KR102234542B1 - 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법 - Google Patents

블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법 Download PDF

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김대수
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조정화
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Abstract

본 발명은 다수 참여자 환경에서 블록 체인과 비밀 공유 및 해시함수를 이용하여 영상 저작물을 관리하여 영상 저작물에 대한 저작권 분쟁을 원천적으로 방지할 수 있는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법은,
참여자 단말기로부터 작업 내용과 작업 결과물을 포함하는 영상 저작물 데이터를 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출하는 단계; 블록 체인 내에 저장될 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n)와 참여자들의 식별자(Pi, 1≤i≤n)와 상기 참여자들의 식별자를 입력값으로 하는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))을 설정하는 전처리 단계; 상기 식별자(Pi)를 상기 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 상기 참여자들에게 각각 분배하고, 상기 참여자들의 식별자 이외의 추가 식별자(Pn+1) 및 추가 해시 조각값(f(Pn+1))의 순서쌍(Pn+1, f(Pn+1))을 노드에 저장하는 비밀 공유 수행 단계;를 포함한다.

Description

블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법 {Blockchain-based video asset management method}
본 발명은 다수 참여자 환경에서 블록 체인과 비밀 공유 및 해시함수를 이용하여 영상 저작물을 관리하여 영상 저작물에 대한 저작권 분쟁을 원천적으로 방지할 수 있는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 관한 것이다.
저작물에 대한 저작권 분쟁은 오래전부터 지속되어왔고, 대다수의 분쟁 요인이 음원 분야와 컴퓨터 프로그램 분야에 존재했다. 그러나 유튜브와 1인 미디어 창작 산업의 활성화 및 저변 확대로 이들을 체계적으로 관리할 수 있는 MCN(Multi Channel Network, 다중 채널 네트워크) 산업이 급부상하면서 이와 관련된 다양한 이슈가 발생하고 있다. 특히, MCN 회사 내 관리되는 1인 미디어 창작자에 대한 MCN 회사와 창작자 간의 저작권 분쟁이 지속적으로 증가하는 추세이다.
그러나, 이러한 분쟁을 원천적으로 방지할 수 있는 기술의 부재와 영상 저작물 제작을 위한 계약과 실제 제작 과정에서의 투명성과 신뢰성을 보장할 수 있는 방법이 미약한 실정이다.
한편, 블록 체인(Block chain)은 분산 원장 환경에서의 데이터 저장 기술로서 해시 함수를 이용하여 특정 블록 내 저장된 데이터의 위·변조가 불가능하므로 데이터 관리 측면에서 사용자에게 높은 투명성과 신뢰성을 제공하고, 체인 형태로 연결된 블록을 분산 저장하기 때문에 중앙 관리자의 필요성이 없으며, 안전한 데이터의 보관과 관리를 위한 유지보수 비용이 상대적으로 저렴하다.
기존의 블록 체인 생성 방법은 널리 알려진 암호화 기법과 분산 합의를 통해 수행된다. 암호화 기법은 비밀키(Secret key)가 존재하는 암호학적 해시 함수(Cryptographic hash function) 또는 공개키 구조(Public Key Infrastructure, PKI) 등을 주로 사용한다.
이로 인해 발생하는 문제점은 다음과 같다.
첫째, PKI 사용 시 다량의 연산량이 필요한 문제이다. PKI는 디지털 서명과 공개키 암호 알고리듬인 DSA, RSA, ECC 또는 EC-DSA 등을 주로 사용하지만 최근 해당 알고리듬의 안전성을 문제로 비밀키(Secret Key)의 길이가 증가하면서, 암호화 또는 복호화 시 소요되는 속도와 연산량이 기하급수적으로 증가하는 추세이다. 블록 내 저장하는 데이터의 용량이 증가할 경우 이에 따라 연산에 소요되는 시간과 연산량이 증가하고 이로 인해 관련 분야에서는 별도의 소프트웨어 또는 하드웨어를 새롭게 개발 및 구축하여야 하기 때문에 이를 해결하기 위해 소요되는 비용이 증가하게 된다. 아울러 ECC의 경우 최근에서야 상용화 단계에 접어들어 다양한 안전성을 확인하고 있기 때문에 블록 체인의 노드 저장에 당장 사용할 수 없다는 단점이 존재한다.
둘째, 각종 키(key) 관리에 대한 문제이다. 비밀키가 존재하는 해시 함수 또는 PKI를 통해 블록 체인 내 데이터를 저장할 경우 참여한 사용자에 대한 새로운 비밀키(필요에 따라 공개키도 발급하여야 함)를 발행하고, 사용자에게 안전하게 분배하여야 하며, 사용자가 이를 분실 또는 기타 사항이 발생한 경우 이를 적절하게 해결할 수 있는 키 관리 정책과 시스템이 필요하다. 특히, 비밀키가 존재하는 해시 함수의 경우 특정 블록 체인 노드에 대한 인가된 사용자마다 비밀키가 존재하여야 하기 때문에 블록 체인 노드와 인가된 사용자가 늘어날 경우 이에 대한 키 역시 기하급수적으로 증가할 수밖에 없게 되고, 이에 대한 키 관리 시스템의 추가 소요와 함께 좀 더 복잡한 형태의 키 관리 정책이 도입되어야 하므로 이를 해결하기 위한 비용이 증가하게 된다. PKI 역시 디지털 서명과 공개키 암호 기반으로 수행되기 때문에 키관리가 매우 중요하고, 시스템 설계 시 이에 대한 보안책을 반드시 마련하여야 한다.
셋째, 블록 체인 내 저장된 데이터의 노출 문제이다. 기존의 블록 체인 노드 생성 기법은 참여자의 비밀키를 이용하여 블록 체인 내 저장된 데이터를 확인할 수 있다. 그러나 참여자가 비밀키를 분실하거나 악의적인 공격자에 의해 공격을 당한 경우 블록 체인 노드 내 저장된 민감 정보가 그대로 노출될 경우가 발생한다. 더욱이 블록 체인 내 저장된 데이터가 비밀에 해당하는 경우 이를 원천적으로 비밀키에 의존하여 관리한다는 것이 시스템 측면에서의 구축 비용과 유지보수의 비용이 증가하게 되는 문제가 있다.
한국공개특허 10-2019-0097623호
본 발명은 다수 참여자 환경에서 블록 체인과 비밀 공유 및 해시함수를 이용하여 영상 저작물을 관리하여 영상 저작물에 대한 저작권 분쟁을 원천적으로 방지할 수 있는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법은,
참여자 단말기로부터 작업 내용과 작업 결과물을 포함하는 영상 저작물 데이터를 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출하는 단계; 블록 체인 내에 저장될 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n)와 참여자들의 식별자(Pi, 1≤i≤n)와 상기 참여자들의 식별자를 입력값으로 하는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))을 설정하는 전처리 단계; 상기 식별자(Pi)를 상기 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 상기 참여자들에게 각각 분배하고, 상기 참여자들의 식별자 이외의 추가 식별자(Pn+1) 및 추가 해시 조각값(f(Pn+1))의 순서쌍(Pn+1, f(Pn+1))을 노드에 저장하는 비밀 공유 수행 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 라그랑주 보간식을 이용한 수식에 입력하여 기약 다항식(f'(x))을 도출하고, 도출된 기약 다항식(f'(x))에 상기 추가 식별자(Pn+1)를 입력하여 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 상기 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 비교하여 작업 증명을 수행하는 작업 증명 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 기약 다항식(f(x))은 하기 식 (1)로 정의될 수 있다.
식 (1) :
Figure 112019135881673-pat00001
(여기서, t는 임계값이고, aj는 블록 체인 내에 삽입될 해시값(OVH)의 일부로서 해시값(OVH)을 이진화하여 파싱한 후, 비트 단위로 삽입된 계수값이며, mod는 임의의 나눗셈의 나머지를 구하는 나머지 함수이고, GF는 갈로아필드(Galois feild)에 속하는 다항식이며, k는 비트수를 의미함)
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 블록 체인 내에 삽입될 해시값(OVH)의 적어도 일부가, 상기 기약 다항식(f(x)) 내의 계수값(aj)으로 삽입되지 못하는 경우, 다른 기약 다항식(g(x), h(x), ...)을 추가로 설정하여, 상기 해시값(OVH)의 모든 변환된 이진 데이터가 계수값으로 삽입될 때까지 반복하여 상기 비밀 공유 수행 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 기약 다항식(f'(x))은 하기 식 (2)로 정의될 수 있다.
식 (2) :
Figure 112019135881673-pat00002
(여기서, x는 다항식 f'(x)의 변수이며, xo는 식별자(Po)이고, xj는 식별자(Pj)이며, yj는 해시 조각값(f(Pj))이고, Π는 곱(Product)을 의미하는 함수임)
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 추가 식별자(Pn+1)는, 블록 체인 시스템 내에서 난스(Nonce), 타임 스탬프(Time stamp) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 블록 체인 시스템의 운영 정책에 따라 지정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 전처리 단계에서 상기 작업 증명 단계 개시를 위한 임계값(t)을 설정하고, n명의 참여자 중 임계값(t) 이상이 공모하여 자신의 식별자(Pi)와 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 블록 체인 시스템에 제출함으로써, 작업 증명을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 있어서, 상기 임계값(t)은 어느 특정 참여자에게 다른 참여자 보다 높은 지분으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법은,
컴퓨팅 장치와 결합되며, 참여자 단말기로부터 작업 내용과 작업 결과물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 영상 저작물 데이터를 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출하는 단계; 블록 체인 내에 저장할 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n)와 참여자들의 식별자(Pi, 1≤i≤n)와 상기 참여자들의 식별자를 입력값으로 하는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))을 설정하는 전처리 단계; 상기 식별자(Pi)를 상기 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 상기 참여자들에게 각각 분배하고, 상기 참여자들의 식별자 이외의 추가 식별자(Pn+1) 및 추가 해시 조각값(f(Pn+1))의 순서쌍(Pn+1, f(Pn+1))을 노드에 저장하는 비밀 공유 수행 단계; 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 라그랑주 보간식을 이용한 수식에 입력하여 기약 다항식(f'(x))을 도출하고, 도출된 기약 다항식(f'(x))에 상기 추가 식별자(Pn+1)를 입력하여 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 상기 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 비교하여 작업 증명을 수행하는 작업 증명 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 의하면,
실제 원본 데이터(작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR))는 암호화하여 스토리지 내에 저장하고, 원본 데이터에 대한 해시값(OVH)의 일부분을 노드 내 저장하게 되며, 블록 체인 노드 내 저장된 데이터는 임의로 위·변조가 불가능하고, 노드 내 저장 전 작업 결과물과 작업 내용을 저작물 제작 과정에 참여한 모든 참여자가 참여자 단말기를 통해 확인하는 작업 증명 과정을 수행하므로 저작권 분쟁의 원인이 발생하는 저작물의 제작 과정에서의 투명성과 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 특정 참여자가 도출한 작업 결과물과 작업 내용을 저작물 제작에 참여한 모든 참여자 중 일부가 확인하도록 하여 올바른 작업 수행을 하는지에 대한 의견 제시와 저작물의 제작 과정을 명확하게 기록할 수 있게 된다.
또한, 기존의 블록 체인 생성을 위해 키가 존재하는 해시 함수 또는 PKI를 사용할 경우 참여자의 수에 비례하여 소요시간과 연산량이 증가하는 것과 달리, 비밀 공유와 유한체 연산을 이용하여 참여자의 수에 관계없이 소요시간과 연산량은 일정하기 때문에 다수 참여자 환경에서의 블록 체인 노드 생성시 매우 효율적이고, 향후 하드웨어 제조시에도 공간과 시간적인 측면에서 우수하다는 효과가 있다. 아울러 별도의 키 관리가 필요없다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법이 도시된 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비밀 공유 수행 단계에서 해시값(OVH)로부터 기약 다항식(f(x))의 계수값 aj가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비밀 공유 수행 단계에서 식별자(Pi)를 기약 다항식(f(x))에 입력하여 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 참여자들에게 각각 분배하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 증명 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
블록 체인(Block chain)은 분산 원장 환경에서의 데이터 저장 기술로서 해시함수를 이용하여 특정 블록 내 저장된 데이터의 위·변조가 불가능하므로 데이터 관리 측면에서 사용자에게 높은 투명성과 신뢰성을 제공하고, 체인 형태로 연결된 블록을 분산 저장하기 때문에 중앙 관리자의 필요성이 없으며, 안전한 데이터의 보관과 관리를 위한 유지보수 비용이 상대적으로 저렴하다.
본 발명에서는 이러한 블록 체인 기술을 활용하여 특정 저작물을 제작하기 위해 당사자 또는 다수 참여자들 간에 계약을 수행한 후, 해당 계약에 참여한 모든 인원이, 블록 체인 기반의 저작권 관리 시스템에 자신이 수행한 업무에 대한 작업 내용과 작업 결과물을 기록 및 업로드를 각각 수행하여 블록 체인 노드 내 저장하도록 한다.
특히, 블록 체인 노드에 저장 시 모든 참여자가 특정 참여자에 의해 도출된 작업 내용과 작업 결과물을 확인하는 작업 증명 과정이 별도로 존재하기 때문에, 저작물 제작 과정에서 발생할 수 있는 저작권 분쟁에 대한 문제를 원천적으로 차단 가능하며, 저작물 제작 완료 후 저작권 수익료 발생시 이에 대한 올바른 정산과 분배가 가능하다.
아울러, 영상 저작물의 경우 단계별로 도출되는 결과물인 영상 시료가 다수 존재하고, 영상의 경우 일반적으로 데이터 용량이 크기 때문에 이를 파싱하여 블록 체인 노드에 저장할 때, 블록 체인 노드 저장 스토리지의 소요가 매우 크다. 이러한 단점을 방지하고자 해시값(OVH)에 대해 해시함수를 적용하여 도출된 해시값에 대해, 본 발명의 비밀 공유를 적용하여 블록 체인 노드 내 저장한다. 이를 통해 블록 체인 데이터의 관리와 유지 보수 측면에서의 비용을 절감할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 시스템 및 관리 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 시스템(이하, “시스템”이라 함)이 도시된 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 참여가 수행한 작업 내용(Work result, WR)과 작업 결과물(Content result, CR)을 참여자 단말기(M1)를 통해 블록 체인 시스템에 업로드하면 블록 체인 시스템은 작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR)에 대해 해시함시 적용하여 해시값(OVH)을 도출하고, 또한 작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR)에 대해 암호화 연산을 수행하여 암호화한다. (도 1의 A 참조)
시스템은 해시값(OVH)을 이용하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고 이를 참여자들에게 분배하여 비밀 공유를 수행한 후, 블록 체인 노드에 임시 저장하고, 암호화된 작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR)은 시스템 내 스토리지에 저장한다. (도 1의 B 참조)
참여자들은 참여자 단말기를 통해 해시 조각값(f(Pi))을 시스템에 제출하여 작업 증명을 수행한다. 시스템은 블록 체인 노드를 생성한다. (도 1의 C 참조)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법이 도시된 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법(이하, “영상 저작물 관리 방법”이라고도 함)은, 해시값 도출 단계(S100), 전처리 단계(S200), 비밀 공유 수행 단계(S300), 작업 증명 단계(S400), 블록 체인 저장 단계(S500)를 포함한다. 상기의 단계들(S100 ~ S500)은 연산 기능을 수행하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있으며, 컴퓨팅 장치에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다.
S100 : 해시값 도출 단계
먼저, 특정 참여자는 자신이 수행한 업무에 대한 작업 내용과 작업 결과물을 포함하는 영상 저작물 데이터를 시스템에 업로드한다. 시스템(컴퓨팅 장치)은 특정 참여자에 의해 작성된 작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR)을 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출한다. 이때, 해시함수는 SHA(Secure hash algorithm)-3을 사용할 수 있다. 도출되는 해시값(OVH)은 "OVH = h(WR||CR)" 일 수 있다.
해시값(OVH) 도출과 동시에, 시스템은 작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR)에 대해 암호화 연산을 수행한다. 즉, 실제 원본 데이터(작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR))는 암호화하여 스토리지 내에 저장하고, 원본 데이터에 대한 해시값(OVH)의 일부분을 노드 내 저장하게 된다. 암호화 연산에 사용되는 기법은 AES(Advanced encryption standard)와 같은 대칭키 암호 또는 일회용 암호(One time password, OTP)를 사용하되 이에 사용되는 비밀키는 시스템의 정책에 따라 다르게 적용될 수 있다.
S200 : 전처리 단계
본 단계에서는 블록 체인 내에 저장될 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n), 참여자들의 식별자(Pi ~ Pn), 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x)), 작업 증명을 위한 임계값(t) 등을 설정한다.
영상 저작물 데이터의 제작에 참여하는 참여자의 수(n)를 설정한다. 그리고, 각각의 참여자에 대해 참여자 고유의 식별자(Pi ~ Pn)를 설정한다. 식별자(Pi ~ Pn)는 임의의 수(number)로 설정될 수 있다.
그리고, 후술하는 작업 증명 단계(S400)에서 작업 증명을 위해 필요한 최소의 참여자 수를 임계값(t)으로 설정한다. 예를 들어, 참여자 수 n이 10인 경우, 임계값(t)은 5로 설정될 수 있다. 또는, 어느 특정 참여자는 다른 참여자 보다 높은 지분을 가질 수 있다. 즉, 일반 참여자는 1로 카운트되는 반면, 어느 특정 참여자는 2 이상으로 카운트될 수 있다.
그리고, 유한체(Finite Field) 상의 임의의 기약 다항식(f(x))을 설정한다.
유한체(Finite Field)란, 유한개 원소만을 갖고 대수적 구조를 형성하는 체(Field)로서, 유한체 집합 내 원소의 연산(뎃셈, 곱셈 등) 결과가 다시 그 집합 내에 있게 되는 체를 의미한다.
기약 다항식(Irreducible polynomial)이란, 더 이상 인수분해되지 않는 다항식을 의미한다. 유한체 범위에 따라 기약 다항식은 달라질 수 있다. 예를 들어, f(x) = x2 - 2, g(x) = x2 + 2에서 유한체가 유리수 집합인 경우, f(x)와 g(x)는 인수분해되지 않으므로 기약 다항식이 된다. 유한체가 실수 집합인 경우, f(x) = x2 - 2는 f(x) = (x - √2)(x + √2)로 인수분해되므로, f(x)는 기약 다항식이 되지 못하고, g(x)는 기약 다항식이 된다.
본 단계에서 설정되는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))은, 예를 들어 다음 식 (1)과 같다.
식 (1) :
Figure 112019135881673-pat00003
여기서, t는 임계값이고, aj는 블록 체인 내에 삽입될 해시값(OVH)의 일부로서 해시값(OVH)을 이진화하여 파싱한 후, 비트 단위로 삽입된 계수값이다. mod는 임의의 나눗셈의 나머지를 구하는 나머지 함수이고, GF는 갈로아필드(Galois feild)에 속하는 다항식이다. k는 비트수를 의미하는 것으로, 일반적으로 8 또는 16을 선택하고, 블록 체인 내 저장할 데이터의 양에 따라 최대 64까지 선택이 가능하다.
S300 : 비밀 공유 수행 단계
본 단계에서는, 식별자(Pi)를 식 (1)의 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 식별자(Pi)와 이에 대응하는 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 참여자들에게 각각 분배하여 비밀 공유를 수행한다. 여기서, “비밀 공유”의 의미는, 해시 조각값(f(Pi))이 여러 참여자에게 각각 분배된 상태를 의미한다.
식별자(Pi)는 일종의 공개키와 유사한 기능을 수행하고, 해시 조각값(f(Pi))은 개인키(또는 비밀키)와 유사한 기능을 수행한다. 다만, 기존의 개인키가 여러가지 이유로 노출되는 경우, 해당 블록 데이터가 해킹될 수 있으나, 본 발명의 해시 조각값(f(Pi))이 노출되더라도, 참여자 사이에 비밀이 공유되어 있으므로 해당 블록 데이터의 해킹이 불가능하고, 해시 조각값(f(Pi))이 임계값인 t개 이상 노출되어야 블록 데이터의 해킹이 가능하나 실제 환경에서는 해시 조각값(f(Pi))이 임계값인 t개 이상 노출되는 경우가 거의 없기 때문에 기존의 공개키 혹은 대칭키에 비해 비밀 공유 방식이 안전성 측면에서 우수하다.
식 (1)에서 다항식의 계수값인 aj(j는 0 ~ t-1)는 실제 블록 체인 내에 삽입하려는 해시값(OVH)의 일부로서, 해시값(OVH)을 이진화하여 파싱한 후, 일정 단위로 계수값 aj에 삽입한다. 일정 단위는, 예를 들어 8비트 또는 16비트일 수 있으며, 식 (1)의 GF(2k)의 k 크기일 수 있다. 계수값 aj를 모두 합하면 이진화된 해시값(OVH)이 될 수 있다.
계수값인 aj와 관련하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비밀 공유 수행 단계에서 해시값(OVH)로부터 기약 다항식(f(x))의 계수값 aj가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 저작물 데이터의 해시값(OVH)은 본 발명의 컴퓨팅 장치에 의해 이진 데이터(binary data)로 변환된다. 변환된 이진 데이터를 일정 비트 단위로 분할하고, 이를 기약 다항식(f(x))의 계수값 aj로 삽입한다. 모든 변환된 이진 데이터는 일정 비트 단위로 분할되어 기약 다항식(f(x))의 계수값 aj로 삽입된다. 따라서, 계수값 aj를 모두 합하면 해시값(OVH)의 이진 데이터가 될 수 있고, 이를 다시 변환하여 해시값(OVH)을 추출할 수 있다.
이진화된 해시값(OVH)으로부터 계수값 aj가 결정되면, 임의의 수로 이루어진 식별자(Pi)를 식 (1)의 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 해시 조각값(f(Pi))을 그 입력값인 식별자(Pi)와 페어링하여 순서쌍(Pi, f(Pi))을 만들고, 이 순서쌍(Pi, f(Pi))을 해당 식별자(Pi)의 참여자(참여자 단말기)에게 분배한다. (도 4 참조)
도 4에는 본 비밀 공유 수행 단계에서 식별자(Pi)를 기약 다항식(f(x))에 입력하여 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 참여자들에게 각각 분배하는 과정이 도시되어 있다.
마지막으로, 본 단계에서는 블록 체인 노드 내에 임시 저장할 해시 조각값(f(Pn+1))을 추가로 생성한다. 노드에 임시 저장되는 해시 조각값(f(Pn+1))을 추가 해시 조각값이라 한다. 추가 해시 조각값(f(Pn+1))은 추가 식별자(Pn+1)를 식 (1)에 입력하여 생성된다. 추가 식별자(Pn+1)는 블록 체인 시스템 내에서 난스(Nonce), 타임 스탬프(Time stamp) 등의 값을 사용하는 것으로 블록 체인 시스템의 운영 정책에 따라 별도로 지정될 수 있다.
추가 해시 조각값(f(Pn+1))은 후술하는 작업 증명 단계에서의 작업 증명을 위해 노드에 저장된다.
S400 :　작업 증명 단계
본 단계는 블록 체인 노드 내에 임시 저장한 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 작업 증명을 통해 데이터를 검증하는 과정이다. 도 5를 참조하여 작업 증명 단계를 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 증명 단계를 설명하기 위한 도면이다.
작업 증명은 n명의 참여자 중 임계값(t) 이상이 공모하여 자신의 식별자(Pi)와 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 시스템에 제출하고, 시스템은 임계값 t명 이상이 공모될 경우, 자동으로 작업 증명 과정을 개시한다.
작업 증명의 과정은 비밀 공유의 복원 과정과 동일하고, 라그랑주 보간법(Lagrange interpolation)을 이용하여 수행된다. 보간법은 불연속적인 데이터를 이용하여 사이 구간의 값을 추정하는 방법이고, 라그랑주 보간법은 (n+1)개의 좌표로 n차 다항식을 만드는 방법이다.
t명의 참여자가 공모하여 t개의 순서쌍(Pi, f(Pi))이 시스템에 제출되면, 라그랑주 보간식을 이용한 다음 식 (2)를 통해 기약 다항식 f'(x)를 도출한다. (도 5의 A 참조)
식 (2) :
Figure 112019135881673-pat00004
여기서, x는 다항식 f’(x)의 변수이며, xo는 식별자(Po)이고, xj는 식별자(Pj)이며, yj는 해시 조각값(f(Pj))이고, Π는 곱(Product)을 의미하는 함수이다.
식 (2)를 통해 도출된 기약 다항식(f'(x))에, S300 단계에서 노드에 저장된 추가 식별자(Pn+1)를 입력하여 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))을 생성한다. 그 다음, 새로 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 비교하여, 동일하면 작업 증명을 종료한다. (도 5의 B 참조)
만약, 새로 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))이 다른 경우, 악의적인 공격자에 의해 블록 체인 내에 저장된 값이 변경되었거나 공모된 참여자의 순서쌍(Pi, f(Pi))이 올바르지 않음을 검출한다.
작업 증명이 종료되면, 계수값 aj를 모두 합하여 해시값(OVH)의 이진 데이터를 작성하고, 이를 다시 변환하여 해시값(OVH)를 추출할 수 있다. (도 5의 C 참조)
S500 : 블록 체인 저장 단계
작업 증명이 완료된 다음, 블록 체인 내 임시 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))에 대해 SHA-3를 이용하여 해시값을 생성하고, 이를 블록 체인 노드 내 저장한다. SHA-3은 SHA-2를 대체하기 위해 미국 국립표준기술연구소가 2015년 8월에 발표한 암호화 해시 함수이다.
임시 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1)) 뿐만 아니라, 체인 형태의 블록을 생성하기 위해 블록 체인 이전 노드의 해시값, Nonce(또는 Time stamp), 기타 블록 체인 유지를 위해 블록 체인 시스템 내에서 정책적으로 지정된 다양한 값들을 SHA-3의 입력으로 지정한다. 이를 통해 비밀 공유를 이용한 새로운 형태의 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법이 완료된다.
만약, 블록 체인 내에 저장할 영상 저작물 데이터의 해시값(OVH)의 이진화된 데이터의 용량(비트수)이 커서 하나의 기약 다항식(f(x)) 내의 계수값으로 비밀 공유 수행 단계(S300)가 완료되지 않을 경우, 다른 기약 다항식(g(x), h(x), ...)을 추가로 설정하여, 모든 변환된 이진 데이터가 계수값으로 삽입될 때까지 반복하여 비밀 공유 수행 단계(S300)을 수행한다. 이 경우, 노드에는 기약 다항식의 개수만큼 추가 해시 조각값(g(Pn+1), h(Pn+1), ...)이 저장되면서 S300 단계가 완료된다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법에 의하면,
실제 원본 데이터(작업 내용(WR)과 작업 결과물(CR))는 암호화하여 스토리지 내에 저장하고, 원본 데이터에 대한 해시값(OVH)의 일부분을 노드 내 저장하게 되며, 블록 체인 노드 내 저장된 데이터는 임의로 위·변조가 불가능하고, 노드 내 저장 전 작업 결과물과 작업 내용을 저작물 제작 과정에 참여한 모든 참여자가 참여자 단말기를 통해 확인하는 작업 증명 과정을 수행하므로 저작권 분쟁의 원인이 발생하는 저작물의 제작 과정에서의 투명성과 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 특정 참여자가 도출한 작업 결과물과 작업 내용을 저작물 제작에 참여한 모든 참여자 중 일부가 확인하도록 하여 올바른 작업 수행을 하는지에 대한 의견 제시와 저작물의 제작 과정을 명확하게 기록할 수 있게 된다.
또한, 기존의 블록 체인 생성을 위해 키가 존재하는 해시 함수 또는 PKI를 사용할 경우 참여자의 수에 비례하여 소요시간과 연산량이 증가하는 것과 달리, 비밀 공유와 유한체 연산을 이용하여 참여자의 수에 관계없이 소요시간과 연산량은 일정하기 때문에 다수 참여자 환경에서의 블록 체인 노드 생성시 매우 효율적이고, 향후 하드웨어 제조시에도 공간과 시간적인 측면에서 우수하다는 효과가 있다. 아울러 별도의 키 관리가 필요없다는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 6의 컴퓨팅 장치(TN100)는 전술한 단계들(S100 ~ S500)의 연산을 수행하는 컴퓨팅 장치일 수 있다.
도 6의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법을 실행시키기 위하여, 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다.
이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 컴퓨팅 장치에 의해 수행되며, 복수의 노드들로 구성되는 블록 체인을 기반으로 하는 영상 저작물 관리 방법으로,
    참여자 단말기로부터 작업 내용과 작업 결과물을 포함하는 영상 저작물 데이터를 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출하는 단계;
    블록 체인 내에 저장될 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n)와 참여자들의 식별자(Pi, 1≤i≤n)와 상기 참여자들의 식별자를 입력값으로 하는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))을 설정하는 전처리 단계;
    상기 식별자(Pi)를 상기 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 상기 참여자들에게 각각 분배하고, 상기 참여자들의 식별자 이외의 추가 식별자(Pn+1) 및 추가 해시 조각값(f(Pn+1))의 순서쌍(Pn+1, f(Pn+1))을 노드에 저장하는 비밀 공유 수행 단계;
    를 포함하는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 라그랑주 보간식을 이용한 수식에 입력하여 기약 다항식(f'(x))을 도출하고,
    도출된 기약 다항식(f'(x))에 상기 추가 식별자(Pn+1)를 입력하여 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 상기 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 비교하여 작업 증명을 수행하는 작업 증명 단계
    를 더 포함하는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기약 다항식(f(x))은 하기 식 (1)로 정의되는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
    식 (1) :
    Figure 112019135881673-pat00005

    (여기서, t는 임계값이고, aj는 블록 체인 내에 삽입될 해시값(OVH)의 일부로서 해시값(OVH)을 이진화하여 파싱한 후, 비트 단위로 삽입된 계수값이며, mod는 임의의 나눗셈의 나머지를 구하는 나머지 함수이고, GF는 갈로아필드(Galois feild)에 속하는 다항식이며, k는 비트수를 의미함)
  4. 청구항 3에 있어서,
    블록 체인 내에 삽입될 해시값(OVH)의 적어도 일부가, 상기 기약 다항식(f(x)) 내의 계수값(aj)으로 삽입되지 못하는 경우, 다른 기약 다항식(g(x), h(x), ...)을 추가로 설정하여, 상기 해시값(OVH)의 모든 변환된 이진 데이터가 계수값으로 삽입될 때까지 반복하여 상기 비밀 공유 수행 단계를 수행하는
    블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 기약 다항식(f'(x))은 하기 식 (2)로 정의되는 블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
    식 (2) :
    Figure 112019135881673-pat00006

    (여기서, x는 다항식 f’(x)의 변수이며, xo는 식별자(Po)이고, xj는 식별자(Pj)이며, yj는 해시 조각값(f(Pj))이고, Π는 곱(Product)을 의미하는 함수임)
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 추가 식별자(Pn+1)는, 블록 체인 시스템 내에서 난스(Nonce), 타임 스탬프(Time stamp) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 블록 체인 시스템의 운영 정책에 따라 지정되는
    블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 전처리 단계에서 상기 작업 증명 단계 개시를 위한 임계값(t)을 설정하고, n명의 참여자 중 임계값(t) 이상이 공모하여 자신의 식별자(Pi)와 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 블록 체인 시스템에 제출함으로써, 작업 증명을 수행하는
    블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 임계값(t)은 어느 특정 참여자에게 다른 참여자 보다 높은 지분으로 설정되는
    블록 체인 기반 영상 저작물 관리 방법.
  9. 컴퓨팅 장치와 결합되며,
    참여자 단말기로부터 작업 내용과 작업 결과물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 영상 저작물 데이터를 수신하고, 수신된 영상 저작물 데이터에 대해 해시함수를 적용하여 해시값(OVH)을 도출하는 단계;
    블록 체인 내에 저장할 영상 저작물 데이터와 관련된 참여자들의 수(n)와 참여자들의 식별자(Pi, 1≤i≤n)와 상기 참여자들의 식별자를 입력값으로 하는 유한체(Finite Field) 상의 기약 다항식(f(x))을 설정하는 전처리 단계;
    상기 식별자(Pi)를 상기 기약 다항식(f(x))에 입력하여 해시 조각값(f(Pi))을 생성하고, 상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 상기 참여자들에게 각각 분배하고, 상기 참여자들의 식별자 이외의 추가 식별자(Pn+1) 및 추가 해시 조각값(f(Pn+1))의 순서쌍(Pn+1, f(Pn+1))을 노드에 저장하는 비밀 공유 수행 단계;
    상기 식별자(Pi) 및 해시 조각값(f(Pi))의 순서쌍(Pi, f(Pi))을 라그랑주 보간식을 이용한 수식에 입력하여 기약 다항식(f'(x))을 도출하고, 도출된 기약 다항식(f'(x))에 상기 추가 식별자(Pn+1)를 입력하여 생성된 추가 해시 조각값(f'(Pn+1))과 상기 노드에 저장된 추가 해시 조각값(f(Pn+1))을 비교하여 작업 증명을 수행하는 작업 증명 단계
    를 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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