（计算机软件与理论专业论文）iptv中选择性drm的应用研究.pdf

摘要 我国拥有巨大的t v 终端用户群，网络的普及率也比较高，将网络与t v 相结 合的i p t v 技术在我国具有良好的发展前景。 目前i p t v 主要是以流媒体的方式将节目内容提供给用户。流媒体节目数据量 庞大，对实时性的要求较高。同时，在i p t v 中，流媒体节目的清晰度较高，容易 吸引盗版者的注意，而流媒体节目本身的特点也致使其容易被非法拷贝和分发，所 以复制数字化的流媒体节目将成为盗版集团的主要目标。 d r m 的主要任务是保证数字化节目内容不被复制，保障内容提供者的利益。 作为一种新的数字版权保护手段，d r m 可以有效保护媒体文件的版权信息。论文 设计了种应用在i p t v 中的选择性d 蹦系统。文中详细描述了选择性d r m 系统 的原理和设计方案，主要内容包括： 1 选择部分数据加密：选择性d r m 并不加密所有流媒体数据，而是只选择其 中的一部分进行加密。 2 流媒体加密：采用三层加密机制，对节目数据和密钥层层加密。 客户端用户在接收加密节目之前，先要申请授权，在具有授权之后，才能接收， 解密并观看节目。 文章最后总结了选择性d r m 系统的特点，指出了其中的不足之处和有待解决 的问题，并对选择性d r m 在i p t v 中的发展做出了展望。 关键词：数字版权管理选择加密密钥管理 a b s t r a c t t h e r ea r cal o to ft vu s e r si nc h i n a ，a n dn e t w o r kp e n e t r a t i o ni sa l s or e l a t i v e l yh i 曲 t h en e t w o r k i nc o m b i n a t i o nw i t ht vt e c h n o l o g yi nc h i n ah a sg o o dp r o s p e c t sf o r d e v e l o p m e n t i p t vp r o v i d e ss t r e a m i n gm e d i ac o n t e n tt ou s e r s s t r e a m i n gm e d i ap r o g r a mh a sa h u g ea m o u n to fd a t aa n di tr e q u i r e sr e a l t i m et r a n s m i s s i o n i ni p t v , s t r e a m i n gm e d i a p r o g r a mc a ne a s i l ya t t r a c tt h ea t t e n t i o no fp i r a t e sb e c a u s e i th a sh i g hd e f i n i t i o n i naw o r d ， s t r e a m i n gm e d i ac a nb ei l l e g a l l yc o p i e da n d d i s t r i b u t e de a s i l y s ot h ed i g i t a lc o p yo ft h e s t r e a m i n gm e d i ap r o g r a mw i l lb et h em a i no b j e c t i v ef o rp i r a c yg r o u p t h em a i nt a s ko fd r mi st ok e e pd i g i t a lc o n t e n tf r o mb e m gc o p i e da n d t op r o t e c tt h e i n t c r e s t so fc o n t e n tp r o v i d e r s a san e w m e a n so fd i g i t a lri g h t sm a n a g e m e n t ，d r mc a l l e f f e c t i v e l yp r o t e c tt h ec o p y r i g h to fm e d i a f i l e s t h i sp a p e rd e s i g n e dak i n do fs e l e c t i v e d r mw h i c hi su s e di ni p t vs y s t e m s t h i sp a p e rd e s c r i b e dt h ep r i n c i p l eo ft h es e l e c t i v e d r m s y s t e m si nd e t a i l ，i n c l u d i n g ： 1 s e l e c tp a r to fs t r e a m i n gm e d i ad a t af o re n c r y p t i o n ：t h es e l e c t i v ed r ms y s t e md i d n o te n c r y p ta l lo fs t r e a m i n gm e d i ad a t a i te n c r y p t e do n l yp a r to f i t 2 s t r e a m i n gm e d i ae n c r y p t i o n ：t h es e l e c t i v ed r ms y s t e me n c r y p t e ds t r e a m i n g m e d i ad a t aa n dk e yu s i n gt h et h r e e l e v e lm e c h a n i s m t h ec l i e n tc a l ln o tr e c e i v ea n dd e c r y p tt h ed a t a w i t h o u ta u t h o r i z a t i o nf r o m a u t h o r i z a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h ep a p e rs u m m a r i z e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs e l e c t i v ed r ms y s t e m ，p o i n t e do u tt h e i n a d e q u a c i e so ft h i ss y s t e ma n dt h ei s s u e st ob er e s o l v e d a tl a s t ，t h ep a p e ra n a l y z e dt h e d e v e l o p m e n to ft h es e l e c t i v ed r ms y s t e m w h i c hw a su s e di ni p t vi nt h ef u t u r e k e y w o r d ：d i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ；c h o o s e ；e n c r y p t i o n ；k e ym a n a g e m e n t 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文 中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意 义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论 文或成果。 本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。 做作者躲斌雪暂 日期：铷竹年芗月石日 | 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本 人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单 位仍然为青岛大学。 本学位论文属于： 保密口，在年解密后适用于本声明。 不保密印o ( 请在以上方框内打“”) 日期：础夕年占月o 日 日期：w 哆年步月o 日 学所有，未经许可，任何单位及任何个人不得擅自 5 7 第一章引言 1 1ip i v 简介 第一章引言帚一早ji 甬 t v 的i p 化，是i t 业和家电业共同的发展趋势，而i p 能承载t v 也是电信业力 求实现的目标之一。早在1 9 9 9 年，微软便看中了中国庞大的电视机资源市场，力 推“维纳斯计划”，这个计划的主要任务就是将t v 与互联网接轨，实现t v 的i p 化。 但是，最后因种种原因，“维纳斯计划”以失败告终。然而，时过境迁。从2 0 0 4 年 开始，i p 电视再次成为人们关注的焦点，不过与上次微软公司的尝试相比，结果却 大为迥异。具体表现如下： 2 0 0 4 年5 月，中国网通与i d g 等合资组建的“天天在线 节目获准成为国内首 家播放视频节目的宽带门户网站。 2 0 0 4 年8 月，继北京之后，央视i p t v 又在上海落地，1 1 0 多万上海电信宽带用 户可在试验阶段免费上网收看中央电视台的i p t v 节目。 现在，很多高校，诸如北京大学、上海师范大学、中国农业大学等都已经开始 为在校学生提供i p 电视服务。虽然，i p t v 在技术、运营、政策等方面还存在着诸 多疑问，但是电信部门还有广电部门均以高涨的热情开始了各方面的探索工作n 1 。 i p t v 利用目前现有宽带有线电视网的基础设施，以家用电视机作为主要终端电 器，通过互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。特点表现在： 1 ) 用户可以得到高质量( 节目质量接近d v d 水平) 的数字媒体服务。 2 ) 用户可拥有极为广泛的自由度：可以自由选择宽带i p 网上各网站提供的视频 节目。 3 ) 实现节目提供者和节目消费者的实质性互动。i p t v 采用的播放平台将是新一 代家庭数字媒体终端的典型代表，它能根据用户的选择配置多种多媒体服务功能， 包括数字电视节目，可视i p 电话，d v d v c d 播放，互联网游览，电子邮件，以及多 种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能乜1 。 4 ) 为网络发展商和节目提供商提供了广阔的新兴市场。 i p t v 技术是一项系统性的技术。它可以将音视频节目内容，以i p 包的方式， 通过不同的物理网络，安全保质地传送给终端用户。i p t v 系统技术能用来提供将音 视频流媒体节目，如i p 电视节目，从节目中心( f i r s tm i l e ) 播出，并通过骨干 网、城域网和宽带接入网( 1 a s tm i l e ) 传输，直到被用户接收端接收到的完整技 术解决方案b 1 。一般说来，一个端到端的i p t v 系统应该具有节目采集存储、节目 传送网络、用户接收端三个部分。在i p t v 业务中，从内容制作到终端接收的整个 实现过程中，还有许多关键技术需要探讨，其中包括编码、数字版权管理( d r m ) 、 1 青岛大学硕士学位论文 内容分发网络( c d n ) 、光纤到户( f t t h ) 、电子节目指南( e p g ) 及机顶盒等一系列技术。 目前我国通信事业正在快速地发展，用户对信息服务的要求越来越高，特别是宽带 视频信息。可以说中国已基本具备了大力发展i p t v 的技术条件和市场条件“1 。 1 2ip t v 节目安全威胁 i p t v 主要是以流媒体的方式将节目内容提供给用户嗨1 。 流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体。而流媒体技术就是把 连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边观 看，而不需要等整个流媒体压缩文件完全下载到自己的机器上后才可以观看的网络 传输技术哺1 。 流媒体技术使得人们可以方便快捷地享受越来越多的数字多媒体内容，但是， 由于i p t v 流媒体节目的清晰度较高( 高于d v d ) ，质量较好，并且数字化信息很容 易被复制、修改和传播，所以复制数字化的节目将成为盗版集团的主要目标，这使 得流媒体面临非常大的安全威胁。主要表现在以下方面埔1 ： 1 ) 机密性的威胁：未经授权的不合法用户在网络中非法获取并破译加密的多媒 体信息； 2 ) 完整性的威胁：对原流媒体数据故意破坏或在原数据中加入其他信息，使原 信息的真实性受到破坏； 3 ) 版权的侵害：最终用户无意或有意地对有价值信息进行任意的拷贝、粘贴， 并进行二次传播，如：磁盘复制、电子邮件、网络共享等：还存在大量盗版者在未 经产品所有者的许可下拥有并重新销售该产品。 流媒体受到的这些安全威胁，严重影响了流媒体权利所有者和流媒体合法用户 的应得利益： 1 ) 对流媒体权利所有者来说：二次传播和大量的盗版、侵权现象以几何级数的 速度消耗着潜在的用户资源，给流媒体的权利所有者造成巨大的经济损失，打击了 他们使用互联网扩展业务的积极性，妨碍了信息的传播 1 。 2 ) 对流媒体合法用户来说：流媒体机密性、完整性、真实性受到破坏，以及日 益严重的盗版现象，使得合法用户难以分辨流媒体节目的真伪，因而无法享受到高 品质的节目内容，打击了他们的消费信心。 3 ) 对于流媒体节目本身来说：非正常渠道获节目取信息的便利与低廉，直接影 响着信息产品的价格和市场，抑制和阻碍了信息价值的实现。如何保证流媒体的安 全传输和使用，是流媒体权利所有者为最关心的事情。只有解决了版权保护问题， 流媒体及其应用的互操作性才能够真工f 得到实施，从而使流媒体节目提供商无需担 忧侵权问题，同时合法用户也能够享受到正版高质量的节目内容。除了在法律上对 第一章引言 盗版侵权行为进行约束外，为了满足数字内容版权保护的需要，人们提出了一种新 的技术数字版权管理技术d r m ( d i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ) ，通过技术的手 段，在数字节目内容的整个生命周期内，对其知识产权进行保护，确保数字内容的 合法使用和传播引。 1 3d r m 技术的研究现状 关于d r m 的定义，国内外有很多不同的说法。有的认为d r m 是纯粹一种技术工 具，而另一些人则认为d r m 是一个社会、法律、技术的综合体制。 综合各种概念定义，一般来说，d r m 存在着以下广义与狭义两种含义。 广义的d r m 是指在网络及数字化环境下，以权限管理技术为核心，旨在有效保 护数字内容与支持数字版权贸易的新型商业模式。这种商业模式涉及到技术、法律、 社会等各个方面的问题。 狭义的d r m 仅涉及技术层面，它是指在网络及数字化环境下，借助加密，认证， 权限管理等技术，使数字内容的权利拥有者获得对数字内容的控制权，从而防止非 法复制和传播，保护权利拥有者利益的一种综合技术体制。 1 3 1d r m 标准 当前许多重要的国际标准化组织和实体都积极投身于d r m 领域的研究工作，在 d r i v l 标准化方面取得了很大的进展，提出并实现了一些可用的d r m 解决方案西3 ，在 国际范围内比较有影响力的主要有3 个：m p e g 标准i p m p ，o m a 的d r m 以及d m p 。 1 m p e gi p m p 目前在m p e g 中的i p m p 标准是：m p e g 一2i p m p ；m p e g - 4i p m p - x ( i p m pe x t e n s i o n s ) ： m p e g 一2 1i p m p 。已有的i p m p 是建立在m p e g 一2 和m p e g 一4 系统上的多媒体内容安全 保护机制。在i p m p 工具( i p m pt o o l s ) 中引入了安全保护模块的概念，用来实现 授权、认证、解扰( 解码) 、数字水印技术等。i p m p 较好地定义了内容安全保护描 述符以及相关的系统语法结构。它还定义了内容安全保护的整体控制管理流程，使 得安全保护结构更为清晰。i p m p 通过消息传递的机制来实现其模块功能，这是介于 安全保护模块和用户终端之间的a p i 接口，它本身也具有安全认证的机制。 总的来说，在i p m p 标准中包括的就是i p m p 控制流程、i p m p 工具管理器以及消 息a p i 。当i p m p 系统工作时，内容流中加载上保护信息，由i p m p 工具管理器获取 i p m p 工具，通过标准格式的消息在工具和终端之间进行通信 i p m p 定义了一些标识和保护内容版权的工具，最重要的有两种一版权描述符和 保护措施，用来作为其d r m 机制。 青岛大学硕士学位论文 下面简单介绍一下m p e g - 2 中的版权描述符和保护措施： 1 版权描述符( c o p y r i g h td e s c r i p t o r ) ，用于标识目的。单个流，以及形成 节目流的集合物可以被标识成包含版权的材料。版权描述符是个3 2 比特的惟一 版权标识号，用于标识作品的类型( 类似i s b n ，i s s n 等) 。这个号指向一个注册机 构。通过使用版权号，每一个注册机构能够定义自己的句法和文法以标识著作。这 个版权既可以在音频或视频级作信号，也可在集合物中在系统级作信号。 2 实现保护的措施。这些措施可以用于： 1 ) 用信号表示特定的数据包( 元素流或传输流) 是否被置乱( s c r a m b l e d ) 。 2 ) 发送在( 业主的) 条件访问系统中被使用的消息：加密控制消息( e c m ， e n c r y p t i o nc o n t r o lm e s s a g e ) 和加密管理消息( e m m ，e n c r y p t i o nm a n a g e m e n t m e s s a g e ) 。 3 ) 辩识被使用的条件访问系统。m p e g 之外的注册机构负责使标识符不发生冲 突( c a 表和c a 供应标识符) 。 m p e g - 2 使条件访问系统与m p e g - 2 技术集成在一起，但这儿没有设施使不同系 统实现互工作( i n t e r w o r k i n g ) 。在数字电视中提供了有限的互操作的s i m u l c r y p t 系统使用了上述这些挂钩( h o o k s ) 进行开发，欧洲数字视频广播( d v b ，d i g i t a lv i d e o b r o a d c a s t ) 项目则对一些词法作了更进一步的定义。 2 o m ad r m n 们 基于目前d r m 在版权保护方面的重要性，全球许多标准组织和厂商非常关注d r m 的开发，纷纷独立或联合进行了d r m 技术研究，推出了各自的技术标准。开放移动 联盟组织制定了o m ad r m2 0 标准，这个标准是目前业界最成熟、参与者最多、影 响力最大的主流d r m 标准。 2 0 0 2 年1 1 月，o m a 组织正式发布了o m ad r m l 0 标准，包括三个方面的内容： 1 ) f o r w a r d l o c k ，即转发锁定； 2 ) c o m b i n e dd e l i v e r y ，即组合发送； 3 ) s e p a r a t ed e li v e r y ，即分组发送。 前两种方式都需要将媒体文件打包，如果是使用第二种方式，还需要将授权对 象和媒体文件打包在一个文件中。d r ma g e n t 根据授权对象来播放媒体对象，如果 未包含授权对象，则根据d r ma g e n t 中设置的默认版权进行播放。 第三种方式将媒体对象打包成o m ad r my 1 0 中规定的d c f ( d r mc o n t e n tf o r m a t ) 格式，使用对称密钥加密。若要播放媒体文件，只有获得c e k ( c o n t e n te n c r y p t i o n k e y ) ，进行解密。因此，在传送d c f 文件时，可以使用安全性较低的通信方式，在 传送授权对象以及c e k 时，则需要一种安全性高的方式。在1 o 版本中，使用短信 推送的方式，将授权对象发送给移动终端。 4 第一章引言 转发锁定： 在转发锁定方式中，移动终端是禁止转发d r mm e s s a g e 的( d r mm e s s a g e 是将 媒体对象打包后生成的文件，但是没有加密，明文存储) 。必须支持d r mm e s s a g e 文件格式。如果移动终端接收到一个包含授权对象的d r mm e s s a g e ( 在组合发送方 式中，处理的对象是包含授权对象的d r mm e s s a g e ) ，则需要在提示用户后，将该 d r mm e s s a g e 抛弃。移动终端可以播放媒体对象，但是不能对其修改。 组合发送： 支持组合发送方式的移动终端必须支持转发锁定方式，在该方式中，移动终端 根据授权对象来播放媒体对象。授权对象和媒体对象通过被包装在同一d r mm e s s a g e 中。对于这两个对象本身来说，其关联是外部的，因此移动终端必须保证在收到d r m m e s s a g e 并可能拆包后丢弃的情况下，永久保存授权对象。移动终端不得将组合发 送方式中的媒体对象转发。当移动终端使用下载内容时，必须遵循用授权对象描述 语言“r i g h t se x p r e s s i o nl a n g u a g e 描述的规定。r e l 控制下载内容的使用，例 如下载媒体对象是否仅被允许打开一次等。 分组发送： 支持分组发送的d r ma g e n t 必须支持组合发送和转发锁定，在分组发送中，媒 体对象通常是通过加密的，并转换为d c f 格式。d c f 文件通过o m ad o w n l o a d 方式下 载到设备上，授权对象则通过其他的途径送达( w a pp u s h ) 。在分组发送中，允许 设备将d c f 文件转发，但是授权对象是不允许转发的，接收到d c f 文件的其他设备 需要从r i g h ti s s u e r 获取授权对象。移动终端必须同时支持版权和d r m 内容格式 ( d c f ) 媒体类型。 2 0 0 4 年7 月，o m a 组织首次发布o m ad r m 2 0 标准。这一版标准面向高价值数字 内容，提供比o m ad r m i 0 标准更强大、更可靠、更完整的保护机制。 o m ad r m 2 0 则确定了独立的体系结构，如图1 1 所示。具体介绍如下： c o n t e n ti s s u e r ( c i ) ：即内容发布中心，负责d r m 内容分发，并通过多种 传送方式将加密打包后的内容传送到d a 。 r i g h ti s s u e r ( r i ) ：即授权发布中心，负责设置d r m 内容权限，用于产生 授权对象。授权对象是一符合o m ar e l 标准的x m l 文档，该文档规定了用户对与该 授权对象关联的d r m 内容的访问权限，并携带了解密内容所需的密钥。因此，用户 终端解密并使用d r m 内容，还必须获得相应的授权对象。 d r ma g e n t ( d a ) ：即d r m 代理，负责执行d r m 客户端功能，负责强制执行附 带在d r m 内容上的访问权限控制功能，实现对d r m 内容的可控访问。 u s e r ：即使用d r m 内容的用户，u s e r 仅能通过d a 访问d r m 内容。 设备外存储：d r m 内容具备安全属性，这些内容可能被存储于用户的远端 青岛大学碗学位论文 设各上。 d i a m 系统 簟 8 寥 下囝、毋 鬻 一一 镍， “掣“m r 图il0 m ad r m 20 确定的d 删体系结构 0 m ad r mv 20 相对于o m ad r mv 10 提出了许多新的特性，其中： 1 ) r o a p ( r i g h t so b j e c ta e q u i s i t i o np r o t o c o l ，授权对象获取协议) 。r o a p 是o m ad r mv 20 新定义的关于版权中心( r i ) 和移动终端d a 之间的协议，移动终 端和r i 可以借助r o a p 更加安全地请求和获取授权对象( r 0 ) 。 2 ) 基于p k i 的安全机制。p k 是一种遵循既定标准的密钥管理平台，能够为所 有网络应用提供加密和数字签名等服务以厦所必需的密钥体系和证书管理体系。 3 ) 域的概念。o m ad r mv 20 的域允许权限提供者将权限和内容加密密钥提供给 一组d r m 代理+ 而不仅仅是一个d r m 代理。这样，属于同一个域的d r m 代理可以离 线共享d r m 内容，用户可咀在其拥有的多个设备上使用d r m 内容，或者与域内的其 他用户共享d r m 内容。 4 ) 对流媒体业务的支持。主要是通过定义p d c f 内容格式来实现对流式媒体进行 d r m 保护。 5 ) 非连接设各的支持。nd r v 20 允许连接设备作为中介辅助非连接设备来 购买和下载内容及授权对象，从而使一些本身没有网络连接功能的终端也能够从移 动网络中获得d r m 内容和授权。这功能的实现基于域共享模式。但是，无论是连 接设备还是非连接设各，要想实现这一功能，都必须支持0 m ad r m ，并且属于同一 个域。 6 ) 丰富的版权功能。0 舶d 刚v 20 提供了丰富的版权功能，如组版权功能、复 合版权功能、域版权功能、版权践复功能和版权继承功能。丰富的版权功能为用户 6 第一章引言 提供了更加灵活的内容使用方式，为运营商提供了更多的运营策略选择。 虽然o m ad r l lv 2 0 相对于o m ad r i iv 1 0 在功能和安全方面有了很大的提高， 但是o m ad r mv 2 0 目前也存在如下一些问题： 1 ) 部署和实施难度较大。 p k i 机制的引入，加大了o m ad r mv 2 0 系统部署的难度，如需要通过建设c a 、 证书的管理和发放、建设数据库来维护证书信息等。 2 ) 终端支持比较滞后。 o m ad r mv 2 0 中终端的实现涉及哈希摘要、数字签名、n o n c e 机制及对d r m 内 容的加密和解密等，因而要求手机的运算能力非常高，硬件和软件资源占用非常大， 耗电量大大增加。普通的3 g 终端难以实现。 3 ) 直播流业务的实现方式没有确定。 由于o m ad r mv 2 0 没有给出直播流业务的d r m 实现机制的明确建议和实现方法， 因此目前各厂商的d r m 系统暂不支持o m ad r mv 2 0 直播流媒体业务的d r m 服务器。 直播流媒体业务保护机制主要遵循3 g p pr 6 标准对流媒体中的r t p 包进行实时加密 来实现。而且终端目前对流业务的d r m 保护机制也没有实现( 目前o m ad r mv 2 0 只支持非实时的流业务，相当于下载类业务) 。 3 d m p 数字媒体计划 d m p 是一个非盈利的组织，目标是增进媒体内容创建者、终端用户和各种 价值链上用户角色之间的关系以及采用合适的接口来标准化一个恰当的协议。 d m p 需要克服的难题主要是如何将传统的用户权力和用法映射到数字媒体环境下价 值链中，如何适应未来用户权力和用法的变化。为次，d m p 提出了“元功能( p r i m i t i v e f u n c t i o n s ) ”的概念，不将用户执行的功能标准化，而是制定支持组合各种标准化 的元功能的协议，从而适应未来价值链上用户的需求变化。 d m p 的基本思路是将政策措施和技术措施协调起来，克服目前d r m 解决方案不 能很好满足商业用户，克服对待传统的用户权利和隐私造成约束的状况，建立统一 的、可以互操作的d r m 平台。 d m p 定义了几类基本的d r m 工具：描述、标识、打包、认证、管理、访问和处 理。其d r m 规范包括内容信息格式正在制定中。 4 i s m am p e g - 4 流媒体标准 i s m a 是国际互联网流媒体联盟( i n t e r n e ts t r e a m i n gm e d i aa 1 l i a n c e ) 的简 称，它是由苹果、思科、i b m 、s u n 、p h i l i p s 、k a s e n n a 等产业界巨人于2 0 0 0 年1 2 月1 4 同发起并宣布成立，目前其正式成员达到3 0 家以上。i s m a 联盟的宗旨为推动 开发与使用i p 端到端媒体流解决方案的国际开放性标准。 由于m p e g 一4 作为m p e g l 及m p e g 一2 的替代技术标准，可以将较大的流媒体文件 青岛大学硕士学位论文 在保证视音频质量情况下压缩的非常小，更利于在网络上传播。基于此，i s m am p e g - 4 标准正是由i s m a 制定并发布的基于i s om p e g - 4 的流媒体新标准n 纠3 1 。 i s m a 发布了新标准的第一个规范说明一i s m a l 0 。该规范说明允许用户仅下载 一个插件，就可以使用不同公司的播放器欣赏网络音频与视频；而且使用范围不局 限于p c 机，还包括各种掌上无线设备( 如p d a 、手机等) 。 i s m a l o 目前有两个版本：p r o f i l e o 和p r o f i l e l 。前者是为了无线网络及带宽 较窄的网络准备的，可以适用于手机、p d a 等掌上无线设备；后者是为了宽带设计 的，可以应用于机顶盒以及p c 机。i s m a 希望m p e g - 4 能够最终代替m p e g - 2 标准， 但是新标准在视频效果及交互性方面有待改进，目前仍在不断的发展及提高之中。 i s m ad r m 功能包括m a s t e r i n g 模块、k e y l i c e n s em g t 模块、s e n d e r 模块、i s m a r e c e i v e r 模块等四个模块实体，他们的主要功能如下： 1 ) m a s t e r i n g 模块：m a s t e r i n g 模块负责内容的准备( 包括密钥和授权证书的 申请以及对内容的加密) 和对加密内容的发布。与k e y l i c e n s em g t 模块的接口协 议建议采用i s m a 推荐的协议，或者采用o m ad r mv 2 0 权力和k e y 管理协议。 2 ) k e y l i c e n s em g t 模块：负责生成加密和解密的密钥以及授权证书。 3 ) s e n d e r 模块：负责将内容通过公开标准协议i s m a c r y p 传送给i s m ar e c e i v e r 模块。传送i s m a c r y p 协议的信令可以使用r t s p s d p + 协议，也可以使用一个第三方 的协议。 4 ) i s m ar e c e i v e r 模块：处理加密的i s m a c r y p 媒体流，并对消息和信令进行 认证。 i s m ad r m 定义了如何对视频流进行加密的标准及相关协议过程，但没有定义d r m 系统中重要的密钥管理部分。i s m a 目前支持m p e g 一4 编解码，对其它编解码的支持 还需进一步扩展。在i s m a 中，虽然定义了d r m 采用a e s 的加密方法，但其d r m 不 具有扩展性，表现在：不支持多种d r m 方法和加密标准，不支持对k e y 的管理。 1 3 2d r m 相关组织及活动 目前国际上对d r m 的研究与应用十分热烈，涉及的主要内容有d r m 应用需求的 收集、d r m 系统结构模型、d r m 权利表达语言、d r m 互操作性、信任系统的建立、d r m 的法律与社会问题、d r m 在流媒体及电子书系统中的应用等：有关的团体来自国际 化标准组织，d r m 技术供应商，出版行业、图书馆行业、音乐与电影行业、计算机 行业协会，读者自发群体，以及其他d r m 兴趣研究团体等。作为即将深刻影响二十 一世纪数字化未来的一项关键技术，d r m 受到了高度关注。以d r m 或d i g i t a lr i g h t s m a n a g e m e n t 为关键词在g o o g l e 上搜索，可以发现外文网页十分丰富，以英文为主， 也有德、法、日等文种，许多都是关于技术体制与权利表达语言、人文与法律需求 r 第一章引言 细节等等的讨论。然而，由于d r m 自身涉及的层面较多，需求复杂，对于d r m 系统 结构及权利语言等关键方面并未达成一致的标准，基本上没有一个统一的、可互操 作的技术框架1 。在权利表达语言这个d r m 关键领域，存在着x r m l 与o d r l 两大标 准之争。而在流媒体、网页、电子出版等d r m 应用领域，也是百花齐放，存在着多 种不同的应用方案与技术路线，目前都没有实现d r m “互操作性 的要求。 1 国际主要d r m 相关组织及其活动u 2 1 ( 一) o a s i s 。o a s i s ( o r g a n i z a ti o n f o r t h ea d v a n c e m e n to fs t r u c t u r e d i n f o r m a t i o ns t a n d a r d s ，结构化信息标准发展组织) 是一个非盈利的国际性组织， 它致力于推动电子商务标准的开发、汇总和采纳。o a s i s 举办的c o v e rp a g e s 和 x m l o r g 是x m l 及w e bs e r v i c e s 技术领域公认最有影响的两个信息门户。其中c o v e r p a g e s 网站d r m 页( h t t p ：x m l c o v e r p a g e s o r g d r m h t m l ) 汇集了当今最有影响的 d r m 资源链接，是d r m 研究中极为有用的知识导航库。 ( 二) m p e g 。活动图像专家组( m p e g ，t h em o v i n gp i c t u r ee x p e r t sg r o u p ) 是数 字视频领域的传统标准，至今仍占据主流地位。m p e g 正在进行的项目m p e g 一4 、 m p e g 一7 、m p e g 一2 1 都包含了知识资产管理与保护( i p m pi n t e l l e c t u a lp r o p e r t y m a n a g e m e n ta n dp r o t e c t i o n ) 方面的内容。m p e g 每年召开三次会议，对包括d r m 数 据字典及权利语言在内的各种问题进行讨论。与o a s i s 一样，m p e g 采纳了 c o n t e n t g u a r d 公司的x r m l 标准，m p e g - 2 1 也是基于x r m l 的u 引。 ( 三) w 3 c 。w 3 c ( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，万维网集团) 以领导w e b 技术革新 的作为自己的使命。自1 9 9 4 年成立以来，w 3 c 共开发出5 0 多份有关w e b 的技术规 范，其中包括h t m l ，x h t m l ，c s s ，x f o r m s l 0 ，x m l i ，0 ，d o m ，r d f 元数据框架， x m l 签名，x m l 加密及p 3 p i 0 等技术规范，多数都己被业晁采用，成为工业标准。 2 0 0 1 年元月2 2 2 3 日w 3 c 组织就d r m 在w e b 上的应用问题举办了专题研讨会，会 议地点在法国。会议共收到4 l 份表明各自立场的论文。在短短的两天时间内，会 议分别就社会与法律需求、出版商需求、体系与框架、标准与互操作性、对d r m 的 反对意见、安全与信任、多媒体与移动应用等多个专题进行研讨。与会者向会议提 交的论文及最后形成的总结报告，是d r n i 领域较早的权威性资源。 ( 四) o d r l 。o d r l ( o p e nd i g i t a lr i g h t sl a n g u a g e ，开放式数字权利语言) 由一 个自愿联合论坛o d r li n i t i a t i v e 来组织与开发。其中起关键作用的是澳大利亚i p r s y s t e m s 公司及其首席科学家r e n a t ol a n n e ll a 。 ( 五) x r m l 。x r m l ( e x t e n s i b l er i g h t sm a r k u pl a n g u a g e ) 由美国c o n t e n t g u a r d 公司开发。x r m l 起源较早，且技术方案十分详尽，自称是最先进、最成熟的权利语 一 口o ( 六) a c m 。2 0 0 2 年1 1 月及2 0 0 3 年1 0 月，a c m ( a s s o c i a t i o nf o rc o m p u t i n g 9 青岛大学硕士学位论文 m a c h i n e r y ，美国计算机协会) 先后举办了两届d r m 研讨会，并出版了论文集。 另外还有o e b f ，d o i ，i n d e c s ，o n i x 等机构。 与国外相比，我国国内d r m 研究与应用均较为落后，国内关于d r m 较深入的技 术性探讨是相当缺乏的。但近几年来，对d r m 的研也渐渐发展起来。 2 国内主要d r m 相关组织及其活动n 鲫 ( 一) 方正a p a b i 电子书系统。 方正是国内最早也是最主要的d r m 技术提供商。方正a p a b i 系统最早亮相于2 0 0 0 年“第八届国际图书博览会”其五个字母各代表a u t h o r 、p u b l i s h i n gh o u s e 、a r t e r y 、 b u y e r 、i n t e r n e t 。2 0 0 1 年4 月2 6 日北大方正隆重推出方正a p a b i 网络出版( e b o o k ) 系列解决方案。截至2 0 0 2 年9 月份，己经有4 0 0 家出版商( 包括一部分书商) ，多 家网站，采用a p a b i 方案开展网络出版( e b o o k ) 业务。2 0 0 3 年，方正阿帕比数字 版权保护系统2 0 ( a p a b id r m ) 获当年信息产业重大技术发明奖。 ( 二) 移动应用。 中国通信标准化协会无线通信技术工作委员会第二工作组于2 0 0 3 年1 0 月召开 第二次会议，完成了通信行业标准“移动数字版权管理( d r m ) 技术规范”征求意见 稿。 ( 三) 流媒体应用开发。 北京易控微网科技有限公司于2 0 0 3 年4 月推出了一个基于微软w i n d o w s m e d i a p l a y e r 及其w m d r m 的流媒体版权保护解决方案，称为e c o n t n e td r m 。“中华 在线”称在全国首家推出d r m 流媒体网络直播加密系统及d r m 网络培训学习系统。 该系统同样是基于微软w i n d o w sm e d i a p l a y e r 及其w m d r m ，能对w m v 、w m a 格式的多 媒体课件进行加密认证。 ( 四) 电子文档应用开发。 b y t e w a t c h 信保科技集团开发的产品称为b w d r m ，有b w - d r mf o ro f f i c e 和 b w d r mf o rp d f 两个产品系列，能够在公司内部加强对机密文件的控制。中科院华 建集团也注意到了d r m 的发展及应用前景，自称致力于数字权限管理( d r m ) 的研究， 并在此基础上提出了网络出版的整体解决方案。 ( 五) 跨国公司介入国内d r m 市场。 德国威博系统股份公司是全球领先的软件保护及软件销售方案供应商，提供软 硬件结合的产品方案和高强度的加密保护，包括w l b u - k e y 、s m a r t s h e l t e r 及 s e c u r i k e y 等。w l b u 还是最新d r m 数字版权保护系统( c o d e m e t e r ) 标准持有者。w l b u 在美国西雅图，中国上海都设立了代表处，并积极在中国及亚太地区推销其安全类 产品。 ( 六) 在图书馆领域的应用。 l o 第一章引言 进入2 0 0 3 年后，d r m 及e b o o k 技术在图书馆的应用越来越受重视，数字图书馆 的读者数量急剧增长，读者从数字图书馆借阅e b o o k 数量也增长很快。在2 0 0 1 年 时，只有方正电子和美国的n e t l i b r a r y ，推广基于d r m 技术的数字图书系统，把有 版权保护的e b o o k 应用到图书馆。而从2 0 0 2 年底开始，更多的e b o o kd r m 技术及 服务提供商，推出了针对图书馆的产品，例如a d o b e 、o v e r d r i v e 、l i b w i s e 等等。 1 4 本文研究的内容和意义 针对目前i p t v 中流媒体节目数据量大，传输实时性要求高以及内容的不安全问 题，本文提出了一种新的d r m 模型选择性d r m 系统。全文以设计和实现选择性d r m 系统为最终目标，建立了选择性d r m 的系统构架，并对选择性d r m 怎样进行数据选 择，数据加密，密钥管理，授权验证，播放等进行了详细研究，最后给出了实现结 果。 全文分为五章，具体安排如下： 第一章介绍了i p t