CN110727927B - 基于区块链技术的数字产品保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及一种基于区块链技术的数字产品保护系统及方法。本系统包括水印操作系统，模拟智能合约模块及模拟仲裁机构模块。本方法为：用户在系统提供的API进行注册并得到一对公私钥，用户将想要保护的数字产品上传到系统，系统对其进行嵌入水印并将联合时间戳生成的摘要信息返还给用户，用户用其私钥对摘要信息进行加密生成签名，系统将水印，数字作品，摘要信息以及用户公钥上传至区块链进行保存，后期发生纠纷时只需提取数字作品的检索水印，并验证摘要信息与鲁棒水印是否与区块链上所存是否匹配。

Description

基于区块链技术的数字产品保护系统及方法

技术领域

本发明专利应用于解决现有数字产品版权保护市场盗版严重的问题，以及用于版权保护的水印无法得到验证的情况。主要研究方向为区块链和数字水印的结合，区块链为基于POW共识的联盟链，水印为鲁棒水印和检索水印。将嵌套两层水印的数字产品上传至区块链，后期发生纠纷时提取检索水印，并验证消息摘要与鲁棒水印是否匹配。

背景技术

数字版权保护技术(Digital Rights Management，即DRM)就是以一定的计算方法，实现对数字内容的保护，其具体的应用可以包括eBook、视频、音频、图片、安全文档等数字内容的保护。在数字版权保护技术方面，网络传播事业部的研究内容主要有：DRM体系结构研究、数字内容的安全性和完整性、数字内容传输过程的安全性、数字内容的可计数性、数字版权的权利描述及控制、用户身份的唯一性及其适应用等。

DRM技术无疑可以为数字媒体的版权提供足够的安全保障。但是它要求将用户的解密密钥同本地计算机硬件相结合，很显然，对用户而言，这种方式的不足之处是非常明显的，因为用户只能在特定地点特定计算机上才能得到所订购的服务。随着计算机网络的不断发展，网络的模式和拓扑结构也发生着变化，传统基于C/S模式的DRM技术在面临不同的网络模式时需要给出不同的解决方案来实现合理的移植，这也是DRM技术有待进一步研究和探索的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种基于区块链技术的数字产品保护系统及方法，本发明的构想是：

(1)User使用系统提供的API(应用程序界面)进行注册，得到一对公钥私钥pk_u和sk_u，以及相应的证书cert(U)，由用户进行私密保管(不可泄漏私钥)，User的公钥信息会在系统中保存，储存在链上，可随时下载得到。

User＝{pk_u,sk_u,cert(U)}

(2)User现有数字产品X，如User想对其进行保护，则User将数字产品X上传到水印操作系统。

(3)水印操作系统首先利用链上数据验证cert(U)和X的唯一性，验证通过，则将数字产品X哈希算法加密之后封装到链上(保证X在系统的唯一性)

Verify(Hash(X))＝true？

(4)系统对产品X生成得到检索水印和鲁棒水印WM_s和WM_r，系统首先将鲁棒水印嵌入产品X中，记作X_a，并联合时间戳TS做一次哈希算法计算后得到摘要信息记为Ha，将以上信息封装到链上。

Ha＝Hash(X_a,TS)

(5)系统将Ha返回给User，User用私钥对Ha进行加密得到数字签名S，签名的过程记为Sig_sk，系统将检索水印嵌入到X_a中，记为X_b，此时系统将上述的所有信息封装并上传到链上，并将X_b返还给用户。至此水印嵌入完成。

S＝Sig_sk(Ha)

BlockChain＝{X_a,X_b,WM_s,WM_r,TS,Ha,pk_u}

User＝{pk_u,sk_u,cert(U),X,X_b,S}

(6)User可以使用已经嵌入过水印的数字产品X_b在网络上发布与传播，但需注意如若将未被保护的数字产品X公开而被他人盗用或者重新修改，本系统不负责任。

(7)当出现验证者想要验证数字产品的版权情况时，提供数字产品X_b′，签名信息S′，将上述信息发给模拟智能合约模块Smart Contract(智能合约)

SmartContract＝{X_b′,S′}

(8)模拟智能合约模块SmartContract通过提取检索水印，和系统提供的API，对区块链BlockChain上节点账本获得查看权限，获得相关的信息记录，去除检索水印的数字产品记为X_a′

WM_s′＝Exa(X_b′)

SmartContract＝{X_b′,S′,X_a′,Ha,WM_r,pk_u}

(9)模拟仲裁机构模块随即对其提供的证书进行验证得到摘要信息Ha'，通过比较Ha和Ha'来验证证书是否有效，接着提取出鲁棒水印WM_r′，验证是否与链上所记录鲁棒水印WM_r是否相同。

Verify(Ha′＝＝Ha)＝true？

WM_r′＝Exa(X_a′)

Verify(WM_r′＝＝WM_r)＝true？

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于区块链技术的数字产品保护系统，包括水印操作系统，模拟智能合约模块以及模拟仲裁机构模块，其具体特征在于：

(1)、水印操作系统对用户提交的数字产品X生成得到对应的检索水印WM_s和鲁棒水印

WM_r，并在后续操作中依次将鲁棒水印WM_r和检索水印WM_s依次嵌入数字产品中，在发生版权纠纷时，使用水印提取算法提取水印；

(2)、模拟智能合约模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，主要处理来自节点的对数字产品的版权验证请求，同时模拟智能合约模块可以提取区块链上所存的证书进行验证得到摘要信息Ha′；

(3)、模拟仲裁机构模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，对水印操作系统提取的水印以及智能合约得到的摘要信息Ha′进行比对，判定最终数字产品版权的归属。

一种基于区块链技术的数字产品版权保护方法，采用根据基于区块链技术的数字产品保护系统所述的基于区块链技术的数字产品版权保护系统进行操作，其特征在于具体操作步骤如下：

(1)用户A使用系统提供的API进行注册，注册完成后会得到一对公私钥对以及证书信息，由用户进行私密保管，系统同时将用户信息存在区块链上；

(2)用户A将想要保护的数字产品X上传到系统，系统利用区块链上已存的数据验证用户信息的合法性以及作品的唯一性；

(3)验证成功后，系统将数字产品X嵌入一层鲁棒水印，记为X_a，系统将X_a以及时间戳的摘要信息返还给用户；

(4)用户用其私钥对系统返还的信息进行加密得到签名S，并将S发送给系统；

(5)系统将X_a嵌入检索水印得到X_b，X_b作为得到保护的数字产品发送给用户A，系统将上述信息一同上传到区块链上进行保存，包括水印，摘要信息，数字产品以及用户的公钥；

(6)当发生版权纠纷时，用户A将数字产品以及签名S上传到系统；

(7)模拟智能合约模块通过水印算法提取出X_b中的检索水印，找到区块链上对应的信息，包括水印，摘要信息，数字产品，以及公钥；

(8)模拟智能合约模块首先用公钥对签名S进行解密得到摘要信息，与链上所存的摘要信息进行比对，若比对一致则进行下一步操作；

(9)模拟仲裁机构模块通过水印算法提取出X_a的鲁棒水印，与链上所存的鲁棒水印进行比对，若比对一致则证明该数字产品版权归用户A所有。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

向数字产品中嵌入检索水印以及鲁棒水印，提高了数字产品的检索效率以及有效地达到数字产品版权保护的目的；当用户在上传数字产品时，验证系统将识别并比较其私钥或证书，然后才能访问或上传内容，提高了系统总体的安全系数。传统的版权保护数据储存比较集中，容易受到攻击，本发明系统使用区块链储存用户上传的数字产品，区块链分布式存储以及不可篡改的特性使得被攻击的概率大大降低。

附图说明

图1为系统整体框架

图2为系统运作程序框图

图3为版权验证流程图

具体实施方式

本发明的优选实施例子结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1，本基于区块链技术的数字产品保护系统，包括水印操作系统，模拟智能合约模块以及模拟仲裁机构模块，其具体特征在于：

(1)、水印操作系统对用户提交的数字产品X生成得到对应的检索水印WM_s和鲁棒水印

WM_r，并在后续操作中依次将鲁棒水印WM_r和检索水印WM_s依次嵌入数字产品中，在发生版权纠纷时，使用水印提取算法提取水印；

(2)、模拟智能合约模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，主要处理来自节点的对数字产品的版权验证请求，同时模拟智能合约模块可以提取区块链上所存的证书进行验证得到摘要信息Ha′；

(3)、模拟仲裁机构模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，对水印操作系统提取的水印以及智能合约得到的摘要信息Ha′进行比对，判定最终数字产品版权的归属。

实施例二：

参见图2，本基于区块链技术的数字产品版权保护方法，采用上述系统进行操作，其特征在于具体操作步骤如下：

(1)用户A使用系统提供的API进行注册，注册完成后会得到一对公私钥对以及证书信息，由用户进行私密保管，系统同时将用户信息存在区块链上；

(2)用户A将想要保护的数字产品X上传到系统，系统利用区块链上已存的数据验证用户信息的合法性以及作品的唯一性；

(3)验证成功后，系统将数字产品X嵌入一层鲁棒水印，记为X_a，系统将X_a以及时间戳的摘要信息返还给用户；

(4)用户用其私钥对系统返还的信息进行加密得到签名S，并将S发送给系统；

(5)系统将X_a嵌入检索水印得到X_b，X_b作为得到保护的数字产品发送给用户A，系统将上述信息一同上传到区块链上进行保存，包括水印，摘要信息，数字产品以及用户的公钥；

(6)当发生版权纠纷时，用户A将数字产品以及签名S上传到系统；

(7)模拟智能合约模块通过水印算法提取出X_b中的检索水印，找到区块链上对应的信息，包括水印，摘要信息，数字产品，以及公钥；

(8)模拟智能合约模块首先用公钥对签名S进行解密得到摘要信息，与链上所存的摘要信息进行比对，若比对一致则进行下一步操作；

(9)模拟仲裁机构模块通过水印算法提取出X_a的鲁棒水印，与链上所存的鲁棒水印进行比对，若比对一致则证明该数字产品版权归用户A所有。

实施例三：

参见图3，采用上述系统及方法，当验证数字产品版权时，其具体步骤为：

(1)用户发送待验证的数字产品以及签名到系统中，若智能合约模块不能够有效地检索水印，则数字产品版权验证失败。

(2)智能合约模块找到对应区块链上的所存信息，并利用公钥解密签名判断摘要信息是否相等，若不相等则数字产品版权验证失败。

(3)系统从数字产品中提取鲁棒水印，并判断所提取出的鲁棒水印与区块链上所储存的鲁棒水印是否相等，若不相等则数字产品版权验证失败。

(4)上述验证都通过则表示数字产品版权验证成功。

Claims (1)

1.一种基于区块链技术的数字产品保护系统，包括水印操作系统，模拟智能合约模块以及模拟仲裁机构模块，其具体特征在于：

(1)水印操作系统对用户提交的数字产品X生成得到对应的检索水印WM_s和鲁棒水印WM_r，并在后续操作中依次将鲁棒水印WM_r和检索水印WM_s依次嵌入数字产品中，在发生版权纠纷时，使用水印提取算法提取水印；

(2)模拟智能合约模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，处理来自节点的对数字产品的版权验证请求，同时模拟智能合约模块提取区块链上所存的证书进行验证得到摘要信息Ha′；

(3)模拟仲裁机构模块为系统中的电子模块，是需在PC端植入相应的软件，对水印操作系统提取的水印以及智能合约得到的摘要信息Ha′进行认证，判定最终数字产品版权的归属；

所述基于区块链技术的数字产品保护系统，实施基于区块链技术的数字产品版权保护方法，具体操作步骤如下：

(1)用户A使用系统提供的API进行注册，注册完成后会得到一对公私钥对以及证书信息，由用户进行私密保管，系统同时将用户信息存在区块链上；

(2)用户A将想要保护的数字产品X上传到系统，系统利用区块链上已存的数据验证用户信息的合法性以及作品的唯一性；

(3)验证成功后，系统将数字产品X嵌入一层鲁棒水印，记为X_a，系统将X_a以及时间戳共同生成的摘要信息返还给用户；

(4)用户用其私钥对系统返还的摘要信息进行加密得到签名S，并将S发送给系统；

(5)系统将X_a嵌入检索水印得到X_b，X_b作为得到保护的数字产品发送给用户A，系统将上述信息一同上传到区块链上进行保存，包括检索水印，鲁棒水印，摘要信息，数字产品X_a，X_b，以及用户的公钥；

(6)当发生版权纠纷时，用户A将数字产品X_b以及签名S上传到系统；

(7)模拟智能合约模块通过水印算法提取出X_b中的检索水印，找到区块链上对应的信息，包括检索水印，鲁棒水印，摘要信息，数字产品X_a，X_b，以及公钥；

(8)模拟智能合约模块首先用公钥对签名S进行解密得到摘要信息，与链上所存的摘要信息进行比对，若比对一致则进行下一步操作；

(9)模拟仲裁机构模块通过水印算法提取出X_a的鲁棒水印，与链上所存的鲁棒水印进行比对，若比对一致则证明该数字产品版权归用户A所有。