基于自动化软件的融媒体网络管理系统设计

张艳鑫,张艳书,王玉娟,王彤霞,刘文续

（1．张家口广播电视台，河北张家口 075000；2．张家口市民政局，河北张家口 075000）

1 引言

现阶段媒体机构主要是以单一形式出现，如电视以画面声音传播为主要传播手段、报社以文字为主要传播途径、电台以声音为主要传播方式。融媒体时代的到来打破了当前媒体机构的介质割裂，利用新媒体的传播力量，单一的媒体机构都能够进行多介质，多方式运作，即可以产生视频、文字、音频、图像等复杂多样的新闻产品。因此，对融媒体网络的管理系统的研究逐渐成为热门研究问题。

徐小辉[1]提出一种煤矿现场无线传感器网络管理系统设计，该方法在通过对煤矿工作现场环境进行充分研究后，选用具有结构简单、传输效率较高的无线传感器网络，构建了网络管理系统。该方法能够有效地对煤矿现场进行检测，提高了系统的诊断准确率，但是由于该系统使用数据量较大，导致系统的运行速度较慢。李瑞珑等人[2]提出一种三网融合形势下GIS 网络资源管理系统设计及应用。该设计方案首先梳理了广电网络在设计、建设、运营等工作要求，从系统目标、功能配置、架构设计、交互接口等方面，阐述了以GIS为核心的资源管理系统。该设计方案能够提高运营管理水平，但是由于方案中不存在安全模块，导致该系统的发布信息成功率较低，存在泄露公司信息的安全隐患。

针对上述问题，本文提出了基于自动化软件功能的融媒体网络管理系统设计，设计自动化模块、数据采集模块、报表管理模块硬件部分，采用CPK联合公钥算法，构建公钥和私钥矩阵，并使用散列函数将实体映射成行、列坐标序列矩阵，获得公开和私有密钥组合而成的密钥对，完成密钥的生成，通过自动化模块完成整个网络管理系统的自动化操作，实验结果表明所提系统的运行速度较快，占用资源较少，解决和发布成功率较高，且保障网络管理的安全性。

2 自动化软件功能下融媒体网络管理系统设计

融媒体网络管理系统的功能机构主要包括自动化模块[3]、数据采集模块、报表管理模块硬件设计以及数据安全加密软件模块设计。

基于自动化软件功能的融媒体网络管理系统的整体功能结构采用B/S 网络结构作为开发模式，功能逻辑结构采用MVC(Model-view-controller)模式[4]的设计思路，将系统的功能层次划分为逻辑层、交互层和数据层三部分，功能层次结构中包含的内容如下：

(1)交互层中含有具有人机交互功能接口的客户端软件。

(2)逻辑层主要由主站系统中的数据采集处理、数据报表管理、数据安全加密等功能构成，负责完成系统的核心业务。

(3)数据层中包括系统后台数据库，负责存储和统筹管理系统中各项数据和其他信息。

系统具体层次结构信息如图1所示。

图1 管理系统功能层次结构图

2.1 自动化模块

自动化模块主要包括管理员操作部分、主站服务器部分，主站服务器从功能层面上分为维护子系统、系统管理子系统和报表管理子系统。维护子系统主要负责维护主站系统的运行过程，并将管理员对系统的操作信息和系统发生的故障信息进行记录，在功能设计中使用B/S网络构架，通过对Web服务器软件[5]进行部署来完成系统的服务发布和功能维护，管理员操作模块负责管理站点的运行数据。

另外，主站系统中同时还包含融媒体中各个模块之间进行交互的功能操作接口，并且充分利用融媒体现有的信息化管理平台，降低自动化运算量，提高系统响应时间，交互接口模型如图2所示。

图2 交互接口模型

从图2中可以看出，本系统需要借助对融媒体采集数据分析计算接口、GIS 融媒体拓扑图形化接口，实现融媒体自动化功能。

译 文 ：We willcontinue to strengthen the Party’s ability to purify itself,and forever maintain its close ties with the people.

2.2 数据采集模块

数据采集模块主要包括融媒体管理系统的通信参数设置、通信时间校正、数据界面展示和数据解析等功能[6]。该模块需要为融媒体管理人员提供通信数据参数的功能接口，对应的功能结构如图3所示。

图3 数据采集模块结构

首先通过管理人员发出的指令完成通信参数设置，然后对数据的接收和处理功能进行检测，并且在数据接收的同时对原始数据作解码处理。当管理人员在对数据接收的过程中暂停操作，则系统将自动存储已接收数据在外部文档中，在下一次对该数据进行接收操作时，管理人员可以直接从文档中读取到已接收数据。若系统的管理人员对数据的检测接收过程不存在干预，则系统的数据采集模块将自动开启数据库操作接口服从系统的数据存储指令将接收到的已知数据储存到后台数据库中。数据采集模块的工作流程如图4所示。

图4 数据采集模块工作流程

2.3 报表管理模块

报表管理模块主要执行数据库中储存信息数据的格式化操作和在线打印功能。当管理者登录系统后能够提交对报表导出和打印的请求，并且系统能够将报表格式按年月日进行排序。报表管理模块主要包括实时数据报表、历史数据报表、二次应用数据报表和自定义数据报表等，并且通过时间段对系统的每个种类的数据报表进行划分，分为日报表、月报表、季报表、年报表等，管理人员可以对系统中这些报表进行内容创建和操作及时间范围管理等。在系统报表管理模块中，管理类人员可以直接从后台数据库中检索目标数据，并直接应用到表格文件中。针对需要计算的二次应用数据可以通过系统数据运算开发包来完成。报表的模块具体结构如图5所示，业务流程设计如图6所示。

图5 报表功能模块结构图

图6 报表管理模块工作流程图

在实际的工作过程中，管理人员需要的数据直接从数据库中查询，并且系统根据表格的格式进行界面展示，如果需要在线对数据报表进行打印，则该模块直接调用打印功能接口对数据报表直接进行打印操作。

3 融媒体网络管理系统数据安全加密软件模块设计

数据安全加密模块主要对系统产生数据进行加密，本文采用CPK组合公钥算法完成数据的加密，其原理是对公开及私有密钥矩阵进行构建，并使用散列函数将实体标识映射为行、列坐标序列矩阵，通过对其进行组合，获得公开和私有密钥组合而成的密钥对，完成密钥的生成。其管理体制主要是通过椭圆曲线离散对数问题来构建的，因此，选取一个椭圆曲线：

式(1)中，p 为常数，a、b为非负整数。曲线群Ep(a，b)是由小于p 的非负整数对组成的解(x，y)和一个点o构成的，G表示曲线上的基点，G=(xG，yG)。设公钥矩阵为m×h矩阵，矩阵中各个元素记为X(i，j)(l≤i≤m，l≤j≤h)，各个元素均为G的子群S中的元素，即X(i，j)=(xij，yij)∈S，则公钥矩阵PSK可以表示为：

私钥矩阵SSK可以表示为：

式(3)中，rij表示Xij相对于G的倍数值，则

综上所述，PSK和SSK中任一位置上的元素Xij=(xij，yij)和rij组成一对公钥和私钥。

设映射值的行、列坐标分别为：(i1，j1)，(i2，j2)，…，(it，jt)，则映射得到的公钥可以表示为：

获得的私钥可以表示为：

由此可见，组合倍数满足公私钥对条件PK=SK×G，构成公私钥对。

密钥的生成是通过运算标识的单向散列函数、列置换算法、行映射算法完成的[7]。首先，将公钥和私钥通过单向散列函数运算转换为固定长度的中间变量，然后分别采用行映射算法和列置换算法获得行坐标随机序列和列坐标置换。在已知的行、列坐标序列的基础上，确定组合密钥中的h个构成元素，最后，将公钥和私钥矩阵中的h个元素相加完成公钥、私钥的构建。

用identity表示标识实体，datal表示运算输出值，则单向散列函数(HASH)可以表示为：

由于datal 表示中间变量，则可以通过对datal 密码的改变来实现矩阵的行、列坐标的映射。行映射采用分组密码[8]完成，采用行映射算法的密钥对datal 进行循环加密。假设用MAPi来表示密码输入值、MAPi-1表示密码输出值，则可得行映射变换可以表示为：

式(9)中，i表示非负整数，MAP0=datal=HASH(identity)。

将通过列映射算法获得的密钥对作为加密算法，输出指示码用PTMKEY来表示，则：

通过映射算法获得的行坐标序列可以表示为(i0，i1，i2，…，ih-1)，列的坐标序列可以表示为(j0，j1，j2，…，jh-1)，则分别选取和组合公钥矩阵和私钥矩阵的元素，即可获得公开密钥PK和私有密钥SK。

通过上述步骤，完成基于自动化软件功能的融媒体网络管理系统设计。

4 仿真实验

为验证所提系统的有效性，对系统进行相关测试，并且与文献[1]系统和文献[2]系统进行对比，对三种系统的平均响应时间、内存平均使用率、服务器CPU平均使用率、操作成功率进行统计，通过对50个用户进行实验，完成系统异常查询和终端接入测试，测试结果如表1、表2所示。

表1 异常查询测试结果

表2 终端接入测试结果

从表1和表2中可以看出，文献[1]系统、文献[2]系统和所提系统的操作成功率均为100%，测试系统的异常查询和终端接入时，所提系统的响应时间低于文献[1]系统和文献[2]系统，由此可知，系统运行速度较快，且服务器CPU平均使用率和内存平均使用率与文献[1]系统和文献[2]系统相比更低，证明了所提系统可满足系统的基本要求，且占用资源较少。

将问题解决成功解决率和发布成功率作为系统性能评价指标，将文献[1]系统、文献[2]系统与所提系统进行对比测试，测试结果如图7、图8所示。

图7 不同系统成功解决率测试结果

图8 不同系统发布成功率测试结果

从图7和图8中可以看出，随着发布信息数量逐渐增多，文献[1]系统和文献[2]系统的问题成功解决率和信息发布成功率在不同程度地降低，但是所提系统的变化幅度较小，在需要处理的发布信息较多的情况下，能够保证较高的问题成功解决率和信息发布成功率，并且所提系统的问题成功解决率和信息发布成功率均高于文献[1]系统和文献[2]系统，由此说明所提系统具有一定的可行性和有效性。

为进一步验证所提系统的安全性，使用未在终端注册账号和被恶意代码修改过的已注册用户信息两种账号对系统进行操作，如腾讯新闻，西瓜视频等。其操作结果如图9、图10所示。

图9 未注册账号操作结果

图10 被修改过用户操作结果

从图9、10中可以看出所提系统可以阻止未知操作对系统进行操作，且能够有效拦截病毒，防止非法人员滥用软件。

5 结束语

为了解决网络管理系统时效性和安全性问题，本文在融媒体网络管理系统中加入了数据安全加密模块，该模块主要采用CPK组合公钥算法，构建出公开密钥和私有密钥矩阵，并且通过组合行、列映射矩阵坐标序列获得公开和私有密钥组合而成的密钥对生成密钥。所提系统的运行速度较快，且占用资源较少，能够有效提高问题成功解决率和信息发布成功率，拦截病毒确保网络管理的安全性。但是，由于融媒体涉及到的数据较多，同时系统的功能较为复杂，在数据收集过程中一部分相关数据源无法获取，因此本文在未来的学习中还需要在这些方面进行完善。