5G 在陶瓷艺术品领域的研究与应用

于见雨 章 敏 骆晓亮 程新群 徐义民 罗中一

（1.中国移动通信集团江西有限公司，江西 南昌 333031；2.中国移动通信集团江西有限公司景德镇分公司，江西 景德镇 333000）

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景德镇陶瓷具有“白如玉、薄如纸、明如镜、声如磬”的美誉，具有千年的文化传承历史，自古便是“丝绸之路”对外贸易的重要经济文化载体，是“china”对外文化交流的重要产物。 随着现代工业技术发展，“景德镇制”作为艺术陶瓷的核心品牌，被严重侵蚀和伪造。

2019 年9 月底，国家发改委、文化和旅游部印发《景德镇国家陶瓷文化传承创新试验区实施方案》（发改社会〔2019〕1416 号），打造国家陶瓷文化保护传承创新基地、世界著名陶瓷文化旅游目的地、国际陶瓷文化交流合作交易中心。 政府层面高度重视，高位推动，提出通过5G+陶瓷区块链实现陶瓷艺术品防伪溯源，实现品牌保护的要求。

研究背景。 区块链是分布式数据存储、 点对点传输、 共识机制、 加密算法等计算机技术的新型应用模式。 区块链（Blockchain），它本质上是一个去中心化的数据库， 同时是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块[1]。现在，陶瓷艺术品在其溯源、鉴定方面都具有长久以来未能解决的问题， 而利用区块链技术对陶瓷艺术品防伪溯源问题的解决，于理论与技术层面都是可行的。

研究现状。 早期人们对于陶瓷的真伪辨识一般使用的是人工触摸以及肉眼观察，通过有经验的专家或者从事相关职业人员来辨识陶瓷真伪。 此做法效率略低且烦琐复杂，并且人力成本昂贵。 此外，区块链技术也从未于陶瓷技术方面进行应用。 将区块链技术应用于陶瓷防伪溯源方面可有效解决大部分问题，较为可观地改善陶瓷艺术品鉴定方面的短板。

研究的意义与目的。 长期以来，陶瓷艺术品一直面临着鉴定困难、伪造品多的问题。 区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。 这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。 将区块链应用于陶瓷艺术品方面，再结合5G 技术，可在陶瓷防伪溯源方面发挥巨大作用。

研究的内容。 在区块链应用过程中，特征数据提取和特征数据选择是比较关键的一步。 较为常见的特征数据主要是陶瓷DNA 数据。 陶瓷DNA 数据主要是使用陶瓷的材料学结构特征，可以构建数字和陶瓷间的不可伪造的关联对应。 相关区块链工具的处理过程主要分为数据采集、数据传输以及数据上链，在基于BSN 网络的相关设计并结合5G 技术之后， 可更方便地运用于日常使用。

区块链架构模型。 区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成[2]。 数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法； 网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例[3]。

BSN 区块链技术。 区块链服务网络（Blockchainbased Service Network，简称“服务网络”，“BSN”等）是由国家信息中心、中国移动、中国银联和北京红枣科技共同发起和建设的“跨云服务、跨门户、跨底层框架”的区块链基础设施。 作为“新基建”的重要组成部分，BSN 的推出目的就是为了让开发者可以便捷、低成本的使用区块链技术，顺利发布区块链应用或者对已有的信息化系统进行区块链改造和升级（见图1）。

图1 数据采集及上链流程

识别数据处理步骤：

（1）数据采集。 通过机器视觉，利用智能AI 算法，对陶瓷艺术品的微观特征进行建模， 并通过高倍的专用工业相机， 实现陶瓷艺术品无损的材料学结构特征的快速采集，实现作品数字化DNA 的提取，进而实现陶瓷艺术品身份的唯一化识别。

（2）数据传输。 5G 信息技术在建设现代化数据体系中具有一定优势。 5G 独有的数据分片技术构建区块链专网，保障了DNA 数据传输的安全性，从而形成从艺术源端5G 专网BSN 区块链的流程。 通过5G+陶瓷产品防伪溯源体系的建立， 实现从原料到生产、创作、流通、贸易全链条质量管控和可追溯体系，真正实现陶瓷艺术品鉴赏的零门槛，有效保护国家陶瓷文化品牌。

（3）数据上链。基于BSN 区块链网络，构建融合主流区块链的行业区块链框架， 如Hyperledger Fabric、FISCO BCOS、CITA、XuperChain、Brochain、梧桐链等，通过身份鉴别、访问控制、安全审计、通信加密、密钥管理、硬件加密等手段保障数据的安全。

鉴证溯源模式。陶瓷数字身份证查询：建立了数字身份证的陶瓷，使其更具有市场价值和艺术价值，升华了景德镇的陶瓷文化。 人们都能够靠自己识别验证陶瓷，了解陶瓷的来龙去脉，建立个人和陶瓷的联系。 用户要识别验证陶瓷非常简便， 用手机扫描陶瓷数字身份证，就能查到陶瓷制作者或者绘制者的信息。

溯源信息验证。 项目提供的陶瓷智能识别验证体系里的一个关键功能是， 提供给了用户智能验证陶瓷数字身份证跟现场陶瓷间的正确关联的服务。 在验证过程中， 把链上指纹数据跟现场陶瓷的指纹数据进行智能比对。再根据现有的理论研究和实践验证，只要比对结果一致， 就可以确定链上陶瓷数字身份证跟现场陶瓷是正确关联的，任何其他陶瓷都无法通过验证。

陶瓷溯源意义。 陶瓷是中国传统艺术之一，其具有独特的艺术语言，在表现力上也较为丰富[4]。 对陶瓷艺术品的溯源，也是对传统文化的保护。 溯源内容主要分为2 点：

（1）“景德镇制”追溯：随着“互联网+”时代的来临，全国其他产瓷区的陶瓷也打着“景德镇制”充斥在景德镇的文旅陶瓷市场，使得“景德镇制”被渐渐消耗。 结合地理标志产品，实现日用瓷等功能性消费陶瓷的“景德镇制”的原产地追溯。

（2）手工艺者追溯：千年以来，景德镇陶瓷产业是典型的传统手工业，历经千年，形成了一条完善庞大而又复杂的产业运作链条。 陶瓷，其文化内涵跟制作陶瓷的手工艺者密不可分。