这种函数的原理是将输入的内容通过哈希算法计算，转换为一段由字母和数字组成的数据输出，输出数据的前导越多，解算的难度越大，且具有不可逆性。其特点在于一旦输入内容发生变化，最终转换得出的哈希值便会发生巨大的变动，这种原理决定了想要逆向推导基于哈希函数加密的数据变得极其困难，只能通过无数次的机械试数来进行推导，因此区块链内数据的安全性得到了保障。

共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制，也就是一个“验证”的过程，共识机制的运用是区块链中各个节点保持区块数据准确的基础，共识机制以技术信任和网络信任取代了对个体单独的信任，行为主体，也就是各个节点负责对每一笔交易进行查验，确保了数据的可溯源和准确性。[6]现有的主流共识算法主要围绕工作量证明机制（PoW）、权益证明机制（PoS）以及瑞波共识机制（RCP）展开。

（3）时间戳技术

时间戳技术并非区块链所独有，其在中心化模式下仍然得以运用，《最高人民法院关于互联网法院审理案件若干问题的规定》第11条不仅认可了哈希值校验、区块链存证模式的合法性，也对可信时间戳技术进行了认可。[7]通过在区块链中每个区块的块头中设置一个时间戳，一方面在证据证明中具有补强作用，另一方面也防止了中心化记账模式下多方重复记账状况的产生。在“区块链存证第一案”中，法院在区块链的法律性质和取证手段的可信度审查中均对区块链证据中时间戳的性质进行了认可，这表明在去中心化模式下时间戳技术得到了认可，可以广泛运用于区块链环境监管机制。

2、区块链技术与环境监管体系的联系

基于区块链的技术特点，环境监管部门可以利用区块链数据安全、智能合约、信息透明等特点开展污染治理和环境监测工作。[8]

从环境监测电子证据易受篡改的现实原因来看，区块链的数字加密签名机制可以显著解决污染企业篡改原始数据的问题。一旦环境监测数据转化为哈希值进入区块链中，一方面每一个节点都可以保存全部加密数据的文本，另一方面任何节点想要修改数据都会反映到所有节点中，确保了数据管理的公开透明，从而保障数据的监管便利。由于哈希值的特性，哪怕对上链数据进行微小修改都会导致最终转化的哈希值产生巨大变动，因此在监测时只需要进行哈希值校验即可快速判断环境监测数据是否经过修改。此外，由于任何攻击者想要篡改区块链内的数据均需要掌控超过51%的节点控制权，仅凭某一个生产企业的算力难以达到通过掌控如此规模的节点并修改环境监测数据的要求，生产企业在上传数据之后再想修改数据更为困难，以此保障数据的真实可靠。

从环境监测持续性监管的要求来看，区块链分布式记账技术的特征可以解决中心化监管模式下运力不足的问题，不同企业终端的监测数据实时上链后即会反映到所有节点中。任何参与监管的节点都可以通过渠道查询到区块链内的代码资料，也可以通过代码资料了解到相关监测地区的环境监测状况。相较于传统的中心化监管体制，分布式记账模式下任何节点都可以参与到环境监测的全流程监管过程中。由于各个节点之间权利义务均等，参与环境监管的单位或工作人员不再局限于旧有的监测体制，任何节点在检测到区块链中出现异常数据时均可以对链上各节点进行提示，可以显著提高环境监管工作效率。

从协同治理的现实需求来看，可以通过在监管机构、生产企业、司法机关等部门之间构建联盟链的方式提高治理效能。环境监测数据的生成、处理，乃至最终生成企业污染行为的确认和司法审判的证据保全，均是在对同一个事实和数据进行分析。由于环境监测工作事关国计民生，产生的监测数据可能反映当地工业发展状况或企业生产规模，不适合作为公开信息上传至公链之中，因此在监管部门和执法机构之间构建联盟链更为合适。通过构建联盟链，可以使环境监管部门和执法部门及时同步、查看、调用环境监测数据，为监管执法的部门协调和区域联动提供技术支持。

在探讨区块链对于监管模式的改进时，需要从外部监管和内部监管结合的视角考量，一方面要对环境监管在保障绿色发展的重要作用进行规制，另一方面又不能因为过度监管导致生产企业竞争力下降。

1、外部监管的基本要求

传统的环境监管模式历来都注重发挥外部监管的重要作用，监管机构、执法机构各司其职，在其职权范围内开展污染防治和环境监测工作。

大部制改革之后，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化生态环境保护综合行政执法改革的指导意见》，对生态环境保护的执法工作开展提出了指导意见，整合了包括国土、农业、水利、海洋等部门的污染防护、生态保护职责，组建了专门的执法队伍和执法机构。2020年末，生态环境部下发了《关于加强生态保护监管工作的意见》，设立了建立生态保护监管法律法规体系、建立全国生态监测网络等目标，要求加快构建和完善全国生态监测网络，推动资源共享和监测技术升级，并且切实加强生态保护重点领域监管。为此，生态环境部从完善制度、强化监督和综合执法三方面提出了具体要求。总的来说，外部监管在生态环境保护工作中的重要作用进一步得到重视，“加强组织领导、提升监管能力、强化组织保障、深化宣传指引、强化资金保障”均是提高政府外部监管效能的体现。

2、内部监管的潜在目标

如何通过制定合理的法律和政策使得生产企业能够形成自发的监督动力，从而配合上层规范促进污染防治和环境保护是环境监管应有的核心思路。对于区块链研究者来说，要解决的问题就是对区块链和内生型监管的关系进行辨析，为什么区块链可以促进内生型监管模式的建构？二者在权利义务分配中的共通之处在哪？也就是说，要想让区块链适用于内生型监管模式，就得在法律上预先对区块链模式下环境监管主体和生产企业的权利义务进行调整，将区块链的技术优势与监管过程的具体要求进行嫁接。

内生型监管即通过使市场主体和市场行为产生自发的监督机制来保障市场平稳运行。在对内生型监管的解构中，需要对监管主体和生产企业在环境监管中的作用给以分别考虑。对市场主体而言，内生型监管的潜在要求即市场主体之间能够产生自律型监管机制，这种自律型监管机制既可以是单向监督也可以是多方监督，但需要注意在立法过程中综合考虑诱导性自律和强制性自律的影响，着重考虑诱导性自律监管在环境监管中的主体作用。[9]对监管主体而言，内生型监管要求立法者和监管者摆脱以往管控型监管的思路，将政府的监管视为影响经济发展及环境保护的优先考虑因素，这也是公共产品供给型监管的基本思路。交易成本经济学认为市场运行和资源配置是否有效取决于交易的自由度和交易成本的高低，而交易的自由度很大程度上是由金融监管法律和政策实施模式决定的。[10]种种理论都表明内生型监管相较管控型监管更加注重考量政府监管和市场主体行为之间的关系，更加注重监管的效能对生产企业的潜在影响，更加注重调适而不是命令及控制，这也与法学学者提倡的“治”重于“管”理念相一致。

传统的外部化监管模式固然可以在环境监管过程中发挥中流砥柱的作用，但是也不能忽视政策指引及监管模式对行业内部监管的影响。区块链智能合约的使用可以保证仅有授权的职能终端产生的数据能够上链，数据从采集到上链再到分析处理的全过程都在安全且可信任的环境下完成，可以保证数据的真实有效。在此基础上，发挥行业协会及企业自查在环境监管中的作用更为有效。当企业及行业协会可以通过链内数据直观的了解到企业生产过程中的环保工作状况，一方面可以减少发现生产过程中环境问题的时间，另一方面可以在行业内部构建自查机制。通过外部化监管相关惩戒机制的配合，区块链引导下的环境监管可以从行业内部发挥其自主监管、互相监督的效能，更有利于构建环境监管的中间环节。

1、区块链生态环境监管的立法梳理

从现阶段立法来看，综合区块链及生态环境监管要求的法律法规并未制定，现有立法多集中于对区块链进行单独规制，或是对生态环境监管进行规制。

从区块链监管来看，核心法规是国家互联网信息办公室颁布的《区块链信息服务管理规定》。该部门规章规制的“区块链信息服务”是指“基于区块链技术或系统，通过互联网站、应用程序等形式向社会公众提供信息服务”，强调对于区块链服务组织者、提供者、使用者的监管。该部门规章对区块链信息服务的监管主体、备案程序、安全评估等进行了规定。

从生态保护监管来看，我国已经逐步形成以《环境保护法》为核心，以《水污染防治法》《固体废物污染环境防治法》《大气污染防治法》等法律法规为辅助的生态环境监管法律体系。在监管职能上也实现了环境卫生行政主管部门、公安机关、市场监管部门等相互配合的监管体系。

虽然时至今日并没有法律法规明确提出要将区块链与生态环境监管结合，但是已经有相关文件提出了要将区块链技术应用到生态环境监管、执法过程中。比如：《最高人民法院关于为黄河流域生态保护和高质量发展提供司法服务与保障的意见》中就明确提出“推动建立云计算和大数据应用平台，运用区块链技术，实现流域内各地方法院信息资源共享，最大限度提升审判质效。”可见，将区块链技术应用到涉及生态环境保护的司法审判中已经提上日程。

2、区块链生态环境监管平台的实际应用

山东省滨州市邹平市上线了全国首个以智慧执法为中心，以监管预防为抓手的区块链生态环境监管平台，起到了良好的示范效用。[11]

邹平市区块链生态环境监管平台以区块链、时间戳、北斗系统、数据加密等技术作为基础，构建了以生态环境保护联盟链、协同执法电子证据共享平台、生态环境监控监测平台为代表的监管体系。该体系上线以来起到了良好的监管效果，环保部门与生产企业、设备厂商等实现了链上治理，通过与公安、法院等系统衔接，实现了违法证据互联、监管标准互通、处理结果互认。该系统可以满足环境监管过程中的违法证据固定、取证及校验工作，为司法行政处罚工作或法院审判工作的高效运行提供了良好基础。

第三方平台、中小排污企业、大型企业机构及行政组织通过将监测数据、企业资质、生产设备等信息上传至协同执法电子证据共享平台（要素化电子证据池），再由该平台生成相应的存在编号导入至生态环境监控平台中。该电子证据平台与生态环境局、法院、公安、大数据中心及司法链的数据系统互联互通，共同构成生态环保联盟链。当发生环境污染事件需要提取相应证据时，智慧执法平台可以从生态环境监控平台中抓取相应的数据编号和对应的原始数据，以满足有关部门的执法需求。

截至2020年12月，邹平市区块链生态环境监管平台已实现了五部门协同共享，千余家生产企业链上共治，六千余部终端设备开展监管，存证总量已经超过一百万。根据滨州生态环境局的下一步工作安排，该区块链生态环境监管平台将与能源数据资源进一步整合，并将平台扩展升级以完善监控预警、数据质量及数据安全。

1、加强区块链与生态环境保护的规章构建

虽然《最高人民法院关于为黄河流域生态保护和高质量发展提供司法服务与保障的意见》明确提出了要在司法审判过程中发挥区块链的优势作用，但是区块链与生态环境保护的结合不能仅仅从司法审判中进行，区块链与生态环境保护的规章体系需要贯穿立法、监管、司法过程中。

从立法来看，在区块链生态环境监管体系进一步落地的前提下，需要明确区块链技术与生态环境监测、污染企业治理结合的重要作用，进一步明确新型生态环境监管体系下通过区块链构建监管体系、执法体系、存证体系的必要性和可行性。在此基础上，对区块链生态环境监管体系的构建程序、准入门槛、人员编制组成、违法惩戒机制进行系统性规定。与此同时，需要进一步明确生产企业与监管机关、执法机关、司法机关在环境监测数据、污染治理数据的统一标准，畅通监管上下游环节，最终在区块链技术的引领下构建更加高效、更加智能的环境监管体系。

从监管来看，需要构建数据监测与执法的中间环节，加强生产企业与执法机关的联动。一方面，需要明确何种类型的生产企业需要加入到生态环境监管的联盟链中，以及何种类型的生产线需要安装相应的可信化终端监测设备；另一方面，需要赋予联盟链中各级监管机关、执法机关在分析数据、处理数据乃至根据数据作出反应的权限。在保障监测数据与执法机关同步的基础上，合理分配各单位、各地方的监管职能和执法权限。

从司法来看，正如《最高人民法院关于为黄河流域生态保护和高质量发展提供司法服务与保障的意见》所说，需要推进区块链资源共享在司法审判中的重要作用。各级司法机关需要构建协同执法证据共享平台，在各级法院分设区块链节点，实现监测数据全面、及时的反映到法官面前。此外，加强区块链存证体系建设也是生态环境监管司法审判工作的重要环节，只有将区块链的固证功能、智能校验功能与司法审判数据库紧密结合，才能保障法院获取的环境监测数据准确、安全、可靠。

2、构建完善的区块链环境监管机制

区块链生态环境监管机制的构建是一项系统性工程，在现有的电子认证系统、时间戳系统、公匙私匙系统基础上，笔者认为应当从数据收集层面、数据处理及服务层面、管理及应用层面综合考虑。

在数据收集层面，不仅应当收集生产企业的相关数据，还应当收集设备厂商、环保供应商、第三方平台及监控平台的数据。在对相关主体进行实名认证的基础上，框定各个主体产生的监测数据、监控资料、历史惩处信息等，并将上述数据转化为哈希值上链形成原始数据。扩大数据来源一方面有利于数据分析的全面性和连续性，另一方面可以辅助后期污染物溯源工作的开展。同时，加强数据上链工作可以防止生产企业篡改原始环境监测数据，即使存在篡改数据的情况也便于追溯。

在数据处理及服务层面，生态环境保护需要构建更加系统的监管体系。从基底来说，区块链生态环境监管需要相应的共识机制、数字签名机制、智能合约机制、数据加密机制、北斗系统配合作为系统运转的技术支持。细化来看，环境监测的智能终端需要相应的硬件服务配合，包括设备认证及加密服务、定位及主体识别服务等；数据收集及上链工作需要相应的节点监控及数据校验机制，也需要提供相应的数据查询校验服务；在节点管理和存证处理上，需要构建相应的节点管理及存证管理系统，同时需要提供相应的智能校验及对比服务。[12]此外，数据上传主体的验证机制也是不可或缺。

在管理及应用层面，区块链生态环境监管体系需要进一步加强同有关单位的数据沟通，并且为后续工作的开展留有余地。具体而言，包括行政执法取证、司法证据调取、电子证据存储及共享、大数据分析及处理在内的后续工作均需要嵌入到区块链环境监管体系内。

3、拓展使用场景并完善使用规范

随着5G网络在商业领域的进一步普及，区块链技术有了更大的发展空间。生产企业内外的可信化终端监测设备上传的数据及时、准确的上链需要区块链与大数据、人工智能、物联网等新型技术相互结合、相互补充。在灵活运用各项新型技术的情况下，保证监测数据、监控视频等及时、准确的上链固定并同步至各个节点过程中，保证链上数据同步的准确性与即时性，进一步加强非现场执法的质量与效率。同时，利用区块链生态监测的数据还可以与其他联盟链进行比较，在圈定单位区域内多种经济数据的情况下，通过多种数据间的综合分析，更大程度的发挥数据价值。

与此同时，区块链作为一种线上线下的新型技术，同样需要注意隐私保护、商业秘密保护和数据收集规范的问题。从隐私保护和商业秘密保护来说，需要明确不同类型生产企业安装可信化监测终端的要求和登记，规范联盟链成员对特定生产企业数据的权利义务，以免侵犯生产企业的合法权益。在数据层面，需要明确电子证据上传、采集、上链的规范程序，以防中间环节操作不当导致的数据毁损或变更，从而保证数据收集的规范性和安全性。

传统环境监管模式无法解决实际监管、执法过程中证据采信困难、跟踪监管匮乏、协同治理受阻等问题，区块链技术基于其数据安全、数据同步、存证准确等优势可与环境监管工作深度配合。在强调区块链技术落地应用的3.0时代，环境监管工作与区块链等先进技术的融合不仅需要在环境监管部门、执法部门、生产企业间构建完善的联盟链，还需要进一步完善链内各主体收集分析数据、使用存储数据的程序和权限，更需要尝试拓展环境监管联盟链数据的应用空间，从而促使环境监管体系向智能化方向发展。

[1] 《区块链生态环境监管白皮书》发布.https://mp.weixin.qq.com/s/iB6pPj3cGzdHRmTo5k7GTQ

[2] 方印,徐鹏飞.大数据时代的中国环境法治问题研究[J].中国地质大学学报(社会科学版),2016,16(01):66-80.

[3] 陈海嵩.我国环境监管转型的制度逻辑——以环境法实施为中心的考察[J].法商研究,2019,36(05):3-13.

[4] 中国区块链技术和产业发展论坛标准发布.https://mp.weixin.qq.com/s/_3BHuWEhBVyiamha7Nzs0g

[5] 凯文·沃巴赫,林少伟.信任,但需要验证:论区块链为何需要法律[J].东方法学,2018(04):83-115.

[6] 郭少飞.区块链智能合约的合同法分析[J].东方法学,2019(03):4-17.

[7] 陈吉栋.智能合约的法律构造[J].东方法学,2019(03):18-29.

[8] 张毅,王宇华,王启飞.“互联网+”环境下的智慧监管模式[J].上海行政学院学报,2020,21(02):18-27.

[9] 郭薇. 政府监管与行业自律[D].南开大学,2010.

[10] 凌斌.法律的性质:一个法律经济学视角[J].政法论坛,2013,31(05):3-15.

[11] 滨州市生态环境局邹平分局上线全国首个区块链生态环境监管平台.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1686765981148991108&wfr=spider&for=pc

[12]徐莹莹. 智慧监管让生态环境执法如虎添翼[N]. 中国环境报,2021-03-04(008).