5G 在陶瓷藝術品領域的研究與應用

于見雨 章 敏 駱曉亮 程新群 徐義民 羅中一

（1.中國移動通信集團江西有限公司，江西 南昌 333031；2.中國移動通信集團江西有限公司景德鎮分公司，江西 景德鎮 333000）

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景德鎮陶瓷具有“白如玉、薄如紙、明如鏡、聲如磬”的美譽，具有千年的文化傳承歷史，自古便是“絲綢之路”對外貿易的重要經濟文化載體，是“china”對外文化交流的重要產物。 隨著現代工業技術發展，“景德鎮制”作為藝術陶瓷的核心品牌，被嚴重侵蝕和偽造。

2019 年9 月底，國家發改委、文化和旅游部印發《景德鎮國家陶瓷文化傳承創新試驗區實施方案》（發改社會〔2019〕1416 號），打造國家陶瓷文化保護傳承創新基地、世界著名陶瓷文化旅游目的地、國際陶瓷文化交流合作交易中心。 政府層面高度重視，高位推動，提出通過5G+陶瓷區塊鏈實現陶瓷藝術品防偽溯源，實現品牌保護的要求。

研究背景。 區塊鏈是分布式數據存儲、 點對點傳輸、 共識機制、 加密算法等計算機技術的新型應用模式。 區塊鏈（Blockchain），它本質上是一個去中心化的數據庫， 同時是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊[1]。現在，陶瓷藝術品在其溯源、鑒定方面都具有長久以來未能解決的問題， 而利用區塊鏈技術對陶瓷藝術品防偽溯源問題的解決，于理論與技術層面都是可行的。

研究現狀。 早期人們對于陶瓷的真偽辨識一般使用的是人工觸摸以及肉眼觀察，通過有經驗的專家或者從事相關職業人員來辨識陶瓷真偽。 此做法效率略低且煩瑣復雜，并且人力成本昂貴。 此外，區塊鏈技術也從未于陶瓷技術方面進行應用。 將區塊鏈技術應用于陶瓷防偽溯源方面可有效解決大部分問題，較為可觀地改善陶瓷藝術品鑒定方面的短板。

研究的意義與目的。 長期以來，陶瓷藝術品一直面臨著鑒定困難、偽造品多的問題。 區塊鏈具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特點。 這些特點保證了區塊鏈的“誠實”與“透明”，為區塊鏈創造信任奠定基礎。 將區塊鏈應用于陶瓷藝術品方面，再結合5G 技術，可在陶瓷防偽溯源方面發揮巨大作用。

研究的內容。 在區塊鏈應用過程中，特征數據提取和特征數據選擇是比較關鍵的一步。 較為常見的特征數據主要是陶瓷DNA 數據。 陶瓷DNA 數據主要是使用陶瓷的材料學結構特征，可以構建數字和陶瓷間的不可偽造的關聯對應。 相關區塊鏈工具的處理過程主要分為數據采集、數據傳輸以及數據上鏈，在基于BSN 網絡的相關設計并結合5G 技術之后， 可更方便地運用于日常使用。

區塊鏈架構模型。 區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成[2]。 數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法； 網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例[3]。

BSN 區塊鏈技術。 區塊鏈服務網絡（Blockchainbased Service Network，簡稱“服務網絡”，“BSN”等）是由國家信息中心、中國移動、中國銀聯和北京紅棗科技共同發起和建設的“跨云服務、跨門戶、跨底層框架”的區塊鏈基礎設施。 作為“新基建”的重要組成部分，BSN 的推出目的就是為了讓開發者可以便捷、低成本的使用區塊鏈技術，順利發布區塊鏈應用或者對已有的信息化系統進行區塊鏈改造和升級（見圖1）。

圖1 數據采集及上鏈流程

識別數據處理步驟：

（1）數據采集。 通過機器視覺，利用智能AI 算法，對陶瓷藝術品的微觀特征進行建模， 并通過高倍的專用工業相機， 實現陶瓷藝術品無損的材料學結構特征的快速采集，實現作品數字化DNA 的提取，進而實現陶瓷藝術品身份的唯一化識別。

（2）數據傳輸。 5G 信息技術在建設現代化數據體系中具有一定優勢。 5G 獨有的數據分片技術構建區塊鏈專網，保障了DNA 數據傳輸的安全性，從而形成從藝術源端5G 專網BSN 區塊鏈的流程。 通過5G+陶瓷產品防偽溯源體系的建立， 實現從原料到生產、創作、流通、貿易全鏈條質量管控和可追溯體系，真正實現陶瓷藝術品鑒賞的零門檻，有效保護國家陶瓷文化品牌。

（3）數據上鏈。基于BSN 區塊鏈網絡，構建融合主流區塊鏈的行業區塊鏈框架， 如Hyperledger Fabric、FISCO BCOS、CITA、XuperChain、Brochain、梧桐鏈等，通過身份鑒別、訪問控制、安全審計、通信加密、密鑰管理、硬件加密等手段保障數據的安全。

鑒證溯源模式。陶瓷數字身份證查詢：建立了數字身份證的陶瓷，使其更具有市場價值和藝術價值，升華了景德鎮的陶瓷文化。 人們都能夠靠自己識別驗證陶瓷，了解陶瓷的來龍去脈，建立個人和陶瓷的聯系。 用戶要識別驗證陶瓷非常簡便， 用手機掃描陶瓷數字身份證，就能查到陶瓷制作者或者繪制者的信息。

溯源信息驗證。 項目提供的陶瓷智能識別驗證體系里的一個關鍵功能是， 提供給了用戶智能驗證陶瓷數字身份證跟現場陶瓷間的正確關聯的服務。 在驗證過程中， 把鏈上指紋數據跟現場陶瓷的指紋數據進行智能比對。再根據現有的理論研究和實踐驗證，只要比對結果一致， 就可以確定鏈上陶瓷數字身份證跟現場陶瓷是正確關聯的，任何其他陶瓷都無法通過驗證。

陶瓷溯源意義。 陶瓷是中國傳統藝術之一，其具有獨特的藝術語言，在表現力上也較為豐富[4]。 對陶瓷藝術品的溯源，也是對傳統文化的保護。 溯源內容主要分為2 點：

（1）“景德鎮制”追溯：隨著“互聯網+”時代的來臨，全國其他產瓷區的陶瓷也打著“景德鎮制”充斥在景德鎮的文旅陶瓷市場，使得“景德鎮制”被漸漸消耗。 結合地理標志產品，實現日用瓷等功能性消費陶瓷的“景德鎮制”的原產地追溯。

（2）手工藝者追溯：千年以來，景德鎮陶瓷產業是典型的傳統手工業，歷經千年，形成了一條完善龐大而又復雜的產業運作鏈條。 陶瓷，其文化內涵跟制作陶瓷的手工藝者密不可分。