摘要：数字电影流动放映系统集中式管理中的安全与信任问题成为阻碍当前数字电影发展的重要因素。该文利用区块链技术在去中心化管理、数据分布式存储以及数据信息可溯源等特点，提出了基于区块链技术的数字电影流动放映系统架构，以期在版权方、院线等部门形成分布式共识，减少数字电影流动放映系统中的人为干扰因素，让整个系统更加安全可靠。

关键词：区块链技术 数字电影 流动放映系统 应用

中图分类号：TP311.13;J943.3      文献标识码：A

Abstract： The security and trust issue in the centralized management of the digital film mobile projection system has become an important factor hindering the development of the current digital film. Using the characteristics of blockchain technology in decentralized management， distributed data storage and traceability of data information， this paper proposes the architecture of the digital film mobile projection system based on blockchain technology， in order to form distribution consensus among copyright owners， cinemas and other departments， reduce the human interference factors in the digital film mobile projection system and make the whole system more secure and reliable.

Key Words： Blockchain technology; Digital film; Mobile projection system; Application

针对当前我国数字电影流动放映系统数据的可信度差、数据信息容易伪造等情况，利用区块链技术构建流动放映系统，保证数字电影在交易、认证以及放映等过程中都能安全可控，尽可能减少人为干扰的情况，也为其审计带来一定的便利[1-2]。

1相关概念综述

1.1 数字电影

数字电影是一种系统性概念，不同于传统胶片电影各个环节区分明显，数字电影无论是在电影放映还是拍摄都涉及了数字化技术，而各个环节又联系紧密、相互影响。现阶段数字电影的概念可以从以下两个方面理解：从广义方面来看，数字电影涉及了数字拍摄、压缩、传输、加密等多种技术，数字电影则是数字化拍摄、发行、放映、安全保护等多个环节的结合体。而从狭义上来讲，数字电影可以理解为数字电影放映系统。

1.2区块链技术

区块链的概念最早见于2008年，其概念一经推出便受到了社会各界的广泛关注。区块链技术是一种全新的理念，它融合众多技术手段，对目前各行各业都有着极大的吸引力。首先，区块链技术记录信息的方式为分布式账本，将分布式账本作为整个互联网总账，有助于保持数据的一致性。其次，区块链运用了全新的数据库，相对于传统数据库需要超级管理员进行维护，区块链技术下的数据库则省去了这一步骤，在互联网中的所有节点都可以依靠特定的算法参与到数据库维护当中，其安全性则由非对称加密算法来保障。再次，区块链技术采用了智能合约来构建代码，将所有的规则都可以一次性写進去，如此所有的用户都只能按照事先制定好的规则开展工作，大大限制了其他人的修改权限，保证了平台的公平性。最后，区块链的网络模型为TCP/IP，利用计算机网络中的点对点传输协议，网络节点可以不借助第三方工具而实现端对端的交易[3-4]。

1.3流动放映系统

数字电影放映系统可以分为数字影院放映与流动放映两种类型，其中数字影院放映是利用数字化设备放映的数字影片，数字显示技术成为其发展的核心技术。而流动放映系统作为数字电影放映系统中的重要组成部分更加适合我国国情，是我国乡村文化建设的重要手段。我国农村以及偏远地区由于科学技术发展落后，电影并不能普及到每家每户，而电影作为良好的文化载体，我国推出了数字电影流动放映系统，利用数字技术拍摄制作的数字电影产品可以通过卫星、影片数据、光缆等多种形式进行传输，实现了数字电影的推广。因此，数字电影流动放映系统可以理解为“适用于农村、社区、厂矿、学校等流动、非专业固定场所的数字电影放映系统”。利用数字化技术进行电影拍摄、传输、发行与管理的手段，大大降低了数字电影的成本，提高了电影放映质量[5-6]。

2数字电影流动放映系统的结构与特点

数字电影流动放映系统的结构主要由数字电影制作、发行与放映这3个部分组成。首先，对于数字电影制作来讲，其过程就是将数字电影源母板制作成数字电影发行母版，其中源母版可以对胶片电影进行胶转数或翻正片技术获得，也可以直接通过数字化技术直接拍摄或利用计算机技术制作获得。在获得源模板后对图像信号和音频信号进行处理，经过加密后即可获得数字电影流动放映系统的数字影片。其次，数字影片发行，数字影片发行是由国家广电总局统一管理，为不同发行机构提供符合数字放映质量标准的数字电影节目。由于我国之前的播放服务器面临着体系的不同，在数字电影的制作、共享以及节目质量把握等方面都面临着重重困难，现阶段我国已经开始重点解决该问题。最后，数字电影放映则是数字电影流动放映系统的最终目的，数字电影流动放映系统的基础为放映设备，在影片发行单位将数字电影节目发送至播放服务器后，放映单位即可正常放映。

数字电影流动放映系统与传统影院数字电影放映系统有着明显的区别，首先，数字电影流动放映系统的设备体积较小，这就使数字电影流动放映系统的运输与架设更加方便，其适用的场所自然也就更加具有灵活性。其次，数字电影流动放映系统的操作较为简单，由于数字电影流动放映系统没有复杂的操作系统，也不需要经过复杂的调试，只需要设备配套使用就可以免去过多的调整。最后，数字电影流动放映系统成本相对较低，现阶段众多放映单位都能承担数字电影流动放映系统的成本，这就导致数字电影流动放映系统在我国获得巨大且快速的发展。

3现阶段数字电影流动放映系统的安全性需求

数字电影流动放映系统因其所处的环境对安全性有着特殊的需求，首先，数字电影流动放映系统具有流动性。由于数字电影流动放映系统的应用场所为偏远地区、学校、厂矿等，场所并不固定，数字影片也以数据输入盘和硬盘传输为主，放映方将数字电影复制到播放单位的播放服务器并授权后才能完成影片放映，这说明现阶段大部分数字电影流动放映系统在实际放映过程中并不具备网络接入条件，系统在用户离线的状态下如何保证数字影片信息的安全成为当前我国数字电影流动放映系统构架的难题之一。其次，数字电影流动放映系统的设备成本与受众群体规模相对较小，但流动放映设备的成本相对较高，这也给了数字电影流动放映系统安全体系构建提供了基础。

数字电影流动放映系统的安全性需求主要包含以下几个方面：第一，机密性，数字影片和其他类型的机密信息要保证不能被泄露，非授权用户不能通过互联网窃取数字电影相关信息；第二，真实性，用户在验证身份过程中一定要合理合法，保证每一位用户的身份都是真实有效的；第三，完整性，数据在未经授权的情况下不能被任何用户篡改或替代，最大限度地保证数字电影信息的完整；第四，可追溯性，在数字电影放映完成后，为了防止使用方否认参与通信交换，需要对放映信息、身份验证信息进行溯源，借此为数字电影审计打下基础；第五，访问控制，用户在访问系统时需要对其身份进行验证，防止非授权用户接触到数字影片信息；第六，可审计性，用户的各类操作都需要明确的操作记录留痕，在系统出现问题时可以借此提供审核依据，从而做到责任到人。黑客攻击、数据泄露、非法访问、伪造播放数据等情况对现阶段我国数字电影流动放映系统的安全性提出了更高的要求。例如：现阶段常见的攻击类型有：利用监听数据流获得数字影片关键信息、暴力攻击解密数字电影密钥、窃取用户私钥来非法播放影片、冒充合法播放器非法播放影片等，传统的数字电影流动放映系统安全防护体系在面对日益复杂的互联网环境时显得捉襟见肘，现阶段急需创新技术加强数字电影流动放映系统的安全防护体系，而基于区块链技术构建的数字电影流动放映系统安全防护构架则是一个很好的思路与方向。

4 区块链技术在数字电影流动放映系统中的应用

4.1数字电影流动放映系统架构的设计

由于数字电影流动放映系统需要满足数字电影放映过程中的数据信息存储、访问、交流等，因此基于区块链技术的流動电影放映系统需要满足其需求，在面对数字影片的关键信息时，要根据不同用户的权限与共享策略，做出相应的改变。利用区块链技术对流动放映系统中的关键信息进行加密，通过链下存储的方式来弥补区块链存储容量不足的缺点，如此区块链便可以只存储蕴含数字信息的哈希值，该文选择了星际文件系统作为区块链的链下存储数据库，其完整地系统构架如下。

4.1.1应用交互层

应用交互层是用户操作系统的关键所在，基于区块链构建系统的基础功能模块，其中包含了基础功能与核心逻辑，用户可以利用网络软件实现与区块链的交互和在使用过程中调用智能合约。

4.1.2数据服务层

数据服务层由区块链的对等网络和文件系统共同组成，用户可以在任意区块节点参与到数字电影数据信息的传输和检验，在用户接收到数据信息后可以将其存储到星际文件系统当中并返回哈希值，如此在计算下一区块时就可以将验证过的哈希值打包到新的区块当中。因此，在数字电影流动放映系统中星际文件系统主要负责存储加密的信息，并在接收信息后返回哈希值，而区块链则将智能合约的代码存储和执行，在形成执行结果后打包为区块，这样各个区块形成结合体，在其内部含有共识机制，在系统进行交易或数据存储时，区块链技术就能为整个过程服务，如此星际文件系统与区块链各自负责大容量文件与哈希值，实现了数据服务层的顺利开展。

4.1.3数据接入层

数字电影流动放映系统的外界设备和接触模块就是数据接入层，通过先进的物联网传感器、数字通信等技术对区块链中的数据进行采集，并通过区块链将数据上传智能合约并存储至区块链之中，借此保证数字电影数据信息涞源的安全。

4.2数字电影流动放映系统的业务流程

数字电影流动放映系统的业务主要来源于版权方、院线方、放映方、节目管理方以及数字电影监督方，这些用户接入区块链对等网络之中形成节点，分布式存储的区块链则会为这些用户形成信息备份，由此形成的信息网络可以实现用户之间的交互。放映终端设备作为数据接入层中的内嵌区块链节点即可参与到节点的信息交换中，故此数字电影流动放映系统的流程可以分为以下3个方面。

4.2.1数字影片交易

需要放映方和放映设备在区块链中进行注册，由购买方向版权拥有方提出数字电影交易申请，在交易完成后，在系统之中对数字影片进行加密并形成相应的授权信息，放映方在线下复制数字影片，并在开始放映之前申请授权，授权过程需要经过身份验证、授权信息发放等过程，进而在区块链放映节点进行授权并放映影片。在数字影片放映完成后，区块链节点会自动将放映信息上传至区块链之中，监管部门则可以根据上传的数字信息监管数字电影的放映情况。在数字影片交易过程中，版权方和购买方是交易的主体，其中版权方是数字电影片源的制作方、定价方，而购买方则可以是个体或院线放映方。交易主体双方在交易平台上完成交易，购买方根据系统逻辑发出交易请求，平台接收到交易请求并将交易信息上传至区块链服务器当中，区块链服务器在接受到交易信息后则会在各个区块节点之中广播，在区块节点达成共识后会记录进分布式账本中并返还交易信息，交易成功后用户即可接受到交易结果。

4.2.2版权分发

在数字电影影片交易双方交易完成后，在区块链中就存储了详细的交易信息，其中包含了用户购买的数字影片信息、购买方设备信息以及放映人员信息等，系统对数字电影进行加密并形成相应的授权信息，授权信息存储进星际文件系统。用户在接受到哈希值后便可以得到解密数字影片的密钥。值得注意的是，为了有效监督数字电影是在合法且制定的播放设备中播放，数字电影流动放映系统需要通过交易信息来对数字影片放映时的设备在注册时存储至区块链中的公钥进行核查，利用设备公钥对放映信息进行非对称加密。在购买方提出影片放映申请时，首先系统要对其身份进行核查，授权信息存储产生的哈希值在区块链网络中广播，而拥有私钥的放映设备能够获得解密后的授权信息，在下载授权信息后，用户就可以对数字影片进行解密，从而顺利播放数字影片。其流程具体可以分为以下几步：首先，需要用户在互联网软件进行身份注册，在用户发出注册请求后，互联网软件会根据用户的操作生成专属于用户的公钥和区块链地址，软件会向区块链发送请求，在调动注册合约后用户即可完成身份注册；其次，对设备进行身份注册，设备生产方需要在设备生产后使用互联网软件对设备进行注册，在填写设备信息后，软件会提交设备信息至区块链并生成专属设备的序列号，进而形成设备的公钥与私钥，再向区块链节点调用注册合约完成设备的注册请求，区块链也会向各个节点进行广播，从而达成节点共识，设备注册至此完成。再者版权方需要对授权信息进行上传，版权方通过使用互联网软件上传信息后，对用户的公钥上传请求进行签名，并利用设备公钥对授权信息进行加密，加密后的信息存入星际文件系统中，用户即可获得文件系统返回的哈希值。以此同时，版权方需要向区块链节点发出调用数据存储合约的请求，区块链节点在接受到请求后需要对用户的身份进行验证，在对用户的签名验证完成后，区块链执行智能合约，并将哈希值与其他类型的信息广播至区块链中，在节点达成共识后将智能合约的执行结果存储至区块链中，如果节点达不成共识，信息就会上传失败。在授权信息上传成功后，数字影片购买方可以在软件平台上对相应的信息进行查询，用户在发出信息查询请求并提取查询的信息类别后，区块链节点就会请求调用数据查询合约，用户则需要输入自己的ID和所要查询的信息类别，区块链在验证用户信息成功后则会调动查询权限访问合约，通过智能合约来判断用户是否具有查询权限，在权限判断成功后，用户就可以从相应的区块链节点调用查询合约从而获得哈希值，用户根据哈希值对星际文件系统中的信息进行解密，从而获得解密后的数字影片信息。再次为信息回传，在放映方完成数字影片的放映后，区块链节点就可以将回传信息作为交易请求，区块链通过信息回传智能合约就可以将交易请求发送至服务器中，区块链在接受交易信息后会在各个节点内进行广播，区块链在达成共识后计入分布式账本之中并将信息回馈给用户，用户就可以通過回传信息获得数字影片的真实放映数据。最后为用户权限的管理，无论数字影片的制作方还是购买方，在访问系统时都需要提交其信息并向区块链节点请求调动权限管理合约，区块链通过验证用户的签名，验证成功后就可以执行智能合约并向各个区块链节点进行广播，在达成节点内共识后，用户才可以进行下一步操作。

4.3智能合约的设计

智能合约实际上就是一种计算机协议，在系统中制定和部署一定的规则后便不可篡改，用户可以通过智能合约实现身份和信息的验证，极大程度地减少了人为干扰。在其脚本的设计中，需要根据数字电影流动放映系统的功能需要进行设计，现阶段我国的数字电影流动放映系统包含了用户注册、数据上传、用户访问等多项功能，智能合约需要将这些业务流程部署到区块链之中，用户在系统中操作和调动智能合约时需要区块链节点内达成共识。以智能合约防伪码设计为例，其智能合约设计如下：用户在系统中输入诸如交易信息、授权信息等，系统将信息上传至区块链中。区块链在接受到信息后对用户身份进行验证，如果信息验证成功，完整的信息将会存储到区块链中，如果信息验证错误，信息则会返回至用户的操作系统中。现阶段，我国数字电影流动放映系统智能合约的接口主要有注册合约、权限管理合约、数据存储合约以及数据查询合约，通过赋予智能合约特定的规则就可以完成没有人员参与的各类信息验证、上传与回传，保证了各类数据信息的安全可靠。

5  结语

综上所述，现阶段我国的数字电影流动放映系统仍然面临着诸如数据信息安全、数据存储以及容易出现人为干扰等困境，导致我国数字电影流动放映的质量迟迟得不到有效提升。基于区块链技术的数字电影流动放映系统构架则可以极大程度的解决这些问题，分布式存储结构、去中心化管理以及智能合约的共识系统为数据的存储和身份的验证提供了有力的保障。目前，我国数字电影流动放映系统还处于起步阶段，仍需要广大业界人员加大技术研究力度，开发出更加适合我国国情的数字电影流动放映系统，保证我国数字电影流动放映的顺利实施。

参考文献

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[6]薛立德. 区块链共识算法及其应用研究[D].合肥：中国科学技术大学，2021.

作者简介：赵列忠 （1968—），男，大专，放映技师，研究方向为电影放映技术。