（计算机应用技术专业论文）bango：一种基于锁和钥匙的版权保护服务系统.pdf

浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 随着网络技术、数字技术的广泛应用，作品的复制与传播出现了根本性的变 化，资源共享成为国家信息化建设的基本方针。但同时，信息传播的无序化和泛 滥，对传统的版权制度形成了很大的冲击。版权人的权利保护与公众的信息共享 自由之间的冲突日益加剧。在这种情况下，如何实现信息资源共享，维护社会公 共利益，并协调版权保护与资源共享的矛盾，成为当前一个亟待解决的课题。 近年来的实践表明，仅凭法律手段不足以保护版权，相关的技术手段也是极 其重要的。数字版权管理( d i ，是指数字化内容在生产、传播、销售、使用过 程中知识产权保护与管理的工具。d 蹦的目标是运用技术手段遏制盗版，保护 数字化内容的知识产权，保证数字化产品市场销售渠道的畅通，保障作者、出版 商的利益和用户的合法使用权利。数字版权保护技术可以保护文件不被非法使 用，所以在实际应用着有着广阔的前景。 作者从现实出发，设计了一种基于锁和钥匙的版权保护服务系统一套版权保 护系统。该系统能保护电子资料，确保电子资料不被他人盗用。并能锁定浏览 下载的内容，记录浏览下载信息，供客户查询，提供收取下载浏览费用的证明。 本文对版权保护系统进行了研究。文章首先对版权管理的体系结构和现有技 术进行了总结和讨论，对如何保护文件不被非法使用作了研究和探索。然后主要 从应用角度研究了数字版权保护系统，探讨了数字版权保护的发展历程、总体框 架和技术体系。本文从整个数字版权管理的创建、传播和使用流程出发，引入钥 匙和锁的概念，提出了数字版权管理的新思路。文章提出了一种新的版权保护思 路，分成服务方，持锁方，持钥匙方三类角色，并实现了一种基于“锁 和“钥 匙 的文件保护系统。版权保护系统的设计分版权锁和服务系统两部分叙述，最 终实现了基于锁和钥匙的版权保护服务系统的设计。本文的研究重点在于探讨基 于数字版权管理系统的技术及其应用。 浙江大学硕士学位论文 摘要 关键词：数字版权管理，数据安全，文件加密，文件解密 浙江大学硕士学位论文 a b s 仃a c t a b s t r a c t w i t hr a p i dd e v e l o p m e n to fn e t 、v o r kt e c i l r l o l o g y ，i i i t e r l l e th a si m p o s e dm o r ea r l dm o r c i l n p a c to nc o p 徊g h ts y s t e m h lr c c e n ty e 嬲t l l ep r a c t i c es h o 、st l l a tl e g a lm e a s u r e s a l o n ec a n1 1 0 tp r o t e c tt l l ec o p 如g h t w 1 1 i l em et e c h n o l o g yo fd i g i t 讫a t i o nm a k e si te 嬲y f o rt h ew o f k st 0s p r e a d ，p i r a c yt 0m ew o r l 【so n 仕坨i n t e m e tb e c 0 i n e se 弱yt o o s o l e c o p 妒g h to w n e r st a ：k ct e c h l o l o g i c a lm e 硒u r e st 0s 仃i ：n g t l l e n 吐忙p r o t e c t i o no ft l l e i r w o f i ( s d i 百t 硒g b t sm 锄g e m e n t ( d r m ) i sm et o o l t l l a tp r o t e c t sa n dm m g e s 恤 i i l t e l l e c t u a lp r o p e r t ) ro fd i g i t “c o n t e n td u 血l gp r o d l l c i n gs p r e a d i r l g ，s e l l i l l g 孤1 du s i n g i t st a 玛钟i st 0m a k e ：l l s eo ft e c m q u en 坨a 璐t 0s u p p r e s sp i r a t i l l g ，t 0p r o t e c t 圮 i 1 1 t e l l e 曲l a lp r o p e r 眵o fd i g i t a lp r o d u c t ，t 0e 璐u r et l l eo u t l e to ft h em 缸k e ts a l ee x p e d i t e o fd 罾t a lp r o d u c t s ，孤dt 0g u a 姗t e em eb e n e f i t so fa 删r s ，p u b l i s h e 瑙t l l el e g a ju s a g e r i g h to ft h cc u s t o m e 璐d i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ( d r m ) i sb e c o m i n gak e ye n a b l m g t e c h n o l o g y t 0 p r o t e c t i i l t e l l e c t u a l p r o p e r t y o f d i g i t a l c o n t e n t s ，c o n 仃o lm e i r d i s s e m i n a t i o nm l du s a g e d i g i t a lc o p 如g h tp r o t e c t i o nt c c l l i l o l o g yc a np r o l l i b i t 圮 i l l e g a lu s e ，s 0i l lap r a c t i c a l 印p l i c a t i o n ，i th 嬲ab r i 出 b 嬲e do nc o l le c t i n g 觚d 锄a l y z m gl i t e r a t u r e si 1 1 t e m a la i l do v e r s e 鹤a b o u td i 蝴， 吐坨p 印e rs n j d i e sm et e c m c a ls y s t e m ，m n c t i o ns t l l j c t u r e a i l di i l f o 加1 a t i o n 蛐舢m l r e m e o r y a i l dm es y s t e mm o d e lo fd i 己m t h ep a p e rp u to u tan e wm e m o db a s e do n l o c k a n d k e y t 0p r o t e c tt i l ei i i t e l l e c t u a lp r o p e r t yo fd i g i t a l lp r o d u 晚趾da 1 s 0p r o b e s 硫。廿l ea p p l i c 撕0 no fd i u o ne b o o kc o p ) ，r i g h tm a i i a g e m e n t 7 n 圯s y s t e m 埘n s e p a r a t ee n c r y p t i o na n dd ed e c r ) r p t i o n ，s ow e c o u l da c c e s st 0 l ed a 妇蹦- e l y t h ep a p e r a l s od i s c u s s e dt h er e s e a r c hd i r - e c t i o i l si i lt h j sa r e a k e y w o r d s ：d i 醇m 出sm a l l a g e m e n t ( d i 洲) ，i r 哟册a t i o n c 谢劬d i 百t a lc o n t e n t ， i i l t e l l e c t u a lp r o p e r t y n i 浙江大学硕士学位论文 图目录 图目录 图2 1d i 己m 系统参考体系结构【2 0 】1 0 图2 2d r m 系统基本流程【l o 】1 7 图2 3 加密和解密通讯模型2 0 图2 4 具有密钥的加密解密通讯模型2 1 图3 1 程序总体流程图2 7 图3 2 程序总体流程图2 7 图3 3b a n g o 服务方操作流程。2 7 图3 4 持锁者操作流程。2 8 图3 5 持钥匙方操作流程。2 9 图3 6 申请版权锁3 0 图3 7 申请版权锁。31 图3 8 短信充值界面。3 2 图3 9 信息查询示意图3 5 图3 1 0 数据库总体设计3 6 图4 1 加密文件基本组成结构4 5 图4 2 文件加锁处理流程4 8 图4 3 文件解锁处理流程5 0 图4 4 钥匙的验证5 0 图4 5 版权锁界面1 5 l 图4 6 版权锁界面2 5 2 v i i 浙江大学硕士学位论文 表目录 表目录 表3 1 两种短信平台的比较一3 4 表3 2 锁信息表3 6 表3 3 锁用户表。3 7 表3 4 文件信息表3 7 表3 5 用户的付费情况3 8 表3 6 钥匙信息表。3 8 表3 7 钥匙用户信息表3 8 表3 8 浏览动作表3 9 表3 9 下载动作表3 9 v l i i 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了义中特别加以标滓和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 掌位论文作者签名：周务丹 签字日期：矽3 年 夕月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 逝鎏盘堂 有权保留并向国家有关部门或机构 送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：周秀- 丹 导师签名： 签字日期： 细8 年甲月了日 签字日期： 锈1 蠼蛐 p 目 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 第1 章绪论 随着信息技术和计算机网络的飞速发展，传统媒体开始向数字化方向发展， 媒体的数字化为信息的处理提供了极大的便利，显著地提高了信息表达的效率和 准确度。计算机网络通信技术，特别是互联网的蓬勃发展，使得信息的传播变得 简单快速。但随之而来的副作用也极其明显，由于数字媒体内容具有复制、分发 便捷的特点，因此届助数字技术和互联网任意复制和发行受知识产权保护的数字 媒体产品和内容的现象十分普遍。据美国电影协会( m p a a ) 估计，盗版使美国 电影业每年的收入减少约2 5 亿美元。美国唱片工业协会( 眦) 认为，全世界 每年因盗版而造成的经济损失高达5 0 亿美元。据不完全统计，美国软件业的盗 版损失则达2 0 0 2 2 0 个亿美元。因此，如何在当前复杂的网络环境中实施有效 的版权保护和信息安全成为一个迫在眉睫的现实问题。如果缺乏对数字媒体的版 权管理和内容保护将导致严重的负面效果，由此产生的大量盗版及不规范使用行 为不但会对数字媒体产业造成巨大的冲击，而且也会对我们的经济、社会和文化 造成严重的危害【1 】【2 】【3 1 。 近年来的实践表明，仅凭法律手段不足以保护内容的版权，相关的技术手段 也是极其重要的。如何利用各种数字技术有效保护数字媒体产业链中所有参与者 的正当权益，建立一个良好的内容制作、分发和消费环境，使得整个行业健康有 序地发展，是娱乐界、工业界、法律界乃至各国政府所共同关心的问题。 1 1 什么是数字版权管理 数字版权管理( d i g i t a l 鼬g h tm 觚a g e m 毗d 砌田，是指数字化作品在产生、传 播、销售和使用过程中版权管理的技术工具【4 】。利用d 蹦技术，电子出版物的内 容制造者可用自定义的加密技术来控制印刷品、音乐、图像等访问，分销商把自 定义“钥匙”提供给拥有权限的终端用户，让他们看或听这些出版物，但同时会 对用户复制打印和重新分发加以限制。d 蹦的基本思想都是利用一个系统来保 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 障数字信息的安全，相关的权利要求则附在数字信息的内容上，主要分为两个方 面：一是出版物的生产者描述和规定该电子出版物的使用方式条件，二是通过 d l w 来实现。 由于传统密码学技术对于多媒体信息保护能力的局限性，业界开始探索新的 内容保护方式，即数字版权管理【5 1 。d i 蝴可以理解为任何用于保护内容和服务的 所有者的权益的技术。典型地，一个内容使用者或合法接收者必须按照内容所有 者制定的商业规则和权利获得授权才能消费受保护的内容，如文件、音乐、视频 等。根据上面的定义可以看出，d 1 w 并不仅指数字内容的保护技术，更重要的 是，提供了面向权利和应用的综合管理的体系架构。具体来说，d i 洲不仅仅指 版权保护，同时也提供了包括数字媒体内容的传输、管理和发行等在内的一套完 整的体系架构，因此d i 蝴是一个系统概念，提供了有形和无形资产版权及版权 所有者关系的定义、辨别、交易、保护、监控和跟踪的手段，包含数字版权信息 使用，受版权保护的数字媒体内容的管理和分发等诸多环节。理想化的d i 洲模 型可以对从文档、票据、电子书籍、动画、游戏到视音频等各种各样的数字内容， 在各种传输网络并至不同终端的统一技术架构下进行内容保护和权益管理。它实 现的是端到端的对数字媒体内容的权益管理和保护，与传统的保护系统的区别在 于，数字版权管理是真正面向媒体内容权益的保护和管理，而不像传统条件接收 系统那样是接受面向传输流的保护。 数字版权管理是一项涉及到技术、法律和商业各个层面的系统工程。它为数 字媒体的商业运作提供了一套完整的实现手段。d i 蝴技术的出现，使得版权所 有者不用再耗费大量时间和精力与客户进行谈判，来确保数字媒体内容能够被合 法的使用。d i m 将使各个平台的内容提供商们，无论是因特网、流媒体还是交 互数字电视，提供更多的内容，采取更灵活的节目销售方式，同时有效地保护知 识产权【6 】【7 1 。 d r m 不仅仅指版权保护，同时也提供了数字媒体内容的传输、管理和发行 等一套完整的解决方案，因此d r m 是一个系统概念，它包含数字版权信息使用， 2 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 受版权保护的数字媒体内容的管理和分发。关于d l w ，一个比较正规的说法是 “d r m 是对有形和无形资产版权和版权所有者关系的定义、辨别、交易、保护、 监控和跟踪的手段【8 】。一 d r m 并不玄妙。对创作者来说，建立一张简单的电子表格，在表格里面记 录下作品的版权信息和所有者，并对这些信息进行跟踪就可以实现最简单的 d r m 。当然这个电子表格可以做成o n l i n e 的形式，这样就可以随时在网络上 查阅了。 对于生产和发行商来说，d r m 系统就复杂多了，它要能够记录、追踪、监 控一系列已有的和新创作的作品，作品内容本身以数字格式被存储并加密，只有 当生产商、发行商、创作者就合同达成一致，结算货款以后才能被解密使用【9 】。 1 2 国内外发展现状 数字版权技术可以保护文件不被非法使用。目前主要的数字版权厂商有： 1 m i c r o s o r 提供对m i c r o s o r 流媒体格式，o m c e 文档的数字版权保护，免 费提供d ms d k ； 2 r e a l n 嘶v o r l ( s 一提供对r e a l 流媒体格式的数字版权保护，他的h 聪n o n y 数 字版权可以兼容m i c r o s o 凡及a p p l e 的数字版权； 3 a p p l e 提供q l l i c l ( t i n l e 格式的数字版权保护； 4 a d o b e 一提供p d f 文件的数字版权保护技术，由于去年收购了c a d 软件制 造商n a v i s 眦e 公司的数字版权部门，增加了c a d 以及o m c e 文档文件的支持。 国内厂商： 1 方正一阿帕比数字版权保护系统 2 书生一s e p 数字版权系统 3 华旗资讯一爱国者数字水印系统 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 但国内厂商的数字版权系统基本上只支持自主格式，另外存在应用不够普及 的问题，所以存在一定的局限性。 在应用层面提供产品的国外厂商主要有： 1 s 砾荆e t s a f e n e t 在信息安全领域是一家世界级领先企业，提供全面的信息 安全解决方案。 2 d i n l l n e t w 6 d ! 【s 提供基于m i c r o s o rd n l l 的数字版权管理服务 3 b u y d n i l 一提供基于m i c r o s o rd 咖的数字版权管理服务 国内厂商主要有： 1 前沿科技：只提供基于微软i 洲s 的文档数字版权管理系统 2 它山石流媒体厂商，提供基于m i c r o s o f td 珊数字版权系统 3 金通一专业流媒体厂商，产品中包含媒体数字版权管理 4 中纬经天一流媒体厂商，产品中包含媒体数字版权管理 5 海海软件一提供基于m i c r o s o rd m 的媒体版权保护系统 6 c l 血m - d m 一提供基于m i c r o s o rd m 的媒体版权保护系统 7 远望时代一提供基于m i c r o s o rd m 的媒体版权保护系统 8 铮铮网络一专业数字版权，流媒体厂商，提供全面的媒体，文档数字版权 保护解决方案。 1 3 数字版权管理的应用价值 在2 0 世纪9 0 年代以来，随着网络技术、数字技术的广泛应用，作品的复制 与传播出现了根本性的变化，“资源共享”成为国家信息化建设的基本方针。但同 时，信息传播的无序化和泛滥，对传统的版权制度形成了很大的冲击。版权人的 权利保护与公众的信息共享自由之间的冲突日益加剧。在这种情况下，如何实现 信息资源共享，维护社会公共利益，并协调版权保护与资源共享的矛盾，成为当 4 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 前一个亟待解决的课题【8 j 。 保护版权虽然是保护版权人的利益，但最终目的是通过有效的保护版权人的 权益，充分鼓励其创造知识的积极性，使社会拥有更多的信息源，促进科技的进 步和社会文化的繁荣；而信息资源共享是迅速提高社会对信息资源的获知能力和 利用率的最佳途径，其目的同样是为了让社会通过对资源的有效利用创造出更多 的知识和财富。追求信息的绝对共享必将导致没有信息可以共享；而版权的过度 保护亦会阻碍信息的交流与传播，最终妨害作品的创作。可见，版权保护和信息 资源共享的宗旨是一致的【1 2 1 。 信息资源共享促进了我国的快速发展。追溯当代中国的历史，人们很容易发 现，以1 9 7 8 年为界，之前是一个相对来说信息封闭、物质匮乏、缺少活力的社 会；之后是一个信息开放、物质丰富、充满活力的社会，国民总产值连续多年以 两位数的百分比增长，被公认为是全球最有投资吸引力的国家之一。 简单的历史回顾可以发现，中国自1 9 7 8 年以来的两个趋势，那就是“开放” 和“自由”。“开放”，就是打开国门，向全世界开放，让国民走出去，把外国人请 进来。这种开放促进了中外信息的流通和融合，开阔了人的视野，解放了人的思 想。“自由”，就是要承认信息创造者的价值，宣布给予知识财产以法律保护，建 设必要的信息基础设施，确保信息自由流通。 信息资源共享的实质是通过协调信息资源在时效、区域、部门数量上的分布， 使布局更加合理，使用户的信息需求得到最大限度的满足，资源发挥最大的效用。 我国著作权法虽然把保护版权作为其主要目的，但其终极目标是“为了鼓励有益于 社会主义精神文明、物质文明建设的作品的创作和传播，促进社会主义文化和科 学事业的发展与繁荣【1 0 1 。而信息资源共享可以说是实现这个终极目标的手段和 途径。具体而言，信息资源共享可以最大限度地消除目前广泛存在的社会信息不 对称、信息资源浪费和信息寻租现象，减少信息获取的社会成本，更好地推动全 社会对知识的共享，促进社会整体的受教育水平和知识创新能力的提高。 浙江大学硕士学位论文 第l 章绪论 在知识经济时代，知识成为最重要的商品，它是知识创造者智慧的结晶，知 识的创造者理应得到相应的回报。 同时，版权保护又是信息资源共享的基础和前提。信息资源共享需要一定的 法律环境为依托，版权保护从表面上看是保护版权人的利益，实质上也是在保护 公众的利益。版权保护，体现了法律对知识成果的认可，体现了法律对版权人权 益的保护。它在激励知识创造者积极性的同时，也约束和规范着利用知识的方式 和方法，以促进人们对知识的合理使用。如果没有对版权的保护，任何的知识产 品将无法给其创造者以回报，最终将彻底打消创造者的动力，阻碍知识的生产和 传播，使信息资源共享成为无源之水，无本之木。因此，版权保护就是不断创造 新知识并将其转化为生产力的根本保证，是信息资源共享的基础和前提。保护版 权就是保护信息资源共享的源泉。同时，对版权的保护，可以促使信息资源的数 量及类型大大增加，在一定程度上拓展了信息资源共享的范围，扩展了信息资源 共享的内容和信息的服务功制3 0 】。 信息资源的共享需要加强技术防范和监管力度。信息资源共享要安全开展， 并不侵害到版权，当务之急是要加强计算机系统的安全防范措施，加强具有版权 资源产品的自我保护，重视计算机系统的安全管理，研制开发高质量的安全有效 的计算机安全产品。我们可以加强技术运用与监管，通过采用各种网络信息安全 技术如访问控制技术、数据加密技术、信息确认技术、智能代理技术和数字水印 技术等来保护数字信息的版权。如a d o b e s y s t e m 公司研制开发的一种p d f 文件格 式，该文件格式中含有拒绝下载功能、引导购买功能、限制复制功能，它可以使 出版物在进行网络传送之前先进行编码，因而能有效保护出版商的版权。又如方 正电子开发的d i 蝴( 数字版权保护) 技术，实现了对电子书的版权保护。通过方 正a p a b i 网络出版方案制作并发行的电子书，在下载到用户终端后，将无法进行 非法的打印和恶意的复制，更不能随意地传播，从而使版权者的利益得到了保护。 版权制度是一种合理、合情、合法的垄断制度，应当建立在利益均衡的基石 上。网络环境下版权的保护应当注意兼顾社会公众的利益，在保护版权人利益的 6 浙江大学硕士学位论文 第l 章绪论 前提下，促进资源的共享与知识的传播；而资源的共享也要注意保护版权人的权 益，不能挫伤版权人的创作积极性，使信息资源共享成为无源之水。经过合理的 制度均衡，版权保护与资源共享完全能够和谐发展、达到社会的共同进步。 1 4 论文的研究背景和内容 1 4 1 论文研究背景 由于信息技术和互联网的迅猛发展，人类社会的数字化进程在加快，数字资 源已经逐渐取代各种传统资源成为人们方便、快捷地获取信息的主要来源。传统 作品由于传播途径有限、流通缓慢，版权管理各参与方往往只从本人或本单位立 场出发，主要寻求法规或协议等手段来维护自身的权益。网络的开放性，使数字 作品的传播跨越了时间和空间，复制、传播极为容易，因此，数字版权管理只有 综合运用法律、管理、技术等手段，依靠数字资源发布流程各参与方的协同努力 才能得到保证。 在个人计算机尤其是互联网出现以前，知识产权是一个相当安全的范畴。即 使有一些侵权企图和行为，主要是靠印刷书籍、录音带、录像带或c d 等物理介 质共享媒体信息，因此可以通过传统方式进行保护。近些年，互联网的迅猛发展 有力地推动了数字商品，诸如书籍、报刊、图像、音频和视频等媒体内容电子版 的销售。数字商品可以在无任何品质损伤的情况下被轻易拷贝和再分发，使得互 联网成为非法使用、传播有版权媒体内容的温床。 几年前n a p s t e r 发布了基于互联网的数字内容交换系统后，提供内容交换服 务的网站和软件的用户数成指数增长，从而也带动了非法访问和交换具有版权的 媒体信息的大幅增长，而宽带网络的快速扩张又对这种状况起到推波助澜的作 用。当年mp 3 格式文件使得制作、分发与共享压缩音乐文件变得易如反掌，而 其保真效果几乎可与c d 相媲美。几乎是一夜之间，互联网到处都在进行m p 3 格式的非法音乐产品交易，而无名的音乐家们也无须什么录音合同就可以让广大 听众听到自己的音乐。唱片公司和多数音乐家虽然都喜爱这种快捷的分发方式， 7 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 但更害怕猖撅的盗版。据工n - s t a t m d r 公司统计表明，在1 9 9 9 年至2 0 0 1 年间， 全球唱片业的销售额下降了大约5 0 亿美元，其罪魁祸首归根结底是由于非法的 文件共享服务和数字音频盗版的大量泛滥。又如许多投资巨大的影片甚至在影院 公映前就已经在网上广泛传播。因此，几家大的音乐产品集团公司和技术巨头赶 忙抛出了安全数字音乐倡议( s e c u r ed 蜮t a jm u s i ci n i t i a t i v e ，s d m i ) 来保护音乐 家和音乐出版商的利益，这是较早、有组织、大规模数字版权管理系统的应用。 1 4 2 本文的内容 本文的研究重点在于探讨基于数字版权管理系统的技术及其应用。目前，我 国在数字版权管理上与国外先进水平有着较大差距，理论研究、实际应用还停留 在较低的水平上。 本文首先从整个数字版权管理的创建、传播和使用流程出发，提出了数字版 权管理的新思路。然后主要从技术角度研究了以这一流程思想为核心的数字版权 管理( d 蹦) ，探讨了d r m 发展历程、总体框架、技术体系功能和信息体系。最 终实现了基于锁和钥匙的版权保护服务系统的设计。 本文共分五章，其安排如下： 第一章绪论介绍了数字版权管理，阐述版权管理的研究意义和应用，并且 阐述全文的工作内容以及论文的组织结构。 第二章版权保护理论及相关技术阐述版权保护的体系结构，功能和关键技 术，并介绍了主要的加密技术。 第三章版权锁的设计首先确定了版权锁的功能，并设计了版权锁的加密解 密方法和流程，阐述了如何获取钥匙，并给出了版权锁的操作界面。 第四章版权保护服务系统的设计阐述了系统的总体架构设计，分锁和钥匙 的申请、付费、发送验证码、查询、和数据库五个模块说明了系统的详细设计。 第五章总结与展望总结了论文的工作、不足与将来的工作。 8 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 第2 章版权保护理论及相关技术 在i r l t e m e t 普及以前，数字内容及其盗版现象很少能成为一个焦点，对图书、 音像制品等传统作品的保护基本上通过相关法律和一定的机构来实行。1 9 9 4 年 后，随着i m 锄e t 的普及和数字化技术的发展，特别是p 2 p 技术( 如n 印s t e r ， g i l u t e l l a ，k a z a a 等) 的发展，网上传播的数字内容越来越多，盗版现象日益严 重】传统的版权保护方式己不能满足数字内容版权保护的需要。于是，人们提 出一种新的技术数字版权保护技术( d i g i t a li u g h t sm a l l a g e r n e n t ，d 砌哪。目的 就是通过技术的手段，在整个生命周期内，对数字内容的知识产权进行保护，确 保数字内容的合法使用和传播。数字版权保护技术自产生以来，得到了工业界和 学术界的普遍关注，被视为是数字内容交易和传播的关键技术。 2 1 版权保护系统的体系结构 不同的d i 洲系统虽然在所侧重的保护对象、支持的商业模式和采用的技术 方面不尽相同，但是它们的核心思想是相同的，都是通过使用数字许可证来保护 数字内容的版权。用户得到数字内容后，必须获得相应的数字许可证才可以使用 该内容。图3 1 给出典型d 蹦系统的参考体系结构，包括三个主要模块：内容 服务器( c o n t e n ts e r v e r ) 、许可证服务器( 1 i c e n s e r v 哪和客户端( c l i e i l t ) 。内容服务 器通常包括存储数字内容的内容仓库、存储产品信息的产品信息库和对数字内容 进行安全处理的d i 瑚打包工具该模块主要实现对数字内容的加密、插入数字 水印等处理并将处理结果和内容标识元数据等信息一起打包成可以分发销售的 数字内容另外一个重要功能就是创建数字内容的使用权利。数字内容密钥和使 用权利信息发送给许可证服务器。 9 浙江大学硕士学位论文 第2 章版权保护理论及相关技术 图2 1d i 洲系统参考体系结构【2 0 】 许可证服务器包含权利库、内容密钥库、用户身份标识库和d r m 许可证生 成器，经常由一个可信的第三方靖算中心负责。该模块主要用来生成并分发 数字许可证，还可以实现用户身份认证、触发支付等金融交易事务。数字许可证 是一个包含数字内容使用权利( 包括使用权限、使用次数、使用期限和使用条件 等) 、许可证颁发者及其拥有者信息的计算机文件，用来描述数字内容授权信息， 由权利描述语言描述。大多数d r m 系统中，数字内容本身经过加密处理。因此， 数字许可证通常还包含数字内容解密密钥等信息。 客户端主要包含d r m 控制器和数字内容使用工具。d i 湖控制器负责收集用 户身份标识等信息，控制数字内容的使用。如果没有许可证，d i w 控制器还负 责向许可证服务器申请许可证。数字内容使用工具主要用来辅助用户使用数字内 容。 当前大部分d r m 系统都是基于该参考体系结构的，如m i c r o s o f tw m i t m ， i n t e r l h t 融g h t ss y s t e m ，a d o b ec o m e n ts e r v e r ，r e a l n e t w o d ! ( si 己m c s 和i b m e m m s 等，文献 1 8 】对这些系统的体系结构有详细介绍。通常情况下，d l 蝴系 1 0 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 统还包括分发服务器和零售门户网站，特别是支持数字内容网上交易的d i 洲系 统。分发服务器存放打包后的数字内容，负责数字内容的分发。零售门户网站直 接面向用户，通常作为用户和分发服务器、版权服务器以及( 金融) 清算中心的桥 梁，用户本身只与门户网站交互。 2 2 数字版权保护的的相关理论 2 2 1 数字版权保护的功能 数字版权保护不是密码技术的简单应用，也不是将受保护的内容从服务器传 递到客户端并用某种方式限制其使用的简单机制。内容提供者希望通过使用 d i 洲，保护数字作品的版权，促进数字化市场的发展。因此，用户对d 蹦系统 的接受度也是必须考虑的。一个完善的d r m 系统必须兼顾提供者和使用者双方 的需求，具备以下功能： ( 1 ) 提供管理、保护和跟踪数字内容的功能，只有合法的用户才可以使用数字 内容。支持对各种形式使用权利的描述、识别、交易、保护、监控和跟踪。 ( 2 ) 提供透明易用的体验环境，保护用户的合法权益和隐私使用者可以自由 选择、购买数字内容，可以在多种设备上使用数字内容。在合法的范围内，可以 不受时间、地点、网络状况的限制使用数字内容，可以转卖、赠送或者出借购买 的数字内容，支持用户变更数字内容使用设备支持法律规定的用于保护公众利 益的相关权利，如合理使用( f 址u s e ) 。 2 2 2 数字版权保护的关键性问题 d l w 需要解决的关键问题包括： ( 1 ) 数字内容的安全性。保证数字内容在出版发行、分发、使用等整个流通过 程中的安全性。数字内容的安全性是数字内容版权保护最基本的要求，主要包括 数字内容的机密性、完整性和非否认性。 ( 2 ) 权利描述。描述数字内容授权信息。支持不同商业模式下，各种数字内容 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 各类使用权利的描述。 ( 3 ) 使用控制。控制数字内容的使用，确保只有授权使用者才可以使用受保护 的数字内容。同时，用户对数字内容只拥有授予的使用权利，根据使用权利对数 字内容进行访问。 ( 4 ) 合理使用。支持用户对数字内容的合理使用，平衡版权持有人和公众之间 的利益。 ( 5 ) 权利转移。支持数字内容使用权利的转移，可以转移到另外台设备上， 也可以暂时或永久地转移给其他用户，使得用户可以更换数字内容使用设备，可 以转卖、赠送、出租或者出借数字内容。 ( 6 ) 可信执行。即在不安全的环境中保证程序按照预期的方式执行，程序的执 行是安全可信的。 此外，电子商务中的安全交易、电子支付等技术也是影响d r m 发展的重要 因素。当前大部分d r m 系统中，数字内容是经过加密、封装、添加水印和签名 等处理后分发的，可以认为通过加密等处理的数字内容是安全的。 2 2 3 数字版权保护的特点 所有的d i 之m 应用都是基于“系统辨别”和“信息记录”的。记录里面包括了 合法版权所有者的情况和版权信息。这些情况或信息是通过元数据( m e t a d a t a ) 、 版权管理信息( 融g h t sm a n a g e m e n ti n f o m a t i o n ，简称r m i ) 或数字对象标识符 ( d i 西t a lo b j e c ti d e n t i f i e r s ) 来实现的【2 5 1 。 2 2 3 1 元数据 元数据( m e t a d a t a ) 是保存特定信息的数据段，所有的元数据都是由一套关 键词和数据类别描述符构成的。 合理使用元数据对于查找信息是非常有帮助的，它能描绘出作品的基本信 息。使用元数据存在两个问题：一是不同的人在不同的时间，不用背景下会对同 1 2 浙江大学硕士学位论文 第2 章版权保护理论及相关技术 一事件采用不同的关键词来描述；二是元数据的结构兼容性，比如a 标准会用 ， 来记录一个人，而b 标准用 来记录，那么除非做转换，a 标准 无法和b 标准兼容。因此世界上很多组织做了大量的工作，就是为了建立持久通 用的元数据结构标准。我国在这方面也做了许多工作，如1 9 9 6 年中国文献编 目规则，1 9 9 8 年音像资料机读目录，以及由广电总局领导，中央电视台，南 京电视台等参与的媒体资产管理编目规则。 2 2 3 2 安全和版权保护 在d r m 系统的实现方案中，采用了许多技术用来避免知识产权被侵犯。每 种手段都有各自的优缺点。采用什么方案，需要综合考虑其优缺点、维护成本、 被保护作品的重要性、作品被侵权的可能性和打算投入的资金量。 没有任何一个技术系统是1 0 0 安全的，d 蹦为版权作品提供了相对高水平 的安全保护。最普遍的保护技术是加密和数字水印。在美国、欧盟和中国香港， 都有相关的法律条文，对窜改数字水印、销售解密设备等行为给予重罚。中华 人民共和国著作权法第4 7 条规定“情节严重的，著作权行政管理部门还可 以没收主要用于制作侵权复制品的材料、工具、设备等 【3 0 j 。但我国没有明 文规定限制出售可能协助盗版的解密设备。 ( 1 ) 加密 采用一定的数学模型，对原始信息进行重新加工，使用者必须提供密码，才 能提取到正确的原始信息。软件通常用加密手段来保护。 ( 2 ) 版权保护技术 有很多技术手段可以用来保护作品不接受未授权的访问和使用。版权保护技 术首先将作品可以合法使用的条款和场所进行编码，嵌入到文件中，只用当条件 满足，作品才可以被允许使用。通常，被嵌入的信息包括版权管理信息( r m i ) ， 如作者、标题、版权和密钥链接。密钥用来对作品进行解密。用户需要授权证书 才能访问密钥，授权证书决定了用户的权限。密钥通常与用户计算机的特性有关， l = l 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 这样防止密钥使用在其他计算机上，这个技术有时被称为“节点锁定”。 ( 3 ) 数字水印和签名 数字水印是把作者、发行商信息和使用条款嵌入到数据中，只有当数据被严 重破坏时，它才有可能被抹去。即使数据质量降低，只要水印有效，它就可以被 识别出来。水印可以是可见的，也可以是隐形的。它能用来给某个作品打上使用 者独有的印记，防止使用者非法传播和复制。 2 2 3 3 个性化 个性化是指根据用户要求，对作品大小、格式、内容进行剪裁，同时打上可 见的个人水印。打个比方，英语泛读教材包括了许多书籍和杂志的选段，并会注 明本文章来自于那本书的某某章节、作者是谁等等。读者可以很方便地查找原始 素材。只要做法得当，个性化是个非常有效的方式，但是它需要大量的部署工作 和投资。 2 2 3 4 颗粒性 颗粒性用来描述d 蹦系统对信息的细分能力。一个目标信息能够细分到多 小的模块，这些模块又如何被其他创作者和制片人使用来创作新作品? 讨论d i 蝴 的颗粒性是很有必要的，因为这种对基础模块的积累和混合是创作新媒体、新作 品的基本手段和源泉。 颗粒性使得创作开发人员能高效低成本地选择、组合新的或已有的视音频、 平面素材，用来创作新的作品。举例来说，一个中学教师要创作一个课件。他购 买了一本参考书的一章或一页，又购买了l o 秒钟的一段录像，然后他利用购买 来的这些内容创作了自己的电子课件。如果所有这一切由d i 湖系统提供，那么 就需要d i 蝴系统既要把老师需要的内容正确地发送出去，同时又要以预先设定 的方式赋予这些内容必要的权限。 2 2 3 5 兼容性 1 4 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 在商业环境中，创作者、生产商、发行商需要互相沟通。制片人和使用者需 要频繁地在不同的场合使用不同来源，不同格式的作品资源，这就需要发展的系 统具有较强的兼容性。 这方面的开发工作包括： ( 1 ) 数字对象标志符( md i g i t a l 叫e c ti d e n t 讯e r ，d o i ) d o i 系统类似于用来识别物品的条形码，注册代理机构为每一个数字对象分 配识别号码并记录描述该对象的元数据，假如能够用相对简单的办法跟踪对象和 版权所有者情况，那么元数据就可以被不断更新。 ( 2 ) 版权表述语言( 慰g h t se x p r e s s i o nl 如g u a g e s ) 为了表述使用数字内容的法律条款，人们发明了许多形式的表述语言。这些 语言具有通用性，可以被用在网站、文本文件、图片、音乐、p d f 文档和流媒体 中。这些表述语言中比较有名的是o p e nd i 百t a l 鼬g h t sk g u a g ei i l i t i a t i v e ( 0 d r l ) 和e x t e i l s i b l em g h t sm a k e u pl 锄g u a g e ( x r m l ) 。 2 2 3 6 易用性 要使d r m 系统能够被采用，一个很重要的原因是必须使合法用户能够轻松 方便地使用这个系统。嵌入在元数据中的技术控制手段不能让用户觉得别扭，同 时还要帮助合法消费者能够快捷地访问自己需要的内容，而不用再填写额外的表 格。在大多数情况下，除非用户企图访问未授权的内容，否则他们一般不会感觉 到d i 蝴系统的存在。虽然用户的访问受到了限制，但对合法的访问而言，d r m 应该是透明的。 2 3 数字版权管理的技术研究 d r m 技术的工作原理是，首先建立数字节目授权中心，编码压缩后的数字 节目内容，利用密钥( k e y ) 可以被加密保护( 1 0 c k ) ，加密的数字节目头部存放 着k e y i d 和节目授权中心的u i 也。用户在点播时，根据节目头部的k e y i d 和l 刀甩 浙江大学硕士学位论文第2 章版权保护理论及相关技术 信息，就可以通过数字节目授权中心的验证授权后送出相关的密钥解密( 删o c k ) ， 节目方可播放。 需要保护的节目被加密，即使被用户下载保存，没有得到数字节目授权中心 的验证授权也无法播放，从而严密地保护了节目的版权。 密钥一般有两把，一把公钥( p u b l i ck e y ) ，一把私钥( p r i v a = t ek e y ) 。公钥用 于加密节目内容本身，私钥用于解密节目，私钥还可以防止当节目头部有被改动 或破坏的情况，利用密钥就可以判断出来，从而阻止节目被非法使用。上述这 种加密的方法，有一个明显的缺陷，就是当解密的密钥在发送给用户时，一旦被 黑客获得密钥，即可方便解密节目，从而不能真正确保节目内容提供商的实际版 权利益。另一种更加安全的加密方法是使用三把密钥，即把密钥分成两把，一把 存放在用户的p c 机上，另一把放在验证站( c e s st i c k