CN1748255A - 用于向合并的数字记录中插入中断的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于防止对数字记录进行非法拷贝和处理的系统和方法。尤其是，所述系统禁止将数字记录的片段进行合并或缝合以为了击破保护方案。为了实现此点，本发明提供了一个顺从设备[26]，其具有用于合并数字记录的系统[31]，且其包括：用于接收第一数字记录和第二数字记录的系统；以及用于将所述第一数字记录和所述第二记录合并成输出[54]的系统，其中所述输出包括在所述第一数字记录和所述第二数字记录之间的一个中断。因此，企图记录被缝合到一起的片段将导致一个具有中断的输出记录，其在播放期间将引起频繁的中断或噪声波动。

Description

用于向合并的数字记录中插入中断的系统和方法

发明背景

1.技术领域

发明总体上涉及数字记录的安全系统，并且更具体地涉及用于控制数字音乐的拷贝、播放及分发的反盗版方案。

2.相关技术

因特网及数字媒体技术(例如光盘“CD”和数字化视频光盘“DVD”)两者的普及已经给数字媒体内容版权所有者带有巨大的问题。复制、播放且传递数字内容的能力已经几乎为拥有个人计算机且访问因特网的任何人所具有。这个能力已经导致版权所有者的权利被广泛滥用，所述版权所有者无法阻止其作品的非法复制。

其中版权所有权尤其被滥用的一个特殊领域涉及到音乐行业。通过因特网对数字音乐的非法盗版正在对音乐行业造成无法估量的损害。迄今，大多数音乐内容一直以公开、非安全的格式被打包和存储，其可能由任何数字媒体播放器或记录器所读取和处理，即所述内容可以被轻易地复制、存储和传递。为了致力于此事，音乐行业已经着手建立一个安全领域来控制音乐的泛滥盗版。

音乐行业正在探索的一个解决方案涉及建立安全播放和记录设备的标准，所述安全播放和记录设备处理被专门编码的内容。已经提议众多安全设备和系统。例如，发布于1996年4月30日题目为“Methodand Apparatus For Copy Protection For Various RecordingMedia”(用于各种记录媒体拷贝保护的方法和装置)的美国专利5,513,260说明了这样一个系统，其中在被保护的CD可以被播放之前要求一个授权签字。发表于1999年11月25日题目为“CopyProtection Using Broken Modulation Rules”(采用断续调制规则的拷贝保护)的PCT应用WO99/60568也公开了各种反盗版系统。在此引用这些参考书目中的每一个作为参考。

此外，由代表信息技术、用电设备电子技术、电信、安全技术、全球记录行业及因特网服务供应商等180多家公司和机构组成的被称为SDMI(Secure Digital Music Initiative，安全数字音乐创制权)的团体正在努力研制用于安全递送所有形式的数字音乐的标准和体系结构。

实施其顺从系统如由SDMI所寻求的那些系统所面临的一个挑战是：必须满足各种竞争性要求。例如，对于SDMI：(1)如果人们拥有原版CD则必须允许人们对其CD进行无限制次数的个人拷贝；(2)SDMI顺从播放器必须能够播放已经存在于图书馆的音乐；(3)SDMI必须提供阻止对音乐进行大量完美数字拷贝的能力；以及(4)SDMI必须阻止未对发明者或版权所有者进行任何补偿便在因特网上的分发。因此SDMI要求必须允许有限形式的拷贝，而与此同时必须禁止广泛的拷贝。

不幸地是，这种竞争性要求为黑客及盗版者创造了击破所述系统保护方案的机会。因而，必须研制出难以击破但将满足创建权如SDMI公开要求的保护方案。

发明概述

本发明通过提供一种用于防止对数字记录的非法拷贝和处理的系统和方法，解决了上述问题及其它问题。尤其是，所述系统禁止为使保护方案无效而将数字记录的片段合并或缝合在一起。

在第一方面，本发明提供一种用于处理已标记水印的数字记录的设备，其包括用于验证已标记水印的数字记录的验证系统；以及用于沿着已标记水印的数字记录插入中断的插入系统。

在第二方面，本发明提供一种用于编辑数字记录的系统，其包括：用于接收第一数字记录及第二数字记录的系统；以及用于将所述第一数字记录和所述第二数字记录合并成一个输出的系统，其中所述输出包括所述第一数字记录和所述第二数字记录之间的一个中断。

在第三方面，本发明提供一种用于编缉第一和第二数字记录的方法，其包括这些步骤：合并所述第一和第二数字记录；以及产生一个输出，其中所述输出包括所述第一和第二数字记录之间的一个中断。

因此本发明的一个优点是提供一个系统，所述系统通过不允许将数字记录的段或片段缝合到一起，防止对数字记录进行非法盗版。

本发明的另一个优点是提供一个系统，其中为了限制经非法处理的记录的使用，在所记录的段之间插入填充。

附图的简要说明

本发明的优选示意性实施例将在此后结合所附的附图加以说明，其所述附图中相同的标识表示相同的元件，以及：

图1描述根据本发明一个优选实施例的反盗版系统的方框图。

图2描述一个数字记录的图形表示。

图3描述一个已标记水印的数字记录的图形表示。

图4描述图1的顺从设备在合并的段之间插入寂静的方框图。

图5描述图1中包括合并段振幅调制的顺从设备的方框图。

应该理解为附图仅是为了说明的目的而被示出，没有必要按照比例来画出。同样地，所述附图不应该被似为对本发明范围的限制。

本发明的详细说明

1概述

本发明提供了一种用于保护数字记录不被非法处理的系统和方法。在此所使用的术语“处理”可能包括对一数字记录进行的任何类型的复制、传递、播放、修改等。术语“数字记录”可能包括任何类型可以以数字形式被存储的信息、数据、音乐、录像、多媒体等。用于实现保护的一个方法是：首先验证在处理可能出现之前存在数字记录的整个数据集。例如，在音乐行业，音乐一般在包括曲目或歌曲汇集的音频CD中加以传送。本发明可能采用一种系统和方法，其要求完整的曲目汇集在处理前存在。因为非法音乐拷贝经常被局限于在CD上歌曲的少量子集，所以将基本上限制了从因特网上非法张贴和下载个别歌曲的能力。

因此，此处所说明的一些示意性实施例验证在处理时间整个媒体(或原始分发的整个数据汇集)的存在，作为合理所有权的证据。如果一部分媒体不存在，则可以中止对数字记录的处理。虽然这个发明的一个重要应用涉及到音乐内容的传送，但是应该理解为：本发明已经应用于具有多个曲目的任何类型的数字记录。为了此公开内容的目的，“多个曲目”应该被限定为包括任何具有不只一个单独可用的或所需要的段的数字记录。

2验证

参考图1，示出一个示意性的反盗版系统10，通过在数字数据被处理例如被记录、被传递、被播放等之前对所述数据进行验证，所述系统防止对所述数字数据的非法处理。验证是通过采用水印编码器14将数字记录12首先转换成标记水印的数字记录24而实现。然后可以采用顺从设备26来验证已标记水印的数字记录24，所述顺从设备包括一个与水印编码器14相顺从的系统。一旦被验证，则顺从设备26可以继续处理(例如拷贝或记录)已标记水印的数字记录24以产生输出54。

用于对数字记录12编码的一个优选的系统和方法涉及到采用分段机构16将数字记录分割成多个小段(例如15个第二长段)，然后利用标记水印系统18将数字记录12标记水印。标记水印可能涉及例如将一些或所有段标记上记录有整个数字记录特征的经计算的标识符或水印。例如，标识符W可能被计算为在每个段S1、S2、...Sn中数据的无用信息H，即W＝H(S1、S2、...Sn)。

图2和图3描述数字记录12和已标记水印的数字记录24的图形表示。数字记录12包括由终点42划定边界的多个曲目T1、T2...Tn。已标记水印的数字记录24包括数字记录12的多个曲目T1、T2...Tn，但是其还被进一步分割成多个段S1、S2、...Sn。此外，每个段包含一个水印W46。应该理解为图3中已标记水印的数字记录24仅表示一个示意性的水印编码方案。其它实施如对段子集的水印标记或将水印分割成多个段可以同样地被采用，并且处于本发明范围之内。

在此处所采用的术语“水印”可以指任何类型的水印，其包括多个简单的水印或健壮的水印。多个简单的水印可以是易毁坏的，其意味着如果内容以未明确允许的方式(例如压缩)被操作，则水印消失。作为另一选择，健壮的水印则幸免于不降低内容质量的对内容的所有操作。这些水印可以携带与内容关联的版权信息及政策，例如内容是否可以被拷贝。因而，政策可能是：“只要原始媒体的整个数据集存在，则内容可以被拷贝。”

在处理之前，顺从设备26使用验证已标记水印的数字记录24的验证系统28。例如，在上面所述情况下，验证系统28可以通过将记录24首先分割成段S1′、S2′、...Sn′；重新计算标识符W′＝H(S1′、S2′、...Sn′)；以及将标识符W′与从段S1′、S2′、...Sn′之一中抽取出的水印W″做比较来验证已标记水印的数字记录24。如果W′＝W″，则个别的段被验证。然后此过程可以针对每个段加以重复。如果整个已标记水印的数字记录24的全部段都得到验证，则处理系统34将处理所述记录24。如果一个或多个段没有通过验证，则将由终止机构30终止处理。

因此，系统10提供一个示意性方案，其中在处理被允许之前要求整个记录24的存在。然而应该理解为其中对数字记录进行验证的验证系统的任何变化均处于本发明的范围之内。

3中断插入

因为验证系统28依赖于探测水印，所以有可能通过试图单独地处理已标记水印的数字记录24的小片段来减小验证系统28的功效。这种小片段可能对于水印来说太短以致于无法被识别，因此带有这样的外观，例如内容没有版权化(即它包括遗赠内容)并且应该得到处理。例如，假设顺从设备26是一个记录机构并且已标记水印的数字记录12是对单个歌曲的非法拷贝。因为整个CD没出现，所以整个歌曲的记录因为来自歌曲的一个或多个段将不能被完全地验证而将被终止。为了避开此措施，一个在安全域施展行动的盗版者可能试图单独地缝合或合并所记录的歌曲片段。具体地，一个人可以试图来：(1)将歌曲分成多个片段(例如一个段、几个段或部分段)；(2)分别地将单独的片段输入到顺从设备26；(3)试图单独地记录每个片段；以及(4)在每次成功的记录之后将记录设备复位并且重复直到一个完整歌曲被记录。

虽然这种缝合处理并不是没有受到挑战，但是成功的记录将比仅仅试图来记录整个歌曲的可能性要大得多。例如，假设非法歌曲包含了K个段，并且任何已经段被随机验证的机率为P.于是，歌曲所有段被随机验证的机率将是P^k。因此，如果一个歌曲包含20个段，并且随机验证的机率为10％，则成功的记录机率将为0.1²⁰＝10^-20。另外，在“缝合”方法中，如果任何单个片段随机地被验证的机率仍然为P＝10％，则盗版者可能潜在地需10次努力来记录一个已知段。因此，如果歌曲被断成20个段，若允许在安全域将所记录的片段合并到一起，则盗版者可能潜在地需10×20＝200次努力来击破此系统。这可能是击破验证系统28的一个可接受的价格，尤其是如果处理可以被计算机化的话。

为了克服上述欺骗方案，本实施例包括一个在顺从设备26中的中断插入系统32。中断插入系统32与处理系统34接口，并且在任何被处理的记录开始时及/或结束时插入一些类型的中断。优选地，在片段被合并系统31合并到一起时的任何时候，中断插入系统32在两个被记录的片段插入一个中断。

两个示意性类型的中断包括：(1)插入一个填充，以及(2)振幅调制。在填充插入的情况下，在任何记录或处理结束之后紧接着不间断地插入一些类型的“填充”。填充可能包括例如插入在所记录段或多个段之间的静寂。其它类型的填充可能包括嗡嗡声、广告、铃声、蜂鸣声等。此外，填充可以包括插入如静寂和蜂鸣声的组合。

在振幅调制的情况下，中断包括一个系统，其中在记录开始时使功率(即声级)缓慢增加且/或在记录结束时使其缓慢衰减(即淡入，淡出)。优选地中断将仅修改任何合法记录的一秒钟的若干分之几，但是将促使用户启动或停止记录而仅处于静寂状态，此时将没有任何视频效果。

因而，所公开的实施例提供了一个系统，其中将记录缝合到一起的企图将带来频繁的中断或噪声波动，并且消除了盗版的可能性。应该理解为：除了此处所讨论的中断以外，只要任何其它类型的中断不干扰歌曲集的合法编辑，则这些类型的中断可以被采用。还应该理解为术语“合并”可能包括编辑多个记录的所有方面，包括剪切、均衡、将一个片段插入到另一段、串联等。

优选地，当两个所记录的片段被合并到一起时，填充插入和/或振幅调制由合并系统31得以最佳地实施。此外，在安全域中，所记录的片段被优选地如此加密，以便于不间断地附着片段的任何企图引起非法的加密。这种加密技术在本领域内是众所周知的，如果加密的片段是串联的，则此加密技术导致非法的加密。因此，合并系统31的方法学可能涉及到对片段的解密、对片段的合并以及对得到的更长组合的重新加密。只要加密过程是安全的，则对任何编辑操作(例如合并系统31)的控制由顺从设备26来维持，并且用户不可能简单地清除中断。

参考图4，当努力将多个经记录的段52缝合到一起时，利用中断插入系统32的一个示意性实施例被示出。如所示，每个片段F1、F2和F3被单独地输入到顺从设备26用于处理，在这种情况下被分别地记录且合并到一起构成输入54。然而，因为每个段被分别地加以处理，所以中断插入系统32已经在每个段之后插入少量不间断的死区或静寂56。因此，得到的输出54包括所记录的片段F1、F2和F3，其间交织插入静寂56。因此所述得到的输出54不适合于收听或使用，因为它包含众多中断。

图5描述了一个示意性的实施例，其中中断插入系统32造成振幅调制60在每个被处理的段开始和/和结束时分别插入一个淡入/淡出。正如所看到的，片段F1、F2和F 3被输入到顺从设备26且产生得到的输出64。输出64由三个片段F1、F2和F3组成，其中每个片段略微得到修改。尤其是，每个片段的开始部分66被修改以便于其功率电平被缓慢增加，并且每个片段的结束部分68被修改，以便于其功率电平被缓慢衰减。

要理解到此处所说明的系统、功能、机构和模块可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。它们可能通过任何类型的计算机系统或其它适合于完成此处所述方法的装置来实施。硬件与软件典型的组合可能是带有计算机程序的通用计算机系统，当所述计算机程序被装载和执行时，其控制计算机系统以便于其完成此处所说明的方法。另外，也可以采用专用计算机，所述专用计算机包含用于执行本发明的一个或多个功能任务的专用硬件。本发明还可以被嵌入到计算机程序产品中，所述的计算机程序产品包括保证此处所述的方法和功能实施的全部特性，并且当其被装载到计算机系统中时，其能够完成这些方法和功能。在本上下文中，计算机程序、软件程序、程序、程序产品或软件意味着以任何语言形式的任何表达、一套指令的代码或符号，其旨在使系统具有信息处理能力以便直接地或在下面两个操作之一或全部完成之后来完成特定的功能：(a)转换成另一种语言、代码或符号；以及/或(b)以不同的材料形式来再现。

出于示意和说明的目的，已经呈现了本发明优选实施例的上述说明。它们并不旨在做到详尽或将本发明限制到所公开的确切格式，并且显然许多修改和变化根据上述学说是可能的。对本领域普通技术人员很显然是：正如所述权利要求所限定的那样，这种修改和变化旨在其包括在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种用于处理已标记水印的数字记录的设备[26]，其包括：

用于验证已标记水印的数字记录[24]的验证系统[28]；以及

用于给已标记水印的数字记录[24]插入中断的插入系统[32]。

2.根据权利要求1的设备，其中验证系统[28]将已标记水印的数字记录[24]分割成多个段。

3.根据权利要求2的设备，其中验证系统[28]将存储在至少一个段内的水印值[46]与从整个已标记水印的数字记录[24]中得到的一个突出值相比较。

4.根据权利要求3的设备，其中所述突出值是一个包含在多个段的每个段中的无用信息数据。

5.根据权利要求1的设备，其中中断包括一个填充[56]。

6.根据权利要求5的设备，其中所述填充包括静寂。

7.根据权利要求6的设备，其中所述填充[56]被不间断地插入在已标记水印的数字记录之前或之后。

8.根据权利要求1的设备，其中中断包括振幅调制[66，68]。

9.一种用于合并数字记录的系统，其包括：

用于接收第一数字记录和第二数字记录的系统[26]；以及

用于将所述第一数字记录和所述第二数字记录合并成一个输出[54]的系统[31]，其中所述输出[54]包括所述第一数字记录和所述第二数字记录之间的一个中断。

10.一种用于合并第一和第二数字记录的方法，其包括步骤：

验证所述第一和第二数字记录；

合并所述第一和第二数字记录；以及

产生一个输出[54]，其中所述输出包括所述第一和第二数字记录之间的一个中断。

11.根据权利要求10的方法，其中所述验证步骤包括将已经插入到数字记录至少一个段的水印值与整个数字记录的突出值相比较。

12.根据权利要求10的方法，其中所述中断包括一个被不间断地插入的填充[56]。

13.根据权利要求10的方法，其中所述中断包括至少所述第一和第二数字记录之一的一个振幅调制。

14.根据权利要求10的方法，其中所述第一和第二数字记录被加密，并且其中合并步骤包括步骤：解密所述第一和第二数字记录；用中断串联所述第一和第二数字记录；以及加密所述输入[54]。

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