CN102760221A - 基于数字水印和加密的iptv数字版权管理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法及装置，其中方法包括以下步骤：IPTV系统服务器端在数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含版权标识水印的数字视频内容；从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放。

Description

基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法及装置

技术领域

本发明涉及IPTV领域，具体而言，涉及一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法及装置。

背景技术

数字版权管理(DRM，Digital Rights Management)是以一系列软硬件技术，实现对数字内容的保护。其主要目的是保护数字内容，使数字内容的购买者在指定的授权范围内使用。目前，采用密码技术来实现IPTV数字版权管理的方法中，保护了数字内容的传输和分发的安全性，其大多以成本较高的加密和解密技术作为IPTV数字内容保护的技术手段。

但IPTV前端系统对数字视频内容的加密和用户终端的解密的大量运算，一定程度地影响了用户对数字内容的消费体验。

发明内容

本发明提供一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法及装置，用以将数字水印和加密技术相结合，实现了IPTV系统中视频来源的可信性以及视频内容的安全下发。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法，其包括以下步骤：

IPTV系统服务器端在数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；

IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含版权标识水印的数字视频内容；

从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放。

为达到上述目的，本发明还提供了一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理装置，其包括：水印及加密模块，用于在IPTV系统服务器端的数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；解密模块，用于在IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含版权标识水印的数字视频内容；水印验证模块，用于从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放。

在上述实施例中，IPTV系统服务器在待下发的数字视频压缩域中嵌入视频内容的版权标识水印信息，并对含版权标识水印的视频数据进行加密；IPTV终端使用从授权管理信息中获得的解密密钥对视频数据密文解密得到视频数据明文，并从视频数据明文中提取版权标识信息，以确定节目源的合法性。IPTV系统终端对合法的节目源进行播放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一实施例的基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法流程图；

图2为根据本发明一实施例的IPTV数字版权管理方法的在服务器端嵌入水印信息流程图；

图3为根据本发明一实施例的IPTV数字版权管理方法的IPTV终端提取/检测水印信息流程图；

图4为根据本发明一实施例的基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理装置模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明一实施例的基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法流程图。如图1所示，其包括以下步骤：

S101，IPTV系统服务器端在数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；

S102，IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含版权标识水印的数字视频内容；

S103，从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放。

在本实施例中，IPTV系统服务器在待下发的数字视频压缩域中嵌入视频内容的版权标识水印信息，并对含版权标识水印的视频数据进行加密；IPTV终端使用从授权管理信息中获得的解密密钥对视频数据密文解密得到视频数据明文，并从视频数据明文中提取版权标识信息，以确定节目源的合法性。IPTV系统终端对合法的节目源进行播放。

例如，在IPTV系统服务器端的数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端步骤包括：根据内容提供者提交的所有者标识信息以及节目内容的标识信息生成该视频内容的版权标识水印；将版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中；对含版权标识水印的视频I帧数据进行加密。

例如，将版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中步骤包括：步骤a：将版权标识水印转换为0，1比特序列，并对该0，1比特序列进行纠错编码，以及根据版权拥有者的私钥加密后生成嵌入视频流中的版权标识水印的密文；步骤b：选择视频流I帧中的关键感知码字作为嵌入码字，当版权标识水印的密文的比特与关键感知码字的最低有效比特位不同时，修改最低有效比特位为版权标识水印的密文的比特，保持修改后关键感知码字的长度不变；步骤c：修改关键感知码字的后续码字，控制因修改嵌入水印码字造成的视频流失真和后续码字长度的变化；步骤d：重复步骤b、步骤c直至版权标识水印信息嵌入完毕为止，完成版权标识水印信息的单次嵌入；步骤e：以设定的视频数据量为间隔，重复步骤b、步骤c和步骤d，持续地在视频流中嵌入版权标识水印。

图2为根据本发明一实施例的IPTV数字版权管理方法的在服务器端嵌入水印信息流程图，其实施的步骤包括：

步骤201：对待传输的视频流进行轻度解码，得到视频流压缩域数据；

步骤202：将待嵌入的已纠错编码后的版权信息序列经版权所有者私钥加密后作为水印信息，通过修改视频内容关键编码码字的LSB(最低有效比特位)，完成版权标识水印信息的嵌入；

步骤203：修改后续码字，控制因水印信息嵌入引起的失真，并对嵌入水印信息后被修改的码字长度进行调整，使其视频流编码码字长度的增加限定在可接受的范围内；

步骤204：对视频流压缩语中含水印信息的码字进行轻度编码，得到含水印信息的视频流。

步骤205：以设定的视频数据量间隔，重复步骤201，步骤202，步骤203，步骤204，持续地将版权标识水印嵌入到视频流的I帧数据中。

例如，从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放步骤包括：从所述IPTV终端接收到的视频数据中分离出含版权标识水印的视频数据的I帧数据密文，并对其解密得到含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文；从解密得到的含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印；验证版权标识水印与授权管理信息中版权所有者信息是否一致，若一致时进行播放，否则拒绝播放。

例如，从含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印步骤包括：获取视频流I帧中嵌入水印码字的最低有效比特位，提取得到该嵌入位置的水印比特信息，直至全部水印信息提取完为止，获得版权标识水印的比特序列密文；根据授权管理信息中版权拥有者的公钥对比特序列密文进行解密；对提取的版权标识水印进行纠错解码，并将得到的0，1比特序列还原为第一版权标识信息；将第一版权标识信息与授权管理信息中的版权标识信息进行匹配，判断两者是否一致，若一致则节目来源真实可信，否则节目源为非法。

图3为根据本发明一实施例的IPTV数字版权管理方法的IPTV终端提取/检测水印信息流程图，其实施的步骤包括：

步骤301：对含水印视频流进行轻度解码，获得其压缩域数据；

步骤302：读取关键编码码字的LSB，得到版权标识水印信息密文；

步骤303：对步骤302中获得的版权标识水印信息密文，使用从授权管理信息获得的版权所有者的公钥解密得到版权标识水印信息明文，并对其进行纠错解码获得其语义信息。

例如，上述方法还包括以下步骤：在IPTV终端申请权限时，从保护下发的授权管理信息中获得密钥，用于对视频数据和版权标识信息进行解密。

上述实施例根据视频数据在视觉感知上存在着冗余，而视频信息主要来源于视频数据的关键部分，对该部分视频数据进行加密也能实现对数字视频的保护的同时，较大程度地减少了IPTV系统前端加密和系统终端解密的运算量。基于此，IPTV系统服务器对视觉感知重要的部分视频数据进行加密，而其余部分视频数据以明文下发；IPTV系统终端仅需对部分视频数据进行解密，即可得到数字视频的明文数据。在视频关键数据中嵌入标识版权所有者的信息，将能在确保IPTV系统终端接收到合法数字视频的同时，避免了IPTV系统中非法视频插播的情况，保障了IPTV系统传播健康的视频内容。在IPTV系统中，在数字视频的视觉感知关键数据中嵌入版权标识水印，并仅对该部分视频数据进行加密，保护了数字内容传输安全，降低了IPTV系统前端和用户终端的运算数据量。应用数字水印技术确定数字视频来源版权的合法性和防止视频非法插播的情况，提升IPTV系统数字内容的安全性。

图4为根据本发明一实施例的基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理装置模块图。如图4所示，其包括：

水印及加密模块10，用于在IPTV系统服务器端的数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；

解密模块20，用于在IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含版权标识水印的数字视频内容；

水印验证模块30，用于从数字视频内容中提取/检测版权标识水印，根据版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许IPTV终端进行播放。

在本实施例中，IPTV系统服务器在待下发的数字视频压缩域中嵌入视频内容的版权标识水印信息，并对含版权标识水印的视频数据进行加密；IPTV终端使用从授权管理信息中获得的解密密钥对视频数据密文解密得到视频数据明文，并从视频数据明文中提取版权标识信息，以确定节目源的合法性。IPTV系统终端对合法的节目源进行播放。

例如，水印及加密模块包括：水印生成单元，用于根据内容提供者提交的所有者标识信息以及节目内容的标识信息生成该视频内容的版权标识水印；水印嵌入单元，用于将版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中；加密单元，用于对含版权标识水印的视频I帧数据进行加密。

例如，水印验证模块包括：解密单元，用于从所述IPTV终端接收到的视频数据中分离出含版权标识水印的视频数据的I帧数据密文，并对其解密得到含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文；水印提取单元，用于从含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印；水印验证单元，用于验证版权标识水印与授权管理信息中版权所有者信息是否一致，若一致时进行播放，否则拒绝播放。

上述实施例根据视频数据在视觉感知上存在着冗余，而视频信息主要来源于视频数据的关键部分，对该部分视频数据进行加密也能实现对数字视频的保护的同时，较大程度地减少了IPTV系统前端加密和系统终端解密的运算量。基于此，IPTV系统服务器对视觉感知重要的部分视频数据进行加密，而其余部分视频数据以明文下发；IPTV系统终端仅需对部分视频数据进行解密，即可得到数字视频的明文数据。在视频关键数据中嵌入标识版权所有者的信息，将能在确保IPTV系统终端接收到合法数字视频的同时，避免了IPTV系统中非法视频插播的情况，保障了IPTV系统传播健康的视频内容。在IPTV系统中，在数字视频的视觉感知关键数据中嵌入版权标识水印，并仅对该部分视频数据进行加密，保护了数字内容传输安全，降低了IPTV系统前端和用户终端的运算数据量。应用数字水印技术确定数字视频来源版权的合法性和防止视频非法插播的情况，提升IPTV系统数字内容的安全性。

综上所述，本发明的上述实施例实现了以下有益效果：

针对IPTV系统，在视频流中嵌入版权标识水印用以保证视频节目内容的版权合法性，且防止IPTV系统终端接收到插播的非法视频内容；加密视频流I帧数据使得视觉感知关键的部分视频数据以密文形式安全地传输给IPTV终端。通过数字水印和有选择的对视频数据进行加密，保护视频内容的传输和下发，确保了IPTV系统数字视频内容版权的合法性，实现了版权管理。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

IPTV系统服务器端在数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含所述版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；

所述IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含所述版权标识水印的数字视频内容；

从所述数字视频内容中提取/检测所述版权标识水印，根据所述版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许所述IPTV终端进行播放。

2.根据权利要求1所述的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，在IPTV系统服务器端的数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含所述版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端步骤包括：

根据内容提供者提交的所有者标识信息以及节目内容的标识信息生成该视频内容的版权标识水印；

将所述版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中；

对含所述版权标识水印的视频I帧数据进行加密。

3.根据权利要求2所述的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，将所述版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中步骤包括：

步骤a：将所述版权标识水印转换为0，1比特序列，并对该0，1比特序列进行纠错编码，以及根据版权拥有者的私钥加密后生成嵌入视频流中的版权标识水印的密文；

步骤b：选择视频流I帧中的关键感知码字作为嵌入码字，当所述版权标识水印的密文的比特与所述关键感知码字的最低有效比特位不同时，修改所述最低有效比特位为所述版权标识水印的密文的比特，保持修改后所述关键感知码字的长度不变；

步骤c：修改所述关键感知码字的后续码字，控制因修改嵌入水印码字造成的视频流失真和后续码字长度的变化；

步骤d：重复步骤b、步骤c直至版权标识水印信息嵌入完毕为止，完成版权标识水印信息的单次嵌入；

步骤e：以设定的视频数据量为间隔，重复步骤b、步骤c和步骤d，持续地在视频流中嵌入版权标识水印。

4.根据权利要求1所述的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，从所述数字视频内容中提取/检测所述版权标识水印，根据所述版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许所述IPTV终端进行播放步骤包括：

从所述IPTV终端接收到的视频数据中分离出含版权标识水印的视频数据的I帧数据密文，并对其解密得到含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文；

从所述含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印；

验证所述版权标识水印与授权管理信息中版权所有者信息是否一致，若一致则进行播放，否则拒绝播放。

5.根据权利要求4所述的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，从所述含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印步骤包括：

获取视频流I帧中嵌入水印码字的最低有效比特位，提取得到该嵌入位置的水印比特信息，直至全部水印信息提取完为止，获得版权标识水印的比特序列密文；

根据授权管理信息中版权拥有者的公钥对所述比特序列密文进行解密；

对提取的版权标识水印进行纠错解码，并将得到的0，1比特序列还原为第一版权标识信息；

将所述第一版权标识信息与授权管理信息中的版权标识信息进行匹配，判断两者是否一致，若一致则节目来源真实可信，否则节目源为非法。

6.根据权利要求3所述的IPTV数字版权管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在IPTV终端申请权限时，从保护下发的授权管理信息中获得密钥，用于对视频数据和版权标识信息进行解密。

7.一种基于数字水印和加密的IPTV数字版权管理装置，其特征在于，包括：

水印及加密模块，用于在IPTV系统服务器端的数字视频内容中嵌入版权标识水印，并对含所述版权标识水印的数字视频进行加密，将其发送至IPTV终端；

解密模块，用于在所述IPTV终端对接收到的数字视频数据进行解密，得到含所述版权标识水印的数字视频内容；

水印验证模块，用于从所述数字视频内容中提取/检测所述版权标识水印，根据所述版权标识水印确认视频节目源是否合法，若合法则允许所述IPTV终端进行播放。

8.根据权利要求1所述的IPTV数字版权管理装置，其特征在于，所述水印及加密模块包括：

水印生成单元，用于根据内容提供者提交的所有者标识信息以及节目内容的标识信息生成该视频内容的版权标识水印；

水印嵌入单元，用于将所述版权标识水印嵌入到待下发视频数据I帧的关键感知码字中；

加密单元，用于对含所述版权标识水印的视频I帧数据进行加密。

9.根据权利要求7所述的IPTV数字版权管理装置，其特征在于，所述水印验证模块包括：

解密单元，用于从所述IPTV终端接收到的视频数据中分离出含版权标识水印的视频数据的I帧数据密文，并对其解密得到含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文；

水印提取单元，用于从所述含版权标识水印的视频数据的I帧数据明文中提取版权标识水印；

水印验证单元，用于验证所述版权标识水印与授权管理信息中版权所有者信息是否一致，若一致时进行播放，否则拒绝播放。

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