CN112966042A - 一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法，包括：执法记录仪实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；执法记录仪对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；执法记录仪通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。对应于上述方法，本申请还公开了一种执法记录仪。应用本申请公开的技术方案，能够以提高执法记录仪所记录的数据的安全性，防止数据被篡改。
Description
技术领域
本申请涉及数据安全技术领域，特别涉及一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法及系统。
背景技术
当前公共安全执法环境复杂，暴力抗法、违法后拒不承认、执法部门执法不文明、执法纠纷等这些情况，在国内外已经成为困扰执法部门的一个难题。这些问题不仅严重影响了执法的真实性、公正性、权威性，同时对执法部门的形象也产生了极大的负面影响。
目前，单警执法音视频记录仪已经大规模商用，并且已经有了公安部标准规范，但是，在数据信息安全方面还不够完善。
发明内容
本申请提供了一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法及系统以提高执法记录仪所记录的数据的安全性，防止数据被篡改。
本申请公开了一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法，包括：
执法记录仪实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；
执法记录仪对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；
执法记录仪通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。
较佳的，所述对视频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
从所述视频数据中提取关键帧；
对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述；
对所述特征点描述进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述视频数据的指纹信息。
较佳的，从所述视频数据中提取关键帧具体包括；
提取所述视频数据中的所有关键帧；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧，其中，M和N为大于1的整数；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域。
较佳的，所述对音频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
对所述音频数据进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
较佳的，所述对音频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
间隔M1秒或者间隔N1个帧从所述音频数据中提取一个音频帧，对所提取的音频帧进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
较佳的，所述执法记录仪将所述音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据，采用非对称密码方法进行加密和签名，并上传至区块链系统。
本申请还公开了一种执法记录仪，包括：采集模块、数据处理模块和上传模块，其中：
所述采集模块，用于实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；
所述数据处理模块，用于对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；
所述上传模块，用于通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。
较佳的，所述数据处理模块具体用于：
从所述视频数据中提取关键帧；
对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述；
对所述特征点描述进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述视频数据的指纹信息。
较佳的，所述数据处理模块在从所述视频数据中提取关键帧时，具体用于：
提取所述视频数据中的所有关键帧；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧，其中，M和N为大于1的整数；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域。
较佳的，所述数据处理模块具体用于：
对所述音频数据进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息；
或者，间隔M1秒或者间隔N1个帧从所述音频数据中提取一个音频帧，对所提取的音频帧进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
由上述技术方案可见，本申请提供的技术方案通过对数据量较大的音视频数据进行指纹信息提取，并将音视频数据的指纹信息连同执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据等其他执法数据上传至区块链系统，可以在执法数据记入区块链后，保证整个参与区块链的实体都能透明地看到其中每个环节的信息，且信息不会被人为地篡改；此外，信息容易回溯到记入的每个交易点，且避免了单点数据损坏没有备份的威胁，因此，本申请通过将执法记录仪所采集的执法存证数据信息上链，有效地保护了执法存证数据的真实性、完整性。具体而言：
1、本申请通过将音视频数据的指纹信息上链存储，当该音视频数据后续作为存证数据使用时，通过对该音视频数据文件的指纹信息和在区块链上存储的指纹信息进行对比，可以判断出该音视频数据文件是否有被篡改；如果两者指纹信息一致，则表明该音视频数据文件没有被篡改。
2、本申请通过将对数据的操作日志上链存储，通过区块链共享账本的分布式存储，保障了操作日志的完整性和不可篡改，从而可保障通过区块链回溯对数据文件的每一个操作。
附图说明
图1为本申请针对在线场景和离线场景的执法记录仪信息处理方法示意图；
图2为本申请执法记录仪的组成结构示意图；
图3为本申请实施例一的部署场景示意图；
图4为本申请实施例二的部署场景示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
为了提高执法记录仪所记录的数据的安全性，防止数据被篡改，本申请提出基于区块链技术搭建执法记录仪的数据证据管理系统，这将有利于保护执法记录仪所记录的音视频数据、照片、人员操作日志等数据的完整性，提升执法部门的公信力。
本申请的主要思想在于：在数据证据管理系统中部署区块链服务，利用区块链记录、追溯执法记录仪所采集的音频、视频、照片、操作记录以及个人信息等数据，保证数据的真实性和完整性；执法记录仪和采集设备对数据进行处理后形成数据的指纹信息，将数据的指纹信息和对应的数据的文件名、操作记录等信息作为区块上链，从而实现执法数据、操作记录的不可篡改，且可审计、可追溯。
执法记录仪有两种应用场景：在线场景和离线场景，其中：
在线场景是执法记录仪处于联网状态下，采集音频、视频、照片、操作记录以及个人信息等执法数据后，直接通过公网或专网上传到数据证据管理系统中；
离线场景是执法记录仪处于离线状态，执法记录仪在离线状态下采集音频、视频、照片、操作记录以及个人信息等执法数据后，先存储在执法记录仪本地；当执法记录仪通过USB接口或其他接口接入采集设备(也可称为采集站)时，将所采集的执法数据通过采集设备上传到数据证据管理系统。
下面参见图1，分别对本申请针对在线场景和离线场景提出的解决方案进行详细说明：
1、在线场景，如图1右半部分所示：
执法记录仪中记录有音频、视频、图片、操作信息等重要数据。操作信息、图片等相对于音频、视频数据而言，数据量较小，对于这些数据量较小的数据，本申请直接通过远程调用上链，将相关数据存储在共享账本上；而对于音视频，由于音视频文件较大，对整个音视频文件进行上链存储将耗费大量时间和存储成本，因此，本申请通过提取音频、视频的指纹信息，并将小数据量的指纹信息进行上链的方式来解决音频、视频文件较大的问题。具体流程如下：
第一步，从视频中提取关键帧。
其中，所提取的关键帧的数量可根据设备的计算能力进行调整，如果设备能力足够，可提取所有关键帧；如果设备能力不足，可以考虑按照设定规则进行提取，例如：间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧(其中，M和N可以根据设备的计算能力进行调整)。甚至，对于处理能力特别差的场景，可以考虑间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域(如左上角固定大小区域或者中心固定大小区域)。
第二步，对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述。
例如，可以采用Harris特征点、FAST特征点、SIFT特征点等特征点提取算法进行特征点提取。以这些帧的特征点描述来作为整个视频的特征信息，即：将这些帧的特征点描述作为视频的指纹信息，从而将视频数据的指纹信息问题转化为图片特征提取问题。
特征提取是计算机视觉和图像处理中的概念，指的是使用计算机提取图像信息，决定每个图像的点是否属于一个图像特征。特征提取的结果是把图像上的点分为不同的子集，这些子集往往属于孤立的点、连续的曲线或者连续的区域。常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征。
视频压缩中，每一帧代表一幅静止的图像。在实际压缩时，通常会采取各种算法减少数据的容量，其中IPB是最常见的。帧被分为三种不同类型：I帧、P帧和B帧，其中：
I帧：帧内编码帧(intra frame)，也可称为关键帧，自身可以通过视频解压算法解压成一张单独的完整的图片；
P帧：前向预测编码帧(predictive frame)，需要参考其前面的一个I帧或者B帧来生成一张完整的图片；
B帧：双向预测内插编码帧(bi-directional interpolated prediction frame)，需要参考其前一个I帧或者P帧及其后面的一个P帧来生成一张完整的图片。
第三步，对特征点描述进行哈希(HASH)运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为视频的指纹信息。
较佳的，可以采用SHA256以上的哈希算法或者国密SM3，进行哈希运算。
第四步，对音频进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为音频的指纹信息。
由于音频数据量相比于视频数据量而言较小，因此，在对音频进行指纹信息提取时，可直接对音频进行HASH摘要生成。
与上述第一步的处理类似，如果设备能力不足，可以考虑按照设定规则提取音频帧，例如：间隔M1秒或者间隔N1个帧提取一帧(M1和N1可以根据设备的计算能力进行调整)，然后对提取的音频帧数据进行HASH摘要生成，将该摘要信息作为音频的指纹信息。
上述第一步至第三步为生成视频指纹信息的过程，第四步为生成音频指纹信息的过程，两个过程可以串行进行，也可以并行进行，对于两者的执行次序没有要求。
第五步，将音频、视频的指纹信息以及对应的文件名、时间、记录仪编号、操作员操作行为日志数据等关联数据统一上链存储。
较佳的，执法记录仪可以将所述音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据，采用非对称密码方法进行加密和签名，并上传至区块链系统，从而进一步加强防篡改、保障数据安全性的效果。
2、离线场景，如图1左半部分所示：
执法记录仪采用如前所述的方法生成音频、视频数据的指纹信息，并通过隔离(如TEE等)或者高强度加密的方式存储到本地，在接入采集设备后，采集设备可通过上链查询或者根据执法记录仪的本地是否有上链的标记等方式，判断执法记录仪所采集的数据是否已上链；如果没有上链，则执法记录仪操作数据上链。
同时，采集站针对数据的修改、删除、查询等操作记录，以及对应的操作员、操作时间、采集站信息等关键操作日志信息也需要做上链处理。
对应于上述方法，本申请还提供了一种执法记录仪，其组成结构如图2所示，包括：采集模块、数据处理模块和上传模块，其中：
所述采集模块，用于实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；
所述数据处理模块，用于对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；
所述上传模块，用于通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。
较佳的，所述数据处理模块具体用于：
从所述视频数据中提取关键帧；
对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述；
对所述特征点描述进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述视频数据的指纹信息。
较佳的，所述数据处理模块在从所述视频数据中提取关键帧时，具体用于：
提取所述视频数据中的所有关键帧；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧，其中，M和N为大于1的整数；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域。
较佳的，所述数据处理模块具体用于：
对所述音频数据进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息；
或者，间隔M1秒或者间隔N1个帧从所述音频数据中提取一个音频帧，对所提取的音频帧进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
下面通过两个实施例结合具体的部署场景对本申请技术方案进行举例说明。
实施例一：
本实施例的部署场景是：在证据管理系统中部署私有区块链，主要部署在证据管理系统后台以及采集站等设备上，形成私有链，如图3所示。
实施例二：
本实施例的部署场景是：将区块链节点部署在证据管理系统和证据使用系统中，各节点形成私有链或者联盟链，如图4所示。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种基于区块链的执法记录仪信息处理方法，其特征在于，包括：
执法记录仪实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；
执法记录仪对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；
执法记录仪通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对视频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
从所述视频数据中提取关键帧；
对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述；
对所述特征点描述进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述视频数据的指纹信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述视频数据中提取关键帧具体包括；
提取所述视频数据中的所有关键帧；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧，其中，M和N为大于1的整数；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对音频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
对所述音频数据进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对音频数据进行指纹信息提取处理具体包括：
间隔M1秒或者间隔N1个帧从所述音频数据中提取一个音频帧，对所提取的音频帧进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：
所述执法记录仪将所述音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据，采用非对称密码方法进行加密和签名，并上传至区块链系统。
7.一种执法记录仪，其特征在于，包括：采集模块、数据处理模块和上传模块，其中：
所述采集模块，用于实时采集执法数据，所述执法数据包括：音频数据、视频数据、图片、执法记录仪信息数据、操作员操作行为日志数据；
所述数据处理模块，用于对所述音频数据和/或视频数据进行指纹信息提取处理，得到音频数据的指纹信息和/或视频数据的指纹信息；
所述上传模块，用于通过无线方式和/或有线方式，将音频数据的指纹信息、视频数据的指纹信息、图片、执法记录仪信息数据和操作员操作行为日志数据上传至区块链系统。
8.根据权利要求7所述的执法记录仪，其特征在于，所述数据处理模块具体用于：
从所述视频数据中提取关键帧；
对所述关键帧进行特征点提取，得到所述关键帧的特征点描述；
对所述特征点描述进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述视频数据的指纹信息。
9.根据权利要求7所述的执法记录仪，其特征在于，所述数据处理模块在从所述视频数据中提取关键帧时，具体用于：
提取所述视频数据中的所有关键帧；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧，其中，M和N为大于1的整数；
或者，按照设定规则，间隔M秒或者间隔N个关键帧提取一个关键帧的部分固定区域。
10.根据权利要求7至9任一项所述的执法记录仪，其特征在于，所述数据处理模块具体用于：
对所述音频数据进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息；
或者，间隔M1秒或者间隔N1个帧从所述音频数据中提取一个音频帧，对所提取的音频帧进行哈希运算，生成摘要信息，将所生成的摘要信息作为所述音频数据的指纹信息。
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