CN1714529A - 具有便利和安全设备注册的基于域的数字权利管理系统 - Google Patents

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Abstract

通过从域中优选在附近的设备(101)获取域信息(例如域名和私有域密码)，将新设备(101)增加到现有域中。一旦域信息从已在域中的设备传送到将要加入域的设备中，将要加入域的设备联系密钥分发组件(105)以完成加入域的注册过程。密钥分发组件返回DRM域私钥(206)和DRM证书(202)。设备使用这二者获得并提取数字内容(204)。

Description

具有便利和安全设备注册的基于域的数字权利管理系统
技术领域
本发明通常涉及数字权利管理，且尤其涉及执行基于域的具有便利和安全设备注册的数字权利管理的方法和设备。
背景技术
对内容所有者而言，有价值的数字内容(例如音乐、游戏、视频、图片和图书)可以轻易地进行复制和共享是令人烦恼的事情。内容所有者能得到公平地偿付是非常重要的。鉴于此，内容发行商有必要采用安全的方式帮助保护隐私。数字权利管理(DRM)是常用于描述此类涉及访问和处理数字项目的权利保护和规则管理的惯用词。内容所有者希望使用DRM系统保护他们具有价值的数字内容，其中DRM系统通过安全的、抗篡改的电子设备实现。
一种DRM保护的方法允许在一个域的设备之间共享内容。例如，这样的一个域的设备可以采用同样的付费方式/账户信息(例如共享同样的信用卡号码、账号、……等)，并共享访问数字作品。例如，使用者可以通过付费访问某个数字作品(例如，一部影片)一次。由于域中所有设备共享账户信息，所以任何设备都可以访问该数字作品。然而，在任何一个设备访问作品之后，所有其它的设备都将被阻止访问。类似地，使用者可以选择每次访问数字作品的时候付费。从而域中的任何设备访问该数字作品都会对使用者账户进行收费。
尽管这样的DRM系统采用了使用者友好的方式进行内容共享，但是该系统面临两个问题。第一个问题在于使用者需要将他所有设备注册到一个域中，这也许比较麻烦。第二个问题是如果使用者远程将设备注册到域中，域中内容的安全性可能受到威胁。因此，有必要提供具有便利和安全设备注册的基于域的数字权利管理，用于增加内容的安全性。
附图说明
图1是依照本发明优选实施例的数字权利管理系统的结构图。
图2是依照本发明优选实施例图1中使用者设备的结构图。
图3是依照本发明优选实施例图示操作图1中数字权利管理系统的流程图。
图4是依照本发明优选实施例图示操作图2中使用者设备的流程图。
具体实施方式
为了解决上面提及的需要，这里提供了一种具有便利和安全设备注册的基于域的数字权利管理的方法和设备。依照本发明优选实施例，通过从域中优选在附近的设备获取域信息(例如域名和私有密码)，在现有的域中增加新的设备。一旦将域的信息从域中现有设备传送给将增加到域的设备，将增加到域的设备联系密钥分发组件完成注册。该密钥分发组件返回DRM域的私有密码以及DRM证书。设备使用这两项获得并提取数字内容。
使用密钥分发组件和强制短程通信有效地提高了使用的便捷性和安全性。一旦初始设备已经建立域信息(例如域名、密码等)，当使用者希望在DRM域中增加新的设备的时候，回想并再次输入同样的信息是比较麻烦的。在初始设备增加到域一段长时期后注册设备或者注册诸如便携式电话、车载无线电或机顶盒等具有有限使用者接口的设备尤其困难。
如果能够直接从域中已有的设备获得DRM信息，使用者将会便利得多。然而，仅仅允许新设备从现有设备获得域信息对于将设备注册到域是不够安全的。如果新设备需要将DRM信息发送到可信服务器(即密钥分发组件)完成注册，可以显著提高安全性。采用这种方法，密钥分发组件可以主动执行注册，并帮助提高安全性。这种方法通过强制DRM信息通过短程通信信道而不是随意传送进一步提高安全性。强制DRM信息的短程通信确保同一个域中的设备物理上彼此接近，从而有助于执行设备不可以远程加入域(例如，使用窃取的在因特网上传播的DRM信息)的安全策略。
在描述依照本发明优选实施例的DRM系统之前，提供如下定义作为必要的背景。
公钥加密——使用一对密钥，即公钥和私钥的加密技术。私钥用于解密数据或产生数字签名，而公钥用于加密数据或确认数据签名。
证书——数字证书是由可信的证明权威机构分发的一组数据。它包含有效期、证书所有者公钥的副本以及确认数据(例如地址或序列号)。证书分发权威机构签署数字证书，从而接收者可以确认证书有效，并因此鉴别证书所有者。一些电子证书遵照X.509标准。
数字签名——数字签名(与数字证书不同)是可用于鉴别消息发送者或文件签署者身份的电子签名，且可能确保消息或文件的原始内容未被改变。
数字签名对象——包含数字化签名后数据的数字对象。数字签名附加于对象。
鉴别——确认某人或某物是否是其宣称的人或物的过程。对设备或使用者的鉴别需要使用数字证书和涉及公钥加密的使用的询问响应协议。对证书的鉴别需要确认证书的数字签名。
现在参考附图，同样的数字表示同样的组件，图1是依照本发明优选实施例的DRM系统100的结构图。如图所示，DRM系统100包含使用者设备101、密钥分发组件105，权利分发组件103和网络107。使用者设备101包含诸如计算机、蜂窝电话、个人数字助理等能够运行提取数字内容的应用程序的设备。例如，使用者设备101可以是具有可以“播放”MPEG音频层3(MP3)文件应用程序、具有诸如标准MP3播放器的应用程序的个人计算机。类似地，使用者设备101可以包含具有标准MPEG视频编解码器能够播放MPEG视频层4的蜂窝电话。使用者设备101其它可能的实施例包括，但不局限于，机顶盒、车载无线电、网络MP3播放器、个人数字助理等。数字内容其它可能的实施例包括，但不局限于，音乐、游戏、视频、图片、图书、地图、软件等。
无论使用者设备101采用何种形式，使用者设备101需要设置为不同的使用者设备101之间可以执行短程通信。在本发明优选的实施例中，短程通信可以使用任何物理连接(例如电缆、对接连接器等)或各种无线通信系统协议，例如，但不局限于，蓝牙、802.11、802.15、红外等。如图1所示，短程通信通过短程通信链路108完成。
密钥分发组件105包含与使用者设备101建立经过鉴定的通信的应用程序，从而可以向使用者设备101提供DRM证书和DRM私钥。密钥分发组件105和使用者设备101之间经过鉴定的通信包含询问—响应协议，其中个体证书和域信息通过该协议进行交换。设备101的制造商将个体证书安装在设备101内。该证书确定使用者设备101为可信的具有DRM的设备。域信息包括诸如域名、私有域密码和所需域操作(例如创建新的域、注册到现有域中、离开域等)的信息。
当从权利分发组件103获取权利对象(即数字内容的许可证)时，使用者设备101使用DRM证书，该证书通过经过鉴定的通信从密钥分发组件105获得。权利分发组件103使用DRM证书鉴别设备101，并将与数字内容关联的权利对象(许可证)传送给使用者设备101。特别地，DRM证书包含DRM公钥(对应的DRM私钥安全地保存在使用者设备101中)、鉴定信息(例如附属于使用者设备101的唯一序列号或型号)和密钥分发组件105生成的数字签名。
依照本发明优选的实施例，设备之间的所有远程通信通过网络107完成。网络107可以具有不同的形式，例如，但不局限于，蜂窝网络、局域网、广域网等。例如，使用者设备101可以包含标准的蜂窝电话，而网络107包含诸如码分多址通信系统的蜂窝网络。
不管使用者设备101、密钥分发组件105、短程通信链路108、网络107和权利分发组件103采用何种形式，DRM系统100的这些组件可以采用以任何合适的方式执行所述功能的处理器、存储器、指令集以及类似部分按照公知的方式进行配置。
如上所述，内容发行商有必要实现安全的方式来保护隐私。因此，在本发明优选的实施例中，当使用者购买使用者设备101时，使用者需要首先向密钥分发组件105注册设备101。在执行安全鉴别协议后，密钥分发组件105将向设备101授予DRM证书和DRM私钥，允许设备101从权利分发组件103获取数字内容的权利。为了获取DRM证书和DRM私钥，使用者设备101和密钥分发组件105必须首先使用制造商安装在设备中的个体证书和个体私钥，执行安全鉴别协议。诸如域名、私有域密码和所需域操作(例如创建新域、注册到现有域中，离开域等)的域信息也在协议中交换。
密钥分发组件105鉴别个体证书(属于设备101)，并核查域信息。如果域信息说明设备101加入新的域，则密钥分发组件105创建新的DRM公/私密钥对。如果设备101加入现有的域，则密钥分发组组件105在数据库中查找域的DRM公/私密钥对。密钥分发组件105随后为设备101创建包含所有必需信息(例如DRM公钥、序列号、型号等)的DRM证书，用于从权利分发组件103获取数字内容的权利。密钥分发组件105随后向设备101发送DRM证书和域使用的DRM私钥。
当使用者希望从权利分发组件103购买数字内容的权利时，它向权利分发组件103提供DRM证书。因此依照本发明优选实施例，在数字内容的任何权利传送给使用者之前，必须提供DRM证书(包含DRM公钥)。权利分发组件103将验证DRM证书并随后基于DRM证书中的信息(例如DRM公钥)产生权利对象。权利分发组件103将数字化签署该权利对象并将其提供给设备101。权利对象包含提取(执行)数字内容所需的加密过的加密密钥(内容加密密钥)。内容加密密钥用DRM公钥进行加密，从而可以只使用DRM公钥进行解密。
如上所述，许多客户更希望通过他们拥有的多个设备101(设备域)来访问数字内容。例如，使用者可能拥有装备了MP3播放器的蜂窝电话和个人计算机。该使用者希望使用同一个账户为这两个设备购买数字内容。现有技术解决方案通过允许使用者将设备注册到内容可以自由共享的域中来解决这个问题。尽管这种基于域的DRM系统为内容共享提供了使用者友好的方法，但是这样的系统面临两个问题。第一个问题在于使用者需要将所有他的设备注册到一个域中，这会比较麻烦。例如，在设备101加入现有域之前，需要在使用者设备101中手动输入与密钥分发组件105交换的域信息(诸如域名和私有域密码、信用卡信息等)。第二个问题是如果使用者远程将设备注册到域中，域中内容的安全性可能受到威胁。例如，如果域信息(例如域名和私有域密码)是公共信息(例如也许被窃取并在因特网上传播)，那么任何人都可以在域中注册自己的设备，从而可以访问这个域所购买的数字内容。尽管密钥分发组件可以通过废除DRM域证书来最小化损失，但是能在现有域中远程注册设备总会是一个漏洞。如果在现有域中注册设备的唯一方法是通过近距离信道与已在域中的其它设备完成，那么闯入者破坏域的机会将会减小。
为了解决这些问题，在本发明优选实施例中，通过从优选在附近的已在域中的设备获取域信息(例如域名和私有域密码)向现有的域中增加设备。为了确保设备在较近的范围，域信息仅通过物理连接或短程连接进行共享，其中使用者在增加到域的设备和域中已有设备之间具有物理控制。在第一种实施例中，使用触板作为设备之间的接口。当两个触板彼此接触的时候，域信息从一个设备到另一个设备的传送自动开始。在另一种实施例中，每个设备具有初始化“近距离”信道设置的按钮。由于两个设备必须物理上靠近且处于设备所有者直接的物理控制下，所以允许域信息仅通过“近距离”的链路传送增加了安全性。
不管采用何种传输方式，一旦域信息从域中已有设备传送到加入域的设备，加入域的设备将与密钥分发组件105联系，完成加入域的注册过程。例如，加入域的设备(即设备101)向密钥分发组件提供个体证书和域信息(从已在域中的设备101获得)，并执行前面提及的鉴别协议。
图2是依照本发明优选实施例图1的使用者设备101的结构图。如图所示，使用者设备101包含存储DRM证书202、应用程序203、数字内容204、权利对象205、DRM私钥206、个体证书207、个体私钥208和域信息209的内部存储器211。众所周知，内部存储器211可以包含各种存储方式，例如，但不局限于，硬盘存储、随机存取存储器(RAM)和智能卡存储器(例如蜂窝电话使用的无线识别模块)等。使用者设备101附加地包括逻辑电路210，在本发明优选实施例中，该逻辑电路包含诸如但不局限于Motorola MC68328 DragonBall集成微处理器或TI OMAP1510处理器的微处理器控制器。最后，使用者设备101包含短程通信单元213。
图3是依照本发明优选实施例图示图1的数字权利管理系统操作的流程图。下面的描述假设第一设备已经在现有的域中注册。也就是说，它具有域信息(例如域名和私有域密码)且已经获得DRM证书，允许其从权利分发组件103获取数字内容的权利对象。
逻辑流程从步骤301开始，此处使用者决定在现有域中注册第二设备。在步骤303使用者开始从已在域中注册的第一设备向第二设备传送域信息209。虽然可以通过多种方式(例如，通过软盘，通过电子邮件等)在设备间传送数据，在本发明优选实施例中，仅仅在通过短程通信链路传送的情况下接收域信息209，然而在可选的实施例中域信息209的传送可以使用设备之间传送数据的任何方法完成。
在步骤305第一设备和第二设备通过短程通信链路建立安全的经过鉴定的信道。该链路可以通过多种方式进行鉴定。例如可以通过使用者对每个设备具有物理控制(也许通过按一个按钮)或者在每个设备中输入临时的PIN或密码完成鉴定。链路的安全采用已知的诸如无线传输层安全(WTLS)或安全套接字层(SSL)协议确立。一旦建立安全的短程链路108，第一设备就在步骤307向第二设备发送域信息209。在步骤309，第二设备使用网络链路107(例如，蜂窝网络或因特网)与密钥分发组件105联系。如上所述，第二设备与密钥分组组件105之间的协议遵照第一设备在建立域时的协议。
在步骤311，第二设备向密钥分发组件105传送它的个体证书207，并可以使用个体私钥208响应质询。一旦建立信道，它向密钥分发组件105发送域信息209。在步骤313，密钥分发组件接收域信息209，确认该信息(例如确定域名和域密码是否有效)，从而如果有效，则在第一设备的相同域中注册第二设备。最后，在步骤315，密钥分发组件105通过使用安全的网络信道107向第二设备传送DRM私钥206(由域中每个设备使用)和新创建的DRM证书202，完成在现有域中注册第二设备。
如上所述，一旦获得DRM证书202，现在可以从权利分发组件103获取数字内容204的权利对象。该过程从向权利分发组件103提供DRM证书202以及请求数字内容开始。作为响应，使用者设备101接收权利对象205，该对象允许对数字内容204的访问。这两项都存储在存储器211中。为了执行数字内容204，使用者设备101需要访问DRM私钥206并使用该私钥从权利对象205中解密内容加密密钥。对内容204进行解密，并由应用程序203提取。逻辑电路210控制这些功能。
图4是依照本发明优选实施例图示图3的使用者设备101操作的流程图。特别地，下面说明了通过短程通信链路从另一个设备101获取域信息209所需的步骤。逻辑流程从步骤401开始，此处逻辑单元210确定域信息209正传送给设备101。如上所述，域信息209在设备之间的传送可以通过多种方式。例如，域信息209可以作为电子邮件应用的附件(未图示)接收或通过软盘驱动器(未图示)接收。在本发明实施例中逻辑电路210确定域信息209的传输方法(步骤403)，并在步骤405判断传输方法是否是短程传输。如果在步骤405判断传输方法是短程传输，则逻辑流程继续到步骤409，此处域信息209被接收并存储在内部存储器211中，否则逻辑流程继续到步骤407，此时不接收域信息。
如上所述，现有技术的基于域的DRM系统通过简单获取使用者域信息的方式将所有设备注册到域中。如果允许注册的设备不是同一个人的物理所有品的话，这种方法存在潜在的不安全性。例如，使用者可以通过简单输入通过电子邮件或因特网获得的域信息将设备增加到域中。而以上的过程不允许新设备注册到域中，除非遵循图3和图4的步骤。
如果所有后续注册的设备都强制使用短程通信进行注册，那么新增加的设备将强制处于使用者直接的物理控制下，从而可以获得更安全的DRM系统。附加地，使用密钥分发组件105显著增加安全性。例如，如果不使用密钥分发组件，那么设备将需要共享它们的DRM私钥并分发证书。由于黑客可以物理访问这些设备而且可以篡改硬件从而试图创建虚假的DRM证书，所以黑客可以更容易破坏这类系统的安全性。在本发明优选实施例中，密钥分发组件是DRM系统的使用者无法物理访问的可信实体。尽管黑客可以试图破坏密钥分发组件的安全性，但是由于它无法被物理攻击，所以还是提高了安全性。
尽管这里依照特定的实施例图示并描述了本发明，但是本领域技术人员知道，在不违背本发明精神和范围的基础上，可以对形式和细节进行多种修改。例如，尽管上面描述中依照的接收/传送的域信息包含设备之间的域名和域密码，但是本领域技术人员知道，在不违背本发明的基础上，域信息可以采用任何数据。同样，例如，上面描述中使用了公钥和私钥。但是本领域技术人员知道，使用对称密钥技术或广播密钥加密技术作为可选的保护DRM系统的方法亦是可行。这些修改都包含在权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种在数字权利管理系统中将设备注册为设备域的一部分的方法，该方法包括步骤：
从设备域中已有设备接收域信息；
向密钥分发组件提供域信息，从而使密钥分发组件向所述设备分发私钥，其中该私钥基于域信息并由设备域中的所有设备使用；和
从密钥分发组件接收私钥。
2.如权利要求1所述的方法，其中，从设备域中已有设备接收域信息的步骤包含从该设备接收域名和域密码的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中，从设备域中已有设备接收域信息的步骤包含接收设备域已有设备的域信息的步骤，其中域中的所有设备共享账户信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中，从设备域中已有设备接收域信息的步骤包含通过短程链路接收域信息的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含步骤：
判断域信息是否通过短程链路接收；和
如果域信息不是通过短程链路接收，则不接受域信息。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包含步骤：
使用私钥解密第二加密密钥，第二加密密钥用于解密数字内容。
7.一种在数字权利管理系统中将设备注册为设备域一部分的方法，该方法包括步骤：
从设备域中已有设备接收域信息。
判断该信息是否通过短程通信链路接收；
只有在信息是从设备域中另一个设备通过短程通信链路接收的情况下才接受域信息；
向密钥分发组件提供域信息，从而使密钥分发组件向所述设备分发私钥和证书，其中私钥和证书基于域信息；和
从密钥分发组件接收私钥和证书。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包含步骤：
向权利分发组件提供证书；
从权利分发组件接收加密后的加密密钥；和
使用私钥对加密后的加密密钥进行解密。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包含步骤：
使用加密密钥解密数字内容。
10.一种装置，包括
从设备域的已有设备接收域信息的通信电路；
存储域信息的存储器；和
向密钥分发组件提供域信息的逻辑电路，从而使密钥分发组件向设备分发私钥，其中私钥基于域信息。
11.如权利要求10所述的装置，其中，域信息包含域名和域密码。
12.如权利要求10所述的装置，其中，设备域共享账户信息。
13.如权利要求10所述的装置，其中，逻辑电路判断域信息是否通过短程通信接收，并且只在信息是从设备域中设备通过短程通信接收的情况下才接受域信息。
14.如权利要求10所述的装置，其中，使用私钥对第二加密密钥进行解密，且使用第二加密密钥解密数字内容。
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