[發(fā)明專利]數(shù)字指紋生成和跟蹤方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810047646.X
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN101276407A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;任延珍;彭敏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所
• 代理人: 馮衛(wèi)平;程祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)和叛逆者追蹤的數(shù)字指紋生成方法及相應(yīng)的跟蹤方法。

背景技術(shù)

近年來，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及以其為基礎(chǔ)的電子商務(wù)的廣泛應(yīng)用，使各類文字、圖片、影視等作品通過網(wǎng)絡(luò)的傳播范圍空前擴(kuò)大，為創(chuàng)作者和發(fā)行商帶來了新機(jī)遇。但同時(shí)，人們也很容易對(duì)以數(shù)字形式存在的產(chǎn)品進(jìn)行非法拷貝和分發(fā)。如何對(duì)數(shù)字化產(chǎn)品進(jìn)行版權(quán)保護(hù)已成為信息時(shí)代版權(quán)保護(hù)的核心問題之一。

數(shù)字指紋技術(shù)的核心思想是將受保護(hù)作品的每一份拷貝都用唯一的指紋進(jìn)行標(biāo)記，使得每份拷貝都與其他拷貝有細(xì)微的差別，保證每份拷貝都是唯一的。當(dāng)購買者購買作品時(shí)，作品發(fā)行者對(duì)其身份進(jìn)行認(rèn)證，然后將嵌有唯一指紋信息的拷貝對(duì)其出售，并將用戶身份和其所購買拷貝中的指紋一起存儲(chǔ)到銷售記錄中，因此每個(gè)合法用戶獲取的作品拷貝對(duì)應(yīng)唯一的指紋。當(dāng)某個(gè)用戶將所購買的作品公開、轉(zhuǎn)賣或轉(zhuǎn)送給其他人，指紋也將隨之拷貝。因此非法拷貝必定源于某個(gè)或某幾個(gè)合法拷貝且非法拷貝中將含有全部或者部分某合法拷貝的指紋。當(dāng)發(fā)行者發(fā)現(xiàn)了非法拷貝后，可以提取非法拷貝中的指紋，并采用指紋跟蹤算法追查從事作品再分發(fā)的用戶。數(shù)字指紋技術(shù)通過對(duì)盜版用戶的跟蹤來阻止用戶從事拷貝的非法再分發(fā)活動(dòng)，即使是把拷貝轉(zhuǎn)送與他人，發(fā)行者也能夠找出注冊的用戶，對(duì)其行為進(jìn)行起訴或制裁。因此，通過加大盜版用戶被追查到的風(fēng)險(xiǎn)，抑制非法拷貝的傳播。

數(shù)字指紋技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境和廣闊的應(yīng)用前景，它可以用于在線出版業(yè)方面，如電子圖書館的構(gòu)建。隨著數(shù)字電視和數(shù)字廣播的發(fā)展，可以應(yīng)用于DVB(digital?video?broadcast)、VOD(video?on?demand)等環(huán)境下的付費(fèi)(pay-per-view)數(shù)據(jù)的保護(hù)。

但是，盜版者通過多種攻擊策略來破壞數(shù)字指紋系統(tǒng)，其中包括穩(wěn)健性攻擊和合謀攻擊兩類。穩(wěn)健性攻擊，即通過對(duì)作品拷貝進(jìn)行各種處理來削弱或者刪除作品拷貝中指紋；合謀攻擊是由于同一數(shù)字作品的每份拷貝都不相同，帶來的問題是，多個(gè)用戶可以聯(lián)合他們的拷貝，比較拷貝中的不同之處，從而可以找出拷貝中的部分指紋標(biāo)記的位置，對(duì)這些位置上的標(biāo)記進(jìn)行修改，選擇其中的一種甚至創(chuàng)造新的標(biāo)記，制造出一份新的作品拷貝，將其分發(fā)，希望能夠逃避跟蹤。這一過程就稱為用戶合謀攻擊，是盜版用戶針對(duì)數(shù)字指紋系統(tǒng)的主要攻擊方式。對(duì)于這類攻擊，數(shù)字指紋技術(shù)主要通過在數(shù)字指紋編碼過程中使指紋具有抗合謀能力來對(duì)指紋加以保護(hù)。

數(shù)字指紋編碼技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)90年代開始受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，目前，有了一些指紋編碼技術(shù)，但是，現(xiàn)有的數(shù)字指紋編碼技術(shù)存在以下幾個(gè)重要問題，使得該技術(shù)無法得到普及和推廣應(yīng)用：

(1)完全依賴于指紋嵌入算法的魯棒性，少量誤碼會(huì)帶來大概率誤判

現(xiàn)有的指紋編碼算法基本上都基于文獻(xiàn)[1]的嵌入假設(shè)，即假定合謀用戶的指紋碼字可以準(zhǔn)確無誤的提取，并且無法修改其彼此相同的bit位。該假設(shè)沒有考慮穩(wěn)健性攻擊所帶來的指紋碼的誤碼問題。在實(shí)際的應(yīng)用中，用戶不僅能夠?qū)χ讣y碼信息進(jìn)行合謀攻擊，同時(shí)，也會(huì)有意或無意的對(duì)指紋嵌入層進(jìn)行穩(wěn)健性攻擊，如濾波、壓縮等處理，均有可能帶來指紋信息的誤碼。同時(shí)，媒體數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，也會(huì)由于網(wǎng)絡(luò)丟包帶來指紋碼的局部丟失和誤碼。現(xiàn)有指紋編碼算法在誤發(fā)的隨機(jī)錯(cuò)誤的情況下都會(huì)對(duì)使該算法出現(xiàn)高概率的誤判，同時(shí)，部分指紋碼的丟失則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)指紋碼跟蹤的失效。

(2)碼字過長，無法得到大范圍應(yīng)用

由于數(shù)字指紋碼字需要通過隱藏技術(shù)嵌入到數(shù)字作品中，同時(shí)要保證其隱蔽性，即用戶無法察覺指紋信息的存在。而數(shù)字作品的隱藏容量有限，超過一定的數(shù)據(jù)嵌入量，則會(huì)直接影響到數(shù)字作品的質(zhì)量，如降低電影圖像的質(zhì)量，降低音頻文件的播放質(zhì)量等。而現(xiàn)有的指紋編碼算法由于碼字過長，僅適用于大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)，如CD等固化數(shù)據(jù)內(nèi)容中，而在目前的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)業(yè)務(wù)、文本的數(shù)字作品保護(hù)等嵌入容量小的業(yè)務(wù)中無法得到實(shí)際的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提出一種具備抗合謀、抗誤碼的短碼字?jǐn)?shù)字指紋編碼和跟蹤算法，使得該指紋編碼算法能夠得以實(shí)際的應(yīng)用，推動(dòng)我國數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：采用三級(jí)級(jí)聯(lián)編碼方式構(gòu)建指紋碼字，即首先采用抗合謀碼作為內(nèi)碼構(gòu)建特征指紋碼，然后采用糾錯(cuò)碼作為外碼構(gòu)建單元指紋碼，最后串聯(lián)多個(gè)單元指紋碼構(gòu)建聯(lián)合指紋碼。