CN109711120A - 一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区块链应用技术领域，公开了一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法与系统，其中方法包括：将数字资源上传、交易、分发信息打包成区块，按照时间顺序记录到区块链中，包括：用户上传数字资源时，在区块链上生成区块，记录版权信息；数字资源的版权转移时，在区块链上生成区块，记录对应的交易信息；数字资源分发时，在区块链上生成区块，记录对应分发信息，并在数字资源实体中嵌入数字水印；当市场上出现数字资源的侵权拷贝时，通过该数字资源的侵权拷贝中的数字水印结合区块链系统上该数字资源的交易记录进行侵权追踪。本发明将数字水印与区块链结合，使得数字水印信息上链不可篡改，保证侵权追踪信息真实可信。

Description

一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法与系统

技术领域

本发明涉及区块链应用技术领域，尤其涉及一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法与系统。

背景技术

随着互联网的发展，数字资源的创作与传播日益频繁。近年来，数字资源的侵权现象屡见不鲜且难以问责，其原因包括：利用网络中各个下载平台中提供的资源，可以进行高速便捷的下载，这为数字资源的盗版创造了便利条件；盗版资源在网络上传播成本较低，对版权的监管产生了一定的难度；数字资源想获得版权保护需要中国版权保护中心授权，会产生大量的时间成本，无法对数字资源进行及时的产权保护；即使是已获得版权认证的数字资源，在遭遇侵权时也难以进行追溯，确定盗版资源泄露的源头。

数字水印常用于数字资源的版权保护。数字水印技术是将一些版权标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中或是间接表示的技术。与传统水印相比，其特点为安全性强、隐蔽性高、鲁棒性好，不影响原载体的使用价值，也不易被探知和再次修改。生产方通过提取这些隐藏在数字载体中的水印信息，可以达到确认版权归属的目的。然而，数字水印也存在被篡改的可能，缺少一种安全可信的证实方式。

传统数字资源版权系统，通常采用集中存储方式对多媒体数据进行中心化保存，但该方式容易受到外界集中攻击，造成保存数据的丢失和篡改，无法保证信息的真实性和可信度，不利于敏感数据的存储。这给侵权纠纷处理带来极大麻烦，成为现实数字资源版权保护和侵权追踪处理的痛点。

随着比特币的兴起，其底层区块链技术近年来引起了广泛关注，在各应用领域兴起区块链技术应用研究的探索。区块链技术作为比特币底层技术与基础架构而诞生，其本质上是一个去中心化的分布式账本数据库，基于密码学技术构建在点对点网络分布式系统之上，并通过共识打造了一种具有数据不可篡改、信息公开透明等特性的技术。

发明内容

本发明首先提供了一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，利用区块链技术构建数字资源版权区块链系统，并通过链式记录交易信息使之可追踪历史交易信息，再结合数字水印关键信息上链，便于数字资源的侵权追踪。

具体技术方案如下：

一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，包括以下步骤：

(1)将数字资源上传、交易、分发信息打包成区块，按照时间顺序记录到区块链中，包括：

(1-1)用户上传数字资源时，在区块链上生成区块，注册资产并记录该数字资源的版权信息；

(1-2)所述数字资源的版权转移时，在区块链上生成区块，记录对应的交易信息；

(1-3)所述数字资源分发时，在区块链上生成区块，记录对应分发信息，并在数字资源实体中嵌入数字水印；

(2)当市场上出现所述数字资源的侵权拷贝时，通过该数字资源的侵权拷贝中的数字水印结合区块链系统上该数字资源的交易记录进行侵权追踪。

步骤(1-1)中，所述的版权信息包括：

资源唯一标识码，为该数字资源的SHA-2消息摘要；

用户唯一标识码，为用户的指纹信息、虹膜信息或者该用户在资源网站注册的ID；

资源发布时间戳，为该数字资源上传后在区块链上生成对应区块的时间戳。

步骤(1-2)中，数字资源的版权转移是指由对版权的购买行为所引起的某数字资源的版权权属从原权属人移交至购买者的过程。

步骤(1-2)中，所述的交易信息包括：

资源唯一标识码，为该数字资源的SHA-2消息摘要；

交易相关用户的用户唯一标识码，包括该数字资源的原权属人的用户唯一标识码和版权购买者的用户唯一标识码；

考虑到存在共同拥有版权、共同购买的情况，此处原权属人及购买者并不局限于单人；

版权转移时间戳，为该版权转移交易在区块链上生成对应区块的时间戳。

步骤(3)中，资源分发是指用户购买数字资源的使用权(有别于版权)后使用该数字资源的过程。

购买者使用数字资源的方式包括但不限于阅读文档、播放视音频、保存下载资源等。

步骤(1-3)中数字水印所包含的信息与所述分发信息相同，包含以下信息：

该数字资源的当前版权权属人的用户唯一标识码；

当前使用权购买者的用户唯一标识码；

资源分发时间戳，为该数字资源分发时在区块链上生成对应区块的时间戳。

若市场上出现侵权拷贝时，该拷贝中必然存在嵌入的数字水印，提取其中的数字水印信息，即资源版权权属人的用户唯一标识码以及使用者的用户唯一标识码，进行相关分析，从而实现侵权追踪。该使用者即为数字资源的泄露者，侵权资源从该使用者处流出。

为了确保数字水印信息的正确性，需要校验该数字水印信息是否被篡改。优选的，步骤(2)中包括：

提取数字资源侵权拷贝中的数字水印；

在区块链上查询该数字资源的分发记录，核对该数字资源分发时的版权权属人、使用权购买者、分发时间戳信息，并与数字水印信息进行比对，校验该数字水印是否被篡改；

结合数字水印信息和分发记录，进行该数字资源的侵权追踪。

通过区块链上该数字资源的交易链辅助该数字资源的侵权追踪。

若数字水印未被篡改，则侵权追踪信息真实有效，若数字水印被篡改，则通过该数字资源的分发记录重新进行侵权追踪。

进一步优选的，在区块链上查询该数字资源的分发记录时，通过该数字资源的资源唯一标识码进行筛选。

在查询区块链上的交易记录时，通过被侵权数字资源的资源唯一标识码进行筛选，按照时间序进行整理，获得该数字资源的交易链。

本发明申请还提供了一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪系统，包括：

基础设施层，为运行区块链提供基础设施，包括计算、存储和网络；

数据层，提供数字资源数据处理的有关功能，包括文件数据库、关系型数据库和区块链数据库；

服务层，提供隐私保护服务、共识算法服务，提供智能合约和水印服务工具；

应用层，整合服务层功能，为用户提供数字资源侵权追踪的一体化平台。

基础设施层可以是公共云平台环境或私有集群环境。

数据层中，所述文件数据库存储和管理不同格式的文件数据；所述关系型数据库通过数据资源管理系统进行管理；所述区块链数据库记录在区块链上，用于记录数字资源的交易记录。

服务层中，所述的共识算法为PoW工作量证明共识算法，建立区块链共识机制，使区块链各个节点在节点可靠性、数据实时性方面达成一致；所述的水印服务工具能够向数字资源文件中嵌入和提取版权权属人、资源使用权购买者的水印信息；使用HyperledgerComposer工具在区块链系统上设计并部署运行智能合约。

所述智能合约包括：

资源上链合约，提取数字资源的SHA-2消息摘要，并将该SHA-2消息摘要作为该数字资源的资源唯一标识码，与该数字资源上传者的用户唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；

版权交易合约，在数字资源发生版权转移时，将原版权权属人、版权购买者的用户唯一标识码以及该数字资源的资源唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；数字资源版权区块链系统上该数字资源的版权权属人发生相应变更；

资源分发合约，在数字资源的使用权被购买时，将当前版权权属人、使用权购买者的用户唯一标识码以及该数字资源的资源唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；先在数字资源实体上嵌入数字水印再分发给购买者；所述数字水印包含该数字资源实体当前版权权属人信息、使用权购买者信息和分发时间戳信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的数字资源侵权追踪方法和系统能够解决当下数字资源版权保护的痛点问题，为处理侵权纠纷提供真实可信的依据；将数字水印与区块链结合，使得数字水印信息上链不可篡改，保证侵权追踪信息真实可信，为监管提供有效依据和有力支持。

附图说明

图1为数字资源版权区块链系统的架构示意图；

图2为基于数字资源版权区块链系统的数字资源上传、版权转移、分发流程示意图；

图3为基于数字资源版权区块链系统的数字资源侵权追踪流程示意图；

图4为侵权数字资源的数字水印的校验流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

选取hyperledger fabric为基础区块链平台，构建一个本发明公开的数字资源版权区块链系统，如图1，其总体框架自下而上包括基础设施层、数据层、服务层、应用层：

(1)基础设施层提供了运行区块链系统的基础设施，包括计算、存储和网络等基础设施，可以是公共云平台环境或私有集群环境。

(2)数据层给出数字资源数据处理有关功能，包括不同格式的文件数据，数字资源管理系统管理的关系型数据库，以及记录在区块链上的区块链数据库。

(3)服务层给出了区块链服务的核心功能，包括隐私保护、共识算法、智能合约以及水印服务工具：

(3-1)共识算法选取PoW工作量证明，建立区块链共识机制，使区块链各个节点在节点可靠性、数据实时性方面达成一致。

(3-2)系统提供基于数字资源版权区块链系统的水印服务工具，能够向数字资源文件中嵌入和提取版权权属人、资源使用权购买者的水印信息。

(3-3)为实现区块链版权侵权追踪，使用Hyperledger Composer工具在区块链系统上设计并部署运行智能合约。

在区块链版权系统上部署的智能合约包括资源上链合约、版权交易合约、资源分发合约。分别说明如下：

(a)资源上链合约的逻辑为，提取数字资源的SHA-2消息摘要(哈希码)，并将该哈希码作为该数字资源的资源唯一标识码，与资源生产者ID一同记录在区块上，生成一条Transaction记录。

(b)版权交易合约的逻辑为，在发生版权转移时，将原版权权属人、版权购买者的ID以及数字资源的哈希码一同记录在区块上，生成一条Transaction记录。区块链版权系统上资源版权权属人发生相应变更。

(c)资源分发合约的逻辑为，在发生资源使用权的购买时，将当前版权权属人、购买者的ID以及数字资源的哈希码一同记录在区块上，生成一条Transaction记录。数字资源实体先嵌入包含当前版权权属人和购买者信息的数字水印，再分发给购买者以供阅览或下载。

(4)应用层整合服务层功能，为用户提供数字资源侵权追踪的一体化平台。

选取为用户甲上传的图片资源提供版权保护及侵权追踪服务为例，本发明提出的数字资源侵权追踪方法包括以下步骤：

如图2所示，使用图1所示的基于区块链系统的数字资源上传、版权转移、分发流程规范：

(I)用户甲上传图片资源时，在区块链上生成区块注册资产，记录对应的版权信息。

记录在区块链上的版权信息包括以下三个大类：资源唯一标识码、用户唯一标识码、资源发布时间戳。分别说明如下：

(a)资源唯一标识码，为用户甲上传的该图片资源的SHA-2消息摘要。SHA-2算法将整个图片资源文件当作一个大文本信息，使用特定的密码散列函数，通过不可逆的字符串变换算法，产生唯一的SHA-2信息摘要。将该SHA-2作为该图片资源文件的唯一标识码，保证了图片资源文件在后续的交易、分发过程中不被篡改。

(b)用户唯一标识码，有多种生成方式，只要满足该标识码能够定位唯一用户即可。本发明采用生物识别技术，提取用户甲的指纹信息作为其唯一标识码。

(c)资源发布的时间戳，是指用户甲上传图片资源的时间点。从用户甲发起上传资源的请求，到成功上传资源(在区块链上生成区块记录)有一段时间间隔。此处所指的资源发布时间戳，是区块链上生成的对应区块的时间戳。

(II)该图片资源进行版权转移时，在区块链上生成区块，记录对应交易信息。

图片资源版权转移指的是由对该图片资源版权的购买行为引起的该图片资源的版权权属从原权属人移交至购买者的过程。该转移过程在区块链系统中被视作一笔交易，记录在区块上的交易信息包括三个大类：资源唯一标识码、交易相关用户唯一标识码、版权转移时间戳。分别说明如下：

(a)资源唯一标识码，为正在进行版权转移的图片资源的SHA-2消息摘要。该消息摘要在版权转移过程中不发生变化，因为版权的转移不引起图片资源内容的变化。

(b)交易相关用户唯一标识码，包括该图片资源版权的原权属人标识码以及欲购买该图片资源版权的购买者标识码。考虑到存在共同拥有版权、共同购买的情况，此处原权属人及购买者并不局限于单人。

(c)版权转移的时间戳是指图片资源版权发生变更的时间点。从购买者发起购买资源版权的请求，到交易成功(版权转移信息生成区块记录)有一段时间间隔。此处所指的版权转移时间戳，是区块链上生成的对应区块的时间戳。

(III)该图片资源分发时，在区块链上生成区块，记录对应分发信息，并在该图片中嵌入数字水印。

图片资源分发指的是用户购买图片资源的使用权(区别于版权)后使用该图片资源的过程。这里我们将已经购买该图片资源使用权的用户称为该图片资源的读者，读者使用该图片资源的方式包括浏览图片、下载图片。在将该图片资源提供给读者使用前，使用arnold置换与LSB算法，在图片中嵌入数字水印。嵌入的水印包含资源当前版权权属人的用户唯一标识码以及当前读者的用户唯一标识码。

当市场上出现了用户甲上传的该图片资源的侵权拷贝时，进行图3所示的基于区块链系统的数字资源侵权追踪流程：

(IV)提取图片的资源侵权拷贝中的数字水印，定位该图片资源的泄露者以及图片资源泄露时版权的权属人。

(V)如图4所示，在区块链交易记录中进行查询，可得到从该图片资源发布直至其版权转移到资源泄露时版权的权属人的整个版权转移链，将数字水印信息与从区块链交易记录中查询到的信息进行对比，对数字水印进行防伪校验。

当该图片资源在市面上出现侵权拷贝时，该拷贝中必然存在步骤(III)中嵌入的水印。侵权纠纷处理的相关机构可以提取水印信息，即资源版权权属人的用户唯一标识码以及读者的用户唯一标识码，进行相关分析。该读者即为数字资源的泄露者，侵权资源从该读者处流出；该权属人为该读者购买资源使用权时资源的版权权属人。

为确保水印信息的正确性，可在区块链相关交易记录中进行查证，核对资源分发时版权权属人、购买者、分发时间戳，三者与水印信息一致，则可确认水印未被篡改，该侵权追踪的信息真实有效。

若数字水印被篡改，则通过该数字资源的交易链重新进行侵权追踪。

在查询区块链上相关交易记录时，应筛选资源唯一标识码为用户甲上传的该图片资源的唯一标识码的交易记录，按时间序进行整理，则可获得该图片资源版权的交易链，该信息亦可辅助侵权纠纷的处理。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将数字资源上传、交易、分发信息打包成区块，按照时间顺序记录到区块链中，包括：

(1-1)用户上传数字资源时，在区块链上生成区块，注册资产并记录该数字资源的版权信息；

(1-2)所述数字资源的版权转移时，在区块链上生成区块，记录对应的交易信息；

(1-3)所述数字资源分发时，在区块链上生成区块，记录对应分发信息，并在数字资源实体中嵌入数字水印；

(2)当市场上出现所述数字资源的侵权拷贝时，通过该数字资源的侵权拷贝中的数字水印结合区块链系统上该数字资源的交易记录进行侵权追踪。

2.根据权利要求1所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，步骤(1-1)中，所述的版权信息包括：

资源唯一标识码，为该数字资源的SHA-2消息摘要；

用户唯一标识码，为该用户的指纹信息、虹膜信息或者该用户在资源网站注册的ID；

资源发布时间戳，为该数字资源上传后在区块链上生成对应区块的时间戳。

3.根据权利要求1所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，步骤(1-2)中，所述的交易信息包括：

资源唯一标识码，为该数字资源的SHA-2消息摘要；

交易相关用户的用户唯一标识码，包括该数字资源的原权属人的用户唯一标识码和版权购买者的用户唯一标识码；

版权转移时间戳，为该版权转移交易在区块链上生成对应区块的时间戳。

4.根据权利要求1所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，步骤(1-3)中数字水印所包含的信息与所述分发信息相同，包含以下信息：

该数字资源的当前版权权属人的用户唯一标识码；

当前使用权购买者的用户唯一标识码；

资源分发时间戳，为该数字资源分发时在区块链上生成对应区块的时间戳。

5.根据权利要求1所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，步骤(2)包括：

提取数字资源侵权拷贝中的数字水印；

在区块链上查询该数字资源的分发记录，核对该数字资源分发时的版权权属人、使用权购买者、分发时间戳信息，并与数字水印信息进行比对，校验该数字水印是否被篡改；

结合数字水印信息和分发记录，进行该数字资源的侵权追踪。

6.根据权利要求5所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪方法，其特征在于，在区块链上查询该数字资源的分发记录时，通过该数字资源的资源唯一标识码进行筛选。

7.一种基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪系统，其特征在于，包括：基础设施层，为运行区块链提供基础设施，包括计算、存储和网络；

数据层，提供数字资源数据处理的有关功能，包括文件数据库、关系型数据库和区块链数据库；

服务层，提供隐私保护服务、共识算法服务，提供智能合约和水印服务工具；

应用层，整合服务层功能，为用户提供数字资源侵权追踪的一体化平台。

8.根据权利要求7所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪系统，其特征在于，所述的基础设施层为公共云平台或私有集群。

9.根据权利要求7所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪系统，其特征在于，所述的服务层中，所述的共识算法为PoW工作量证明共识算法；所述的水印服务工具向数字资源文件中嵌入数字水印信息，或从数字资源文件中提取数字水印信息。

10.根据权利要求7或9所述的基于区块链数字水印的数字资源侵权追踪系统，其特征在于，所述智能合约包括：

资源上链合约，提取数字资源的SHA-2消息摘要，并将该SHA-2消息摘要作为该数字资源的资源唯一标识码，与该数字资源上传者的用户唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；

版权交易合约，在数字资源发生版权转移时，将原版权权属人、版权购买者的用户唯一标识码以及该数字资源的资源唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；数字资源版权区块链系统上该数字资源的版权权属人发生相应变更；

资源分发合约，在数字资源的使用权被购买时，将当前版权权属人、使用权购买者的用户唯一标识码以及该数字资源的资源唯一标识码一同记录在区块上，生成一条交易记录；先在数字资源实体上嵌入数字水印再分发给购买者；所述数字水印包含该数字资源实体当前版权权属人信息、使用权购买者信息和分发时间戳信息。