CN101322383A - 用于确定文件的对等体网络来源站的方法和对等体网络 - Google Patents

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Abstract

给在受控对等网络中可供进行传播的文件配备由大量子水印组成的水印。在下载时通过将从多个源站获得的文件部分组合在一起而产生可明确分配给目标站的新水印。通过将关于所传递的子水印的信息存储在网络服务器处，可以针对每一个文件重构该文件所来自的网络站。

Description

用于确定文件的对等体网络来源站的方法和对等体网络
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在对等体网络中确定文件的来源站的方法以及一种根据权利要求17的前序部分所述的对等体网络。
在当今网络(例如互联网)中的信息交换大多根据客户端服务器原理来实现。这意味着，一个计算机或者构成服务器的一组计算机提供信息。需要这些信息的其它网络节点或者计算机则从服务器调用所述信息。
这种方法的缺点在于：传播信息的负担仅仅落在服务器上。服务器必须应答针对具体信息自身的所有询问，并且将信息发送到提出询问的相应客户端。如果某一信息是新的，且因此在短时间内由非常多的客户端调用，则这尤其是不利的。针对软件的更新就是这种信息的实例，例如针对操作系统的更新。就这种信息而言必要的是提供特别能负荷的服务器，所述服务器能够承受询问的载荷。这样的服务器是昂贵的。但是如果对信息的询问的数量在短时间内减少，则服务器将不再满负荷工作。对这种高效服务器系统的投资因此在短时间后是多余的。
避免上述缺点的替代方案是对等体网络(Peer-Netzwerk)。这是由权利平等的站所构成的网络。这种对等体网络的实例是当今常见的对等网络(Peer-to-Peer-Netzwerk)。这种对等体网络一般是逻辑网络，其中通常较大网络(例如互联网)的一部分站联合成所述逻辑网络。
对等体网络的最重要特性是每一个站同时可以是服务器和客户端。这意味着，每一个站均可调用信息并且也可提供信息。如果现在要提供新的信息，例如软件更新，则在对等体网络中每一个站均会自动地提供已经存储在该站上的一部分软件更新用于对等体网络的其它站的下载。
一般还需要服务器，该服务器至少在开始时将信息(例如软件更新)提供给对等体网络。但现在信息传播的主要负荷不再处于该服务器，而是处于对等体网络的节点处。这些对等体节点一般是网络用户的计算机。这些计算机在根据其配置可能的程度上由于信息分布而承受负担。这就意味着，对于这些计算机的用户而言额外负荷一般是不被察觉的，因此这种负荷分布仅坚持更好地充分利用现有资源。
也可以将对等体网络用于传播多媒体内容。这种多媒体内容例如可以是音乐或者视频。在此，在受控的对等体网络中确保，传播内容的权利持有人根据传播得到报酬。在此并不希望将在对等体网络中所得到的内容传播到对等体网络之外。但如果发生这样的情况，例如在另一不受控制的对等体网络中，则不再能够确定如此进一步传播的文件的来源。
本发明所基于的任务在于，说明确定对等体网络的文件的来源的可能性。
该任务通过根据权利要求1所述的一种用于确定文件的对等体网络来源站的方法以及通过根据权利要求17所述的对等体网络加以解决。
在本方法的情况下执行如下步骤：
-用对于对等体网络的站唯一的水印对在该对等体网络中的文件进行标记，所述水印由若干子水印组成；
-将第一水印的从文件中所确定的第一水印与这些唯一性水印进行比较；
-根据比较结果确定对等体网络来源站。
因此确定文件自身中所包含的水印，用以确定该文件的来源站。此外将该水印与允许推断出来源站的唯一性水印进行比较。根据比较结果可以得出文件是否来源于对等体网络的站。
所谓水印(Wasserzeichen)在数字环境中是引入在任一文件中或者文件的一部分中的附加信息。在为此用来显示给人类用户的多媒体文件内容的情况下，这种附加信息可以或多或少是可见的。因此存在明显可见的水印，例如制造商的图标。但也有对于人类观察者或听众无法察觉的水印。例如可以以如下方式实现此类水印：在未经编码的内容的情况下在每一字节处分别使用最低位用来引入附加信息、也就是水印。人类观察者无法看见或者听见最低位的变化。
这里水印指的是在对等体网络中被引入到文件内的全部附加信息。子水印是可以从文件的一小部分中提出的信息。例如，子水印可以包括少量字节。这意味着，把在文件的几个字节长的块中所包含的该附加信息理解为子水印。
在本发明的一种有益扩展方案和改进方案中，存储关于在对等体网络中所传输的文件部分的信息，其中所述信息至少由在所传输的文件部分中的水印组成。
在对等体网络中通常以部分的形式传输文件。因此所述部分的组合重新得到完整的文件。因此所传输的文件部分也包括所传输的完整文件。
因此除了在对等体网络中传输文件或者文件部分之外，还存储关于所传输的部分的信息。由此可以在对等体网络中进行的所有传输时谋求对子水印的传输。由此可以在对等体网络的每一个站处重构每一个文件的水印。
所存储的信息在此至少由分别所传输的文件部分中的子水印组成。这意味着，例如存储水印自身，也就是以水印形式引入到文件中的附加水印信息。可替代地，也可以存储水印的标志。例如可以使用通过顺序号所识别的各种水印。在这种情况下存储子水印的顺序号就足够了。
在本发明的一种有益扩展方案和改进方案中，将关于所传输的部分的信息传送给存储站。存储站是位于对等体网络之内或之外的站，该站存储关于在对等体网络中所传输的文件部分的信息。存储站可以是为此目的而安装的服务器，但也可以是例如对等体网络的站。通过集中存储信息，可以减小滥用风险，且可以实现对数据的持续访问。
在此有利地从源站或者目标站将信息传输到存储站。从两个站传输这些信息，这是特别有利的。如果目标站以及源站均将信息发送到存储站，则一方面提高误差安全性，另一方面减小在目标站ZS侧的滥用风险。
在一种有益的替代方案中，在对等体网络中以分散的方式存储信息。由此可以将因存储信息而产生的耗费分摊到对等体网络的站上。由此更好地利用对等体网络的资源，减小存储的耗费。
为了标记对等体网络中的文件，有利地执行以下步骤：
-在对等体网络中提供至少两个文件版本，所述至少两个文件版本分别具有至少一个由多个子水印组成的水印，其中所述版本的水印是不同的，
-在将至少一个文件部分在对等体网络中从源站传输到目标站时，接受从源站到目标站的文件部分中的水印。
也即在第一步骤中，在对等体网络中提供至少两个文件版本。所提供的版本在此包含不同的水印。这就意味着：至少一部分子水印互不相同，但理想情况下大量子水印甚至所有水印均互不相同。
现在如果在对等体网络中如此所提供的文件的部分从源站被传输到目标站，则位于文件部分中的子水印被接受，并且因此也存在于目标站上的文件部分之中。
通常在对等体网络中传输文件时从多个源站获取该文件。由于在对等体网络中具有不同水印的多个文件版本可供使用，所以在传输到目标站时所述水印被混合，因为不同版本的相应子水印与相应的文件部分一并被传输。由此产生具有新水印的文件版本。如果文件中子水印的数量足够大，则在新目标站处因此产生的每个新水印具有唯一性，并且可以用来识别和确定该目标站。
在本发明的一种有益改进方案中，通过以下方式来生成文件版本：产生每一个文件的两个副本，并且给其配备不同的水印。然后在对等体网络中的至少一个节点处提供所生成的版本。在此情况下也可能的是，对等体网络中的两个或者多个供应站原则上负责提供新文件的版本。
可替代地，也可以提供没有水印的文件用以提供版本。现在如果传输尚不包含水印的文件部分，则自动给所述部分添加由一个、两个或多个子水印组成的水印。这种替代方案的优点在于：自动地生成多个不同的版本，且在此产生的负荷再次位于对等体网络的网络节点处。
在本发明的另一有益扩展方案和改进方案中，确定是否仅由一个源站传输文件的至少一大部分并且在这种情况下在目标站处新确定该文件的至少该大部分中的子水印。在此可以改变子水印，也就是说，新子水印与所传输的子水印存在关联。可替代地，也可以独立于所传输的子水印来确定所述新子水印，例如通过随机选择。
由此有利地避免：当从少量源站或者在最差情况下仅从一个源站传输文件时，将没有改变或者仅微小改变的该文件的水印传递给目标站。由此再次维持通过水印识别的唯一性。
在本发明的一种有益改进方案中，为了提供版本，在对等体网络中仅提供一个文件版本。于是自动地仅从一个或者几个源实现该文件的第一传输，且所传输的文件包含新的子水印。由此有利地自动生成该文件的多个不同的版本。
优选地在这种方法中将很大数量的子水印用于水印。由此即使在对等体网络节点和从而文本版本数量极大的情况下，也保证水印的唯一性。
可能的是，所有子水印具有相同的尺寸(Umfang)。由此便于处理和分析。
可替代地也可能的是，子水印具有不同的尺寸。这具有以下优点：使通过故意从文件中移除水印的滥用变得困难。
子水印优选地可以至少部分重叠。这意味着，至少在文件的某些字节中引入多个水印。这具有以下优点：提高水印的安全性，且不易移除。
优选地以分组的形式将文件部分从源站传输到目标站，使得完整地传输文件部分中的至少一个子水印或者所有子水印。由此保证即使在从源站到目标站的传输之后，子水印也能保持可识别性。
为此优选地如此选择分组的大小以及子水印的尺寸，使得分组大小为子水印尺寸的公共整数倍。分组大小在此也可以等于子水印的尺寸。
对等体网络由多个网络站构成，所述网络站既可作为源站，也可作为目标站工作用来至少传输文件的部分。网络站被构造，用以标记和向存储站传输信息。
以下将根据在附图中所示的实施例对本发明的其它细节和优点进行详细解释。在此：
图1示出对等体网络，其包括三个源站、目标站和存储站。
在本实施例中表明如何为文件确定：所述文件来源于对等体网络PN中的哪个站。为此原则上需要对在对等体网络中所传播的文件进行标记。此外还必须以预防性的方式进行标记。如果对文件的来源进行搜索，则在该时刻无法再进行标记。此外还需要具有关于在对等体网络PN中所传播的文件中的标记的知识。在本实施例中将所述知识存储在中央存储装置之中。
图1示出如何在示范性的对等体网络PN中用水印进行标记。在本实例中对所有所传播的文件进行标记。可替代地也可以仅仅对确定的文件进行标记，例如视频文件。于是当然也可以仅仅为所述确定的文件确定来源。
示范性的对等体网络PN包含四个对等体网络节点，在该实例中其中三个作为源站QS1...3工作，一个作为目标站ZS工作。如在对等体网络中通常的那样，这里也可能的是，每一个站都作为源站或者目标站工作。
目标站现在想要从对等体网络PN获取文件。在对等体网络PN中以具有3个不同的水印W1...3的三种不同的版本提供所述文件。这些水印至少位于源站QS1...3上的部分之中。
现在以数据传输U的方式将文件部分从源站QS1...3传输到目标站ZS。源站QS1...3在此自身已存储有不同的文件部分。
这些不同的部分包含不同的水印W1...3。水印W1...3在此由子水印组成，所述子水印这里用不同的数字表示。在本实施例中，这种子水印分别延续文件的1KB。因此在传输U时分别以分别具有完整子水印的1KB大小的块来传输文件。
由于从不同的源站QS1...3的传输U，在目标站处产生新的水印WZ，该水印由源站QS1...3处的水印W1...3的不同子水印得出。
与传输U同时地将信息I从源站QS1...3传输到存储站S。在替代实施可能性中，也可以从目标站ZS或者附加地从目标站ZS向存储站S传输信息I。信息I包含在传输U中所传输的子水印以及关于子水印在文件中的位置的相应信息。由此存储站S能够在将完整的文件传输到目标站ZS之后说明在那里所产生的水印WZ。
在替代实施可能性中，信息I仅仅被存储在相应的源站QS1...3中。如果需要信息I用以识别，则从对等体网络PN的站调用在该情况下以分散方式所存储的信息I。在另一替代方案中，目标站ZS在获得完整的文件之后将信息I发送给存储站S，其中信息I在这种情况下包含完整的新水印WZ。也可以将上述替代方案组合。如果目标站ZS以及源站QS1...3均将关于所传输的文件的信息I发送给存储站S，则一方面提高误差安全性，另一方面减小在目标站ZS侧的滥用风险。
在此以下述方式存储或者传输子水印，即在替代方案中对水印自身、也即通过水印被引入文件中的附加信息进行存储或者传输。可替代地，也可以传输或者存储水印的标志，例如这里可以存储在对等体网络PN中所使用的水印的顺序号。
现在如果在对等体网络PN之外传播文件，则可以通过将文件的水印WZ与存储站S的信息相比较来确定该文件来自于哪一个源站。
在此情况下可能的是，例如由于在向目标站ZS或者向存储站S的传输U中的错误而不能由存储站S正确地对子水印的一部分进行重构。但可以通过大量的子水印来保证对于水印存在这种大量可能性，即甚至可以将水印与存储站S中所存储的信息I的相似性当成等同性。根据本实例，大小为500MB的胶片包含500000个子水印。利用仅仅十个不同的子水印，为本示例性文件生成105000000个不同的水印WZ、W1...W3。
如果目标站ZS仅找到一个或者几个源站QS1...3来传输文件，则可能的是，水印WZ在传输U时仅有无关紧要的变化。例如，如果从第二源站QS2将整个文件传输到目标站ZS，则在那里产生与在第二源站QS2处相同的水印WZ，这将会阻碍根据水印对站进行唯一性识别。在这种情况下，目标站ZS自动地将所传输的子水印替换成新的、例如随机选择的子水印。由此还可保证，可以将在对等体网络PN中存在的文件的水印WZ、W1...3唯一地分配给相应的站。可替代地，在这种情况下存储站也可以提供新的子水印。
在一种实施可能性中，以提供文件版本的方式在对等体网络PN中提供文件。当在对等体网络中传播该版本时，开始时自动地从一个或者几个源站QS1...3进行下载。这导致自动地给文件配备新的子水印，由此在对等体网络PN中形成多个不同的版本。
在该实施例中展示了十个不同的子水印。可以使用更多数量的不同子水印，以便有更大的安全性使在对等体网络PN的传输U之外恶意更改子水印更加困难。也可以以不同的方式将这些子水印编码到文件的数据中。
也可以选择不同大小的子水印。此外也可以重叠使用所述子水印。在此合理地是以分组的形式传输文件，所述分组的大小是子水印尺寸的适当整数倍。在十和十五字节长度的子水印的情况下，可以以30字节长度或者3000字节长度的分组来传输文件。在此还合理的是，在文件中如此布置子水印，使得所述子水印始终完整地位于分组之内，例如通过对齐分组边界的方式。
可以通过激励方法来激励对等体网络PN的相应源站QS1...3或者目标站ZS，将关于所传输的文件部分的信息I传送给存储站S。

Claims (17)

1.用于确定文件的对等体网络来源站的方法，其中执行以下步骤：
-在对等体网络(PN)中用对于对等体网络(PN)的站(QS1...3，ZS)而言唯一的水印(WZ，W1...3)来标记文件，其中所述水印由多个子水印组成；
-将从文件中所确定的第一水印(WZ，W1...3)与所述唯一的水印(WZ，W1...3)进行比较；
-根据比较结果确定对等体网络来源站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中存储关于在对等体网络(PN)中所传输的文件部分的信息(I)，其中所述信息(I)至少由所传输的文件部分中的子水印组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中为了存储信息(I)，将所述信息(I)传输给对等体网络(PN)中的存储站(S)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中通过源站(QS1...3)以及/或者目标站(ZS)传输信息(I)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中在对等体网络中以分散的方式存储信息。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中为了对文件进行标记，执行以下步骤：
-在对等体网络(PN)中提供至少两个文件版本，所述文件版本分别配备有至少一个由多个子水印组成的水印(WZ，W1...3)，其中所述版本的水印(WZ，W1...3)是不同的；
-在将第二文件的至少一部分在对等体网络(PN)中从源站(QS1...3)传输到目标站(ZS)时，将第二文件的部分中的子水印从源站(QS1...3)转移到目标站(ZS)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中为了提供所述版本，生成文件的至少两个副本，给所述副本配备不同的水印(WZ，W1...3)，并且在对等体网络(PN)中来提供。
8.根据权利要求6所述的方法，其中为了提供所述版本，提供不具有唯一水印(WZ，W1...3)的文件，并且在将文件的至少一部分从源站(QS1...3)传输(U)到目标站(ZS)时将至少一个子水印添加给所述部分。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中确定：是否仅从一个源站(QS1...3)传输(U)文件的至少一大部分，在这种情况下在目标站(ZS)处确定文件的至少该大部分中的子水印。
10.根据权利要求9所述的方法，其中为了提供所述版本，提供文件的一个版本。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中使用大量的子水印。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所有子水印具有相同尺寸。
13.根据权利要求1～11中任一项所述的方法，其中子水印具有不同的尺寸。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中子水印至少部分重叠。
15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中以分组的形式将文件部分从源站(QS1...3)传输(U)到目标站(ZS)，使得完整地传输该文件部分中的至少一个子水印或者所有子水印。
16.根据权利要求15所述的方法，其中选择子水印尺寸的公共整数倍作为分组的大小。
17.具有多个网络站的对等体网络(PN)，所述网络站可作为源站(QS1...3)和作为目标站(ZS)工作来至少传输(U)文件的部分，并且在此按照上述权利要求之一来标记、比较和确定对等体网络来源站。
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