■ 方從剛/馮義從/黃志勤/辜寄蓉

（1.北京大學，北京 100871；2.中國國土資源經濟研究院，北京 101149；3.成都國土資源信息中心，四川 成都 610023；4.四川省國土資源廳信息中心，成都 610072；5.四川師范大學地理與資源科學學院，成都 610101）

不動產統(tǒng)一登記數據交換與共享平臺框架設計

■ 方從剛1,2,3/馮義從4/黃志勤4/辜寄蓉5

（1.北京大學，北京 100871；2.中國國土資源經濟研究院，北京 101149；3.成都國土資源信息中心，四川 成都 610023；4.四川省國土資源廳信息中心，成都 610072；5.四川師范大學地理與資源科學學院，成都 610101）

不動產是全社會財產的物理體現，其管理與應用不僅涉及國土管理部門，更與住建、農業(yè)和林業(yè)等多部門密切相關。但部門間的數據交換，面臨著不同的網絡環(huán)境、不同的數據需求、不同的交換頻率等問題。通過研究分析當前不動產數據提供方的數據存儲方式和網絡環(huán)境，以及數據需求方的系統(tǒng)環(huán)境、網絡環(huán)境，設計了以前置交換機和前置服務為基礎，支持跨網交換的準實時或實時數據交換；建立了基于ESB技術，在WCF框架下通過對傳輸及消息體的擴展，借助WCF的雙工通信，構建功能模塊封裝模型服務鏈，實現了服務的動態(tài)配置、消息傳輸時自動加密和壓縮，以及不動產數據的主動提取和信息推送。本研究方法在四川省不動產統(tǒng)一登記數據交換與共享平臺中得到了實現。

不動產；交換；共享；平臺框架；ESB；WCF

1 研究背景

不動產登記涉及國土、住建、農業(yè)和林業(yè)等多部門的多態(tài)、多源、異構數據信息，同時不動產登記信息在省、市（州）、縣（市、區(qū)）的國土部門之間的縱向管理層面上，需要交換和共享。在各級國土、房管、農業(yè)、工商、稅務、公安等部門和公眾用戶之間的橫向管理應用層面上，需要交換和共享。不動產數據的縱、橫向交換和共享，還涉及到電子政務外網、國土專網、互聯(lián)網以及其他部門專有網絡等不同布設網絡環(huán)境，因此亟需研究如何在保證數據安全情況下，滿足以上不同網絡環(huán)境下，上下級部門以及不同部門間的數據交換機制、共享機制和安全保障機制等關鍵技術問題，在邊界安全防護、邊界訪問控制、安全審計等方面滿足不動產數據安全交換的嚴格要求。最高人民法院和國土資源部“關于推進信息共享和網絡執(zhí)行查詢機制建設的意見”中也要求：通過前置服務進行XML形式的報文推送。

本研究整理了復雜網絡環(huán)境中的不動產交換關系（表1），設計了四種交換方式。

表1 不動產復雜網絡環(huán)境中交換關系

數據共享與交換技術在信息領域一直是人們關注的重點。早在20世紀80年代的多數據庫系統(tǒng)[1],主要研究傳統(tǒng)數據庫技術橋接異構數據源。后來Mcleod等人提出了聯(lián)邦數據庫系統(tǒng)概念,但是它難以實現各種數據源的靈活集成,所以應用范圍受到限制。

隨著Internet的出現和發(fā)展,對多數據源集成研究成為重點。XML技術下，出現了EAI(Enterprise Application Integration，企業(yè)應用集成概念)。EAI中對數據集成做出了定義、規(guī)范以并給出了集成策略[2]。

傳統(tǒng)的應用系統(tǒng)之間的連接方式從最簡單的點對點的連接[3],發(fā)展到網狀結構、星型結構的連接方式[4]。在EAI時代,產生了“集線器”模式[5],該模式通過中央交換中心實現應用系統(tǒng)間的互連互通,部署時仍是星型結構。隨著以XML為代表的第二代Web技術以及WebService、ESB等新型分布式技術的發(fā)展,以總線的方式實現應用系統(tǒng)間的松耦合連接,通過采用輕量級的分布式體系結構來應對大規(guī)模的系統(tǒng)集成，是目前系統(tǒng)集成領域研究和探討的熱點[6-7]。

在數據交換共享中，數據安全是必須關注的另一方面。信息交換安全通常可分為傳輸級安全和數據級安全[8]。在傳輸級安全方面,安全協(xié)議層協(xié)議SSL(Security Socket Layer)是目前應用最為廣泛的安全協(xié)議,以保證客戶端和服務器之間的數據傳輸的安全性。數據級安全則主要是應用密碼技術提供數據的保密性、完整性、抗抵賴性等保障[9]。

本研究采用WCF技術，搭建ESB總線，實現了不動產數據共享交換平臺。

2 系統(tǒng)設計思路

共享平臺采用.NET和WCF技術，針對數據共享與交換的需求，系統(tǒng)設計了數據處理引擎、信息封裝/解析、信息傳輸3個部分（圖1）。

圖1 推演驗證演示系統(tǒng)設計思路

其中，數據處理引擎實現源數據、目標數據的讀取和存儲。信息封裝/解析是根據不動產數據特點及共享交換需求，對信息進行加工和處理，轉換成可傳輸的信息流。信息傳輸是基于WCF技術構建的服務，實現信息傳輸。

2.1 身份識別

不動產信息交換共享過程必須實現身份識別，以便于追溯信息交換共享過程。身份識別的機制是：

(1)每個節(jié)點（終端、服務或系統(tǒng)）在進行不動產信息交換共享時，系統(tǒng)會自動提取該節(jié)點的硬件信息（BIOS、CPU、硬盤等），對提取出的硬件信息進行加密生成唯一的機器ID，并自動附加在共享交換數據體中。該過程完全自動化，不受用戶干預。

(2)共享交換內容與機器ID信息，按系統(tǒng)設計的規(guī)則和要求進行加密和壓縮，然后進行信息封裝。

(3)服務端收到客戶端發(fā)送的信息后，首先對信息進行解析，提取機器ID，并根據后臺配置信息進行授權驗證，并根據驗證結果進行后續(xù)處理。

系統(tǒng)身份識別結構如圖2如示。

2.2 信息加密與壓縮

為減少網絡傳輸流量和提示傳輸效率、保障信息安全，對所有的消息必須進行加密和壓縮。信息的加密與壓縮是基于WCF信息傳輸機制，在信道（信息傳輸通道）調度器中完成，而且必須保障完全自動化、透明化，確保不被篡改，用戶不能干預（圖3）。

圖2 系統(tǒng)身份識別結構圖

圖3 信息加密與壓縮示意圖

2.3 數據一致性維護

設置觸發(fā)器及API調用，保障實時、準實時、定時三種共享交換周期。通過四次握手機制，保證數據的一致性（圖4）。

第一次握手，請求共享交換服務，流程為：1，2，3，6，7，8。

第二次握手，解析請求并同步數據，流程為：4，9，10。

第三次握手，請求解析結果及數據同步結果返回請求者，流程為：5，6，7，8，1，2，3，11。

第四次握手，驗證請求者收到的結果，流程為：12，6，8，7，1，2，3。

其中第5步返回處理結果，第5和第6步同步，第11步返回處理結果的驗證信息，第12步驗證信息的結果信息。

上述握手過程中，任一過程異?；虿粷M足要求均執(zhí)行失敗并進行恢復。

圖4 數據一致性流程示意圖

2.4 數據交換通用模型實現

數據交換的內容主要分為兩大類：一是控制信息，即用于系統(tǒng)運行、安全保護、信息驗證、配置等信息；二是數據內容信息，即共享交換的不動產數據。為了穩(wěn)定、高效地實現數據的共享交換，必須對數據交換模型進行抽象和整體設計，減少系統(tǒng)復雜度（圖5）。

圖5 數據交換通用模型

傳統(tǒng)的方式為每一個客戶在傳輸不同數據實體時，均對應不同的服務，而通用模型則在對待傳輸的數據內容進行實體封裝（封裝的實體必須可序列化），再對封裝后的實體進行序列化。服務端在收到序列化信息后，進行反操作還原為數據內容，根據數據內容進行入庫、加工處理、轉發(fā)等操作。

3 不動產數據交換共享

3.1 主動提取

客戶有變化信息時，主動對變化信息進行分析，對需要交換共享的變化信息進行提取和封裝，調用目標服務（待同步的服務端或數據庫）將變化信息上傳，接收和驗收服務器處理結果，如果成功同步則更新變化信息（刪除變化標識），否則重復上述步驟（圖6）。

3.2 信息推送

信息推送即是服務端發(fā)現變化信息時，根據配置需要將變化信息推送至客戶端，客戶端根據實際情況進行處理。實現信息推送的方法是充分利用WCF的雙工通信功能，在發(fā)布服務時，通過定義客戶端代理接口進而實現服務端調用客戶端資源（服務），客戶端在訪問或初始化服務時，則首先要實現客戶端代理接口。通過這個機制，即可實現客戶端與服務端的相互訪問和調用（圖7）。

圖6 主動提取的流程示意圖

圖7 信息推送的流程示意圖

3.3 多級聯(lián)動共享交換

不動產數據共享涉及縣、市、省、國家四級數據庫，傳統(tǒng)的方式是采用直連一級向一級或點對點的共享，即縣到市、市到省、省到國家。為減少系統(tǒng)復雜度，結合數據交換通用模型設計，在設計系統(tǒng)的輸入、輸出和模塊時，必須能滿足縱向上不同數據庫的共享交換。本系統(tǒng)采用服務鏈技術，將具有相同或相似功能的模塊封裝為一個標準的服務，服務的輸入、輸出采用通用的XML（JSON）格式，系統(tǒng)的輸入、輸出適配所有服務的輸入、輸出，即一個服務的輸出可作為另一個服務的輸入，下一個服務的輸出同時也可作為另一個服務的輸入，通過服務輸入、輸出和服務封裝，即可根據需要構成一個或多個服務鏈，從而實現數據的縣、市、省、國家的多級在線共享（圖8）。

圖8 級聯(lián)共享交換示意圖

3.4 前置交換

針對不同網絡環(huán)境（黨政網、主干網、互聯(lián)網），不同應用系統(tǒng)，為加強數據安全，采用前置機以文件方式實現不動產數據共享（圖9）。A網信息管理系統(tǒng)及數據庫和B網信息管理系統(tǒng)及數據庫，A網、B網相互隔離，系統(tǒng)獨立，其共享交換流程如下：

圖9 前置交換示意圖

(1)在A網中部署本項目開發(fā)建設的交換共享系統(tǒng)，交換共享系統(tǒng)根據共享信息按要求生成共享交換文件，并放在指定的地方供A網前置機訪問。

(2)通過網絡安全設備將A網前置機的共享交換文件擺渡到B網前置機。

(3)B網交換共享系統(tǒng)從B網前置機提取、驗證共享交換文件，分析文件中的共享交換內容，并按要求入B網數據庫實現信息共享交換。

3.5 跨網交換

在相互隔離的網絡環(huán)境中，針對在線辦理業(yè)務時，信息共享時間間隔要求盡量小，達到準實時或實時共享。在相互獨立的A網、B網環(huán)境中，各自運行著獨立的業(yè)務管理系統(tǒng)和數據庫，為實現信息的準實時或實時共享，通過定向路由及加配共享交換服務器完成（圖10）。其基本流程如下：

(1)A網交換共享系統(tǒng)提取A網數據庫的共享交換信息，并連接到定向路由（共享交換信息只能由該共享交換系統(tǒng)流出，控制信息可相互流動）連接到共享交換服務器。

圖10 跨網交換示意圖

(2)共享交換系統(tǒng)通過身份識別機制和安全驗證策略，自動進行驗證和授權檢查，通過驗證的連接B網定向路由（只接受共享交換服務器發(fā)送的共享信息）。

(3)B網交換共享系統(tǒng)提取并解析信息，按要求入B網數據庫，從而實現不動產數據的交換共享。

4 主要結論

研究以開源技術搭建了ESB服務體系，支持不同網絡環(huán)境下的不動產數據交換。在此技術方法的支持下，四川省按國土資源部部署，開發(fā)了四川省不動產統(tǒng)一登記數據交換與共享平臺，并在試點地區(qū)進行了部署和試運行。通過本系統(tǒng)，已實現了遂寧不動產數據的共享交換，實現了與四川省高級人民法院的數據交換等工作。從四川省的應用成效看，本次研究具有以下特點：

(1)通過前置交換機、跨網交換等方式實現了不同網絡環(huán)境下的準實時或實時數據共享。

(2)基于WCF的雙工通信，通過對功能模塊封裝，實現了不動產數據的主動提取和信息推送。

(3)基于.NET技術，在WCF框架下通過對傳輸及消息體的擴展，不動產數據共享交換時自動提取客戶端的機器ID，通過該機器ID實現可定制、靈活的共享交換體系，同時對消息體在傳輸時自動進行加密和壓縮。

但是，高安全性也會導致降低交換與共享的效率，在政府統(tǒng)一數據管理的大背景下，隨著政務云的推進與實施，將來通過政務云的中間庫進行數據交換，在保證安全性的前提下，可以更好地提高數據的交換效率。

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Framework Design of Real Estate Unif i ed Registration Data Exchange and Sharing Platform

FANG Conggang1,2,3, FENG Yicong4, HUANG Zhiqin4, GU Jirong5
(1. Peking University, Beijing 100871, China; 2. Chinese Academy of Land and Resources Economics, Beijing 101149; 3. Chengdu Information Center of Land and Resources, Chengdu 610023, China; 4. Sichuan Provincial Information Center of Land and Resources, Chengdu 610072, China; 5. College of Geography and Resource Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China)

Real estate is the physical manifestation of the social property. Its management and application are not only related to the department of land and resources, but also closely involved with the departments of housing construction, agriculture and forestry. But the data exchange between departments, is faced with different network environment, different data needs, different exchange frequency and other problems. Based on the analysis of the data storage and network environment of the real estate data provider and the system environment and network environment of the data demander, the quasi-real-time or real-time data exchange is designed based on the pre-switch and the pre-service. Based on the ESB technology, the function module and encapsulation model service chain is constructed by WCF's duplex communication through the expansion of the transmission and message body under the WCF framework, which realizes the dynamic service, the automatic encryption and compression of the message transmission, As well as the automatic extraction of real estate data and information push. This research method has been realized in the real estate unif i ed registration data exchange and sharing platform of Sichuan province.

real estate; exchange; sharing; platform framework; ESB; WCF

F407.1；F062.1

A

1672-6995（2017）05-0057-05

2016-12-16；

2016-12-23

四川省國土資源廳科技項目“不動產統(tǒng)一登記平臺的數據交換與共享機制研究”(2016097)

方從剛（1983-），男，四川省瀘州市江陽區(qū)人，成都國土資源信息中心高級工程師，理學博士，主要研究方向：數字國土與地理信息工程。