視頻檔案數(shù)字化過程中的安全策略研究*

李宏明　羅亞利　陳堅（臺州學(xué)院，浙江臨海，317000）

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視頻檔案數(shù)字化過程中的安全策略研究*

李宏明羅亞利陳堅
（臺州學(xué)院，浙江臨海，317000）

［摘要］隨著檔案數(shù)字化程度不斷提高，數(shù)據(jù)安全問題也逐步受到重視。文章通過分析視頻檔案的存放現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)并歸納了數(shù)字化過程中存在的主要安全問題，根據(jù)碰到的具體安全問題，結(jié)合存儲技術(shù)、多媒體制作技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對解決視頻檔案數(shù)字化過程中的安全問題進(jìn)行了深入研究，并制定了相應(yīng)的解決方案。

［關(guān)鍵詞］視頻檔案數(shù)字化安全策略檔案保管［分類號］G271

隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與存儲水平的不斷提高，視頻檔案的數(shù)字化進(jìn)程也在逐步開展和普及。各地方在過去十多年中積累了大量反映地方建設(shè)和發(fā)展的視頻檔案，主要記錄了社會變遷過程中的重要節(jié)點事件，這些資料將為日后城市建設(shè)、文化挖掘、歷史傳承起到重要的作用。與傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案數(shù)字化過程相比，視頻檔案的數(shù)字化過程更為復(fù)雜，對技術(shù)要求更高，需要有一定的專業(yè)技能和操作經(jīng)驗。因此，如何保證數(shù)據(jù)安全就成為視頻檔案數(shù)字化過程中亟待解決的新課題。

1　視頻檔案數(shù)字化過程現(xiàn)狀

目前視頻檔案數(shù)字化進(jìn)程還處于起步階段，各地各部門還存放著相當(dāng)數(shù)量的原始資料，它們的存在方式有以下幾方面特點：存儲介質(zhì)千差萬別，主要以磁帶和膠片為主；記錄格式多種多樣；保存現(xiàn)狀有好有壞；視頻目錄存在缺失。綜合分析，視頻檔案數(shù)字化過程中主要存在以下幾方面安全問題:

1.1存放環(huán)境安全性差

根據(jù)各地方經(jīng)濟(jì)條件的不同，視頻檔案的存放條件也不盡相同。大部分地方?jīng)]有專門的存放場所和設(shè)備，防潮控溫能力差，容易受到電磁波干擾，有很多視頻資料在還沒有數(shù)字化之前就因為老化或消磁而無法讀取使用。

1.2視頻檔案數(shù)字轉(zhuǎn)換過程中存在風(fēng)險

由于存儲介質(zhì)的多樣化和存儲格式的非兼容性，視頻檔案在數(shù)字化過程中必須使用相應(yīng)品牌的設(shè)備進(jìn)行讀取，在數(shù)字化過程中存在以下風(fēng)險：第一，早期設(shè)備長期閑置，設(shè)備老化，讀取磁帶時容易出現(xiàn)卡帶現(xiàn)象，而且未經(jīng)清洗的磁頭會使磁帶磁粉脫落，造成不可挽回的損失；第二，視頻檔案數(shù)字化過程中沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)用視頻時頻繁對磁帶進(jìn)行重復(fù)采集，造成存儲介質(zhì)磨損，數(shù)字信號越來越差；第三，數(shù)字檔案存儲網(wǎng)絡(luò)不夠健全，大量數(shù)字化視頻檔案選擇就地保存，沒有備份設(shè)備，更沒有異地遷移備份的手段，在遇到不可抗力的影響下，往往造成比較大的損失。

1.3數(shù)字化檔案存放硬件選型及設(shè)置不當(dāng)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，存儲設(shè)備種類眾多，有些地方已經(jīng)對視頻檔案進(jìn)行了數(shù)字化處理，但是對數(shù)字檔案存儲設(shè)備的選擇和設(shè)置同樣存在安全問題。第一、使用普通光盤保存視頻檔案；第二、使用便攜式2.5寸移動硬盤存儲視頻檔案；第三、使用普通電腦硬盤保存視頻檔案；第四、使用具有RAID級數(shù)據(jù)保護(hù)功能的磁盤陣列保存視頻檔案，但RAID設(shè)置不當(dāng)。通過廣泛調(diào)查，很少地方能夠使用價格昂貴、設(shè)備穩(wěn)定性好以及帶有數(shù)據(jù)備份功能的服務(wù)器級設(shè)備保存視頻檔案。

2　視頻檔案數(shù)據(jù)安全分析

2.1存放環(huán)境安全分析

視頻檔案數(shù)字化過程中，必須保證原始磁帶的存放安全，不同的存放環(huán)境對磁帶的使用壽命有很大的影響（表1）。

表1　存放設(shè)備條件對比表

2.2硬件選型安全分析

數(shù)字化后的視頻檔案可選擇的存儲設(shè)備很多，存儲設(shè)備主要以硬盤為主，它的尺寸有2.5寸和3.5寸之分，同樣是3.5寸的硬盤又有普通盤和服務(wù)器級硬盤之分，它們的技術(shù)參數(shù)不同，存儲的安全性和穩(wěn)定性也不同（表2）。

表2　硬件性能對比表

2.3數(shù)字檔案存儲網(wǎng)絡(luò)安全分析

很多視頻檔案數(shù)字化后沒有選擇異地遷移備份，在本地保存過程中往往會遇到以下安全問題：第一，人為操作問題導(dǎo)致硬件損壞，造成數(shù)據(jù)丟失甚至無法恢復(fù)；第二、遇到不可抗外力造成設(shè)備損害，使數(shù)據(jù)徹底丟失；第三、缺乏技術(shù)支持，數(shù)據(jù)面臨病毒、黑客攻擊時造成數(shù)據(jù)丟失或損害。從數(shù)據(jù)安全角度分析，應(yīng)該分批分期進(jìn)行異地遷移備份，建立網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字檔案存儲機制，但遷移過程中要注意以下安全問題：第一、當(dāng)存儲介質(zhì)整體異地遷移備份時，應(yīng)考慮選址安全性，不能選擇自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)和極端天氣較多的地區(qū)，以免造成檔案不可挽回的損失；第二、選擇網(wǎng)絡(luò)方式遷移備份時，通過專用網(wǎng)絡(luò)通道，建立可兼容的網(wǎng)絡(luò)存儲平臺，重點防范病毒侵入以及系統(tǒng)漏洞帶來的黑客攻擊。

圖1　SAN與NAS混合結(jié)構(gòu)圖

3　視頻檔案數(shù)字化安全策略

視頻檔案作為檔案資料的一個特殊門類，由于它存儲介質(zhì)的特殊性，在數(shù)字化過程中存在著許多技術(shù)壁壘，隨之帶來的安全性問題也比較多。電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代以及信息安全技術(shù)的發(fā)展為解決這一難題提供了硬件保障和技術(shù)支持，通過不斷地分析和實踐，做好以下幾方面工作能夠大大提高視頻檔案數(shù)字化過程中的安全性。

3.1建立良好的磁帶存儲和使用環(huán)境

存放條件以及使用方法對磁帶壽命有很大影響。第一、磁帶存放空間的溫度應(yīng)在15℃～25℃之間，濕度在40﹪RH～60﹪RH之內(nèi)，保證磁帶存放環(huán)境的清潔，注意防塵，遠(yuǎn)離帶有磁場的電器設(shè)備；第二、磁帶應(yīng)放在與之匹配的包裝盒內(nèi)，并豎立放置；第三、從低溫處取出的磁帶應(yīng)在正常環(huán)境下放置一天后再放入攝像機中使用；第四、拍攝完畢后磁帶應(yīng)倒至磁帶起點或終點進(jìn)行存檔保管，長期存放的磁帶一年內(nèi)需倒帶兩到三次；第五、磁帶上不要亂貼標(biāo)簽，防止簽落入機芯造成機器損害；第六、斷裂的磁帶可用透明膠帶在無磁一側(cè)粘連，磁帶內(nèi)容導(dǎo)出后不再使用。

3.2建立存儲硬件選型標(biāo)準(zhǔn)

視頻檔案數(shù)字化以后，存儲設(shè)備的選型十分重要，它直接關(guān)系到數(shù)據(jù)存放的安全，選型不當(dāng)不僅會帶來數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險，同時也會影響數(shù)據(jù)的使用效率。通過前期存儲設(shè)備的性能分析，應(yīng)放棄使用光盤、2.5寸便攜式移動硬盤等使用壽命不長且容易損壞的電子設(shè)備。當(dāng)選擇本地局域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)遷移備份時，可選擇成本較低、操作方便快捷的存儲設(shè)備，選型標(biāo)準(zhǔn)如下：第一、選擇支持NAS技術(shù)的存儲設(shè)備，比如硬盤選擇紅盤，它是專為NASWare3.0這種環(huán)境而設(shè)計的，平均故障間隔時間比標(biāo)準(zhǔn)硬盤改善35﹪，并且支持7*24小時不間斷運行；第二、選擇帶有RAID級數(shù)據(jù)保護(hù)功能的外置存儲控制設(shè)備，如支持多個硬盤的硬盤陣列盒，它不但能完美實現(xiàn)RAID1/5/6/10硬盤自動備份功能，同時也支持NAS技術(shù)，完美的可視化管理技術(shù)更加人性化。如果選擇異地數(shù)據(jù)遷移備份，考慮到數(shù)據(jù)的重要性和整個備份網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性及安全性，必須加大投入，使用較高層級且較成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):第一、選擇光纖通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；第二，選擇支持SAN技術(shù)的服務(wù)器及周邊設(shè)備，比如具有強大目錄管理功能的媒體資源管理系統(tǒng)。

3.3建立視頻檔案采集標(biāo)準(zhǔn)

由于磁帶的物理特性決定了其在讀寫過程中存在著損耗，過度使用很容易造成磁粉脫落或帶體破損，從而直接影響采集視頻的清晰度，嚴(yán)重時直接造成數(shù)據(jù)丟失。通過制定嚴(yán)格的采集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將避免調(diào)用視頻檔案時對磁帶的頻繁采集。早期視頻大部分采用標(biāo)清格式拍攝，清晰度不高，與高清視頻有較大差別，所以數(shù)字化采集時盡量避免信號損失，同時采集后的視頻格式還要有較好的兼容性，所以制定標(biāo)準(zhǔn)如下：第一、采用非編級采集卡進(jìn)行視頻采集，不使用1394卡進(jìn)行采集，確保采集信號不會失真；第二、采集格式設(shè)置為avi格式，幀頻為25幀/秒，雖然該格式也對視頻進(jìn)行了壓縮，但是它的壓縮比較高，分辨率也可隨意調(diào)整，并且avi格式的兼容性非常好；第三、在服務(wù)器容量允許的條件下使用高碼流進(jìn)行視頻采集，最低不低于1024kb/秒；第四、分辨率采用720*576，即長寬比為4:3；第五、視頻檔案按獨立鏡頭分段采集。

3.4搭建數(shù)字視頻檔案網(wǎng)絡(luò)遷移備份平臺

按照遷移備份距離的不同，網(wǎng)絡(luò)平臺可分為局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺和廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺，它們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所不同。首先，我們可以把局域網(wǎng)遷移備份網(wǎng)絡(luò)看做一個小型媒體服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以提供媒體文件共享服務(wù)為主，即連入網(wǎng)絡(luò)的每臺服務(wù)器共享同一個網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中訪問存儲設(shè)備的終端不多，綜合硬件成本，網(wǎng)絡(luò)平臺搭建時采用軟件NAS架構(gòu)，它在文件級數(shù)據(jù)存取方面十分快捷。第二，廣域網(wǎng)遷移備份網(wǎng)絡(luò)由于傳輸距離比較遠(yuǎn)，我們把連入網(wǎng)絡(luò)的每臺服務(wù)器都只看做媒體數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備，通過光纖通道和網(wǎng)絡(luò)安全機制把它們組建成一個安全的網(wǎng)絡(luò)體系，從而達(dá)到數(shù)據(jù)遷移備份的目的，在搭建網(wǎng)絡(luò)平臺時采用SAN架構(gòu)，它在災(zāi)難恢復(fù)、在線備份、冗余存儲和數(shù)據(jù)時效切換方面表現(xiàn)優(yōu)異。

當(dāng)然建立正確的存儲組合是達(dá)到數(shù)據(jù)備份和安全管理目標(biāo)的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)安全管理的全部目標(biāo)是基于數(shù)據(jù)重要程度區(qū)分的優(yōu)先等級，而NAS與SAN互補的存儲結(jié)構(gòu)（圖1）就能達(dá)到這一目標(biāo)。NAS 與SAN混合搭配的方式也為許多檔案管理部門帶來了數(shù)據(jù)遷移備份操作最大的靈活性，使得設(shè)備性能最優(yōu)化。數(shù)據(jù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)差異越大，就越適合采用NAS方式，因為它無縫整合異構(gòu)服務(wù)器的能力較強，而數(shù)字檔案量越大，SAN方式的高效率發(fā)揮得就越突出。從工作原理上看NAS方式能夠簡化對SAN網(wǎng)絡(luò)的訪問，它相當(dāng)于SAN的網(wǎng)關(guān)，使SAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)塊以文件形式路由至適當(dāng)?shù)姆?wù)器中，相反SAN通過減輕大量非重要數(shù)據(jù)的存儲負(fù)擔(dān)使NAS更有效的工作。在現(xiàn)實中重要的數(shù)字檔案可以存儲在本地NAS設(shè)備上，而數(shù)以千計占用了服務(wù)器存儲空間的小容量數(shù)字檔案可以傳送至到SAN中。

4　結(jié)語

視頻檔案數(shù)字化過程是一項融合了多媒體制作技術(shù)、網(wǎng)路安全技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的系統(tǒng)性工程，其特點是流程復(fù)雜、技術(shù)要求高、安全風(fēng)險多。我們不僅要研究數(shù)字化本身存在的安全性問題，還要關(guān)注數(shù)字化之前與之后磁帶存儲的安全和數(shù)字資源網(wǎng)絡(luò)遷移備份的安全。只有建設(shè)了良好的存儲環(huán)境、制定了統(tǒng)一的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)、搭建了安全穩(wěn)定的存儲網(wǎng)絡(luò)，才能確保視頻檔案在碰到系統(tǒng)癱瘓甚至自然災(zāi)難時是安全的可恢復(fù)的。視頻檔案數(shù)字化過程中安全策略研究的部分技術(shù)還可以引入到整個檔案數(shù)字化建設(shè)中來，比如遷移備份網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)技術(shù)，這不僅使該技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，同時還可節(jié)省大筆的設(shè)備經(jīng)費支出。

*本文為2014年度浙江省教育廳科研項目（編號：Y201430364）和2014年度浙江省教育技術(shù)規(guī)劃課題（編號：JB048）研究成果之一。

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Research on Security Strategy of the Process of Video Archives Digitization

Li Hongming，Luo Yali，Chen Jian
（Taizhou College，Linhai，Zhejiang，317000）

Abstract:With the increasing of the degree of archives digitization，data security has been paid more and more attention. Through analyzing the present storage situation of video files，this paper finds and summarizes the main security problems in the digital process. According to the specific security problems，combined with storage technology，multimedia technology and network technology，this paper researches into the security problems of video files in the digital process，and formulates the corresponding solutions.

Keywords:Video Archives；Digitization；Security；Strategy；Archives Keeping