文摘
随着信息技术和网络技术的发展,数字档案管理系统已经广泛应用于档案管理。不同于固有的独特性和强大的防篡改修改传统纸质档案、电子档案存储在集中式数据库,面临更大的风险的网络攻击,数据丢失,或者通过恶意软件窃取,更可能是由内部管理或外部攻击者伪造和篡改过。非物质文化遗产档案的管理是一个非物质文化遗产保护的重要组成部分。因为非物质文化遗产档案是不同于传统的官方档案,传统的档案管理方法不能完全适用于非物质文化遗产档案的管理。本研究结合了区块链技术的特点和分布式分类帐,共识机制、加密算法,等等,并提出了非物质文化遗产档案管理基于区块链技术复杂,高度分散,大量、低质量的非物质文化遗产档案。优化方法,应用区块链技术电子档案的真实性的保护,设计和开发一个档案管理系统基于区块链技术,有助于解决一系列问题的非物质文化遗产档案管理的过程。
1。介绍
文化不能被删节的有形物品生活和不断发展,本质上是由元素组成的,代表人类的生活文化,被称为“非物质文化遗产。”这包括的文化遗产的各个方面,如传统和生活表达式从祖先继承,覆盖范围广泛的文化价值观和规范,如艺术、社会实践、仪式、信仰、和事件(1]。随着计算机技术的发展,世界各地的经济水平的提高,不同的数据非物质文化遗产管理系统已经广泛应用于非物质文化遗产的管理。传统的非物质文化遗产使用纸质档案等管理方法搜索速度慢的缺点和复杂的管理过程。数字非物质文化遗产的检索和监控管理系统可以加快非物质文化遗产通过数据库查询,简化非物质文化遗产的管理过程通过网上审批,减少劳动力成本,提高办公室效率(2]。目前,非物质文化遗产是很难收集、识别和监控。因此,非物质文化遗产的管理已逐渐吸引了注意力。如何保护非物质文化遗产的真实性和安全文件,这样他们不容易被盗,篡改或破坏已成为一个热点问题数字非物质文化遗产领域的建设。区块链是一个分散的分布式分类技术,不需要信任,有很强的anticalculation修改(3]。它使用各种计算机技术,如加密、概率论、共识机制和分布式网络。区块链技术首次应用于比特币区块链和世界各地有成千上万的分布式节点一直不间断地运行了近10年,没有发生重大事件(4]。尽管区块链技术起源于加密的数字货币,它的发展和应用不仅限于金融领域,但可以广泛应用在许多领域,如文化、娱乐、社会福利、和数据保护5]。区块链的分散、强anticalculation修改和信息可追溯性是非常适合非物质文化遗产保护的场景。尽管区块链技术有很多优势,它仍然有问题,如访问效率低,经济成本高。区块链不能取代现有的数据库技术,但通常是用作补充技术手段与其他技术相结合。总之,现有的非物质文化遗产管理系统通常有可怜的安全等问题,容易计算的变化,和破坏。本文综合运用多种技术,如区块链和系统监测和研究和设计基于地区。区块链的非物质文化遗产管理系统可以有效地和更好地保护一个国家的优秀的非物质文化遗产。
2。相关工作
区块链是分散的,不需要信任,和防篡改分布式分类技术6),来自比特币的白皮书7综合利用加密),概率论,共识机制。分布式网络等各种技术有望解决贫穷问题的数据安全性和弱anticalculation修改现有的文件管理系统中常见的。近年来,许多专家、学者和相关组织国内外继续探索和实践区块链技术在数据保护和共享。对于项目存在的证明8,9)实现电子文件的真实性保护存储文件的哈希值的区块链交易记录。项目实施电子文件的数据保护,但数据保护功能相对简单,成本相对较高。链点项目10)实现了一个通用的电子文件保护方法基于比特币区块链,降低了数据保护的成本的计算文件的哈希值,然后构造和存储默克尔树(11]。然而,有一个缺乏相关性数据,不能实现和数据恢复。阿扎利亚et al。12)使用智能合同建立一个分散的医疗数据访问和权限管理系统。该系统实现了病人的医疗数据的所有权,使病人能独立分享医疗记录。然而,系统依赖于一个集中的数据库数据存储和缺乏保护的私人区块链的公共区块链向公众开放,每个人都可以加入。国内金融公司使用Ant区块链技术记录支付宝捐助的具体流程和实现开放、透明、可追溯性和noncorrection捐款的使用(13]。区块链团队在这个实验室也一直致力于研究区块链技术在数据保护和实践等多个应用程序场景采样机器人和医疗数据保护(14,15]。
总之,我们设计和开发一个blockchain-based非物质文化遗产管理系统,使用强antitampering区块链和分散特性,通过非物质文化遗产的摘要信息的信息链。存储方法可以实现非物质文化遗产的保护和验证的数据管理系统,有效地解决一般的安全问题在现有的非物质文化遗产系统(16- - - - - -18]。
3所示。方法
在本节中,我们将详细讨论该系统的系统架构和其他模块包括系统监控平台,服务器状态监控模块,并通知模块。
3.1。系统结构
使用微软的文件管理子系统的开发。网络平台。采用面向对象的开发方法,设计原则的“高内聚和低耦合”和三层系统架构的设计方法。它由系统接口层、业务逻辑层和数据访问层。访问层由三部分组成。如图,界面层是用户和系统之间的桥梁,为用户提供友好的操作界面,可以将用户操作和输入转换为特定的请求,并将它们传递到逻辑层。业务逻辑层是接口层和数据访问层之间的桥梁。它将用户输入和请求在界面层转换为特定的业务流程和执行数据通过数据访问层访问操作。数据访问层通过数据库调用实现本地数据访问,访问的数据区块链数据保护子系统通过RESTful接口调用图所示1。
3.2。系统监控平台架构
系统监控平台的设计目标是能够监控所有服务器主机的运行状态和应用blockchain-based文件管理系统,收集和处理异常和错误信息出现在程序的执行期间,并且能够保证系统的稳定性,包括监控平台本身的稳定性和应用程序。系统监控平台可分为两个部分:服务器状态监控和监视应用程序错误。服务器状态监控主要是通过开源实现Zabbix监控解决方案(19]。目标服务器的监控信息是通过Zabbix代理客户,收集和信息发送到Zabbix服务器通过主动报告。在应用程序上执行应用程序错误监测通过HTTP接口,系统中的错误信息被收集,和相应的报警策略实现,如图2。
3.3。服务器状态监控模块
服务器状态监控是监控平台的核心模块,包括硬件参数和软件的监控服务器主机的操作状态。Zabbix代理客户有两个工作模式,主动监测和被动监测。积极监控意味着,Zabbix代理客户收集信息后监测目标,积极与Zabbix服务器建立TCP连接和传输监控信息。在被动监测、信息收集完成后,Zabbix代理客户端不主动发送信息,但是等待Zabbix服务器建立一个连接,然后传输监控信息。经济成本和安全方面的考虑,大多数服务器主机运行在局域网环境中,没有公共IP地址,和不同的服务器也可能存在于不同的局域网。因此,为了监视所有目标服务器,该模块采用主动监测结构,如图3。你只需要配置一台服务器的公共网络IP Zabbix实现分布在不同的地理位置和网络领域。服务器监控,我们首先在每个服务器上安装Zabbix代理客户端收集监控信息,然后每个局域网部署Zabbix代理程序收集和总结了监测信息,最后与Zabbix服务器建立TCP连接的公共IP Zabbix服务器监控信息和报告。
3.4。警告通知模块
发送报警通知系统监控平台,是一个非常重要的一步。错误信息是否可以传送给相关人员及时有效地将影响整个blockchain-based文件管理系统的鲁棒性和稳定性。报警系统监控平台的方法应该安全的特点,效率,低的价格。此外,它应该有多个报警方法相互补充,以避免一定的报警方法的失败或不检查的情况。系统监控平台实现四个报警方法:电子邮件、短信、微信的社交应用,和QQ社会应用(20.]。管理员可以选择一个或多个配置报警规则时报警方法。当某一报警方法失效时,其他报警将自动作为替代方法,和监控平台管理员通知。电子邮件是一种常用的预警方法,操作简单、经济成本低的优点。与电子邮件警报操作相比,短信提醒是一个更有效和直接的预警方法,但它需要发送的帮助下第三方短信运营商,它需要付费。移动互联网的不断发展,社交网络的应用程序,如QQ和微信已经逐渐成为流行,并通过社交软件发送提醒通知已成为了一个不错的补充方法。
4所示。实验和讨论
4.1。块和区块链
块基本区块链的一部分。它记录所有交易记录创建期间区块链和记录的地址前面的块的块头。通过这种方式,它形成一个单向链结构区块链(17]。块的结构如表所示1。
每个块包含五个领域:块头,块大小,神奇数字,交易数量和交易21]。具体事务的事务列表字段记录信息。神奇的数字是一个固定值。块头字段中的所有事务内容块的抽象,建立区块链的关键。块头的结构如表所示2。
4.2。Blockchain-Based数据存储解决方案
区块链是一个分散的数据存储方法,它的优点没有信任,不可逆数据和nontampering。然而,在实际的应用程序项目的过程,它仍然需要解决数据访问效率低的问题,经济成本高。有两种方法来存储数据区块链通过OP_RETURN领域的事务和聪明的合同来存储数据。本文选择使用智能数据存储,因为合同智能合同有更丰富的数据组织形式,而且没有OP_RETURN场40位大小长度限制。无论是OP_RETURN场区块链或智能的存储信息的合同,这是交易的形式实现的。因此,每次写入数据,您需要支付一定数量的数字货币的交易费。交易费和写作输入数据的大小是成比例的,和写操作后需要完成相应的块打包的矿工。据统计从ethgasstation.info网站,写这篇文章的时候,Ethereum的平均交易费是2 gwei,即0.2元人民币(任分钟Bi)。文件管理子系统通常执行文件添加和修改操作,和从图4,我们看到了交易成本的数据写无疑是非常高的。
本文研究了文件管理的非物质文化遗产作为一个例子。基于以上问题的考虑,本文设计一种数据存储方案结合公共连锁,连锁私人数据库,ipf集群文件系统(星际)。解决方案使用ipf存储每个文件的具体内容(包括文件属性、连接属性,和附件的原始文本),私人连锁店ipf地址和每个文件的数字指纹通过聪明的合同,和公众连锁店私营连锁块通过聪明的合同。的高度和散列值在图所示4。自私人的文件信息链只能查询文件号和文件内容在ipf的ipf只能查询地址,这个解决方案也使用MongoDB的当前属性来存储电子文件实现模糊查询的文件。私人blockchains可以控制块包装的速度,获得的好处生成块,和在公共场合解决数据存储成本高的问题链。当存储和处理的数据量有限,等关系数据库MySQL表现良好;然而,当数据量很大,很难对这些关系数据库系统来处理数据。相反,NoSQL处理巨大的优势和非结构化数据(22]。然而,私人链较少的节点和糟糕的安全等缺点。因此,采用连锁连锁私人和公共存储通过私人档案信息链,和公众链是用来确保私人链上的数据的真实性。ipf数据访问效率高,不需要付款,但是它的安全性和灵活性不如区块链技术。因此,结合区块链和ipf被采用,和私人链是用来调用和保护ipf的文件数据。
生成的内容块的区块链不能篡改;否则,它将不会接受其他节点;新块不能在此基础上生成,因此不能添加到主链。修改数据写在区块链,唯一办法取代前一块用一个新的块是使用叉子,如图5。修改的数据块,身高1003,因此,所有块1003块的哈希值的变化。公共车链使用PCPC合同来访问块高度和私人链的散列值并实现文件的保护私人信息块链。
4.3。成本分析和安全评估
假设非物质文化遗产档案保护操作的数量每个月 ,文件修改操作的数量 ,和文件借贷操作的数量 ,每月成本部署公共链上的所有聪明的合同 :
公共和私人的结合私人区块链链部署最聪明的合同。档案可以不断获得私人链通过创建块数字货币支付的交易成本智能合同要求。假设每月私营连锁的运营成本 ,每个数据存储操作的智能合同将由计数器记录。当计数器可以分裂 ,公众连锁合同将被称为存储当前块在私人信息链。的价值就越大参数,降低解决方案的经济成本和更大的块高度间隔存储在PCPC合同,和保护私人区块链和数据恢复的程度也会降低数据所示6和7。
连锁在数据驱动层、公共、私人链,私人ipf集群和数据库技术全面应用实现保护、验证和修复的低成本和高效率的电子档案。系统中的应用程序层,RESTful接口服务设计的全面使用非对称加密和数字签名技术,可有效地防止网络攻击数据窃取和篡改数据等,实现安全可靠的数据通信系统和文件管理子系统。
5。结论
目前,非物质文化遗产的开发管理系统在国内外已经相对成熟,但是现有的数字非物质文化遗产管理系统不能解决的问题,从内部和外部的数据篡改系统在一个更好的方法。因此,安全与稳定的非物质文化遗产管理体制及其防范任何形式的恶意攻击和入侵已成为关注的焦点。在充分调查非物质文化遗产的相关资料管理系统和区块链技术,本文提出了一个计划来保护非物质文化遗产通过区块链技术。本研究工作的主要贡献如下:(1)我们设计并实现了一个RESTful服务器,为用户提供了数据交互接口。我们设计并实现了一个区块链数据管理平台,为用户提供一种直观、方便的方法来查询和视图数据区块链上的非物质文化遗产。(2)基于Zabbix框架,系统监控平台的设计和发展。平台包括服务器状态监控分为四个模块,应用程序错误监测、稳定保证,警报发送。系统和监控平台提供稳定保障、监控服务器主机的运行状态和应用程序,并执行报警操作时,服务器脱机或程序是不正常的。
文化遗产保护是很重要的,因为它给了我们一种我们是谁,给了我们一个无可辩驳的连接到过去。通过传承传统艺术保存文化和保存语言,音乐,和工艺。随着信息技术的进步,重要的是要考虑文化遗产保护的使用这些技术。在未来,我们的目标是开发一个完全分布式系统保护非物质文化遗产,它将有能力使用分布式数据处理非常大量的数据处理和存储技术,如MapReduce和MapReduce-based框架。
数据可用性
使用的数据集和分析在当前研究可从相应的作者在合理的请求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。