3S Market 傳遞 智慧應用與價值的商業資訊
一片晶圓創經濟奇蹟！科技巨頭重押 台灣成全球必爭之地 揭密台灣"半導體艦隊"人才世界最強
2021年2月22日 星期一
．使用 CCTV 監控攝影 ＋ 區塊鏈技術，在智慧城市中的應用
Blockchain City - The Future of Cities Driven by Blockchain
《3S MARKET》至今 3S MARKET 所接觸到，涉及的相關政府工程採購標案，很多廠商都對目前採購法規範內容，有很多的不認同。但是儘管不認同，在「大家都要活下去」的原則下，罵歸罵，有時為了活下去，卻也不得不跟著市場的潛規則，繼續陪著低價下去。
結果，大家犧牲的是低落的公共工程品質，台灣很難找到一個像樣的經典工程範例。罵了二十幾年的公共工程採購法，雖然我們所接觸的相關人士也聲稱，採購法已經有很大的進步，但顯然很多優質業者無法認同，反而提供給不肖業者相當大的灰色地帶。
這篇分享，就在如何用區塊鏈技術，改進台灣的公共工程採購法。政府、優質業者應該共同攜手，嚴謹去看待！
原文標題：使用 CCTV 監控攝影機數據驗證系統的區塊鏈技術，在智慧城市的應用
摘要：
監控攝影機創建的影像，在智慧城市的犯罪預防和檢查中，起著非常重要的作用。閉路電視攝影機（CCTV），對於智慧城市中的各種公共用途非常重要。結合物聯網（IoT）技術，它們可以變成有助於確保安全性的智慧感測器。
但是，攝影機本身的真實性，提出了建立數據完整性和適用性的問題。
在本文中，我們提出了一種基於區塊鏈的系統，以確保所儲存記錄的可信賴性，從而使主管部門能夠驗證，影像是否已被更改。它有助於區分假影像和原始影像，並確保監控攝影機是真實的。由於區塊鏈的分佈式分類帳，也記錄了 CCTV 影像的元數據，因此阻礙了數據偽造的機會。這種不可變的分類帳，透過確保擁有和身份，讓執法機構和客戶使用者，減少了侵犯版權的風險。
1. 簡介
智慧城市中的 CCTV 系統，可能涉及成百上千個基於 IoT 的 IP 攝影機，這些攝影機運行 7×24，並每天生成大量數位內容。公共和私人閉路電視的數量每天都在增加。另外，隨著圖像處理技術的改進，可以獲得各種資訊。最近，CCTV 已在許多生活領域提供幫助。因此，有必要確保 CCTV 圖像的完整性。
在任何情況下，本發明的控制方法和動態多媒體創新進展，都可以使雛鳥有效地從影像序列中擦除項目。還可以包括來自另一個影像源的文章，或在編程軟體中，添加由插圖創建的文章。透過人工智慧閉路電視、圖像分析創新的改進，也在有效地進行中。
近年來，隨著人工智慧（AI）的興起，和先進的學習方法的出現，高級偽造的數量成倍增加。現在，深造假具有透過提供虛假現實，來修改現實和瓦解信任的能力。內置影像壓縮算法，通常用於監視攝影機。要偽造影像，入侵者必須解壓縮影像，更改其數據，然後再次重新壓縮。可以透過幀壓縮的噪聲特性來分析。
由於數位貨幣的成就，區塊鏈在很大程度上淹沒了世界。區塊鏈，也稱為分佈式分類帳，是一種只寫數據結構，由許多彼此不完全信任的節點保持。許多研究結合了區塊鏈，以及圖像和影像處理算法。應用包括打擊 Deepfake 影像、醫學圖像處理、圖像加密，和數外內容權限管理。在相關文獻上，提出了一種基於區塊鏈的分散式解決方案，用於儀表板攝影機獲取的數位影像。所呈現的技術，能夠基於時間戳來證明影像未被篡改，從而可以在法庭上將其呈現為證據。
區塊鏈創新的核心部分，是一項創新協議，它使資訊能夠在系統內的不同實體之間進行交易。這樣，它不需要任何仲介，因為系統成員使用加密的身份進行連接，並利用分佈式通信合法地相互連接。然後，將每個事務添加到不變的分類賬鏈中，並分發到每個節點。
隨著資訊洩露、勒索和詐欺的上升，許多項目正在利用區塊鏈創新，進行文檔和身份認證。透過區塊鏈進行的驗證，是透過端到端加密、時間戳記和合法性檢查來實現的。表1 顯示了我們打算填補智慧城市的知識文章，空白的現狀和建議。
表1.基於區塊鏈的智慧城市研究文章
在本文中，我們建議一種可以管理，使用和認證 CCTV 的系統模式。該模式使 CCTV 的數據中心，可以驗證 CCTV 影像和監控攝影機。我們建構並執行了一個程序，該程序可以透過區塊鏈技術提高安全性，更可靠地 用 CCTV 來檢查影像偽造，和檢測偽造。具體而言，透過在區塊鏈參與節點之間，分散和共享許多 CCTV 圖片，可以限制單點故障的問題，這是區塊鏈的優勢。根據刑法，也可以將其視為證據。單點故障是一個問題，可以使整個框架停止工作。可能由多種因素引起，包括機器故障，有意或無意的人類行為以及斷電。
本文的其餘部分安排如下：第 2 節提供了現有研究。第 3 節介紹了材料和方法，包括介紹區塊鏈技術，以及有關擬議方案的詳細資訊。第 4 節描述了獲得的仿真結果和分析。第 5 節討論了我們提出的系統。最後，第六部分總結了本文。
2. 相關工作
智慧城市被視為生態系統，通常將其描述為關聯設備，及其周圍環境的網路，通常將其描述為根據資源，相互依賴性而形成的複雜系統。包含四個漸進的基本要素，這些要素存在於該生態系統，對智慧城市的定義中。這些是互動或參與、平衡，具有共同目標的鬆散耦合的參與者，最後是自我組織。
許多物聯網小工具，需要內建記憶體暫存和運算複雜性，才能應對現代運算設備。缺乏運算能力，使它們無法抵抗廣泛的網路攻擊。Javaid 等展示了在乙太坊使用的物聯網設備，和伺服器對應框架。他們解決了與物聯網系統中，分佈式的拒絕服務（DDOS）攻擊有關的安全性問題。
他們利用修改後的智慧合約，賦予了針對 DDoS 和惡意設備攻擊的卓越抵抗機制。Kim 等提出了使用區塊鏈技術，解決感測器平台的安全性問題的想法。物聯網設備是智慧家庭、智慧工廠和智慧設備的重要組成部分，它們非常重要。他們還得出結論，到 2021 年，全球感測器市場，預計將成長到 220 萬億韓元，因此解決龐大的感測器市場問題非常重要。
他們提出了基於區塊鏈的身份驗證協議，來解決安全問題。透過使用該協議，物聯網環境可以變得高效而穩定。衡等人將 Hyperledger Fabric 的智慧合約，用於感測器的任務管理。他們在物聯網環境中，使用了區塊鏈的這一功能，以確保在感測器和執行器運行時進行驗證。使用智慧合約可以輕鬆實現業務邏輯自動化，並可以確保零錯誤，從而節省時間。
在影像採證領域，已經做了大量工作。這一進步使得影像證據可用於法庭案件。用於影像偽造檢測的最新技術，主要基於具有循環卷積神經網路的自動編碼器，具有 goturn 算法的自動編碼器，浮水印技術和數位簽名。
相關參考文獻曾提出了，一種自動編碼器和遞歸神經網路的體系結構，來檢測偽造影像。他們訓練了一個長期的短期記憶（LSTM）模式，來利用依賴關係。
也有參考文獻介紹了一種模式，該模式使用具有 goturn 算法的自動編碼器，來辨識數位影像的可信度。鄭等人使用浮水印系統，來驗證感測器數據。在他們的工作中，他們結合了空間和時間浮水印，以獲得壓縮生存認證。Sowmya 等人 討論了時空三合一特徵關係，來認證影像。他們生成了一個內容為本的獨特簽名，以檢測幀間和幀內偽造的影像。
在擴展中，無論是否創建了圖像檢查創新，由於感測器的限制，都有許多故障實例。當出於有害目的控製圖像時，同樣可能發生這種情況。探討了在相鄰塊級，噪聲殘留之間的相關性。他們還使用貝葉斯分類器，來獲得最佳閾值。但是，如果在噪聲殘留中存在運算錯誤，則此技術可能會錯誤地運算偽造品。在 IEEE 曾報導的案例中，引入了多特徵散列，來處理接近重複的影像檢索（NDVR）的準確性問題。
他們引入了基於內容的影像哈希方法，以確保影像功能的真實性。但是，他們的方法對內容的操作很敏感，並且更專注於影像檢索和標識，而不是內容保留的操作。
在擴展中，各種各樣的原因，破壞了在 CCTV 上捕獲的影像資訊的尊重度。另一方面，CCTV 的主管部門，正在得到加強和多樣化。因此，為準確提供幫助，權氏及其同事觀察了圖像的可信賴性。《隱私法》考慮到了在公共場所，建立閉路電視的要求，這要求向閉路電視的所有人尋求影像資訊。但是，此過程需要很多時間。無論是否採購影像，都很難在開放組織中使用，因為不能確保該影像是未經處理的原始影像。
Panwar 等人 提出了一種結構，該結構可透過使用密碼算法，來實現對感測器資訊的確認，該密碼算法實現了日誌密封系統，並創建了用於日誌驗證的永久證據。該結構保證了感測器資訊，和日誌固定數據，可以透過建議的驗證系統，確保其完整性，而被存放在不受信任的儲存中。
但是，這種結構取決於儀器的可靠性。例如，英特爾 SGX 以合併的方式，儲存固定數據。虛假新聞已成為全球性問題，給人類文化和多數統治制度，帶來了極大的困難。由於各種伴隨的技術奇蹟的發展，出現了這個問題。
Qayyum 提出了逼真的假數據的前先進技術（以至產生不安），並明確地將注意力，集中在假新聞的奇蹟上。為了解決假新聞問題，他們提出了一種基於區塊鏈的結構，來辨識和解決假新聞。他們為我們的答案，描繪了一個重要的計劃。他們推薦了一個基於區塊鏈的系統，來防止偽造新聞的重要層次圖，並針對這種基於區塊鏈處理假的新聞的結構，提出了不同的結構性問題和注意事項。
影像記錄在為犯罪現場或街頭，不幸事件提供證據方面，承擔著非常重要的任務。無論如何，影像記錄的主要問題，是它經常容易受到不同影像更改攻擊的攻擊。
Ghimire 等提出了一種，依賴於區塊鏈的完整性驗證策略。在他們的方法中，具有預定片段的影像內容，將以恆定的方式進行哈希處理，並按照順序固定在這些線上，以建立數據庫。但是，他們沒有討論提議的方法的範圍，並且也缺少實施細節。
Kerr 等人展示了區塊鏈技術的實際執行，該區塊鏈技術用於分析 CCTV 影像證明。他們的原型方法在生產環境下效果很好，並顯示出令人鼓舞的評論和可靠性。但是，不建議將可見浮水印，作為保護影像免受偽造的安全解決方案。也沒有討論添加新節點和參與者的驗證方法。在我們提出的方法中，我們解決了現有限制。
3. 材料與方法
我們已將區塊鏈平台，用於智慧城市數據的真實性和驗證。在本節中，我們將詳細解釋所提出的平台，及其組件的流程。圖1 說明了我們提出的模式流程。它從使用者註冊，和設備註冊開始。成員資格服務提供者（MSP），為系統的每個對等方分配唯一的密鑰。只有有效的設備和使用者，才能訪問存取系統。我們使用的是 Hyperledger Fabric，它是一個私有區塊鏈，在使用者訪問方面與公共區塊鏈不同。
在公共區塊鏈中，任何使用者都可以註冊系統，但在私有環境中，只有擁有系統管理員所分配的私鑰給有效使用者，才能訪問存取系統。所提出的系統獲取成像感測器的影像和元數據，並對數據進行加密。加密後，它構成一個塊，每個塊均由背對端背書。在 Hyperledger Fabric 中，沒有共識算法，或沒有挖掘塊，但是為了滿足驗證目的，有些驗證對等方，由系統管理員提名。有效的使用，可以透過 REST API 生成請求，以從區塊鏈訪問數位數據。
圖1. 擬議系統的流程圖。
3.1. 區塊鏈技術
區塊鏈透過分佈式協議模擬中央運算服務，該分佈式協議由透過 Internet 連接的節點運行。從技術上講，區塊鏈正在用分散式賬本，取代當前的集中式賬本系統。區塊鏈使用加密技術，並且沒有第三部分的參與，這使其變得可靠。區塊鏈由數據塊鏈組成。塊可以由特定成員組成和讀取，並且條目是不變的，透明的且可訪問的。
事務按順序記錄，在一個不斷發展的數據庫中。透過網路關聯電腦系統，其中任何電腦上的客戶端都可以獲取數據，或將數據發送到另一台電腦。資訊被複製並透過共享系統，儲存在框架中。它鼓勵在沒有中央仲介的情況下，進行重大價值的共享交換。Hyperledger Fabric 是一個，用於私有區塊鏈的開源分佈式分類賬平台。它提供了很大的可伸縮性，並且已經在生活的許多領域中使用。
依賴於區塊鏈技術，它具有巨大的潛力，可以在廣泛的企業，業務模式和工作程序中，帶來根本性的改變。例如分期付款、簿記和檢查。從其專業性、多面性，和對私人、公共和商業領域中，這些巨大變化的認識的需求來看，這種創新和以前的其他顛覆性進步一樣，將以合理的步伐逐步發展。
隨著時間的推移，當前，區塊鏈創新的重點本質上，是利用它來批准、執行和儲存交易，這就是其改進從根本上，受貨幣相關行業推動的原因。 儘管如此，它目前仍在其他市場中傳播。
3.1.1. 區塊鏈技術的重要特徵
圖2 顯示了區塊鏈的重要基本特徵。
‧複製分類帳：在區塊鏈中，數據未儲存在中心點上。塊在節點之間分配和複製。每個節點都包含完整分類帳的副本。它消除了數據丟失的風險。
‧密碼學：儲存在區塊鏈中的數據，透過其強大的加密算法進行加密。因此，數位簽名支援所有交易和數據的完整性。
‧共識：每個區塊包含不同數量的交易。在添加到現有塊之前，需要驗證交易。在 Hyperledger Fabric 中，有驗證節點
在將每個塊，添加到鏈之前，對其進行驗證。
‧智慧合約：區塊鏈提供兩個合約之間的電子版本
派對。智慧合約是目的在以數位方式促進，驗證或強制執行的電腦代碼談判。
‧分散化：無需集中控制即可共享所有交易。分權化提供數據的信任和安全。
圖2. 區塊鏈的重要功能。
3.1.2. 堵塞
創世區塊，是區塊鏈中的第一個區塊。 這是分類帳的起點，儘管它不保存任何使用者交易。相反，它包括配置事務中網路的初始狀態。塊包括三個部分：標頭、事務和元數據。創建塊時將寫入元數據。圖3 描繪了區塊鏈第 K 個區塊的白盒圖。
圖3.方框的白盒圖。
該塊的標題，捕獲有關事務的一些基本資訊。它包含當前塊號，當前塊的哈希，和上一個塊的哈希。區塊鏈中的數據包括不同的交易。每筆交易均包含唯一的 ID、標頭、加密簽名、提議、響應和認可。由應用提供給智慧合約的輸入參數，在提案中進行編碼，形成建議的分類賬更新。
響應獲得世界狀態的前後情況，作為讀寫集（RW-set）。它是智慧合約的產物，如果成功驗證了交易，則將在分類賬上實施該交易，以更新世界狀態。認可是每個需要的組織簽署的交易確認清單，足以滿足認可政策。塊元數據包括證書、公鑰、塊的寫入時間，和塊編寫器的簽名。
3.1.3. 交易次數
圖4 顯示了 Hyperledger Fabric v1.4 中按應用進行事務處理的過程。在開始交易之前，由會員服務提供商（MSP）對應用的身份驗證完成。經過身份驗證的客戶端應用，透過連接到對等方來啟動事務處理過程。連接後，它將調用交易提議到所述對等方。然後，對等方使用該提議調用鏈碼，然後鏈碼為分類帳生成請求的查詢。鏈碼還可以建議分類帳更新。
分類帳將響應發送回對等方，對等方再將此響應轉發給應用。接收到請求後，響應應用會生成一個聲明，說明應該向訂購者訂購交易。訂購者從網路收集交易，生成區塊，並將其發送給所有對等方。對等方收到該塊，並在驗證後更新分類帳。
圖4. 事務處理的序列圖。
3.1.4. 智慧合約
智慧合約是一種電腦程序，可以執行交易並訪問區塊鏈塊和記錄。它將功能附加到區塊鏈。智慧合約儲存在分佈式數據庫中。智慧合約使組織，可以對交易執行所需的限製或驗證。智慧合約中，還編碼了不同的規則和業務邏輯。可以將其視為兩方之間，達成協議的真實示例。
雙方為商品或服務的交易，定義了一些規則。但是在智慧合約中，這些規則是在電腦代碼的幫助下自動執行的。智慧合約的電腦代碼包含用於打開交易，執行操作和退出的部分。圖5 顯示了智慧合約，及其與對等節點的通信的系統圖。輸入參數確定新的世界狀態。響應包含世界狀態的所有值作為 RW 集。
圖5. CCTV 與區塊鏈互動的智慧合約。
算法 1 中，詳細介紹了用於智慧合約操作的偽代碼。在此算法中，使用者請求特定的操作。訪問功能用於檢查使用者，是否可以訪問 CCTV i。它指定是否對使用者進行身份驗證，以使用 CCTV 生成的數據。
3.2. 基於區塊鏈的安全數據共享
圖6 所示的區塊鏈 - 使用者交互模式引入了三個重要的層 - 應用，數據和感測器層；應用層由客戶端和網路管理員，運行的使用者應用組成。使用者可以使用 Web 瀏覽器，或客戶端應用推送和檢索數據。數據交換發生在中間層，中間層由區塊鏈組成。該分佈式分類帳充當監視攝影機的數據，和元數據的身份驗證和驗證的點。不同的規則和智慧合約，也運行在該層上。
這些規則需要與使用者，監管機構和基礎架構提供商協調製定。因此，由於對區塊鏈的相互信任，可以結算基於智慧合約的義務，例如數據和實物資產的交易。感測器層包含圖像感測器或監視設備，在我們的示例中為 CCTV 攝影機。
區塊鏈是提議系統的基礎。它具有點對點和智慧合約功能，因此無需中介機構即可運行。此外，由於分佈式賬本平台技術，提供了每個區塊的加密功能，和完整的可追溯性，因此也不要求利益相關者之間的信任。
3.3. 建議的 CCTV 圖像偽造和變更驗證技術
擬議的系統在 CCTV 節點和參與者之間，開發了一個區塊鏈介面。選擇圖像的某些幀，並透過區塊鏈網路進行分發，以進行圖像偽造和調製驗證。如果將所有連續創建的 CCTV 影像幀，都儲存在區塊鏈中，則區塊鏈的交易將變得太大，這將減少數據大小，並透過僅使用每個影像的幾幀，來增加實際使用的可能性。驗證某些幀以確定是否偽造了圖像。
圖6. 區塊鏈 - 使用者交互模式。
3.3.1. 操作流程
圖6. 區塊鏈 - 使用者交互模式。
在智慧城市中，可能有 n 個與 IP 影像伺服器，交互的監視設備。控制室管理新設備的添加。使用者應用充當與這些設備和區塊鏈的交互點。圖像感測器透過其通信介面，將感測器數據和元數據，發送到區塊鏈。根據策略，確定每秒要提取的幀數。如果重要性很高，則每秒的幀數會增加。否則，每秒僅提取一幀，以減小區塊鏈的交易規模。
它為提取的幀構造塊頭；增加 CCTV IP 和影像生成時間；使用哈希、加密和私鑰執行數位簽名；並將生成的區塊，分配到區塊鏈網路。參與節點驗證接收到的塊的有效性，並證明其工作；如果成功，則將它們鏈接起來，並將其儲存在數據庫中。
圖7 顯示了對圖像偽造，和真實監視節點的驗證過程。想要驗證 CCTV 圖像的偽造和篡改的節點，提取所需的時區塊，並進行哈希處理、解碼和簽名以刪除幀。它透過將圖像的幀與提取的幀，進行比較來驗證偽造。
如果相同，則不會偽造或更改圖像。使用者透過 IP 影像伺服器，在區塊鏈上註冊一個新的監視節點。在添加任何現代設備之前，它將註冊請求發送到區塊鏈。成員資格服務提供商（MSP），負責向每個使用者頒發私鑰。它還會在簽發註冊證書後發送通知的事件。
註冊的使用者，可以透過 IP 影像伺服器生成任務。每個 CCTV 設備都透過唯一的哈希鍵值，連接到區塊鏈。每個節點發送定期的元數據，以及影像和圖像數據，以儲存在區塊鏈上。在區塊鏈網路中，存在配置系統時，由網路管理員指定的驗證節點。每個塊在添加到鏈中之前，都需要經過認證對等方的認可。
圖7. 建議的 CCTV 區塊鏈平台的系統模式。
4. 結果
圖7. 建議的 CCTV 區塊鏈平台的系統模式。
在本節中，我們將對使用 Hyperledger Fabric Composer Playground 提出的方案進行開發評估，並評估結果。表2 中匯總了用於實現的仿真環境。我們在具有 16 GB RAM 的 Intel®Core™i5-8500 上，使用了 Ubuntu 18.04.4 LTS 操作系統。 開源框架 Hyperledger Fabric 的 1.4 版用於充分利用最新更新。 Hyper Ledger 的 Composer Playground 用作開發和測試工具，它提供了一種環境，可以快速設計和檢查自定義區塊鏈介面。 Web-playground 的命令行介面 CLI 編寫器工具，用於對業務網路定義進行編碼。
表2. CCTV 區塊鏈模擬環境。
我們主要關注智慧城市中的閉路監視攝影機，因此我們將閉路監視作為擬議系統的資產。在控制室經理批准後，操作員可以在系統中添加新資產。他可以在提交添加新設備的請求時，定義規則和產品詳細資訊。他還必須定義攝影機的 IP 地址。圖8 顯示了新添加資產的隨機生成數據。
圖8. CCTV 設備的元數據。
4.1. 參加者
圖8. CCTV 設備的元數據。
參與者是擬議系統的成員。他們有特定的工作，並根據工作有訪問控制權。區塊鏈網路的每個參與者，都可以基於資產發起交易。他們運行私有區塊鏈的業務網路。表3 顯示了參與者及其工作描述。在編寫代碼和智慧合約時，我們沒有使用全名，而是使用參與者的縮寫。提議的系統由六種參與者類型組成：控制室管理員（CRM）、控制室主管（CRS）、操作員、警務人員（PO）、警察控制室操作員（PCRO）和地方當局人員（LAS）。圖9 顯示了添加新參與者的介面。
CRM 確保所有 CCTV 營運商和團隊負責人，都在操作所有設備和攝影機。CRS 按照 CCTV 控制室政策操作所有設備和攝影機。操作員執行兩種監視，即主動監視和被動監視。他們還負責 CCTV 影像的審查和管理。採購員使用警察廣播與 CCTV 控制室操作員聯繫，以使用 CCTV 攝影機提供事件支援。PCRO 與 CCTV 控制室操作員聯繫，以在現場報告可疑和實際事件。LAS 使用警察廣播與 CCTV 控制室操作員聯繫。
表3. 參與者及其工作描述。
圖9. 添加新參與者。
4.2. 交易
（a）運營商
（b）CRS
圖9. 添加新參與者。
提議的網路的每個認證參與者，都可以根據智慧合約中，定義的規則開始新的交易。成功執行交易後，智慧合約會向參與者生成響應。圖10 顯示了兩種類型的交易。圖10a 顯示了批准 CRM 添加新設備的交易，圖 10b 顯示了 CRM 拒絕的交易。
（a）批准交易
（b）拒絕交易
圖10. 提交新交易。
成功完成交易後，將生成通知（圖11a）和唯一事件 ID （圖11b）。
圖11. 成功提交交易時的通知。
我們可以在圖12 中看到日期、時間、條目類型和參與者，不可變的所有事務。
圖12. 交易清單。
我們還可以看到每個交易的詳細資訊，以及不可變的日期，和唯一的事件 ID（圖13）。
圖13. 交易歷史記錄。
4.3. 智慧合約實施
智慧賬本管理系統中有四個部分： 即模型、查詢定義、腳本和訪問存取控制規則。Hyperledger Fabric 支持基於 LevelDB 和CouchDB 之間的數據格式，採用狀態數據庫。這兩個數據庫支持核心 chaincode 事務。LevelDB 是默認狀態數據庫，用於將智慧合約數據保存為鍵值對。
它嵌入在系統的對等節點中。 LevelDB 的替代方案是 CouchDB，用於將鏈碼的數據格，式化為二進制代碼。 它還承認符合報告要求。事務處理器角色，用 JavaScript 標記，並作為智慧合約定義的一部分限制，在單獨的文件中。 圖14 顯示了智慧合約規則的摘要。
圖14. 智慧合約中的交易控制規則。
4.4. 成本效益分析
成本效益分析，包括有關係統可行性的決策制訂步驟。智慧城市監控設備市場，正在日益成長。到 2023 年，這將達到 195 億歐元。根據研究組織所收集的數據，監控設備的最大市場是亞洲，更具體地說是中國。在世界排名前 10 位的受監視最多的城市中，有八個在中國。圖15 顯示了根據攝影機數量排名的全球前 10 個城市，並且還指示了這些城市的安全指數。
EL Piza及其同事在 2019 年，進行了一項研究。他們的研究基於 40 年的評估研究。他們發現，閉路監視是減少居民區和停車場犯罪的最有效技術。這就是為什麼該技術，值得花錢的原因 - 就是基於城市居民的安全。
在這種系統中，主要有三種類型的成本：採購、人員和運行成本。採購成本是一次性成本，通常，它是整個系統成本中，最重要的部分。它包括購買初始硬體和設置成本。人事費用包括員工的薪水，例如採購訂單和客戶關係管理。有效運行系統是持續的成本。運行成本包括維護成本，維護成本可能會因硬體的壽命而異。
我們建議的方法，是使用開源區塊鏈技術，這將有助於解決與 CCTV 攝影機錄製有關的安全問題。由於區塊鏈為分佈式環境，提供了不變性、安全性和隱私性的保證，因此還將減少集中式儲存和維護成本。
圖15. 根據監視攝影機的數量排名前十的城市。
5. 討論
智慧城市，是人們享受安全生活的城市環境。對於智慧城市的決策者來說，安全是重要的因素之一。區塊鏈技術被廣泛應用於智能城市的許多領域，包括智慧電網、智慧醫院、智慧車輛和供應鏈。我們首先討論了區塊鏈和 CCTV 攝影機，並研究了監視環境和基於區塊鏈的影像的概述。
我們研究了監視的研究趨勢，我們在當前研究中發現的主要缺陷之一是數據驗證。來自監視攝影機的數據，可以在法庭上用作證據，但是要確保證據不被偽造是一個問題。隨著國家試圖為人們提供安全的環境，監視攝影機的市場正在成長。
重慶是中國人口最多的城市，是世界上監視最多的城市，每千名市民約有 168 台攝影機。中國正計劃增加，每兩人一台攝影機的數量。這將不可避免地產生大量的元數據，以及數位影像。用於監視的成像感測器數量的增加，也為潛在的安全攻擊打開了一個窗口。
當前的系統容易受到實體攻擊，使用者數據有濫用的風險。因此，關於安全和受信任的網路，相關的研究存在空白。監視設備的身份驗證，還需要在系統中加入受信任的機制。
本文設計，應用了一種基於區塊鏈技術的健壯性安全平台。高安全性區塊鏈技術，應用於智慧城市的閉路監視安全數據。區塊鏈是一個值得信賴的平台；因此，它可以用於處理有關證據真實性的法律方面。相關參考文獻，提供了使用區塊鏈的供應鏈數據完整性管理解決方案。他們在工作中詳細解釋了 Hyperledger Fabric 的使用，以確保智慧醫院中的數據安全。
Hyperledger Fabric 是 Linux 基金會的開源平台，它為每個參與者和每個節點提供哈希簽名。區塊鏈中的交易被加密，並加蓋時間戳。該系統中的一個塊是不可變的，沒有人可以更改帶有時間戳的數據。甚至在添加到安全鏈之前，都要對塊進行驗證。區塊鏈的防駭客算法，可為消費者和決策者提供信任。
我們提供使用私有區塊鏈的系統；因此，它增加了一層安全性。在私有區塊鏈中，每個參與者都需要透過 MSP 獲得私有密鑰。只有合法的操作員才能使用數據。
在法律問題上，可能有幫助的另一點，是使用智慧合約保存的元數據，其中包括數據生成設備的 IP 地址，以及與該設備打交道的參與者。區塊鏈還提供數據完整性，從而確保儲存的數據不會被篡改。所提出的解決方案，是一種經濟有效的方式來驗證監視攝影機的數據。所提出方法的另一個關鍵方面是其分散性，這將有助於容錯。
數據分佈在不同的節點上；因此，在任何節點出現任何故障的情況下，都可以輕鬆檢索數據。這項研究將有助於重塑更好、更安全的智慧城市。所提出的方案，允許感興趣的各方仔細研究安全系統的實施細節。
6. 結論
智慧城市和監視技術的基本概念緊密相連。CCTV 安控技術關注個人隱私。區塊鏈技術是解決完整性和安全性問題的現代解決方案。區塊鏈技術適用於此目的，因為它可以保證數據操作的安全性，並且也是透過分佈式分類帳，將圖像資訊做安全儲存的理想選擇。需要反思的剩餘方面，包括有關大頻寬和激勵機制的問題，可以在以後的研究中解決。
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．零售中的臉部辨識 - 增強店內客戶體驗並改善零售商營運
Artificial Intelligence in Retail - Less shrinkage, greater revenue and improved customer experience
零售商店現在已經成為體驗中心，而不僅僅是銷售網點。 為了提供聯繫和引人入勝的店內體驗，零售商不斷整合創新技術。 幾個示例是透過臉部行為分析，和數位看板上具有 AI 的攝影機來了解運動效果，透過檢測商店中的顧客位置，使用交互式資訊站和數位顯示器，瀏覽整個產品目錄，在行動設備上發送個性化促銷訊息。而且，隨著 AI 技術的進步，臉部辨識將購物者辨識，提升到了一個全新的水準。
如果購物者在結帳時，僅刷臉而無需現金或卡來支付賬單，會不會很有趣？此外，如果數位廣告看板根據購物者的人口統計資訊，顯示廣告內容，並根據購物者的過往購買顯示忠誠計劃和促銷優惠，該會如何？此外，如果零售商能夠分析不同 SKU 上的購物者的情緒和臉部表情，透過有限的勞動力自動實現購物體驗，並透過提高店內安全性來防止盜竊和入店行竊，那將是令人驚訝的。
讓我們看看臉部辨識技術，如何提高零售商的營運效率，並提升店內客戶體驗。
1. 透過基於臉部辨識的付款進行自我結帳
美國運通全球客戶服務研究指出，客戶平均需要等待 15 分鐘才能獲得服務。該研究還指出，客戶在更快的結帳時間，和更少的等待時間上，將會更加忠誠。透過各種付款方式（例如現金、金融信用卡或 QR 碼）付款，需要不同的 POS 終端設置，和更高的人員參與度。臉部辨識是一種更方便的付款方式，因為它消除了各種硬體。
零售商店中的購物者，可以透過在類似平板電腦的設備上，或在售貨亭中展示自己的臉孔，來輕鬆進行付款，它將會更容易、更快、更準確，最重要的是安全。
讓我們看看臉部辨識支付系統是如何工作的：
a. 掃描項目和出現的臉：
當購物者準備結賬時，他們會參觀一個自助支付亭，那裡放置了類似平板電腦的設備。購物者可以掃描購買的物品，以添加到購物車中進行付款。現在，許多零售商店都提供了數位購物車，其中貨架上的選定商品，會自動添加到數位購物車中。將商品添加到購物車中後，購物者會在設備上露出他們的臉。
b. 認證
多虧了人工智慧，人工智慧可以從數百萬個使用者數據庫中比對和識別人臉。基於電腦視覺的機器學習算法，可以從整個數據庫中找到購物者的臉。
c. 批准
成功透過身份驗證後，臉部辨識設備將顯示要批准的付款，和使用者的詳細資訊。
日本的 7-11 等公司，已經開始進行臉部辨識支付的試驗，阿里巴巴也已在中國推出了「微笑付款」的臉部辨識支付試點項目。
零售商可以在 KYC 流程中，透過註冊客戶來創建私有數據庫，也可以使用政府擁有的公共數據庫。使用不同的權限和各種 API 方法，可以從政府數據庫訪問臉部數據，以進行身份驗證。
2. 透過個性化和以客戶為中心的產品增強客戶體驗
對於個性化體驗，臉部辨識在根據人口統計資訊（年齡、性別、位置等）辨識購物者，然後展示與他們有關的內容，和報價方面起著關鍵作用。在對購物者進行臉部辨識之後，深度學習算法會根據過去的購買情況，針對數位看板和貨架展示各種購買建議。
加利福尼亞漢堡連鎖餐廳 CaliBurger，已安裝了帶有人臉辨識技術的信息亭。顧客在逛商店時會掃描自己的臉，並在臉部辨識的幫助下，資訊站的螢幕將顯示其忠誠度計劃，以及過去和最喜歡的購買。這將有助於零售鏈，在勞動力需求有限的情況下，加快訂購過程。
利用過去的購買資訊，零售商可以進一步通過 SMS、電子郵件或行動應用 app 上的推送通知，向客戶發送不同的個性化交易。這也防止零售商，向他們不感興趣的客戶轟炸所有交易。
3. 透過量身訂製的協助，改善店內客戶服務
其中一項調查指出，有 91％ 的未婚顧客，只是離開商店而沒有抱怨。帶有嵌入式機器學習算法的臉部辨識，可幫助零售商了解各種折扣和促銷優惠，從而了解購物者的不同情緒和表情。諸如興奮、沮喪、驚訝和高興之類的臉部表情分析，指導零售商設計有效的促銷活動。
當購物者多次檢查同一物品，並在其周圍徘徊時，深度學習將進行分析。這表示購物者有興趣購買，但需要一些幫助來決定。借助此類影像分析，員工行動設備，或接待處儀表板上的行動應用 app 會通知員工，立即與購物者見面，並提供所需的幫助。
沃爾瑪已獲得一項專利技術，該技術可以使用基 AI 的算法，從結帳行中，辨識購物者的臉部表情，以測量服務滿意度指數。這有助於他們提高購物者的滿意度，和店內體驗。
4. 防止盜竊和入店行竊
入店行竊，一直是有組織零售業中一個持續的主要問題。美國全國零售聯合會（NRF）指出，零售的盜竊、詐欺和損失，從 2017 年的 468 億美元，增加到 2018 年的 506 億美元。零售商還發現了新穎的方法，來辨識和防止竊賊入店。臉部辨識可以使零售業，從即時發現商店竊賊中受益。它可以辨識以前的違法者，並將其與 shoplifter 數據庫進行比對。發現比對吻合時，採取必要措施時，它將通知安全小組。
讓我們看看臉部辨識，如何辨識扒手的臉：
從即時影像串流中，捕獲人臉圖像從圖像中，提取人臉特徵，將圖像轉換為灰度，並使用人臉裁剪轉換為模板，算法使用該模板搜索較大的數據庫，將數據庫與模板進行比對，並通知詐欺事件發生。
5. 勞動力生產力 - 誰，何時何地
透過將臉部辨識佈署到商店中，零售商可以更輕鬆地管理員工的生產力。它儲存員工出勤記錄，在工作時間內和下班後，提供對員工的安全訪問，將未經身份驗證的訪問，限制在商店的關鍵和受限區域，並允許更快地簽入和簽出。它還透過監視即時交互，並記錄他們與購物者的互動，來提高員工的生產率，這將有助於確定改進區域，以簡化流程。
