基于微服務(wù)的信息采集認證系統(tǒng)

許春亮，鄧蔚，李英，張瑩，王永倫

（1.公安部第一研究所，北京100048；2.天津市公安局人口管理總隊，天津300000）

1 引言

信息采集認證系統(tǒng)分為兩個子系統(tǒng)，即信息采集系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)。由于現(xiàn)有主流架構(gòu)技術(shù)是微服務(wù)架構(gòu)，并且其具有架構(gòu)風格輕量、易于開發(fā)和維護、跨平臺性良好等優(yōu)點，因此，本文中的信息采集認證系統(tǒng)從設(shè)計開發(fā)到部署實施都是采用微服務(wù)架構(gòu)[1]。

本文中的信息采集系統(tǒng)可與印章治安管理系統(tǒng)等現(xiàn)有系統(tǒng)配合使用。為了更好地與信息采集系統(tǒng)配合使用，本文設(shè)計了一套身份認證系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為印章申領(lǐng)過程中所涉及的印章相關(guān)人進行身份認證，加強了對法人的身份認證，實現(xiàn)了物電人一體化綜合管理。

2 SpringBoot 的介紹

SpringBoot 框架是Java 平臺上的一種開源應(yīng)用框架，其自身對編程模型沒有限制。Spring 框架為開發(fā)者提供了一系列的解決方案，如利用面向切面編程進行聲明式的事務(wù)管理，整合多種持久化技術(shù)管理數(shù)據(jù)訪問等。

2.1 SpringBoot 的啟動流程

SpringBoot 的啟動過程主要涉及兩個部分，即SpringBoot的初始化模塊和SpingBoot 的具體啟動模塊，圖1 為SpringBoot 的啟動流程圖[2]。整個啟動過程中涉及一個重要概念，即自動化配置模塊，該模塊是SpringBoot 自動配置的核心。

圖1 SpringBoot 啟動流程

SpringBoot 的初始化是由組裝SpringApplication 開始。SpringBoot 初始化后調(diào)用run 方法。每個SpringBoot 程序都有一個主入口，也就是main方法，main里面調(diào)用SpringApplication.run()啟動整個SpringBoot 程序，該方法所在類需要使用@SpringBootApplication 注解。

2.2 SpringBoot 的特點

SpringBoot 快速開發(fā)了Spring 應(yīng)用框架，其中內(nèi)嵌了tomcat 和jetty 容器，不需要單獨安裝容器。SpringBoot 簡化了maven 配置，一站式引入需要的各種依賴，并且由其封裝的jar包可以直接發(fā)布Web 應(yīng)用。SpringBoot 是基于注解的零配置思想，與各種流行框架無縫整合。

3 信息采集認證系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

3.1 信息采集認證系統(tǒng)的整體介紹

信息采集認證系統(tǒng)分為兩級子系統(tǒng)，即信息采集系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)的主要功能是對法人及法人單位等相關(guān)信息進行采集，該系統(tǒng)可與印章治安管理系統(tǒng)進行對接。印章是法人單位的身份象征。身份認證系統(tǒng)的主要功能是對法人及印章相關(guān)人的身份進行認證。身份認證系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)可信身份認證平臺為依托，對法人及印章相關(guān)人進行實人、實證的身份認證，實現(xiàn)了人證合一的綜合管理。

3.2 信息采集認證系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

信息采集認證系統(tǒng)是由信息采集系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)組成，圖2 為信息采集認證系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計圖。由于各省份都已建立各自的省級印章治安管理系統(tǒng)，因此信息采集系統(tǒng)可以與各省份的印章治安管理系統(tǒng)和電子印章管理系統(tǒng)配合使用。該系統(tǒng)同時可為可信印章鑒別監(jiān)測平臺等提供查詢接口。

身份認證系統(tǒng)可以為法人及印章相關(guān)人進行身份認證。同樣，該系統(tǒng)可與各省的印章治安管理系統(tǒng)和電子印章管理系統(tǒng)對接配合使用，各省通過各自集成了采集認證構(gòu)件的終端設(shè)備對相關(guān)人員的身份數(shù)據(jù)進行采集，然后依次發(fā)送至印章治安管理系統(tǒng)或電子印章管理系統(tǒng)、身份認證系統(tǒng)，最終到達互聯(lián)網(wǎng)可信身份認證平臺對認證人員進行身份認證，并將認證結(jié)果返還至終端設(shè)備。本文在設(shè)計和實現(xiàn)信息采集認證系統(tǒng)時，考慮開發(fā)簡單、易于部署和微服務(wù)化，因此開發(fā)的過程中統(tǒng)一使用SpingBoot 框架。

3.3 信息采集認證系統(tǒng)的功能描述

信息采集認證系統(tǒng)分為信息采集子系統(tǒng)和身份認證子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)下包括主要功能和輔助功能，圖3 為信息采集認證系統(tǒng)的功能劃分。

3.4 信息采集認證系統(tǒng)的接口設(shè)計

3.4.1 信息采集系統(tǒng)的接口設(shè)計

信息采集接口是通過https 傳輸協(xié)議方式對外提供服務(wù)的，請求方法為POST，數(shù)據(jù)包格式為xml。在對法人信息采集的過程中考慮到數(shù)據(jù)來源的不同，將接口分為三類即法人印章信息采集接口、印章從業(yè)人員采集接口和電子印章用章人采集接口。具體接口設(shè)計如下：

①接口名稱：法人印章信息采集接口。

功能：接收并處理法人單位及印章相關(guān)信息；

圖2 信息采集認證系統(tǒng)架構(gòu)

圖3 信息采集認證系統(tǒng)功能

輸入：法人單位為起始的嵌套物理印章信息及電子印章信息數(shù)據(jù)包；

輸出：法人印章反饋數(shù)據(jù)包。

②接口名稱：印章從業(yè)人員采集接口。

功能：接收并處理從業(yè)人員信息；

輸入：印章從業(yè)人員信息數(shù)據(jù)包；

輸出：印章從業(yè)人員反饋數(shù)據(jù)包。

③接口名稱：電子印章用章人采集接口。

功能：接收并處理電子章用章人信息；

輸入：電子印章用章人信息數(shù)據(jù)包；

輸出：電子印章用章人反饋數(shù)據(jù)包。

3.4.2 身份認證系統(tǒng)的接口設(shè)計

身份認證系統(tǒng)包括身份認證申請服務(wù)接口和身份認證請求服務(wù)接口，通過https 傳輸協(xié)議方式對外提供服務(wù)，請求方法為POST，數(shù)據(jù)包格式為JSON。具體的接口設(shè)計如下：

①接口名稱：身份認證申請接口。

功能：接收客戶端發(fā)來的認證申請；

輸入：讀控件版本（可選）、認證模式等；

輸出：業(yè)務(wù)流水號、隨機數(shù)等。

②接口名稱：身份認證請求接口。

功能：接收客戶端發(fā)來的認證請求；

輸入：業(yè)務(wù)流水號（一包返回）、認證模式、認證數(shù)據(jù)（可選）等；

輸出：認證結(jié)果等。

3.5 系統(tǒng)微服務(wù)化部署

Docker 是一個開源的應(yīng)用容器引擎，使開發(fā)者可以打包其應(yīng)用以及依賴包到一個可移植的鏡像中。作為一種輕量級的虛擬化方式，Docker 的優(yōu)點有：更快速的交付和部署、更高效的資源利用、更輕松的遷移和擴展、更簡單的更新管理。結(jié)合本文的系統(tǒng)，設(shè)計系統(tǒng)Docker 微服務(wù)化部署圖，如圖4 所示。

4 性能評估與分析

衡量一個應(yīng)用系統(tǒng)的標準是性能，因此，在部署安裝完成后對信息采集認證系統(tǒng)進行性能測試。根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)和內(nèi)容，本系統(tǒng)分別對信息采集數(shù)據(jù)裝載速度、信息采集裝載規(guī)模、身份認證并發(fā)數(shù)和身份認證響應(yīng)時間幾個指標進行性能分析。

4.1 信息采集數(shù)據(jù)裝載速度

圖4 系統(tǒng)Docker 微服務(wù)化部署

由于數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中是不能重復(fù)的，因此，本文根據(jù)模板數(shù)據(jù)包生成大量的測試數(shù)據(jù)包，然后利用測試程序?qū)ζ溥M行數(shù)據(jù)裝載。信息采集數(shù)據(jù)裝載平均速度為80 萬條/h。

4.2 信息采集數(shù)據(jù)裝載規(guī)模

同樣利用測試程序?qū)π畔⒉杉到y(tǒng)進行數(shù)據(jù)裝載，裝載測試數(shù)據(jù)2300 萬條。因此該系統(tǒng)支持千萬級信息采集數(shù)據(jù)裝載規(guī)模。

4.3 身份認證并發(fā)數(shù)和平均響應(yīng)時間

身份認證需要互聯(lián)網(wǎng)的實時認證，因此要考慮其認證并發(fā)數(shù)和認證平均響應(yīng)時間。本文選擇Jemeter 作為身份認證的測試工具。身份認證的并發(fā)數(shù)不少于1500，身份認證的平均響應(yīng)時間小于15s。

5 結(jié)論

本文利用微服務(wù)技術(shù)設(shè)計了一套信息采集認證系統(tǒng)，其中包括信息采集系統(tǒng)和身份認證系統(tǒng)。系統(tǒng)將主流框架SpringBoot 和微服務(wù)容器Docker 與信息采集認證系統(tǒng)結(jié)合，使該系統(tǒng)開發(fā)簡單、部署簡易、方便遷移。同時，本文通過法人身份的有效驗證，可以實現(xiàn)物理印章、電子印章、法人信息相結(jié)合的物電人一體化綜合管理，可有效杜絕違法犯罪分子利用假冒印章進行違法犯罪行為，重構(gòu)我國與公章相關(guān)的誠信體系，使印章能夠真正代表企業(yè)的法定身份，極大地降低此類經(jīng)濟犯罪案件的損失。