1 概述
2019年10月24日，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习，习近平总书记在主持学习时强调“区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用”“把区块链作为核心技术自主创新重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展”。2020年9月，第38届中国国际体育用品博览会开启了智慧体育“新基建”的序幕，以“体育链票通”“基于区块链的智慧场馆”“云展链销”等区块链赋能智慧体育为代表的新技术应用，不断助推我国智慧体育产业升级。随着人工智能技术的不断发展和应用[1]，区块链赋能智慧体育已大势所趋。本文承蒙河南省2022年科技攻关计划项目资助，围绕数字经济应用，提出一个基于区块链的体育产业信用模型（Block chain- based Credit Model for Sports Industry, 以下简称“BCMSI”）。
2 现状分析
在数字经济开始风靡的大背景下，体育产业回归振兴实体经济的正确途径便是投身到数字化的浪潮中，以数字化为切入点来寻找赋能体育实体的新方法和新途径。区块链的开放、自治、匿名、安全、可靠、去中心化等优良特性，已在万物互联、技术融合、风险防范、信用报告等方面的研究成果中被报道。周强、杨双燕等人研究了区块链技术在体育产业中的应用逻辑和风险规避方法[2]。牟粼琳、孙笑等人基于上海角马私教APP，探讨了区块链技术赋能体育健身产业的作用[3]。林燕如从治理逻辑、风险演化和防控路径方面，研究了区块链对体育产业的技术赋能[4]。杨柳[5]、崔九九[6]、黄现[7]分别对基于区块链的医疗领域、中国税收、共享住宿等信用体系的的构建方法进行了研究。
从应用层面看，区块链技术作为一项新生的信息技术，2020年至今在体育产业领域的应用也开始受到关注。譬如俱乐部和球队可基于区块链NFT（Non-Fungible Token，非同质化代币）和加密货币支付队员工资或转会费，发行数字藏品等。基于区块链的去中心化、不可篡改、多方见证等特点，可帮体育产业中的资源转化为数字资产并在链上流转交易，并解决困扰体育产业发展的难题。
3  BCMSI构建
3.1 模型框架
在本文中，作者结合大健康背景下中国体育产业领域的现实状况，基于区块链的去中心化、可溯源、抗抵赖、不可篡改、安全性好等特点，将体育商家、体育场馆、产业协会、监管部门及运动员、教练员及俱乐部、球队等体育产业相关的企业和群体都纳入“联盟链”进行管理，基于IPFS（Inter Planetary File System，星际文件系统）构建体育产业区块联盟链，借助区块链Token和BID（Block-chain Identifi

表1  BCMSI区块的结构信息表
字段 大小 说明
Magic 4字节 魔法数，可为常数0xD9B4BEF9
Blocksize 4字节 用字节表示的区块大小
Blockheader 80字节 组成区块头的几个字段
Transaction Counter 1-9字节
（可变） 交易计数器，用于记录交易的数量
Transactions 可变 记录在区块里的交易信息
表2  BCMSI区块头的结构信息表
字段 大小 说明
Version 4字节 区块链版本号，表示本区块遵守的验证规则
HashPrevBlock 32字节 前一区块的256位Hash值
Merkle 32字节 该区块中交易的Merkle树根的哈希值
Time 4字节 从1970-01-01 00:00 UTC开始到现在，以秒为单位的当前时间戳
难度 4字节 该区块工作量证明算法的难度目标
Nonce 4字节 从0开始的32位随机数，为了找到满足难度目标所设定的随机数

cation，区块链电子身份），构建的BCMSI模型架构如图1所示。

图1  基于区块链的体育产业信用模型架构
3.2 模型描述
按照联盟链的相关理论，为了表述方便，本文提出的BCMSI模型结构分为四层，从低到高以依次为区块链存储层、区块链运行层（包含数据、网络、共识）、激励层（Token）和应用层。
3.2.1 BCMSI存储层
BCMSI模型的存储层是主要用于存储体育产业的交易日志和交易内容，并采用基于分布式存储方法来完成整个系统的数据存储和分布式管理，分布式存储层采用IPFS文件系统，IPFS文件系统是内容可寻址、版本化、支持点对点超媒体文件的分布式存储、传输协议，用于方便体育产业区块链中的用户操作。
在存储设计层面，BCMSI存储层中的交易日志可基于LogBack存储，交易内容可基于SQLite进行存储，并基于JPA进行读写；而交易的上链元数据可用Rocks DB或Level DB存储。
3.2.2 BCMSI运行层
BCMSI运行层是该信任模型的核心。在层次上，对应与联盟链层次模型中的数据层、网络层、共识层；在功能上，主要包括智能合约、体育数字资产、体育信息数据库、控制组件等。
BCMSI运行层的数据子层由存储体育产业信息的若干“区块”链接而成，区块由区块头和区块体组成，区块和区块头的结构信息表分别如表1和表2所示。
BCMSI中的交易数据信息保存在Merkle树中，交易内容采用PKI方式加密处理。体育商家、场馆、体协、运动/教练员、俱乐部/球队等相关方，均拥有各自的公、私钥，用于有效管理数据并保障数据安全。BCMSI运行层中的网络子层为共识达成和数据通信提供底层支撑，共识子层的实现算法是PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance，拜占庭共识算法）。
在具体设计方面，BCMSI区块链的每个节点可代表体育商家、场馆、体协、运动/教练员或俱乐部/球队，都能够发送、接收与体育交易相关的信息。也就是说，这些节点既是客户端又是服务端。基于此，可基于Web Socket设计，并用原生方式建立长连接，也可基于长连接的第三方工具包设计实现。
3.2.3 BCMSI激励层
鉴于BCMSI联盟链用户涉及体育局、体育场馆、体育用品商家、体育协会、运动员、教练员、俱乐部、球队等，为了激励相关各方，引入公有链的激励机制。该层通过颁发、流动Token，锚定体育产业交易事件，并以数字信用积分形式进行平台激励和权限控制等；此外，BCMSI通过智能合约，连通所有不同机构发行的积分，实现积分与积分之间的自由交易、兑换，Token系统作为维持区块链体育产业平台运行的核心支付和激励工具，在提高现有区块链体育产业支付效率、降低支付成本，完善在线体育产业服务体系方面优势显著。
3.2.4 BCMSI应用层
BCMSI应用层涉及体育局（文体局）、运动员、教练员、体育场馆、体育协会、体育用品商家，以及游客端及其征信应用等，重点面向体育产业领域应用，提供业务处理、智能合约的查询和应用等，这些用户的验证、服务（交易）都基于区块链电子身份BID进行设计和实现，并绑定用户和服务完成线下体育产业相关的事件/行为在BCMSI区块链上的数字映射。
3.3 模型分析
BCMSI以数字经济背景下的体育产业应用为例，从区块链技术和体育业务的现实特征出发，以技术与业务融合为切入点，在不改变现有体育框架和市场运行规则前提下，构建了更智能、更安全、更可信、更便利的体育产业信任模型。
在BCMSI中，采用的256位的哈希算法可确保只要链上信息发生细微变化，Hash值就会完全变化；PBFT机制能防止信息被篡改；区块头的Time时间戳可证实“某特定时间的某个事件的真实性”，在解决双重支付问题的同时，确保体育产业的资金流向和交易安全；BCMSI的数据分布式记录和存储可使所有节点各自保存数据且实现参与者集体维护，生成一套按照时间先后顺序记录、不可篡改的可信的加密数据库，即便部分节点受损也不会影响整个数据库的完整性和信息更新，实现共同公证，降低信用风险。
可以看出，BCMSI实质上是通过数学方法解决体育产业的信任问题，规则都以算法程序的形式事先表述，体育产业参与方只需信任共同的算法即可建立互信，达成共识，不用借助第三方进行交易背书。
4  BCMSI实证——交易服务
在过往的体育竞赛表演、专业体育培训、体育赛事赞助、体育赛事版权交易、互联网体育服务、体育旅游等体育服务贸易交易过程，鉴于传统的非数字化、数字化管理方法追踪溯源困难、违约成本较低、难以联动惩治等原因，致使体育赞助商（企业）不重视社会信用、企业内部信息造假，甚至出现体育健身场馆经营困难、老板卷款跑路等问题。基于此，为了实证BCMSI的可行性，我们以体育服务贸易交易为例进行实证。
在BCMSI实证过程中，我们假设体育服务贸易交易涉及主体主要包括两类，一类是体育服务贸易消费者，另一类是体育服务贸易提供者（以下简称“供应商”），服务内容可以是体育竞赛表演、专业体育培训、体育旅游，消费者和供应商基于区块联盟链电子智能合约的体育服务交易流程如图2所示。

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