CN106971302A - 一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，目的是对大数据环境下交易及传播的三维模型进行确权和版权保护。本发明包括：三维模型交易网络中的在网节点收集一段时间内所有的三维模型交易信息；将三维模型交易信息进行全网传播，接收节点对收到的交易信息进行检验，审核交易是否合法，将通过检验的交易信息记录到新区块中；在网节点对新区块中的交易信息进行计算，结合区块链当前末端区块的散列值，计算并寻找满足条件的新区块的散列值；最先计算得到满足条件的散列值的节点把新区块的信息通过P2P网络广播到全网其它节点；节点对该新区块进行验证，当审查无误以后，所有节点接受该新区块。

Description

一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法

技术领域

本发明涉及区块链技术和媒体数据确权技术领域，具体涉及一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法。

背景技术

当前，互联网发展从信息互联网迈入价值互联网阶段，人类社会发展进入数字经济时代。数字资源已经成为国家核心战略资产和社会财富，数字资产已经成为经济发展的必然趋势。其中三维模型是非常重要的一个组成部分，但由于其制作成本的局限性，在大数据环境下三维模型的安全可信交易还不具有广泛性。因此，如何保证三维模型的安全可信交易及传播一直是技术人员的目标。

三维模型是对现实世界中真实物体的一种逼真模拟，和二维的平面图像相比，其包含更加丰富的内容和属性，能够给人带来更多的视觉享受，更符合人类视觉的感知习惯，成为继声音、图像和视频之后的第4种多媒体数据类型。近年来随着计算机硬件特别是显卡性能的提高以及计算机图形学的发展，越来越多的技术开始关注三维模型，包括三维模型采集技术、渲染技术以及三维模型在互联网上的传播技术等。这一系列的相关技术导致了三维模型数量呈爆炸式增长，并被广泛地应用在工程制图、城市规划、影视娱乐、文物复原和生物医学等领域中，带来了巨大的经济效益。

随着三维模型市场的日益扩展，人们对于三维模型的需求与日俱增。专业设计者和建模爱好者会尝试自己建模，但是大多数的普通用户更倾向于在互联网上寻找并下载模型，在完善和应用的过程中体验动手的乐趣。于是各类三维模型的在线交易平台就应用而生，像Shapeways、CGTrader、TurboSquid等网站会提供高质量模型资源，分类详细，价格明确，艺术家和设计师们可以分享和出售自己的模型作品，消费者可以在此选购心仪的三维模型，产生的收入则由设计师和网站共同分成。三维模型作品是设计者智慧和心血的结晶，应受到版权法律保护，这一点已成为国际共识，也是3D产业发展的必然趋势。

然而三维模型有着不同于传统信息媒介的特性，其在互联网上可以被无限的复制、全球性的传播以及各种形式的交互，给版权保护带来很大的挑战。现实网络环境下，三维模型可以被高效复制或篡改，侵权使用与合法使用之间的界线比较模糊，又面临着行政保护力度较弱、举证困难、维权成本过高等问题。因此人们迫切期待对互联网上各种类型三维模型进行统一管理，模型的交易、分享及传播具有高度可信任的平台，使它们能够得到最大化利用，创造一定的经济和社会效益。

传统的版权保护方法都是集中登记式的，本质上是一种权威管理机构授权的中心化的版权管理机制，需要准备的材料多，过程比较长，费用较高，出现版权纠纷后的法律支撑力不够理想。区块链技术的出现为解决三维模型交易中的确权难题提供了一种新的途径和方法，它能够提供强大的工具来维护、跟踪数字产品版权和版权交易。区块链不可变更的特点可以证明某一数字三维模型作品的存在性；区块链能够为一个特定的时间点的存在提供证明，无论是三维模型创作的时间点，还是版权交易的时间点，均准确记录，而且没有任何异议的可能；基于区块链的构成原理，它能够为版权提供独一无二的证明，包括作品提交的时间、所有权归属以及版权交易等都是独一无二的；因为区块链是不可变更的，被记录过的版权、版权交易在某一特定时间点的存在提供了结论性证明，为保护数字版权提供强大的技术保障；区块链不会区别大型媒体公司与创作个体，任何人或机构都可以方便地利用区块链进行版权登记，所以非常有利于鼓励创新、创作，与版权保护的根本宗旨高度契合。

针对上述问题，构建安全可信的互联网环境中的三维模型确权与交易方法是关键。由区块链独特的技术设计可见,区块链系统具有分布式高冗余存储、时序数据且不可篡改和伪造、去中心化信用、自动执行的智能合约、安全和隐私保护等显著的特点,这使得区块链技术不仅可以成功应用于数字加密货币领域,同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。根据区块链技术应用的现状,可以将区块链目前的主要应用笼统地归纳为数字货币、数据存储、数据鉴证、金融交易、资产管理和选举投票共六个场景。在交易双方信息不对称的情况下，区块链技术的应用，可以实现无需第三方机构担保即可获得信用证明。在三维模型交易市场中任何交易组织或个人都可以作为区块链中的一个节点参与并创造信任机制，但是所建的节点必须全网公示，人人可见。但根据现有的了解，还没有任何机构或组织将区块链技术应用于三维模型确权与交易中。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，以采用安全可信的区块链技术来解决三维模型交易和使用过程中的侵权问题。

本发明包括以下步骤：

(1)三维模型交易网络中的在网节点收集一段时间内所有的三维模型交易信息；

(2)将三维模型交易信息通过P2P网络进行传播，网络中的接收节点对收到的三维模型交易信息进行检验，审核三维模型交易是否合法，将通过检验的三维模型交易信息记录到新区块中；

(3)三维模型交易网络中的在网节点对新区块中的交易信息进行计算，结合区块链当前末端区块的散列值，计算并寻找满足条件的新区块的散列值；

(4)在三维模型交易网络中最先计算得到满足条件的散列值的节点，该节点把新区块信息通过P2P网络广播到全网其它节点；

(5)三维模型交易网络中的节点对该新生成区块进行验证，审查无误以后，所有节点接受该新区块，而接受的方式，就是把该新区块确定为区块链当前末端区块，并且将三维模型交易信息写入账本。

三维模型交易网络无需中心化的设备和管理机构，可以实现对三维模型交易的全网监督。

在步骤(3)中，当新区块被散列运算时，采用加密散列函数，它是单向的，也就是从输出来反推输入几乎是不可能的，而且它是抗碰撞的，即当一个加密散列函数为超过一个输入进行运算时，它不会产出相同的输出结果，使用加密散列函数进行散列运算具有较高的安全性。

在步骤(5)中，当所有节点接受新区块后，每一个节点都可以获得网络中的三维模型交易信息备份。

所述三维模型交易信息对全网节点都是透明的，都含有时间戳，交易信息可追溯，不可篡改。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过以上的步骤，三维模型交易网络中所有在网节点共同参与、维护、审查区块链区块的生成过程，并且整个网络中的在网节点都维护相同的区块链三维模型交易记录，保证了区块链上区块记录的真实、可靠与不可篡改。由于三维模型交易记录的全网公开性和可追溯性，即使是在三维模型进行二次或多次传播时，也能达到三维模型二次或多次交易过程中的确权与版权保护。

附图说明

图1是基于区块链技术的三维模型交易过程的示意图；

图2是根据本发明使用的对等(P2P)网络示意图；

图3是基于区块链技术的三维模型确权与交易具体实现示意图；

图4是根据本发明使用的非对称加密算法过程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行描述。其中附图1描述了基于区块链技术的三维模型交易过程。附图3描述了基于区块链技术的三维模型确权与交易具体实现过程。

具体的实现步骤：

(1)利用区块链去中心化的这个最本质的特征，使三维模型交易无需中央处理节点，实现了每笔交易数据的分布式记录、存储并且能够保证数据记录的真实性，形成由P2P协议组成的网络。正如附图2的P2P网络所示，通过在此网络中的在网节点收集一段时间内所有的三维模型交易信息。

在这种去中心化的网络环境中，全网所有在网节点没有实质的区别，所有节点享有相同的权利和义务。而且在网节点遵守同样的密码学规则，共同维护全网系统中的数据记录。对三维模型每笔交易的记录、存储过程，需得到区块链网络内其它节点的批准后才能执行。所有在网节点没有第三方中介或者信任机构背书，对单个节点的攻击就无法控制或者对整个区块链网络产生影响。

(2)得到三维模型交易信息之后，将其广播到全网，并对其进行检验，审核交易是否合法，最后将通过检验的交易信息记录到新区块中。区块链网络中的各个三维模型交易节点可以在无需了解对方身份的情况下进行交易。整个区块链网络中的交易基于加密地址。不对交易双方身份进行认证。交易双方仅需要公布自己的地址，然后通过使用非对称加密算法与对方进行交易通信。正如附图4的非对称加密算法的过程所示，网络中的所有节点维持自身的公私钥对，对区块链网络节点间的通信信息进行加密和解密。节点公开发布自己的公钥，保留自己的私钥。进行信息传递的发送方，使用信息接收方公布的公钥对将要传递的信息进行加密。信息接收方在接收到传递的加密信息后，使用自己的私钥对加密过的信息进行解密。在具体的三维模型交易过程中，每一笔交易都通过电子签名进行保护确认。在整个网络中，交易的发起者通过自有私钥对交易进行签名，并发送到接收者的账户地址(即公钥)。在进行三维模型网上交易支付时，三维模型的持有者需要证明自己拥有交易签名的私钥。在进行交易审核时，通过发送者的公钥对其交易签名进行验证。审核交易确定合法之后，将三维模型交易信息记录到新区块中。具体的区块信息正如表1所示。

表1是根据本发明涉及到的三维模型交易区块信息表

(3)利用三维模型交易网络中的在网节点对新区块中的交易信息进行计算，结合区块链当前末端区块的散列值，计算并寻找满足条件的新区块的散列值。其中使用先进的数学和计算机科学引入加密散列函数。加密散列函数是一种单向函数，也就是说极其难以由散列函数输出的结果，回推输入的数据是什么。理想的加密散列函数有以下四个特性。第一，对于任何一个给定的消息，它都很容易就能运算出散列数值；第二，难以由一个已知的散列数值，去推算出原始的消息；第三，在不更动散列数值的前提下，修改消息内容是不可行的；第四，对于两个不同的消息，它不能给予相同的散列数值。在本步骤中，引用目前流行的SHA-2(Secure Hash Algorithm 2)，即安全散列法2。它的散列值较长，而且比各种分组密码构造更快。它属于SHA算法之一，是SHA-1的后继者。其下又分为六种不同的算法标准，包括SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224和SHA-512/256。SHA-256算法输入报文的最大长度不超过2⁶⁴-bit，输入按512-bit分组进行处理，产生的输出是一个256-bit的报文摘要。由于SHA-256相较于SHA-2中的大部分其它算法长度较短，也就减少了一定的时间开销，但它仍相较于大部分非SHA-2算法的长度更长，因此更难发生碰撞，也就更为安全。而且，比特币广泛使用了该算法，从侧面也说明了它的安全性。因此，本发明在该步骤中使用SHA-256算法去单向、快速并且抗碰撞地处理任何类型的输入，计算出新区块的散列值。

(4)结合步骤(3)，在得到三维模型交易网络中最先计算得到满足条件的散列值的节点后，通过该节点把新生成的含有三维模型交易信息的区块信息通过附图2所示的P2P网络遵循P2P协议广播到全网其它节点。传统的网络技术中，网络的计算能力和宽带是依赖、聚集在较少的几台服务器上，即中心化网络。随着P2P技术的发展，网络拓扑结构发生了改变，没有了中心化、权利化的服务器，资源信息数据等在每台设备之间可以共享，每一台设备都是一个节点。新生成的含有三维模型交易信息的区块信息正是利用区块链技术中的P2P通信技术、基于P2P协议来将其广播到全网其它节点，这样就避免了对中心化服务器的依赖，也提供了一个更为公平的网络运行环境。

(5)通过三维模型交易网络中的节点对新区块进行验证，当审查无误以后，所有节点接受该新区块，而接受的方式，就是把该新区块确定为区块链当前末端区块。其中使用权益证明机制PoS(Proof of Stake)来确定哪一个新生成的区块应该被链接到之前区块链的末端。PoS共识本质上是采用权益证明来代替工作量证明机制PoW(Proof of Work)中的基于哈希算力的工作量证明，是由系统中具有最高权益而非最高算力的节点获得区块记账权。权益体现为三维模型交易网络中的节点对特定数量货币的所有权，称为币龄或币天数(Coin days)。币龄是特定数量的币与其最后一次交易的时间长度的乘积，每次交易都将会消耗掉特定数量的币龄。采用PoS共识机制的系统在特定时间点上的币龄总数是有限的，长期持币者更倾向于拥有更多币龄，因此币龄可视为其在PoS系统中的权益。PoS共识过程中的难度与交易输入的币龄成反比，消耗币龄越多则挖矿难度越低。节点判断当前区块链的标准也由PoW共识的最高累计难度转变为最高消耗币龄，每个区块的交易都会将其消耗的币龄提交给该新区块，累计消耗币龄最高的新区块将被连接到当前区块链上。由此可见，PoS共识过程仅依靠内部币龄和权益而不需要消耗外部算力和资源，从根本上解决了PoW共识算力浪费的问题，并且能够在一定程度上缩短达成共识的时间；最后，将此三维模型交易信息写入账本。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，其特征在于所述方法包括：

(1)三维模型交易网络中的在网节点收集一段时间内所有的三维模型交易信息；

(2)将三维模型交易信息通过P2P网络进行传播，网络中的接收节点对收到的三维模型交易信息进行检验，审核三维模型交易是否合法，将通过检验的三维模型交易信息记录到新区块中；

(3)三维模型交易网络中的在网节点对新区块中的交易信息进行计算，结合新区块链当前末端区块的散列值，计算并寻找满足条件的新区块的散列值；

(4)在三维模型交易网络中最先计算得到满足条件的散列值的节点，该节点把新区块信息通过P2P网络广播到全网其它节点；

(5)三维模型交易网络中的节点对该新区块进行验证，审查无误以后，所有节点接受该新区块，而接受的方式，就是把该新区块确定为区块链当前末端区块，并且将三维模型交易信息写入账本。

2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，其特征在于：三维模型交易网络无需中心化的设备和管理机构，可以实现对三维模型交易的全网监督。

3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，其特征在于：在步骤(3)中，当新区块被散列运算时，采用加密散列函数，它是单向的，也就是从输出来反推输入几乎是不可能的，而且它是抗碰撞的，即当一个加密散列函数为超过一个输入进行运算时，它不会产出相同的输出结果，使用加密散列函数进行散列运算具有较高的安全性。

4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，其特征在于，在步骤(5)中，当所有节点接受新区块后，每一个节点都可以获得网络中的三维模型交易信息备份。

5.根据权利要求1所述的基于区块链技术的三维模型确权与交易方法，其特征在于：所述三维模型交易信息对全网节点都是透明的，都含有时间戳，交易信息可追溯，不可篡改。