KR102153673B1 - Method, system and recordable medium for storing and transmission processing of intelligent CCTV video data using the edge blockchain - Google Patents

Method, system and recordable medium for storing and transmission processing of intelligent CCTV video data using the edge blockchain Download PDF

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KR102153673B1
KR102153673B1 KR1020190169517A KR20190169517A KR102153673B1 KR 102153673 B1 KR102153673 B1 KR 102153673B1 KR 1020190169517 A KR1020190169517 A KR 1020190169517A KR 20190169517 A KR20190169517 A KR 20190169517A KR 102153673 B1 KR102153673 B1 KR 102153673B1
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이동혁
박남제
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제주대학교 산학협력단
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a method and system for processing storage and transmission of CCTV video data, capable of efficiently storing intelligent CCTV video data in each divided edge area by introducing the concept of an edge blockchain, and preventing forgery of video data by applying a method of a blockchain. To this end, the system for processing storage and transmission of CCTV video data comprises: a plurality of CCTV nodes for photographing CCTV video data; and a cloud server including a data storage for storing the photographed CCTV video data. The system divides a plurality of edge areas including the predetermined number of nodes based on a geographic location of the CCTV nodes, and includes an edge blockchain as one ledger for each edge area. The CCTV nodes included in the edge areas further include an edge storage for storing an edge blockchain related to the photographed surveillance video data. In addition, the edge blockchain is a closed type blockchain in which each CCTV node within the same edge area shares the same edge blockchain. Through the method, video data can be processed safely and efficiently by dividing a management area into edge areas based on an edge blockchain in an intelligent CCTV video surveillance environment, and specifically, a lightweight blockchain can be formed according to characteristics of an edge storage on CCTV.

Description

엣지 블록체인을 이용한 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하는 방법, 시스템 그리고 기록매체{Method, system and recordable medium for storing and transmission processing of intelligent CCTV video data using the edge blockchain}Method, system and recordable medium for storing and transmission processing of intelligent CCTV video data using the edge blockchain}

본 발명은 지능형 CCTV 영상데이터의 안전한 저장과 전송에 관한 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엣지 블록체인이라는 개념을 도입하여 각기 분할된 엣지 영역에서의 지능형 CCTV 영상데이터를 효율적으로 저장하고 블록체인의 방식을 응용하여 영상데이터의 위변조를 방지할 수 있는 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송이 가능한 새로운 처리 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for safe storage and transmission of intelligent CCTV image data, and more particularly, by introducing the concept of an edge block chain, efficiently storing intelligent CCTV image data in each divided edge area It relates to a new processing method and system capable of storing and transmitting CCTV video data that can prevent forgery and alteration of video data by applying the chain method.

지능형 CCTV 영상정보는 빅데이터, 영상분석, 인공지능 분석, 행동 및 패턴 예측, 위험 예측 등 의미있는 지능형 영상 감시 서비스 제공을 위해 영상정보를 클라우드 서버상에 저장하여 처리할 필요가 있다. Intelligent CCTV video information needs to be processed by storing video information on a cloud server to provide meaningful intelligent video surveillance services such as big data, video analysis, artificial intelligence analysis, behavior and pattern prediction, and risk prediction.

특히, 도 1과 같이 클라우드 서버는 대용량의 영상데이터를 유연하게 저장할 수 있다는 장점이 크지만, 영상정보 저장시에 클라우드 서버에서 영상정보 조작, 변조 등 다양한 위험도 동시에 존재할 수가 있다. In particular, as shown in FIG. 1, the cloud server has a great advantage in that it can flexibly store a large amount of image data, but there may be various risks such as manipulation and alteration of image information in the cloud server when storing image information.

만약 특정 영상정보가 변경될 시에는 영상 내 등장하는 개인의 프라이버시 침해, 용의자 범인의 추적정보의 손실 등 다양한 영상 감시 보안 분야에서 문제가 발생할 수 있다.If specific video information is changed, problems may arise in various video surveillance and security fields, such as invasion of privacy of individuals appearing in the video and loss of tracking information of the suspect.

따라서 본 발명에서는 블록체인을 이용하여 CCTV 영상정보의 무결성을 보장하는 안전하고 효율적인 처리방안을 제안하고자 한다. Accordingly, the present invention proposes a safe and efficient processing method that guarantees the integrity of CCTV video information using a block chain.

선행기술1(KR 2019-0083295 A)은 블록체인을 활용한 cctv영상의 디지털 증거 무결성 및 진본성 확보방법 및 시스템(method and system for certifying and authenticity of digital evidence)으로서, 블록체인 네트워크에 포함되는 제1노드의 관제에 있어서, 소정의 이벤트가 발생하는 경우 상기 제1노드가 상기 이벤트에 상응하는 제1관제영상의 확인 데이터를 포함하는 블록데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1노드가 생성한 블록데이터를 제1블록체인에 결합하여 저장하고 중앙서버 및 적어도 하나의 타노드에 상기 블록데이터를 공유하는 단계를 포함하며, 상기 확인 데이터는, 상기 이벤트에 상응하는 제1관제영상의 파일식별정보, 상기 관제영상이 저장되는 서버식별정보, 상기 관제영상에 상응하는 시간정보, 상기 관제영상에 대한 담당자 정보, 또는 상기 관제영상의 해시값을 포함한다.Prior Art 1 (KR 2019-0083295 A) is a method and system for certifying and authenticity of digital evidence of cctv video using blockchain, and is included in the blockchain network. In the control of one node, when a predetermined event occurs, the first node generating block data including confirmation data of a first control image corresponding to the event; And storing the block data generated by the first node in a first block chain, and sharing the block data with a central server and at least one other node, wherein the confirmation data corresponds to the event. File identification information of the first control video, server identification information in which the control video is stored, time information corresponding to the control video, information on the person in charge for the control video, or a hash value of the control video.

한편, 다른 선행기술2(KR 1950507 B1)은 카메라 촬영 영상에 대한 블록체인 기반의 보안 처리 방법(blockchain-based method of providing secure processing of camera video)으로서, 본 기술에서는 카메라 촬영 영상을 블록체인 기반으로 보안 처리하는 기술로서 카메라에서 촬영한 영상을 네트워크를 통해 액세스할 수 있도록 구성된 시스템에서 해킹에 의해 카메라 촬영 영상이 무단으로 노출되거나 촬영 영상 데이터가 위변조되는 것을 방지하기 위하여 블록체인 기법을 활용하는 보안 처리 기술에 관한 것이다. 해당 발명에 따르면 카메라 촬영 영상이 해킹에 의해 무단으로 노출되거나 위변조되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있고 영상 스토리지에 저장되어 있는 카메라 촬영 영상이 해킹되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 블록체인 업데이트 주기(예: 3분)를 충분히 짧게 함으로써 실시간 카메라 영상에 대해서도 보안 처리를 달성할 수 있으며 댁내에서 생성되는 사적인 영상이 유출되거나 위변조되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, another prior art 2 (KR 1950507 B1) is a blockchain-based method of providing secure processing of camera video. In this technology, the image captured by the camera is based on a block chain. As a security processing technology, in a system configured to access the video captured by the camera through a network, a security process that utilizes a blockchain technique to prevent unauthorized exposure of the camera shot video or the forgery of the shot video data due to hacking. It's about technology. According to the present invention, there is an advantage of preventing unauthorized exposure or forgery of camera shot images by hacking, and it is possible to prevent hacking of camera shot images stored in the video storage, as well as block chain update cycle (e.g. : 3 minutes) short enough, it is possible to achieve security processing even for real-time camera images, and prevent leakage or forgery of private images generated in the premises.

이와 같이 CCTV 영상데이터는 근본적으로 외부 해킹에 의한 조작 등 무결성 훼손 가능성이 있다. 만약 CCTV 영상데이터를 블록체인에 탑재하면 외부 해킹에 의한 조작 방지가 가능하나, 블록체인의 특성상 수많은 노드의 집합으로 구성되므로 CCTV 적용분야와 같이 높은 대역폭과 대용량 스토리지를 필요로 하는 감시, 안전, 경계, 보호, 보안의 현장 요구사항과는 맞지 않는 측면이 있다.As such, CCTV image data may fundamentally damage integrity such as manipulation by external hacking. If CCTV video data is mounted on a blockchain, manipulation by external hacking can be prevented. There are aspects that do not fit the site requirements of, protection, and security.

또한 클라우드 서버에서 블록체인을 구상할 경우에는 CCTV와 클라우드 사이의 데이터 전송 과정에서 손실, 변경이 일어날 경우에는 데이터 무결성을 보장할 수 없다는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage that when a blockchain is envisioned in a cloud server, data integrity cannot be guaranteed in the event of loss or change in the data transmission process between CCTV and the cloud.

선행특허1: 대한민국 특허공개공보(KR 2019-0083295 A) 블록체인을 활용한 cctv영상의 디지털 증거 무결성 및 진본성 확보방법 및 시스템(method and system for certifying and authenticity of digital evidence)Prior Patent 1: Korean Patent Publication (KR 2019-0083295 A) Method and system for certifying and authenticity of digital evidence of cctv video using blockchain 선행특허2: 대한민국 특허등록공보(KR 1950507 B1) 카메라 촬영 영상에 대한 블록체인 기반의 보안 처리 방법(blockchain-based method of providing secure processing of camera video)Prior Patent 2: Korean Patent Registration Publication (KR 1950507 B1) Blockchain-based method of providing secure processing of camera video

본 발명의 목적은 엣지 블록체인을 이용한 지능형 CCTV 영상데이터의 안전한 저장 및 전송 처리 방법과 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and system for safe storage and transmission processing of intelligent CCTV video data using an edge block chain.

본 발명의 또 다른 목적은 엣지 블록체인을 이용한 지능형 CCTV 영상데이터의 무결성 검증 및 스토리지 절약을 위해 검증이 완료된 데이터를 CCTV 노드에서 제거하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of removing verified data from a CCTV node in order to verify the integrity of intelligent CCTV image data using an edge block chain and save storage.

본 발명은 엣지 블록체인을 이용하여 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하는 시스템에 있어서, CCTV 영상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 복수개의 CCTV 노드; 및 촬영된 상기 CCTV 영상데이터를 전송받아 저장하는 데이터 스토리지를 포함하는 클라우드 서버로 구성되며, 상기 시스템은 상기 CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하고, 각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)으로서 엣지 블록체인을 사용하며, 상기 엣지 영역에 포함된 CCTV 노드는 상기 촬영된 영상데이터에 관한 엣지 블록체인을 저장하는 엣지 스토리지를 더 포함하고, 상기 엣지 블록체인은 상기 동일한 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드가 상호 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인인 것을 특징으로 한다.The present invention provides a system for storing and transmitting intelligent CCTV image data using an edge block chain, comprising: a plurality of CCTV nodes for generating image data by photographing CCTV images; And a cloud server including a data storage for receiving and storing the captured CCTV image data, wherein the system is divided into a plurality of edge areas including a predetermined number of nodes based on the geographic location of the CCTV node, and , Each edge area uses an edge block chain as a ledger, and the CCTV node included in the edge area further includes an edge storage for storing the edge block chain related to the captured image data, and the The edge block chain is characterized in that it is a closed block chain in which each CCTV node within the same edge area shares the same edge block chain.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 엣지 블록체인을 이용하여 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하는 방법에 있어서, 복수개의 CCTV 노드에서 CCTV 영상데이터를 촬영하는 단계; 상기 CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 상기 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하는 단계; 각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)으로서 엣지 블록체인을 생성하는 단계; 상기 생성된 엣지 블록체인을 상기 CCTV 노드 내의 엣지 스토리지에 저장하는 단계를 포함하며; 상기 엣지 블록체인은 상기 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드간 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of processing the storage and transmission of intelligent CCTV image data using an edge blockchain, comprising: photographing CCTV image data in a plurality of CCTV nodes; Dividing into a plurality of edge areas including a predetermined number of the nodes based on the geographical location of the CCTV node; Creating an edge blockchain as one ledger for each edge area; Storing the generated edge blockchain in edge storage in the CCTV node; The edge block chain is characterized in that it is a closed block chain that shares the same edge block chain between each CCTV node within the edge area.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하기 위한 엣지 블록체인으로서, CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 상기 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하고, 각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)인 엣지 블록체인으로서 동일한 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드는 상호 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인이며, 상기 엣지 블록체인에 포함된 엣지 블록은 엣지 블록 헤더(block header) 및 엣지 블록 데이터(block data)로 구성되고 상기 엣지 블록 헤더에는 상기 엣지 영역에 속한 CCTV 노드에서의 복수개의 영상데이터 청크(chunk)로 구성된 영상데이터 블록의 ID가 포함되고, 상기 엣지 블록 데이터에는 상기 복수개의 청크의 ID 리스트가 포함되고, 상기 영상데이터 블록은 하나의 엣지 블록에 저장되는 단위로서 상기 모든 영상데이터 블록 및 청크는 각각의 ID를 가지고, 상기 엣지 블록체인은 상기 블록 ID와 청크 ID를 데이터로서 관리하며 상기 엣지 블록체인의 데이터 영역상에 상기 CCTV 영상데이터는 저장하지 않는 엣지 블록체인을 이용한 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, as an edge block chain for processing the storage and transmission of intelligent CCTV image data, it is divided into a plurality of edge areas including a predetermined number of the nodes based on the geographical location of the CCTV nodes. And, as an edge block chain that is one ledger for each edge area, each CCTV node within the same edge area is a closed block chain that shares the same edge block chain, and the edge included in the edge block chain. The block consists of an edge block header and edge block data, and the edge block header contains an ID of a video data block consisting of a plurality of video data chunks in a CCTV node belonging to the edge area. And the edge block data includes an ID list of the plurality of chunks, the image data block is a unit stored in one edge block, and all the image data blocks and chunks have respective IDs, and the edge block The chain manages the block ID and chunk ID as data, and a program for storing and transmitting intelligent CCTV video data using an edge block chain that does not store the CCTV video data on the data area of the edge block chain is recorded. It is characterized in that it is a computer-readable recording medium.

본 발명에 따르면, 영상정보의 효율적인 저장을 위하여 엣지 블록체인 방식을 도입하였으며 이를 통해 블록체인 상에서 필요로 하는 노드 수가 많지 않고 초경량 사이즈에서도 작동이 가능하며 End-to-End 종단간 무결성 보장이 가능하다는 효과가 있다. According to the present invention, the edge block chain method was introduced for efficient storage of image information, and through this, the number of nodes required on the block chain is not large, it is possible to operate even in an ultra-light size, and end-to-end end-to-end integrity is guaranteed. It works.

엣지 블록체인은 CCTV가 하나의 노드가 되는 것을 특징으로 하며, 완료된 데이터에 대해 데이터 삭제 또한 가능하므로 엣지 블록체인 운용에 있어서 필요한 용량이 지속적으로 누적 증가하지 않는다는 장점이 있다.The edge blockchain is characterized by the fact that CCTV becomes one node, and data deletion is also possible for completed data, so it has the advantage that the capacity required for the operation of the edge blockchain does not accumulate and increase continuously.

또한 데이터 전송 과정에서 무결성을 훼손할 시에 해당 훼손된 부분만을 다시 전송하여 원본 데이터로서 복구되므로 대역폭 과정에서의 보다 나은 효율성도 가지고 있다. In addition, when integrity is damaged in the data transmission process, only the damaged part is retransmitted and recovered as original data, so it has better efficiency in the bandwidth process.

즉, 본원 발명에 따르면 기존의 블록체인의 장점을 모두 가지면서도 추가적으로 기존에 해결할 수 없었던 스토리지 공간 문제, 대역폭 문제, 종단간 무결성 보안 문제를 해결할 수 있다는 효과가 있다.In other words, according to the present invention, while having all the advantages of the existing block chain, there is an effect that it can additionally solve the storage space problem, bandwidth problem, and end-to-end integrity security problem that could not be solved.

도 1은 다수의 CCTV와 영상데이터를 저장하는 클라우드 서버 환경을 나타낸 도면이다.
도 2 및 3은 일반적인 블록체인의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 CCTV 환경으로서 지리적 위치를 기반으로 엣지 영역을 분할하여 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예로 엣지 블록체인을 포함하는 엣지 영역과 클라우드 서버와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 각 CCTV 노드에서 데이터를 저장할 수 있는 엣지 스토리지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지 블록체인의 데이터구조 세부내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지 블록체인의 기록범위를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버로의 스트리밍 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 무결성 결함이 발생하는 하나의 예로서, 청크 데이터에서 문제가 발생한 경우 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무결성 결함 발생시 처리하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 검증완료된 엣지 블록 제거를 통해 CCTV 노드의 데이터 용량 확보 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram showing a cloud server environment that stores a plurality of CCTV and image data.
2 and 3 are diagrams for explaining the structure of a general block chain.
4 is a diagram illustrating a CCTV environment to which the present invention is applied, by dividing an edge area based on a geographical location.
5 is a diagram illustrating a relationship between an edge area including an edge block chain and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing edge storage capable of storing data in each CCTV node.
7 is a diagram illustrating details of a data structure of an edge blockchain according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a recording range of an edge block chain according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a streaming process to a cloud server according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of processing when a problem occurs in chunk data as an example of occurrence of an integrity defect.
11 is a diagram illustrating a process of processing when an integrity defect occurs according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a process of securing a data capacity of a CCTV node by removing a verified edge block according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 보다 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving it will become more apparent with reference to the embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 한정된 몇몇의 실시예로 제한되는 것이 아니라 목적, 효과가 실질적으로 동일한 범위내에서는 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이러한 실시예 역시 본 발명의 기술적 사항에 포함된다고 볼 수 있을 것이다.However, the present invention is not limited to a few limited embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms within the scope of substantially the same purpose and effect, and these embodiments are also considered to be included in the technical matters of the present invention. I will be able to.

본 명세서에서 실시예는 본 발명의 개시가 보다 명확해지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 이해 시켜주기 위해 제공되는 것이다. In the present specification, examples are provided to make the disclosure of the present invention clearer, and to completely understand the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

그리고 본 발명의 권리범위는 후술되는 특허청구의 범위에 의해 정의될 것이다.And the scope of the present invention will be defined by the scope of the claims to be described later.

따라서 몇몇 실시예에서 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 세부기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위해 구체적으로 설명하지는 않는다.Accordingly, well-known components, well-known operations, and well-known detailed techniques in some embodiments have not been described in detail in order to avoid obscuring interpretation of the present invention.

또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이며 본 발명을 한정시키고자 하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, the same reference numerals refer to the same constituent elements, and terms used herein are only for describing exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함하는 것으로 해석해야할 것이며, 포함(또는 구비)하는 것으로 언급된 구성 요소 또는 동작은 하나 이상의 다른 구성 요소 또는 동작의 존재 및 추가를 배제하지 않는다.In the present specification, the singular form should be interpreted as including the plural form unless specifically stated in the text, and the component or action mentioned as including (or provided) does not exclude the presence or addition of one or more other components or actions. .

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 별도로 정의되어 있지 않는한 과도하게 또는 이상적으로 해석되지 않는 것으로 한다.In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted excessively or ideally unless otherwise defined.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 3은 일반적인 블록체인의 구조를 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are diagrams for explaining the structure of a general block chain.

블록체인은 관리 대상 데이터를 블록이라고 하는 소규모 데이터들이 P2P 방식을 기반으로 생성된 체인 형태의 연결고리 기반 분산 데이터 저장환경에 저장되어 임의로 수정될 수 없고 향후 변경의 결과를 열람할 수 있는 분산 컴퓨팅 기술 기반의 데이터 위변조 방지 기술이며, 이는 근본적으로 분산 데이터 저장기술의 한 형태로서 지속적으로 변경되는 데이터를 모든 참여 노드에 기록한 변경 리스트로서 분산 노드의 운영자에 의한 임의 조작이 불가능하도록 고안된 기술이다. 이미 잘 알려진 블록체인의 응용 사례로는 암호화폐의 거래과정을 기록하는 탈중앙화된 전자장부로서 비트코인 등이 있으며, 대부분의 암호화폐들이 블록체인 기술 형태에 기반하고 있다. 즉, 블록체인은 데이터 분산 처리 기술이며, 네트워크에 참여하는 모든 사용자가 모든 거래내역 등의 데이터를 분산하여 저장하는 기술이다. 이렇게 저장된 데이터를 블록이라 칭하며 여러 블록들을 시간의 순서대로 묶는 형태를 가져 블록체인이라 불린다. 이런 모든 사용자가 거래내역을 보유하고 있어 거래 내역을 확인할 때는 모든 사용자가 보유한 장부를 대조하고 확인해야 하므로 블록체인은 공공거래장부, 분산거래장부로 불리기도 한다.Blockchain is a distributed computing technology that allows small data to be managed, called blocks, to be stored in a distributed data storage environment based on a chain-type connection created based on the P2P method, so that they cannot be arbitrarily modified and the results of future changes can be viewed. Based on data forgery prevention technology, this is a form of distributed data storage technology that is basically a change list that records continuously changing data in all participating nodes, and is designed to prevent arbitrary manipulation by the operator of the distributed node. Already well-known examples of blockchain applications include Bitcoin as a decentralized electronic ledger that records the transaction process of cryptocurrencies, and most cryptocurrencies are based on the form of blockchain technology. In other words, blockchain is a data distributed processing technology, and it is a technology in which all users participating in the network distribute and store data such as all transaction details. The data stored in this way is called a block, and it is called a block chain because several blocks are grouped in chronological order. Since all of these users have transaction details, when checking the transaction details, it is necessary to check and check the ledgers held by all users, so the blockchain is sometimes referred to as a public ledger or a distributed ledger.

일반적인 블록체인은 도 2와 같은 구조를 가지며 블록 데이터(Block Data)에는 계약의 거래내역 뿐만 아니라 어떠한 유형의 데이터도 저장이 가능하다. 예를 들어, 블록 데이터에는 CCTV 영상정보를 그대로 저장할 수도 있다. A general block chain has a structure as shown in FIG. 2, and in block data, not only the transaction details of the contract, but also any type of data can be stored. For example, CCTV image information may be stored as it is in block data.

블록체인은 도 3과 같이 수많은 노드(사용자)의 집합으로 이루어질 수 있는 것이 일반적이며, 정당한 권한을 가진 사용자는 이 노드에 새롭게 참여할 수도 있다.Blockchain generally can be made up of a set of numerous nodes (users) as shown in FIG. 3, and users with legitimate authority may newly participate in this node.

그러나, CCTV 영상정보는 이러한 블록체인으로 온전히 구성하기에는 여려가지 어려운 부분이 있다. However, there are several difficult parts to completely configure CCTV video information with such a block chain.

먼저, 대용량 데이터를 다수의 노드에 어떻게 저장할 것인지(즉, 스토리지 용량 측면)의 문제가 있다. 특히, CCTV 영상데이터는 일반적으로 대용량이므로, 블록체인 상에서 모든 CCTV 영상을 각 노드에서 공유할 경우 엄청난 용량이 필요한 문제 및 전송 대역폭의 문제가 일어난다.First, there is a problem of how to store large amounts of data in multiple nodes (ie, in terms of storage capacity). In particular, CCTV image data is generally large, so when all CCTV images are shared by each node on a blockchain, a problem requiring a huge amount of capacity and a problem of transmission bandwidth occurs.

다음으로 블록체인이 클라우드 서버상에 구성된다고 가정할 경우에 CCTV와 클라우드 서버간의 전송 중간에 해킹 등으로 인해 정보 손실이 일어날 경우에 이를 어떻게 알 수 있을 것인지에 대한 문제가 있다.Next, assuming that the blockchain is configured on a cloud server, there is a question of how to know when information loss occurs due to hacking or the like in the middle of transmission between CCTV and cloud server.

도 4는 엣지 블록체인의 필요성을 설명하기 위해 엣지 영역으로 분할하여 블록체인을 관리하는 상황을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a situation in which a block chain is managed by dividing it into an edge area to explain the necessity of an edge block chain.

도 4a와 같이 CCTV 영상감시 시스템이 지도상에 구성되어 있을 경우에, 수백개 이상의 다수의 많은 CCTV 영상 데이터를 하나의 블록체인으로 관리한다는 것은 현실적으로 매우 어렵다. When a CCTV video surveillance system as shown in FIG. 4A is configured on a map, it is very difficult in reality to manage a large number of CCTV video data of hundreds or more with one block chain.

기존 블록체인에서 이러한 CCTV 감시망의 영상데이터를 모두 저장하고 전송하는 것은 현실적으로 불가능에 가까우므로 새로운 블록체인의 구조가 필요할 것이다. 본 발명에서는 이를 위해 엣지 블록체인을 고안하였다. In the existing blockchain, it is practically impossible to store and transmit all the video data of the CCTV surveillance network, so a new blockchain structure will be required. In the present invention, an edge blockchain was devised for this purpose.

먼저, 도 4b와 같이 CCTV의 지리적 위치를 기반으로 여러 엣지 영역을 분할한다. 각 엣지 영역에는 3~5개 정도의 CCTV로 구성될 수 있으며, 물론 이러한 특정 숫자의 개수가 엄격하게 제한되는 것은 아니며, 예시적인 설명일 뿐 다른 예로서 1대만 있는 엣지 영역이나 10대 이상의 CCTV가 있는 엣지 영역도 역시 존재할 수가 있다.First, as shown in FIG. 4B, several edge areas are divided based on the geographical location of the CCTV. Each edge area may consist of about 3 to 5 CCTVs, and of course, the number of these specific numbers is not strictly limited, and as another example, only one edge area or 10 or more CCTVs There may also be an edge area.

도 5은 본 발명의 일 실시예로 엣지 블록체인을 포함하는 엣지 영역과 클라우드 서버와의 관계를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a relationship between an edge area including an edge block chain and a cloud server according to an embodiment of the present invention.

여기에서 CCTV는 하나의 노드(node)가 되며, 엣지 블록체인(edge blockchain)은 각 엣지 영역간 하나의 원장(ledger)으로서 동일한 엣지 영역에서는 각 노드 1 내지 노드 3 사이에 동일한 엣지 블록체인을 공유하게 된다. Here, CCTV becomes one node, and edge blockchain is one ledger between each edge area. In the same edge area, the same edge blockchain is shared between nodes 1 to 3. do.

또한, 이러한 엣지 블록체인은 보안을 위해 개방형(Public)이 아닌 폐쇄형(Private) 블록체인으로 구성된다. In addition, this edge blockchain is composed of a private blockchain rather than an open one for security.

도 6은 각 CCTV 노드에서 데이터를 저장할 수 있는 엣지 스토리지를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing edge storage capable of storing data in each CCTV node.

도 6과 같이 CCTV 노드 1 내지 노드 3에서는 데이터를 저장할 수 있는 엣지 스토리지를 각각 가지고 있다. 엣지 스토리지는 MicroSD 등 다양한 경량의 저장장치가 될 수 있으며, 엣지 블록체인은 같은 엣지 영역 내에 위치한 각 CCTV 노드상의 엣지 스토리지에 공통적으로 보관된다.As shown in FIG. 6, CCTV nodes 1 to 3 each have edge storage capable of storing data. Edge storage can be various lightweight storage devices such as MicroSD, and the edge blockchain is commonly stored in edge storage on each CCTV node located within the same edge area.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지 블록체인의 데이터구조 세부내용을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram illustrating details of a data structure of an edge blockchain according to an embodiment of the present invention.

엣지 블록체인은 기존의 블록체인과 비교해볼 때 블록 ID(Block ID)가 추가되고, 엣지 블록의 블록데이터는 청크 ID(Chunk ID) 리스트를 갖는다.When compared with the existing block chain, the edge block chain has a block ID (Block ID) added, and the block data of the edge block has a list of chunk IDs.

먼저, 하나의 블록(예: 블록 A, 블록 B 등)은 하나의 엣지 블록에 저장되는 단위이다. 그리고 하나의 블록은 다수의 청크 데이터를 가진다. 그리고 모든 블록과 청크는 각각의 ID를 가진다.First, one block (eg, block A, block B, etc.) is a unit stored in one edge block. And one block has multiple chunks of data. And every block and chunk has its own ID.

엣지 블록의 청크 ID는 블록체인의 블록데이터상에서 청크 ID 리스트로서 포함되어진다. 이러한 경우, 엣지 블록체인에서 실제로 관리되는 데이터는 블록 ID와 청크 ID 밖에 없게 된다. The chunk ID of the edge block is included as a list of chunk IDs in the block data of the block chain. In this case, only the block ID and chunk ID are actually managed data in the edge blockchain.

바꿔서 말하면, CCTV 영상데이터 자체는 엣지 블록체인의 데이터 영역상에서 직접 저장하지는 않는 것이다. 이러한 방식으로 처리하는 이유는 전체 데이터를 엣지 영역 내 모든 노드들에서 공유하고 저장할 경우에 처리해야할 용량이 너무 커지기 때문에 직접 실데이터를 블록체인에 포함시키는 대시 블록 ID와 청크 ID를 생성하여 저장하는 것이다.In other words, CCTV video data itself is not stored directly on the data area of the edge blockchain. The reason for processing in this way is to create and store Dash Block ID and Chunk ID that directly include real data in the blockchain because the capacity to be processed becomes too large when the entire data is shared and stored by all nodes in the edge area. .

즉, 엣지 블록체인에서는 해쉬 리스트만 관리하게 되므로, 블록체인에서 관리하는 용량 및 모든 엣지 참여 노드에서 저장하고 처리해야 할 용량 자체는 많지 않게 된다. In other words, since only the hash list is managed in the edge blockchain, there is not much capacity itself to be stored and processed by the blockchain-managed capacity and all edge participating nodes.

그러나, 청크 ID와 블록 ID는 저장하고 있으므로 추후 영상정보(실제 영상데이터)에 대한 무결성 확인은 가능하다.However, since the chunk ID and block ID are stored, the integrity of the image information (real image data) can be checked later.

아래는 청크 ID와 블록 ID의 생성방법에 대해서 설명한다.The following describes how to generate the chunk ID and block ID.

청크 ID의 생성 공식은 다음 식1과 같다.The formula for creating the chunk ID is as shown in Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

CID =

Figure 112019130845397-pat00001
CID =
Figure 112019130845397-pat00001

아울러, 블록 ID의 생성 공식은 다음 식2와 같다.In addition, the block ID generation formula is as shown in Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

BID =

Figure 112019130845397-pat00002
BID =
Figure 112019130845397-pat00002

여기서 사용되는 변수 및 표기된 약어들은 아래와 같다.The variables and indicated abbreviations used here are as follows.

S : 사전 공유된 비밀값 (엣지와 서버간 사전에 공유될 필요 있음)S: Pre-shared secret value (requires pre-shared between edge and server)

P(x)S : S를 seed로 하여 x번째 의사난수를 발생한 값P(x) S : The value of generating the xth pseudorandom number with S as a seed

H(x) : x를 해쉬한 값H(x): hashed x

HMAC(x)K : K를 키로 하여 x를 HMAC(Hash Message Authentication Code) 처리한 값HMAC(x) K : Value of HMAC(Hash Message Authentication Code) processed value with K as key

BD : 실제 Block 데이터 값BD: Actual Block data value

CD : 실제 Chunk 데이터 값CD: Actual Chunk data value

CID : Chunk ID 값CID: Chunk ID value

BID : Block ID 값BID: Block ID value

CCTV_ID : CCTV의 고유한 ID 값CCTV_ID: Unique ID value of CCTV

Figure 112019130845397-pat00003
: XOR 연산자
Figure 112019130845397-pat00003
: XOR operator

Nonce : 블록체인상에서의 넌스값Nonce: Nonce value on the blockchain

ctr_c : 현재 Chuck의 카운트 수 (예: 1에서 시작하며 도 7에 따르면 Chuck A 의 경우 ctr_c=1이고, Chunk B의 경우 ctr_c=2가 된다)ctr_c: The number of current Chuck counts (e.g., starting at 1, and according to FIG. 7, ctr_c=1 for Chuck A and ctr_c=2 for Chunk B)

ctr_b : 현재 Block의 카운트 수 (예: 1에서 시작하며 도 8에 따르면 CCTV 노드A에서 Block A 의 경우 ctr_b=1이고, Block B의 경우 ctr_b=2가 된다)ctr_b: Count of the current block (e.g., starting at 1, and according to Fig. 8, ctr_b=1 in case of Block A in CCTV node A, and ctr_b=2 in case of Block B)

이렇게 청크 ID를 생성하는 경우에, 청크 ID는 CD, 즉 청크 데이터를 반드시 사전에 가지고 있어야 연산이 가능하다.In the case of generating a chunk ID in this way, the chunk ID must have a CD, that is, chunk data in advance, to be able to be calculated.

한편, 블록 ID의 경우에는 대상이 되는 CCTV ID와 사전에 공유된 S값을 알고 있어야 생성이 가능하다.On the other hand, in the case of a block ID, it is possible to generate the target CCTV ID and the S value shared in advance.

바꿔서 말하면, 사전 공유된 키인 S값를 가지고 있지 않은 자는 설령 청크 데이터를 사전에 알고 있더라도 청크 아이디를 생성할 수 없으며, 또한 사전 공유된 키 S값을 가지고 있지 않은 자는 블록 ID를 생성할 수 없다.In other words, a person who does not have a pre-shared key S value cannot generate a chunk ID even if the chunk data is known in advance, and a person who does not have a pre-shared key S value cannot generate a block ID.

즉, 특정 CCTV의 n번째 블록 아이디를 생성할 수 있는 자는 사전 공유된 키 S값을 알고 있는 사람만이 가능하다.In other words, only those who know the pre-shared key S value can create the nth block ID of a specific CCTV.

다시 말해, 악의를 가진 사람이 임의로 조작하려 해도 사전 공유된 키인 S값을 알지 못하면 특정 청크나 블록에 대응하는 ID를 생성할 수 없다.In other words, even if a malicious person attempts to arbitrarily manipulate it, an ID corresponding to a specific chunk or block cannot be generated without knowing the pre-shared key S value.

따라서, 이러한 특성으로 인해 영상데이터 조작 방지 및 영상데이터 조작 여부 확인이 가능해진다.Therefore, due to this characteristic, it is possible to prevent manipulation of image data and check whether or not to manipulate image data.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지 블록체인의 기록범위를 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing a recording range of an edge block chain according to an embodiment of the present invention.

도 8과 같이, 엣지 블록체인은 동일한 엣지 영역간 모든 CCTV의 Chunk ID와 Block ID 값들을 모두 기록한다. 엣지 블록체인 원장(ledger)은 엣지 영역간에 단일하게 관리되며, 해당 엣지 블록체인은 동일한 엣지 영역간 CCTV 노드에서 원본정보로 서로 공유한다.As shown in FIG. 8, the edge block chain records both the Chunk ID and Block ID values of all CCTVs between the same edge area. The edge blockchain ledger is managed singly between edge areas, and the corresponding edge blockchain is shared as original information in CCTV nodes between the same edge areas.

엣지 블록체인 상의 데이터는 청크 ID 및 블록 ID값의 집합 데이터로, 실제 영상데이터인 대용량의 영상데이터는 엣지 블록체인상에 저장되지 않으므로 엣지 블록체인의 사이즈 자체는 크지 않게 된다.The data on the edge blockchain is a set of chunk ID and block ID values, and the size of the edge blockchain itself is not large because large-scale video data, which is actual video data, is not stored on the edge blockchain.

여기서 일반 블록체인과 엣지 블록체인의 대표적인 세가지 차이점은 아래와 같다. Here, the three main differences between the general blockchain and the edge blockchain are as follows.

1) 엣지 블록체인에 포함되는 노드수가 적다 (즉, 엣지 영역 내 CCTV 노드수에 한정됨)1) The number of nodes included in the edge blockchain is small (i.e. limited to the number of CCTV nodes in the edge area)

2) 엣지 블록체인에서 필요로 하는 사이즈가 작다 (즉, 경량 사이즈임. 실제 영상은 엣지 블록체인으로 저장되지 않고 ID만 관리됨)2) The size required by the edge blockchain is small (that is, it is a lightweight size. The actual video is not stored in the edge blockchain, only ID is managed)

3) 엣지 블록체인은 종단에서 생성 처리된다. 즉, End-to-End 보안(무결성 보장)이 가능해진다.3) Edge blockchain is created and processed at the end. In other words, end-to-end security (integrity guarantee) becomes possible.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서버로의 스트리밍 과정을 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a streaming process to a cloud server according to an embodiment of the present invention.

도 9와 같이 본 발명에서 CCTV 노드는 클라우드 서버로 데이터 스트리밍을 실시한다. 여기에서, 블록 단위로 스트리밍 전송을 수행하며, 이때 블록 헤더에는 엣지 블록이 들어간다는 점이 특징적이다. 다시 말해, 수신측 클라우?? 서버에서는 블록 A의 헤더(엣지 블록 A가 포함되어 있음)를 통해 실제 영상데이터(바디 부분에 포함된 CCTV 영상데이터 A)의 무결성을 확인할 수 있다.As shown in Figure 9, in the present invention, the CCTV node performs data streaming to the cloud server. Here, streaming transmission is performed in block units, and at this time, an edge block is included in the block header. In other words, the receiving side cloud?? The server can check the integrity of the actual video data (CCTV video data A included in the body) through the header of block A (which includes the edge block A).

CCTV 노드와 클라우드 서버간 데이터 전송 중에 무결성 결함이 발생하는 것은 해커의 공격일 수도 있고, 전송 과정에서의 단순 네트워크 불안으로 인한 데이터 손실일 수도 있다. 스트리밍의 경우, 엣지 블록(edge block A, B, C)를 실제 영상데이터들과 같이 전송하게 되므로, 클라우드 서버에서는 전송 과정에서의 영상정보 무결성 확인이 가능하다.The occurrence of integrity defects during data transmission between the CCTV node and the cloud server may be an attack by a hacker or data loss due to simple network instability during the transmission process. In the case of streaming, since edge blocks A, B, and C are transmitted together with actual image data, the cloud server can check the integrity of image information during the transmission process.

도 10은 무결성 결함이 발생하는 하나의 예로서, 청크 데이터에서 문제가 발생한 경우 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for explaining a method of processing when a problem occurs in chunk data as an example of occurrence of an integrity defect.

도 10은 Chunk A와 Chunk D에서 문제가 발생한 경우를 가정하고 있다. 블록 A의 헤더에 포함된 엣지 블록 A는 청크 리스트로서 Chunk A와 Chunk D의 ID 정보를 이미 가지고 있으므로, 클라우드 서버측에서는 이 정보를 바탕으로 해당 데이터(Chunk A, Chunk D)의 손실, 변경 등의 문제 발생을 감지할 수 있다.10 assumes that a problem occurs in Chunk A and Chunk D. Since edge block A included in the header of block A already has ID information of Chunk A and Chunk D as a chunk list, the cloud server side uses this information to prevent loss or change of the corresponding data (Chunk A and Chunk D). Problems can be detected.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무결성 결함 발생시 처리하는 절차를 나타낸 도면이다.11 is a diagram illustrating a process of processing when an integrity defect occurs according to an embodiment of the present invention.

CCTV 데이터 스토리지를 포함하는 클라우드 서버측은 엣지 블록(블록 헤더)과 실제 영상데이터의 비교를 통하여 데이터 무결성에 결함이 있음을 확인할 수 있다. 이 경우 무결성 결함이 발생한 부분에 대한 ID 정보를 기준으로 해당 CCTV 노드(Node 1)에 무결성 결함 데이터의 재전송 요청을 한다.The cloud server side including CCTV data storage can confirm that there is a defect in data integrity through comparison of the edge block (block header) and actual image data. In this case, a request for retransmission of integrity defect data is made to the corresponding CCTV node (Node 1) based on the ID information on the part where the integrity defect occurs.

CCTV 노드(Node 1)은 전달받은 블록 ID 및 청크 ID를 기준으로 엣지 블록체인에서 해당 블록을 검색한다. 블록이 검색되면, 청크 ID로서 매핑되는 실제 Chunk 데이터를 가져온다.The CCTV node (Node 1) searches for the block in the edge blockchain based on the received block ID and chunk ID. When a block is found, the actual chunk data mapped as the chunk ID is fetched.

그런 다음 서버측에서 요청한 청크 데이터(Chunk A와 Chunk D)에 대한 부분(즉, 무결성 결함 부분만)을 다시 클라우드 서버측으로 전달한다. 이 경우, 전체 블록을 전달하지 않고 문제가 발생했던 Chunk 데이터에 대해서만 재전달을 하게 되므로 전송 효율 및 전송 성능이 매우 좋아진다.Then, the part of the chunk data (Chunk A and Chunk D) requested by the server side (that is, only the integrity defect part) is transferred back to the cloud server side. In this case, since the entire block is not delivered, but only the chunk data in which a problem has occurred is re-delivered, transmission efficiency and transmission performance are greatly improved.

무결성 결함 부분만을 전달받은 클라우드 서버는 전달받은 Chunk를 다시 엣지 블록체인으로부터 확인하여 무결성 여부를 재검증한다.The cloud server that received only the defective part of the integrity checks the transmitted chunk from the edge blockchain again to reverify the integrity.

그리하여 무결성 검증이 완료되면, 클라우드 서버는 CCTV 노드(Node 1)에 무결성 검증이 완료되었음을 알린다.Thus, when the integrity verification is completed, the cloud server notifies the CCTV node (Node 1) that the integrity verification has been completed.

CCTV 노드(Node 1)는 무결성 검증 완료 확인이 되었음을 인지하고 완료 확인 메시지를 응답한다.The CCTV node (Node 1) recognizes that the integrity verification has been confirmed and responds with a completion confirmation message.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 검증완료된 엣지 블록 제거를 통해 CCTV 노드의 데이터 용량 확보 과정을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a process of securing a data capacity of a CCTV node by removing a verified edge block according to an embodiment of the present invention.

CCTV 노드(Node 1)에는 엣지 스토리지가 있으나 저장할 수 있는 스토리지 용량이 크지는 않다. 따라서 무결성 검증이 완료된 데이터에 대해서는 저장공간에서 제거하여 스토리지 공간을 보다 효율적으로 확보하는 것이 필요하다.The CCTV node (Node 1) has edge storage, but the storage capacity that can be stored is not large. Therefore, it is necessary to more efficiently secure storage space by removing data from the storage space for which integrity verification has been completed.

이러한 작업은 주기적으로 이루어져야 하며, 특히 엣지 스토리지 저장 공간이 얼마 남지 않을 경우는 보다 신속히 수행하여야 한다.This should be done periodically, especially when the edge storage storage space is running out, it should be done more quickly.

도 12를 참고하면, CCTV 데이터 스토리지를 포함하는 클라우드 서버는 엣지 블록을 기반으로 영상데이터의 무결성 여부를 전수 검증하고, 이러한 과정에서 검증이 된 블록 ID 리스트는 별도로 저장하여 관리한다.Referring to FIG. 12, a cloud server including a CCTV data storage fully verifies the integrity of image data based on an edge block, and a block ID list verified in this process is separately stored and managed.

만약 CCTV 노드(Node 1)에서 스토리지 용량 확보를 위하여 검증 완료된 블록 ID 목록을 요청하는 경우가 있을 수 있다.If the CCTV node (Node 1) requests a list of verified block IDs to secure storage capacity, there may be a case.

이때 클라우드 서버는 검증완료된 엣지 블록 목록(Block ID List)를 추출해서 가져온다.At this time, the cloud server extracts and retrieves the verified edge block list (Block ID List).

그리고 클라우드 서버는 검증완료된 엣지 블록 목록(Block ID List)를 CCTV 노드(Node 1)에 응답한다.And the cloud server responds to the CCTV node (Node 1) with the verified edge block list (Block ID List).

CCTV 노드(Node 1)은 전달받은 블록 ID를 기준으로, 검증완료된 엣지 블록은 찾아 모두 스토리지에서 제거한다. 이때 검증완료된 영상파일 또한 제거하여 더욱 스토리지 공간을 확보할 수 있다.Based on the received block ID, the CCTV node (Node 1) finds and removes all verified edge blocks from storage. At this time, it is possible to further secure storage space by removing the verified video file.

위와 같은 방법을 통해 지능형 CCTV 영상 감시 환경에서 엣지 블록체인을 바탕으로 엣지 영역으로 관리영역을 분할하여 영상데이터를 안전하고 효율적으로 처리할 수 있으며, 특히 CCTV상의 엣지 스토리지의 특성에 맞게 경량 블록체인의 구성이 가능하다. Through the above method, video data can be handled safely and efficiently by dividing the management area into edge areas based on the edge block chain in the intelligent CCTV video surveillance environment. In particular, the lightweight block chain is suitable for the characteristics of edge storage on CCTV. Configuration is possible.

CCTV 영상데이터에서 소정의 수식을 통해 블록 ID와 청크 ID를 추출하는 것으로 엣지 블록체인의 구성이 가능하고, 스트리밍시 헤더정보로서 엣지 블록을 전달하므로 종단간 무결성 보장도 가능하며, 전송 과정에서의 손실 발생시 이를 감지하고 원본영상으로 복원하는 것도 가능해진다.By extracting block ID and chunk ID from CCTV video data through a predetermined formula, it is possible to construct an edge block chain, and since the edge block is transmitted as header information during streaming, it is possible to guarantee end-to-end integrity, and loss in the transmission process. When it occurs, it becomes possible to detect it and restore it to the original image.

본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것은 자명하다 할 것이다.The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can implement various modifications. And it will be apparent that such a change will fall within the scope of the description of the claims.

Claims (13)

엣지 블록체인을 이용하여 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하는 시스템에 있어서,
CCTV 영상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 복수개의 CCTV 노드;
촬영된 상기 CCTV 영상데이터를 전송받아 저장하는 데이터 스토리지를 포함하는 클라우드 서버로 구성되며,
상기 시스템은 상기 CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하고, 각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)으로서 엣지 블록체인을 사용하며,
상기 엣지 영역에 포함된 CCTV 노드는 상기 촬영된 영상데이터에 관한 엣지 블록체인을 저장하는 엣지 스토리지를 더 포함하고,
상기 엣지 블록체인은 상기 동일한 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드가 상호 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인이며,
상기 엣지 블록체인에 포함된 엣지 블록은 엣지 블록 헤더(block header) 및 엣지 블록 데이터(block data)로 구성되며, 상기 엣지 블록 헤더에는 상기 엣지 영역에 속한 CCTV 노드에서의 복수개의 영상데이터 청크(chunk)로 구성된 영상데이터 블록의 블록 ID가 추가로 포함되고, 상기 엣지 블록 데이터에는 상기 복수개의 청크의 청크 ID 리스트가 포함되는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
In the system that processes the storage and transmission of intelligent CCTV video data using an edge block chain,
A plurality of CCTV nodes for generating image data by photographing CCTV images;
It is composed of a cloud server including a data storage for receiving and storing the captured CCTV image data,
The system divides into a plurality of edge areas including a predetermined number of nodes based on the geographic location of the CCTV node, and uses an edge blockchain as a ledger for each edge area,
The CCTV node included in the edge area further includes an edge storage for storing an edge block chain related to the captured image data,
The edge block chain is a closed block chain in which each CCTV node within the same edge area shares the same edge block chain,
The edge block included in the edge block chain is composed of an edge block header and edge block data, and the edge block header contains a plurality of video data chunks in CCTV nodes belonging to the edge area. A block ID of an image data block consisting of) is additionally included, and the edge block data includes a list of chunk IDs of the plurality of chunks.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 영상데이터 블록은 하나의 엣지 블록에 저장되는 단위이며,
상기 모든 영상데이터 블록 및 청크는 각각의 ID를 가지고,
상기 엣지 블록체인은 상기 블록 ID와 청크 ID를 데이터로서 관리하며 상기 엣지 블록체인의 데이터 영역상에 상기 CCTV 영상데이터는 저장하지 않는 것을 특징으로 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method according to claim 1,
The image data block is a unit stored in one edge block,
All the video data blocks and chunks have their respective IDs,
The edge blockchain manages the block ID and chunk ID as data, and does not store the CCTV image data in the data area of the edge blockchain. The intelligent CCTV image data storage and transmission processing system.
청구항 3에 있어서,
상기 블록 ID는 아래의 공식 1에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
{공식 1}
BID =
Figure 112019130845397-pat00004

(단, S: 엣지 블록과 클라우드 서버간 사전 공유된 비밀값, HMAC(x)K: K를 키로 하여 x을 HMAC 처리한 값,
Figure 112019130845397-pat00005
: XOR 연산자, P(x)S: S를 seed로 하여 x번째 의사난수를 발생한 값, H(x): x를 해쉬한 값, ctr_b: 현재 엣지 블록의 카운트 수, BID: Block ID, CCTV_ID: CCTV 노드의 고유 ID)
The method of claim 3,
The block ID is an intelligent CCTV image data storage and transmission processing system, characterized in that generated according to the formula 1 below.
{Formula 1}
BID =
Figure 112019130845397-pat00004

(However, S: secret value shared in advance between edge block and cloud server, HMAC(x) K : value obtained by HMAC processing x with K as key,
Figure 112019130845397-pat00005
: XOR operator, P(x) S : The value of generating the xth pseudorandom number with S as a seed, H(x): The value of hashing x, ctr_b: The number of counts of the current edge block, BID: Block ID, CCTV_ID: CCTV node's unique ID)
청구항 3에 있어서,
상기 청크 ID는 아래의 공식 2에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
{공식 2}
CID =
Figure 112019130845397-pat00006

(단, S: 엣지 블록과 클라우드 서버간 사전 공유된 비밀값, P(x)S: S를 seed로 하여 x번째 의사난수를 발생한 값, HMAC(x)K: K를 키로 하여 x를 HMAC 처리한 값,
Figure 112019130845397-pat00007
: XOR 연산자, H(x): x를 해쉬한 값, Nonce: 블록체인 상에서의 넌스값, ctr_c: 현재 chuck의 카운트 수, CID: Chunk ID, CD: 실제 chunk 데이터)
The method of claim 3,
The chunk ID is an intelligent CCTV image data storage and transmission processing system, characterized in that generated according to Formula 2 below.
{Formula 2}
CID =
Figure 112019130845397-pat00006

(However, S: the secret value shared in advance between the edge block and the cloud server, P(x) S : The value generated by the xth pseudorandom number with S as the seed, HMAC(x) K : HMAC processing the x with K as the key One value,
Figure 112019130845397-pat00007
: XOR operator, H(x): hashed value of x, Nonce: nonce value on the blockchain, ctr_c: current chuck count, CID: Chunk ID, CD: actual chunk data)
청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 블록 ID는 상기 CCTV 노드의 ID 및 상기 사전 공유된 비밀값인 S값을 알아야 생성이 가능하며,
상기 청크 ID는 상기 청크 데이터인 CD값을 가지고 있어야 연산이 가능함으로써 상기 CCTV 영상데이터의 조작 여부를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method according to claim 4 or 5,
The block ID can be created only by knowing the ID of the CCTV node and the S value, which is the pre-shared secret value,
The chunk ID is an intelligent CCTV image data storage and transmission processing system, characterized in that it is possible to check whether the CCTV image data has been manipulated or not because the chunk ID must have a CD value as the chunk data.
청구항 3에 있어서,
상기 엣지 블록체인은 동일한 엣지 영역 내의 모든 CCTV 노드의 블록 ID와 청크 ID 값을 기록하며,
상기 동일한 엣지 영역 내의 모든 CCTV 노드는 상기 동일한 엣지 블록체인의 원본 정보를 서로 공유하는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method of claim 3,
The edge blockchain records the block ID and chunk ID values of all CCTV nodes within the same edge area,
All CCTV nodes within the same edge area share the original information of the same edge block chain with each other.
청구항 7에 있어서,
상기 CCTV 노드는 촬영된 영상데이터를 블록 단위로 상기 클라우드 서버에게 스트리밍 전송하고,
상기 전송되는 영상데이터의 각 블록 단위의 헤더 정보에는 상기 블록에 해당하는 상기 엣지 블록의 정보가 포함되고, 바디 정보에는 상기 촬영된 실제 영상데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method of claim 7,
The CCTV node streams and transmits the captured image data to the cloud server in block units,
Storage of intelligent CCTV image data, characterized in that the header information of each block of the transmitted image data includes information of the edge block corresponding to the block, and the body information includes the actual captured image data. Transmission processing system.
청구항 8에 있어서,
상기 스트리밍 전송을 받은 클라우드 서버에서는 상기 엣지 블록에 포함된 블록 ID 및 청크 ID와 실제 영상데이터를 비교하여 무결성 검증을 수행하며,
무결성 결함이 발생한 경우에는 상기 결함이 발생한 해당 부분에 대한 블록 ID 및 청크 ID를 상기 CCTV 노드에 전달하여 결함에 해당되는 블록 내의 청크 데이터만을 다시 수신하여 무결성 검증을 완료하는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method of claim 8,
The cloud server receiving the streaming transmission performs integrity verification by comparing the block ID and chunk ID included in the edge block with actual image data,
When an integrity defect occurs, the block ID and the chunk ID of the corresponding part where the defect occurs are transmitted to the CCTV node, and only the chunk data in the block corresponding to the defect is received again to complete the integrity verification. Data storage and transmission processing system.
청구항 9에 있어서,
상기 클라우드 서버에서는 상기 엣지 블록을 기반으로 데이터 무결성 검증을 수행하여 검증완료된 블록 ID 리스트를 저장하고 상기 CCTV 노드로부터 요청이 있는 경우 상기 블록 ID 리스트를 전달하며,
상기 CCTV 노드는 전달받은 상기 블록 ID 리스트를 기준으로 해당 검증완료된 엣지 블록을 제거하고 해당 영상데이터도 제거하는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 시스템.
The method of claim 9,
The cloud server performs data integrity verification based on the edge block, stores the verified block ID list, and delivers the block ID list when requested from the CCTV node,
The CCTV node is an intelligent CCTV image data storage and transmission processing system, characterized in that it removes the verified edge block based on the received block ID list and also removes the corresponding image data.
엣지 블록체인을 이용하여 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하는 방법에 있어서,
복수개의 CCTV 노드에서 CCTV 영상데이터를 촬영하는 단계;
상기 CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 상기 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하는 단계;
각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)으로서 엣지 블록체인을 생성하는 단계;
상기 생성된 엣지 블록체인을 상기 CCTV 노드 내의 엣지 스토리지에 저장하는 단계를 포함하며;
상기 엣지 블록체인은 상기 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드간 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인이고, 상기 엣지 블록체인에 포함된 엣지 블록은 엣지 블록 헤더(block header) 및 엣지 블록 데이터(block data)로 구성되며, 상기 엣지 블록 헤더에는 상기 엣지 영역에 속한 CCTV 노드에서의 복수개의 영상데이터 청크(chunk)로 구성된 영상데이터 블록의 블록 ID가 추가로 포함되고, 상기 엣지 블록 데이터에는 상기 복수개의 청크의 청크 ID 리스트가 포함되는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 방법.
In the method of processing the storage and transmission of intelligent CCTV video data using an edge block chain,
Photographing CCTV image data in a plurality of CCTV nodes;
Dividing into a plurality of edge areas including a predetermined number of the nodes based on the geographical location of the CCTV node;
Creating an edge blockchain as one ledger for each edge area;
Storing the generated edge blockchain in edge storage in the CCTV node;
The edge block chain is a closed block chain that shares the same edge block chain between each CCTV node within the edge area, and the edge block included in the edge block chain includes an edge block header and edge block data ( block data), and the edge block header additionally includes a block ID of a video data block composed of a plurality of video data chunks in a CCTV node belonging to the edge area, and the edge block data includes the plurality of An intelligent CCTV video data storage and transmission processing method, characterized in that it includes a list of chunk IDs of three chunks.
청구항 11에 있어서,
상기 CCTV 노드에서 촬영된 영상데이터를 블록 단위로 클라우드 서버에게 스트리밍 전송하는 단계;
상기 스트리밍 전송을 받은 클라우드 서버에서 상기 엣지 블록체인에 포함된 엣지 블록의 각 블록 ID 및 청크 ID와 실제 영상데이터를 비교하여 무결성 검증을 수행하는 단계;
무결성 결함이 발생한 경우에는 상기 결함이 발생한 해당 부분에 대한 블록 ID 및 청크 ID를 상기 CCTV 노드에 전달하여 결함에 해당되는 블록 내의 청크 데이터만을 다시 수신하는 단계;
데이터 무결성 검증이 완료된 경우에는 검증완료된 블록 ID 리스트를 저장하는 단계;
상기 CCTV 노드로부터 요청이 있는 경우 상기 블록 ID 리스트를 상기 CCTV 노드에게 전달하는 단계; 및
상기 CCTV 노드에서 전달받은 상기 블록 ID 리스트를 기준으로 해당 검증완료된 엣지 블록을 제거하고 해당 영상데이터도 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송 처리 방법.
The method of claim 11,
Streaming the image data captured by the CCTV node to a cloud server in block units;
Performing integrity verification by comparing each block ID and chunk ID of the edge block included in the edge block chain with actual image data in the cloud server receiving the streaming transmission;
When an integrity defect occurs, transmitting a block ID and a chunk ID of the corresponding portion where the defect occurs to the CCTV node to re-receive only the chunk data in the block corresponding to the defect;
Storing a verified block ID list when data integrity verification is completed;
Transmitting the block ID list to the CCTV node upon request from the CCTV node; And
And removing the verified edge block based on the block ID list received from the CCTV node and removing the corresponding image data.
지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 처리하기 위한 엣지 블록체인으로서, CCTV 노드의 지리적 위치를 기반으로 소정의 개수의 상기 노드들을 포함하는 복수개의 엣지 영역으로 구분하고, 각각의 엣지 영역마다 하나의 원장(ledger)인 엣지 블록체인으로서 동일한 엣지 영역 내에서의 각 CCTV 노드는 상호 동일한 엣지 블록체인을 공유하는 폐쇄형 블록체인이며, 상기 엣지 블록체인에 포함된 엣지 블록은 엣지 블록 헤더(block header) 및 엣지 블록 데이터(block data)로 구성되고 상기 엣지 블록 헤더에는 상기 엣지 영역에 속한 CCTV 노드에서의 복수개의 영상데이터 청크(chunk)로 구성된 영상데이터 블록의 ID가 포함되고, 상기 엣지 블록 데이터에는 상기 복수개의 청크의 ID 리스트가 포함되고, 상기 영상데이터 블록은 하나의 엣지 블록에 저장되는 단위로서 상기 모든 영상데이터 블록 및 청크는 각각의 ID를 가지고, 상기 엣지 블록체인은 상기 블록 ID와 청크 ID를 데이터로서 관리하며 상기 엣지 블록체인의 데이터 영역상에 상기 CCTV 영상데이터는 저장하지 않는 것을 특징으로 엣지 블록체인을 이용한 지능형 CCTV 영상데이터의 저장 및 전송을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.As an edge block chain for processing the storage and transmission of intelligent CCTV image data, it is divided into a plurality of edge areas including a predetermined number of the nodes based on the geographical location of the CCTV nodes, and one ledger for each edge area. As an edge blockchain, each CCTV node within the same edge area is a closed blockchain that shares the same edge blockchain, and the edge blocks included in the edge blockchain include an edge block header and The ID of a video data block consisting of a plurality of video data chunks in a CCTV node belonging to the edge area is included in the edge block header, and the edge block data includes the plurality of A list of IDs of three chunks is included, and the image data block is a unit that is stored in one edge block, and all the image data blocks and chunks have respective IDs, and the edge block chain stores the block ID and the chunk ID. A computer-readable recording medium in which a program for storing and transmitting intelligent CCTV image data using an edge block chain is recorded, characterized in that the CCTV image data is not stored in the data area of the edge block chain. .
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