【IOT专栏】当图像碰上区块链

前言

图像碰到区块链会产生怎样的化学反应？从图像形成到传播，我们细细道来。图像的形成方式多种多样，常见的方式是基于各类的传感器所收集的原始数据所构成。在常见的摄影录像设备中，图像是经过一定尺寸的光学传感器在特定的光和时间而形成的；在医疗影像设备中，图像是射线通过医疗对象后被探测器接收变为电压数据信息，再由影像算法生成的。

从图像生成到被消费，包含以下步骤：传感器感应、原图形成、图像处理、图像传播等。高端手机的摄像头、专用的摄影设备及各行业的影像设备更多注重传感器及原图的形成；市面上以图像为信息载体的软件特别注重图像处理和图像传播技术，如抖音、快手、Snapchat等。在现今通信网络基础建设、云存储基础建设及信息消费图像化的热潮中，图像传播、共享日趋重要。与此同时，图像的可信度却被人一直诟病，如产品宣传图片渲染、直播滤镜等。有些能给大家带来快乐，但大多却是带来伤害。那我们如何做到去伪存真呢？且看图像接入区块链会发生什么样的故事。

国内区块链联盟链的出现，看似偶然，实则必然。图像传播需要一份娱乐，也需要一份谨慎及可信。区块链为每一个传感器设备赋予一枚私钥，通过该设备产生的原始图像都会用签名算法烙上独一的身份证明，而数据则凭借这一身份证明在整个区块链生态里流转。可见区块链不仅是一种加密准入机制，更是一种数据保护体系；他不仅是一个安全存储空间，更是一种多方联动数据共享平台。虽然在区块链之前，我们有图像加密、视频加密、可靠数据传输、可靠分布式云存储，但他们解决更多的是局域、小范围的问题；而区块链更像是为我们提供了端到端可信基础设施。

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区块链端到端可信图像传播平台

区块链图像传播的内容

正如上述，图像成像方式多样，主要随传感器技术的发展而衍生出各类图像。如医疗影像设备电子计算机断层扫描（Computed Tomography ，CT），影像是x射线光电探测器通过接收射线形成的，后经重建算法形成我们所看到的CT扫描图像。CT影像包含了医疗对象的身体各个心、胸、肺、脑等器官的物理状态信息，为医生的诊断提供依据。还有基于可见光及红外波段的图像传感器（例如CMOS），图像是光子通过透镜等光学设备和模数转化器变成电压信息，最终形成图像数字信息。此类图像传感器广泛使用在手机摄像、安防、工业、天文学等行业，其图像所包含的信息也是丰富多样。手机摄像自不必详述，凡我们人眼所看见的他都可以通过图像记录下来。在安防行业，特别是其汽车电子子行业，图像所包含的信息为特定的监控场景录像、特定的事件录像、红外人物及物体录像、汽车后视摄像等。在工业的自动光学检测，图像包含面板及PCB板的设计细节信息。

图像所包含的信息可谓丰富多样，而这些信息才是我们推进图像传播及共享的最终目的。在区块链端到端的可信基础设施上，即信息生产端和信息分享端到信息消费端，信息上链是第一步，常用方式是通过交易存证方式、合约方式及大文件上链方式。为了更多的行业，或熟悉区块链或不熟悉的，都能快速进行数据上链，我们提供了诸多的技术支持。软件底层提供多种SDK语言包如JavaSDK、GoSDK、JSSDK、CSDK、C#SDK等；硬件底层提供硬件加密芯片、4G模组和WiFi模组等上链方式。

在嵌入式Linux系统和业务系统对接上，我们通常使用JavaSDK。JavaSDK为我们提供了初始化方法、创建交易方法，合约部署、调用、升级、冻结、解冻等方法，同时提供了各类交易查询接口、节点信息查询接口、MQ服务接口。该部分代码可以在链接https://github.com/hyperchain/javasdk获得。

在以单片机为主控的物联网设备，例如智能垃圾桶、智能印章、智能摄像头等设备，我们通常采用CSDK。CSDK的所提供的功能与LiteSDK相比略为精简，主要实现签名算法及上链交易创建，而更多的功能可以根据实际需求进行添加。

图像信息在上链后，因其价值需引进访问、分享的限制。而区块链自带的准入机制，为每一个信息分享者和消费者提供数字身份证书，同时为用户分配账户、合约等权限；而对上链的信息，我们也可以对其添加允许访问的节点及用户。通过完整的权限体系，每一次的查阅都经过严格的身份及权限认证，每一次的分享都经过严格的记录。这样可满足信息发布者对信息流通的限制要求，形成可控分享。

特别是对医疗行业、工业等信息高度敏感行业，信息流通的管制有更高的要求。为使这类行业数据即安全又便于传播、共享及使用，趣链研发了多方安全计算、可信执行环境、联邦学习、零知识证明及同态加密等技术，在产品上推出了BitXMesh，首个支持链上链下协同的数据共享平台，甚至实现了“数据可用不可见”。

区块链图像传播的价值

图像在各行各业内有非常广泛的使用案例，在此我们列举医疗和安防行业的具体场景讲述其对图像传播的需求，以及区块链能为其创造的价值。例如在医疗行业内较为常用的医疗影像设备X透视成像系统，其通常用在胸肺、骨骼检查。X射线属于放射性射线，虽然单次剂量国家有严格的标准以保证人身安全。然而因为寻医的需要，会到多省、市、医院做同样的检查或复查，这会导致多次暴露在射线下，如此还是会带进不确定因数。区块链图像传播共享平台可为此提供服务，减少不必要的射线暴露；一次检测影像，多方可信共享。趣链区块链为院方提供标准的数据接口以便图像传播及共享，并定制权限体系限制传播的范围。院方接口，我们针对图片等文件采用LiteSDK的大文件上链方式，其代码可已在上述LiteSDK代码链接获得。其权限控制体现在FileMgrService的调用参数中：

nodeIdList：节点白名单列表，为空代表所有节点都能访问，若不为空，数组第一个元素需与nodeId一致。

userList：用户白名单列表，为空代表所有账户均能下载，若为只有一个元素none的数组，代表除了上传者均不能下载，若为用户地址列表，代表仅上传者和列表中的用户可以下载。

在安防行业内，摄像头是最常使用的设备，其款式多种多样。按场景看，有家庭录影、交通记录、办公楼及园区录影、车载记录仪、后视镜录影等。我们以办公楼及园区场景为例子讲述区块链的价值。因为办公楼安防及园区安防（例如教育机构）的摄像录制通常采用设备商提供的NVR、自主机房或公司账户申请的云作为存储设备。该系统可应对公司管理人员对日常的监督管理使用，但在办公楼或园区发生极端事情时，需要该系统内信息进行追溯取证，这颇为困难。这是因事件的利益相关方控制该系统，并存在对图像数据进行删除修改的可能性，因而该系统的可信度大为降低。在此区块链可以解决此场景的问题。趣链区块链可在相关方部署联盟链的节点，每一个节点都存有全量的图像数据，每一个节点对数据都有同等的管理权限，这样避免了数据落在单方控制的情况。特别为一些区域跨度大、经营场景复杂的集团化公司，区块链为其提供了可信可靠的管理、追溯手段。

案例分享-印章、摄像头

区块链智能印章

趣链智能印章充分应用了区块链平台，并体现了其在图像共享所创造的价值。整套产品由印章终端，区块链平台及业务后台组成；区块链节点部署在利益相关方。在传统印章体外，我们全新设计了一套机械结构以保证印章在未授权情况下章体的安全及不可见。在这套机械结构里有一套电子管理系统，以瑞芯微芯片及Linux系统为控制核心，以4G模组为通信方式并连于区块链平台。

在区块链平台之外，通过MQ服务连接的业务后台系统。业务管理后台包含印章使用的所需管理模块，例如印体管理、设备管理、流程管理、人员管理等。业务后台为每一个系统操作人员配备了区块链私钥以作身份认证。业务管理后台业务的申请，执行及结果都会用当前私钥签名并以区块链存证的方式发送到区块链上。保证所有的流程都可以进行监督、追溯和查证。后台管理系统同时提供接口给予外部系统，以便提供盖印文件等信息，也可以连接到钉钉等OA工具。

印章终端业务相关的信息全部传送到区块链，其中最为重要的是终端的摄影设备所获得的图像信息，这包括盖印文件、盖印时间、盖印地点、盖印人员等信息。印章是通过终端内嵌JavaSDK的大文件上链形式上传图像信息，每一份信息都有其身份的烙印。

在传统印章的使用中，最为被人诟病的是萝卜章，即非法刻印章面并进行使用。而基于区块链智能印章提供了一套极佳的解决方案：印章在盖章的流程中，以图像记录的方式分别对盖章前、盖章中、盖章后进行验证，可以为集团公司提供审计、共享的基础，而萝卜章将无立足之地。在本身的业务范围之外，我们发挥了区块链本身具备的数据可信共享优势，引进第三方监管机构，例如浙江省杭州市互联网公证处，为每一次的盖章提供证明。

区块链智能摄像头

在安防行业，联合多家摄像头厂家，对图像数据进行源头上链，结合实际的业务可需要解决信任问题。采用CSDK及加密芯片的方式与现场摄像设备进行结合，使之成为带有身份认证的区块链摄影设备。每一帧的图像数据都带有该摄像头的身份认证。例如在实际的交通违法监督的使用上，区块链摄影设备为违法录像提供可信的技术认证，为执法人员提供执法基础，特别在多主体联合执法中更加体现区块链作为可信基础在图像共享上发挥的重要作用。

区块链摄影设备通常以传统摄像机嵌入加密芯片的方式实现，且图像信息以存在方式上传到区块链上；区块链节点部署在利益相关方。每一帧数据直接从图像传感器输出后组成图像集，接着用起摄像机本身私钥签名，以大文件的方式通过4G模组或wifi等物理链路传到区块链上，以此保证数据的可信。在交通违法监督的场景中，摄像机传感器的数据还有一份从传统的路线送至监管部门，做本地AI处理。在AI识别到违法行为时，交通执法人员会查询区块链相关图像信息以提供违法证据。在交通执法过程中如果涉及到城市管理执法或生态环境管理执法等部门，所涉及到的相关部门也可通过本身的区块链管理账户查询相关图像数据以作执法依据。

总结

图像作为人们日常使用信息交互方式，在各行各业也有着深度的运用，从娱乐到执法都有其身影。区块链作为端到端的可信基础设施及其中各样保障体系为图像可信传播及共享提供了坚实的基础，能否在图像中有更深的运用，我们拭目以待。