基于自動(dòng)化軟件的融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張艷鑫,張艷書,王玉娟,王彤霞,劉文續(xù)

（1．張家口廣播電視臺(tái)，河北張家口 075000；2．張家口市民政局，河北張家口 075000）

1 引言

現(xiàn)階段媒體機(jī)構(gòu)主要是以單一形式出現(xiàn)，如電視以畫面聲音傳播為主要傳播手段、報(bào)社以文字為主要傳播途徑、電臺(tái)以聲音為主要傳播方式。融媒體時(shí)代的到來(lái)打破了當(dāng)前媒體機(jī)構(gòu)的介質(zhì)割裂，利用新媒體的傳播力量，單一的媒體機(jī)構(gòu)都能夠進(jìn)行多介質(zhì)，多方式運(yùn)作，即可以產(chǎn)生視頻、文字、音頻、圖像等復(fù)雜多樣的新聞產(chǎn)品。因此，對(duì)融媒體網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)的研究逐漸成為熱門研究問題。

徐小輝[1]提出一種煤礦現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該方法在通過對(duì)煤礦工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行充分研究后，選用具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳輸效率較高的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。該方法能夠有效地對(duì)煤礦現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，提高了系統(tǒng)的診斷準(zhǔn)確率，但是由于該系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行速度較慢。李瑞瓏等人[2]提出一種三網(wǎng)融合形勢(shì)下GIS 網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用。該設(shè)計(jì)方案首先梳理了廣電網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等工作要求，從系統(tǒng)目標(biāo)、功能配置、架構(gòu)設(shè)計(jì)、交互接口等方面，闡述了以GIS為核心的資源管理系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)方案能夠提高運(yùn)營(yíng)管理水平，但是由于方案中不存在安全模塊，導(dǎo)致該系統(tǒng)的發(fā)布信息成功率較低，存在泄露公司信息的安全隱患。

針對(duì)上述問題，本文提出了基于自動(dòng)化軟件功能的融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)自動(dòng)化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)表管理模塊硬件部分，采用CPK聯(lián)合公鑰算法，構(gòu)建公鑰和私鑰矩陣，并使用散列函數(shù)將實(shí)體映射成行、列坐標(biāo)序列矩陣，獲得公開和私有密鑰組合而成的密鑰對(duì)，完成密鑰的生成，通過自動(dòng)化模塊完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提系統(tǒng)的運(yùn)行速度較快，占用資源較少，解決和發(fā)布成功率較高，且保障網(wǎng)絡(luò)管理的安全性。

2 自動(dòng)化軟件功能下融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能機(jī)構(gòu)主要包括自動(dòng)化模塊[3]、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)表管理模塊硬件設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)安全加密軟件模塊設(shè)計(jì)。

基于自動(dòng)化軟件功能的融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的整體功能結(jié)構(gòu)采用B/S 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為開發(fā)模式，功能邏輯結(jié)構(gòu)采用MVC(Model-view-controller)模式[4]的設(shè)計(jì)思路，將系統(tǒng)的功能層次劃分為邏輯層、交互層和數(shù)據(jù)層三部分，功能層次結(jié)構(gòu)中包含的內(nèi)容如下：

(1)交互層中含有具有人機(jī)交互功能接口的客戶端軟件。

(2)邏輯層主要由主站系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)報(bào)表管理、數(shù)據(jù)安全加密等功能構(gòu)成，負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)。

(3)數(shù)據(jù)層中包括系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和統(tǒng)籌管理系統(tǒng)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)和其他信息。

系統(tǒng)具體層次結(jié)構(gòu)信息如圖1所示。

圖1 管理系統(tǒng)功能層次結(jié)構(gòu)圖

2.1 自動(dòng)化模塊

自動(dòng)化模塊主要包括管理員操作部分、主站服務(wù)器部分，主站服務(wù)器從功能層面上分為維護(hù)子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)和報(bào)表管理子系統(tǒng)。維護(hù)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)維護(hù)主站系統(tǒng)的運(yùn)行過程，并將管理員對(duì)系統(tǒng)的操作信息和系統(tǒng)發(fā)生的故障信息進(jìn)行記錄，在功能設(shè)計(jì)中使用B/S網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，通過對(duì)Web服務(wù)器軟件[5]進(jìn)行部署來(lái)完成系統(tǒng)的服務(wù)發(fā)布和功能維護(hù)，管理員操作模塊負(fù)責(zé)管理站點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

另外，主站系統(tǒng)中同時(shí)還包含融媒體中各個(gè)模塊之間進(jìn)行交互的功能操作接口，并且充分利用融媒體現(xiàn)有的信息化管理平臺(tái)，降低自動(dòng)化運(yùn)算量，提高系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，交互接口模型如圖2所示。

圖2 交互接口模型

從圖2中可以看出，本系統(tǒng)需要借助對(duì)融媒體采集數(shù)據(jù)分析計(jì)算接口、GIS 融媒體拓?fù)鋱D形化接口，實(shí)現(xiàn)融媒體自動(dòng)化功能。

譯 文 ：We willcontinue to strengthen the Party’s ability to purify itself,and forever maintain its close ties with the people.

2.2 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊主要包括融媒體管理系統(tǒng)的通信參數(shù)設(shè)置、通信時(shí)間校正、數(shù)據(jù)界面展示和數(shù)據(jù)解析等功能[6]。該模塊需要為融媒體管理人員提供通信數(shù)據(jù)參數(shù)的功能接口，對(duì)應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)

首先通過管理人員發(fā)出的指令完成通信參數(shù)設(shè)置，然后對(duì)數(shù)據(jù)的接收和處理功能進(jìn)行檢測(cè)，并且在數(shù)據(jù)接收的同時(shí)對(duì)原始數(shù)據(jù)作解碼處理。當(dāng)管理人員在對(duì)數(shù)據(jù)接收的過程中暫停操作，則系統(tǒng)將自動(dòng)存儲(chǔ)已接收數(shù)據(jù)在外部文檔中，在下一次對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行接收操作時(shí)，管理人員可以直接從文檔中讀取到已接收數(shù)據(jù)。若系統(tǒng)的管理人員對(duì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)接收過程不存在干預(yù)，則系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊將自動(dòng)開啟數(shù)據(jù)庫(kù)操作接口服從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令將接收到的已知數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)采集模塊的工作流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)采集模塊工作流程

2.3 報(bào)表管理模塊

報(bào)表管理模塊主要執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存信息數(shù)據(jù)的格式化操作和在線打印功能。當(dāng)管理者登錄系統(tǒng)后能夠提交對(duì)報(bào)表導(dǎo)出和打印的請(qǐng)求，并且系統(tǒng)能夠?qū)?bào)表格式按年月日進(jìn)行排序。報(bào)表管理模塊主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、二次應(yīng)用數(shù)據(jù)報(bào)表和自定義數(shù)據(jù)報(bào)表等，并且通過時(shí)間段對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)種類的數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行劃分，分為日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、季報(bào)表、年報(bào)表等，管理人員可以對(duì)系統(tǒng)中這些報(bào)表進(jìn)行內(nèi)容創(chuàng)建和操作及時(shí)間范圍管理等。在系統(tǒng)報(bào)表管理模塊中，管理類人員可以直接從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索目標(biāo)數(shù)據(jù)，并直接應(yīng)用到表格文件中。針對(duì)需要計(jì)算的二次應(yīng)用數(shù)據(jù)可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)算開發(fā)包來(lái)完成。報(bào)表的模塊具體結(jié)構(gòu)如圖5所示，業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖5 報(bào)表功能模塊結(jié)構(gòu)圖

圖6 報(bào)表管理模塊工作流程圖

在實(shí)際的工作過程中，管理人員需要的數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，并且系統(tǒng)根據(jù)表格的格式進(jìn)行界面展示，如果需要在線對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行打印，則該模塊直接調(diào)用打印功能接口對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)表直接進(jìn)行打印操作。

3 融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全加密軟件模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)安全加密模塊主要對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，本文采用CPK組合公鑰算法完成數(shù)據(jù)的加密，其原理是對(duì)公開及私有密鑰矩陣進(jìn)行構(gòu)建，并使用散列函數(shù)將實(shí)體標(biāo)識(shí)映射為行、列坐標(biāo)序列矩陣，通過對(duì)其進(jìn)行組合，獲得公開和私有密鑰組合而成的密鑰對(duì)，完成密鑰的生成。其管理體制主要是通過橢圓曲線離散對(duì)數(shù)問題來(lái)構(gòu)建的，因此，選取一個(gè)橢圓曲線：

式(1)中，p 為常數(shù)，a、b為非負(fù)整數(shù)。曲線群Ep(a，b)是由小于p 的非負(fù)整數(shù)對(duì)組成的解(x，y)和一個(gè)點(diǎn)o構(gòu)成的，G表示曲線上的基點(diǎn)，G=(xG，yG)。設(shè)公鑰矩陣為m×h矩陣，矩陣中各個(gè)元素記為X(i，j)(l≤i≤m，l≤j≤h)，各個(gè)元素均為G的子群S中的元素，即X(i，j)=(xij，yij)∈S，則公鑰矩陣PSK可以表示為：

私鑰矩陣SSK可以表示為：

式(3)中，rij表示Xij相對(duì)于G的倍數(shù)值，則

綜上所述，PSK和SSK中任一位置上的元素Xij=(xij，yij)和rij組成一對(duì)公鑰和私鑰。

設(shè)映射值的行、列坐標(biāo)分別為：(i1，j1)，(i2，j2)，…，(it，jt)，則映射得到的公鑰可以表示為：

獲得的私鑰可以表示為：

由此可見，組合倍數(shù)滿足公私鑰對(duì)條件PK=SK×G，構(gòu)成公私鑰對(duì)。

密鑰的生成是通過運(yùn)算標(biāo)識(shí)的單向散列函數(shù)、列置換算法、行映射算法完成的[7]。首先，將公鑰和私鑰通過單向散列函數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)換為固定長(zhǎng)度的中間變量，然后分別采用行映射算法和列置換算法獲得行坐標(biāo)隨機(jī)序列和列坐標(biāo)置換。在已知的行、列坐標(biāo)序列的基礎(chǔ)上，確定組合密鑰中的h個(gè)構(gòu)成元素，最后，將公鑰和私鑰矩陣中的h個(gè)元素相加完成公鑰、私鑰的構(gòu)建。

用identity表示標(biāo)識(shí)實(shí)體，datal表示運(yùn)算輸出值，則單向散列函數(shù)(HASH)可以表示為：

由于datal 表示中間變量，則可以通過對(duì)datal 密碼的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣的行、列坐標(biāo)的映射。行映射采用分組密碼[8]完成，采用行映射算法的密鑰對(duì)datal 進(jìn)行循環(huán)加密。假設(shè)用MAPi來(lái)表示密碼輸入值、MAPi-1表示密碼輸出值，則可得行映射變換可以表示為：

式(9)中，i表示非負(fù)整數(shù)，MAP0=datal=HASH(identity)。

將通過列映射算法獲得的密鑰對(duì)作為加密算法，輸出指示碼用PTMKEY來(lái)表示，則：

通過映射算法獲得的行坐標(biāo)序列可以表示為(i0，i1，i2，…，ih-1)，列的坐標(biāo)序列可以表示為(j0，j1，j2，…，jh-1)，則分別選取和組合公鑰矩陣和私鑰矩陣的元素，即可獲得公開密鑰PK和私有密鑰SK。

通過上述步驟，完成基于自動(dòng)化軟件功能的融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4 仿真實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證所提系統(tǒng)的有效性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，并且與文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)三種系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間、內(nèi)存平均使用率、服務(wù)器CPU平均使用率、操作成功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過對(duì)50個(gè)用戶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成系統(tǒng)異常查詢和終端接入測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1、表2所示。

表1 異常查詢測(cè)試結(jié)果

表2 終端接入測(cè)試結(jié)果

從表1和表2中可以看出，文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)、文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)和所提系統(tǒng)的操作成功率均為100%，測(cè)試系統(tǒng)的異常查詢和終端接入時(shí)，所提系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間低于文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)，由此可知，系統(tǒng)運(yùn)行速度較快，且服務(wù)器CPU平均使用率和內(nèi)存平均使用率與文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)相比更低，證明了所提系統(tǒng)可滿足系統(tǒng)的基本要求，且占用資源較少。

將問題解決成功解決率和發(fā)布成功率作為系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，將文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)、文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)與所提系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7 不同系統(tǒng)成功解決率測(cè)試結(jié)果

圖8 不同系統(tǒng)發(fā)布成功率測(cè)試結(jié)果

從圖7和圖8中可以看出，隨著發(fā)布信息數(shù)量逐漸增多，文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)的問題成功解決率和信息發(fā)布成功率在不同程度地降低，但是所提系統(tǒng)的變化幅度較小，在需要處理的發(fā)布信息較多的情況下，能夠保證較高的問題成功解決率和信息發(fā)布成功率，并且所提系統(tǒng)的問題成功解決率和信息發(fā)布成功率均高于文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)，由此說(shuō)明所提系統(tǒng)具有一定的可行性和有效性。

為進(jìn)一步驗(yàn)證所提系統(tǒng)的安全性，使用未在終端注冊(cè)賬號(hào)和被惡意代碼修改過的已注冊(cè)用戶信息兩種賬號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，如騰訊新聞，西瓜視頻等。其操作結(jié)果如圖9、圖10所示。

圖9 未注冊(cè)賬號(hào)操作結(jié)果

圖10 被修改過用戶操作結(jié)果

從圖9、10中可以看出所提系統(tǒng)可以阻止未知操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，且能夠有效攔截病毒，防止非法人員濫用軟件。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了解決網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時(shí)效性和安全性問題，本文在融媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中加入了數(shù)據(jù)安全加密模塊，該模塊主要采用CPK組合公鑰算法，構(gòu)建出公開密鑰和私有密鑰矩陣，并且通過組合行、列映射矩陣坐標(biāo)序列獲得公開和私有密鑰組合而成的密鑰對(duì)生成密鑰。所提系統(tǒng)的運(yùn)行速度較快，且占用資源較少，能夠有效提高問題成功解決率和信息發(fā)布成功率，攔截病毒確保網(wǎng)絡(luò)管理的安全性。但是，由于融媒體涉及到的數(shù)據(jù)較多，同時(shí)系統(tǒng)的功能較為復(fù)雜，在數(shù)據(jù)收集過程中一部分相關(guān)數(shù)據(jù)源無(wú)法獲取，因此本文在未來(lái)的學(xué)習(xí)中還需要在這些方面進(jìn)行完善。