探索数字指纹及其在多媒体版权保护中的应用研究

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1、分类号：——UDC：工学博士学位论文r78102S密级：——编号：——数字指纹及其在多媒体版权保护中的应用研究博士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：朱岩杨永田教授T学博士计算机应用技术计算机科学与技术学院2005年4月2005年5月哈尔滨工程人学数字指纹及其住多媒体版权保护中的戍刖训f究__■■■■_--_II————～⋯—————II_I_iiii摘要互联网技术和数字化技术的应用与普及带动了传媒产业的快速发展，同时数字化产品易于修改、复制和传播的特点，也使得盗版越来越猖獗，版权保护问题F1趋重要。

2、数字指纹是近年来新兴的一种多媒体版权保护技术，所谓数字指纹是指一种用以区分相似事物并能够由计算机处理的特征序列，由于它具有唯一性、健壮性、隐蔽性的特点，在数字产品分发中，销售商可以通过在数字作品拷贝中添加数字指纹，使得发现非法拷贝后，能够识别出制作非法拷贝“叛逆者”，并提供法庭审判证据，从而达到版权保护的目的。数字指纹作为一门综合性的数字版权管理技术，其研究涉及到指纹隐藏、指纹编码和指纹协议等理论与技术，并将传统版权保护中的信息隐藏技术与密码学紧密联结在一起，易于构成出更为完善的数字版权管理系统。数字指纹的特点是具有版权跟踪功能，能够对数字产品的购买、分发

3、、存储、使用情况进行监督和控制；同时，数字指纹技术与电子货币、电子交易紧密相关，是保证电子商务正常、有序运行的基础。本文是针对数字多媒体安全、知识版权保护以及电子商务所存在的安全问题提出的，运用密码学、信号分析、编码理论以及计算复杂性等理论和技术，并将密码学理论和信息隐藏理论相结合，通过对数字指纹的隐藏技术、编码技术和相关协议等的研究，实现了一种有效的数字媒体版权保护方案。针对目前数字指纹方案存在的问题，本文所做工作如下：①在指纹隐藏技术中，针对指纹隐藏需较大信道容量的特点，通过对扩频CDMA水印模型参数与性能的理论分析，提出一种基于多小波的扩频CDMA水

4、印方案，同时，考虑到扩频与量化技术存在互补性，提出一种基于多小波的扩频／量化混合水印方案，理论与实验均表明，两种方案容量都有较大提高，并且具有较强鲁棒性；②在指纹编码技术中，针对目前指纹编码过长和译码效率差的缺点，根据多媒体保护特点对敌手攻击模式予以扩充，在此基础上给出了扩频指纹编码的合谋安全性质；通过改进卷积码的Viterbi译码算法实现了有效的叛逆搜索，并提出一种新的卷积指纹信息码；最后，在这两者基础上，提出一种合谋安全的扩频卷积指纹编码方案，从而降低指纹编码长度并实现有效叛逆搜索；哈尔滨I科人学博lj学位论文③在指纹防议构造中，针对目前协议计算复杂、

5、实用性差的缺点，以抗合谋扩频指纹编码、安伞浮点数据表示及加法同念密码体制为基础，提出一种购买透明的非对称指纹方案；并在此基础上，通过构造可撤回盲签名，提出了一种透明购买的匿名指纹方案，解决了具有版权跟踪功能的数字作品销售、分发、跟踪和审判问题；④在所有权证明方案中，针对目前方案无法保证用户作品安全和所有权真实性的缺点，以纠错理论和二元多项式分享为基础，提出了一种新的具有容错能力的安全多方计算算法；并在Shamir秘密共享和Proactive可验证秘密共享基础上，提出了一种基于安全多方计算的数字作品所有权认证方案，方案的错误容忍能力保证在系统生命周期内发现不

6、忠实方并保持秘密安全性和证明有效性。本文提出的隐藏、编码和协议方案是密不可分的，相互联结构成一个集销售、跟踪、管理为一体的数字多媒体版权保护方案。为了验证所提出的方案，本文从理论和实验两方面对方案性能和安全性进行分析和检验，理论与实验结果表明，本文所提的各种算法和方案是有效的，也是现实可行的。关键词：版权保护；数字指纹；合谋安全；指纹协议：所有权证明数字指纹及其在多媒体版权保护中的虑Hj研究AbstractThewidespreaduseofInternetanddigitaltechnologyfacilitatestherapiddevelopment

7、ofmediaindustry．Piracyalsohasbecomemoreandmoreasevereconcelmduetotheeasymodification，replicationandredistributionofcreativeworksindigitalform．Copyrightprotectionhasbecomesacrucialproblemtobesolved．Digitalfingerprintingisaneweffectivetechnologytoresolvemultimediacopyrightprotection

8、inrecentyears．TheSO—calleddigital