為解決我國地方融媒體中心在生產、運營、監管、服務等環節面臨的問題,陝西融媒體區塊鏈綜合業務系統建設了可管可控、可擴展、高性能、高安全性的區塊 鏈系統,對接陝西省融媒體業務平臺,充分利用區塊鏈公開、透明、難以篡改、 可追溯等技術特性,推動實現了媒體內容可追溯與傳播效能監控、版權的存證保 護,同時讓政務服務實現「數據多跑路、群眾少跑腿」,助力公共業務的資源共 享與效率最大化,從生產、運營、監管、服務四個環節解決了陝西融媒體當前亟待解決的問題。
針對陝西省融媒體中心的業務需求,融媒體區塊鏈系統主要設計原則如下:
(1)可管可控
根據業務需求及監管需求,系統需保證「節點可管理、主體可管理、內容可管理、行為可管理」,因此需從部署方式、共識機制、數字身份、權限管理、節 點監控等各個方面實現系統的可管可控。
(2)高效易用
為滿足融媒體業務平臺的業務需求,在生產環境中,所採用的底層區塊鏈技 術應具有不低於 1000TPS 的處理性能,以能夠應對各業務系統發起的大量區塊鏈調用請求。同時,業務平臺應簡單、靈活、易用,所採用的底層區塊鏈平臺作為數據互 信和信任傳遞的高可信底層信息基礎設施,可與現代先進技術系統結合,實現各 類廣電應用、智慧城市、智慧廣電、共享經濟等應用的可監管可追蹤、高效協同工作。
(3)支持可擴展,支持跨鏈
通過使用跨鏈技術區塊鏈技術的分區(子鏈)技術,可實現廣電不同層級、 不同業務部門平臺之間的業務數據互信互通,實現系統的高擴展性。在業務不足或者某些地市還無法建立自己的子鏈時,主鏈能夠作為業務鏈支持該地市的業務;當各地市支持的業務系統增加,單條鏈無法滿足整個省的業務 需求時,可針對某些地市建立子鏈分區,這樣能夠平滑地分支出子鏈,整個系統 運行和歷史業務數據不受影響。在實際部署時,可根據實際不同業務需求,採用 以省級網絡超級節點構成主鏈網絡完成系統的訪問控制管理、帳本服務、數據校 驗等內容,依託主鏈,縣級節點構成子鏈網絡來實現數據採集等功能。
(4)對外服務
基於區塊鏈技術和智能合約技術,為上層具體應用提供接口實現、封裝及擴 展,滿足不同應用以及後續功能擴展的應用提供 SDK 和 API 實現,從而為業務系 統的使用者和開發者提供統一的規範標準,為應用開發提供有力支撐。 基於上述四個設計原則,進一步確立了陝西融媒體區塊鏈系統的技術實現原則和方式:
(1)選取高效共識算法,共識算法可插拔
系統採用聯盟鏈的部署方式,同時共識算法模塊可插拔;在部署時可採用基 於權威證明的共識機制(Proof of Authority,PoA),便於整個系統的監管及 管控;因此,採用 PoA+BFT 的共識機制,形成基於不同權限的兩級共識機制,保 障了系統的效率和性能。
(2)支持跨鏈和多鏈分區
採用「主鏈+子鏈」的可管可控、可擴展的架構實現。融媒體區塊鏈綜合業 務支撐平臺採用以省級區塊鏈超級節點作為整個網絡中心,接入市縣級子鏈構成 的節點網絡,實現分布式數據存儲記錄、P2P 方式實現之間節點數據互通。不同 的縣級融媒體通過子鏈,實現多鏈分區,數據記錄隔離。
(3)支持 DAG 存儲機制,實現並行寫入,提升底層鏈性能
採用區塊鏈和 DAG 相結合(Block+DAG)的創新方式,存儲合約以及交易的 執行狀態和執行結果採用有向無環圖(Directed Acyclic Graph,DAG),使系統具備系統的並行寫入能力,加快存儲速度,同時 DAG 的使用能夠靈活的支持主 鏈和子鏈的部署和連接。
(4)支持用戶數字身份與權限管理,機構主體與用戶可管可控
支持機構主體與用戶數字身份的認證與管理,同時,數字身份功能既可以與 自身的 CA 證書集成,也可以與現有的通用 CA(包括國密 CA)進行集成。支持機構主體與用戶的鏈上行為(發起交易、調用合約、查詢數據等)的權限管理,滿 足了系統對於主體管理、用戶管控、隱私保護的需求。
(5)加密算法可插拔,支持國密算法
底層鏈系統將不同的加密算法抽象為統一的外部接口,根據具體實際使用需 求,可以自由指定對應類型的加密、籤名算法。該模塊的加密算法除了支持目前 區塊鏈常用的加密算法外,為了滿足廣電商業密碼的需求,在系統部署時,將採 用支持國家商用密碼管理局指定的 SM2、SM3、SM4 等國密算法。
(6)提供多種 RESTful API 接口
支持 RESTful API 等多種可擴展性強的接口,同上層的融媒體應用進行對 接,包括數字身份接口、存證接口、存證查詢接口等
(7)平臺運行狀態可監控,節點可管理,提高系統可靠性
平臺運行狀態監控包括區塊鏈節點運行狀態監控、節點準入、網絡拓撲管理 等功能,同時還包括節點自動告警、節點交易數據統計等功能。
(8)支持數據分析與可視化呈現
提供區塊鏈瀏覽器對區塊、交易、合約等底層數據的分析和檢索;通過 Echarts 技術和大數據分析技術,提供融媒體業務數據多維度的分析和實時呈現。