浅谈在区块链技术赋能下的安全机场的
建设
摘要：区块链是一种新的去中心化基础架构及分布式计算范式，随着比特币等数字加密货币的使用，其正在迅速发展。
关键词：区块链技术；安全机场；应用
区块链是应用分布式数据存储、点对单传输、加密算法等新计算机技术的一种新形式，其诞生于比特币，具有隐私、安全、去中心化特点。此外，由于机场的特殊地位，涉及到很多客户隐私和航行安全，所以对安全性要求高。基于此，本文探讨了区块链技术赋能下的安全机场建设。
1 区块链技术含义及优势
1.1 含义。区块链技术是基于分布式共识机制、点对点传输协议、非对称加密方法、脚本代码系统等的去中心化基础架构及分布式计算范式，其是一个分布式链式数据库，能实现数据的安全存储和共享。
1.2 优势。①去中心化。传统的去中心化数据库通过中心化服务器处理数据，所有节点按统一数据库存储及交换，若统一数据库被破坏，其存储的数据也会有危险。而区块链使用点对点网络通信技术，任意两个节点可相互连接，在分布式系统中，每个节点根据共识机制建立信任关系，节点共享数据，任何节点都可在本地存储完整的数据副本，这意味着每个节点无特殊性，无需中心化机构统一管理，以避免破坏中心化存储模式带来的危害。需注意的是，区块链去中心化程度有高低之分，可分为公有链、联盟链、私有链，去中心化程度越高，其共识量越大。
②不可篡改性。区块链用户节点获取的公共数据是区块链系统一致认可的数据，数据信息以区块形式存储在区块链系统中，每个区块头记录上个区块的哈希
值，若区块中的数据信息被篡改，系统将自动修改此区块的哈希值，导致所有后续区块失效，而且区块链系统的数据信息由各节点共同管理，因网络用户节点数量大，入侵者几乎不可能通过掌握整个网络系统51%以上的节点来修改数据，具有较高的可靠性和安全性，网络中的用户节点越多，数据安全性则越高。链式数据结构和节点数量保证了区块链系统的数据不被篡改，从而保证了数据库信息的安全稳定。
③可追溯性。区块链系统的时间戳技术允许基于记录时间序列将系统记录的数据信息连接成链式结构。而且结合一致性算法，确保存储数据的可追溯性，所有生命周期记录，如最初写入可追溯性节点的数据交易、更改更新等，都可追溯，以确保网络系统数据的完整性及可追溯性。
④去信任。节点无需依赖第三方预先建立信任关系，只要按既定系统规则运行，分布式节点间就能实现可靠的协作与交互。区块链运行规则及链上数据公开透明，各节点除各自私有信息外，其他数据能对外开放。依据共识机制，节点根据密码学算法执行数据交易，并将生成的交易分发到网络中的任何节点，全部节点能共同验证交易的有效性，所以当节点根据共同规则执行交易时，不能做到欺骗对方。
⑤智能合约。区块链系统采用代码编程技术、数字化协议等，实现系统的自动化和智能化运行，网络系统可通过智能合约将运行流程、规则、触发执行点编码为自动执行逻辑契约，通过技术手段保证合约的自动执行，不需合约签订节点干预，具有高度自治和去中心化等特点。
2 区块链技术框架
区块链技术中数据层是用户进入区块并存储用户最原始未编码数据的一种方式，其数据由客户保存并以明文显示。用户可用明文控制数据，能随意上传和修改数据。
存储层实时监控用户操作，包括添加、修改、删除，将用户操作定义为区块。此过程将用户明文转换为不可见密文，以确保用户数据安全性。区块将为区块链用户同步大量数据，但每次同步需共识层授权。
只有在共识层授权下，才能变动存储层。共识层分为共识计算、索引信息。其中，共识计算是确定当前存储层变动是否能被区块链中的其他区块认可，若认可，变动则有效；反之亦然。共识计算理论上保证了现有计算机无法破解数据的唯一性。索引信息是快速并发搜索区块的保证。
区块链中，索引信息包括索引类别、加密文件地址，索引类别与存储地址一一对应，降低了传统存储模式下的内存占用。若用户或机构想要查询相关数据，需向区块链发送查询请求。授权后，使用授权索引表中的地址查找对应文件。应注意的是，文件是加密文件，需使用用户私钥与查询者公钥重加密。在现有计算机框架内，加密方法不能破解。
应用层是机构进入区块链的方式。机构可根据自己业务模型设计应用层，以满足一定标准或实现特定功能。应用层不同于数据层，当应用层调用时，机构必须提交自己的授权证书签名及加密公钥。在此过程中，机构不知道对方私钥，确保了数据安全。
由此可见，区块链技术无法被现有计算框架破解，从理论上保证了数据的机密性、唯一性及安全性。
3 区块链在安全机场中的应用
3.1 数据管理。其是安全机场最重要部分，也是区块链技术最直观的应用场景。
机场业务中，创建、记录、修改航班及乘客信息需航空公司、机场、乘客甚至空管多方参与，只有及时、共享、唯一、保密的数据才能保证业务快速及其准确性。然而，在实际技术中，多方有自己的服务器，数据传输时，需定义复杂业务逻辑，以确保接收数据的唯一性及隐秘性，不能做到实时性及共享性。另外，上述实体每个环节的问题将在数据传输网络中迅速蔓延，造成较大危害。总之，现有的通用技术已不能满足个环节机场建设的基本要求。
2019年，由英国航空、剑桥智能实验室、墨尔本智能实验室联合推出，基于区块链技术的数据管理，实现了数据的实时共享、唯一性、保密性，并在日内瓦机场投入使用。
此外，区块链技术对大规模修改不敏感；随着修改次数的增加，传统技术耗时呈指数增长。并且区块链技术不会出错，传统技术次数随修改次数的增加而线性增加。
3.2 计算机视觉。它通常被称为安全机场的眼睛，包括图片识别、目标检测、语义分割、视频理解、图片生成。在机场，利用计算机视觉能实现对旅客和工作人员的实时监控，及时发现突发情况，合理调度资源。
在当前计算机视觉技术中，单个摄像头监控技术已相对成熟，而多个摄像头联动监控还处于起步阶段。对安全机场来说，需多个摄像头联动。由于找人、轨迹识别、语义分割等特定需求，需要多摄像头、多尺度联动。
2019年，洛杉矶国际机场和斯坦福大学人工智能实验室基于区块链技术，采用TensorFlow2.0框架，实现real-time多摄像头监控技术。与传统视频监控相比，该框架计算速度为传统识别6000倍左右。
3.3 行李管理。机场业务中，行李托运错误造成的损失需机场及航空公司花费大量精力及物力处理，是旅客投诉的最大问题，导致旅客忠诚度与满意度显著下降。传统技术基于数据库，不能有效实时更新信息，区块链技术为这一问题提供了更好的解决方案。区块链技术的分布式存储、不可篡改性、可追溯性消除了行李托运中的错误与不一致性。机场、地面处理部、航空公司间建立了一个私有链，记录每处行李处理点信息，航空公司能实时跟踪行李状况，并授权指定乘客查看。行李丢失时，区块链中存储的记录可作为查找及理赔的依据，解决行李管理中信任问题。
区块链技术是对传统技术的革新，为安全机场的各种难题提供了切实可行的解决方案。随着民航业的发展，区块链技术以其独特的安全性能满足了安全机场的要求。随着党及国家对区块链技术的重视与机场安全要求的提高，建设以区块链技术为支撑的安全机场将是未来的发展方向。所以需加强区块链技术在安全机
场领域的应用，提升民航业综合服务水平，降低机场运维成本，提高旅客满意度，实现机场安全领域技术变革。
参考文献：
[1]王宇新.浅谈区块链特点、问题及发展前景[J].科技风，2018(10). [2]李闯.浅谈在区块链技术赋能下的安全机场的建设[J].空运商务，2019(12).
