CN101794363A - 网络多媒体版权主动追踪与监视系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络多媒体版权主动追踪与监视系统，以数字指纹、拷贝检测技术为核心，紧密结合现有的DRM系统，构建了网络环境下多媒体非法拷贝的发现、追踪、认定和监视框架，实现了主动追踪机制、支持大容量用户的数字指纹生成与嵌入技术、拷贝检测技术、版权注册与认定技术。系统包括特征数据库，监视结果数据库，网络媒体数据库，数字指纹数据库，版权注册管理模块，数字版权管理模块，数字指纹检测模块，客户端模块，指纹证书管理模块，版权监视模块，拷贝检测模块，网络爬行模块，用户查询与显示接口。本发明针对多媒体数字版权中存在的以上问题，提供了一种网络多媒体版权主动追踪与监视系统，该系统实现了版权主动追踪机制，克服了传统数字指纹系统的被动缺陷。

Description

网络多媒体版权主动追踪与监视系统

技术领域

本发明属于计算机信息安全技术领域，具体涉及网络多媒体版权主动追踪与监视系统。

背景技术

随着多媒体技术和计算机网络的飞速发展，数字多媒体作品的存储、复制与传播变得非常方便快捷，大大推动了数字多媒体作品的在线销售与传播。但数字多媒体作品可以在无任何品质损伤的情况下被轻易拷贝和再分发的特性又使得互联网成为非法使用、传播有版权媒体内容的温床。随着P2P网络的迅速发展和DVD等大容量存储介质的普遍使用，盗版问题将更加严重。因此，如何保护网络多媒体的数字版权，并对非法散播的作品进行追踪与监视，已成为当前亟待解决的问题。

目前，广泛采用的数字版权管理(DRM)技术是以加密技术为基础，采用端到端的加密来保护数字媒体的版权。这种技术对加密数据在传输通道的保护比较有效，但存在重大缺陷，即存在模拟漏洞(Analogue Hole)。就是加密内容最终要被合法用户解密并在模拟环境下播放或浏览，在解密后，攻击者可以很方便地通过采用录制软件、刻录光驱、摄像机等将其拷贝下来，得到不受任何限制的拷贝文件，然后再散播在网络中，使之成为最严重的盗版源。而DRM对此无能为力。

而近几年出现的可信计算组织也试图解决这个问题，包括微软的下一代安全计算基础(NGSCB)和可信计算组织提出的方法。微软的新操作系统提出的PMP(Protected Media Path)和OPM(Output Protection Management)技术，通过对发送到多媒体相关设备(显卡、声卡、显示器等)的多媒体数据(模拟信号)进行加密，只有可信设备或软件才能够正常播放，而那些企图拷贝的非可信设备或软件无法解密和播放。但一些批评家认为可信计算确实能够起一定的作用，但与用户的损失比较起来，它的作用显然被过分地夸大了。显而易见，可信计算将计算机的控制权从用户手中转移到内容提供者的手中。这将严重削弱操作系统和应用程序的开放性、灵活性和易扩展性，而这些都已经证明是非常有价值的，也正是刺激计算机能够不断快速增长的关键因素。因此可信计算遭到包括软件开放联盟在内的许多组织的反对，同时立法也存在巨大障碍。

那么能否对非法散发者的身份进行确认，并对其进行惩戒，进而形成一种打击非法侵权的威慑力量，从而实现对解密后的多媒体内容提供进一步的保护呢？作为数字水印的一个分支，数字指纹技术就是解决这类问题的一种版权追踪技术。数字指纹的原理是销售商或发行商在其出售的数字作品拷贝中嵌入与购买者身份相关的唯一性信息(指纹)，当发现非法拷贝后，销售商通过检测嵌入的指纹可以识别出非法拷贝的原始购买者，进而通过法律诉讼和惩罚来达到保护版权所有者权益、对非法分发行为进行威慑的目的。尽管数字指纹系统提出来已经有一段时间了，但是存在一些不足，其中最主要的问题是：数字指纹系统是被动的，缺乏主动搜索机制。目前数字指纹系统首先需要得到可疑的非法拷贝作品，然后再提取里面的指纹信息，从而找到非法拷贝的泄露者。那么如何得到非法拷贝作品，数字指纹系统并没有相应的主动搜索检测机制，因此作用受限。

近年来出现的拷贝检测技术的目的就是主动在互联网络中搜索和检测同一作品的拷贝。其基本原理是提取原始作品的特征信息，作为该作品的唯一标识存放在数据库中；拷贝检测时，提取网络中拷贝的特征信息，并与数据库中的原始作品的特征信息进行比较，从而判断是否为该原始作品的拷贝。由于采用自身的特征作为标识，与以水印技术为基础的拷贝检测相比，具有更强的鲁棒性。但存在一些不足：大多数系统对抵抗几何失真(旋转、缩放、平移和局部裁剪等)方面重视不够，对这方面的攻击无能为力；此外在计算效率方面存在不足，大多特征提取方法计算复杂性较高，索引结构不能支持高效的特征信息检索，很难满足拷贝检测系统的在线实时查询要求。因此在抗几何攻击和计算效率方面均存在较大的研究空间。

通过查阅国内外相关资料我们发现，目前关于拷贝检测、数字指纹等方面的相关专利相对较少。在拷贝检测方面，国外相关的专利主要有：Kim等提出的“Method and apparatus for content-based image copy detection”(美国专利7167574)和“Efficient and robust algorithm for video sequencematching”(美国专利申请11/040569)专利，其中第一份专利文献给出一种基于顺序测度的图像拷贝检测算法，该算法将图像分成N×M块，计算每一块的平均亮度值得到N×M系数矩阵，然后对系数矩阵实施DCT变换，并提取低频系数计算顺序测度以生成签名，通过比较原始图像和检测图像的数字签名来判定两幅图像间是否存在拷贝关系。尽管该算法对类似噪声类信号失真具有较好的鲁棒性，但不能抵抗几何失真；第二份专利文献把前一份专利文献的顺序测度思想延伸到视频拷贝领域，构建具有较好空-时特性的数字签名，尽管该算法对颜色和亮度变化、视频格式转换等失真具有较好抵抗能力，但是几何失真问题仍没有被考虑。中国专利申请“视频拷贝检测的方法和装置”(申请号：200410059790.7)，该专利文献是Kim将前面两项美国专利重新组合后以日本精工爱普生株式会社名义在中国所作的专利申请。

在数字指纹方面，Schwenk等获得的“Method for embeddingmanipulation-secure digital fingerprints into electronic documents”(美国专利6636613)，该发明提出了一种基于几何阶系统的共谋安全指纹算法，该算法构建基于投影空间PG(d，q)的超平面的指纹，通过分析非法拷贝的指纹与用户指纹的超平面的线性关系以追踪共谋者。Yacobi等申请的“Collusion-resistant watermarking and fingerprinting”(美国专利号：7096364)提出了一种利用数字指纹进行数字版权管理的技术。该数字版权管理技术首先为每一用户分配一个唯一的检测密钥(指纹)，然后对多媒体进行分段处理，并为每一段生成对应的水印信号，将水印信号嵌入到对应的分段中，水印对所有用户都是一样的，因此嵌入水印后的多媒体作品不会泄露用户信息。如果用户篡改了产品中的水印标记，那么他自己的指纹就留在了该产品中，一旦非法传播，该用户将被抓获。该技术还提高了系统抗共谋攻击的能力，与常规抗共谋攻击方案相比，该方法能抵抗多好几倍的共谋者的合谋。He Shan和Wu Min等正在申请的“Method for fingerprintingmultimedia content”(美国专利申请号；11/326313)公布了一种抗共谋攻击的多媒体数字指纹系统。该发明中应用纠错码来构建指纹，然后将指纹扩频并分段置乱后嵌入多媒体数据当中。该系统的特点是结合指纹编码和嵌入来提高系统抗共谋攻击的能力，尤其对共谋者直接篡改嵌入多媒体的指纹的攻击有很好的安全性。此外，还利用了分组技术提高指纹检测的性能。

中国专利申请“利用新型准正交码生成技术的数字指纹设计与检测方法”(公开号为CN1585328)提出了一种新型的准正交码的指纹生成方法，这种新型的准正交编码具有良好的正交性和足以实用化的众多数量，并利用这种准正交编码设计了数字指纹编码库、数字指纹设计与检测方法。

通过对国内外相关领域的研究分析可以看出：①目前拷贝检测方面的专利都是提取一些简单的特征来做拷贝检测，虽然复杂度低，但是系统的辨识能力和抗失真都比较弱，另外，在支持高效检索的索引结构和抗几何失真鲁棒特征提取方面的专利还是空白；②虽然数字指纹方面的专利提出了一些抗共谋的算法，对小规模用户的应用可行，但实际应用中存在大规模用户的趋势，目前还没有针对实际大规模用户环境下的高抗共谋的指纹编码的专利，也没有针对指纹鲁棒性嵌入，特别是抗几何攻击的指纹嵌入方面的专利。③所有指纹系统方面的专利采用常规的被动追踪策略，即常规的指纹系统关注的是从送来检测的非法拷贝中追踪共谋者，而缺乏主动发现非法拷贝的机制。

发明内容

本发明针对多媒体数字版权中存在的以上问题，提供了一种网络多媒体版权主动追踪与监视系统，该系统实现了版权主动追踪机制，克服了传统数字指纹系统的被动缺陷。

本发明提供的网络多媒体版权主动追踪与监视系统，其特征在于：该系统包括特征数据库，监视结果数据库，网络媒体数据库，数字指纹数据库，版权注册管理模块，数字版权管理模块，数字指纹检测模块，客户端模块，指纹证书管理模块，版权监视模块，拷贝检测模块，网络爬行模块，用户查询与显示接口；

特征数据库用于存储数字作品ID以及经过版权注册管理模块处理以后得到的数字作品的特征码；

监视结果数据库用于存储版权监视结果，包括作品ID、非法使用该作品的用户ID以及监视时间；

网络媒体数据库用于存储从网络上爬行下来的数字作品信息；

数字指纹数据库用于存储用户ID以及对应的数字指纹；

版权注册管理模块用于向版权所有者提供版权注册服务，以服务器的形式部署在第三方权威机构；版权注册管理模块接收来自版权所有者的数字作品文件，然后从数字作品中提取特征码，并将提取得到的特征码存储到特征数据库，完成数字作品的注册；

数字版权管理模块用于接收版权所有者的加密密钥，对数字作品进行加密；数字版权管理模块还用于接收从客户端模块发来的数字指纹证书，并对数字指纹证书进行验证，验证通过以后向该客户端模块发送内容许可证，否则不发送；

数字指纹检测模块用于检测网络爬行模块或客户端模块提供的数字作品中的数字指纹，并与数字指纹数据库中的用户指纹进行相关性检测，追踪到传播该数字作品的非法用户；还用于将检测结果发送到版权监视模块；

各客户端均设置有客户端模块，客户端模块用于向指纹证书管理模块申请数字指纹证书；还用于发送数字指纹证书到数字版权管理模块，并获得内容许可证，解析内容许可证中的解密密钥，实现对数字内容的解密；客户端模块还向数字作品中嵌入数字指纹，动态扫描客户端数字作品，调用数字指纹检测模块对扫描到的数字作品进行检测；

指纹证书管理模块用于响应客户端模块的数字指纹证书申请请求，然后生成数字指纹证书并颁发给客户端模块；指纹证书管理模块以服务器的形式部署在第三方权威机构；

版权监视模块用于接收数字指纹检测模块发送过来的版权监视结果，并将监视结果保存到监视结果数据库；

拷贝检测模块用于提取网络爬行模块从互联网上爬行到数字作品的特征码，并利用特征码匹配算法找出该数字作品的拷贝；

网络爬行模块用于爬行互联网上的可疑数字作品，并得到数字作品的相关信息；还用于调用拷贝检测模块，一方面得到该作品的特征码，然后将数字作品信息以及特征码写入网络媒体数据库；另一方面判断该作品是否是已注册版权的数字作品的拷贝版本，如果是拷贝，则调用数字指纹检测模块对其进行指纹检测，如果不是拷贝，则不做处理；

用户查询与显示接口用于接收版权所有者对其已注册版权作品的查询请求，然后查询监视结果数据库，并将查询结果显示给版权所有者。

本发明以数字指纹、拷贝检测技术为核心，紧密结合现有的DRM系统，构建了网络环境下多媒体非法拷贝的发现、追踪、认定和监视框架，实现了网络多媒体版权主动追踪与监视平台系统，提供版权注册与认定、指纹生成及颁发、指纹嵌入与检测、非法拷贝主动搜索与检测、泄露者的身份追踪与认定、版权动态监视等服务。与一般版权追踪系统相比，本系统架构具有以下特点：①将拷贝检测技术与数字指纹技术相结合，具有主动追踪机制；②与现有的DRM紧密结合，支持加密内容通过超级网络(如P2P网络)进行高速分发和传播；③引入第三方权威机构作为版权注册和指纹颁发中心，可有效防范内容提供者与版权中心共谋实施对消费者不公平的交易。该系统可以独立运行，也与市场上已有的DRM系统兼容，已有的DRM系统只要在发送许可证之前增加指纹证书验证环节即可。④支持大容量用户的数字指纹生成与嵌入。

附图说明

图1是版权主动追踪与监视系统总体框图；

图2是数字作品版权注册流程图；

图3是客户端模块的体系结构图；

图4是拷贝检测模块的体系结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示为版权主动追踪与监视系统总体结构图，本系统包括特征数据库101，监视结果数据库102，网络媒体数据库103，数字指纹数据库104，版权注册管理模块200，数字版权管理模块300，数字指纹检测模块400，分别位于各客户端的客户端模块500，指纹证书管理模块600，版权监视模块700，拷贝检测模块800，网络爬行模块900，用户查询与显示接口1000。

特征数据库101用于存储数字作品ID以及经过版权注册管理模块200处理以后得到的数字作品的特征码。

监视结果数据库102用于存储版权监视结果，包括作品ID、非法使用该作品的用户ID以及监视时间。

网络媒体数据库103用于存储从网络上爬行下来的数字作品信息，该信息包括：数字作品ID、文件类型、文件名、物理路径、网站主机、URL链接、爬行时间、网站修改时间、特征码、可疑作品标识、检测标识和检测日期。

数字指纹数据库104用于存储用户ID以及对应的数字指纹。

为进一步说明，提供本发明实现的一个简单实例如下：

使用oracle9i数据库管理系统，根据职责的不同分别部署在两个服务器上：①版权中心服务器，存放以下数据：特征数据库101、监视结果数据库102和数字指纹数据库104。②网络爬行服务器，存放以下数据：网络媒体数据库103。其它模块访问数据库使用OCI数据库访问接口。

本发明所使用的内容许可证和数字指纹证书的格式遵循国际电信联盟(ITU-T)制定的X.509数字证书标准。X.509数字证书标准第三版规定证书包含以下信息：证书的版本信息、证书的序列号、证书所使用的签名算法、证书的发行机构名称、证书的有效期、证书所有人的名称、证书所有人的公开密钥、证书发行者对证书的签名以及扩展部分。每一种扩展部分包括三个域：类型、可否缺省、值。在数字证书的使用中，证书的发行机构持有自己的私钥KC_prv，公开自己的公钥KC_pub；证书所有人持有自己的私钥K_prv，也同时公开自己的公钥K_pub。在本发明中，第三方权威机构被认为是证书的发行机构，客户端被认为是证书所有人。

数字指纹证书遵循国际电信联盟(ITU-T)制定的X.509数字证书标准，其中数字指纹以密文的形式作为扩展部分存放在数字指纹证书中。

为进一步说明，提供本发明实现的一个简单实例如下：

使用的两种数字证书：内容许可证和数字指纹证书。证书的生成基于OpenSSL开源库，证书的格式遵循国际电信联盟(ITU-T)制定的X.509数字证书标准。其中数字指纹证书中的数字指纹采用非对称加密算法RSA进行加密，加密密钥为该数字指纹申请者的公钥K_pub，然后数字指纹以密文的形式作为扩展部分存放在证书中。

版权注册管理模块200负责接收来自版权所有者的数字作品文件，从数字作品文件中提取特征码，并将提取的特征码存储到特征数据库101，完成数字作品的注册。

如图2所示，版权注册管理模块200进行数字作品版权注册的流程如下：

(1)接收版权所有者提交的待注册的数字作品；

(2)从待注册的数字作品中提取特征V₀。提取特征可以采用基于SIFT特征点的特征提取算法，基于有序测度的特征提取算法等各种特征提取算法。

(3)使用哈希算法(如MD5算法)进行哈希运算，将特征信息映射成固定长度的哈希特征码。

(4)在特征数据库101中查询该特征码，如果能够查询到该特征码，即该作品已经注册，则拒绝版权注册，结束注册过程；否则将版权信息公布，进入步骤(5)；

(5)公布结束时判断版权是否存在版权争议，如果存在版权争议，则拒绝版权注册，结束注册过程，否则转入步骤(6)；

(6)利用第三方权威机构的私钥KC_prv对特征码进行签名，将签名以后的特征码保存在特征数据库101中。

为进一步说明，提供本发明实现的一个简单实例如下：

版权注册管理模块200部署在版权中心服务器，并以B/S的方式对外提供用户注册和版权注册服务。

(1)版权所有者注册版权时，通过浏览器连接到版权注册服务器，如果是首次登陆，需要先进行用户注册，然后再进行版权注册。进行用户注册时需要向服务器登记以下内容：用户姓名、身份证号码、联系方式、工作单位、家庭住址、邮政编码等信息。进行版权注册时，需要向服务器登记以下内容：作品名称、作品类型、最后修改时间、版权所有人姓名或单位名称、作品发布方式等信息，并上传数字作品到版权注册服务器。

(2)版权注册管理模块200用C++语言编程实现。其中特征提取算法采用基于SIFT特征点的特征提取技术。利用上述的特征提取算法，从上传的数字作品中提取特征V₀，然后使用MD5算法进行哈希运算，将特征码映射成固定长度的哈希特征码H₀。

(3)版权注册管理模块200通过OCI数据库访问接口访问特征数据库101，并查询该数字作品的特征码H₀，如果能够查到，即该作品已经注册，则拒绝版权注册，结束注册过程；否则将版权信息公布。版权公布结束时判断版权是否存在版权争议，如果存在争议，则拒绝版权注册，结束注册过程；否则利用版权中心的私钥KC_prv对特征码H₀进行签名，将签名以后的特征码保存在特征数据库101中，从而完成版权注册流程。

数字版权管理模块300用于接收版权所有者的加密密钥，对数字作品进行加密；还用于接收从客户端模块500发来的数字指纹证书，并对数字指纹证书进行验证，验证通过以后向该客户端模块500发送内容许可证，否则不发送。其实施过程如下：(1)数字版权管理模块300接收来自版权所有者的加密密钥E_pub，使用加密算法(如非对称加密算法RSA或数字加扰算法等)对数字作品进行加密，得到加密以后的数字作品104；(2)加密以后的作品104返还给版权所有者，版权所有者通过内容分发/销售网络分发到消费者的客户端模块500；(3)消费者使用作品之前，向数字版权管理模块300申请购买内容许可证。在购买内容许可证时，消费者通过客户端模块500发送客户端ID以及数字指纹证书到数字版权管理模块300；(4)数字版权管理模块300验证数字指纹证书的合法性，验证过程如下：首先检查数字指纹证书是否在其有效期之内，如果不在有效期之内，则验证失败；如果在有效期之内，则验证数字指纹密文。数字指纹密文的验证，首先利用哈希算法(如MD5)计算数字指纹密文的Hash序列，然后利用权威机构(如版权中心)的公钥KC_pub对证书中数字签名进行解密，从而得到数字签名的Hash序列，二者比较如果相同，则验证通过，发送内容许可证到客户端模块500；否则验证失败，不发送。

数字指纹检测模块400用于检测网络爬行模块900或客户端模块500提供的数字作品中的数字指纹，并与数字指纹数据库104中的用户指纹进行基于相关值的检测，从而追踪到传播该数字作品的非法用户；还用于将检测结果发送到版权监视模块700。其实施过程如下：(1)使用数字指纹提取算法(如基于扩频的指纹提取算法)提取给定数字作品文件中的数字指纹；(2)查询数字指纹数据库104得到所有用户的数字指纹；(3)计算提取的数字指纹与所有用户的数字指纹之间的相关值，将此相关值与事先给定的经验阈值进行比较，大于此阈值的数字指纹所对应的用户被认定为传播该数字作品的非法用户，记录非法用户ID。相关值的计算公式为：T＝<y，w(i)>/||w||，其中y为提取出来的数字指纹信号，w为每个用户的数字指纹信号，||w||为w的欧氏范数。(4)调用拷贝检测模块800得到给定数字作品对应的特征数据库101中的数字作品ID；(5)将数字作品ID、非法用户ID以及检测时间发送给版权监视模块700。

为进一步说明，提供本发明实现的一个简单实例如下：

(1)数字指纹的嵌入和提取均采用基于扩频的数字指纹嵌入提取算法，数字指纹嵌入在数字作品的离散余弦变换(DCT)系数中。提取数字指纹时，先对数字作品进行DCT变换，从中提取出DCT系数序列。

(2)通过OCI数据库访问接口查询数字指纹数据库104得到所有用户的数字指纹。

(3)计算提取出来的DCT系数序列与每个用户的数字指纹序列的归一化相关值TN_i(i＝1，...，n.其中n表示用户个数)。将相关值TN_i与事先给定的经验阈值T进行比较，大于T的数字指纹所对应的用户i被认定为传播该数字作品的非法用户，记录非法用户ID。

(4)调用拷贝检测模块800得到给定数字作品对应的特征数据库101中的数字作品ID；将数字作品ID、非法用户ID以及检测时间发送给版权监视模块700。从而完成数字指纹检测过程。

客户端模块500用于向指纹证书管理模块600申请数字指纹证书；还用于发送数字指纹证书到数字版权管理模块300，并获得内容许可证，然后解析内容许可证中的解密密钥，实现对数字内容的解密；还用于向数字作品中嵌入数字指纹；并用于动态扫描客户端的数字作品，然后调用数字指纹检测模块400对扫描到的数字作品进行指纹检测。

下面举例说明客户端模块500的一种优选的实施方式。如图3所示，客户端模块500包括内容许可证处理子模块501、指纹证书申请子模块502、数字证书解析子模块503、数字内容解密与数字指纹嵌入子模块504、用户浏览或观看接口505、客户端动态扫描子模块506。

内容许可证处理子模块501接收数字版权管理模块300发来的内容许可证，从内容许可证的公钥信息部分读取出解密密钥，并发送给数字内容解密与数字指纹嵌入子模块504。

指纹证书申请子模块502用于向指纹证书管理模块600发送数字指纹证书申请，申请中包含客户端ID以及客户端公钥密钥K_pub。指纹证书申请子模块502接收经指纹证书管理模块600处理通过的数字指纹证书，并将其发送给数字证书解析子模块503。

数字证书解析子模块503用于从数字指纹证书中得到数字指纹，并将其发送给数字内容解密与数字指纹嵌入子模块504。

数字证书解析子模块503的实施过程为：(1)读取数字指纹证书扩展部分，得到数字指纹密文和数字签名；(2)使用客户端的私钥K_prv解密数字指纹密文，从而得到数字指纹。

数字内容解密与数字指纹嵌入子模块504使用从内容许可证处理子模块501得到解密密钥，对数字内容进行解密，向数字内容中嵌入所接收到数字指纹，同时将嵌入数字指纹的数字作品发送给用户浏览或观看接口505。本发明可以采用基于扩频的指纹嵌入算法等数字指纹嵌入算法进行数字指纹嵌入。

用户浏览或观看接口505用于将嵌入数字指纹的作品通过程序窗口显示给用户浏览或观看。

合法消费者在内容播放过程中，可能利用录制软件、刻录光驱、摄像机等将内容拷贝下来，然后散布出去，可能在客户端群内传播，也可能在客户群外的网络传播；如果在客户端群内传播，客户端动态扫描子模块506通过动态扫描用户存储介质上的数字作品，得到数字作品列表。然后调用数字指纹检测模块400对数字作品列表中的作品进行指纹检测。对于客户端群外的网络，由网络爬行模块900进行处理；

指纹证书管理模块600用于响应客户端模块500的数字指纹证书申请请求，然后生成数字指纹证书，并颁发给客户端模块500。其具体实施过程如下：(1)利用数字指纹算法(如支持大容量用户的可追踪码(TA码)指纹算法等)生成数字指纹，并将数字指纹存储到数字指纹数据库104中；(2)根据提交申请的客户端ID，将数字指纹数据库104中对应ID的数字指纹分配给该客户端；(3)使用客户端的公钥K_pub加密数字指纹得到指纹密文(加密算法采用非对称加密，如RSA)，再利用哈希算法(如MD5算法)计算指纹密文的Hash序列，然后利用权威机构(如版权中心)的私钥KC_prv对Hash序列进行加密，从而得到数字签名；(4)将指纹密文以及数字签名合并，存放到证书的扩展域中，从而生成完整的数字指纹证书。

版权监视模块700用于接收数字指纹检测模块400发送过来的版权监视结果，并将版权监视结果存储到监视结果数据库102。版权监视结果包括作品ID、非法使用该作品的用户ID以及监视时间。

拷贝检测模块800用于提取由网络爬行模块900提供的数字作品的特征码；还利用特征码匹配算法找出数字作品对应的特征数据库101中的拷贝。如图4所示，拷贝检测模块800包含特征码提取子模块801和特征码匹配子模块802。特征码提取子模块801用于提取由网络爬行模块900提供的数字作品的特征码；特征码匹配子模块802用于建立索引结构，快速匹配特征码，从而找到给定数字作品的拷贝。其实施过程如下：(1)特征码提取子模块801通过调用特征提取算法，提取输入的数字作品的特征码。本发明可以采用基于SIFT特征点的特征提取算法，基于有序测度的特征提取算法，以及其他的特征提取算法；(2)特征码匹配子模块802用于对特征码数据库101中的特征码建立索引，并在索引中进行快速特征码匹配，如果找到匹配的特征码，则返回给定数字作品对应的已注册作品的ID；如果没有找到，则返回空。本发明可以采用倒排索引，基于KD树的索引等索引算法。

网络爬行模块900用于爬行互联网上的可疑数字作品，并得到数字作品的相关信息。还用于调用拷贝检测模块800，一方面得到该作品的特征码，然后将数字作品信息以及特征码写入网络媒体数据库103；另一方面判断该作品是否是已注册版权的数字作品的拷贝版本，如果是拷贝，则调用数字指纹检测模块400对其进行指纹检测；如果不是拷贝，则不做处理。其实施过程如下：(1)爬行互联网上存在可疑数字作品的站点，得到可疑作品。由于互联网络规模庞大，对所有节点进行穷尽搜索几乎是不能的事情，为了实现搜索的目的性和有效性，一方面根据网络站点影响力和从多种途径收集到非授权内容的可能散布站点，构建网络爬行列表；另一方面，根据爬行计算任务需要，构建基于分布式(如全分布式、半分布式)的爬行系统，以提升爬行器的计算性能。(2)在网络爬行过程中，获得所爬行数字作品的相关信息(如数字作品文件类型、文件名、物理路径、网站主机、URL链接、爬行时间、网站修改时间)；(3)调用拷贝检测模块800的特征码提取子模块801提取数字作品的特征码；(4)将数字作品信息以及提取出来的特征码写入网络媒体数据库103。(5)调用拷贝检测模块800的特征码匹配子模块802，得到当前数字作品对应的已注册的数字作品ID，判断返回的ID是否为空，如果不为空，调用数字指纹检测模块400对其进行指纹检测；如果为空，则不做处理。

用户查询与显示接口1000用于为版权所有者提供对其版权使用情况的查询，并将查询结果显示给版权所有者查看。其实施过程如下：(1)用户查询和显示接口800以网页的形式为版权所有者提供查询服务；(2)用户登陆网页以后，根据已登陆用户ID，用户查询与显示接口1000查询监视结果数据库102，返回其数字作品被非法用户使用列表。

Claims (3)

1.一种网络多媒体版权主动追踪与监视系统，其特征在于：该系统包括特征数据库(101)，监视结果数据库(102)，网络媒体数据库(103)，数字指纹数据库(104)，版权注册管理模块(200)，数字版权管理模块(300)，数字指纹检测模块(400)，客户端模块(500)，指纹证书管理模块(600)，版权监视模块(700)，拷贝检测模块(800)，网络爬行模块(900)，用户查询与显示接口(1000)；

特征数据库(101)用于存储数字作品ID以及经过版权注册管理模块(200)处理以后得到的数字作品的特征码；

监视结果数据库(102)用于存储版权监视结果，包括作品ID、非法使用该作品的用户ID以及监视时间；

网络媒体数据库(103)用于存储从网络上爬行下来的数字作品信息；

数字指纹数据库(104)用于存储用户ID以及对应的数字指纹；

版权注册管理模块(200)用于向版权所有者提供版权注册服务，以服务器的形式部署在第三方权威机构；版权注册管理模块(200)接收来自版权所有者的数字作品文件，然后从数字作品中提取特征码，并将提取得到的特征码存储到特征数据库(101)，完成数字作品的注册；

数字版权管理模块(300)用于接收版权所有者的加密密钥，对数字作品进行加密；数字版权管理模块(300)还用于接收从客户端模块(500)发来的数字指纹证书，并对数字指纹证书进行验证，验证通过以后向该客户端模块(500)发送内容许可证，否则不发送；

数字指纹检测模块(400)用于检测网络爬行模块(900)或客户端模块(500)提供的数字作品中的数字指纹，并与数字指纹数据库(104)中的用户指纹进行相关性检测，追踪到传播该数字作品的非法用户；还用于将检测结果发送到版权监视模块(700)；

各客户端均设置有客户端模块(500)，客户端模块(500)用于向指纹证书管理模块(600)申请数字指纹证书；还用于发送数字指纹证书到数字版权管理模块(300)，并获得内容许可证，解析内容许可证中的解密密钥，实现对数字内容的解密；客户端模块(500)向数字作品中嵌入数字指纹，动态扫描客户端数字作品，调用数字指纹检测模块(400)对扫描到的数字作品进行检测；

指纹证书管理模块(600)用于响应客户端模块(500)的数字指纹证书申请请求，然后生成并发送数字指纹证书并颁发给客户端模块(500)；指纹证书管理模块(600)以服务器的形式部署在第三方权威机构；

版权监视模块(700)用于接收数字指纹检测模块(400)发送过来的版权监视结果，并将监视结果保存到监视结果数据库(102)；

拷贝检测模块(800)用于提取网络爬行模块(900)从互联网上爬行到数字作品的特征码，并利用特征码匹配算法找出该数字作品的拷贝；

网络爬行模块(900)用于爬行互联网上的可疑数字作品，并得到数字作品的相关信息；还用于调用拷贝检测模块(800)，一方面得到该作品的特征码，然后将数字作品信息以及特征码写入网络媒体数据库(103)；另一方面判断该作品是否是已注册版权的数字作品的拷贝版本，如果是拷贝，则调用数字指纹检测模块(400)对其进行指纹检测，如果不是拷贝，则不做处理；

用户查询与显示接口(1000)用于接收版权所有者对其已注册版权作品的查询请求，然后查询监视结果数据库(102)，并将查询结果显示给版权所有者。

2.根据权利要求1所述的网络多媒体版权主动追踪与监视系统，其特征在于：客户端模块(500)包括内容许可证处理子模块(501)、指纹证书申请子模块(502)、数字证书解析子模块(503)、数字内容解密与数字指纹嵌入子模块(504)、用户浏览或观看接口(505)和客户端动态扫描子模块(506)；

内容许可证处理子模块(501)接收数字版权管理模块(300)发来的内容许可证，从内容许可证的公钥信息部分读取出解密密钥，并发送给数字内容解密与数字指纹嵌入子模块(504)；

指纹证书申请子模块(502)用于向指纹证书管理模块(600)发送数字指纹证书申请，申请中包含客户端ID以及客户端公钥密钥；指纹证书申请子模块(502)还接收经指纹证书管理模块(600)处理通过的数字指纹证书，并将其发送给数字证书解析子模块(503)；

数字证书解析子模块(503)读取数字指纹证书扩展部分，得到数字指纹密文和数字签名；再使用客户端的私钥K_prv解密数字指纹密文，得到数字指纹；并将数字指纹发送给数字内容解密与数字指纹嵌入子模块(504)；

数字内容解密与数字指纹嵌入子模块(504)使用从内容许可证处理子模块(501)得到解密密钥，对数字内容进行解密，向数字内容中嵌入所接收到数字指纹，同时将嵌入数字指纹的数字作品发送给用户浏览或观看接口(505)；

用户浏览或观看接口(505)用于将嵌入数字指纹的作品通过程序窗口显示给用户浏览或观看；

客户端动态扫描子模块(506)用于当内容在客户端群内传播时，通过动态扫描用户存储介质上的数字作品，得到数字作品列表；然后调用数字指纹检测模块(400)对数字作品列表中的作品进行指纹检测。

3.根据权利要求1所述的网络多媒体版权主动追踪与监视系统，其特征在于：

拷贝检测模块(800)包含特征码提取子模块(801)和特征码匹配子模块(802)；

特征码提取子模块(801)用于提取由网络爬行模块(900)提供的数字作品的特征码；

特征码匹配子模块(802)用于建立索引结构，快速匹配特征码，找到给定数字作品的拷贝。

Images