电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术_张甫兆.pdf

217217为提高高清网络的传输速度与质量，解决有线网络传输带宽不足的问题，高清非编制作网网络节点安全传输技术应运而生。但是现有的网络节点安全传输技术受到传输带宽的限制，安全性难以满足高清网络的传输要求1。目前，电视台网络主要采用双向、大带宽、低时延的传输方式，如双向数据终端设备（Data Termanit Unit,DTU）。高清视频是广播电视行业在市场内发展的关键，随着高清技术的不断发展，广播电视行业对传输网络的要求也越来越高，网络的传输速度和稳定性成为各大电视台网络运营商关注的重点2。为保证电视台视频资源可以快速、安全地被传输到指定位置，需要采用可靠、有效的安全传输技术手段。目前，与网络节点安全传输技术相关的研究有很多。例如：张雷、樊志杰等人提出的基于双单向安全传输的移动警务请求服务总线平台，在单向光传输方式的基础上,实现不同网域间数据的安全隔离传输3；张伟、丁朝晖等人基于数字签名的验签子系统和区块链技术的数据安全存储子系统，提出智慧电厂数据安全传输系统架构思路4。本文则以某电视台高清非编制作网为例，设计针对网络节点的安全传输技术，旨在通过此种方式，提高网络节点与网络传输的安全性、准确率以及时效性。1电视台高清非编制作网数据库模块数据库是电视台高清非编制作网的核心，其任务是存储电视台高清网络数据，并控制数据的防伪与传输。为保证数据库模块的安全性，选用 Oracle Database 10g 程序作为数据库模块的支撑，在提高数据库模块访问灵活性的基础上，提高数据库模块的运行稳定性。在数据库模块的设计过程中，可根据数据库模块的特点，增加加密或者访问控制模块，提高数据库的安全性，通过此种方式，降低由于运行环境干扰造成的数据库模块运行异常。2网络传输节点安全态势感知与加密安全传输在上述内容的基础上，为实现对网络传输节点安全态势的感知，设计感知模型，如图 1 所示：图 1安全态势感知模型在网络传输节点安全态势感知模型的基础上，建立电视台高清非编制作网与主机、通信网络等级之间的关系，根据服务器节点的安全系数、设备主机的安全系数以及网络传输节点的安全系数，实现对网络传输节点安全态势的感知。在上述内容的基础上，引进高级逃避技术（Advanced Evasion Technique,AET）认证认知，设计网络节点加密与安全传输，此过程如图2 所示5：传输节点设计层无线设置数据采集发送指令传输数据存储层云存储数据查询参数调用安全感知层数据分析数据校正安全感知电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术张甫兆（作者单位：乌海广播电视台）摘要：为提高电视网络信号传输的安全性，本文将采用电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术，选用 Or a c l e D a t a b a s e 1 0 g 作为数据库运行支撑程序，建立电视台高清非编制作网与主机、通信网络等级之间的连通关系，设计网络传输节点安全态势感知模型，引进 A E T认证认知，根据服务器节点安全系数、设备主机安全系数以及网络传输节点安全系数，实现电视台高清非编制作网网络节点的安全传输。本文以某电视台高清非编制作网为例，设计针对网络节点的安全传输技术，旨在通过此种方式，提高网络节点与网络传输的安全性。经分析试验结果可知：本文设计的电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术，网络节点传输准确率在9 5%9 8%波动，传输时间仅需 1 5 s。因此，可以得出本文方法具有较高的安全性、准确度以及时效性。关键词：高清非编制作网；网络节点；传输技术218THE TRANSMISSION传 输 图 2传输节点认证维护传输过程中，通过对节点安全传输状态的感知，实现对节点传输身份的认证与维护，保障节点传输信息的安全性与可靠性。3对比试验完成上述设计后，对网络节点安全传输技术设计成果展开测试6-8，下述将以某地区大型广播电视台作为测试单位，对其高清非编制作网作业过程中传输的数据资源进行安全性检验。为确保实验结果的准确性，在开展相关研究前，在测试单位搭建网络节点安全传输环境，根据高清非编制作网的运行需求，合理部署交换机、处理器、PC 机等设备，建立终端不同网络设备电视台播出站之间的通信连接关系。在此基础上，构建电视台高清非编制作网拓扑结构。如图 3 所示：图 3高清非编制作网拓扑结构为确保搭建的测试环境与电视台高清非编制作网运行环境呈现高度适配状态，在完成上述设计后，根据此次实验需求，部署电视台高清非编制作网在运行中的技术参数，相关内容如表 1 所示：表 1运行技术参数序 号项 目参 数（1）网络通信频率150 550 Hz（2）网络工作电压20 380 V（3）网络工作电流40 120 A（4）网络运行消耗功率1 150 kW（5）采样时间60 min按照上述方式，完成此次对比实验的准备工作。在此基础上，使用本文设计的方法，展开网络节点安全传输试验。根据高清非编制网网络节点的通信传输需求，安全部署网络各个模块。同时，布置传感器，设计传输设计层、数据存储层、安全感知层，实时感知网络在传输信息时节点的安全态势。引进 AET 算法，设计网络传输节点的加密系统，以此实现非编制作网节点信息的安全传输。为满足实验结果的对比需求，引进基于双向安全传输的安全传输方法与基于数字签名技术的安全传输方法，分别作为传统方法 1 与传统方法 2。并连同本文方法共同部署在非编制作网络中，按照不同方法的操作规范，对网络节点传输过程进行加密处理。将传输过程中节点信息的安全系数作为评价指标，提取网络后台数据，计算传输过程中节点数据的安全系数，量化计算结果，设定安全系数的取值在 110。当节点安全系数在 810 时，说明节点安全性较高，即数据的安全性可以得到全面的保障；当节点安全系数小于 5时，说明网络节点传输的信息存在丢失、被篡改等安全风险。测试过程中，在节点 5 处插入干扰项，调用后台数据，统计网络连续节点在传输过程中的安全系数。其结果如图 4 所示：图 4传输效果测试根据图 4 所示的实验结果可以看出，使用三种方法设计网络节点的安全传输，只有本文方法可以保证节点在受到外界干扰时，安全系数始终大于 8，传统方法无法保证节点在传输数据信息时，安全系数处于一个较高的水平。因此，在完成上述实验后，得到如下实验结论：相比传统方法，本文设计的网络节点安全传输技术在实际应用中的效果良好，该方法不仅可以保证非编制作网络的安全系数处于相对较高水平，还可以有效抵御外界对节点信息安全的干扰。为进一步验证本文方法的实用性，选取网络节点传输的准确率作为指标，同时将基于双向安全传输的安全传输方法和基于数字签名技术的安全传输方法分别作为传统方法 1 与传统方法 2，并与本文方法进行网络节点传输准确率测试，对比结果如图 5 所示：电视台主机房非编 服务器 存储 磁带库非编 服务器 存储 磁带库播出站非编 服务器 存储非编 服务器 存储非编 服务器 存储机房交换机交换机传输节点认证维护新身份安全认证旧身份回收身份节点节能能量遭受攻击节点防御失效35246传输数据安全系数网络节点12345678910本文方法传统方法1传统方法2219219从试验结果（见图 5）可以看出，三种网络节点传输方法中，本文方法的网络节点传输准确率波动范围为 95%98%，传统方法 1 的网络节点传输准确率波动范围为 75%92%，传统方法 2 的准确率波动范围为 85%92%。将三种方法的准确率进行对比，可以得出本文方法的网络节点传输准确率较高，且波动范围较小。因此，在完成上述实试验后，得到如下结论：本文设计的电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术的网络节点传输准确率较高。此外，为进一步验证本文方法的可行性，在确保上述试验结果的前提下，还应该保证信号同步传输的时效性。为验证本文方法的时效性，以信号传输时间为指标，传输时间越短时效性越好，反之，时间越长时效性越差。分别采用基于双向安全传输的安全传输方法和基于数字签名技术的安全传输方法作为传统方法1与传统方法2，与本文方法进行网络节点安全传输，并对比三种方法的网络节点安全传输所需的时间，对比结果如表 2 所示：表 2网络节点传输时间对比结果传输方法时间/s本文方法15传统方法 148传统方法 256从试验结果（见表 2）可以看出，三种同步传输方法中，本文方法使用的时间最短，仅需 15 s 就可以完成信号的同步传输。传统方法 1 与传统方法 2 所使用的传输时间均长于本文方法。因此，在完成上述试验后，得到如下结论：本文设计的电视台高清非编制作网网络节点安全传输技术的网络节点传输时效性较强。4结语随着国家对广播电视网络安全问题重视度的提高，视频行业的安全问题也逐步得到了解决。在传输高清视频过程中，部分网际协议地址（Internet Protocol,IP）节点会存在安全隐患，例如：因网关数据丢失导致数据传输中断、被篡改；因客户端与服务器间存在连接关系，导致服务中断；由于多台摄像机集中管理或者监控，从而产生不正常的告警记录等。为保证视频数据传输的安全性，本文从电视台高清非编制作网各模块安全部署、网络传输节点安全态势感知与节点加密安全传输两个方面，完成了此次设计，设计成果经过检验后证明具有一定的应用效果，可以提高网络节点传输的安全性，为高清视频的网络传输提供全面的技术支撑。参考文献：1 余葭苇,陈一鸣,杨宇玄,等.不可信通信环境下的电力物联网用电数据全程安全传输方案 J .电力信息与通信技术,2 0 2 1(3):6 0-6 4.2 任清华,张广大,樊志凯.能量采集多天线中继网络中基于人工噪声辅助的安全传输方案 J .湖南大学学报(自然科学版),2 0 2 2(4):1 0 8-1 1 8.3 张雷,樊志杰,张冰,等.基于双单向安全传输的移动警务请求服务总线平台的设计与实现 J .计算机测量与控制,2 0 2 2(4):2 2 9-2 3 6.4 张伟,丁朝晖,杨国玉,等.基于区块链和数字签名技术的智慧电厂数据安全传输系统研究与设计 J .电力信息与通信技术,2 0 2 1(7):3 3-3 9.5 张波,黄开枝,林胜斌,等.MI MO异构网络中一种基于人工噪声的抗主动窃听者的鲁棒安全传输方案 J .电子与信息学报,2 0 2 0(9):2 1 8 6-2 1 9 3.6 杨丛昊.广播电视台文件传输系统的搭建研究 J .信息记录材料,2 0 2 1(6):2 2 8-2 3 0.7 任文欣.新时期广播电视信息安全传输技术分析 J .中国有线电视,2 0 2 2(1):4 3-4 5.8 薛金山.无线网络技术在综合录井仪数据采集传输中的应用探讨 J .信息系统工程,2 0 2 0(6):9 0-9 1.作者简介：张甫兆（1 9 8 7），男，山西山阴县人，本科，工程师，研究方向为广播电视技术。图 5传输准确率对比结果135246准确率%时间/min102030405060708090100本文方法传统方法1传统方法2