CN101169953A - 一种对mp3内容进行加密的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对MP3文件数据格式的加密算法。本发明提供一种针对MP3文件音频帧的加密方法，从而实现对MP3文件数据的DRM保护。本发明仅对帧进行加密，而不改变其他附加文件信息以及相关的说明信息。加密后的MP3文件，依旧可以被支持的播放器识别，在用户有合法欣赏权限的情况下，可以实现一边解密一边播放。进一步的，仅对帧中的有效音频数据进行加密，不破坏帧结构以及帧的识别标识，独立于各承载协议，既可应用下载播放方式的内容保护，也可以适用于点播等方式的保护。

Description

一种对MP3内容进行加密的方法

技术领域

本发明涉及对MP3文件数据格式的加密算法，特别涉及DRM(数字版权管理，DigitalRight Management)在MP3文件中的运用。

背景技术

DRM是对数字内容进行加密，通过一定授权控制数字内容的使用权限。使用规则是授权中心将数字内容的使用权限、规则及相关信息等，以一定的格式，封装成DRM信息，嵌入到需要保护的数字内容中，用户在使用数字内容时，相应载体设备(如播放器)会先解析DRM信息，判断用户是否具备相应操作权限，从而达到数字版权保护的目的。

MP3是种MPEG音轨的压缩法，可以在“不失真”的状况下，将wav压缩到原来大小的1/12，若是失真压缩，则可以达到更高的压缩比。随着电子行业的发展，MP3已经成为了一种大众化的媒体格式，几乎所有播放器，都支持MP3格式的文件播放。从而，对MP3文件进行加密，进行DRM处理，对播放权限进行合法可控操作，将十分有助于数字产品知识产权保护更广泛推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种针对MP3文件音频帧的加密方法，从而实现对MP3文件数据的DRM保护。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种对MP3内容进行加密的方法，包括以下步骤：

a、解析MP3文件的起始数据是否为附加说明信息ID3V2，如是，进入步骤b；如否，进入步骤c；

b、计算附加说明信息ID3V2占用的数据长度，判断第一个帧的起始位置，进入步骤c；

c、MP3文件的起始数据为帧，读取第一个帧，如该帧为固定位率，进入步骤d；如该帧为可变位率，进入步骤e；

d、在第一个帧之前，紧邻第一个帧插入DRM信息，进入步骤f；

e、在第一个帧之后，紧邻第一个帧插入DRM信息，进入步骤f；

f、加密DRM信息之后的帧；

g、加密MP3文件结束。

进一步的，步骤f具体为加密DRM信息之后的帧中的有效数据；所述有效数据为帧中的音频数据。

本发明的有益效果是，本发明仅对帧进行加密，而不改变其他附加文件信息以及相关的说明信息。加密后的MP3文件，依旧可以被支持的播放器识别，在用户有合法欣赏权限的情况下，可以实现一边解密一边播放。进一步的，仅对帧中的有效音频数据进行加密，不破坏帧结构以及帧的识别标识，独立于各承载协议，既可应用下载播放方式的内容保护，也可以适用于点播等方式的保护。

以下结合附图和具体例子对本发明作详细地描述。

附图说明

图1MP3文件结构；

图2本发明流程。

具体实施方式

对于MP3解码器而言，是以帧(frame)为单位，对音频数据进行解码播放。因此，本文提出一种基于帧的加密方法。

MP3文件大体分为三部分：ID3V2、frame、ID3V1，其中需要注意的是：ID3V2是可选内容，并非每个MP3文件都存在ID3V2。MP3文件结构如表1所示：

ID3V2	包含了作者，作曲，专辑等信息，长度不固定，扩展了ID3V1的信息量。
		frame...frame	一系列的frame，个数由文件大小和frame长决定每个frame的长度可能不固定，也可能固定，由位率决定每个frame又分为帧头、数据实体两部分frame头记录着MP3的位率，采样率，版本等信息，每个frame之间相互独立。
ID3V1	包含了作者，作曲，专辑等信息，长度为128BYTE。

表1

通过对MP3文件结构的研究分析，由于每个frame固定播放时间为26毫秒，可以通过计算，灵活对文件进行部分加密，如仅对单个MP3文件的精彩部分加密，从而有利于各增值业务的推广以及诱导消费。

对于MP3的frame，一般是由4字节的frame头信息、2字节CRC校验位(可选)、32字节说明信息(仅对标准MP3文件而言)、以及音频数据几部分组成。

4字节frame头，记录了很多有助与解码器解码的信息，如frame长度、位率、频率、声道模式、版本等信息。frame头结构具体排列以及标识如表2：

表2

MP3文件的frame的长度与位率和频率有关，计算公式为：

frame长度＝(144*位率)/频率+frame长度调整

所以，要统计MP3文件的播放长度，需要得到4字节的frame头信息，要得到完整的MP3文件信息则需要得到frame前38个字节，所以在加密过程中为了能使播放器准确显示该MP3文件的相关信息，就不对frame前38个字节进行加密。

MP3文件，一般分为两种，即CBR(固定位率：Constant Bitrate)和VBR(可变位率：Variable Bitrate)。VBR文件与CBR文件相比仅第一个frame的结构不同。VBR第一个frame不包含声音数据，其有意义的标识长度为156字节，根据具体文件，此frame长度是可变的，只要不小于156字节即可。这156字节，主要用于存放标准的声音帧头(4字节)、VBR文件标识、帧数、文件字节数等信息。VBR的第一frame结构见表3：

表3

根据表3可看出，查找第一frame中是否含有“Xing”标识，即可判断MP3文件是CBR还是VBR。VBR文件的第一frame中包含有文件长度信息，为确保加密处理后的文件时间长度正确显示，又不增加原始文件的附加说明信息，需要在第一个有效frame之前插入DRM信息。本发明所述有效frame是指音频frame，由于VBR第一个frame不包含声音数据所以其不属于有效数据frame，不对VBR第一个frame进行加密。

本发明的实现主要分为以下4个部分：

1)对MP3文件进行分析，解析附加说明信息ID3V2；

2)解析MP3音频数据frame，根据第一个音频frame，判断文件是CBR还是VBR，确定DRM说明信息的存放位置；

3)按照frame结构以及实际应用情况，对数据帧进行加密处理；

4)不改变附加说明信息ID3V1。

如图2所示，描述的是基于frame的MP3文件加密流程。

首先，根据MP3文件的结构，判断是否存在ID3V2，如存在，根据ID3V2的数据组成格式，计算其占用长度。从而判断第一个frame的起始位置。

读取第一个frame信息，根据表3的结构，查找“Xing”标识，判断MP3文件是CBR还是VBR。为确保加密处理后的文件时间长度正确显示，又不增加原始文件的附加说明信息，需要在第一个有效数据frame之前插入DRM信息。因此，对于CBR，DRM信息存储在ID3V2之后，如没有ID3V2，则存放在文件的开始位置；对于VBR，DRM信息存放在第一个frame之后，第一个有效音频frame(第二个frame)之前。

为了相应播放器能够正确识别，对MP3音频数据frame加密，要求不更改frame头的数据和结构，仅对有效音频数据进行加密。按照MP3文件的frame结构，对于标准的MP3文件，每个frame，前4字节为frame头，第5、6个有可能为校验位，紧随其后的32字节为说明信息。因此，加密frame时，为尽可能不改变原始文件的附注信息，则不对frame的前38字节进行加密。

MP3文件的ID3V1，一般放在文件的末尾，固定长度为128字节，说明关于文件的作者、专辑、作曲等信息。加密frame时，需要确保这部分数据不被破坏。

以上方法适用于MP3格式的数据frame的加密处理。由于文件中插入了DRM信息，终端可以根据相应的规则进行解析，从而达到数字版权保护的最终目的。本方法已经经过试验验证，其优点在于文件格式可以被相应的播放器识别，同时独立于各传输承载协议，适合下载播放、实时点播等实际应用。

Claims (4)

1.一种对MP3内容进行加密的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、解析MP3文件的起始数据是否为附加说明信息ID3V2，如是，进入步骤b；如否，进入步骤c；

b、计算附加说明信息ID3V2占用的数据长度，判断第一个帧的起始位置，进入步骤c；

c、MP3文件的起始数据为帧，读取第一个帧，如该帧为固定位率，进入步骤d；如该帧为可变位率，进入步骤e；

d、在第一个帧之前，紧邻第一个帧插入DRM信息，进入步骤f；

e、在第一个帧之后，紧邻第一个帧插入DRM信息，进入步骤f；

f、加密DRM信息之后的帧，如文件存在ID3V1，不改变其数据；

g、加密MP3文件结束。

2.如权利要求1所述一种对MP3内容进行加密的方法，其特征在于，步骤f具体为加密DRM信息之后的帧中的有效数据；所述有效数据为帧中的音频数据。

3.如权利要求1或2所述一种对MP3内容进行加密的方法，其特征在于，步骤f具体为加密DRM信息之后的所有帧。

4.如权利要求1或2所述一种对MP3内容进行加密的方法，其特征在于，步骤f具体为加密DRM信息之后的部分帧。

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