数字指纹技术研究进展.pdf

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1、学术探讨∙综述数字指纹技术研究进展邓家青林沛（广州无线电集团，广东广州510656）[摘要]本文对数字指纹技术的应用及国内外的研究进展做了综述。首先简单介绍了数字指纹系统及其在版权保护上的应用。然后分别介绍了传统的数字指纹技术，以及新型的基于多用户通信技术的指纹技术。指出了当前数字指纹技术存在的不足，提出数字指纹技术今后的发展方向是以通信技术的角度作为切入点来研究对抗合谋攻击问题。[关键词]数字指纹；数字编码；扩频中图分类号：TP391.4文献标识码：A文章编号：1008-6609(2016)08-00

2、42-03互联网技术的迅猛发展，使得媒体传播方式发生了深刻的改1数字指纹技术简介变。这些新的环境和条件也对数字指纹技术提出了新的挑数字指纹技术是在近十多来来发展起来的一种用于保战。护知识产权的技术。数字指纹是指在数字产品分发中，销售2传统指纹技术商在各个授权版本中所添加的一个独特的特征序列。发现传统的数字指纹技术可以分为两大类，即所谓的独立指非授权版本后，可以通过其中的指纹识别出制作非法拷贝的纹和编码指纹。独立指纹是指采用统计上相互独立的扩频用户，也即是所谓叛逆者。一个完整的数字指纹系统如下图码作为各用

3、户独特的指纹。这一思路由一般的扩频水印技1所示。术发展而来。Cox等人最早提出了采用扩频调制的嵌入技术[1]，其编码由独立同分布的均匀分布或高斯分布信号源产生，能够在某种程度上抵御平均攻击。在文献[2]中,Wang等人研究了分别采用最大值和门限检测法的情况下，伪随机码的误码性能，并提出了一种对合谋尺寸进行估计的方法。文献[3]中，Zhao等人在诸如最大值、最小值、中值等非线性攻击下，对有界及无界的高斯编码做了数字取证分析。文献[2][3]同时也对码长与用户及叛逆者数目对系统性能的影响做了详尽分析，并在特

4、定合谋攻击模型下，推导出了功率误差函数的上下限。Li和Trappe等人在文献[4]中，提出了一种基于韦尔奇界等式和球形译码的新方法。基于扩频的指纹系统的好处在于易于实现且各用户之图1数字指纹系统间的辨识度高，能够有效抵御多种合谋攻击。文献[5]报道基由于叛逆者会结成同盟，发动合谋攻击，企图销毁其指于扩频的指纹系统在用户数为上千万时仍可有较强的抗合纹以逃脱罪责，所以数字指纹技术必须有良好的抗合谋能谋能力。但其最大的问题在于所需要的扩频码长度及数量、力，这也是数字指纹技术的研究重点。数字指纹技术最早起接收机

5、的复杂度都随用户数的增加线性增长。为了解决这源于对数据库管理中的比特流进行保护的需要。因而传统个问题，Wang等人[6]引入了基于先验的合谋模式，对用户分的数据指纹技术主要面向存储数据保护，所采取的很多技术组的思想。只对可疑组的用户进行检测，因而检测复杂度大特点也是为了适应这一应用环境及条件。但由于近十年来大降低。而且由于各组之间的独立性，减少了了无辜用户被——————————————作者简介：邓家青，男，广东五华人，研究生，工程师，研究方向：通信信号处理。-42-学术探讨∙综述误判的可能。这个思想被应

6、用到了多个基于扩频的方案中，衡不完全区组设计(BalancedIncompleteBlockDesign,BIBD)比如文献[7][8]。和正交码构成的码矩阵，这种编码方案通过外码识别出共谋第二种方法称作编码指纹，一般利用组合数学中的组合者所在的小组，然后再通过内码追踪到共谋者，相比传统的设计理论，来设计合适的指纹编码。编码指纹最早发展于上指纹码，该方案缩短了指纹码长度。李新伟等人[21-23]提出了世纪八十年代早期，最初是出于对通用数据，比如数据库中一种树形指纹编码方案，并将抗共谋攻击码与量化技术结的

7、头文件或数据等进行保护的需要。最具代表性的是Boneh合，提出了一种盲检测的量化方法，该方法将共谋攻击转化和Shaw[9]提出来的CS编码方案。这个方案能以较高的概率为数字指纹的逻辑运算。在此基础上，他们采用这种量化方在C个叛逆者找出一个。CS码最大的问题在于其码字过法分别在空域和DCT域实现了盲检测指纹算法。长。在叛逆者数量较大的情况下，基于目前的软硬件条件这3基于多用户通信技术的指纹技术显然是完全不具备可行性的方案。而且当叛逆者数量超过在数字指纹系统中，为了达到更好的性能，需要将系统的预设值时，CS

8、码便完全失去了追踪功能。随后Trappe等人编码、嵌入、攻击及检测等问题联合起来考虑。按照以上思路利用正交调制改进了这个算法，提出了所谓AND-ACC码[10]，进行的尝试包括近年来Cha和Kuo发表的一系列论文[24-28]。其编码长度较短，且在叛逆者辨识方面的性能也优于CS他们对基于MC-CDMA（多载波码分多址，Multi-carrierCode码。Yacobi在文献[11]中提出嵌入码字，用直接扩频序列进DivisionMultip