基于区块链技术的视频检测分析

张 婧 廖廷雪 范兴甜

(成都理工大学管理科学学院 四川 成都 610059)

一、引言

当今社会，互联网的普及和应用范围越来越广，网络视频也越来越多，人们足不出户就可以通过网络视频进行娱乐消遣，了解实时资讯。这些视频内容信息是否真实可信和合法有效，以及视频的来源如何追溯、视频的安全性如何检测，逐渐成为了人们日渐关切的问题。而区块链在数据的安全和隐私保护方面且具有广阔发展前景[1]。它巧妙地将计算机网络技术、密码学技术、分布式数据库、共识机制等知识结合在一起，具有去中心化、开放性、不可篡改、安全加密等特点，对于维护数字版权、网络安全，保护用户隐私具有重要应用意义，为网络视频的检测提供了新思路[2]。

二、区块链技术

(一)区块链与共识机制。区块链是由记录交易数据的区块按照时间顺序构成的链式结构，是一种分布式数据库。它采用PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法四类共识机制，使分布在网络中的各节点之间能够有效达成共识，共同确认一项交易的记录，确保了区块链中数据的真实性、公开透明性和不可篡改性[3]。

(二)去中心化网络与智能合约。智能合约是一种由计算机上的脚本代码编写的数字合约，它使得整个网络无需任何第三方的参与，只要满足编写条件，就能自动执行交易操作，因而保证了整个交易过程不可逆转、安全可追溯。在整个网络中，没有中心机构协调运转，所有交易点对点直接进行，提高了交易效率。

(三)密码学技术。区块链的密码学技术主要有哈希算法、加密算法和数字签名三种[4]。哈希函数位于区块链结构的数据层中，它采用SHA-256的哈希算法，可以将任意长度的输入通过算法输出固定长度为256位的哈希值，且输入信息稍有改变，输出值都是不同的。因此，哈希算法具有单向性和抗碰撞性，使得区块链中的数据和交易无法被篡改。每个节点在进行交易时，为了保证交易的内容不被监视、篡改和窃取，就需要利用加密算法，由发出方对交易内容进行加密，再由接收方对交易内容进行解密，从而保证交易内容的真实性和安全性，有效地完成交易。加密算法分为非对称加密算法和对称加密算法，而区块链中多采用非对称加密算法。网络中的每个节点的创建都需要生成一个公私钥对。公私钥对的生成是随机的，不同节点生成的公私钥对相同的可能性微乎其微。公钥对于全网中所有节点都是公开的，而私钥是保密的。在进行交易时，采用非对称加密算法，发出方可以利用接收方的公钥对交易签名以进行加密处理，然后接收方利用自己相应的私钥来对其进行解密。数字签名是前两项技术的一个延伸。当两个节点之间进行交易时，发出方通过哈希函数计算后得到哈希值，然后通过自己的私钥将哈希值加密，得到数字签名，一起发给对方节点，当接收方收到信息后，用自己相应的公钥解密数字签名，并对解密的信息进行哈希算法，如果发现哈希值相同，则说明该信息未被篡改。这样不仅可以防止信息被篡改，还可以防止恶意节点进行任意的伪造和否认，因此它对于保证网络中信息的安全性、完整性和唯一性等方面具有非常积极的作用[5]。

三、区块链技术对视频来源检测的应用

人们常通过网络视频来了解新闻和各领域的动态。利用区块链技术，任何视频的原创者都可以在区块链应用程序中进行创作，并通过自己的节点对原创视频进行哈希算法、加密算法和数字签名，然后将其发布到网络中。区块链在视频的创作和发布过程中，会将视频发布的时间戳和发布过程打包起来，写入区块链存证当中。其他节点如果要观看视频，则可以利用密码学技术对视频文件进行解密，并验证其数字签名是否相同，这样就可以知道视频来源是哪里，是否为原创，这样可以防止很多人盗用了视频文件作为自己的交易输入，从而在网络上进行交易，侵犯他人的版权。

各大APP上的电视、电影和一些其它节目，也屡屡遇到有人下载后将其上传到另外一些违规网站上供人观看的问题。这种情况严重侵犯了视频的版权，不仅严重损害了视频的质量，而且无论是对于原视频的拍摄者、上传者还是软件平台的工作者来说，都是极不公平的。区块链技术则为这样的问题提供了很好的解决方案。视频在区块链平台上被广播或交易，都会附上一个数字签名，这个数字签名是无法被篡改、否认甚至复制的。如果有任何不法分子通过视频发出者的公钥地址将视频进行解密后，想要将该视频重新进行上传、广播或一些非法交易，就必须要创建一个一模一样的数字签名。要执行这样的操作，显然是不可能的。就算有涵盖相同数字签名的视频被发布到了网络上，一旦区块链检测到了该违规视频，都可以自动追溯到区块链存证中原创视频的相关信息，如时间戳、发布过程等其他信息，从而达到维护视频版权、举报违规视频、惩治不法分子的目的。通过这样的检测，就保证了视频均为合法用户所发出，且用户观看的视频均为正版视频，从而提高了视频内容的质量和可靠性。

四、区块链技术对视频真实性、完整性检测的应用

而由于区块链技术具有公开透明、不可篡改的特性，无论视频是被病毒侵入、黑客攻击，还是被任何恶意节点篡改或截取、添加，都会导致视频文件相应的哈希值不同，一旦接收节点在验证视频文件是否为原文件时，发现其哈希值无法与原来的哈希值相对应，就证明该视频已经被执行了篡改、截取或添加操作，该视频的可信度、安全度都会有所降低。这对于检测、规避虚假新闻以及其它不真实的视频具有重要的意义。

每一个视频信息的交易，都会被广播到全网中，获得记账权的节点会进行算力竞争，最先完成计算难题的节点可以将该打包进区块的交易添加到自己区块的后面。矿工节点在进行交易记录的时候会将交易盖上时间戳，然后形成一个完整的时间链，这个链条是不可逆的。

而由于共识机制的存在，对于加入区块链的交易数据，必须经过51%的节点达成一致才可以进行记录，否则记录无效。要想篡改视频内容和交易信息，就必须要获得51%的节点的认可，这样一来，实现造假的可能性是很低的，保证了视频内容和交易数据的安全性，增加篡改的困难程度，使其无法操作。

从区块链的数据结构来看，要实现视频的篡改也是不可能的。区块链的数据结构有链状和树状两种。在链状数据结构中，每个区块之间都会有一个哈希指针指向上一个区块的哈希值，然后该哈希值又会包括进后一个区块中。因此，一旦有视频内容或交易信息被篡改或截取，后面区块中的全部哈希值都会发生变化，这样一来，数据修改就很容易会被发现，从而保证了区块在按照时间顺序连接的同时没有被篡改。区块链的另一种数据结构就是Merkle树。它是一种由区块中的系列交易形成的二叉树结构，其作用和链状数据结构中的哈希指针相似，在该结构中，无论哪一项交易的内容被篡改，都会影响Merkle树的根哈希值，由于原始的根哈希值已经被节点保存了下来，因此一旦根哈希值发生改变，节点保存的根哈希值都无法与改变后的值相匹配，这样的方法也能够很容易地检测到交易内容是否进行了修改操作，从而检测视频的完整性、安全性。

五、结语

利用区块链技术的去中心化网络、互不信任的节点、智能合约与共识机制，使网络视频的真实性和安全性能够为各节点共同监督。运用区块链中的密码学技术，使得视频的内容和交易的信息无法被篡改和截取，无论从哪种角度来说，任何试图入侵区块链内视频文件信息的行为都会轻易地被检测和追溯，因此，视频的安全性和可靠性可以得到极大的保证，许多违规行为也会受到限制。本文重点分析了区块链技术在视频检测中的应用，区块链技术在网络安全、数字通信安全等方面的应用，对于人类在数字世界中的交易与传输具有重要的意义。在未来，区块链技术还存在许多值得深入研究、挖掘与创新的地方，它也能够为视频来源、真实性和安全性的检测提供巨大的帮助。