CN114996664B - 一种基于区块链的数字版权保护方法 - Google Patents

一种基于区块链的数字版权保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于区块链技术领域，具体说是一种基于区块链的数字版权保护方法。包括以下步骤：用户注册后上传待认证作品，进行相似度检测；区块链网络节点提取作品内容的唯一标识，存储认证模块将作品内容进行加密后存储至数据存储库，并将作品内容的唯一标识、及加密后的存储位置返回给区块链网络节点，再发送至区块链共识节点进行共识处理，进行上链，将成功上链的交易哈希值发送给redis；用户通过访问web网站进行浏览展示的信息，已注册用户进行版权交易。本发明中交易哈希信息加密存储在与之对应的版权数据库中，在溯源阶段可以快速查询到与问题作品所对应的所有交易哈希，进而在链上查询到所有的交易细节，减少溯源检索的数据量。

Description

一种基于区块链的数字版权保护方法
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体说是一种基于区块链的数字版权保护方法。
背景技术
随着社会文化的不断开放，人们的创作力越加丰富。同时对待自己的创作内容更加注重版权的重要性，互联网各种新兴技术的发展壮大，使得各种技术能够真正的用于实际中进行探索创造，区块链就是近些年来在我国发展壮大的一种新兴技术，依赖于区块链结构所带来的不可篡改、去中心化、唯一性等特征使开发人员使用区块链技术在各种领域进行探索。
针对数字化内容，因其容易在网络上传播，一些盗版产品，非法引用的行为很容易给创作者带来非法侵害，严重损害作品所有者的相关利益，因此将自身发明创造的产品进行版权认证是非常重要的，在版权保护机构中，其存储的内容存储于相对集中的环境中，当机构运行的系统发生单点故障时，将导致相关功能无法使用或受到攻击，另外存在的中心化特点，服务器负载较大，在某些情况下无法很好的对版权进行认证或用户访问网站进行版权浏览检索速度缓慢的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种基于区块链的数字版权保护方法，主要针对版权认证、版权交易以及版权溯源问题提出一种解决方案，利用区块链特性及相关公开算法解决面临的问题，在数字资产版权保护领域进行探索，具有作品内容相似度检测，对交易进行上链存储，保证隐私的情况下解决对交易进行非法攻击问题，想要对核心系统发起攻击需要攻击所有节点，且对于已经上链的交易无法进行篡改；在作品交易中提供一种执行方法，将区块链与链下数据库进行结合，保证作品内容完整性且加密存储，将交易信息进行上链用于查看交易细节，溯源等；在溯源问题上可以快速的查找到与问题作品相关的所有交易哈希，快速查找出所有交易细节而无需遍历整个区块链网络。以克服上述易发生单点故障、服务器负载过大、访问速度慢的缺陷。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于区块链的数字版权保护方法，包括以下步骤：
1)用户通过注册模块进行用户名密码注册，注册模块通过椭圆加密算法生成与之对应的公钥和私钥，并发送至用户；
2)创作者用户上传待认证作品，版权审核模块对作品格式进行判断，并按照作品格式分发到版权审核模块中对应格式的判断模块进行相似度检测，以此来保证待认证作品属于本人；
3)作品内容通过版权审核模块审核后，区块链网络节点提取作品内容的唯一标识，存储认证模块将作品内容进行加密后存储至数据存储库，并将加密后的作品内容的唯一标识、以及加密后的存储位置返回给区块链网络节点，区块链网络节点将唯一标识，加密后的存储位置进行打包，发送至区块链共识节点；由区块链共识节点进行共识处理，进行上链，将成功上链的交易哈希值发送给redis存储模块；
4)redis模块将收集存入存储数据库中的每个作品内容的标题、创作者信息、作品内容简介、以及创作者提供的供大众浏览的内容，共同发送至redis数据库中进行存储；
5)用户通过访问web网站进行浏览展示的信息，已注册用户通过版权交易模块进行版权交易。
所述步骤1)，包括以下步骤：
1-1)用户向当前所在区块链网络节点提交注册信息；
1-2)按照用户提交的注册信息，使用椭圆加密算法为用户生成唯一的公私钥对；
所述椭圆加密算法中，椭圆曲线方程为：
y2modp＝(x3+7)modp
其中，x是自变量，y是因变量，mod取余，p为椭圆曲线上的任意一点；
采用加密包进行密钥对生成，根据椭圆曲线方程获取一个椭圆曲线，定义有限域Fp，在有限域Fp内设置p,a,b,G,n,h，获取因变量T，即：
T＝(p,a,b,G,n,h)
其中，p、a、b为确定椭圆曲线的点，G为基点，n为G的阶，h是椭圆曲线上所有点的个数m，与G的阶n相除的整数部分；
1-3)调用T中的私钥和公钥；
1-4)通过将用户名与公私钥进行绑定，返回给用户注册的用户名密码、私钥信息和公钥信息。
所述步骤2)，具体为：
所述作品格式，包括：文本格式作品或图像格式作品；
版权审核模块根据文件后缀名对文件类型进行判断，并转换成对应的文件流；
若为文本作品，将该文件流作为参数传入对应判断模块，并使用TF-IDF算法进行校验；
若为图像作品，将该文件流作为参数传入对应判断模块，并使用SSIM算法进行校验。
所述使用TF-IDF算法进行校验，具体为：
(1)使用jieba-fast工具对文章中的文字划分为词语分词；
(2)一个词语的权重由TF*IDF组成，其中，TF表示某个词语在待认证作品中出现的频率，IDF表示包含该词语的待认证作品在作品库中所有作品中出现的频率；
(3)计算TF*IDF，以得到待认证作品中每篇文章的关键词信息，即：
根据每篇作品的关键词信息，通过余弦相似性算法来计算不同文档之间的相似程度，余弦相似性计算公式：
定义待认证作品中词语的向量a为[x1，y1]，作品库中某一作品相对应词语的向量b为[x2，y2]，向量由上述的TF-IDF算法构成，cosθ表示两个词语间的夹角，通过夹角大小来判断向量相似程度，其中夹角越小表示两个词语越相似；
同样使用A，B表示两个n维向量A＝[a1，a2…an]，B＝[b1，b2…bn]表示两篇作品的相似度，将公式转化为：
得到最终[0，1]的结果，接近1表示夹角小，即两个文本相似度高；
coSθ小于阈值，待认证作品属于本人；否则，待认证作品不属于本人。
所述使用SSIM算法进行校验，具体为：
通过滑动窗口方法将待认证作品中图像分割为若干个图像分块，采用高斯加权函数来计算图像分块的均值、协方差以及方差；
计算对应分块的结构相似度，即SSIM，计算出一副图片中所有分块后取平均值，得出最终两张图像的结构相似性度量，即：
设定指数：α＝β＝γ＝1，则对应分块的结构相似度为：
其中，x为待认证作品中图像，y为作品库中所有同门类下的图像，μx和μy分别是x，y的平均值，σx，σy分别是x，y的标准差，σxy表示x和y的协方差，c1，c2，c3均为常数；
得到SSIM值一个为[0,1]的数，接近1表示两张图片相似度越高；将待认证作品中图像与作品库中所有同门类下的图像进行反复对比，并显示超过设定的最大允许相似度的所有版权id及版权名称，待认证作品不属于本人，反之，待认证作品属于本人。
所述步骤3)，包括以下步骤：
3-1)区块链网络节点使用SHA256哈希散列算法对作品内容提取唯一标识；
3-2)存储认证模块对提取的唯一标识使用用户私钥进行加密签名，用于对作品内容与创作者身份进行绑定；存储认证模块使用AES算法对作品内容本身进行加密，将创作者用户的加密签名信息和使用AES加密的作品内容保存至存储数据库，进行双层验证保护；存储数据库建立该作品的相对应的交易表；
存储认证模块通过系统密钥对存储位置进行加密，得到加密后的作品内容的存储位置；
所述交易表，包括三个字段：交易表标识id、作品内容标识content_id、交易哈希值tx_hash；用来建立作品与其相关所有交易之间的联系；
3-3)区块链网络节点获取存储认证模块的加密后的作品内容的存储位置，并将作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置打包后，发送至区块链共识节点；
3-4)区块链共识节点收集到区块链网络节点中作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置，即与区块链网络节点存在的交易，进行共识处理，验证每个节点产生的交易哈希值是否正确，以防止虚假节点来伪造数据，通过共识处理后将自动进行上链动作，并将本次交易产生的交易哈希值发送至redis存储模块中；
3-5)redis存储模块将从区块链共识节点获得的交易哈希值发送到存储数据库中与该作品对应的交易表中进行存储，用于版权溯源模块进行溯源。
步骤5)中，所述版权交易，包括：版权授权和版权转让；
(1)版权授权：某个用户需要使用到该作品内容，向系统发起请求授权申请，系统通知创作者，或由创作者设置的自动通过授权审批；
(2)版权转让：某个用户想要直接购买整个版权所有权，当原创者在进行上传认证时设置允许版权转让的情况下允许该操作，用户向系统提出版权过户申请，系统将通知当前版权所有者进行处理。
所述版权授权，具体为：
已注册用户向版权交易模块发起申请版权授权请求时，版权交易模块按照请求信息发送给该当前创作者用户，若同意授权，版权交易模块将检查用户余额情况，若满足交易条件，版权交易模块通过当前创作者用户的公钥对存储数据库中保存的创作者用户的加密签名信息进行验证，判断该作品是否仍然属于该创作者用户而不是已将作品版权信息进行转让；
认证未通过，版权交易模块驳回版权授权请求；
认证通过后，存储认证模块将使用AES算法对加密作品进行解密，同时使用摘要算法重新计算作品摘要，判断两次作品信息摘要是否一致，以检查作品内容是否一致；
若一致，则将解密的内容发送给版权授权用户，交易完成，区块链网络节点将对本次交易进行打包，标记为授权交易，并将本次授权交易的交易哈希值发送至redis存储模块，redis存储模块将本次授权交易的交易哈希值写入存储数据库中与该作品内容对应的交易表中；完成本次版权授权过程；
当前创作者用户为作品所属者；用户为版权授权请求者。
所述版权转让，具体为：
已注册用户向版权交易模块发起版权转让申请，版权交易模块将向当前创作者用户发送相关通知，若当前创作者用户同意进行版权转让，版权交易模块将检查用户账户余额是否满足相关条件；
若满足，则版权交易模块通过创建交易，区块链网络节点使用当前创作者用户的公钥进行签名认证，确认版权内容当前为该用户所有，存储认证模块使用AES算法进行解密操作，同时使用用户的私钥对作品摘要哈希重新进行签名，更改存储数据库中的签名信息，并将版权转让信息作为区块标识，区块链共识节点将新的用户信息及作品唯一标识，加密后的存储位置进行上链，redis存储模块将交易打包上传至区块链网络；
所述当前创作者用户或新的用户作为版权所有者，所述用户作为版权转让申请者。
还包括版权溯源，具体为：
当查看某个作品的流转情况时，版权溯源模块接收申请，版权溯源模块将对区块链中存储的加密的作品内容位置，进行解密，进而查找到存储数据库中有关该作品内容的从上传认证到中间的交易环节，直至当前版权状态的所有交易哈希值，通过所有的交易哈希值将从区块链网络提取到与该作品内容相关联的所有全流程的交易信息，以供审阅。
本发明具有以下有益效果及优点：
1、本发明的非对称加密算法的特点可以很好的应用于版权信息的确认上，使用公开的公钥，任何人都可以来验证作品内容当前属于谁。区块链的结构特性天然具备了已上链的交易无法被篡改，具备的时间戳属性将按照交易顺序进行排序。
2、本发明具备对多种版权格式进行相似度判断，本系统设置最大允许相似度为30％，该属性可以自行设置，在一定程度上防止相似内容被上链认证，保证原创人的利益，而且相似度检测模块独立，可以非常方便的对该部分功能进行更新，修改的功能的输入只要允许是文件流的状态即可，若有更加优秀的相似度检测算法，可以很方便的进行更新。
3、本发明链上数据与链下数据相结合，链上数据将作品内容提取唯一标识等重要信息，链下对数据进行加密存储，保证作品完整性、安全性，而且，上链数据更小意味着上链速度更快，保证了系统更加流畅的运行。
4、本发明交易哈希信息加密存储在与之对应的版权数据库中，在溯源阶段可以快速查询到与问题作品所对应的所有交易哈希，进而在链上查询到所有的交易细节，避免了为查询问题交易而查询无关区块的问题，减少溯源检索的数据量。
附图说明
图1为本发明的系统相关组件及流程示意图；
图2为本发明的版权审核模块原理示意图；
图3为本发明的认证存储模块流程图；
图4为本发明的版权授权方法流程图；
图5为本发明的版权转让方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明的整个系统框架流程示意图，本发明提供了一种基于区块链的数字版权保护系统，包括：注册模块、版权审核模块、存储认证模块、版权交易模块以及溯源模块；
其中，注册模块：初次使用系统的用户，将通过系统的注册模块进行用户名密码注册，系统利用椭圆加密算法生成与之对应的公钥与私钥，并返回给客户；
版权审核模块：审查作品格式，按照格式的不同分发到不同的模块进行查重处理，以此来保证待认证作品属于本人，而非抄袭他人作品；
存储认证模块：使用SHA256算法对作品内容进行信息摘要提取，上传至区块链网络，对作品本身内容使用非对称加密技术进行加密后，存储至自身的存储数据库中；
版权交易模块：提供作品版权交易，包含版权授权以及版权转让具体功能；
溯源模块：通过区块链上存储的该作品在数据库中的存储位置，得到与该作品有关的全部交易的哈希值，通过哈希值重新在区块链网络上进行查找，得到与该作品有关的全部交易信息，直至作品初始上传时的交易及与该作品有关的最后一次交易。
本发明的一种基于区块链的数字版权保护，具体如图1所示，包括以下步骤：
1)用户通过注册模块进行用户名密码注册，注册模块通过椭圆加密算法生成与之对应的公钥和私钥，并发送至用户；
2)创作者用户上传待认证作品，版权审核模块对作品格式进行判断，并按照作品格式分发到版权审核模块中对应格式的判断模块进行相似度检测，以此来保证待认证作品属于本人；
3)作品内容通过版权审核模块审核后，区块链网络节点提取作品内容的唯一标识，存储认证模块将作品内容进行加密后存储至数据存储库，并将作品内容的唯一标识、以及加密后的存储位置返回给区块链网络节点，区块链网络节点将唯一标识，加密后的存储位置进行打包，发送至区块链共识节点；由区块链共识节点进行共识处理，进行上链，将成功上链的交易哈希值发送给redis存储模块；
4)redis模块将收集存入存储数据库中的每个作品内容的标题、创作者信息、作品内容简介、以及创作者提供的供大众浏览的内容，共同发送至redis数据库中进行存储；
5)用户通过访问web网站进行浏览展示信息，已注册用户通过版权交易模块进行版权交易。
其中，步骤1)中，关于用户注册的方法具体如下：
1-1)用户向普通节点提交用户名、用户密码、身份证、银行卡号信息；
1-2)节点使用智能合约为用户提供注册服务，按照用户提交的注册信息，使用ECC非对称加密算法为用户生成特定唯一的公私钥对，并通过智能合约map方式将用户名与公私钥进行绑定，返回给用户注册的用户名密码以及公私钥信息；
1-3)通过调用函数keyPair.getPrivate()获取私钥，通过调用函数keyPair.getPublic()来获取公钥，将公私钥返回给用户；
1-4)通过将用户名与公私钥进行绑定，返回给用户注册的用户名密码、私钥信息和公钥信息。
关于步骤1-2中，用ECC非对称加密算法即为椭圆加密算法，椭圆曲线方程为：
y2modp＝(x3+7)modp
其中，x是自变量，y是因变量，mod取余，p为椭圆曲线上的任意一点；
采用bouncycastle(轻量级的密码术包)进行密钥对生成，使用CustomNamedCurves.getByName(“secp256k1”)获取一个椭圆曲线，使用Fp来描述一个有限域，应用到六个变量p,a,b,G,n,h来进行计算，获取因变量T，即：
T＝(p,a,b,G,n,h)
其中，p、a、b为确定椭圆曲线的点，G为基点，n为G的阶，h是椭圆曲线上所有点的个数m，与G的阶n相除的整数部分。
在本发明的方法流程的步骤5)中，用户通过访问web网站进行展示信息，具体为：
用户访问网站后，网站展示区块链网络所存储的版权信息，以列表的方式展示版权认证信息，版权内容名称，版权所属人；
用户访问网站后，选择以图文列表方式展示信息，网站以图文的形式进行区块链版权信息展示，若版权内容为图片，则在此处展示带水印的缩略图，若版权内容为文本信息，则此处图片内容展示文本摘要信息，由版权所属人提供；文字内容展示方式与之前相同。
如图2所示，为版权审核模块原理示意图；即本发明的步骤2)，具体方法如下：
用户上传要认证的数字作品，系统将对作品格式进行判断，决定送入对应的审查模块；
所对应的审查模块分别可以处理文本和图像，理论上仍然可以添加更多种类型的进行处理，直接在此处添加对应的判断模块即可，本系统仅针对上述两种文件类型进行说明。
2.1根据文件后缀名对文件类型进行判断，进而转换成对应的文件流用于后续判断，若转换异常则做出对应反馈；
2.2若为文本文件，则调用isSimpleFile(Filefile)方法，并将该文件流作为参数传入其中，使用TF-IDF算法进行校验；
2.3若为图像文件，则调用isImageFile(File imgFile)方法，同样将文件转换为流传入，使用SSIM算法进行校验；
步骤2.2，具体内容为：
a.使用jieba-fast工具对文章中的文字划分为词语分词；
b.一个词语的权重由TF*IDF组成，其中，TF表示某个词语在待认证作品中出现的频率，IDF表示包含该词语的待认证作品在作品库中所有作品中出现的频率；
c.计算TF*IDF，以得到待认证作品中每篇文章的关键词信息，即：
根据每篇作品的关键词信息，通过余弦相似性算法来计算不同文档之间的相似程度，余弦相似性计算公式：
定义待认证作品中词语的向量a为[x1，y1]，作品库中某一作品相对应词语的向量b为[x2，y2]，向量由上述的TF-IDF算法构成，cosθ表示两个词语间的夹角，通过夹角大小来判断向量相似程度，其中夹角越小表示两个词语越相似；
同样使用A，B表示两个n维向量A＝[a1，a2…an]，B＝[b1，b2…bn]表示两篇作品的相似度，将公式转化为：
得到最终[0,1]的结果，接近1表示夹角小，即两个文本相似度高；cosθ小于阈值，待认证作品属于本人；否则，待认证作品不属于本人。
步骤2.3，具体内容为：
2.3.1将isImageFile(File imgFile)传过来的参数进行接收，整理格式使用SSIM算法进行相似性检测；
2.3.2本系统在应用中使用滑动窗口方法将图像分割为若干个图像分块，滑动窗口的形状对分块存在影响，本系统采用高斯加权函数来计算每一个窗口的均值、协方差以及方差，最后计算对应分块的结构相似度即SSIM，计算一副图片中所有分块后取平均值，得出最终两张图像的结构相似性度量；
2.3.3将待对比图像与对比库中所有同门类下的图像进行反复对比，返回最高相似度。
步骤2.3.2，使用SSIM算法进行校验，具体内容为：
通过滑动窗口方法将待认证作品中图像分割为若干个图像分块，采用高斯加权函数来计算图像分块的均值、协方差以及方差；
计算对应分块的结构相似度，即SSIM，计算出一副图片中所有分块后取平均值，得出最终两张图像的结构相似性度量，即：
设定指数：α＝β＝γ＝1，则对应分块的结构相似度为：
其中，x为待认证作品中图像，y为作品库中所有同门类下的图像，μx和μy分别是x，y的平均值，σx,σy分别是x，y的标准差，σxy表示x和y的协方差，c1,c2,c3均为常数；
得到SSIM值一个为[0,1]的数，接近1表示两张图片相似度越高；将待认证作品中图像与作品库中所有同门类下的图像进行反复对比，并显示超过设定的最大允许相似度的所有版权id及版权名称，待认证作品不属于本人，反之，待认证作品属于本人。
如图3所示，为本发明的认证存储模块流程图；包括以下步骤：
3-1)区块链网络节点使用SHA256哈希散列算法对作品内容提取唯一标识；
3-2)存储认证模块对提取的唯一标识使用用户私钥进行加密签名，用于对作品内容与创作者身份进行绑定；存储认证模块使用AES算法对作品内容本身进行加密，将创作者用户的加密签名信息和使用AES加密的作品内容保存至存储数据库，进行双层验证保护；存储数据库建立该作品的相对应的交易表；
存储认证模块通过系统密钥对存储位置进行加密，得到加密后的作品内容的存储位置；
所述交易表，包括三个字段：交易表标识id、作品内容标识content_id、交易哈希值tx_hash；用来建立作品与其相关所有交易之间的联系；
3-3)区块链网络节点获取存储认证模块的加密后的作品内容的存储位置，并将作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置打包后，发送至区块链共识节点；
3-4)区块链共识节点收集到区块链网络节点中作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置，即与区块链网络节点存在的交易，进行共识处理，验证每个节点产生的交易哈希值是否正确，以防止虚假节点来伪造数据，通过共识处理后将自动进行上链动作，并将本次交易产生的交易哈希值发送至redis存储模块中；
3-5)redis存储模块将从区块链共识节点获得的交易哈希值发送到存储数据库中与该作品对应的交易表中进行存储，用于版权溯源模块进行溯源。
本系统使用的联盟链以FiscoBcos作为区块链网络底层架构。
如图4～5所示，为本发明的版权交易模块的方法流程图；
版权交易，包括：版权授权和版权转让；
(1)版权授权：某个用户需要使用到该作品内容，向系统发起请求授权申请，系统通知创作者，或由创作者设置的自动通过授权审批；
(2)版权转让：某个用户想要直接购买整个版权所有权，当原创者在进行上传认证时设置允许版权转让的情况下允许该操作，用户向系统提出版权过户申请，系统将通知当前版权所有者进行处理。
如图4为本发明的版权授权方法流程图；具体为：
已注册用户向版权交易模块发起申请版权授权请求时，版权交易模块按照请求信息发送给该当前创作者用户，若同意授权，版权交易模块将检查用户余额情况，若满足交易条件，版权交易模块通过当前创作者用户的公钥对存储数据库中保存的创作者用户的加密签名信息进行验证，判断该作品是否仍然属于该创作者用户而不是已将作品版权信息进行转让；
认证未通过，版权交易模块驳回版权授权请求；
认证通过后，存储认证模块将使用AES算法对加密作品进行解密，同时使用摘要算法重新计算作品摘要，判断两次作品信息摘要是否一致，以检查作品内容是否一致；
若一致，则将解密的内容发送给版权授权用户，交易完成，区块链网络节点将对本次交易进行打包，标记为授权交易，并将本次授权交易的交易哈希值发送至redis存储模块，redis存储模块将本次授权交易的交易哈希值写入存储数据库中与该作品内容对应的交易表中；完成本次版权授权过程；
当前创作者用户为作品所属者；用户为版权授权请求者。
如图5为本发明的版权转让方法流程图；具体为：
已注册用户向版权交易模块发起版权转让申请，版权交易模块将向当前创作者用户发送相关通知，若当前创作者用户同意进行版权转让，版权交易模块将检查用户账户余额是否满足相关条件；
若满足，则版权交易模块通过创建交易，区块链网络节点使用当前创作者用户的公钥进行签名认证，确认版权内容当前为该用户所有，存储认证模块使用AES算法进行解密操作，同时使用用户的私钥对作品摘要哈希重新进行签名，更改存储数据库中的签名信息，并将版权转让信息作为区块标识，区块链共识节点将新的用户信息及作品唯一标识，加密后的存储位置进行上链，redis存储模块将交易打包上传至区块链网络；
当前创作者用户或新的用户作为版权所有者，用户作为版权转让申请者。
本发明还包括版权溯源的方法，具体为：
当查看某个作品的流转情况时，版权溯源模块接收申请，版权溯源模块将对区块链网络中存储的加密的作品内容位置，进行解密，进而查找到存储数据库中有关该作品内容的从上传认证到中间的交易环节，直至当前版权状态的所有交易哈希值，通过所有的交易哈希值将从区块链网络提取到与该作品内容相关联的所有全流程的交易信息，以供审阅。
本发明提供了一种基于区块链的数字资产版权信息保护方法，针对版权保护提出一种探索性方法，将区块链应用于版权保护中，从注册、认证、交易、溯源等方面对问题进行分析解决。基于区块链与非对称加密的特性可以对作品内容进行很好的追踪、验证，天然的防篡改能力保护认证的作品的全流程流转的安全，分布式账本，分布式节点冗余存储记录了交易的具体细节及解决了单点故障和数据安全问题。
本发明针对已有的将区块链与版权保护结合的应用中未提及的问题-相似作品重复认证，进行探索尝试，根据作品不同格式，化模块进行处理，提供独立模块，方便在相似度处理模块中添加功能。
本发明将链上链下相结合，提取作品唯一标识等重要信息上链，保证重要数据安全，链下存储完整作品内容，保证作品完整性。
本发明将交易哈希信息加密存储在与之对应的版权数据库中，在溯源阶段可以快速查询到与问题作品所对应的所有交易哈希，进而在链上查询到所有的交易细节，避免了为查询问题交易而查询无关区块的问题，减少溯源检索的数据量。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用户通过注册模块进行用户名密码注册，注册模块通过椭圆加密算法生成与之对应的公钥和私钥，并发送至用户；
2)创作者用户上传待认证作品，版权审核模块对作品格式进行判断，并按照作品格式分发到版权审核模块中对应格式的判断模块进行相似度检测，以此来保证待认证作品属于本人；
3)作品内容通过版权审核模块审核后，区块链网络节点提取作品内容的唯一标识，存储认证模块将作品内容进行加密后存储至数据存储库，并将加密后的作品内容的唯一标识、以及加密后的存储位置返回给区块链网络节点，区块链网络节点将唯一标识，加密后的存储位置进行打包，发送至区块链共识节点；由区块链共识节点进行共识处理，进行上链，将成功上链的交易哈希值发送给redis存储模块；
所述步骤3)，包括以下步骤：
3-1)区块链网络节点使用SHA256哈希散列算法对作品内容提取唯一标识；
3-2)存储认证模块对提取的唯一标识使用用户私钥进行加密签名，用于对作品内容与创作者身份进行绑定；存储认证模块使用AES算法对作品内容本身进行加密，将创作者用户的加密签名信息和使用AES加密的作品内容保存至存储数据库，进行双层验证保护；存储数据库建立该作品的相对应的交易表；
存储认证模块通过系统密钥对存储位置进行加密，得到加密后的作品内容的存储位置；
所述交易表，包括三个字段：交易表标识id、作品内容标识content_id、交易哈希值tx_hash；用来建立作品与其相关所有交易之间的联系；
3-3)区块链网络节点获取存储认证模块的加密后的作品内容的存储位置，并将加密后的作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置打包后，发送至区块链共识节点；
3-4)区块链共识节点收集到区块链网络节点中作品唯一标识、以及通过系统密钥进行加密后的作品内容的存储位置，即与区块链网络节点存在的交易，进行共识处理，验证每个节点产生的交易哈希值是否正确，以防止虚假节点来伪造数据，通过共识处理后将自动进行上链动作，并将本次交易产生的交易哈希值发送至redis存储模块中；
3-5)redis存储模块将从区块链共识节点获得的交易哈希值发送到存储数据库中与该作品对应的交易表中进行存储，用于版权溯源模块进行溯源；
4)redis模块将收集存入存储数据库中的每个作品内容的标题、创作者信息、作品内容简介、以及创作者提供的供大众浏览的内容，共同发送至redis数据库中进行存储；
5)用户通过访问web网站进行浏览展示的信息，已注册用户通过版权交易模块进行版权交易。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述步骤1)，包括以下步骤：
1-1)用户向当前所在区块链网络节点提交注册信息；
1-2)按照用户提交的注册信息，使用椭圆加密算法为用户生成唯一的公私钥对；
所述椭圆加密算法中，椭圆曲线方程为：
y2modp＝(x3+7)modp
其中，x是自变量，y是因变量，mod取余，p为椭圆曲线上的任意一点；
采用加密包进行密钥对生成，根据椭圆曲线方程获取一个椭圆曲线，定义有限域Fp，在有限域Fp内设置p,a,b,G,n,h，获取因变量T，即：
T＝(p,a,b,G,n,h)
其中，p、a、b为确定椭圆曲线的点，G为基点，n为G的阶，h是椭圆曲线上所有点的个数m，与G的阶n相除的整数部分；
1-3)调用T中的私钥和公钥；
1-4)通过将用户名与公私钥进行绑定，返回给用户注册的用户名密码、私钥信息和公钥信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述步骤2)，具体为：
所述作品格式，包括：文本格式作品或图像格式作品；
版权审核模块根据文件后缀名对文件类型进行判断，并转换成对应的文件流；
若为文本作品，将该文件流作为参数传入对应判断模块，并使用TF-IDF算法进行校验；
若为图像作品，将该文件流作为参数传入对应判断模块，并使用SSIM算法进行校验。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述使用TF-IDF算法进行校验，具体为：
(1)使用jieba-fast工具对文章中的文字划分为词语分词；
(2)一个词语的权重由TF*IDF组成，其中，TF表示某个词语在待认证作品中出现的频率，IDF表示包含该词语的待认证作品在作品库中所有作品中出现的频率；
(3)计算TF*IDF，以得到待认证作品中每篇文章的关键词信息，即：
根据每篇作品的关键词信息，通过余弦相似性算法来计算不同文档之间的相似程度，余弦相似性计算公式：
定义待认证作品中词语的向量a为[x1,y1]，作品库中某一作品相对应词语的向量b为[x2,y2]，向量由上述的TF-IDF算法构成，cosθ表示两个词语间的夹角，通过夹角大小来判断向量相似程度，其中夹角越小表示两个词语越相似；
同样使用A，B表示两个n维向量A＝[a1,a2…an],B＝[b1,b2…bn]表示两篇作品的相似度，将公式转化为：
得到最终[0,1]的结果，接近1表示夹角小，即两个文本相似度高；
cosθ小于阈值，待认证作品属于本人；否则，待认证作品不属于本人。
5.根据权利要求3所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述使用SSIM算法进行校验，具体为：
通过滑动窗口方法将待认证作品中图像分割为若干个图像分块，采用高斯加权函数来计算图像分块的均值、协方差以及方差；
计算对应分块的结构相似度，即SSIM，计算出一副图片中所有分块后取平均值，得出最终两张图像的结构相似性度量，
设定指数：α＝β＝γ＝1，则对应分块的结构相似度为：
其中，x为待认证作品中图像，y为作品库中所有同门类下的图像，μx和μy分别是x，y的平均值，σx,σy分别是x，y的标准差，σxy表示x和y的协方差，c1,c2,c3均为常数；
得到SSIM值一个为[0,1]的数，接近1表示两张图片相似度越高；将待认证作品中图像与作品库中所有同门类下的图像进行反复对比，并显示超过设定的最大允许相似度的所有版权id及版权名称，待认证作品不属于本人，反之，待认证作品属于本人。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，步骤5)中，所述版权交易，包括：版权授权和版权转让；
(1)版权授权：某个用户需要使用到该作品内容，向系统发起请求授权申请，系统通知创作者，或由创作者设置的自动通过授权审批；
(2)版权转让：某个用户想要直接购买整个版权所有权，当原创者在进行上传认证时设置允许版权转让的情况下允许该操作，用户向系统提出版权过户申请，系统将通知当前版权所有者进行处理。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述版权授权，具体为：
已注册用户向版权交易模块发起申请版权授权请求时，版权交易模块按照请求信息发送给该当前创作者用户，若同意授权，版权交易模块将检查用户余额情况，若满足交易条件，版权交易模块通过当前创作者用户的公钥对存储数据库中保存的创作者用户的加密签名信息进行验证，判断该作品是否仍然属于该创作者用户而不是已将作品版权信息进行转让；
认证未通过，版权交易模块驳回版权授权请求；
认证通过后，存储认证模块将使用AES算法对加密作品进行解密，同时使用摘要算法重新计算作品摘要，判断两次作品信息摘要是否一致，以检查作品内容是否一致；
若一致，则将解密的内容发送给版权授权用户，交易完成，区块链网络节点将对本次交易进行打包，标记为授权交易，并将本次授权交易的交易哈希值发送至redis存储模块，redis存储模块将本次授权交易的交易哈希值写入存储数据库中与该作品内容对应的交易表中；完成本次版权授权过程；
所述当前创作者用户为作品所属者；用户为版权授权请求者。
8.根据权利要求6所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，所述版权转让，具体为：
已注册用户向版权交易模块发起版权转让申请，版权交易模块将向当前创作者用户发送相关通知，若当前创作者用户同意进行版权转让，版权交易模块将检查用户账户余额是否满足相关条件；
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所述当前创作者用户或新的用户作为版权所有者，所述用户作为版权转让申请者。
9.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数字版权保护方法，其特征在于，还包括版权溯源，具体为：
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