區塊鏈技術在智慧廣電建設中的運用研究

◎王曉波

(哈爾濱廣播電視臺，黑龍江 哈爾濱 150036)

區塊鏈技術具有去中心化、不可篡改、匿名性、透明性、自治性等特點，符合計算機技術發展方向，其發展前景十分廣闊。廣電行業要轉變觀念，緊跟時代發展的步伐，在智慧廣電的建設中積極引入區塊鏈技術，使之更好地應用到各類廣播電視的場景之中，走出一條技術創新、開拓進取的持續發展之路。

一、什么是區塊鏈

從技術角度看，區塊鏈是一種十分復雜且有內涵豐富的計算機技術，它主要包括密碼學、數學、互聯網與電腦編程等很多學科。從狹義方面講，是指能夠在系統里被驗證的、可以安全存儲的、有先后關系的數據，其中的共享賬本由每個數據區塊組合而成，數字密碼加密程度很高，不可被修改與偽造[1]。廣義的方面指的是數據的操作與編程采取的是自動化腳本代碼、充分利用鏈式區塊結構的加密特性對數據進行儲存與驗證，生產與更新數據采取的是分布式節點共識算法的一種全新的分布式技術范式和去中心化的基礎構架。由此可見區塊鏈技術不是僅有一種技術組成的，它包括對稱網絡、密碼技術、智能合約、共識機制等多種技術。

區塊鏈的發展走過了三個階段，最初階段，也被稱作可信的分布式賬本，在應用層面最為典型的就是比特幣的出現與應用；第二階段是在最初階段的基礎之上，加入了智能合約，通過智能合約的方式能夠將所有的程序邏輯寫出來，并且能夠執行預先制定好的程序，其中以太坊是十分典型的代表；第三階段就是將大數據技術、云計算、AI、物聯網等最新的技術緊密地結合起來，讓各行各業都能應用到區塊鏈技術，將區塊鏈+應用不斷地進行挖掘，是其未來發展的重要方向。

二、區塊鏈的特征與涉及的技術

(一)區塊鏈的特征

1.去中心化

這是一種具有顛覆性的技術，因為其結構是對等網絡的分布式結構，硬件及管理機構的中心化不存在，對于任何一個節點數據信息的發布、記錄、存儲及傳輸都是均等的，整個系統的運行不會因為任何一個節點停止工作而出現故障或停止工作，不受任何影響。

2.不可被篡改

如果將信息添加到區塊鏈里，它就會在所有的節點上得以永久的保存，無法更改與刪除，除非可以控制超過51%的系統節點，并做到同時修改，否則的話數據的修改在單節點上是無法進行的，所以區塊鏈上的數據不能通過欺瞞而實施修改，其可靠性極高。

3.透明性

數據更新及記錄在全網所有的節點都是透明的，在任何一個節點都可以關聯或回溯所有雙方過去的信息記錄，故而無需信任也能夠進行節點之間的交易。

4.自治性

區塊鏈的整體運行任何人都不能干預，即使干預也是無效的。這是因為其基于協商一致的協議與規范，讓整個系統中的所有節點都可以對環境自由安全的交匯數據保持信任。

5.匿名性

因為各個節點之間的數據交換采取的是預制的算法，其遵循固定的原則，所有區塊網絡進行數據交換不是基于節點后面人的真實身體，而只是基于節點，因此，操作者相關隱私能夠得到有效的保護。區塊鏈盡管有很多自身的特點，但同時也會有很多缺點，主要包括：采取分布式去中心化的結構會消耗計算資源，導致通訊與存儲產生大量的冗余；增加了能耗與延時，主要是因為需要對特定工作量證明進行的計算所致；不是實名的交易容易引發安全監管問題突現等。所以，合理使用區塊鏈技術，要與應用場景需要相結合，同時為了保證該項技術能夠得到合規合法的運用，要增加相應的規避手段[2]。

(二)區塊鏈的主要技術

區塊鏈技術結構主要分為六層，從頂層往下依次是應用層、合約層、激勵層、共識層、網絡層與數據層，每個層都使用了相應的技術，才使得區塊鏈系統得以正常的工作。

1.數據層

區塊鏈的數據區塊與鏈式結構組成交流記錄。各數據區塊的先后順序需要打時間戳來標記，所運用的是非對稱加密技術與哈希算法以確保鏈上數據的安全性，這樣就在技術上確保了數據的難以篡改、真實有效、甚至能夠追溯，數據完整性得以保存。

2.網絡層

使用的是P2P網絡來進行區塊鏈消息的傳遞，這個層也包括了驗證與傳輸機制。

3.共識層

區塊鏈中的核心部分就是共識層，它主要具備了三個功能，下個區塊都是那些交易、是誰產生的、在哪個時間點產生的。共識層實現這些功能是靠POS權益證明、POW工作量證明、DPoW股份授權證明等共識算法來得到的，確保了全網數據的一致性。

4.激勵層

只有在公有鏈中激勵機制才是必須的。節點在公有鏈中無需進行認證，隨時都能夠加入或退出這個網絡。有計算的時候需要消耗存儲、處理器、帶寬等相關資源，這就需要一些激勵機制，在運算的過程中能確保節點可以得到收益，這樣良性循環下去，保證區塊鏈向著正確的方向發展。在私有鏈與聯盟鏈里，所有的節點都是私有機構的內部節點并通過了聯盟組織的認證，不用得到其他的激勵，這些節點都會自動地參與維護整個系統的穩定與安全。

5.合約層

區塊鏈這個層的功能是具備了可編程特性，封裝腳本代碼、算法與智能合約，然后按照已經設置好的規則完成自動的執行。

6.應用層

應用層在合約層上運行，建立中心化的應用，讓整個區塊鏈行業的生態得以豐富。其中與智慧廣電相關的部分重點在智慧數據、身份認證、數據共享、數據可信等方面。

三、區塊鏈和智慧廣電融合發展的戰略意義

建設智慧廣電需要新興技術的支持，尤其是其中的區塊鏈技術的支持。同時，廣電行業基于云計算的分布式架構平臺擁有海量的數據資源，具有全覆蓋無線有線協同傳輸網絡，分布廣、數量多的智能用戶終端等優勢，為建設智慧廣電中應用區塊鏈技術打下了厚實的基礎[3]。所以在智慧廣電的建設過程中，對區塊鏈技術進行研究并得到落實和應用落地，能夠有效解決當前數據安全可信、用戶信任與效率問題，改善廣電行業的現狀，行業原來固有的模式被打破，業務與應用模式得到不斷的創新，能夠促進整個行業服務質量的提高，迅速推進智慧廣電建設與廣電網絡的步伐。

在國家層面也明確提出了加快智慧廣電和科技創新體系建設的要求：圍繞新一代智能傳播網絡、大數據、云計算和大數據、硬件與智能終端等領域，重視關鍵性、基礎性、全局性的技術研究，全力推進廣播系統和互聯網系統協同演進、貫通融合，促進智能網絡、混合廣播寬帶系統、微服務、可信安全、物聯網、數字版權、區塊鏈、AI等各種新興技術的開發、創新、研究、應用。廣電總局還要求推進智慧廣電的建設工作，并明確要求一系列新技術，如區塊鏈技術等相互融合。

四、區塊鏈在智慧廣電應用場景分析

根據智慧廣電發展與應用的情況，充分利用區塊鏈安全、去中心化、開放性等特點，對廣電行業應用區塊鏈技術的潛在前景開展深入的分析。在廣電行業的應用中，主要應該還是以私有鏈為主，并在全國范圍內運用聯盟鏈實現廣電運營商之間都能應用場景的互聯。在應用場景適合應用的有區塊鏈用戶身份認證、基礎設施建設、面向多方共享分布式數據處理、廣電物聯運營管理等[4]。

(一)區塊鏈基礎設施建設

利用區塊鏈技術，建立以云服務為支撐的基礎設施運行服務平臺，在這個區塊鏈云平臺上，用戶能夠開發與部署基于區塊鏈的應用，上層應用開發的速度加快，進而促進整個區塊鏈行業的快速發展，大幅降低了開發成本。廣電運營商可以發揮自身優勢，利用網絡節點多、覆蓋廣的特點，與區塊鏈技術相融合，建立區塊鏈基礎設施的開放平臺，向其他企業推出區塊鏈基礎設施的租用服務，為租用的企業提供區塊鏈開放應用的便捷服務，獲取透明的區塊鏈數據。在這個基礎平臺上，廣電運營商能夠為行業機構、黨政機關提供區塊鏈安全性較高、適合部署在區塊鏈環境下的應用，如智慧城市、智慧黨建等。

(二)跨網跨域用戶身份認證管理

目前，全國范圍內廣電網絡加快了互通互聯的進程，傳統媒體也與新興媒體之間相互融合的程度不斷加深，這些都會涉及到一個用戶跨越運營商認證問題。廣電網絡與電信網、互聯網之間存在身份認證跨域跨網的需求，同時這在廣電省網之間也廣泛地存在。目前的運營業務體系里，不能做到共享多個運營商之間的用戶信息，只有經過二次認證的方式用戶身份才能通過認證，這樣會導致用戶有極差的體驗，步驟繁瑣，更大的區域范圍合作不利于展開。

因此，需要建立一個身份認證管理平臺，要求必須跨域跨網，幾家運營商家里合作關系，共同打造區塊聯盟鏈的廣電用戶身份認證。將所有用戶身份信息使用加密技術在各自的區塊鏈節點上分散存儲，各個運營商自行控制寫入權限，如要對權限進行讀取則需要對應的運營商給予合法的授權才能讀取，非節點的用戶信息只有通過合法的授權節點才能讀取，且能夠適應非對稱加密技術對用戶身份信息共享時實施加密控制，這樣用戶的身份數據安全在進行跨網共享時得到最大程度的保障。

(三)廣電物聯網的運營管理

在開展智慧廣電的業務中，一項重要的業務形態就是基于物聯網的應用，其特點就是管理的設備種類多、數量大、較散的分布，同時要求數據存儲和采集都要具有很高的性能。當前采用的中心化處理架構，使得物聯網在成本方面與性能方面都存在較大的壓力。采集設備數據的物聯網中心化處理架構還只是處于在簡單的使用時期，還沒有開展對數據的價值運營與深度挖掘[5]。此外，在物聯網領域，傳統的網絡安全防御會面臨不小的挑戰，既要防止物聯用戶信息數據與設備數據的泄露，又要保護被攻擊或篡改后對物流設備的個人安全、系統安全以及財產安全造成的影響。

鑒于物聯網面臨的問題，可以與區塊鏈技術相結合，應用可追溯、分布式存儲、去中心化等技術，在區塊鏈節點中放入物聯網設備，然后實施有效的管理，構建一條廣電物聯網運用管理平臺，這套基于私有鏈的平臺能夠把全部物聯網狀態信息、設備信息、采集數據等記錄開展分布式的處理與存儲，運用分布式構架促進物聯網設備狀態管理、設備簽權、數據存儲、設備行為記錄、處理數據效率的提升，同時使用共識機制與加密技術保證物理數據的安全性，物聯網生態完全得以維護，其所有物聯設備被黑客攻擊的可能性大幅降低。

(四)分布式數據處理

廣電網絡的用戶數據目前基本都是按照中心化、集中化的平臺構架方式來實施處理與存儲的，用戶的數據隨著業務的不斷增長也在明顯地增加，在開展數據匯總統計與數據分析挖掘時，這種集中化、中心化的數據處理架構會耗費大量的資源與時間。如何能確保用戶數據的使用與存儲安全，這些數據怎樣才能高效地存取，怎樣實施數據的快速挖掘等成了目前亟需解決的問題。與具有分布式架構特點的區塊鏈相結合，構建分布式具有區塊鏈技術的數據平臺，逐步去除原來的邏輯與物理上中心化集中式部署的大數據分析平臺。在采集到用戶數據后，單個分布式數據節點通過共識機制能夠實現全部節點的數據同步更新。可以充分利用分布式部署的優勢開展數據分析，數據處理的速度明顯加快，不會讓所有的節點出現問題，確保數據分析平臺運行的穩定性。另外，應用區塊鏈技術能確保用戶采集數據的高可靠性與安全性，這就發揮了防篡改技術的特點，也說明區塊鏈技術在數據安全與數據冗災方面具備的優勢。

在數據運營時，區塊鏈多方共享數據聯盟鏈發揮作用，能夠將不同機構或運營商采取的用戶數據輸入其中。因為區塊鏈技術具有開放性特性，應用采集到的用戶數據過程中，需求數據的各應用方都能作為聯盟鏈里的一個節點，在合規合法的監督節點控制下，智能合約規定的共享用戶數據內容可以通過密鑰來獲得，這樣就確保了授權節點能夠使用用戶數據，如果出現泄露數據的情況，可以展開溯源工作，用戶采集數據運行安全得到了保障。

五、區塊鏈和智慧廣電的融合方向

(一)提高廣播電視創新服務能力

作為國家發展大計的基礎性技術，區塊鏈技術以其獨有的技術促進傳統的廣播電視行業得到發展，提升了智慧廣電創新服務型能力與五大體系的構建能力。例如，區塊鏈在內容生產方面，能夠開發廣播電視發行平臺與內容眾籌，內容生產的有效性與精準度得到提高；區塊鏈在傳播體系里，能夠讓內容生產者與用戶直接實現點對點系統的連接，通過交互對用戶數據進行收集與分析，讓傳播到達率攀升[6]。在養老教育、就業扶貧、社會救助、醫療健康等方面，通過加強對廣播電視行業區塊鏈跨區域和行業的應用，為廣大受眾群體提供智能、便捷、優質的廣播電視公共文化服務。

(二)提高廣電行業監管效率

區塊鏈技術應用與廣播電視行業，能高效地傳播行業監管信息與廣播電視生產，全面地提高效率。例如，新聞的制作與傳播可以運用區塊鏈實現智能化與個性化；內容生產與監管實現一體化、同步化；行政監管實現數字化的運行等。廣播電視數字化行政管理隨著區塊鏈技術的普及應用變成了常態化，利用強大的信息傳播力，實現形成層級的壓縮，管理效率提高。另外，構建社會化普法體系、長效化政策體系、精準化監管體系、規范化執法體系都需要區塊鏈技術強有力的支持，開創全過程、全方位、全天候的廣播電視監管的新局面。

(三)推進新聞輿論傳播主渠道的建設

區塊鏈的建設就是要利用其高度信任、公開透明的特性，讓廣播電視的功能得到最大程度的展現。要發揮廣播電視傳播事實不可更改、源流清晰的優勢，進一步提升輿論宣傳的可信任度，讓黨的聲音得到廣泛的傳播和延伸，得到廣大民眾的支持與信任。此外，廣播電視精品生產也需要區塊鏈技術的支持，可以創新管理方式，構建制作電視產品的垂直平臺，流程體系再造，充分挖掘市場需求，有針對性地開展創作，讓廣播電視作品更加貼近生活、貼近受眾、貼近現實。

六、結語

綜上所述，提高廣播電視創新服務能力；提高廣電行業監管效率；推進新聞輿論傳播主渠道的建設，通過智慧廣電建設與區塊鏈技術的融合，發揮各自的優勢，打造功能強大、獨具特色的產品，不斷地推進智慧廣電建設躍上新的臺階，全面提高業務水平和服務能力，促進廣電行業得到不斷的發展。