區塊鏈技術在視頻偵查中的應用

徐東一

（中國人民公安大學偵查學院，北京 100038）

0 引言

作為靜態圖像的新發展，視頻偵查以其對于案件線索以及事實的客觀直接反映，使得眾多犯罪分子無處遁形，已經成為案件偵破過程中的有力保障，視頻偵查已成為新的破案增長點，并且已經成長發展為繼刑事技術、行動技術與網偵技術后，在偵查破案中起關鍵作用的第四大技術支撐。視頻監控客觀詳實、能夠反復使用，并且信息拓展性強，這些顯著特點使其在偵查破案中扮演著不可替代的角色，在長時間的應用過程中，各地公安機關還相繼成立了專門的圖偵、視偵專業隊伍，助力案件的偵破工作與視頻偵查技術的良性發展。

視頻偵查包含視頻監控資料從采集、儲存、傳輸、共享等前端支撐層面，到包括分析、檢驗、識別等技術在內的后端應用層面全過程，在公安一線實戰部門，對于視頻監控資料的分析、檢驗和識別等技戰法豐富且運用成熟，但對于視頻監控資料的采集、儲存和傳輸等先期基礎工作重視程度相對不足，不能很好地保證視頻監控資料的完整性、原始性和客觀真實性。與此同時，視頻偵查往往只為案件的偵破工作提供線索，當與案件相關的視頻監控資料作為證據使用時，由于其自身易于修改的屬性，其相較于傳統物證書證的真實性受到普遍的質疑。

而區塊鏈技術在數據的采集、儲存、傳輸以及確保數據的真實完整性方面有著得天獨厚的優勢，分布式的儲存方式為視頻監控資料的存儲提供了新的思路，與此同時基于哈希函數建立的數據不可篡改性保證了數據傳輸以及用作證據時的真實可靠，因此視頻偵查中存在的諸多問題，區塊鏈技術可以提供滿意的解決方案。

因此，區塊鏈技術在與視頻偵查的結合中需要解決的關鍵問題、如何依靠區塊鏈技術解決視頻偵查存在的問題，確保視頻監控資料在采集儲存和傳輸等過程中保持真實完整來保證其在用作證據時的真實可靠性，以及結合后可能的應用前景將是本文探究的重點。

1 區塊鏈技術概述

1.1 區塊鏈技術簡介

中本聰在2008 年全球金融危機中發表了一篇名為《比特幣：一種點對點式的電子現金系統》（Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的論文，標志著區塊鏈技術以及其第一個實際應用正式誕生[1]。區塊鏈技術，是分布式的數據儲存、點對點傳輸、共識機制與加密算法等先進計算機技術的創新型應用模式。鑒于區塊鏈技術是建立在分布式賬本、非對稱加密、共識機制與智能合約之上的，因此其具有獨特的去中心化、充分的開放性、鮮明的獨立性、可靠的安全性與絕對的匿名性特點[2-4]。區塊鏈技術不同于傳統信息儲存模式，需要依賴于一個或數個中心化集中地儲存節點，并不存在一個額外的第三方管理機構和硬件設施，不存在中心管制，全部的信息分布式的存儲于整個區塊鏈網絡中的每一個節點之中，各個節點之間可以實現信息完全的自主驗證、管理和傳遞，因此去中心化才是區塊鏈技術最能夠區別于其他技術的特征，如圖1。除此之外，由于存在大量的自由節點且整個區塊鏈網絡的算力極大，因此如果不能掌握51%以上的節點1若想要對區塊鏈中某條信息進行更改，必須要實現“51%攻擊”。在普通區塊鏈中，在想要更改某條信息時，需要準備好另一條從更改區塊起至最后區塊長度長于現有的更改區塊后長度的鏈條，在準備這條新鏈時，需要以一己之力完成超越全部算力半數以上的工作量，如果完成這一“壯舉”，由于存在最長鏈原則，那么原有的更改區塊之后鏈條無效，同時偽造鏈條得到承認。在現有的算力條件下，想要實現“51%攻擊”幾乎不可能。這也是量子計算機未普及前區塊鏈技術安全的原因。，將不可能對其中的數據進行更改，再配合基于哈希函數等數學算法的運用，信息的真實性、原始性以及完整應能夠得到保證，即使存在理論上被攻破的可能性，由于需要極其龐大的算力，這種可能性也僅僅存在于理論層面，在更高量級計算機得以應用之前，區塊鏈技術的安全性可以得到保證2華為創始人任正非提出如下觀點：“區塊鏈技術在量子計算面前一文不值?！眳^塊鏈技術得以保證安全可靠均得益于需要龐大算力才可以破解的加密公式與共識機制，在計算機算力沒有實現質的飛躍之前，依靠目前全世界計算機的算力幾乎不可能完成對任一區塊鏈網絡的破解。下一步計算機的發展趨勢為量子計算機，若量子計算機發展成熟，依靠其龐大算力可以輕松破解區塊鏈技術的技術屏障，到那時區塊鏈技術需要有更新的發展才可以適應新的算力水準。但是量子計算機的發展還需要很長的一段時間，在這一段時間內，區塊鏈技術的安全可靠性還是可以得到保證的。。

圖1 分布式節點

1.2 區塊鏈技術應用前景

基于區塊鏈技術的廣闊應用前景，國家也出臺了一系列大力支持區塊鏈技術發展的政策。國務院于2016 年印發了《“十三五”國家信息化規劃》，并將區塊鏈技術列為戰略性前沿技術[5]；2018 年6 月，工信部印發了《工業互聯網發展行動計劃（2018-2020 年）》，鼓勵區塊鏈技術等新興前沿技術方式在工業互聯網中的有益應用研究與積極探索[6]；中共中央政治局也與于2019年10 月24 日下午針對區塊鏈技術的發展現狀和趨勢，進行了第十八次集體學習，學習中強調要把區塊鏈技術作為核心技術的自主創新重要突破口，明確主攻方向，加大資源投入力度，著力攻克一大批關鍵核心層面技術，加快推動區塊鏈技術和相關產業創新發展[7]。區塊鏈技術已經上升到國家戰略層面，將為國計民生帶來極大的益處。目前區塊鏈技術在國內的應用主要集中在金融領域，這主要是基于金融領域與區塊鏈技術之間“天然”的緊密關系，在其他領域的應用場景也在探索與應用當中。2018 年，全國首例利用區塊鏈技術儲存證據的案件在杭州互聯網法院一審宣判，法院支持了原告采用區塊鏈存證的方式，并認定了對應的侵權事實3中國法院網.https:∕∕www.chinacourt.org∕article∕detail∕2018∕06∕id∕3374517.shtml，2018，2019 年，浙江省紹興市上虞區人民法院對一起借助區塊鏈加密技術保存證據的刑事案件進行了宣判，這是全國首例成功審結的利用區塊鏈技術保存證據的刑事案件4中國法院網.https:∕∕www.chinacourt.org∕article∕detail∕2019∕11∕id∕4602462.shtml，2019。基于以上判決事實，區塊鏈技術對于法庭證據保存的能力，以及區塊鏈技術在司法領域得以應用的可能性，已經得到確認。

因此，基于區塊鏈技術明顯的自身技術優勢，結合國家層面的政策支持，以及司法領域的實際應用案例作為證明，區塊鏈技術可以與視頻偵查融合發展，使視頻偵查發揮出更大的效能。

2 視頻偵查的應用短板

2.1 重戰法應用，輕基礎建設

當前的視頻偵查工作多圍繞如何更好利用視頻監控資料的內容展開，畢竟視頻監控資料的內容才會為案件的偵破工作提供最大的支持，因此，與監控資料內容的利用相關的諸如圖像增強技術、人臉識別技術、車輛識別技術等得到了充分地發展，為案件的偵破工作提供了極大的幫助。

即使視頻偵查工作取得了一定的成就，但是輕視視頻偵查基礎設施建設的問題依然嚴峻[8]，主要表現在以下三個方面。首先，視頻監控探頭的安裝使用，以及視頻監控資料的傳輸儲存規范性和標準性低[9-11]。目前現存的監控探頭主要可分為三類：一類公安監控探頭、二類社會單位監控探頭和三類社會零散監控探頭，如圖2。其中一類監控探頭為公安機關投資建設，有統一的安裝使用標準，且全部聯網，有集中統一的儲存服務器，一定行政區域內可完全自由共享；二類監控探頭由政府、銀行、醫院、學校等社會部門投資安裝，各部門安裝使用儲存標準不一，僅有部分監控探頭能夠聯網；三類監控探頭由私人出資安裝，無統一安裝使用儲存規范，完全不能聯網。這樣的基礎設施建設現狀下，公共路面不能實現監控探頭科學布置全面覆蓋，并且相當數量的二類和三類探頭由于維護不及時而不能使用，直接導致視頻監控資料的清晰度、格式、儲存條件等不一致，以至于在資料調取和視頻利用方面存在困難[12]。其次，視頻監控資料的存儲管理較為粗放。一類監控探頭與部分二類監控探頭采集的視頻監控資料可以做到集中統一儲存，但是大部分二類監控探頭與全部三類監控探頭采集的視頻監控資料只能由監控探頭使用方自行儲存，儲存格式、清晰度與保存時間無統一標準[13-14]。最后，非集中儲存視頻監控資料的調取規范性不高[15]。對于儲存于監控探頭使用方的視頻監控資料，多由視頻偵查人員單獨提取，其提取過程是否合規、提取到的與最終用于研判分析的視頻監控資料是否一致完整，不能完全保證，這也在相當程度上影響了其作為證據時的力度。

2.2 多作為線索，少用作證據[1166-1177]

視頻監控資料屬于《刑事訴訟法》中規定的視聽資料，理論上其可以作為證據使用，但是在現實中真正作為證據還需要滿足一些條件。首先是取得視頻監控資料的過程是否合法，包括視頻資料錄制合法和取得合法，前者主要指不得侵犯他人隱私，后者主要指取得視頻監控資料時程序合法，否則就屬于違反法律禁止性規定取得的證據，不能作為訴訟證據使用；其次是視頻監控資料沒有被剪輯、剪接或者進行偽造，前后需要緊密連接，內容也沒有被篡改，具有充分的客觀連貫性和真實性；最后是監控資料與待證事實有關聯，且被告人對于視頻監控內容無反駁意見或反駁理由不成立[18]。在現實辦案過程中，首先大量視頻監控資料由于覆蓋范圍、規格與清晰度不規范，其清晰度與反映內容相對模糊，僅僅可以作為偵查線索使用，若作為證據則證明力不足；其次是所獲得的視頻監控資料從提取到研判再到提交作證，這一過程中視頻監控資料能否還能保證原始、真實，以及如何證明其原始真實，都影響到其作為證據時的證明力。

圖2 監控探頭類型

2.3 多資源孤島，共享能力弱

信息共享能力弱普遍存在，視頻偵查領域同樣未能逃脫。以一類公安監控探頭為例，受制于視頻監控基礎設施建設水平，以行政區為劃分標準，不同地區的視頻監控資料共享不能得到完善的解決，各地采集到的信息僅供本地區自由調取，但是同樣也無法獲取其他地區的視頻監控資料。雖然各地都在大力發展新型偵查手段，獲取的信息量今非昔比，但忽視信息共享能力的同步提升，只能在客觀上形成“資源孤島”林立的局面，這明顯與建設的初衷相違背。

3 區塊鏈技術在視頻偵查中應用需要解決的關鍵問題

3.1 存儲以及加密傳輸

現有的一類公安監控探頭所采集的視頻監控資料采用中心儲存的方式，即一定范圍之內的公安自建探頭采集到的視頻信息會集中上傳并保存在一個或數個存儲服務器中，這樣做可以保證視頻信息儲存的規范性，能在一定程度上保證儲存信息的安全并降低保存成本，但是中心化的儲存方式存在不可回避的弊端，即儲存中心一旦失效，所儲存信息將不可訪問甚至全部丟失，若遭到網絡攻擊，所儲存信息的完整性與原始性也無法得到保證。視頻偵查領域面臨的問題其實早已在金融領域出現，為解決這一相同問題，分布式賬本得以誕生，即不存在一個中心儲存節點，全部的信息均分布式的儲存于整個網絡中的每一個節點，整個儲存過程是去中心化的。在下一步建設過程中，首先應當包含一類、二類和三類監控探頭，其次應當建立一套共享機制，即任何一個監控探頭每采集到一定時常、一定大小的視頻監控資料時，會自動向整個視頻監控網絡廣播并發送此信息，其他剩余節點在收到此信息后，會將此信息記錄在其儲存服務器中，這樣，任何一個監控探頭產生的信息會被全網記錄下來，而不用擔心單一節點信息丟失的情況。與此同時，由于全網任一節點都會接收到來自于其他任一節點廣播并發送的信息，因此任一節點可以非常方便的調取到其他任一節點監控探頭記錄的視頻監控資料。

為保證信息傳輸過程中的信息安全，同時也是為了保證信息的源頭可靠性，信息由任一節點發出時，需要對發出信息節點的身份進行驗證，同時也是對傳輸信息進行加密。這一過程需要依靠非對稱加密技術5常用的加密的方式有兩種，即對稱加密和非對稱加密。顧名思義，在對稱加密中，信息傳遞雙方手中的用來加密信息與解密信息的秘鑰是一致的，雙方可以通過秘鑰推算得知另一方的信息，而在非對稱加密中，信息傳遞雙方手中的秘鑰不同，信息發送者一方的是秘鑰，信息接受者一方的是公鑰。秘鑰為信息發送者獨有，公鑰則公開，且僅僅能夠驗證加密信息是否為正確的信息發送者發出。由于公鑰實際上沒有解密信息，因此有的觀點認為，既然不能解密，那么私鑰有何來加密？則非對稱加密技術應該稱為驗證技術而不是加密技術。進行。任一節點在向全網發出信息之前，需要使用該節點的“私鑰”對信息加密，形成一個字符串，然后節點將信息原件、利用私鑰加密后得到的字符串、和驗證信息所使用的、與“私鑰”唯一對應的“公鑰”，一并“打包”成“信息包裹”向整個視頻監控網絡廣播并發送。在其他節點收到“信息包裹”，會利用其中的“公鑰”來計算信息原件，看是否與字符串相等，如果相等，則證明該“信息包裹”確為此節點發出，且發出時文件完整無誤，此時其中信息會被記錄下來；如果不相等，則此“信息包裹”會被拒收，也就不會將其中信息記錄下來。通過加密傳輸，可以保證任一節點產生的視頻監控資料的原始性與真實性。

3.2 構建共識機制

在各個節點記錄信息過程中，受到網絡傳輸速率的影響，各個節點收到來自其他節點的信息順序不同，各個節點的記錄順序也不同，這樣任何一個節點所記錄信息的格式都不同，如果各個節點的記錄是無序的，在將來調取信息時也會是無序的，因此信息記錄的統一至關重要。為保證各個節點儲存信息完全相同，中本聰為比特幣交易信息記錄引入了工作量證明機制即PoW（Proof of Work）6工作量證明機制，即PoW（Proof of Work）是目前比特幣等虛擬貨幣交易中廣泛使用的一種共識機制。通俗來講，區塊鏈技術中引入共識機制就是為了解決各節點記錄“賬本”的不一致問題，實現區塊鏈網絡中全部節點所使用的賬本是一致的。中本聰為比特幣打造的爭奪記賬權的方式為算題，即采用窮舉的方式，最終找到符合答案的解。由于這一過程需要龐大的算力，因此稱作工作量證明機制。，但此共識機制需要全部節點投入龐大的算力，在公安機關應用此共識機制顯然不符合追求效率的初衷。適合公安機關視頻偵查的共識機制可以結合公安機關的特點進行構建?？梢越⒁惶纂S機抽取系統，視各節點產生信息量的多少，每間隔一定時間，系統會隨機抽取一個辦案單位作為此階段信息的打包記錄節點，打包記錄后再將信息發送給其他節點，此階段信息記錄以此為準。每個階段可用于打包的信息是有限的，各節點的計算能力足夠應對，每個階段信息打包記錄好后，會與前一階段產生的信息相互連接形成鏈，每個階段產生的信息便是視頻偵查技術中的視頻監控資料區塊，各區塊前后相連即形成了視頻監控資料區塊鏈。

3.3 提升證據的證明力

從技術層面提升視頻監控資料作為證據時的證明力，需要從提升其原始性與不可篡改性入手。

對于原始性，需要在視頻監控資料采集的源頭就進行加密，此內容在前面如何加密傳輸中簡要提及過，這一過程中所依靠的是以SHA256 代表的哈希函數[19]。SHA256 函數的特點是，無論加密前原始信息有多少，經過SHA256 計算后，都將轉化為一串有256 個字符的二進制數，即該運算的哈希值，并且如果原始信息有絲毫改動，所得出的哈希值與原哈希值之間會有天壤之別，這樣就可以保證視頻監控資料的前后一致性，在提交法庭作為證據時，只需要核驗提交證據的哈希值是否與原始哈希值一致即可。

對于不可篡改性，依舊依靠SHA256。每條信息所在的區塊會將信息計算哈希值，并且下一區塊計算哈希值時會包括前一區塊產生的哈希值，因此對任何信息進行的任何篡改，都會使其后若干區塊的哈希值發生變化，如圖3。由于區塊鏈技術遵循最長鏈原則7這是為了保證區塊與區塊的銜接不出現“分叉”的現象而設計的，即在普通區塊鏈中，當有兩個區塊同時生成時，后生成區塊會自由選擇鏈接到哪一個區塊，如果某個時刻其中某一條分支比另一條分支多一個區塊，則另一條分支上的所有區塊無效，已打包的信息將被打散重新進行打包。，若篡改的信息能夠得到認可，則需要其后產生的區塊全部鏈接到修改后的區塊上，那么在實際操作中，就需要此被篡改區塊后全部負責打包信息生成區塊的辦案單位來配合才能完成，并且在前面對于公安機關特殊共識機制的表述中已經說到，每一個負責打包信息生成區塊的辦案單位都是隨機抽取的，事先不可能知曉。

SHA256 函數的運用可以提升視頻監控資料的原始性與不可篡改性，從而極大地提升用作證據時的證明力。

4 具體應用前景

4.1 證據保存

區塊鏈技術具有保存證據的技術優勢與可行性8《最高人民法院關于互聯網法院審理案件若干問題的規定》第十一條明確了電子證據真實性的認定規則，在認定得方式上，引導并鼓勵案件當事人通過諸如電子簽名技術、可信任時間戳、哈希函數值的驗證、區塊鏈技術等新型手段，以及通過電子存證取證平臺等對案件證據進行及時的固定、留存、收集以及提取，彌補僅僅依靠公證程序來認定電子證據時的不足之處，從而提升電子數據的證據證明力。《區塊鏈司法存證應用白皮書》顯示，依靠電子數據來存證是潛在的區塊鏈技術的重要應用領域。區塊鏈技術具有全程防止篡改、事中可留痕、事后可審計、安全防護性高等特點，有利于進一步提升電子證據的真實性與可信度。區塊鏈技術與電子數據存證相結合，能夠降低電子數據的存證成本，并且為證據認定提供便利。。可以用于保存的證據可分為兩類，第一類為視頻監控資料區塊鏈中的視頻監控資料，第二類為除此之外的各類型證據9《中華人民共和國刑事訴訟法》第五十條關于證據的規定，筆者認為，這里的“各類型證據”為其他可以方便的轉化為電子數據的證據，如可拍照的物證、書證，還有能夠以電子數據形式儲存的證人證言、被害人陳述、犯罪嫌疑人被告人供述和辯解、鑒定意見、勘驗檢查辨認偵查實驗等筆錄。。對于第一類，證據來自于保存于區塊鏈之中的信息，因此無需擔心此類證據，視頻監控資料區塊鏈的正常運行就已經能夠保證儲存于此證據的安全。但對于第二類證據的保存則需要重新建立新的證據保存區塊鏈系統，基本建設思路與視頻監控資料區塊鏈基本一致，依舊以辦案單位為基本節點，對于收集到的各類型證據都可適當轉化為可以被儲存的電子證據形式，儲存于其中[20]。

圖3 區塊鏈防篡改機制

從更加長遠的視角來看，區塊鏈技術可以推進建立更加安全完善的證據保存系統，為每一項證據都建立電子檔案，涵蓋從證據的發現提取、儲存、移交等全過程，從技術層面保證各類證據的原始性、客觀性與證明力，甚至可將區塊鏈技術作為所儲存證據的“免檢標志”，即凡是利用區塊鏈系統保存的證據都可以有理由排除任何質疑10筆者認為，對于利用區塊鏈技術保存證據的儲存過程可以排除任何質疑，但是對于證據源頭可靠性的質疑還是需要認真對待。。

4.2 源頭追責

區塊鏈技術可以保證儲存于內部的各類信息從采集、儲存再到應用全過程的安全與不可篡改。但是對于非自動化采集，可認為干預的信息采集節點，證據的原始真實性值得推敲。對于可能存在源頭錯誤的證據，應當進行檢驗，若證明證據存在真實性方面的漏洞，那么證據的采集保存辦案單位就需要對此負責，并對相應責任進行問責。傳統證據保存形式中，證據的原始性與真實性在全過程中都面臨著風險，在倒查責任人時往往不能準確定位，而區塊鏈技術的運用則可以指出需要對問題證據負責的確定責任人，避免出現追責不明、責任不清的情況。與此同時，由于區塊鏈技術絕不會“縱容”與“包庇”任何問題證據的存在，因此任何負責證據收集與上傳的偵查人員都需要做到嚴謹細致以保證每一條上傳的證據都是經得起考驗與推敲的，這在無形之中形成了對偵查人員的監督。

4.3 監督公安機關辦案過程

區塊鏈技術的記錄功能在監督公安機關辦案中也有獨特的作用。首先，在公安機關的內部監督11根據《公安機關內部執法監督工作規定》第二條規定，公安機關內部的執法監督工作，是指上級公安機關針對下級公安機關，上級業務部門針對下級業務部門，本級公安機關針對所屬的業務部門、派出機構以及其人民警察從事的各項執法勤務活動實施的監督。中，覆蓋辦案區域的監控探頭可以客觀真實地記錄辦案經過，尤其在與犯罪嫌疑人的接觸過程中產生的視頻監控資料會被如實記錄上傳且無法刪改，這對辦案人員的辦案規范度提出了更高的要求，并且可以從根本上杜絕在案件引起爭議時，以“監控丟失”為由而引起的更大爭執，這就督促辦案機關嚴格管理辦案隊伍，敢于直面辦案過程中面臨的質疑，在維護辦案權威的前提下，敢于刀刃向內，對于內部出現的違紀違法的行為零容忍，維護公安機關的良好形象與威信。其次是在偵查監督12偵查監督，是法律監督中一個極其重要的方面，即人民檢察院的偵查監督部門對公安機關的各項偵查活動是否符合法律規定，依法實行的監督。之中，人民檢察院的偵查監督部門可以作為區塊鏈網絡中的一個節點，實現對于案件偵查過程中信息的全面跟進，尤其是在重特大案件的偵破過程中，由于案情復雜，可以作為偵查監督部門提前介入進行監督的一種方式，再配合“捕訴合一”13所謂捕訴合一，是指在一個刑事案件的訴訟過程中，批捕和審查起訴，是由同一部門、同一檢察官或同一檢查組負責。這種模式曾經實行將近二十年，直到1996 年修訂《刑事訴訟法》時，才被捕訴分離取代，而如今，捕訴從分離又回歸到合一。制度，案件的偵辦效率，尤其是重特大案件的偵辦效率將會得到顯著的提升。

5 結語

區塊鏈技術應用于視頻偵查領域具有可行性，可以發揮其自身優勢來彌補視頻偵查技術的短板，探索一條視頻監控資料采集、儲存、傳輸共享的新路徑，尤其是分布式儲存與加密傳輸方式提高了案件的偵辦效率，也保證了信息的原始可靠，同時在證據的保存與證明力的提升方面具有特殊的技術優勢。除此之外，對于公安機關辦理案件過程中全部行為的內外部監督也有極大地發展空間，這對于提升辦案水平與質量，提高公安機關的威信都有極大的益處。綜上所述，在區塊鏈技術蓬勃發展的趨勢下，在科技強警的號召下，加速區塊鏈技術與視頻偵查技術的融合發展，必將會成為偵查效能提升的重要貢獻力量。