基于联盟区块链的新闻媒体版权保护应用研究
作者：王小峰系深圳大学传播学院网络新媒体系教师、副研究员，计算机博士、管理学博士后；巢乃鹏系深圳大学传播学院院长、教授；施珍妮系武汉大学政治与公共管理学院博士研究生 2020-03-25 17:01 新传播 【字号：大 中 小】
如今新闻媒体的版权问题面临着越来越多的挑战，图片盗用、盗稿和混稿等问题普遍存在，迫切需要建立起有效的新闻媒体版权治理机制及技术体系。“联盟区块链”作为区块链技术的3.0阶段，在“分布式存储、点对点传输、加密与共识”等基础之上，实现了“跨机构可信协同”的“社会编程框架”。在链下确权的前提下，可将其用于新闻媒体版权保护与治理：借助其无人值守（算法自治）、数据可信（迭代加密）、多机构共识（机构联盟及协商校验）、数据自主（版权所有者自主查阅）等优势，可实现“多中心化、可信、自治”的新闻媒体版权保护与管理系统，在保障新闻媒体机构权益的同时提升新闻媒体的公信力。
【关键词】区块链 联盟 版权保护
一、区块链的技术本质及其三个发展阶段
近年来，在外界看来非常神秘的加密数字货币（如比特币等）等产品与相关的社会事件，让一种叫作“区块链”的技术走进了公众视野。区块链技术实现了多方参与、智能协同、分布式对等、共享与透明的网络规则，不仅成为了前沿金融科技的核心代表技术，并逐渐获得了社会各个行业领域甚至是政府机关和国际组织的高度重视，在国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》中，区块链技术亦被首次列入，并迎来了重大的发展机遇。区块链甚至被认为是自互联网诞生以来最为颠覆性的技术。
古往今来，人类的无数发明都是为了建立信任，例如古代的“兵符”，近现代的电话、电报、数字证书等；事实上，区块链技术的本质就是建立信任的新型工具（第五代加密技术）。如图1所示，从其诞生以来已经历了三个阶段：
（1）2009年1月3日，以BitCoin/（比特币）为代表的产品横空出世（作者至今不明），区块链技术初次得到关注；除了比特币产品，没有技术框架，不能进行定制化开发（只能在比特币产品上进行二次开发，仅限于数字货币）。事实上，比特币只是通过算法保障和赋予了三个货币属性：基于“工作量证明”的共识算法，其哈希难度赋予了稀缺性；分布式存储与基于时序的密码记账赋予了持久性；挖矿的奖赏机制赋予了群体性。
（2）2013年底，Vitalik Buterin发布并推出了名为“Ethereum/（以太坊）”的开源的区块链底层系统，像安卓一样，以太坊提供了非常丰富的API和接口，能让任何人能在区块链上实现智能合约并快速开发出各种各样的区块链应用。目前已经有超过200多个应用在以太坊上开发。
（3）随着区块链技术的进一步发展，其去中心化、数据防伪等功能在其他领域也逐步受到重视。区块链不再局限于金融领域，而是扩展到仲裁、公证、域名、审计、医疗、邮件、投票、签证、物流等整个社会领域，为实现社会治理提供了新的理念和模式，这就是“区块链3.0”，也被称为“社会化编程技术框架”。区别于比特币和以太坊为代表的“公有链”技术平台，又陆续诞生了以R3 Corda为代表的“私有链”技术平台、以Hyperledger名下的Fabric为代表的“联盟链”平台。
二、“联盟区块链+新闻媒体版权保护”应用系统的设计与实现
如图2所示，是“联盟区块链+新闻媒体版权保护”的具体技术架构设计。将来自新闻采编过程中形成的媒体信息（主要是文本和图像），在线下通过确权。对于文本数据，可以采用文本抽取、语义分析等机器学习辅助确权；对于图像数据，可以采用图像隐写技术（不针对文件头）或深度学习图像风格渲染等技术辅助确权。然后将确权信息采集和上传到自定义的联盟区块网络中，利用区块数据不可篡改和联盟节点广播的特点，确权信息可在全网范围内进行异地仲裁和可信比对；无论是司法机构、仲裁机构又或者是机构用户，都可以通过查询和比对原始存证HASH和数据库中对应数据HASH，以一种“绝对不可抵赖”的方式有效仲裁新闻媒体的版权。在此基础之上，可以可靠、可信地进行新闻媒体版权的登记、交易、维权等应用，实现新闻媒体版权的现代化创新治理。
三、基于Hyperledger Fabric架设联盟区块链网络
如图3所示，是社会编程视角下本系统的总体实施方案（其中peer节点、锚peer节点、order节点的工作原理引用自fabric开源系统的底层架构）。本项目搭建的“联盟区块链+新闻媒体版权保护系统”以新闻媒体机构、媒体监管部门这两个组织中的机构为联盟成员，各成员提供一个互通的网络节点，在各节点上配置好集群环境、fabric应用、相应的智能合约程序，即可形成一个可用于数据防篡改、可追溯的联盟区块链网络。
1.通道是fabric里的一个重要概念。一个区块链网络系统上可以创建有很多通道，不同通道之间的数据不共享（通道，可视为独立的数据逻辑流通），可实现数据隐私保护或业务逻辑隔离。显然，本项目只需要一个通道（即：新闻媒体版权HASH存证通道）。
2.两个组织内的所有机构都是区块链网络中的一个节点，节点分为三种类型：peer节点、锚peer、order节点；整个网络/通道只能有一个锚peer节点，每个组织可以有一个order节点；为了最大化地简化系统或节省实验资源，也可以整个网络只有一个锚peer节点和一个order节点，甚至还可以由同一个节点同时充当锚peer节点和order节点，事实上本系统就采取了这种最精简的设计模式（如图2中所述）。从通讯网络的角度来看，所有peer节点（包括锚peer节点）在同一个通讯网络中，peer节点和其他peer节点之间存在广播通讯；而order节点则在该通讯网络之外，但是order节点和锚peer节点之间存在着专用的通讯链路。部署在不同节点中的应用程序（也叫作智能合约），实现了数据存储和共识（即防篡改）等重要的功能。存储、校验业务数据和区块数据，逐步形成了一条“牵一发而动全身”的区块链。
3.peer节点完成的主要功能有：（1）存储本地业务数据（比交易数据更通用），向其他peer节点广播业务数据（如数据流1），校验后存储来自其他peer节点的业务数据；对本系统来说由于业务数据仅仅是版权数据项的哈希值，而没有类似于金融转账中的额度校验，因此所谓业务数据的校验仅仅只是为了防止重复提交相同数据；（2）接收来自锚peer节点传回的区块数据，向其他peer节点广播区块数据（如数据流4），校验后存储来自锚peer节点和其他peer节点的区块数据；（3）当对历史区块中的数据进行篡改，但没有对后续所有区块进行辅助性头部HASH修改，则该节点中历史区块后的所有区块数据都将因为不能通过校验被作废，并将从其他节点复制区块数据的正确拷贝；（4）当对历史区块中的数据进行篡改，且对后续所有区块进行了辅助性头部HASH修改。如果当前节点是锚peer节点，则当形成最新区块的时候，其他peer节点会发现上一个区块的HASH不同而拒绝与此节点通讯，此后该锚peer节点成为一个孤立的节点而被区块链网络系统排除在外，进而导致整个系统瘫痪（这是目前基于fabirc区块链系统不成熟的一个表现）；如果当前节点不是锚peer节点，则当形成最新区块的时候，当前节点会发现上一个区块的HASH不同而拒绝与锚peer节点通讯，此后该节点成为一个孤立的节点而被区块链网络系统排除在外。
4.配置某节点（计算、存储性能高）为锚peer节点。锚peer节点可以完成三个重要的功能：（1）汇总所有有数据生产行为的peer节点的业务数据，如数据流1；（2）和order节点进行通讯（将所有数据传输给order节点，如数据流2；接收order节点生成的区块数据，如数据流3；（3）将新产生的区块数据和本节点中上一区块的HASH作为一个整体，广播给所有的peer节点进行全网分布式存储，如数据流4。
5.配置某节点（计算、存储性能高）为order节点。order节点完成两个重要的功能：（1）接收来自锚peer节点的业务数据，如数据流2，根据业务数据中的时间、机构等信息对数据进行排序，并产生区块数据结构;（2）将区块数据结构（不含上一区块的HASH）回传给锚peer节点，如数据流3。
四、研究结论与展望
本项目架设在实验室内网（用作科学研究），开辟了四个节点以模拟新闻媒体服务和监管机构，经闭环测试表明可以有效地应用于新闻媒体版权保护；在进一步通过安全与性能、管理效能评测后，可以部署在实际生产环境中；如提供相应的机制与技术支撑，这种多中心化的“基于联盟区块链的新闻媒体版权保护与管理系统”，在保障新闻媒体机构权益的同时，也将极大地提升新闻媒体的公信力。
本项目还处于科研初期阶段，今后还需要继续在以下四方面进行更加深入、细划、综合的研究。
（一）“主链+侧链”前沿应用的探索与研究。本项目虽然实现了一个基于区块链的医疗纠纷治理系统，但其本质上只是保障确权信息不被篡改的技术手段；如能进一步基于“主链+侧链”的技术架构，将确权信息的哈希摘要和媒体文件（加密）分别存储在区块链（媒体确权哈希链和媒体链）上，则不仅可以做到数据的篡改比对监督，还能做到新闻媒体数据在全网节点范围内的异地仲裁与可信调阅。
（二）基于公有链社会治理应用的探索与研究。区块链架构是一种分布式的架构，其部署模式有公共链、联盟链、私有链三种，对应的是去中心化分布式系统、部分去中心化分布式系统和弱中心分布式系统。对于本项目这种典型的去中心化、建立信任的社会治理应用来说，采用公有链在制度层面是最佳选择，然而公有链技术在运营机制的管理层面（奖励机制的行政可替代方案）、运行效能的技术层面存在着瓶颈。从公共管理与行政管理的角度，探索公有链的行政运营机制；从网络技术和信息安全层面解决公有链的运用瓶颈（例如“闪电网络”“隔离见证”等新技术），将是下一步将要重点研究的方向。
（三）区块链共识算法体系理论的完善与发展。共识算法简单来说就是让不同节点上的数据保持一致性与正确性，是去中心化协同应用的重要基础和构筑区块链信任特性的基础。本项目使用的Fabric框架基于经典的PBEF（拜占庭容错）算法，然而Fischer—Lynch—Paterson 定理已经证明：“在一个多进程异步系统中，只要有一个进程不可靠，那么就不存在一个协议能保证有限时间内使所有进程达成一致。”由此可见在异步通信的情况下，PBEF算法的应用并不乐观；然而分布式系统又不能完全依靠同步通信（性能和效率非常低）。因此寻找一种实用的解决拜占庭将军问题的算法仍然是分布式计算领域中的一个重要问题。
（四）项目实施过程中，存在着区块链底层技术平台选型难、兼容性差等诸多问题。本项目课题组成员（深圳大学传播学院、深圳报业集团、深圳市前海悠步网络科技有限公司）已着手合作开发用于快速开发区块链应用的区块链中间件产品。中间件能封装多种异构的区块链技术平台，向区块链应用提供统一的API接口，使得实际项目可以随时切换区块链底层技术平台，也不用再去研究和担心编程语言、设计风格、适用场景中存在着不确定性等风险问题。
编辑：郑晓鹏
