CN112073661A - 一种用于无菌车间的防篡改视频监控*** - Google Patents

一种用于无菌车间的防篡改视频监控*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及无菌生产车间溯源监控技术领域，具体涉及一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，包括若干个摄像装置和数据中心，摄像装置包括摄像头、存储器、第一通信模块、第二通信模块和控制器，摄像头安装在无菌车间内并拍摄无菌车间内的生产画面，第一通信模块之间建立通信连接，第二通信模块均与数据中心通信连接，第一通信模块之间建立的通信连接为单向通信环，摄像装置以周期t1将摄像数据作为数据块存储，摄像装置将长度L的数据块部分依次发送给单向通信环中的下一个节点保存，摄像装置以周期t2将数据块上传到数据中心。本发明的实质性效果是：通过将摄像装置采集到的生产画面信息交叉存储，提高了视频监控***的威慑力。

Description

一种用于无菌车间的防篡改视频监控***
技术领域
本发明涉及无菌生产车间溯源监控技术领域，具体涉及一种用于无菌车间的防篡改视频监控***。
背景技术
空气中有很多细小的细菌，无菌车间的生产或者无菌实验室在实验中，如果没有严格执行清洁操作，会导致空气中细菌落入产品，影响实验效果，甚至导致产品不合格。在生物制品或生物制品生产或相关实验中，无菌车间的严格管理十分重要。对无菌车间的生产过程进行监控，能够在出现不合规产品时，及时通过监控溯源，查找原因。不仅能够及时排查故障，还能够发现可能存在的不合规操作，从而指导及时纠正工作，保障无菌车间的安全稳定生产。但目前的视频监控***所使用的视频监控终端容易被篡改，导致威慑力不足，不能确保无菌车间的安全。
中国专利CN109406374A，公开日2019年3月1日，一种无菌药品车间动态环境监测***，设置有监测***和真空***，真空***包括真空泵和分配缸，真空泵和分配缸相互的连接，在分配缸上设置有真空管路A，在真空管路A上设置有等动力采样头，分配缸上设置有真空管路B，真空管路B上设有浮游菌采样盘，监测***包括传感器和报警灯，通过采样头能够随时监控车间内细菌等微生物的情况，发现细菌超出标准能够提示网络客户端，通过网络客户端能够随时了解到车间的细菌情况，出现超标的细菌能够启动报警装置，可以保证车间的无菌的工作环境。其技术方案能够监控车间内的细菌等微生物情况，但不能用于排查导致细菌超标的原因，不利于无菌车间的长期安全运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前缺乏有效监控无菌车间生产活动的技术问题。提出了一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，本***填补了门禁安全***不能监控进入无菌车间后人员的活动情况的问题，提高了无菌车间的监控的安全性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，包括若干个布设在无菌车间的摄像装置和数据中心，多个无菌车间的摄像装置与同一个数据中心连接，所述摄像装置包括摄像头、存储器、第一通信模块、第二通信模块和控制器，所述摄像头安装在无菌车间内并拍摄无菌车间内的生产画面，所述摄像头、存储器、第一通信模块以及第二通信模块均与控制器连接，若干个摄像装置的第一通信模块之间建立通信连接，若干个摄像装置的第二通信模块均与数据中心通信连接，所述第一通信模块之间建立的通信连接为单向通信环，每个第一通信模块均为单向通信环的节点，所述存储器内存储有单向通信环的下一个通信节点的通信地址，摄像装置以周期t1将摄像数据作为数据块存储，摄像装置将数据块截断长度L，摄像装置将长度L的数据块部分依次发送给单向通信环中的下一个节点保存，摄像装置以周期t2将数据块上传到数据中心，所述数据中心将收到的数据块提取数据指纹并将提取数据指纹上传到区块链。通过将摄像装置采集到的生产画面信息交叉存储，导致每个摄像装置无法查看自身所录制的视频画面，提高了数据的安全性。若要篡改某个摄像装置的数据，不仅需要破解该摄像装置，还需要破解该摄像装置的下一个节点的摄像装置，极大提高了篡改数据的难度，且即使破坏了其中一个摄像装置，由于该摄像装置存在相当一部分存储在下一个节点的数据，也能恢复相当时长的视频监控，仍然有可能找到违规操作的记录，提高了视频监控***的威慑力，进而提高了整个视频监控***的防篡改性。
作为优选，所述摄像装置在每个周期t1结束时刻，随机生成一个加密及解密密钥对，将数据块使用加密密钥加密后存储，将解密密钥按时间顺序存储，在周期t2结束时刻，摄像装置将加密后的数据块以及相应的解密密钥上传到服务器。通过加密提高数据的安全性。
作为优选，所述摄像装置在每个周期t1结束时刻，将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，并接收上一个通信节点发来的加密密钥，使用上一个节点发送来的加密密钥加密数据块后存储，并将解密密钥将解密密钥按时间顺序存储，在周期t2结束时刻，摄像装置将加密后的数据块以及相应的解密密钥上传到服务器。将加密密钥发送给下一个通信节点，加密下一个通信节点的数据块，使得单个摄像装置不能依靠自身恢复其数据，需要全部摄像装置的数据，才能恢复每个摄像装置的数据，使得每个摄像装置的数据都无法被单独查看，进而防止了单个摄像装置的数据被篡改。
作为优选，所述摄像装置使用的加密方法为对称加密方法，所述加密密钥为整数，每个周期t1结束时刻，摄像装置均随机生成一个加密密钥对，所述单向通信环中的节点按照预设次序依次通信，次序中的首个节点将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，加密步骤：下一个通信节点收到加密密钥后，与本节点产生的加密密钥对比，若均为偶数或均为奇数，则使用本节点产生加密密钥加密数据块，并将所收到的加密密钥传递给下一个节点，反之，则使用所收到的加密秘钥加密数据块，将本节点产生的加密秘钥传递给下一个节点，存储步骤：将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储，所述单向通信环中的其余节点均执行加密步骤和存储步骤后，次序中的首个节点将收到一个加密秘钥，使用该加密秘钥加密数据块，将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储。每个摄像装置的解密密钥不一定是其上一个通信节点，导致必须获得全部摄像装置的数据，才能找到每个摄像装置的解密密钥，使得摄像装置的数据无法被恢复和篡改。
作为优选，周期t2是周期t1的n倍，周期t2开始时刻，每个摄像装置均随机生成一个n位的随机二进制数作为上报加密密钥，并通过第二通信模块发送给数据中心，周期t2结束后，使用上报加密密钥加密每个摄像装置的数据块后通过第二通信模块发送给数据中心，周期t2内的第k个周期t1结束后，k∈[1,n]，每个摄像装置根据上报加密密钥的第k位的值，决定是否接受其所在单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块，若上报加密密钥的第k位值为1，则摄像装置将数据块截断长度L并发送给单向通信环中的下一个节点，而后将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块与剩余的数据块数据一起存储，若上报加密密钥的第k位值为0，则直接将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块发送给下一个节点，将自身产生的数据块直接存储，数据中心根据每个摄像装置的上报加密密钥恢复每个摄像装置的数据块。本优选方案使得每个摄像装置的截断出来的长度L的数据块不一定存储在其下一个通信节点上，因而需要获得全部摄像装置的数据才能恢复每个摄像装置的数据，使得摄像装置的数据无法被恢复和篡改。
作为优选，所述单向通信环内***有至少一个虚拟节点，所述虚拟节点仅执行将上一个节点发来的数据转发给下一个节点。虚拟节点仅将上一个节点发来的数据转发给下一个节点，不执行其他操作，导致其不会执行恶意代码，难以被破解，从而保护了整个单向通信环的安全。
作为优选，所述数据中心将收到的每个数据块提取数据指纹后，将全部数据的数据指纹二次提取数字指纹，而后将二次提取的数字指纹上传到区块链。
作为优选，所述数据中心提取数字指纹的方法为提取数据块的哈希值，提取到的哈希值作为数据块的数字指纹。
本发明的实质性效果是：通过将摄像装置采集到的生产画面信息交叉存储，导致每个摄像装置无法查看自身所录制的视频画面，且即使破坏了其中一个摄像装置，由于该摄像装置存在相当一部分存储在下一个节点的数据，也能恢复相当时长的视频监控，仍然有可能找到违规操作的记录，提高了视频监控***的威慑力，进而提高了整个视频监控***的防篡改性。
附图说明
图1为实施例一结构示意图。
图2为实施例一摄像数据存储流程示意图。
其中：100、数据中心，200、摄像装置，201、存储器，202、控制器，203、摄像头，204、第一通信模块，205、第二通信模块。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
实施例一：
一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，如图1所示，本实施例包括若干个布设在无菌车间的摄像装置200和数据中心100，多个无菌车间的摄像装置200与同一个数据中心100连接，摄像装置200包括摄像头203、存储器201、第一通信模块204、第二通信模块205和控制器202，摄像头203安装在无菌车间内并拍摄无菌车间内的生产画面，摄像头203、存储器201、第一通信模块204以及第二通信模块205均与控制器202连接，若干个摄像装置200的第一通信模块204之间建立通信连接，若干个摄像装置200的第二通信模块205均与数据中心100通信连接，第一通信模块204之间建立的通信连接为单向通信环，每个第一通信模块204均为单向通信环的节点，存储器201内存储有单向通信环的下一个通信节点的通信地址。如图2所示，摄像装置200以周期t1将摄像数据作为数据块存储，摄像装置200将数据块截断长度L，摄像装置200将长度L的数据块部分依次发送给单向通信环中的下一个节点保存，摄像装置200以周期t2将数据块上传到数据中心100，数据中心100将收到的数据块提取数据指纹并将提取数据指纹上传到区块链。
其中，摄像装置200在每个周期t1结束时刻时，将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，并接收上一个通信节点发来的加密密钥，使用上一个节点发送来的加密密钥加密数据块后存储，并将解密密钥将解密密钥按时间顺序存储，在周期t2结束时刻，摄像装置200将加密后的数据块以及相应的解密密钥上传到服务器。
将加密密钥发送给下一个通信节点，加密下一个通信节点的数据块，使得单个摄像装置200不能依靠自身恢复其数据，需要全部摄像装置200的数据，才能恢复每个摄像装置200的数据，使得每个摄像装置200的数据都无法被单独查看，进而防止了单个摄像装置200的数据被篡改。摄像装置200使用的加密方法为对称加密方法，加密密钥为整数，每个周期t1结束时刻，摄像装置200均随机生成一个加密密钥对，单向通信环中的节点按照预设次序依次通信，次序中的首个节点将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，加密步骤：下一个通信节点收到加密密钥后，与本节点产生的加密密钥对比，若均为偶数或均为奇数，则使用本节点产生加密密钥加密数据块，并将所收到的加密密钥传递给下一个节点，反之，则使用所收到的加密秘钥加密数据块，将本节点产生的加密秘钥传递给下一个节点，存储步骤：将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储，单向通信环中的其余节点均执行加密步骤和存储步骤后，次序中的首个节点将收到一个加密秘钥，使用该加密秘钥加密数据块，将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储。每个摄像装置200的解密密钥不一定是其上一个通信节点，导致必须获得全部摄像装置200的数据，才能找到每个摄像装置200的解密密钥，使得摄像装置200的数据无法被恢复和篡改。
周期t2是周期t1的n倍，周期t2开始时刻，每个摄像装置200均随机生成一个n位的随机二进制数作为上报加密密钥，并通过第二通信模块205发送给数据中心100，周期t2结束后，使用上报加密密钥加密每个摄像装置200的数据块后通过第二通信模块205发送给数据中心100，周期t2内的第k个周期t1结束后，k∈[1,n]，每个摄像装置200根据上报加密密钥的第k位的值，决定是否接受其所在单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块，若上报加密密钥的第k位值为1，则摄像装置200将数据块截断长度L并发送给单向通信环中的下一个节点，而后将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块与剩余的数据块数据一起存储，若上报加密密钥的第k位值为0，则直接将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块发送给下一个节点，将自身产生的数据块直接存储，数据中心100根据每个摄像装置200的上报加密密钥恢复每个摄像装置200的数据块。本优选方案使得每个摄像装置200的截断出来的长度L的数据块不一定存储在其下一个通信节点上，因而需要获得全部摄像装置200的数据才能恢复每个摄像装置200的数据，使得摄像装置200的数据无法被恢复和篡改。
单向通信环内***有至少一个虚拟节点，虚拟节点仅执行将上一个节点发来的数据转发给下一个节点。数据中心100将收到的每个数据块提取数据指纹后，将全部数据的数据指纹二次提取数字指纹，而后将二次提取的数字指纹上传到区块链。数据中心100提取数字指纹的方法为提取数据块的哈希值，提取到的哈希值作为数据块的数字指纹。
本实施例的有益技术效果是：通过将摄像装置200采集到的生产画面信息交叉存储，导致每个摄像装置200无法查看自身所录制的视频画面，且即使破坏了其中一个摄像装置200，由于该摄像装置200存在相当一部分存储在下一个节点的数据，也能恢复相当时长的视频监控，仍然有可能找到违规操作的记录，提高了视频监控***的威慑力，进而提高了整个视频监控***的防篡改性。
以上实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
包括若干个布设在无菌车间的摄像装置和数据中心，多个无菌车间的摄像装置与同一个数据中心连接，所述摄像装置包括摄像头、存储器、第一通信模块、第二通信模块和控制器，所述摄像头安装在无菌车间内并拍摄无菌车间内的生产画面，所述摄像头、存储器、第一通信模块以及第二通信模块均与控制器连接，若干个摄像装置的第一通信模块之间建立通信连接，若干个摄像装置的第二通信模块均与数据中心通信连接，所述第一通信模块之间建立的通信连接为单向通信环，每个第一通信模块均为单向通信环的节点，所述存储器内存储有单向通信环的下一个通信节点的通信地址，摄像装置以周期t1将摄像数据作为数据块存储，周期t1结束后摄像装置将数据块截断长度L，摄像装置将长度L的数据块部分依次发送给单向通信环中的下一个节点保存，摄像装置以周期t2将数据块上传到数据中心，所述数据中心将收到的数据块提取数据指纹并将提取数据指纹上传到区块链。
2.根据权利要求1所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述摄像装置在每个周期t1结束时刻，随机生成一个加密及解密密钥对，将数据块使用加密密钥加密后存储，将解密密钥按时间顺序存储，在周期t2结束时刻，摄像装置将加密后的数据块以及相应的解密密钥上传到服务器。
3.根据权利要求2所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述摄像装置在每个周期t1结束时刻，将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，并接收上一个通信节点发来的加密密钥，使用上一个节点发送来的加密密钥加密数据块后存储，并将解密密钥将解密密钥按时间顺序存储，在周期t2结束时刻，摄像装置将加密后的数据块以及相应的解密密钥上传到服务器。
4.根据权利要求3所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述摄像装置使用的加密方法为对称加密方法，所述加密密钥为整数，每个周期t1结束时刻，摄像装置均随机生成一个加密密钥对，所述单向通信环中的节点按照预设次序依次通信，次序中的首个节点将加密密钥发送给单向通信环的下一个通信节点，
加密步骤：下一个通信节点收到加密密钥后，与本节点产生的加密密钥对比，若均为偶数或均为奇数，则使用本节点产生加密密钥加密数据块，并将所收到的加密密钥传递给下一个节点，反之，则使用所收到的加密秘钥加密数据块，将本节点产生的加密秘钥传递给下一个节点，
存储步骤：将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储，
所述单向通信环中的其余节点均执行加密步骤和存储步骤后，次序中的首个节点将收到一个加密秘钥，使用该加密秘钥加密数据块，将加密后的数据块和本节点产生的秘钥存储。
5.根据权利要求3所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，周期t2是周期t1的n倍，周期t2开始时刻，每个摄像装置均随机生成一个n位的随机二进制数作为上报加密密钥，并通过第二通信模块发送给数据中心，周期t2结束后，使用上报加密密钥加密每个摄像装置的数据块后通过第二通信模块发送给数据中心，周期t2内的第k个周期t1结束后，k∈[1,n]，每个摄像装置根据上报加密密钥的第k位的值，决定是否接受其所在单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块，若上报加密密钥的第k位值为1，则摄像装置将数据块截断长度L并发送给单向通信环中的下一个节点，而后将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块与剩余的数据块数据一起存储，若上报加密密钥的第k位值为0，则直接将单向通信环中上一个节点发来的长度L的数据块发送给下一个节点，将自身产生的数据块直接存储，数据中心根据每个摄像装置的上报加密密钥恢复每个摄像装置的数据块。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述单向通信环内***有至少一个虚拟节点，所述虚拟节点仅执行将上一个节点发来的数据转发给下一个节点。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述数据中心将收到的每个数据块提取数据指纹后，将全部数据的数据指纹二次提取数字指纹，而后将二次提取的数字指纹上传到区块链。
8.根据权利要求3所述的一种用于无菌车间的防篡改视频监控***，其特征在于，
所述数据中心提取数字指纹的方法为提取数据块的哈希值，提取到的哈希值作为数据块的数字指纹。
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