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艺术品区块链溯源防伪平台(连载一)

简介: 我们不做山寨链,我发现很多国内企业热衷于做山寨链,什么事山寨链呢,就是在现有的区块链(Ethereum, Hyperledger Fabric 或 EOS) 的基础上二次开发,首先开发山寨链需要大量的资金人力,私链是没有任何意义的,没有公信力。
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2.10. 艺术品区块链溯源防伪平台

2.10.1. 都有哪些角色参与其中

参与艺术品上链,鉴定,交易包含了下面几种角色。

平台至少有三种角色会

  • 用户
  • 机构
  • 鉴定师

所以我们需要为不同的角色提供不同的App应用。

用户端:功能包括防伪查询,链上资产的浏览,权益转让,资产拍卖,资产抵押,社区互动,分享,数字资产行情,钱包等等

机构端:负责信息收集,信息整理,数据提交,数据审查,资产上链,资产划拨等等

鉴定师:负责数字资产的鉴定,需要有相关资质。

2.10.2. 需要运用哪些技术

防伪溯源涉及的技术栈

  • 纸纹防伪(PaperPrint),纸纹防伪即纸纹防伪技术。它是一种基于提取和识别每张纸与生俱来的、独一无二且无法仿造、克隆的自然纤维纹理作为防伪特征(即纸纹)来实现防伪的新型防伪技术。
  • 荧光防伪油墨,使用荧光油墨印刷技术,在特定波长的紫外线或者红外线下才能看到。荧光二维码,荧光印章,荧光指纹,荧光暗记,布满整个宣纸的荧光图案。我们可以为每个艺术家定制带有荧光图案的专属纸张。
  • DNA防伪, 将艺术家的血液滴在书画上或者头发夹在宣纸中间。据说某中世纪著名画家将自己的精液和油画颜料混合 :)
  • 特征识别防伪,类似我们手机的面部识别,记录物品的特征,例如使用电子显微镜平射纸文理,画面局部等等。油画还可以拍摄X光片。
  • 3D 建模扫描,例如3D扫描仪,将物品的3D数据记录下来。
  • 激光内雕,例如施华洛世奇将 logo 内雕在他的水晶制品中。
  • QRcode 二维码,用于链上数据查询
  • NFC(Near Field Communication) 有两个作用,一可以存储数据,二用来防伪,因为生产相同UID的NFC芯片难度极大,门槛很高。
  • RFID(Radio Frequency Identification) 是 NFC 的一种,区别是不能存储数据,NFC 不能替代 RFID,RFID 可以实现资产盘点,以及安防。
  • GPS 定位与地图,记录用户位置,资产位置,机构位置,鉴定师位置,还能实现次产跟踪,例如两次查询资产的GPS坐标,不在安全范围,将视为被盗,系统将通知机构或用户。
  • 高清相机、高清视频设备
  • 安防设备,CCTV监控,门禁等等

2.10.3. 技术架构

2.10.3.1. 前端技术

由于 H5 技术无法满足我们的需求,例如相机,麦克风,NFC,定位...等等。我们重点放在 App 开发,H5 紧紧用于官网,区块链浏览器,资讯,等等。

由于使用了很多手机上技术,原生App更适合,而混合开发 React Native,Vue.js, Flutter 不在我们选择之列。

微信小程序可以考虑,但是如果涉及 Token 可能随时会被下架。

2.10.3.2. 微服务端

服务端设计为可以水平扩展,可以随时根据用户量,扩展服务器规模。

Nginx 负载均衡,HTTP2 (安卓 Okhttp 已经很好的支持 http2)

框架采用 Spring cloud

数据库开发使用 JPA

接口认证 Oauth2 + Jwt

2.10.3.3. 存储层

MongoDB

Redis

2.10.3.4. 消息队列层

Kafka

2.10.3.5. 搜索层

ELK(ElasticSearch, Logstash, Kibana)

搜索是非常重要的功能,因为区块链只能通过 hash 值取出链上的数据,虽然 Hyperledger Fabrc 在数据使用 CouchDB 时提供了 World State 的一些高级搜索功能,但是仍然不能满足我们的需求。

所以链上数据需要存储一份在搜索引擎中,搜索引擎的分词功能,可以提供快速精准的搜索服务。

搜索引擎的工作流程是:

			
User --> Phone App --> Nginx --> Spring cloud --> Elastsearch --> Hyperledger Fabric	
			
			

2.10.3.6. 区块链

我们不做山寨链,我发现很多国内企业热衷于做山寨链,什么事山寨链呢,就是在现有的区块链(Ethereum, Hyperledger Fabric 或 EOS) 的基础上二次开发,首先开发山寨链需要大量的资金人力,私链是没有任何意义的,没有公信力。即使目前的现有区块链无法满足我们的需求,可以通过架构调节去适应他。

所以我们只用最成熟的产品:

Hyperledger Fabric 盟链:主要用于资产上链,链上资产查询

Ethereum 公链:用于 Token ,由于 Hyperledger Fabric 无法实现 Token,所以我们仍然需要以太坊。(作者写过一篇文章关于为什么Hyperledger Fabric 不能实现 Token,请兴趣自己在网上搜索) 

EOS Token/资产上链:由于在我设计这个系统之时 EOS 还没有 Release 所以当时没有考虑 EOS。现在我们可以使用 EOS,甚至替换掉 Hyperledger Fabrc + Ethereum 方案。因为 EOS 即能实现资产上链,也能实现 Token。 这里我们将资产也在 EOS 上链一份,同时也支持 EOS 发的 Token。

IPFS 星际文件系统:用于存储多媒体数据,例如图片,视频。(注意:IPFS 暂时不支持流媒体,我的解决方案是上链同事复制一份到 nginx 中,并开启 mp4 流媒体功能)

注:虽然以太坊目前尝尝拥堵,但是很多应用场景仍是不可替代的。

2.10.3.7. 支持层

监控 Zabbix

2.10.4. RFID/NFC

NFC基本概念:  

NFC(Near Field Communication)缩写,即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的一项无线技术。NFC由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来,可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。  NFC技术特点:  1、 在13.56MHz频率运行距离在20公分内;  2、 传输速度可分106Kbits/sec,212 Kbits/sec,424 Kbits/sec;  3、 运作可分主动与被动模式。主动模式需使用电池,也需要独立发射模组;被动模式不需使用电池,但无法独立发射讯号;  4、 已成为ISO/IEC IS 18092国家标准、ETSI TS 102 190标准、EMCA-340标准。

RFID基本概念:

RFID(Radio Frequency Identification)的缩写,即射频识别,俗称电子标签。  RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。  RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。 

RFID包括:  低频125KHz  主要是动物管理  中频 一般指433MHz(这个频段一般也是有源的 也有做高速收费)  高频13.56MHz 公交卡 身份证都是这个频段。  超高频860-960MHz 主要用在物流和停车场管理。 微波2.45GHz  ETC用这个频段的多

RFID/NFC 比较

  • 距离,RFID远,NFC进
  • RIFD由读卡器和标签组成,读卡器只能读取标签上的数据。NFC既可以做读卡器,也能提供标签服务,还能实现P2P点对点传输数据。
  • 修改,RFID是只读的,NFC上的数据可以修改,例如公交卡

NFC 标签可以使用易碎纸粘贴在艺术品上,缺点是寿命较短。使用PVC材料又容易撕下。

2.10.4.1. 手机NFC功能

NFC是近场通信,支持13.56MHz,因此用手机的NFC来读取13.56MHz的RFID电子标签,在硬件上是没有问题的.

2.10.4.2. NFC 标准

历史记录

			
ISO14443-4
ISO14443-3A
ISO14443-3B	
			
			

NTAG21x系列容量大小

			
NTAG210 48byte
NTAG213 144byte
NTAG215 504byte
NTAG216,888byte	
			
			

2.10.4.3. NFC 数据格式

2.10.4.3.1. NDEF (NFC Data Exchange Format)
			
Value    Protocol
-----    --------
0x00     No prepending is done ... the entire URI is contained in the URI Field
0x01     http://www.
0x02     https://www.
0x03     http://
0x04     https://
0x05     tel:
0x06     mailto:
0x07     ftp://anonymous:anonymous@
0x08     ftp://ftp.
0x09     ftps://
0x0A     sftp://
0x0B     smb://
0x0C     nfs://
0x0D     ftp://
0x0E     dav://
0x0F     news:
0x10     telnet://
0x11     imap:
0x12     rtsp://
0x13     urn:
0x14     pop:
0x15     sip:
0x16     sips:
0x17     tftp:
0x18     btspp://
0x19     btl2cap://
0x1A     btgoep://
0x1B     tcpobex://
0x1C     irdaobex://
0x1D     file://
0x1E     urn:epc:id:
0x1F     urn:epc:tag:
0x20     urn:epc:pat:
0x21     urn:epc:raw:
0x22     urn:epc:
0x23     urn:nfc:		
			
			

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