区块链技术在智慧广电建设中的运用研究

◎王晓波

(哈尔滨广播电视台，黑龙江 哈尔滨 150036)

区块链技术具有去中心化、不可篡改、匿名性、透明性、自治性等特点，符合计算机技术发展方向，其发展前景十分广阔。广电行业要转变观念，紧跟时代发展的步伐，在智慧广电的建设中积极引入区块链技术，使之更好地应用到各类广播电视的场景之中，走出一条技术创新、开拓进取的持续发展之路。

一、什么是区块链

从技术角度看，区块链是一种十分复杂且有内涵丰富的计算机技术，它主要包括密码学、数学、互联网与电脑编程等很多学科。从狭义方面讲，是指能够在系统里被验证的、可以安全存储的、有先后关系的数据，其中的共享账本由每个数据区块组合而成，数字密码加密程度很高，不可被修改与伪造[1]。广义的方面指的是数据的操作与编程采取的是自动化脚本代码、充分利用链式区块结构的加密特性对数据进行储存与验证，生产与更新数据采取的是分布式节点共识算法的一种全新的分布式技术范式和去中心化的基础构架。由此可见区块链技术不是仅有一种技术组成的，它包括对称网络、密码技术、智能合约、共识机制等多种技术。

区块链的发展走过了三个阶段，最初阶段，也被称作可信的分布式账本，在应用层面最为典型的就是比特币的出现与应用；第二阶段是在最初阶段的基础之上，加入了智能合约，通过智能合约的方式能够将所有的程序逻辑写出来，并且能够执行预先制定好的程序，其中以太坊是十分典型的代表；第三阶段就是将大数据技术、云计算、AI、物联网等最新的技术紧密地结合起来，让各行各业都能应用到区块链技术，将区块链+应用不断地进行挖掘，是其未来发展的重要方向。

二、区块链的特征与涉及的技术

(一)区块链的特征

1.去中心化

这是一种具有颠覆性的技术，因为其结构是对等网络的分布式结构，硬件及管理机构的中心化不存在，对于任何一个节点数据信息的发布、记录、存储及传输都是均等的，整个系统的运行不会因为任何一个节点停止工作而出现故障或停止工作，不受任何影响。

2.不可被篡改

如果将信息添加到区块链里，它就会在所有的节点上得以永久的保存，无法更改与删除，除非可以控制超过51%的系统节点，并做到同时修改，否则的话数据的修改在单节点上是无法进行的，所以区块链上的数据不能通过欺瞒而实施修改，其可靠性极高。

3.透明性

数据更新及记录在全网所有的节点都是透明的，在任何一个节点都可以关联或回溯所有双方过去的信息记录，故而无需信任也能够进行节点之间的交易。

4.自治性

区块链的整体运行任何人都不能干预，即使干预也是无效的。这是因为其基于协商一致的协议与规范，让整个系统中的所有节点都可以对环境自由安全的交汇数据保持信任。

5.匿名性

因为各个节点之间的数据交换采取的是预制的算法，其遵循固定的原则，所有区块网络进行数据交换不是基于节点后面人的真实身体，而只是基于节点，因此，操作者相关隐私能够得到有效的保护。区块链尽管有很多自身的特点，但同时也会有很多缺点，主要包括：采取分布式去中心化的结构会消耗计算资源，导致通讯与存储产生大量的冗余；增加了能耗与延时，主要是因为需要对特定工作量证明进行的计算所致；不是实名的交易容易引发安全监管问题突现等。所以，合理使用区块链技术，要与应用场景需要相结合，同时为了保证该项技术能够得到合规合法的运用，要增加相应的规避手段[2]。

(二)区块链的主要技术

区块链技术结构主要分为六层，从顶层往下依次是应用层、合约层、激励层、共识层、网络层与数据层，每个层都使用了相应的技术，才使得区块链系统得以正常的工作。

1.数据层

区块链的数据区块与链式结构组成交流记录。各数据区块的先后顺序需要打时间戳来标记，所运用的是非对称加密技术与哈希算法以确保链上数据的安全性，这样就在技术上确保了数据的难以篡改、真实有效、甚至能够追溯，数据完整性得以保存。

2.网络层

使用的是P2P网络来进行区块链消息的传递，这个层也包括了验证与传输机制。

3.共识层

区块链中的核心部分就是共识层，它主要具备了三个功能，下个区块都是那些交易、是谁产生的、在哪个时间点产生的。共识层实现这些功能是靠POS权益证明、POW工作量证明、DPoW股份授权证明等共识算法来得到的，确保了全网数据的一致性。

4.激励层

只有在公有链中激励机制才是必须的。节点在公有链中无需进行认证，随时都能够加入或退出这个网络。有计算的时候需要消耗存储、处理器、带宽等相关资源，这就需要一些激励机制，在运算的过程中能确保节点可以得到收益，这样良性循环下去，保证区块链向着正确的方向发展。在私有链与联盟链里，所有的节点都是私有机构的内部节点并通过了联盟组织的认证，不用得到其他的激励，这些节点都会自动地参与维护整个系统的稳定与安全。

5.合约层

区块链这个层的功能是具备了可编程特性，封装脚本代码、算法与智能合约，然后按照已经设置好的规则完成自动的执行。

6.应用层

应用层在合约层上运行，建立中心化的应用，让整个区块链行业的生态得以丰富。其中与智慧广电相关的部分重点在智慧数据、身份认证、数据共享、数据可信等方面。

三、区块链和智慧广电融合发展的战略意义

建设智慧广电需要新兴技术的支持，尤其是其中的区块链技术的支持。同时，广电行业基于云计算的分布式架构平台拥有海量的数据资源，具有全覆盖无线有线协同传输网络，分布广、数量多的智能用户终端等优势，为建设智慧广电中应用区块链技术打下了厚实的基础[3]。所以在智慧广电的建设过程中，对区块链技术进行研究并得到落实和应用落地，能够有效解决当前数据安全可信、用户信任与效率问题，改善广电行业的现状，行业原来固有的模式被打破，业务与应用模式得到不断的创新，能够促进整个行业服务质量的提高，迅速推进智慧广电建设与广电网络的步伐。

在国家层面也明确提出了加快智慧广电和科技创新体系建设的要求：围绕新一代智能传播网络、大数据、云计算和大数据、硬件与智能终端等领域，重视关键性、基础性、全局性的技术研究，全力推进广播系统和互联网系统协同演进、贯通融合，促进智能网络、混合广播宽带系统、微服务、可信安全、物联网、数字版权、区块链、AI等各种新兴技术的开发、创新、研究、应用。广电总局还要求推进智慧广电的建设工作，并明确要求一系列新技术，如区块链技术等相互融合。

四、区块链在智慧广电应用场景分析

根据智慧广电发展与应用的情况，充分利用区块链安全、去中心化、开放性等特点，对广电行业应用区块链技术的潜在前景开展深入的分析。在广电行业的应用中，主要应该还是以私有链为主，并在全国范围内运用联盟链实现广电运营商之间都能应用场景的互联。在应用场景适合应用的有区块链用户身份认证、基础设施建设、面向多方共享分布式数据处理、广电物联运营管理等[4]。

(一)区块链基础设施建设

利用区块链技术，建立以云服务为支撑的基础设施运行服务平台，在这个区块链云平台上，用户能够开发与部署基于区块链的应用，上层应用开发的速度加快，进而促进整个区块链行业的快速发展，大幅降低了开发成本。广电运营商可以发挥自身优势，利用网络节点多、覆盖广的特点，与区块链技术相融合，建立区块链基础设施的开放平台，向其他企业推出区块链基础设施的租用服务，为租用的企业提供区块链开放应用的便捷服务，获取透明的区块链数据。在这个基础平台上，广电运营商能够为行业机构、党政机关提供区块链安全性较高、适合部署在区块链环境下的应用，如智慧城市、智慧党建等。

(二)跨网跨域用户身份认证管理

目前，全国范围内广电网络加快了互通互联的进程，传统媒体也与新兴媒体之间相互融合的程度不断加深，这些都会涉及到一个用户跨越运营商认证问题。广电网络与电信网、互联网之间存在身份认证跨域跨网的需求，同时这在广电省网之间也广泛地存在。目前的运营业务体系里，不能做到共享多个运营商之间的用户信息，只有经过二次认证的方式用户身份才能通过认证，这样会导致用户有极差的体验，步骤繁琐，更大的区域范围合作不利于展开。

因此，需要建立一个身份认证管理平台，要求必须跨域跨网，几家运营商家里合作关系，共同打造区块联盟链的广电用户身份认证。将所有用户身份信息使用加密技术在各自的区块链节点上分散存储，各个运营商自行控制写入权限，如要对权限进行读取则需要对应的运营商给予合法的授权才能读取，非节点的用户信息只有通过合法的授权节点才能读取，且能够适应非对称加密技术对用户身份信息共享时实施加密控制，这样用户的身份数据安全在进行跨网共享时得到最大程度的保障。

(三)广电物联网的运营管理

在开展智慧广电的业务中，一项重要的业务形态就是基于物联网的应用，其特点就是管理的设备种类多、数量大、较散的分布，同时要求数据存储和采集都要具有很高的性能。当前采用的中心化处理架构，使得物联网在成本方面与性能方面都存在较大的压力。采集设备数据的物联网中心化处理架构还只是处于在简单的使用时期，还没有开展对数据的价值运营与深度挖掘[5]。此外，在物联网领域，传统的网络安全防御会面临不小的挑战，既要防止物联用户信息数据与设备数据的泄露，又要保护被攻击或篡改后对物流设备的个人安全、系统安全以及财产安全造成的影响。

鉴于物联网面临的问题，可以与区块链技术相结合，应用可追溯、分布式存储、去中心化等技术，在区块链节点中放入物联网设备，然后实施有效的管理，构建一条广电物联网运用管理平台，这套基于私有链的平台能够把全部物联网状态信息、设备信息、采集数据等记录开展分布式的处理与存储，运用分布式构架促进物联网设备状态管理、设备签权、数据存储、设备行为记录、处理数据效率的提升，同时使用共识机制与加密技术保证物理数据的安全性，物联网生态完全得以维护，其所有物联设备被黑客攻击的可能性大幅降低。

(四)分布式数据处理

广电网络的用户数据目前基本都是按照中心化、集中化的平台构架方式来实施处理与存储的，用户的数据随着业务的不断增长也在明显地增加，在开展数据汇总统计与数据分析挖掘时，这种集中化、中心化的数据处理架构会耗费大量的资源与时间。如何能确保用户数据的使用与存储安全，这些数据怎样才能高效地存取，怎样实施数据的快速挖掘等成了目前亟需解决的问题。与具有分布式架构特点的区块链相结合，构建分布式具有区块链技术的数据平台，逐步去除原来的逻辑与物理上中心化集中式部署的大数据分析平台。在采集到用户数据后，单个分布式数据节点通过共识机制能够实现全部节点的数据同步更新。可以充分利用分布式部署的优势开展数据分析，数据处理的速度明显加快，不会让所有的节点出现问题，确保数据分析平台运行的稳定性。另外，应用区块链技术能确保用户采集数据的高可靠性与安全性，这就发挥了防篡改技术的特点，也说明区块链技术在数据安全与数据冗灾方面具备的优势。

在数据运营时，区块链多方共享数据联盟链发挥作用，能够将不同机构或运营商采取的用户数据输入其中。因为区块链技术具有开放性特性，应用采集到的用户数据过程中，需求数据的各应用方都能作为联盟链里的一个节点，在合规合法的监督节点控制下，智能合约规定的共享用户数据内容可以通过密钥来获得，这样就确保了授权节点能够使用用户数据，如果出现泄露数据的情况，可以展开溯源工作，用户采集数据运行安全得到了保障。

五、区块链和智慧广电的融合方向

(一)提高广播电视创新服务能力

作为国家发展大计的基础性技术，区块链技术以其独有的技术促进传统的广播电视行业得到发展，提升了智慧广电创新服务型能力与五大体系的构建能力。例如，区块链在内容生产方面，能够开发广播电视发行平台与内容众筹，内容生产的有效性与精准度得到提高；区块链在传播体系里，能够让内容生产者与用户直接实现点对点系统的连接，通过交互对用户数据进行收集与分析，让传播到达率攀升[6]。在养老教育、就业扶贫、社会救助、医疗健康等方面，通过加强对广播电视行业区块链跨区域和行业的应用，为广大受众群体提供智能、便捷、优质的广播电视公共文化服务。

(二)提高广电行业监管效率

区块链技术应用与广播电视行业，能高效地传播行业监管信息与广播电视生产，全面地提高效率。例如，新闻的制作与传播可以运用区块链实现智能化与个性化；内容生产与监管实现一体化、同步化；行政监管实现数字化的运行等。广播电视数字化行政管理随着区块链技术的普及应用变成了常态化，利用强大的信息传播力，实现形成层级的压缩，管理效率提高。另外，构建社会化普法体系、长效化政策体系、精准化监管体系、规范化执法体系都需要区块链技术强有力的支持，开创全过程、全方位、全天候的广播电视监管的新局面。

(三)推进新闻舆论传播主渠道的建设

区块链的建设就是要利用其高度信任、公开透明的特性，让广播电视的功能得到最大程度的展现。要发挥广播电视传播事实不可更改、源流清晰的优势，进一步提升舆论宣传的可信任度，让党的声音得到广泛的传播和延伸，得到广大民众的支持与信任。此外，广播电视精品生产也需要区块链技术的支持，可以创新管理方式，构建制作电视产品的垂直平台，流程体系再造，充分挖掘市场需求，有针对性地开展创作，让广播电视作品更加贴近生活、贴近受众、贴近现实。

六、结语

综上所述，提高广播电视创新服务能力；提高广电行业监管效率；推进新闻舆论传播主渠道的建设，通过智慧广电建设与区块链技术的融合，发挥各自的优势，打造功能强大、独具特色的产品，不断地推进智慧广电建设跃上新的台阶，全面提高业务水平和服务能力，促进广电行业得到不断的发展。