数字版权管理中权限交互与容错认证机制研究

摘要

基于网络的数字多媒体应用是当前多媒体技术发展的趋势，网络和媒体的结合给用户提供了灵活便捷的多媒体获取方式，提高了用户的工作效率和生活质量。但是在给用户带来方便的同时，网络多媒体内容也面临着严重的盗版威胁，基于网络的数字版权管理是目前解决这一问题最有前途的研究方向。
　　 本文以面向网络的数字版权管理中权限交互和分布式容错认证机制等问题作为主要研究内容，对这一领域展开了一些探索性研究工作。首先，对现有的网络数字版权管理系统框架以及研究工作进行了总结分析，指出如何通过技术手段改进现有数字版权管理的权限交互机制是其当前面临的一个新的关键问题。并从数字权限共享和数字版权管理互操作机制两方面对这一问题进行了研究。其次，分析了数字版权管理在P2P网络中的研究与应用和存在的问题，分析表明P2P模式下无中心的节点认证是P2P的数字版权保护中一个重要的环节，针对这一问题也进行了深入的探讨。论文的主要研究工作以及创新点如下：
　　 1.提出一种基于数字票据的在线数字版权管理权限共享机制。首先分析了权限共享问题在数字版权管理用户体验中的作用以及潜在的商业模式应用；其次给出了一种适合数字版权管理的数字票据通用设计格式；然后结合典型的数字版权管理系统给出了基于数字票据的数字权限共享模型；最后设计了一种基于数字票据的轻量级数字权限共享协议并证明其安全性。
　　 2.结合一种新颖的在线虚拟家庭影院应用模式，实现了一个基于数字票据的在线DRM视频分享原型系统Virtual Theater。首先基于提出的共享机制具体描述了该系统的结构与组成；其次，总结了在线分享DRM视频内容的基本流程，并提出了一种新颖的基于数字权限共享的应用场景和商业模式；最后，通过性能测试说明Virtual Theater的性能优势。
　　 3.提出一种具有个人隐私保护的分布式数字版权管理互操作机制：DPP-DRM。首先分析了以往数字家庭网络中由于集中存储而带来的DRM互操作和个人隐私泄露问题；然后针对上述问题，提出一种新颖的基于CoralIF的互操作机制，该机制在客户端分配用户信息并分布式记录用户交易记录和域管理等个人隐私信息；最后使用串空间理论证明DPP-DRM能够在媒体中心被攻破的情况下，仍能够保证设备成员列表和权限令牌等关键信息的安全。
　　 4.提出了一种高效的面向P2P DRM的基于集群的Byzantine容错节点认证机制。首先总结了P2P网络中DRM的研究；其次重点介绍P2P网络中Byzantine容错认证机制以及在P2P DRM系统中应用时存在的节点间交互消息过多的问题。然后，针对这一问题，提出一种基于集群的Byzantine容错认证算法，通过算法分析，证明了这种算法的优势。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1 引言

1.2 基于网络的DRM系统简介

1.2.1 防拷贝技术

1.2.2 Windows Media DRM

1.2.3 FairP1ay DRM

1.2.4 OMA DRM

1.3 基于网络的DRM系统商业应用

1.4 基于网络的DRM系统模型

1.5 DRM研究热点

1.6 本文创新之处及论文结构安排

参考文献

第2章数字权限模型与安全协议形式化分析方法

2.1 数字权限语义模型

2.2 基于串空间的安全协议形式化分析方法

2.3 本章小结

参考文献

第3章基于数字票据的在线数字版权管理权限共享机制

3.1 研究背景

3.2 相关工作

3.3 系统模型

3.4 基于数字票据的DRM权限共享机制

3.4.1 数字票据获取过程

3.4.2 数字票据传输过程

3.4.3 数字票据兑换过程

3.5 安全性分析

3.5.1 数字票据的机密性

3.5.2 数字票据的完整性

3.5.3 数字票据的可验证性

3.5.4 防止票据的过度发放

3.5.5 防止针对数字票据的重放攻击

3.6 本章小结

参考文献

第4章Virtua1 Theater：在线DRM视频分享原型系统

4.1 研究背景

4.2 系统模型和框架

4.2.1 Virtual Theater系统模型

4.2.2 Virtual Theater系统框架

4.3 性能评估

4.4 本章小结

参考文献

第5章DPP—DRM：具有隐私保护的分布式DRM互操作机制

5.1 研究背景

5.2 相关工作

5.3 DPP-DRM互操作机制

5.3.1 系统架构

5.3.2 许可证推导

5.3.3 权限调解

5.3.4 设备信息检查

5.4 DPP-DRM互操作系统流程

5.5 DPP-DRM系统分析

5.5.1 DRM系统以及客户端软件改动的分析

5.5.2 DPP-DRM安全分析

5.6 本章小结

参考文献

第6章P2P DRM中基于集群的Byzantine容错认证机制研究

6.1 研究背景

6.2 相关工作

6.3 Byzantine容错公钥认证系统模型

6.3.1 认证协议

6.3.2 Byzantine协定

6.4 基于集群的Byzantine容错协议

6.4.1 问题的提出

6.4.2 问题分析

6.4.3 算法描述

6.5 相关证明

6.6 本章小结

参考文献

第7章总结与展望

7.1 全文总结

7.2 对未来的展望

附录术语表

致 谢

攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目