基于數據要素流通的區塊鏈數據加速交換技術

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2025）08-0185-05

Abstract： Based on the actual example ofthe ratingsdata storageand application systemconstruction project，aiming atthe diffcultcirculationofdata elementscausedbyatings fraud，blockchaintchnologyisproposedtocheve trusted management andcontrolof thewholedata lifecycle.According tobusiness neds，thesystemplatform is establishedbycomprehensively applyingBigData，cloudstorageandblockchaintechnology.Thefront-endandback-endseparationstructuresystem isadopted torealizetheconnectionwiththepublicblockchainsystemthroughthebroadcastand televisionblockchainsystem，soasto realizethecollction，ummarystorage，nalysis，certfication，ndotherfunctionsofusers'viewingbhaviors.Theaceleated data excange channel is proposed to solvetheproblem oflowcirculation eficiencyof data elements.Using data location modelsandaggregatedupload methods to accelerateblockchaindata exchangecanensure thesecurityand trustworthinessof ratings data.

Keywords： data element circulation; blockchain;ratings data storage and application system; accelerated exchange

0 引言

1 項目概況

伴隨著大數據、物聯網等技術飛速發展，數據要素已經成為各行各業寶貴資源，對推動社會經濟快速發展具有重要價值。為提高數據資源利用率，應盡快構建可靠的流通機制，促進數據交易活動高效開展。引入區塊鏈開展數據交易，能夠確保數據要素不被篡改，并滿足參與方跟蹤數據來源和流向等需求，提高交易過程透明度，有效保障各方權益。但區塊鏈技術同樣承受較大數據交換壓力，因此應加強數據快速交換技術研究，保證數據要素高效、安全流通。

收視率作為媒體行業重要數據要素，是衡量影視傳播效果的重要指標，將對媒體平臺廣告投放及收入產生直接影響，而近年來頻繁出現數據造假問題，不僅削弱了調查機構的公信力，也威脅到傳媒生態的健康發展[1]。現階段，廣西廣電網絡公司利用收視率采集系統統計收視率數據，并按照總局要求每日提交數據。但在各省網采用傳統數據傳輸方式采集數據的情況下，收視率數據要素流通缺少互信機制，無法保證數據的真實性、有效性。引入區塊鏈技術實現數據存儲、下載等操作，則面臨建設獨立區塊鏈產生的開發和運維成本過高問題，給業務數據存證工作開展帶來了較多困難。

廣西廣電網絡公司“基于區塊鏈技術的收視率數據存儲與應用系統”項目在該背景下設立，依靠“桂鏈”（中國一東盟區塊鏈公共服務平臺）提供區塊鏈服務，重塑媒體行業分布式數據信任機制，加速數據要素流通的同時，依靠公共服務屬性的區塊鏈基礎應用提升收視率記錄效率和公信力，大幅度降低區塊鏈技術應用成本，為電視節目生產、投放等工作開展提供優質服務。項目采用聯盟鏈方式建設系統，能夠通過與“桂鏈”平臺對接降低區塊鏈應用成本，迅速建立數據要素流通互信機制的同時，利用區塊鏈開放透明、不可篡改、對等互聯、易于追溯等特點加快各媒體平臺收視率數據交換，推動基礎數據采集、云存儲、大數據分析、數據等業務全自動化、智能化發展。

2收視率數據存儲與應用系統建設思路

在系統建設實踐中，結合收視率數據管理的業務需求和監管需建立收視率數據存儲與應用平臺，平臺整體基于“桂鏈”平臺搭建，選用浪潮區塊鏈服務平臺IBaaS2.0，支持Solo、Kafka、Raft、PBFT共識機制，在創建聯盟時可以根據需要選擇。平臺合約引擎有ChainCode、EVM等，智能合約支持的語言Go、Java、Node.js、Solidity等，支 持CouchDB和LeveIDB兩種數據庫，證書的默認簽名算法為ECDSA，Hash算法為SHA-256，對稱加密為AES。在系統部署上，采用局部中心化的系統架構，運用區塊鏈和大數據等技術強化用戶端收視數據分布式存儲和監控管理，實現節點交易數據統計、分析和處理，充分體現數據資源應用價值[2]。系統支持在Docker、云平臺（共用云、政務云、私有云）、虛機環境部署，同時支持跨云部署，可面向企業提供區塊鏈技術服務平臺，幫助客戶快速部署、管理、維護區塊鏈網絡，提供8節點的區塊鏈服務平臺，實現服務管理、成員管理、通道管理、智能合約管理、用戶管理等功能點[3]。系統通過綜合運用區塊鏈技術，將各省級網絡公司及電視臺集成標準接口當作是網絡節點，能夠自動實現數據采集、上鏈等業務，將存儲備份、大數據分析等基礎能力遷移至邊緣節點處理，加速系統數據要素傳遞的同時，提高系統運營效率和數據存儲安全性。

3 系統總體架構

在明確系統建設要求和思路基礎上，系統具體架構圖如圖1所示，采用前后端分離結構體系，將系統主要劃分為用戶行為信息采集、用戶收視原始信息收集匯總存儲、用戶收視行為分析和呈現、區塊鏈網絡存證平臺四部分，分別實現的收視率大數據采集、云存儲、大數據分析和原始存證操作[4]。系統前端采用

Web呈現各種應用，后端通過接口方式實現和廣電區塊鏈系統對接，通過廣電區塊鏈系統實現和“桂鏈的數據通信。在系統工作過程中，原始收視行為數據NAS系統通過Nginx集群各個節點連接廣電網絡機頂盒，采集收視率等用戶行為數據，由系統實現原始數據存儲，并運用大數據技術實現數據清洗、分析，完成用戶收視行為分析，將原始數據哈希值實時上傳區塊鏈系統，與“桂鏈”區塊鏈系統實現數據同步。區塊鏈系統將根據接收數據生成內容文件ID和上鏈行為信息，將數據傳遞至區塊鏈應用平臺，實現各種應用功能[5]。

4系統關鍵技術

在系統建設過程中，利用現有NAS系統能夠覆蓋全區300多萬臺雙向機頂盒，實現終端用戶收視行為數據采集，且前端部署云平臺能夠實現用戶行為大數據收集、存儲、清洗、分析、展示等功能。在區塊鏈系統平臺建設過程中，可以通過“桂鏈”平臺獲取區塊鏈基礎設施服務、跨鏈協同服務、區塊鏈 + 融合服務，支撐上層業務應用創新，確保項目專注應用場景開發，降低區塊鏈技術應用成本，增加收視率數據資源的可信屬性，提升業務交換各方信任度[。但在系統自有區塊鏈系統和應用平臺建設過程中，同時出現大量數據要素流通指令，將導致系統出現無法及時處理的問題，因此需實現區塊鏈數據加速交換，確保系統擁有良好數據流通性能。

利用區塊鏈技術實現數據要素流通，需集中解決設備動態變更、交易打包引發上鏈緩慢和智能合約超出資源限制三重問題。為此，需采用外部加速交換方法搭建數據快速交換通道，如圖2所示，根據設備結合流通動態位置信息，將需傳遞地收視率數據發送給使用設備，在數據達到流通節點后按照數據聚合上傳流程實現數據聚合，通過智能合約將數據寫入區塊鏈[7。在數據上鏈后，通過對端數據流通節點和區塊鏈應用平臺選擇下載數據，在區塊鏈上標記已經下載數據。

在數據交換過程中，需動態選擇使用設備，因此應建立數據動態位置模型，包含記錄設備位置的智能合約、流通節點和交易管理器，可以根據交易結果動態調整數據傳輸路徑，如圖3所示。在交易管理器和智能合約交互信息過程中，將更新流通位置數據，在發送端和接收端動作前通過區塊鏈位置記錄智能合約查詢目標流通位置信息。在位置信息庫中，智能合約包含多個位置信息元素，由多個使用設備標記信息構成，區塊鏈系統在選擇使用設備時，將通過動態位置模型和交易管理器設置位置，確保合約可以順利讀取信息，添加標記后上傳區塊鏈，確保接收端能夠根據位置信息下載收視率數據。

為加快數據上傳區塊鏈，擁有相同流通目的地的數據要素進行聚合處理，如圖4所示。通過區塊鏈數據上傳接口，將根據流通位置信息庫標記要素附加流通位置信息，上傳數據并行處理隊列，確保快速接受信息。數據要素經過聚合后，將構成數據集合，按照固定周期利用智能合約上傳區塊鏈。考慮到上傳速度容易受瞬時上鏈速度影響，采用并行處理對接實現數據快速接收，探后通過聚合器將隊列內擁有相同目的地的數據聚合，生成上傳條目。對條目信息進行集合，記錄全部待上傳信息共同位置標識符，確認集合數據長度小于單次請求上鏈數據長度，能夠確保集合迅速上傳，避免因單次上傳數據量過大引發延時問題，確保區塊鏈快速響應每次上鏈請求[10]

在通過區塊鏈下載數據時，為加速用戶數據獲取過程，將下載流程劃分為預下載合并、要素分離和數據輸出三個部分，在流通節點獲得位置表示集合后，將根據最大聚合數據編號通過智能合約從區塊鏈上預下載數據，獲得聚合數據集合，然后完成各數據分離，生成可下載數據要素，傳入到可輸出數據集合中，通過接口輸出與目標流通位置相關數據。

5 系統功能實現

在收視率數據存儲與應用上，系統可以實現以下功能：

系統實時從全區用戶機頂盒采集收視行為數據，并通過接口傳輸至用戶收視行為收集系統，按時保存至NAS系統。系統定期從NAS上獲取原始采集數據，清洗、分析后結合業務需求實現收視率等交易數據管理和統計，呈現各種分析結果，如圖5所示。

系統平臺能夠實現收視率下載、查詢等操作，收視率包含多種屬性，如電視臺編號、開始和結束時間等，如圖6所示，在數據要素流通時將明細附件當作是最終交換標的物，要求下載隨機碼提供數據保護。

用戶在平臺下單、支付后，接收區塊鏈智能合約，成功簽約后生成至少32位隨機下載碼，通過用戶權限認證后憑碼下載附件。區塊鏈BaaS平臺支持快速構建聯盟鏈，幫助用戶快速、低成本的創建、部署和管理區塊鏈網絡環境，創建多條通道加入節點。每個通道有實例化智能合約，將通道成員按需加入虛擬通道，并通過系統用戶管理界面實現權限設置，如圖7所示，即可通過系統平臺開展下載數據。

系統采用開源組件HyperledgerFabric建設企業級分布式區塊鏈系統，提供接口與公共區塊鏈系統對接，確保收視率業務系統低成本、快速接入和使用區塊鏈。由“桂鏈”平臺提供SDK，平臺可以將數據提交至上級區塊鏈系統中，如圖8所示，能夠提供分布式數字身份服務實現數據去中心化存儲，方便用戶實時查詢和瀏覽區塊信息，確保建設的平臺可以與上級系統實現數據同步、共享，方便收視率應用實現數據上鏈。

系統區塊鏈網絡存證功能柜用于實現原始數據文件哈希值計算，將文件大小、格式、創建時間等相關信息上鏈存儲，并將原始用戶收視行為數據存儲至前端云儲存平臺。在數據上鏈后，通過平臺進行存證查詢，獲取相關時間節點的用戶收視行為數據，確認收視率數據存證可信，無法被篡改。在系統操作過程中，用戶可以在存證服務-數據存證列表頁面點擊存證按鈕進入存證頁面，填寫業務類型、業務ID、加密選項等信息，點擊一條記錄的交易哈希值進入存證文件明細頁面，如圖9所示。

6 系統應用測試

在系統應用階段，在全省300多萬臺雙向智能終端機頂盒中部署用戶收視行為采集和分析模塊，區塊鏈系統主機CPU為8核，內存為 1 6 G B ，配備60GB系統盤和 5 0 0 G B 硬盤，接入10Mbit/s彈性公網IP，包含12個節點，其中2個排序節點、2個共識節點、2個管理節點、6個業務節點。通過功能測試，確定系統可以將業務數據上鏈，實現用戶行為大數據收集、存儲、清洗、分析、展示等功能。在系統測試過程中，實現 6 4 ～ 1 5 0 0 B 數據交換，在不同同步時間間隔下開展測量，能夠得到表1，可知同步間隔達到 5 0 m s 時系統數據交換性能最佳，但在各種條件下均能滿足系統收視率數據流通要求。

7 項目應用成效分析

通過運用區塊鏈數據加速交換技術建設收視率存儲與應用系統，項目取得了以下成效：

1）系統運用區塊鏈技術存儲 2 0 T B 收視率數據，將數據每秒交換速度提升近10倍，為媒體行業提供了高效、可信的收視率統計方案，滿足了非線性、互動及跨屏場景數據統計和管理需求。

2）系統基于區塊鏈建立透明監督機制，能夠確保不同終端和傳輸渠道上傳的收視數據完整、可靠，為實現收視率等用戶行為數據分析提供了有力的技術支撐，并保證了數據采集、存儲、使用等全流程可溯，打造健康用戶數據生態。

3）在系統支持下建立動態收視率分析模型，在進行廣告分析時，精準分析傳播效果，能夠促進媒體行業新商業模式發展，通過提供真實可靠的用戶數據實現廣告效益最大化，并根據用戶收看習慣、渠道構成等有針對性地生產和投放電視節目，促進電視節目生產效益最大化，為深化區塊鏈等技術與廣播電視、網絡視聽業務融合提供動能，加速用戶服務高清化、智能化轉型升級。

8結論

在收視率等數據要素流通過程中，引入區塊鏈技術搭建數據存儲和應用系統平臺，能夠通過前端數據采集設備實時采集數據，同步上傳至區塊鏈系統后實現數據收集、匯總存儲和分析處理，上鏈至區域公共區塊鏈系統確保收視率等數據真實性、有效性的同時，為充分發掘廣電網絡資源和大數據價值提供有力技術支撐。在通過系統開展收視率等數據交易過程中，采用加速交換技術搭建數據通道，根據數據位置標記實現數據聚合上傳和分離下載，最終能夠確保系統高效傳遞數據，為各種應用實現提供有力數據支撐。

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作者簡介：趙欽（1981—），男，漢族，河南襄城人，高級工程師，碩士，研究方向：信息化發展戰略、大數據發展研究、區塊鏈。