基于水印的数字作品所有权证明协议研究

摘要

数字作品具有很多优点，包括易于制作和复制、有效的存储以及快速和低成本的分发。这些优点使得内容生产和分发的费用和时间显著的减少，为内容提供商带来了新的商业机会。尽管数字技术非常有吸引力，然而，它也给内容和服务提供商带来了非常大的风险。盗版者可以使用同样的技术以低廉的成本大规模盗版数字作品。这可能引起内容提供商的严重经济损失，并且妨碍基于数字作品的电子商务的应用与发展。勿庸置疑，数字作品的版权保护突显出其必要性和紧迫性，开发数字版权保护技术具有重要的理论和实际意义。
　　数字水印技术是近年来出现的用于数字作品版权保护的一种解决方案。数字水印技术通过将相关信息嵌入到数字作品中以证明所有者对数字作品的所有权。为了实现基于水印的数字作品所有权证明，不仅要求能够抵抗各种针对水印算法鲁棒性攻击的水印方案，而且要求能够抵抗各种协议攻击的所有权证明协议。这是因为攻击者可以采取各种手段直至攻击成功为止。由此可见，所有权证明技术是非常有挑战性的。尽管研究者们进行了很多相关的研究努力，但是已有的方法并不总是能够成功用于所有权证明。本文致力于基于水印的数字作品所有权证明协议的研究。本文的主要研究内容总结如下：
　　（1）研究了作为所有权证明协议基础的零知识水印检测协议。分别提出了用于盲水印检测方案和非盲水印检测方案的零知识水印检测协议。在协议中，通过使用随机置换、盲因子和承诺方案隐藏了水印信息和水印嵌入位置信息，弥补了Adelsbach等的协议中由于泄漏水印嵌入位置信息使得水印容易遭受攻击的缺陷。
　　（2）研究了零知识水印检测协议的延展性问题。提出了不可延展的零知识水印检测协议。通过引入证明者和验证者双方的身份信息以及时间戳信息到协议中以获得不可延展性。协议使得验证者无法使用从验证过程中获得的信息向其它人证明水印信息的存在。这可以看作是对Adelsbach等的协议在不可延展性方面的进一步改进。
　　（3）研究了零知识水印检测协议的非交互性问题。提出了非交互的零知识水印检测协议。协议使用单向散列值作为随机抛币的结果以实现协议的非交互性。与已有的非交互零知识水印检测协议相比，本文提出的协议是不可延展和不可复制的，同时具有更为广泛的应用范围。
　　（4）研究了数字作品交易过程中的所有权证明问题。提出了一个用于数字作品交易的简单所有权证明协议。在协议中，出售者通过出示所有权证书以及使用零知识水印检测子协议证明水印的存在性完成对作品的所有权证明。该协议使得数字作品交易时出售者向购买者正确而不泄露任何秘密信息地证明其是作品的合法所有者。因此，恶意的购买者无法利用验证过程中所获得的信息冒充合法的出售者出售复制的作品。
　　（5）研究了作品所有权出现纠纷情况下的所有权证明问题。提出了一个无需注册机构参与的数字作品纠纷所有权证明协议。协议以简单所有权证明协议为基础，并添加使用图像检索技术衡量作品之间的相似性，以确定纠纷作品的所有权。协议使得纠纷发生时在没有作品真正所有者参与的情况下，仲裁者能够正确解决所有权纠纷，避免了已有纠纷所有权协议中可能发生的所有权误判问题。
　　（6）研究了多个所有者共同拥有作品版权情况下的联合所有权证明问题。提出了一个基于可验证的秘密共享方案和安全多方计算协议的数字作品联合所有权证明协议。联合所有权证明协议使得数量不小于预先确定的阈值的共同所有者一起能够正确地完成对作品的所有权证明，单个或数量小于阈值的共同所有者不能完成对作品的所有权证明。协议既可以防止欺骗的联合所有权证明，又可以防止秘密敏感信息的泄漏。

目录

中文封面

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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 基于水印的数字作品所有权证明协议研究现状

零知识水印检测协议

所有权证明协议

1.3 存在的问题

1.4 本文主要工作及结构安排

论文的主要工作

论文的结构安排

第2章 交互式零知识水印检测协议

2.1 Adelsbach等的水印检测协议回顾

密码学基础

Cox等的水印方案

修改的检测算法

零知识水印检测的目标

零知识盲水印检测协议

零知识非盲水印检测协议

评注

2.2 改善的零知识水印检测协议

对Cox等的扩频水印方案的修改

改善的零知识盲水印检测协议

改善的零知识非盲水印检测协议

安全性分析

实现

2.3 不可延展的零知识水印检测协议

不可延展的零知识水印检测协议的定义

符号和定义

不可延展的零知识盲水印检测协议

不可延展的零知识非盲水印检测协议

安全性证明

实现

比较

2.4 本章小结

第3章 非交互式零知识水印检测协议

3.1 非交互式零知识证明协议

3.2 非交互式零知识盲水印检测协议

3.3 非交互式零知识非盲水印检测协议

3.4 安全性证明

3.5 实现

3.6 比较

3.7 本章小结

第4章 所有权证明协议

4.1 引言

4.2 简单所有权证明协议

作品注册

简单所有权证明协议

安全性证明

实现

比较

4.3 纠纷所有权证明协议

作品注册

纠纷所有权证明协议

安全性分析

协议的优点

比较

4.4 联合所有权证明协议

秘密共享与安全的多方计算

作品注册

联合所有权证明协议

安全性分析

实现

比较

4.5本章小结

结论

参考文献

发表的学术论文

原创性声明

授权书

致谢

个人简历