（计算机应用技术专业论文）宽带多媒体增值业务运营平台中的drm研究与应用.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 摘要 随着社会信息化的发展，越来越多的人融入到了信息化的潮流当中。而正是 流媒体技术改变了网络多媒体信息的传播方式，数字媒体应用蓬勃发展，目前已 广泛应用于视频点播( v o d ) 、电视直播( i p t v ) 、视频会议( d e 0c o n f e r e n c i n g ) 、 现场直播、远程教学等领域。但随之而来的是数字媒体内容的非法拷贝和传输给 数字媒体内容的所有者和出版者带来了巨大的经济损失。因此为网络上的数字媒 体内容提供有效的数字版权管理变得异常迫切。 本文在运用流媒体技术开发宽带多媒体增值业务运营平台的同时，对该平台 提出了数字版权管理( d 蹦) 的要求，并着重介绍了d r m 的基本原理和实现过 程。本文主要做了以下几个方面的工作： 在深入分析现有多媒体运营平台的基础上，研究制定了宽带多媒体增值 业务运营平台的功能需求分析和框架设计。确立平台的整体技术构成，开发实现 了多媒体增值业务运营平台的基础平台，实现用户管理、v o d 点播系统、视频直 播系统等。 深入了解数字版权管理的国内外现状，把握数字版权管理的工作流程和 基本框架的基础上，明确了宽带多媒体增值业务运营平台d r m 模块的组成部分。 设计了一个适合多媒体数据文件保护d r m 框架，这一框架具备较高的安 全性、灵活性以及可扩展性。 ， 在把握d r m 基本框架和工作流程的基础上，运用w i n d o w sm e d i ar i g h t s m a n a g e m e n ts d k ( w m r m ) 开发了具有多媒体文件加密的内容服务器，开发了 一个具有较强交互性和灵活性的d r m 许可证分发系统，可以灵活的控制受保护 的多媒体文件。 最后，由于加密技术是d r m 技术的核心，为此对视频加密技术进行了进 步学习和研究。在理解视频加密技术的基础上着重学习开发了基于d c t 系数 视频加密算法和基于h u f f m a n 编码的视频加密算法。 浙江大学硕士学位论文摘要 本文开发的d r m 系统月 匕e , 1 4 k e i 好的控制多媒体文件的使用权限，可以为多媒体 内容提供有效的数字版权管理，是宽带多媒体增值业务运营平台的重要组成部 分。 关键词：流媒体技术，多媒体增值，d r m ，w i n d o w sm e d i ar i g h t sm a n a g e m e n t ， 加密技术，d c t ，h u f f m a nc o d i n g 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t hs o c i a li n f o r r n a t i o n i z a t i o nd e v e l o p m e n tm o r ea n dm o r ep e o p l ei n t e g r a t e dt h e i n f o r m a t i o n i z a t i o nt r e n d s t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g yc h a n g e dt h et r a n s m i s s i o n m e t h o do fn e t w o r km u l t i m e d i ad a t a ，a n dn o wi ti sv e r yp o p u l a ru s e di nv o d ，i p t v v i d e oc o n f e r e n c i n g ，n e t w o r kl i v i n gb r o a d c a s ta n de - l e a r n i n gt o d a y w h a ti sf o l l o w i n g w a st h ed i g i t a lm e d i ac o n t e n ti l l e g a lc o p ya n dt h et r a n s m i s s i o nh a sb r o u g h tt h eh u g e e c o n o m i cl o s sf o rt h ed i 西t a lm e d i ac o n t e n to w n e ra n dt h ep u b l i s h e r s op r o v i d e st h e e f f e c t i v ed i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n tf o rt h ed i g i t a lm e d i ac o n t e n ti nt h ei n t e m e t b e c o m e se x c e p t i o n a l l yu r g e n t t h i sp a p e rd i s c u sh o w t ou s es t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g yt od e v e l o pw i d eb a n d m u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c eo p e r a t i o np l a t f o r m t h e s ep l a t f o r m sp r o p o s e dt h e d 垮t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ( d r m ) r e q u e s t ，a n dm a i n l yd i s c u s st h ed r mb a s i c p r i n c i p l ea n dp r o c e s so fr e a l i z a t i o n t h i sp a p e rh a sm a i n l yd i s c u s s e dt h ef o l l o w i n g s e v e r a la s p e c t so fw o r k s ： 1 i nt h eb a s eo fa n a l y s i se x i s t i n gm u l t i m e d i ao p e r a t i o np l a t f o r m ，h a sf o r m u l a t e d f u n c t i o nd e m a n da n a l y s i sa n dt h ef r a m e w o r ko ft h ew i d eb a n dm u l t i m e d i av a l u e - a d d e d s e r v i c eo p e r a t i o np l a t f o r m w eh a v ee s t a b l i s h e dt h ea r c h i t e c t u r eo ft h ep l a t f o r m t h e w i d eb a n dm u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c eo p e r a t i o np l a t f o r mu s em o d u l a t i o na n d e x p a n d a b l ea s t h eb a s i cg u i d ep r i n c i p l e ，m a yv e r ye a s yi n t e g r a t et h i sp l a t f o r m u n c e a s i n g l yt ot h en e we m e r g e n c e sm u l t i m e d i av a l u e - a d d e ds e r v i c e ，t oa d a p tt h ef a s t d e v e l o p m e n ti n t e r a c ti n f o r m a t i o ns o c i e t y 2 i nt h ef o u n d a t i o no fg r a s p st h ew i d eb a n dm u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c e o p e r a t i o np l a t f o r mf r a m e w o r ka n dt h e f u n c t i o nd e m a n d ，w eh a v er e a l i z e dt h e m u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c eo p e r a t i o np l a t f o r m sf o u n d a t i o np l a t f o r m ，r e a l i z e dt h e u s e rm a n a g e m e n t ，t h ev o ds e l e c t i o na n db r o a d c a s ts y s t e m ，t h ev i d e ol i v eb r o a d c a s t s y s t e ma n d s oo n 3 i n q u i r ei n t ot h ed i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t sd o m e s t i ca n df o r e i g np r e s e n t s i t u a t i o n s ，g r a s pt h ew o r kf l o wa n dt h ef r a m e w o r ko ft h ed i g i t a lr i 班t sm a n a g e m e n t ， 1 1 1 浙江大学硕士学位论文 k n o w nc l e a ra b o u tt h ew i d e b a n dm u l t i m e d i av a l u e - a d d e ds e r v i c eo p e r a t i o np l a t f o r m d r mm o d u l ec o n s t i t u e n t c a r r i e do nt h ed e v e l o p m e n tu s i n gw i n d o w sm e d i am g h t s m a n a g e m e n ts d k ( w m r m ) t or e a l i z ed r mm o d u l e s 4 f i n a l l y , b e c a u s et h ee n c r y p t i o nt e c h n o l o g yi st h em o s ti m p o r t a n tp a r to fd r m t e c h n o l o g y , f o rt h i sr e a s o nw ec a r r i e do nt o f u r t h e rs t u d yt h ev i d e oe n c r y p t i o n t e c h n o l o g y w i t ht h eu n d e r s t a n d i n gt h e v i d e oe n c r y p t i o nt e c h n o l o g y w eh a v e d e v e l o p e dv i d e oe n c r y p t i o na l g o r i t h mb a s e d 0 1 1t h ed c tc o e f f i c i e n ta n dv i d e o e n e r y p t i o na l g o r i t h mb a s e do nt h eh u f f m a nc o d e t h i sp a p e rh a sd e v e l o p e dad r ms y s t e mw h i c hc a nt a k eg o o dc o n t r o lo ft h e a c c e s st om u l t i m e d i af i l e sa n d c a np r o v i d ea ne f f e c t i v ed i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t t h i s d r ms y s t e mi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n t so fs t u d ya n da p p l i c a t i o no fd r mi n b r o a d b a n dm u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c ep l a t f o r m k e yw o r d s ：s t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g y ，m u l t i m e d i av a l u e a d d e d ，d r m ，w i n d o w s m e d i ar i g h t sm a n a g e m e n t ， e n e r y p t i o nt e c h n o l o g y ，d c t ，h u f f m a nc o d i n g 浙江大学硕士学位论文 图目录 图目录 图2 1d r m 工作流程图7 图2 2 流式传输基本原理1 1 图2 3d r m 系统方案结构1 9 图2 4w m r m 系统流程图2 1 图3 1 宽带多媒体增值业务运营平台框架结构示意图一2 8 图3 2 多媒体增值业务运营平台用户注册界面3 0 图3 3 用户注册流程图3 1 图3 4 用户管理界面一3 2 图3 5 管理员管理界面3 2 图3 6 v o d 点播系统逻辑结构图3 4 图3 7 直播系统结构图3 6 图3 8 直播系统的流程图3 8 图4 1 多媒体增值业务运营平台逻辑图3 9 图4 2d r m 解决方案原理图4 3 图4 3 打包和许可证分发流程图4 6 图4 4 打包文件流程图4 9 图4 5 加密后的文件结构5 0 图4 6 内容打包者和许可分发者如何共享信息图5 5 图4 7 许可证发放流程图5 7 图4 8 打包单个文件5 9 图4 9 打包成功画面6 0 图4 1 0 播放打包文件时用户认证和扣费策略6 l 图4 儿成功获得许可证6 2 图4 1 2 成功播放画面6 3 图4 13 批量打包整个目录下的文件6 4 图4 1 4 批量打包成功后的画面6 4 图5 1d r m 系统消息流图6 8 图5 2 ( a ) 内容服务器的组成( b ) 内容加密的内部结构6 9 图5 3 和编码过程相结合的加密算法示意图7 1 图5 4 加密在编码过程中位置7 2 图5 5d c t 系数置乱7 3 图5 6 服务器端统计d c t 系数7 5 图5 7 客户端统计d c t 系数7 5 图5 8 ( a ) d c 编码的原始h u f f m a n 编码树。7 7 图5 9h u f f m a n 编码器的寻址方式7 7 i i i 浙江大学硕士学位论文 表目录 表目录 表3 1 用户表：包括所有的用户。3 2 表3 2 权限表：区分不同用户的权限。3 3 表3 3 - 管理员表：不同业务的管理员有不同的权限3 3 表4 1 打包主要参数表4 8 表4 2 文件头部常用属性表一5 2 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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸姿盘鲎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。 学位论文作者签名：芬秉未气墨签字日期：弘口彩年6 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姿态鲎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。本人授权逝姿态堂可 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：孛祆京彳墨导师签名：锄肛 签字日期：沙口年占月- 7 日 签字目期： 加心p 年占月 日 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题的研究背景 第一章绪论 信息时代的到来使得整个社会发生了翻天覆地的变化，越来越萎 了信息化的潮流当中。人们娱乐项目的多样化，使得各式各样的娱另 络时代的出现和发展使越来越多的人融入到信息社会中来。随着宽带网络的迅速 发展，从网上下载电子书、音乐、电影、图片和软件等数字多媒体内容已经是一 件司空见惯的事情。由于数字化媒体内容很容易被复制、修改和传播，网上传播 的数字媒体存在大量的盗版和侵权问题。最终用户有意或无意地对有价信息进行 任意的复制和传播严重侵害了知识产权所有者和出版者的利益，给相关权利人造 成巨大的经济损失，挫伤他们知识创造和使用互联网扩展业务的积极性，妨碍信 息文化的交流的传播。这种传统的网上下载方式无法实现对这些数字多媒体内容 的版权保护，尤其是离线版权保护，这就决定了必须有另一种独特的技术，来加 强保护这些数字化媒体内容的版权，该技术就是数字版权管理技术d r m ( d i g i t a l r i g h t sm a n a g e m e n t ) 。通过数字版权管理，数字媒体内容的相关权利人可以保护自 己的内容并控制分发，内容提供商可通过为每个数字媒体文件创建许可证来管理 有关的权限。许可证注册过程也为这些公司提供了许多重要的客户信息，此类信 息有助于内容提供商更了解自己的客户，从而确保向用户不断提供各种各样最高 质量的数字化媒体内容。 宽带多媒体增值业务运营平台是基于i p 宽带承载网络，以计算机或机顶盒等 数字化设备为终端，通过聚合内容提供商或服务提供商的各种流媒体服务内容和 增值应用，为用户提供多种形式数字媒体节目的服务。而支撑该业务的核心是认 证和计费子平台，为了达到有效的认证和准确的计费，同时考虑到网上传播的数 字媒体存在大量的盗版和侵权问题，为了保护媒体创造者和出版单位的利益，为 了让内容提供商能够更好的管理他们所发布的数字媒体资源，我们在宽带多媒体 浙江大学硕士学位论文第一章绪论 增值业务运营平台中加入了数字版权管理模块。 数字版权管理技术自产生以来，得到了工业界和学术界的普遍关注，被视为 是数字媒体内容交易和传播的关键技术口。国际上许多著名的计算机公司和研究 机构纷纷推出了各自的产品和系统，如m i c r o s o f tw m r m ，i n t e r t r u s td i g i b o x 和 r i g h t sls y s t e m ，i b me m m s ，r e a ln e t w o r k sh e l i xd r m ，a d o b ec o n t e n ts e r v e r ， 瑞士g e n e v a 大学的h e p ，荷兰t w e n t e 大学的s u m m e r 等。m i c r o s o f t 的w i n d o w s x p 操作系统、o f f i c ex p 等系列软件中也使用了d r m 技术。 1 2 课题的研究意义 随着社会信息化进程的不断深入，任何的社会活动都离不开信息的参与，信 息的重要性表现在任何一个社会生产领域。同时，随着社会的进步，人们对美满 生活的追求已不仅仅停留在物质生活领域，精神世界的生活同样扮演着重要角 色。流媒体如今成为满足广大人民对美满生活尤其是精神生活需要的主要渠道， 因此把保护流媒体数字内容的安全也就是保护网络安全的重要组成部分。同样的 保护流媒体文件的安全性也就必须保护流媒体内容的保密性，防止非法用户点播 流媒体节目；保护流媒体内容的完整性使得流媒体数字内容不被恶意的破坏；保 护可用性使得合法用户能正确点播流媒体节目，因此还需要增加访问控制不可抵 赖性等控制条件，有效的保护流媒体数字内容。数字版权保护技术就是一个典型 的解决方案，这是一个比较新的课题引起了i t 界、商界和法律界的大量关注， 同时很多大公司都在对此进行研究并推出相关产品，然而中国此技术的研究就相 对较少。而且对于流媒体的发展前景很多i t 界的精英人物持乐观态度，预言流 媒体将成为未来互联网应用的主流，并将推动互联网整体架构的革新。因此结合 两者技术进行研究是十分必须而且紧迫的。 宽带多媒体增值业务运营平台正是这样一种既满足广大人民对美满生活尤 其是精神生活需要又关注数字媒体传播安全，将两者技术相结合的平台。在该平 台中，主要有：远程教学、网上直播、网上影院、视频会议、远程招聘、交互电 视等。每一种业务都可以根据不同的内容提供商、服务商、运营商及用户群来对 2 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 市场进行细分。如远程教学业务是通过现场直播、视频点播、视讯会议、信息浏 览相结合的形式，实现的一种跨越时间和空间限制的全新教学服务。远程教学业 务可以分为由高校教师提供给校内学生的网上教学服务；高校提供内容面向社会 的远程讲座或培训；或政府部门组织内容面向农村用户提供的新农村建设业务指 导等等。 对于宽带运营商来说，绝不仅仅局限于基本的视频广播、点播业务，而是提 供一种多重业务捆绑( m u l t i p l ep l a y ) 的新业务形式。多媒体增值服务是利用数 字媒体技术，通过宽带网络为社会提供文化、教育、娱乐和生活服务的一种新形 式。电视、广播、影院、会议、大型活动、教育等资源已逐渐通过宽带多媒体增 值服务这个平台向广大宽带网络用户辐射；政府、高校、娱乐机构等也通过这个 平台传递自己的内容信息。 在宽带多媒体增值业务运营平台中针对流媒体的数字版权管理系统中作所 采用的技术包括：网络传输协议，媒体压缩协议，加密安全协议，用户身份认证 协议等。这些协议基本采用现有的且可证安全的应用协议，或者在现有协议上进 行修改扩展使得更能适用于商业模型的协议。同时在研究现有的协议及算法的基 础上，针对m p e g 4 ，本人对媒体视频加密方面进行了深入研究，并开发实现了 基于d c t 变换和基于h u f f m a n 编码的视频加密算法。针对流媒体的数字版权 管理的技术的研究和开发有一定的应用价值、经济价值及研究价值。 1 3 论文的结构 本文采用如下组织方式： 第1 章主要讲述论文主题的背景和该论文研究的意义。阐述宽带多媒体增值 业务运营平台及d r m 对信息社会的重要作用和应用前景。 第2 章主要讲述d r m 的相关知识，主要从d r m 的含义、工作流程、商业 模式三个方面加以介绍。同时介绍了流媒体d r m 的技术方案分析。 第3 章从一个系统的角度来分析宽带多媒体增值业务运营平台的主要功能和 浙江大学硕士学位论文第一章绪论 各个模块的分析设计。 第4 章从一个技术的角度详细地阐述了如何宽带多媒体增值业务运营平台的 d r m 模块。在详细分析了d r m 框架结构的前提下，就d r m 每个功能模块提出 解决思路和实现方法。 第5 章主要针对w i l l d o w $ m e d i ad r m 源码不开放而无法深入研究的现状， 自己通过其他途径继续学习研究d r m 关键技术加密技术的叙述。 第6 章主要指出本文的不足之处及可以改进的地方。 4 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r a m 技术综述 第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 2 1d r m 介绍 2 1 1d r m 的含义 d r m ，英文全称d i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t 2 】【4 】【l l 】【1 3 】f 2 6 1 ，可以翻译为：数字版 权管理。由于数字化信息的特点决定了必须有一种独特的技术，来加强保护这些 数字化的音视频节目内容的版权，该技术就是数字版权管理技术d r m ( d i g i t a l r i g h t sm a n a g e m e n t ) 。 d r m 是保护多媒体内容免受未经授权播放和复制的一种方法。它为内容提 供者保护他们的私有音乐或其他数据免受非法复制和使用提供了一种手段。d r m 技术通过对数字内容进行加密和附加使用规则对数字内容进行保护，其中，使用 规则可以断定用户是否符合播放数字内容的条件。使用规则一般可以防止内容被 复制或者限制内容的播放次数。操作系统和多媒体d r m 中间件负责强制实行这 些规则。 数字版权管理( d r m ) 技术对数字媒体内容的保护贯穿数字内容从产生到分 发、从销售到使用的整个内容流通过程，涉及整个数字内容价值链，是整个网络 出版、发行等产业的核心技术。 d r m 的应用范围越来越广泛。现在的研究已经涉及到很多方面，包括不同平 台除了传统的个人电脑和专用播放器外，还有手持设备，智能家电不同传播途径， 除了传统的c d 、d v d 还包括宽带广播组播等。 目前，市场上已经存在众多的d r m 解决方案，尽管他们侧重有所不同，但 大部分d r m 解决方案都是基于密码学技术和数字水印技术相结合的技术。 2 1 2d r m 的过程 d r m 技术的工作原理【2 3 】【2 q 是，首先建立数字节目授权中心，编码压缩后的 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 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 l d 和节目授权中心的u r l 。用户在点播时，根据节目头部的k e y l d 和u r l 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 ( u n l 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 的验证或授权也无法播放，从而严密地保护了节目的版权。 密钥一般有两把，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。 毫无疑问，加密技术在开发电子商务系统中正起着重要的防盗版作用。比如， 在互联网上传输音乐或视频节目等内容，这些内容很容易被拷贝复制。为了避免 这些风险，节目内容在互联网上传输过程中一般都要经过加密保护。也就是说， 收到加密的数字节目的人必须有一把密钥( k e y ) 才能打开数字节目并播放收看。 因此，传送密钥的工作必须紧跟在加密节目传输之后。 对内容提供商而言，必须意识到传送密钥工作的重要性，要严防密钥在传送 时被窃取。互联网上的黑客总是喜欢钻这些漏洞。因此需要一种安全的严密的方 式传送密钥，以保证全面实现安全保护机制。综上所述，d r m 的总体工作流程 如下： 6 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 图2 1d r m 工作流程图 图中，内容提供商提供媒体文件，并将文件打包加密，然后内容分发商将已 加密文件通过互联网、c d ，e m a i l 等途径分发给用户，用户得到文件后点击播放， 向许可证服务器申请证书。证书发放商收到请求后，核对用户身份，并发放证书 给用户，用户得到证书，则可播放文件。 本文将在后续章节中陆续详细介绍打包、许可证服务器建立、许可证分发等 过程。 2 1 3d r m 的商业应用 d r m 有着很强的自定义特性和灵活应用的特性它可以根据用户的不同需 7 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 要提供不同复杂程度的数字版权服务它同样打开了现在和将来的很多创新的数 字媒体商业模式下面我们就介绍有关d r m 的商业应用模式【1 3 】【2 3 】： 订阅服务 例如，消费者可通过订阅下载数量不限的曲目并播放任意次，还可以将它们 传输到任何支持d r m 的设备。这些曲目都有许可证，而且这些许可证都有开始 日期和终止日期。当订阅费用所涵盖时间结束时，消费者只需连接到内容服务提 供商的网站并支付续订费用，许可证即自动刷新。否则，许可证即失效。 购买和下载单曲 与订阅模式相反，在此类应用中，消费者将按曲目来从内容服务提供商处购 买和下载受d r m 保护的曲目。目前，这种应用情况非常普遍，许多服务提供商 都使用d r m 来保护其内容。 租赁服务 现在，许多消费者通过租赁方式将i n t e r n e t 上的电影下载到他们的计算机。 这种商业模式之所以能够实现，一个最重要的原因是d r m 能够支持基于时间的 许可证。利用d r m 的此项功能，电影下载服务提供商可以在确保消费者按内容 所有者的要求使用内容的同时，创建符合消费者观看习惯的许可证。例如，消费 者所租赁的影片可能允许他们在3 0 天内的任意时间观看，或要求他们在开始播 放影片后的2 4 小时之内看完。 d r m 支持将租赁的内容传输到支持视频播放的便携设备，例如p o r t a b l e m e d i ac e n t e r 设备。 视频点播影片或按次计费影片 d r m 长期以来一直支持采用按次计费的方式在计算机上播放影片。d r m 现已将此功能扩展到了机顶盒，采用这种方式，除了可以在计算机上播放影片之 外，还可以通过有线电视网获取影片许可并观看影片。 实时d r m ：实时欣赏音乐会和体育赛事 利用d r m ，内容所有者可在i n t e r n e t 上实况转播新闻、摇滚音乐会或重大 体育赛事等( 其做法是实时提供受保护的数字媒体内容) ，而无需先对内容进行 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 批处理和保存。例如，唱片公司可让消费者自己定制音乐会一揽子方案，允许他 们从近期将要上演的音乐会中做出选择。消费者支付相关费用之后，即可在音乐 会上演之时通过i n t e r n e t 实时欣赏受保护的现场演出内容。 预览和购买内容 利用d r m ，零售网站可为消费者提供在购买歌曲前先进行试听的服务。例 如，消费者注册加入该服务之后，可下载任何一首歌曲并播放两次。当消费者试 图第三次欣赏该歌曲时，将直接进入零售商的网站，并从中了解到如何购买该歌 曲。在此类应用中，内容所有者能够在i n t c r n e t 上促销唱片、宣传歌手，同时还 能收到了降低营销费用、利用注册信息扩大邮件发送列表的效果。 为一个文件提供不同的许可证 利用d r m ，零售网站可让消费者在购买内容时选择所需的许可证。例如， 如果消费者支付很小的一笔费用，就可在一个月之内播放某一首歌曲。如果消费 者支付更高的费用，就可以永久播放这首歌曲并可以将它传输到便携设备。消费 者支付更高的费用之后，d r m 权限管理器( d r m 的许可证服务器) 将会向他们 颁发没有终止日期的许可证，允许用户在便携音频设备上播放该文件。 公司演示：保护机密材料 公司可以使用d r m 保护机密数字媒体资产( 如录制的公司演示) 。例如， 如果员工无法参加公司的会议，则可在会后观看录制的会议演示磁带。由于公司 不希望将此类信息泄露给竞争对手，因此可使用d r m 对这些流式内容进行保护。 如果员工选择从他们的计算机观看该会议演示，将先为此内容发放一个一次性的 许可证而且不提供任何提示。之后，再采用流媒体方式播放视频内容。 远程教育 大学可使用d r m 将老师讲课和课堂讨论等活动的视频录像保存起来，并进 行加密。这样，学生在获得了许可证之后就可以传输或下载这些内容。学生登录 后，其计算机就会收到一个许可证。大学可以将许可证作为考勤记录和收费依据。 9 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r a m 技术综述 2 。2 流媒体系统d r m 技术分析 流媒体技术是宽带网络为用户提供丰富的多媒体信息服务的主流技术，本文 开发研究的宽带多媒体增值监务运营平台正是流媒体技术和d r m 技术相结合的 平台。 2 2 1 流媒体原理 流媒体技术原理 所谓流媒体是指采用流式传输的方式在i n t e r n e t 播放的媒体格式，而流式传 输方式则是将整个a v 及3 d 等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩 包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。 流媒体技术的开发创意是从传统的t c p i p 协议对通过网络传送信息的控制 方法中得到的。当我们通过t c p i p 协议下载文件时，服务器会按照一定的次序 将文件分成若干个独立的数据包，然后依次发送患去。而客户端的程序会将这些 数据包重新组装起来，最终形成和原来完全一样的完整的文件。这时候，我们就 可以对这个文件进行任何可能的操作了。流技术则不然。流技术能够按照特定的 顺序将文件发送出去，丽播放程序贝可以边接收数据边播放他们。 流式传输的实现需要缓存。因为i n t e m e t 以包传输为基础进行断续的异步传 输，对个实时a v 源或存储的a v 文件，在传输中它们要被分解为许多包，由 于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不相同，所以到达客户端的时间延 迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能艨到。为此，使用缓存系统来弥补延迟 和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会 因为网络暂时搠塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓 存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，可以重新利用空出 的高速缓存空间来缓存后续迸未播放的内容。 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于t c p 需要较多的开销，所以不太 适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用h t i p t c p 来传输控制 1 0 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 信息，而用r t p u d p 来传输实时声音数据。 流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，w e b 浏览器与 w e b 服务器之间使用h t t p t c p 交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原 始信息中检索出来；然后客户机上的w e b 浏览器启动wh e l p e r 程序，使用h r r p 从w | e b 服务器检索相关参数对h e l p e r 程序初始化。这些参数可能包括目录信息、 a v 数据的编码类型或与a v 检索相关的服务器地址。 a vh e l p e r 程序及a v 服务器运行实时流控制协议( r t s p ) ，以交换a 传 输所需的控制信息。与c d 播放机或v c r s 所提供的功能相似，r t s p 提供了操纵 播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。a v 服务器使用r t p u d p 协议 将a v 数据传输给，v 客户程序( 一般可认为客户程序等同于h e l p e r 程序) ，一 旦州数据抵达客户端，a v 客户程序即可播放输出。 需要说明的是，在流式传输中，使用r t p u d p 和r t s p t c p 两种不同的通 信协议与a v 服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于 运行a v h e l p e r 程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务 器和播放器，其基本原理如下图所示。 图2 2 流式传输基本原理 流媒体实现的关键技术一流式传输 流式传输的定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体( 如视频、音频等) 的技术总称。其特定含义为通过i n t e r n e t 将影视节目传送到p c 机。 1 、流式传输的方式 实现流式传输有两种方法：顺序流式传输( p r o g r e s s i v es t r e a m i n g ) 和实时流 1 1 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 式传输( r e a lt i m es t r e a m i n g ) 。 1 ) 、顺序流式传输( p r o g r e s s i v es t r e a m i n g ) 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可在线观看媒体，在给 定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序 流式传输不象实时流式传输在传输期闻根据用户连接的速度做调整。由于标准的 h 1 r p 服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作 h t t p 流式传输。顺序流式传输比较适合菇质量的短片段，如片头、片尾和广告， 由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播放的最终质 量。这意味着用户在观看翦，必须经历延迟，对较慢的连接尤其如此。 顺序流式文件是放在标准h t t p 或f t p 服务器上，易于管理，基本上与防 火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访闻要求的视频，如：讲座、演 说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。 2 ) 、实时流式传输( r e a l t i m es t r e a m i n g ) 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可 快进或詹退以观看前面或后面的内容。理论主，实时流一经播放就可不停止，但 实际上，可能发生暂停。 实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象 质量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频 质量很差。如欲保证视频质量，顺序流式传输也许更好。实时流式传输需要特定 服务器，如q u i c k t i m es t r e a m i n gs e r v e r 、r e a ls e r v e r 与w i n d o w sm e d i as e r v e r 。 这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因焉系统设置、管理比标准 h t t p 服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议，如：r t s p ( r e a lt i m e s t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) 或m m s ( m i c r o s o f lm e d i as e r v e r ) 。这些协议在有防火墙时有时 会出现问题，导致用户不能看到些地点的实时内容。 2 、流式传输的原理 1 ) 流式传输的实现途径与过程 首先，多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输，这是因为酱翦的嬲络 1 2 浙江大学硕士学位论文第二章综述数字版权管理d r m 技术综述 带宽对多媒体巨大的数据流量来说还显得远远不够。预处理主要包括两方面：一 是降低质量；二是采用先进高效的压缩算法。 其次，流式传输的实现需要缓存。这起因为i n t e r n e t 是以包传输为基础进行 断续的异步传输。数据在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的， 各个包选择的路出可熊不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等。为此，使 用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数 据能连续输出，藤不会嚣霹络暂时拥塞使播放出现停顿。 再次，流式传输的实现需要合适的传输协议。w w w 技术是以h t t p 协议为 基础的，露珏引潆又建立在t c p 携议基础之上。由手t c p 需要较多的开销，故 不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用h t t p t c p 来传输 控制信息，丽用r t p u d p 来传输实时声音数据。 2 ) 、支持流媒体传输的网络协议 a 、实时传输协议r t p 与r t c p r t p ：实时传输协议( r e a l - - t i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) 一种用于i n t e r n e t 上针 对多媒体数据流的一种传输协议。 r t c p ：实时传输控制协议( r e a l - - t i m et r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) 和r t p 一起 提供流量控制和拥塞控制服务。 r t p 是用于i n t e m c t 上针对多媒体数据流的一种传输协议。r t p 被定义为在 一对一或一对多的传输情况下工作，其露的是提供时间信