KR20050081159A

KR20050081159A - 디지탈 멀티미디아 데이타에 대한 비동기화된 지문화 방법및 시스템

Info

Publication number: KR20050081159A
Application number: KR1020040111210A
Authority: KR
Inventors: 미흐칵메흐멧키반크; 쿠쿡고즈메흐멧; 벤카테산라마라스남
Original assignee: 마이크로소프트 코포레이션
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2005-08-18
Also published as: AU2004240154B2; CN1655500A; EP1569063A2; MXPA05000524A; AU2010201199B2; US7382905B2; CA2491826A1; AU2004240154A1; KR101143233B1; BRPI0405606A; JP4810096B2; CN100583750C; EP1569063A3; US20050175224A1; AU2010201199A1; JP2005227756A; RU2004137460A; RU2375825C2

Abstract

디지탈 멀티미디아 제품들의 불법 복사본들을 만드는 협력자들을 식별하는 비동기화된 지문화(fingerprinting) 방법 및 시스템. 비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 오디오와 비디오 응용 프로그램들 모두에 사용될 수 있다. 방법 및 시스템은 임베딩된 특징 및 검출과 추출 특징을 포함한다. 상이한 그리고 고유의 키가 디지탈 데이타의 복사본의 각각의 구매자에게 할당된다. 임베딩된 특징은 선택된 임베딩 영역들에 의사-랜덤(pseudo-random) 변환을 적용하는 것을 포함한다. 의사-랜덤 변환에 대한 키는 사용자에 고유하다. 이들 영역들은 보안된 멀티미디아 해쉬 함수를 사용하여 선택된다. 검출 및 추출 특징은 구매자들의 키 스페이스(key space)에 브루트-포스(brute-force) 검색을 포함한다. 키들 중의 한 개일 가능성이 충분히 높으면, 사용자가 불법 복사본의 제조에 관련되었다고 말할 수 있다.

Description

디지탈 멀티미디아 데이타에 대한 비동기화된 지문화 방법 및 시스템 {DESYNCHRONIZED FINGERPRINTING METHOD AND SYSTEM FOR DIGITAL MULTIMEDIA DATA}

본 발명은 일반적으로 멀티미디아 지문화(fingerprinting)에 관한 것이고, 더 구체적으로 디지탈 멀티미디아 제품들의 불법 복사본들을 만드는 협력자들을 식별하는 보안된 지문화 시스템 및 방법에 관한 것이다.

디지탈 멀티미디아 데이타 제품들(예를 들어, 영화 및 오디오 레코딩)의 불법 복제는 널리 퍼진 문제이다. 불법 복제 방지에 대한 기술적 진보 및 지적 재산권을 지키도록 하는 증가된 노력에도 불구하고, 문제는 단지 증대되는 것 같다. 이 지적 재산권의 침해는 소유자에게 큰 재정적 손실을 입히게 할 수 있다.

불법 복제의 증가하는 경향은 디지탈 멀티미디아 데이타를 저장하고 배포하는 디지탈 미디아와 장비의 확장 사용과 관련이 있는 것 같다. 인터넷 기술의 거대한 성장과 디지탈 저장된 데이타는 원본의 고품질 동일 사본들을 쉽고 저렴하게 제조할 수 있게 만들었다. 추가로, 전체 인터넷 사회에 그 복사본들이 이용가능하도록 할 수 있다. 이 처리는 피어-투-피어(P2P) 통신망들의 사용으로 더욱 쉽게 되었다. 복사 디바이스들의 증가하는 유용성과 디지탈 데이타에 대한 증가된 대역폭과 함께, 디지탈 멀티미디아 데이타(이미지, 비디오, 및 음악과 같은)의 불법 재배포를 막을 필요성이 중요 쟁점이 되었다.

불법 복제를 막는 한 가지 방법은 해적행위가 발생된 후에 잡힐 위험을 높이는 것이다. 각각의 복사본에 고유의 비가시적 표시를 저장하는 것은(부언하면 디지탈 미디아 신호의 지각적 내용에 표시를 안전하고 견고하게 임베딩함) 그 위험을 증가시키는 한 방법이다. 이 방식으로, 불법 복사본이 어떤 곳에서 발견되면, 그 복사본의 주인을 찾아서 법적 대응을 할 수 있다. 이 타입의 강제 스킴은 지문화(일부 사회에서 변론을 위해 "임베딩 표시(mark embedding)"이라고 또한 공지됨)라고 불리운다.

지문화의 요점은 각각의 복사본을 고유하게 표시하는 것이다. 이것은 각각의 복사본이 각각의 다른 복사본들로부터 비트단위로 다르도록 하고, 그렇지 않으면 지각적으로 거의 동일하다. 이 방식으로, 모든 불법 복사본들의 구별이 가능하다. 표시는 사용자의 신원이 어떤 방식으로 지문에 연결되어 있으면 그 복사본, 그러므로 그 사용자를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 지문화된 복사본들이 신원이 알려진 사람들에게만 분산되고 불법 복사본이 발견되면, 불법 복사본이 만들어진 합법적 원본의 주인을 식별하는 것은 가능할 것이다.

예를 들어, 디지탈 비디오 디스크(DVD)의 영화 주인이 팔기 위해 그 영화의 복사본들을 만든다고 가정한다. 그 복사본들의 각각은 지문화가 된다. 주인은 각각의 사용자의 복사본에 지문으로 고유하게 표시하고 각각의 지문을 구매자와 고유하게 연계한 후에서야 사용자에게 복사본을 판다. 나중에, 저작권 침해자라고 불리우는 다수의 구매자들은 그들이 재배포하는 불법 복사본을 생성하기를 공모한다(이 상황에서 저작권 침해자들은 또한 공모자들이라고 불리움). 영화 주인은 불법 복사본을 분석할 수 있고, 어느 구매자들이 그 불법 복사본의 생성에 참여했는지를 발견하기 위한 시도를 할 수 있다.

지문화 기술은 워터마킹(watermarking)(또한 "임베딩 표시"라고 용어화됨) 스킴을 사용하여 각각의 디지탈 복사본에 지문들을 삽입하는 것을 포함한다. 워터 마킹 스킴은 보안 키를 사용해서만 복구될 수 있는 방식으로 지각적 내용에 지문을 지각할 수 없게 임베딩한다. 이 타입의 스킴은 내용 보호를 위한 종래의 DRM(Digital Rights Management) 기술들로부터 완전히 다름을 주목해야 한다. 워터 마크들(불법 복제 또는 레코딩을 방지하는 스크리닝 목적으로)과 지문들(누출을 추적하는 변론의 목적으로) 간에는 2 가지 중요한 차이점들이 있다. 첫 번째로, 워터마킹에서 숨겨진 메시지(표시)가 모든 구매자들에게 동일한 반면(그리고 이 표시는 종종 그 내용의 주인의 신원을 나타냄), 지문화에서 표시는 구매자 신원에 따라 다르다. 두 번째로, 구매자 공모는 워터마킹에서 쟁점이 아니다(한 개의 내용의 표시된 복사본들은 모든 구매자들에 대해 동일함). 그러나, 지문화에서, 표시는 각각의 구매자마다 다르고, 구매자들이 그들의 복사본들을 비교하여 공모하고 일부 표시 비트들의 위치파악을 하고 삭제하려는 공모를 이해할 수 있다. 그러므로, 지문화된 디지탈 제품들에 공모된 어택(attack)에서, 부정직한 사용자들의 그룹은 그들의 복사본들의 상이한 부분들을 함께 결합하여 그들의 신원을 숨기는 불법 복사본을 생성하기 위해 공모한다. 어택은 숨겨진 임베딩된 지문들을 삭제하기 위해 탐색한다.

현재 지문화 기술들의 한 가지 문제점은 그들이 식별될 수 있는 협력자들의 수에 제한된다는 점이다. 예를 들어, 몇 개의 종래 지문화 기술들은 4명 내지 8명의 협력자들만을 식별할 수 있다. 일부 새로운 지문화 기술들은 지문화 코드들을 사용하여 종래 지문화 기술들보다 더 한층 검출을 잘 하도록 한다. 그러나, 불법 복제의 제조에 관련된 다수의 협력자들이 빈번하게 있다. 이것은 현재 지문화 기술들이 100 명 이상의 협력자들을 정확하게 검출하고 식별할 수 없음을 의미한다. 협력자들이 그들이 검출을 피하기 위해 다수의 다른 복사본 소유자들과 협력하기만 하면 됨을 알므로, 이것은 지문화의 방지 효과를 제한한다.

현재 지문화 기술들의 다른 문제점은 그들이 추정 어택들(estimation attacks)에 취약하다는 점이다. 추정 어택은 어택커들이 신(scene)의 전체 프레임들을 취하여 전체 프레임의 평균을 계산하여 원본 비표시된 내용의 추정을 형성할 때 발생한다. 다른 경우에서, 다른 기술들은 또한 매체 신호에 존재하는 고유의 리던던시(redundancy)를 사용하여 각각의 클라이언트의 지문을 추정하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 전체 지문들을 매우 약화시키거나 삭제시키는 경향을 띈다. 그러므로, 필요한 것은 현재 지문화 기술들보다 적어도 한층 더 많은 수의 협력자들을 정확히 식별할 수 있는 지문화 방법 및 시스템이다. 또한 필요한 것은 추정 어택들에 대해 (암호화로) 보안되고 견고한 지문화 시스템 및 방법이다.

본 명세서에 개시된 발명은 어택들에 대해 견고하고 지문화 코드들의 사용 없이 많은 수의 협력자들을 식별할 수 있는 비동기화된 지문화 방법 및 시스템을 포함한다. 특히, 본 명세서에 개시된 비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 현재 지문화 기술들보다 한층 더 많은 수의 협력자들을 식별할 수 있다.

비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 임의의 타입의 멀티미디아, 특히 오디오와 비디오 응용 프로그램들, 에 대해 사용될 수 있다. 일반적으로, 각각의 사용자에게 다른 키가 할당된다. 임베딩 특징은 선택된 영역들에 의사-랜덤 변환을 적용하는 것을 포함한다. 의사-랜덤 변환의 키는 사용자 고유하다. 이들 영역들은 보안된 멀티미디아 해쉬 함수를 통해 선택된다. 검출과 추출 특징은 사용자들의 키 스페이스에서 브루트-포스 탐색을 포함한다. 키들 중 하나의 가능성이 충분히 높으면, 그 사용자가 불법 복사본의 제조에 관련되었다고 선언된다.

비동기화된 지문화 방법은 비동기화된 임베딩 처리 및 검출과 추출 처리를 포함한다. 비동기화된 임베딩 처리는 원본 멀티미디아 제품의 복사본들을 생성하고(여기서, 각각의 복사본은 원본의 의사-랜덤 비동기화된 버전임), 지문들을 임베딩할 비동기화 및 임베딩 영역들을 모두 랜덤하게 선택하는 것을 포함한다. 실제 임베딩 표시 전에 의사-랜덤 "국제적" 비동기화는 공모자들이 비표시된 원본 신호(예를 들어, 평균-타입 어택들을 사용해서와 같이)의 좋은 추정을 알아내는 것이 어렵도록 보장한다. 이것은 공모자들이 공모를 위해 서로에 대해 그들의 복사본들을 "정렬"시키는 것을 필요로 하기 때문이고, 이것은 공모자들의 수가 증가하면 더 어려워 진다(전체 계산력이 제한된다고 가정함). 랜덤 비동기화 처리는 각각의 비동기화 영역의 폭을 의사-랜덤하게 결정된 양에 매핑하여 그들이 다른 클라이언트들에 대한 복사본들 간에 다르도록 한다. 마스터 키는 랜덤 비동기화 처리에 사용된다. 유사하게, 마스터 키와 해쉬 함수는 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하기 위해 사용된다. 그 다음, 고유의 복사 정보 및 비밀 키들이 임베딩 영역들에 임베딩된다. 일반적으로, 임베딩 영역들과 비동기화 영역들은 그들이 겹칠 수는 있지만 동일할 필요는 없다.

검출 및 추출 처리는 원본 디지탈 멀티미디아 제품의 불법 복사본을 얻는 것을 포함한다. 해쉬 값들은 불법 복사본에 대해 계산되고, 이들 해쉬 값들은 그것들을 원본 내용의 임베딩 영역들의 해쉬 값들과 비교하여 임베딩 영역들을 결정하기 위해 사용된다. 기본적으로, 견고한 지각적 해쉬 함수들이 수신기에 임베딩 위치들에 "잠그기" 위해 사용된다. 그 다음, 워터마크 검출은 비밀 키들 중의 각각의 것을 사용하여 각각의 임베딩 영역들에 수행된다. 신원 정보는 검출되고, 협력자 정보는 협력자 목록을 작성하기 위해 추출된다. 이들 협력자들은 불법 복사본의 제조에 협력한 사람들을 나타낸다.

본 발명의 아래 설명에서, 그것의 부분을 형성하고, 설명의 방식으로 본 발명이 실시될 수 있는 특정 예가 도시된 동반된 도면들로의 참조가 되어진다. 다른 실시예들이 사용가능하고, 구조 변경들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있음을 이해해야 한다.

I. 서론

디지탈 멀티미디아 데이타의 불법 복제 및 배포는 널리 문제가 되어, 지적 소유권자에게 재정 손실을 가져온다. 발각시킬 위험을 증가시키는 한 가지 방법은 구매자와 디지탈 멀티미디아 데이타를 포함하는 제품의 복사본을 고유하게 식별하는 지문화 기술들을 사용하는 것이다. 그러나, 현재 지문화 기술들은 식별될 수 있는 협력자들의 수에 크게 제한된다. 추가로, 이들 기술들은 통상적으로 구현하기 힘들 수 있는 지문화 코드들을 사용한다. 게다가, 현재 지문화 기술들은 지문화를 사실상 삭제할 수 있는 추정 어택들에 취약하다.

본 명세서에 개시된 비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 현재 기술들보다 적어도 한층 더 많은 수의 협력자들을 식별할 수 있다. 게다가, 방법 및 시스템은 지문화 코드들의 사용없이 이것을 성취한다. 코드들이 비동기화된 지문화 방법 및 시스템과 사용될 수 있지만, 그들이 요구되는 것은 아니다. 추가로, 비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 랜덤 선택되는 비동기화 영역들의 폭을 랜덤하게 변경하는 새로운 랜덤 비동기화 처리의 사용을 통해 추정 어택들에 견고하도록 만들어 진다. 그 다음, 지문들은 비동기화 영역들과 동일하거나 다를 수 있는 임베딩 영역들에 디지탈 멀티미디아 데이타의 각각의 복사본에 대해 임베딩된다. 식별될 수 있는 협력자들의 수를 증가시키고, 추정 어택들에 견고한 기술을 만들어서, 비동기화된 지문화 방법 및 시스템은 불법 복제에 대한 강한 방지제로서 작용한다.

II. 일반 개요

도 1은 본 명세서에 개시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법의 일 실시예를 도시하는 블럭도이다. 도 1은 비동기화된 지문화 시스템 및 방법이 구현되고 사용될 수 있는 몇 개의 방식들 중의 단지 한 개 임을 주목해야 한다.

비동기화된 지문화 시스템 및 방법은 디지탈 멀티미디아 데이타(이미지들, 비디오, 또는 오디오와 같은)를 동작시킨다. 일반적으로, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법에게 2 개의 부분들이 있다. 제1 부분은 비동기화된 지문화 시스템 및 방법을 사용하여 디지탈 멀티미디아 제품(영화나 오디오 레코딩과 같은)의 각각의 복사본 내에 고유 정보를 임베딩하는 것이다. 이 고유 정보는 제품의 복사본이 특정 사람과 연계되도록(제품 사본의 구매자와 같은) 목록화된다. 제2 부분은 제품의 불법 복사본을 분석하여(예를 들어, 변론 분석과 같은) 어떤 사람들이 그 불법 복사본을 제조하기 위해 협력했는지를 결정하는 것과 관련이 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 디지탈 멀티미디아 제품은 영화이다. 더 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 영화의 마스터 복사본(105)을 처리하기 위해 사용된다. 아래 더 상세히 기재된 바와 같이, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 마스터 키(110)와 복수의 비밀 키들(115)을 사용한다. 이 실시예에서, 비밀 키들의 수는 N이다. 처리 후에, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)의 출력은 영화(105)의 N 복사본들이다. 특히, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 지문화된 영화 복사본(1)(120), 지문화된 영화 복사본(2)(125), 지문화된 영화 복사본(3)(130) 등, 지문화된 영화 복사본(N)(135)까지 생성한다. 각각의 지문화된 영화 복사본들은 비밀 키들(115) 중의 대응하는 하나를 갖고 있다. 지문화된 영화 복사본과 연계된 비밀 키는 키의 홀더가 영화 복사본 내에 포함된 고유 정보를 액세스하도록 한다.

그 다음, 각각의 지문화된 영화 복사본들은 어떤 방식으로 배포된다. 통상적으로, 배포는 판매 제안을 포함한다. 그러나, 고찰, 평가 등과 같은, 클라이언트들에게 일부 다른 목적으로 배포되는 것과 같은 다른 타입들의 배포가 가능하다. 도 1에 도시된 실시예에서, 영화의 지문화된 복사본을 구매하려는 사람에 의해 배포된다. 특히, 제1 구매자(B(1))(140)는 지문화된 영화 복사본(1)(120)을 구매하고, 제2 구매자(B(2))(145)는 지문화된 영화 복사본(2)(125)을 구매하고, 제3 구매자(B(3))(150)는 지문화된 영화 복사본(3)(130)을 구매하고, 계속해서 제N 번째 구매자(B(N))(155)는 지문화된 영화 복사본(N)(135)을 구매한다. 각각의 구매자들과 그들이 구매하는 영화의 복사본 번호가 레코드된다.

영화(160)의 불법 복사본은 통상적으로 도 1의 화살표(165)에 의해 도시된 바와 같이 몇 명의 구매자들의 협력으로 만들어진다. 그러나, 협력에 참여하는 구매자들의 신원은 현 싯점에서 알려지지 않았다. 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 불법 영화 복사본(160)을 처리하고 협력자들을 식별하기 위해 사용된다.

불법 영화 복사본(160)은 각각의 비밀 키들(115)을 시도하여 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)에 의해 처리된다. 비밀 키(115)가 불법 영화 복사본(160) 내에 임베딩된 정보의 일부를 열면, 그 키와 연계된 구매자는 불법 영화 복사본(160)을 만드는 것에 관련된 협력자라고 말해질 수 있다. 도 1에 도시된 이 실시예에서, 구매자들(B(6))(156), B(7)(170), 및 B(9)(175)은 불법 영화 복사본(160)의 제조에 관련 있다고 식별된다. 그 다음, 적절한 법적 액션이 취해져서 다른이들이 불법 복사본들의 제조에 협력하는 것으로부터 방지할 수 있다(범법자들(180)을 감금해서와 같이).

비동기화된 지문화 시스템 및 방법은 도시된 3명보다 훨씬 더 많은 수의 협력자들을 식별할 수 있음을 주목해야 한다. 사실상, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)의 한 가지 장점은 그것이 매우 많은 수의 협력자들을 식별할 수 있다는 점이다. 그러나, 단순성을 위해, 단지 3명만이 실시예에 도시된다.

III. 동작 개요

도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)의 동작이 논의된다. 도 2는 도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템의 일반 동작을 설명하는 일반 흐름도이다. 비동기화된 지문화 방법은 원본 디지탈 멀티미디아 제품(200)을 얻고 복사본들을 만들어서(210) 시작한다. 다른 고유의 비밀 키가 그 키와 연계된 고유 정보와 함께 각각의 키에 대해 할당된다(220). 예를 들어, 고유 정보는 그 복사본의 번호일 수 있다.

그 다음 각각의 복사본은 비동기화된 임베딩 처리를 사용하여 비밀 키와 연계된 고유 정보를 임베딩하여 지문화된다(230). 그 다음, 결과적 비동기 지문화된 복사본들은 배포된다(240). 예를 들어, 복사본들은 일반 대중에게 판매되거나 대여될 수 있다.

복사본들의 일부 홀더들은 나중에 불법 복사본을 제조하기 위해 협력할 수 있다. 예를 들어, 각각의 협력자들의 복사본들의 작은 부분들은 한 개의 불법 복사본을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 통상적으로 다수의 협력자들과 관련이 있을 것이다. 일반적으로, 협력자들의 수가 많을 수록 그들 중의 각각이 협력자로 식별될 가능성이 적어진다고 생각한다.

불법 복사본은 얻어지고(250), 비동기화된 지문화 방법에 의해 처리된다. 방법은 불법 복사본의 임베딩된 지문들을 검출하고 추출한다(260). 임베딩된 지문들은 비동기화된 지문화 검출 및 추출 처리 및 비밀 키들을 사용하여 검출되고 추출된다. 비동기화된 지문 검출 및 추출 처리는 불법 복사본의 제조에 참여하는 협력자들을 결정하고 식별한다.

IV. 동작 세부사항

도 3은 도 2에 도시된 비동기화된 지문화 방법의 비동기화된 임베딩 처리 동작을 설명하는 일반 흐름도이다. 일반적으로, 비동기화된 임베딩 처리는 2 개의 기능들을 수행한다. 첫 번째로, 처리는 랜덤 임베딩 위치들에 멀티미디아 제품의 복사본에 고유 정보를 임베딩한다. 두 번째로, 처리는 상이한 비동기화된 위치들에 랜덤하게(마스터 키를 사용함) 서로로부터 다른 복사본들을 비동기화한다. 일 실시예에서, 임베딩 영역들 및 비동기화 영역들은 동일 위치들에 있다. 다른 경우에서, 임베딩 영역들은 비동기화 영역들과 동일 위치들에 있을 수 있다.

도 3의 참조에서, 비동기화된 임베딩 처리는 먼저 멀티미디아 제품의 복사본을 얻는다(300). 그 다음, 멀티미디아 제품 복사본의 임베딩 영역들과 비동기화 영역들은 랜덤하게 선택된다(310). 임베딩 영역은 지문이 임베딩되는 멀티미디아 제품 복사본의 위치이다. 비동기화 영역은 랜덤 폭 변경들이 적용되는 위치이다. 이들 랜덤 폭 변경들은 높은 확률로 각각의 사용자에 대해 상이하다. 멀티미디아 제품이 영화이면, 바람직하게는, 임베딩 영역은 단일 프레임이나 신이 아니다. 다른 경우에, 임베딩 영역은 다수의 프레임들을 포함하는 단일 신일 수 있다. 멀티미디아 제품이 오디오 레코딩이면, 임베딩 영역은 오디오 레코딩의 일부를 포함하는 오디오 클립 또는 오디오 단편일 수 있다. 유사한 논법이 또한 비동기화 영역들에 적용된다. 통상적으로, 지문이 임베딩되는 오디오 클립은 전체 레코딩보다 훨씬 짧다.

임베딩 및 비동기화 영역들의 수는 랜덤하게 선택될 수 있거나, 사용자에 의해 선택될 수 있다. 게다가, 미디아 내용의 지각적 특성들은 또한 이 선택에 중요하다. 통상적으로, 지각적 및 보안 이유들 때문에 낮은 활동상태(또는 낮은 엔트로피를 갖는 영역들)의 영역에 표시들을 임베딩하는 것은 바람직하지 않다. 자연스럽게, 이것은 선택된 영역들의 수의 선택에 영향을 미친다. 다수의 높은 활동상태 영역들(보안과 견고성에서 임베딩 표시에 적절함)이 있지만, 임베딩 영역들의 수의 선택은 신뢰성과 경비 간에 타협이다. 더 많은 수의 임베딩 영역들은 더 많은 수의 지문들과 더 높은 신뢰성, 그러나 더 많은 경비를 의미한다. 반면, 더 적은 수의 임베딩 영역들은 더 적은 수의 지문들과 더 낮은 신뢰성, 및 생략될 수 있는 더 많은 수의 협력자들을 의미한다. 그러나, 그것은 또한 지문들을 검출하고 추출하는 더 적은 경비를 의미한다.

랜덤 비동기화는 각각의 비동기화 영역(320)에 대해 수행된다. 랜덤 비동기화는 추정 어택들로부터 비동기화된 지문화 방법의 보안을 위해 사용되는 비동기화된 지문화 방법의 새로운 특징이다. 지문화에서 한 가지 문제는 제품의 다수의 복사본들이 있고, 동일 신이 다수의 키들에 의해 지문화되면 발생하는 공모 어택들의 클래스이다. 예로서, 어택커는 신의 모든 프레임들을 취하고 전체 프레임의 평균을 계산할 수 있다(어택커가 원본 비표시된 내용의 추정을 형성하므로, 추정 어택으로 공지됨). 다른 경우에서, 어택커는 상이한 복사본들로부터 신의 상이한 부분들을 선택하고 붙여서 새로운 복사본을 형성할 수 있다(복사와 붙이기 어택들(copy and paste attacks)로 공지됨). 이들 타입들의 어택들은(그들이 적절히 실행된다고 가정함) 일반적으로 모든 지문들을 삭제할 것이다.

이들 타입들의 어택들(추정 어택들, 복사와 접착 어택들 등)에 대항하기 위해, 비동기화된 지문화 방법은 랜덤 비동기화를 사용하여 신이 포함한 프레임들의 수를 랜덤하게 변경한다. 공모 어택을 적용할 수 있기 위해, 한 가지 중요한 요구사항은 모든 클라이언트 복사본들이 "정렬"되어야 한다는 점을 주목한다. 의사-랜덤 비동기화를 적용한 후에, 한 신이 포함하는 프레임들의 수는 영화의 복사본들 간에 다르다. 이들 수들은 각각의 사용자에 대해 의사-랜덤하게 선택되므로, 그들은 높은 확률을 갖는 각각의 사용자에 대해 상이하다. 이 기술은 비동기화 영역들이라고 불리우는 랜덤하게 선택된 영역들에 적용된다. 비동기화된 지문화 방법에 고유한 비동기화 기술은 지문들을 삭제하는 어택커의 확률을 완화시킨다. 그러므로, 영화의 제1 신의 복사본 1은 28 프레임을 포함할 수 있는 한편, 복사본 2는 32 프레임들을 포함할 수 있다. 이것은 공모 어택들을 적용하는 잠재적 어택커의 능력을 제한한다. 이것은 방법이 모든 복사본들을 동기화하여 그들을 평균하는 것을 어렵게 하기 때문이다. 게다가, 더 많은 복사본들은 복사본들을 동기화하고 그들을 합쳐서 추정 어택을 진수시키는 것이 더 어려움을 의미한다.

그 다음, 각각의 임베딩 영역들에 정보가 임베딩된다(330). 일반적으로, 비동기화 영역들 및 임베딩 영역들은 동일할 필요가 없지만, 그들은 겹칠 수 있다. 예를 들어, 임베딩 정보는 멀티미디아 제품의 복사본의 번호일 수 있다. 마지막으로, 멀티미디아 제품의 비동기화된 지문화된 복사본이 출력이다(340).

도 4는 도 3에 도시된 비동기화된 임베딩 처리의 동작을 더 상세히 설명하는 상세한 흐름도이다. 멀티미디아 제품의 복사본이 생성된다(400). 그 다음, 마스터 키가 멀티미디아 제품 복사본 내에 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하기 위해 사용된다(410). 또한, 마스터 키와 해쉬 함수는 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하기 위해 사용된다(420). 그 다음, 해쉬 값들은 발견되고, 각각의 임베딩 영역들에 대해 저장된다(430).

랜덤 비동기화 처리는 비동기화 영역들의 폭을 랜덤하게 변경하여 제품의 복사본들을 비동기화시키는 것을 포함한다. 이 랜덤 비동기화 처리는 각각의 비동기화 영역들에 대한 새로운 폭을 랜덤하게 계산하는 마스터 키를 사용하고, 따라서 그 폭을 변경시키는 것을 포함한다(440). 고유한 복사 정보는 각각의 임베딩 영역들에 임베딩된다(450). 추가로, 비밀의 고유한 키는 각각의 임베딩 영역들에 임베딩된다(460). 마지막으로, 비동기화된 지문화된 제품 복사본이 출력이다(470).

도 5는 도 2에 도시된 비동기화된 지문화 방법의 검출 및 추출 처리 동작을 설명하는 일반적 흐름도이다. 처리는 원본 멀티미디아 제품의 불법 복사본을 얻어서 시작한다(500). 다음, 불법 복사본의 해쉬 값들은 계산된다(510). 그 다음, 임베딩 영역들은 계산된 해쉬 값들로부터 결정된다(520).

그 다음, 워터마크 검출 처리는 각각의 비밀 키들에 대한 각각의 임베딩 영역들에 수행된다. 그러므로, 각각의 임베딩 영역들에 대해, 각각의 비밀 키들이 시도된다. 이것은 지문화 코드들 또는 다른 타입들의 코드들에 대한 필요를 경감시킨다. 계산의 경비로, 현재 이용가능한 것보다 훨씬 큰 공모들이 이 처리를 통해 추적될 수 있다. 다른 경우에서, 키들의 랜덤 번호가 불법 복사본에 시도되기 위해 선택될 수 있다. 이것은 계산 경비를 경감시키지만, 특정 협력자들을 생략할 수 있는 위험을 갖는다.

그 다음, 특정 비밀 키와 연계된 신원 정보가 검출된다(540). 예를 들어, 이 신원은 제품 복사본의 구매자의 이름과 주소일 수 있다. 일단 신원 정보가 검출되면, 그것은 추출되고 협력자 정보를 얻기 위해 협력자와 연계된다(550). 그 다음, 협력자들의 목록이 구성될 수 있다(560).

V. 운영 환경의 예

비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 컴퓨팅 환경 및 컴퓨팅 디바이스에서 동작하기 위해 디자인된다. 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)이 동작하는 컴퓨팅 환경이 논의될 것이다. 다음 논의는 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경의 간략하고, 일반적인 설명을 제공하려고 의도된다.

도 6은 도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 시스템 환경의 예를 설명한다. 컴퓨팅 시스템 환경(600)은 적합한 컴퓨팅 환경의 단지 일 예이고, 본 발명의 사용이나 기능의 범위에 대해 임의의 제한을 제안하려고 의도되지 않는다. 컴퓨팅 환경(600)은 운영 환경의 예(600)에 도시된 컴포넌트들 중의 임의의 것 또는 조합에 관련된 임의의 의존성이나 요구사항을 갖는 것으로서 해석되어서는 안된다.

비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 다수의 다른 일반 목적 또는 특수 목적 컴퓨팅 시스템 환경들 또는 구성들과 동작한다. 배경 칼라 추정 시스템 및 방법과 사용하기에 적합할 수 있는 공지된 컴퓨팅 시스템들, 환경들, 및/또는 구성들의 예들은, 하지만 제한적이지 않고, 개인용 컴퓨터들, 서버 컴퓨터들, 핸드핼드, 랩탑 또는 셀폰들과 PDA들과 같은 모바일 컴퓨터나 통신 디바이스들, 멀티프로세서 시스템들, 멀티프로세서 기반 시스템들, 셋톱 박스들, 프로그램가능한 소비자 전자 제품들, 통신망 PC들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들, 상술된 시스템들이나 디바이스들 중의 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경들 등을 포함한다.

비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈들과 같은, 컴퓨터 실행가능 명령들의 일반 문맥으로 기재될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 작업들을 수행하거나 특정 추상 데이타 타입들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 객체들, 컴포넌트들, 데이타 구조들 등을 포함한다. 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)은 작업들이 통신망을 통해 연결된 원격 처리 디바이스들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 또한 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 메모리 저장 디바이스들을 포함한 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체들 모두에 위치될 수 있다. 도 6의 참조에서, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법(100)을 구현하는 시스템의 예는 컴퓨터(610)의 형태로 일반 목적 컴퓨팅 디바이스를 포함한다.

컴퓨터(610)의 컴포넌트들은 처리 유닛(620), 시스템 메모리(630), 및 시스템 메모리를 포함한 다양한 시스템 컴포넌트들을 처리 유닛(620)에 결합하는 시스템 버스(621)를, 하지만 제한적이 아닌, 포함할 수 있다. 시스템 버스(621)는 다양한 버스 구조들 중의 임의의 것을 사용하는, 메모리 버스나 메모리 제어기, 주변 버스, 및 로컬 버스를 포함하는 몇 가지 타입들의 버스 구조들 중의 임의의 것일 수 있다. 예로서, 하지만 제한적이 아닌, 그런 구조들은 ISA(Industry Standard Architecture) 버스, MCA(Micro Channel Architecture) 버스, EISA(Enhanced ISA) 버스, VESA(Video Electronics Standards Association) 로컬 버스, 및 메자닌(Mezzanine) 버스라고 또한 공지된 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스를 포함한다.

통상적으로 컴퓨터(610)는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨터(610)에 의해 액세스할 수 있는 임의의 이용가능한 매체들일 수 있고, 휘발성과 비휘발성 매체들, 분리형과 비분리형 매체들을 모두 포함한다. 예로서, 하지만 제한적이 아닌, 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨터 저장 매체들과 통신 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령들, 데이타 구조들, 프로그램 모듈들, 또는 다른 데이타와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성과 비휘발성 및 분리형과 비분리형 매체들을 포함한다.

컴퓨터 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, 플래쉬 메모리, 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD, 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 카세트들, 자기 테입, 자기 디스크 저장장치, 또는 기타 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있고 컴퓨터(610)에 의해 액세스할 수 있는 임의의 다른 매체를, 하지만 제한적이 아닌, 포함한다. 통상적으로 통신 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령들, 데이타 구조들, 프로그램 모듈들, 또는 반송파나 다른 전송 메카니즘과 같은 변조된 데이타 신호에 프로그램 모듈들이나 다른 데이타를 구현하고, 임의의 정보 배달 매체들을 포함한다.

"변조된 데이타 신호"라는 용어는 신호에서 정보를 인코딩하는 방식으로 한 개 이상의 그것의 특성들이 셋팅되거나 변경되는 신호를 의미한다. 예로서, 통신 매체들은 유선 통신망이나 직접 유선 연결과 같은 유선 매체들, 및 음향, RF, 적외선과 다른 무선 매체들과 같은 무선 매체들을 포함한다. 상술된 것들 중의 임의의 것의 조합들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.

시스템 메모리(630)는 ROM(631)과 RAM(632)과 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 형태로 컴퓨터 저장 매체들을 포함한다. 스타트업 동안과 같은 때에, 컴퓨터(610) 내의 소자들 간에 정보 전송을 돕는 기본 루틴들을 포함하는 기본 입/출력 시스템(BIOS)(633)은 통상적으로 ROM(631)에 저장된다. RAM(632)은 통상적으로 즉시 액세스 가능하고 및/또는 현재 처리 유닛(620)에 의해 동작되고 있는 데이타 및/또는 프로그램 모듈들을 포함한다. 예로서, 도 6은 운영 체제(634), 응용 프로그램들(635), 다른 프로그램 모듈들(636), 및 프로그램 데이타(637)를, 하지만 제한적이 아닌, 도시한다.

컴퓨터(610)는 또한 다른 분리형/비분리형, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체들을 포함한다. 예로서, 도 6은 비분리형, 비휘발성 자기 매체들로(부터) 읽거나 쓰는 하드 디스크 드라이브(641), 분리형, 비휘발성 자기 디스크(652)로(부터) 읽거나 쓰는 자기 디스크 드라이브(651), 및 CD-ROM이나 다른 광 매체들과 같은 분리형, 비휘발성 광 디스크(656)에 읽거나 쓰는 광 디스크 드라이브(655)를 도시한다.

운영 환경의 예에서 사용될 수 있는 다른 분리형/비분리형, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체들은 자기 테입 카세트들, 플래쉬 메모리 카드들, DVDs, 디지탈 비디오 테입, 반도체 ROM, 반도체 RAM 등을, 하지만 제한적이 아닌, 포함한다. 하드 디스크 드라이브(641)는 통상적으로 인터페이스(640)와 같은 비분리형 메모리 인터페이스를 통해 시스템 버스(621)에 연결되고, 자기 디스크 드라이브(651)와 광 디스크 드라이브(655)는 통상적으로 인터페이스(650)와 같은 분리형 메모리 인터페이스에 의해 시스템 버스(621)에 연결된다.

상술되고 도 6에 도시된 드라이브들과 그들의 연계된 컴퓨터 저장 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령들, 데이타 구조들, 프로그램 모듈들, 및 컴퓨터(610)에 대한 다른 데이타의 저장을 제공한다. 도 6에서, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(641)는 운영 체제(644), 응용 프로그램들(645), 다른 프로그램 모듈들(646), 및 프로그램 데이타(647)를 저장하는 것으로 도시된다. 이들 컴포넌트들은 운영 체제(634), 응용 프로그램들(635), 기타 프로그램 모듈들(636), 및 프로그램 데이타(637)와 동일하거나 상이할 수 있다. 운영 체제(644), 응용 프로그램들(645), 기타 프로그램 모듈들(646), 및 프로그램 데이타(647)는 본 명세서에서 상이한 숫자들이 주어져서 적어도 그들이 다른 복사본들임을 설명한다. 사용자는 키보드(662) 및, 일반적으로 마우스, 트랙볼, 또는 터치 패드라고 언급되는 포인팅 디바이스(661)와 같은 입력 디바이스들을 통해 컴퓨터(610)로 커맨드들과 정보를 입력할 수 있다.

다른 입력 디바이스들(도시 안됨)은 마이크로폰, 조이스틱, 게임 패드, 위성 접시, 스캐너, 무선 수신기, 또는 TV나 방송 비디오 수신기 등을 포함할 수 있다. 이들과 다른 입력 디바이스들은 종종 시스템 버스(621)에 결합된 사용자 입력 인터페이스(660)를 통해 처리 유닛(620)에 연결되지만, 예를 들어, 병렬 포트, 게임 포트, 또는 USB(universal serial bus)와 같은 다른 인터페이스와 버스 구조들에 의해 연결될 수 있다. 모니터(691)나 다른 타입의 디스플레이 디바이스는 또한, 비디오 인터페이스(690)와 같은, 인터페이스를 통해 시스템 버스(621)에 연결된다. 모니터에 추가하여, 컴퓨터들은 또한 출력 주변 인터페이스(695)를 통해 연결될 수 있는 스피커들(697)과 프린터(696)와 같은 다른 주변 출력 디바이스들을 포함할 수 있다.

컴퓨터(610)는 원격 컴퓨터(680)와 같은 한 개 이상의 원격 컴퓨터들에 논리 연결들을 사용하여 통신망에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(680)는 개인용 컴퓨터, 서버, 라우터, 통신망 PC, 피어 디바이스, 또는 다른 공통 통신망 노드일 수 있고, 메모리 저장 디바이스(681)만이 도 6에 도시되었지만, 통상적으로 컴퓨터(610)에 관련된 상술된 다수 또는 전체 소자들을 포함한다. 도 6에 도시된 논리 연결들은 LAN(Local Area Network)(671)과 WAN(Wide Area Network)(673)을 포함하지만, 또한 기타 통신망들을 포함할 수 있다. 그런 통신망 환경들은 사무실, 기업기반 컴퓨터 통신망들, 인트라넷들, 및 인터넷에서 일반적이다.

LAN 통신망 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(610)는 통신망 인터페이스나 아댑터(670)를 통해 LAN(671)에 연결된다. WAN 통신망 환경에 사용될 때, 컴퓨터(610)는 통상적으로 인터넷과 같은 WAN(673)을 통해 통신을 확립하는 모뎀(672)이나 다른 수단을 포함한다. 내장이나 외장일 수 있는 모뎀(672)은 사용자 입력 인터페이스(660)나 다른 적절한 메카니즘을 통해 시스템 버스(621)에 연결될 수 있다. 통신망 환경에서, 컴퓨터(610)에 관련하여 도시된 프로그램 모듈들이나 그것의 부분들은 원격 메모리 저장 디바이스에 저장될 수 있다. 예로서, 하지만 제한적이 아닌, 도 6은 메모리 디바이스(681)에 상주하는 원격 응용 프로그램들(685)을 도시한다. 도시된 통신망 연결들은 예일 뿐이고, 컴퓨터들 간에 통신 링크를 확립시키는 다른 수단이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다.

VI. 시스템 컴포넌트들

도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템(100)은 시스템(100)이 멀티미디아 제품들의 복사본들을 고유하게 표시하고, 나중에 그 제품의 불법 복사본의 제조와 관련된 협력자들을 식별하도록 하는 다수의 프로그램 모듈들을 포함한다. 일반적으로, 시스템(100)은 임베딩 특징과 검출 및 추출 특징을 포함한다. 이들 특징들의 각각에 대한 프로그램 모듈들이 논의될 것이다.

도 7은 도 1에 도시된 비동기화 지문화 시스템(100)의 세부사항을 도시하는 블럭도이다. 시스템(100)은 기본적으로 점선으로 도시된 바와 같이 2 개의 함수들을 갖는다: (a) 지문들의 비동기화된 임베딩; 및 (b) 지문들의 검출 및 추출. 특히, 임베딩 함수에 대해, 원본 디지탈 미디아 제품(700)(영화나 오디오 레코딩과 같은)은 비동기화된 지문화 시스템(100)에 입력된다. 비동기화된 지문화 시스템(100)에 위치된 임베딩 모듈(710)은 제품(700)의 비동기화된 지문화된 복사본들(720)이 생성되도록 제품(100)을 처리하기 위해 사용된다.

검출 및 추출 함수에 대해, 제품(700)의 불법 복사본(730)은 비동기화된 지문화 시스템(100)에 의해 얻어지고 분석된다. 비동기화된 지문화 시스템(100)에 위치된 검출 및 추출 모듈(740)은 임베딩된 지문들을 검출하고 지문들에서 정보를 추출하기 위해 사용된다. 이 정보는 불법 복사본(730)의 제조에 관련된 협력자들이 고유하게 식별되도록 한다. 그 다음, 비동기화된 지문화 시스템(100)은 협력자들의 목록(750)을 생성할 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 임베딩 모듈(710)의 세부사항을 도시하는 블럭도이다. 특히, 임베딩 모듈(710)은 복사 모듈(800), 임베딩 영역(810), 비동기화 영역 선택기(820), 랜덤 비동기화 모듈(830), 및 임베딩 모듈(840)을 포함한다. 복사 모듈(800)은 원본 디지탈 멀티미디아 제품(700)의 복수의 복사본들을 생성하기 위해 사용된다. 이들 복사본들의 각각은 임베딩 모듈(840)에 의해 처리된다. 임베딩 영역 선택기(810)는 지문 임베딩이 발생하는 각각의 복사본 내에 영역들을 랜덤하게 선택한다. 유사하게, 비동기화 영역 선택자(820)는 폭 변경을 사용하는 랜덤 비동기화가 적용되는 각각의 복사본 내에 영역들을 랜덤하게 선택한다. 일부 실시예들에서, 임베딩 영역 선택자(810) 및 비동기화 영역 선택자(820)는 또한 임베딩 및 비동기화 영역들의 수를 또한 선택한다.

랜덤 비동기화 모듈(830)은 각각의 비동기화 영역들의 폭을 랜덤하게 선택한다. 이것은 비동기화 영역들의 폭이 제품(700)의 상이한 복사본들 간에 약간 다를 것임을 의미한다. 폭은 프레임들의 수(제품(700)이 영화이면) 또는 오디오 세그먼트의 시간 길이(제품(700)이 오디오 레코딩이면)를 의미한다. 임베딩 모듈(840)은 각각의 임베딩 영역들 내에 지문들을 임베딩하여 제품(700)의 비동기화된 지문화된 복사본(720)을 생성한다.

도 9는 도 7에 도시된 검출 및 추출 모듈(740)의 세부사항을 도시하는 블럭도이다. 검출 및 추출 모듈(740)은 해쉬 값 추출기(900), 임베딩 영역 결정 모듈(910), 지문 검출기(920), 및 협력자 추출 모듈(930)을 포함한다. 해쉬 값 추출기(900)는 불법 복사본(730)을 분석하고, 해쉬 값들을 추출한다. 임베딩 영역 결정 모듈(910)은 추출된 해쉬 값들을 사용하고, 그들을 원본 신호의 임베딩 영역들의 해쉬 값들과 비교하여 복사본(730) 내에 임베딩 영역들의 위치를 결정한다. 지문 검출기(920)는 각각의 임베딩 영역들의 지문들을 탐색한다. 각각의 비밀 키들은 지문을 검출하기 위해 사용된다. 협력자 추출 모듈(930)은 지문을 검출하기 위해 사용된 비밀 키에 기초하여 협력자에 대한 정보를 추출한다. 지문이 특정 비밀 키를 사용하여 검출되면, 그 키와 연계된 고유 정보가 불법 복사본(730)의 제조에 관련된 협력자들을 식별하기 위해 사용된다. 통상적으로, 다수의 협력자들이 있기 때문에, 불법 복사본(750)의 제조에 참여한 협력자들의 목록이 생성된다.

VII. 유효한 예

본 명세서에 개시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법을 더 완전히 이해하기 위해, 동작 예의 동작 세부사항이 제공된다. 이 동작 예는 비동기화된 지문화 시스템 및 방법이 구현될 수 있는 단지 한 가지 방식일 뿐임을 주목해야 한다. 이 동작 예에서, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법은 멀티미디아 객체들의 스트리밍에 적용된다.

비동기화된 지문화 시스템 및 방법은 오디오 및 비디오 응용 프로그램들 모두에 사용될 수 있다. 일반적으로, 상이한 키가 각각의 사용자에 할당된다. 임베딩 특징은 선택된 영역들에 의사-랜덤 변환을 적용하는 것을 포함한다. 의사-랜덤 변환에 대한 키는 사용자 고유하다. 이들 영역들은 보안된 멀티미디아 해쉬 함수를 통해 선택된다. 검출 및 추출 특징은 사용자들의 키 스페이스에서 브루트-포스 탐색을 포함한다. 키들 중의 하나일 "가능성"이 충분히 높으면, 사용자가 불법 복사본의 제조에 관련됨을 선언한다.

<표기법>

주어진 멀티미디아 신호가 분리된 "객체들" 로 구성되도록 하고, 여기서 은 객체의 총 수이다. 예를 들어, 비디오 응용 프로그램에서, 프레임은 객체로서 다뤄질 수 있고, 은 비디오에서 프레임들의 총 수를 나타낼 수 있다. 다른 경우에서, 오디오 응용 프로그램에서, 고정길이 시간블럭은 객체로서 다뤄질 수 있고, 은 그런 시간블럭들의 총 수를 나타낼 수 있다. 을 고객들(또는 구매자들)의 총 수로 놓는다. 따라서, 멀티미디아 신호의 개의 다른 복사본들을 생성하는 것은 바람직하다. 는 사용자 , , 에 대해 비밀 키로 한다. 는 로부터 다른 비밀 마스터 키로 한다.

<해쉬 함수>

다음 해쉬 함수가 있다고 가정한다.

이것은 다음 객체들에 동작한다,

그리고 그것의 범위는 다음과 같다.

해쉬 함수는 비밀 키 에 의해 랜덤화된 의사-랜덤 연산자이다.

는 정규화된 해밍 거리(Hamming distance)(출력 해쉬 값의 길이 에 의해 정규화됨)를 나타낸다. 다음이 가정된다:

1.은 각각의 주어진 에 대해 에 거의 일정하게 분포된다.

2. , 여기서 및 는 지각적으로 상이한 객체들이다.

3. , 여기서 및 는 지각적으로 거의 동일 객체들이다.

확률 스페이스는 상술된 기준들에서 상이한 키들에 대해 정의됨을 주목한다. 대부분의 실용적 목적들에 대해, 이고, 와 은 충분히 떨어져 있다.

<객체 그룹의 워터마킹>

이 유효한 예에서, 다음의 의사-랜덤 워터마크 임베딩 함수가 사용된다,

이것은 최대 객체들에 동작한다. 여기서, 은 워터마킹에 사용되는 의사-랜덤 넘버 발생기에 대한 키이다. 주어진 객체들에서, 말하자면 , 워터마크 임베딩 함수는, 키 의 함수로서, 객체들을 생성한다.

객체들,

은 지각적으로

에 유사하다. 이 문맥 내에서 워터마크 임베딩 함수는 비밀 키에 의해 인덱스된 의사-랜덤 변환으로서 볼 수 있다. 게다가, 그 유효한 예는 다음의 대응하는 워터마크 검출기 함수를 가정하고,

이것은 임베더 함수로서 동일한 수의 객체들에 동작한다. 검출기 함수의 도메인은 {0,1}이고, 여기서 1은 키 를 갖는 워터마크의 존재의 결정을 나타내고, 그외에는 0이다. 검출기 함수는 신뢰성 있게 동작한다고 가정한다, 즉,

1. , 여기서 는 의 어택된 버전들이고, 그들은 지각적으로 유사하다.

2. , , 그리고 .

<스트리밍 멀티미디아의 임베딩 표시>

사용자 에 대해 임베딩 표시 알고리즘은 다음과 같이 주어진다:

1. 마스터 키 에 의해 랜덤화된 개의 상이한 위치들을 선택한다. 는 이들 위치들을 나타내고, 여기서,

2. 해쉬 값들을 발견하여 저장한다.

3. 각각의 위치 에 대해, 다음의 폭으로 그것의 주변을 고려하고,

그래서, 다음의 영역을 발견한다,

여기서, 모든 에 대해,

가 되도록, 마스터 키 를 사용하여 의사-랜덤하게

을 선택하고,

모든 에 대해, 영역 는 영역 와 겹치지 않는다.

4. 각각의 에 대해,

로 을 대체하고, 여기서 는 사용자 에 대한 비밀 키이다.

<스트리밍 멀티미디아의 디코딩>

디코더 입력은 객체들 로 구성된 멀티미디아 신호라 한다. 일반적으로 다음 조건을 갖는 것은 가능하다,

유효한 예에 사용된 검출 및 추출(또는 디코딩) 처리는 다음을 포함한다:

1. 모든 에 대해, 수신 신호 의 해쉬 값들을 계산한다.

2. 각각의 에 대해, 다음을 수행한다:

(a) 가 되도록,, , 가 존재하면, 다음 단계로 진행한다.

(b) 모든 , 에 대해, 주위의 폭 영역에 워터마크 검출 알고리즘을 실행한다: 다음을 계산한다.

(c) 각각의 에 대해, 이면, 사용자 의 표시는 수신된 입력에서 발견됨을 선언한다.

VIII. 디지탈 비디오를 위한 향상된 이미지 해쉬 기반의 시간적 동기화 알고리즘

이전 섹션의 유효한 예에서, 비동기화된 지문화 시스템 및 방법의 일반적 알고리즘 설명이 제공되었다. 유효한 예의 임베딩 표시 알고리즘의 단계 2 및 디코딩 알고리즘의 단계 2(a)에서, 단일 해쉬 값은 임베딩 표시 위치들을 정합시키기 위해 채택된다. 그러나, 실제로, 이것이 항상 충분한 것은 아니다. 특히, 디지탈 비디오에 대해, 단일 이미지 프레임의 해쉬 값은 종종 임베딩 위치들을 충분히 정확하게 발견하기에는 충분치 않다. 그러므로, 이 섹션에서, 향상된 해쉬 기반 영역 정합 기술의 변이본이 제공된다. 이 기술은 단일 해쉬 값 대신에 복수 해쉬 값들을 사용한다.

이 섹션에서, 디지탈 비디오로 논의가 한정되고, 단일 비디오 프레임들(단일 이미지들)에 적용되는 견고한 이미지 해쉬 함수들이 사용된다. 그러나, 방법은 프레임들이나 디지탈 오디오 신호들의 집합에 명백하게 확장될 수 있음을 주목해야 한다. 도 9의 참조에서, 본 섹션에 제공된 향상된 해쉬 기반 영역 정합 기술의 변이본은 임베딩 영역 결정 모듈(910)에 적용될 수 있다.

임베딩 표시된 비디오는 검출이나 디코딩에 시간 동기화 문제들을 유발시키는 변화들을 거치게 될 수 있다는 사실이 고려된다. 종종, 시간 어택들은 이 클래스이다. 특히, 시간 축에 따라 비디오의 내용 순서를 변경하는(신 삽입, 변경과 교환, 시간의 데시메이션(decimation)와 보간법, 및 이동) 임의의 종류의 악의있는 어택은 잠재적으로 디코더들에게 문제가 된다. 게다가, 악의가 없는 경우들일지라도, 비디오가 오려지고 붙여지거나 광고들이 연예 사업에 다양한 목적들로 비디오에 삽입되는 것은 가능하다. 그러므로, 원본 비디오의 임베딩 표시된 부분은 수신된 비디오의 동일한 시간적 위치에 있지 않을 수 있다. 그런 경우들에, 수신기에 임베딩 표시된 위치들을 발견하는 것은 사소한 문제가 아니다. 이 문제를 극복하기 위해, 본 섹션에 제공된 향상된 해쉬 기반 영역 정합 기술의 변이본은 임베딩 표시된 위치들을 결정하기 위해 견고한 이미지 해쉬 함수들을 사용하여 디지탈 비디오에 시간 동기화를 수행한다.

이 기술은 견고한 이미지 해쉬 함수의 출력은 워터마크 임베딩과 또한 수용가능한 어택들(부언하면, 지각적 품질을 보존하는 것들) 모두 하에 불변함을 가정한다. 본 섹션을 위한 표기법은 완전성을 위해 정의될 것이다. 본 섹션의 표기법은 섹션 VII의 표기법과 상이함을 주목해야 한다.

<표기법>

진한 소문자들은 프레임들을 나타내고, 아래 첨자들은 집합 또는 벡터의 소자들의 인덱스들을 나타낸다. 은 관심 있는 원본 비디오의 프레임들의 총 수라 하고, 와 은 원본 및 임베딩 표시된 비디오 프레임들을 나타낸다. 은 어택된 비디오(이것은 디코더의 입력임)의 프레임들의 총 수로 하고, 는 어택된 비디오를 나타낸다. 일반적으로 은 과 동일하지 않음을 주목한다. 부언하면, 어택된 비디오의 길이는 원본 및 임베딩 표시된 비디오들의 길이와 다를 수 있다. 은 임베딩 영역들(즉, 지문이 임베딩된 영역들)의 총 수라고 한다. 및 은 견고한 이미지 해쉬 함수(본 해쉬 기반 영역 정합 기술과 사용되기에 적절하고, 그것의 명시는 섹션 VII에 주어짐) 및 2개의 2진 입력들 간에 해밍 거리를 각각 나타낸다. 은 주어진 비디오의 임의의 2개의 프레임들 간에 시간 거리(방향 정보와 함께)를 나타낸다, 예를 들어, .

<인코딩과 디코딩>

임베더측에서, 각각의 임베딩 표시 영역 에 대해, 프레임들은 그 영역의 시간 위치를 나타내기 위해 선택된다. 이들 대표적 프레임들은 본 섹션에서 사용된 용어로 "폴스(poles)"라고 용어화되고, 에 의해 표현되고, 여기서 (각각의 에 대해)는 임베딩 표시 영역(그 영역 내의 폴의 인덱스에 대해), , 에 대응한다. 명백히, 의 집합은 의 부분집합이다. 여기서, 주어진 영역 에서 어떻게 를 선택하는가는 논의되지 않을 것이다. 그러나, 일반적으로, 최상의 규칙으로서, 폴들은 그 영역을 정확히 나타내기 위해 임베딩 표시 영역 내에 거의 일정하게 분포되게 선택되어야 한다. 는 의 해쉬 값들이라 한다, 즉, 모든 , 에 대해, . 해쉬 값들 는 수신기로 부수적 정보로서 전송된다. 부언하면, 수신기(또는 디코더)는 에 대해 완전한 지식을 갖는다고 가정한다.

해쉬 값들 는 각각의 임베딩 표시 영역 에 대해 어택된 비디오 에 정확한 위치에 수신기를 "잠그기" 위해 사용된다. 이 작업을 성취하기 위해, 다음 처리가 고려되어야 하고, 여기서 ε 및 는 사용자 종속형 파라미터들이다:

1. 을 발견한다, 여기서 .

2. 각각의 폴 에 대해, 으로부터 지각적 유사성 집합들 를 형성하고, 여기서 .

3. 각각의 임베딩 표시 영역 에 대해, 유사성 집합들 로부터 "시간적으로 적합한" 순서쌍 전부로 구성되는 집합 를 형성한다:

4. 해쉬를 통해 지각적 유사성의 관점에서 임베딩 영역 에 대한 최적의 순서쌍을 발견한다: , 여기서 최소화는 의 모든 소자들에게 수행된다.

5. 순서쌍 는 에 번째 임베딩 위치를 결정한다.

<소견>

이 명백한 처리를 사용하여, 단계 3 및 단계 4는 연산을 채택함을 주목한다. 이유는 가능한 순서쌍의 총 수는 (즉, 에 지수적임)이고, 각각의 순서쌍에 대해, 이 접근법은 지각적 유사성의 관점으로(부언하면, 원본 해쉬 값들로의 해밍 거리) 그것의 최적 정합을 발견하는 연산들을 수행할 필요가 있다. 그러나, 해쉬 값들 간의 해밍 거리들은 재계산될 필요가 없는 일반 소자들을 갖는 순서쌍이 존재하기 때문에 이들 연산들에 리던던시(redundancy)가 있다. 그러므로, 단계 3 과 단계 4를 함께 해결하기 위한 계산적으로 더 효율적인 접근법은 동적 프로그래밍(dynamic programming)을 사용하여 적용될 수 있다.

<의사-코드>

다음의 의사-코드는 동적 알고리즘을 사용하여 기본 아이디어를 설명하기 위해 제공된다. 이것은 임의의 에 대해 위의 단계 3 및 단계 4를 대체할 것이다. 게다가, 로 하고, 여기서 I는 각각의 집합 소자의 순서를 인덱스한다.

본 발명의 상술된 기재는 설명을 목적으로 제공되었다. 완전하거나 또는 개시된 정확한 형태로만 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다. 다수의 변경과 변이가 상술된 가르침에서 가능하다. 본 발명의 범위는 본 발명의 상세한 설명이 아닌 이에 관해 첨부된 청구범위에 의해 제한된다.

본 발명은 어택에 견고하고 많은 수의 불법 복제 협력자들을 식별할 수 있는 비동기화된 지문화 방법 및 시스템을 개시한다. 본 방법은 임의의 타입의 멀티미디아에 대해 사용될 수 있고, 일반적으로 사용자에 대해 다른 키가 할당된다. 임베딩 특징은 선택된 영역들에 의사-랜덤 변환을 적용하는 것을 포함한다. 의사-랜덤 변환 키는 사용자 고유하다. 이들 영역들은 보안된 멀티미디아 해쉬 함수를 통해 선택된다. 검출과 추출 특징은 사용자들의 키 스페이스에서 브루트-포스 탐색을 포함한다. 키들 중의 하나의 가능성이 충분히 높으면, 그 사용자가 불법 복사본의 제조에 관련되었다고 선언된다.

도 1은 본 명세서에 개시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법의 구현의 예를 도시하는 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템의 일반 동작을 도시하는 일반 흐름도이다.

도 3은 도 2에 도시된 비동기화된 지문화 방법의 비동기화된 임베딩 처리의 동작을 도시하는 일반 흐름도이다.

도 4는 도 3에 도시된 비동기화된 임베딩 처리의 동작을 더 상세히 도시하는 상세한 흐름도이다.

도 5는 도 2에 도시된 비동기화된 지문화 방법의 검출 및 추출 처리의 동작을 도시하는 일반 흐름도이다.

도 6은 도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템 및 방법이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 시스템 환경의 예를 도시한다.

도 7은 도 1에 도시된 비동기화된 지문화 시스템의 세부사항을 도시하는 블럭도이다.

도 8은 도 7에 도시된 임베딩 모듈의 세부사항을 도시하는 블럭도이다.

도 9는 도 7에 도시된 검출 및 추출 모듈의 세부사항을 도시하는 블럭도이다.

<주요 도면 부호 설명>

100 비동기화된 지문화 시스템 및 방법

105 영화의 마스터 복사본

110 마스터 키

115 비밀 키들 (1)에서 (N)

120 지문화된 영화 복사본(1)

160 영화의 불법 복사본

Claims

디지탈 데이타의 비동기화된 지문화(desynchronized fingerprinting)를 위한 컴퓨터 구현 방법으로서,

지문들을 임베딩(embedding)하기 위해한 상기 디지탈 데이타 내의 임베딩 영역들을 선택하는 단계;

상기 디지탈 데이타의 복사본들을 서로 간에 비동기화하기 위한 상기 디지탈 데이타 내의 비동기화 영역들을 선택하는 단계;

상기 비동기화 영역들의 각각에 대해 랜덤 비동기화를 수행하여 상기 비동기화 영역들의 각각의 폭을 랜덤하게 변경시키는 단계; 및

상기 임베딩 영역들의 각각에 지문들을 임베딩하여 비동기화된 지문화된 디지탈 데이타를 생성하는 단계

를 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 임베딩 영역들 및 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하기 위해 마스터 키 및 해쉬 함수를 사용하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제3항에 있어서, 상기 임베딩 영역들의 각각에 대한 해쉬 값들을 발견하고 저장하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하는 마스터 키를 사용하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 비동기화 영역들의 각각에 대해 랜덤 비동기화를 수행하는 단계는 마스터 키를 사용하여 상기 비동기화 영역들의 각각에 대한 폭을 랜덤하게 계산하는 단계를 더 포함하여, 상기 폭이 상기 디지탈 데이타의 복사본들 간에 다르도록 하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 디지탈 데이타의 복수 복사본들을 생성하고 각각의 복사본을 지문화하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에 있어서, 상기 임베딩 영역들의 각각에 고유의 비밀 키를 임베딩하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 방법.
제1항에서 기재된 컴퓨터 구현 방법을 수행하는 컴퓨터 실행가능한 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능 매체.
디지탈 멀티미디아 데이타의 비동기화된 지문화를 위한 컴퓨터 실행가능 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능 매체로서,

상기 디지탈 멀티미디아 데이타의 복수의 복사본들을 생성하는 단계;

각각의 복사본 내의 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하는 단계;

각각의 복사본 내의 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하는 단계;

상기 비동기화 영역들의 각각의 폭이 상기 복수의 복사본 간에 다르도록, 상기 비동기화 영역들의 각각에 대한 랜덤 폭을 계산하는 단계; 및

상기 임베딩 영역들의 각각에 정보를 임베딩하여 상기 디지탈 멀티미디아 데이타의 비동기화된 지문화된 복사본들을 생성하는 단계

를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제10항에 있어서, 상기 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하는 단계는 의사-랜덤(pseudo-random) 연산자와 마스터 키를 사용하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제11항에 있어서, 상기 의사-랜덤 연산자는 해쉬 함수인 컴퓨터 판독가능 매체.
제10항에 있어서, 상기 임베딩 영역들의 각각에 대한 해쉬 값들을 발견하고 저장하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제10항에 있어서, 상기 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하는 단계는 마스터 키를 사용하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제10항에 있어서, 상기 비동기화 영역들의 각각에 대한 랜덤 폭을 계산하는 단계는 랜덤 폭을 계산하고 그에 따라서 상기 폭을 변경하기 위해 마스터 키를 사용하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제10항에 있어서, 상기 임베딩 영역들의 각각에 정보를 임베딩하는 단계는 고유 복사 정보 및 고유 비밀 키를 임베딩하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 복수의 복사본들의 각각이 특정 개체와 연계되도록, 상기 고유 복사 정보를 목록화(cataloging)하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 고유 복사 정보를 상기 고유 비밀 키와 연계시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제18항에 있어서, 상기 고유 정보는 상기 복수 복사본들 중의 특정 복사본의 번호인 컴퓨터 판독가능 매체.
제17항에 있어서,

상기 디지탈 멀티미디아 데이타의 불법 복사본으로부터 상기 고유 복사 정보를 추출하는 단계; 및

상기 고유 복사 정보로부터 상기 불법 복사본의 제조와 관련된 개체들(entities)의 신원(identities)을 결정하는 단계

를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
디지탈 데이타로부터 지문들을 검출하고 추출하는 처리로서,

상기 디지탈 데이타 내의 임베딩 영역들을 결정하는 단계;

복수의 비밀 키들을 사용하여 상기 임베딩 영역들의 각각에 대해 워터마크 검출을 수행하는 단계; 및

비밀 키와 연계된 식별 정보를 검출하는 단계

를 포함하는 처리.
재21항에 있어서, 상기 디지탈 데이타의 복수 해쉬 값들을 계산하는 단계, 및 상기 복수 해쉬 값들을 사용하여 상기 임베딩 영역들을 결정하는 단계를 더 포함하는 처리.
제21항에 있어서, 상기 식별 정보로부터 협력자(collaborator) 정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 처리.
제23항에 있어서, 상기 협력자 정보로부터 상기 디지탈 데이타의 제조에 협력한 사람들의 목록을 나타내는 협력자들의 목록을 구성하는 단계를 더 포함하는 처리.
한 개 이상의 처리기들에 의해 실행될 때, 상기 한 개 이상의 처리기들이 제21항의 방법을 구현하도록 하는 컴퓨터 판독가능 명령들을 갖는 한 개 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들.
원본 디지탈 멀티미디아 제품의 복사본들의 비동기화된 지문화를 위한 비동기화된 지문화 시스템으로서,

랜덤 비동기화 처리 및 복수의 비밀 키들을 사용하여 상기 제품의 각각의 복사본에 지문들을 임베딩하는 임베딩 모듈; 및

복수의 비밀 키들을 사용하여 상기 임베딩된 지문들을 검출하고, 및 상기 지문들로부터 상기 디지탈 멀티미디아 제품의 불법 복사본의 제조의 협력자들을 식별하는 협력자 정보를 추출하는 검출 및 추출 모듈

을 포함하는 비동기화된 지문화 시스템.
제26항에 있어서,

상기 임베딩 모듈은 지문들을 임베딩할 상기 제품의 각각의 복사본 내의 임베딩 영역들을 랜덤하게 선택하는 임베딩 영역 선택기를 더 포함하는 비동기화된 지문화 시스템.
제26항에 있어서, 상기 임베딩 모듈은 의도된 비동기화를 적용할 비동기화 영역들을 랜덤하게 선택하는 비동기화 영역 선택기를 더 포함하는 비동기화된 지문화 시스템.
제28항에 있어서, 비동기화 영역의 각각의 폭이 상기 제품의 각각의 복사본 간에 상이하도록, 상기 임베딩 모듈은 상기 비동기화 영역들의 폭을 랜덤하게 선택하고 적용하는 랜덤 비동기화 모듈을 더 포함하는 비동기화된 지문화 시스템.