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流媒体数字版权管理研究及应用

作　者: 杨晓霞
导　师: 符云清
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 流媒体数字版权管理加密方案互操作性许可证转换
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 189次
引　用: 3次
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内容摘要

近年来,随着网络资源的日益丰富,流媒体技术的发展,与之出现用于保护流媒体资源的知识版权的技术体系——流媒体数字版权管理系统得到了迅猛发展。流媒体资源以其边下载边观看的特性受到各行各业的喜爱,然而如何在保证其高实时性的前提下保护其资源的安全性及其知识产权,则是流媒体数字版权管理系统的核心和关键。流媒体加密方案是流媒体数字版权管理系统中不可缺少的重要部分,也是保障流媒体资源安全的核心。由于现有研究DRM系统的厂商众多,并且采用不同的标准,于是产生了不同的DRM系统。用户在选择获取不同厂商的流媒体资源时,需要安装各个厂商的DRM客户端。这样导致了资源的占用大,且不具有互操作性。因此,设计一个安全且具有互操作性的流媒体数字版权管理系统具有比较重要的理论研究意义和现实的社会应用价值。本文在流媒体传输技术、流媒体加密方案和数字版权管理技术体系包括加密技术、身份认证、权限描述语言等这几方面开展了相关研究工作。针对现有流媒体加密方案的优缺点,提出了一种新的的流媒体加密方案——基于AES算法的分块分段选择加密。该方案采用设计简单的AES算法对文件加密,其基本思想是将流媒体文件分块和分段,选择其中的部分数据来进行加密,既保障了文件的安全性,也不会影响流媒体文件的实时性;流媒体文件如果采用单一的密钥进行加密,一旦密钥被截获后整个流媒体文件不再安全,为了克服该缺点,方案利用不同的密钥分别对不同的数据块加密,从而大大提高流媒体数据文件的安全性。同时,由于公钥密码体制计算复杂且安全性高,所以在DRM系统中用户身份认证、实体间信任关系的建立及会话、密钥的分配和传输等过程中采用公钥密码体制来保证关键性、核心机密数据的安全。论文从概念、分类和实现方法等方面研究了目前DRM系统的互操作性,互操作性需要解决标准化的问题,然而设计统一标准的流媒体DRM系统还有很长的路要走。本文提出了实现互操作性的基本模型,即在流媒体数字版权管理系统中引入了许可证转换机制,将不同许可证服务器产生的不同许可证格式转化为一中立的许可证格式。这样,当系统中许可证服务器更换时,DRM客户端不需要安装新的插件或者设备。最后,作者基于提出的方案实现了DRM原型系统,并在重庆大学网络教育学院的流媒体课件系统中予以试用。实践表明,论文提出的流媒体加密、密钥分配和互操作性等方案可行,既保证流媒体播放的实时性,又增强了其版权保护。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 数字版权管理的现状及发展前景  10-11
  1.3 课题研究现状  11-13
    1.3.1 流媒体加密  11-12
    1.3.2 互操作性  12-13
  1.4 本文的主要工作  13-14
  1.5 论文的组织结构  14-15
2 流媒体技术  15-27
  2.1 流媒体技术的概念及特点  15-17
    2.1.1 流媒体技术的基本概念  15
    2.1.2 流媒体技术的特点  15-16
    2.1.3 流媒体安全问题分析  16-17
  2.2 流媒体压缩技术  17-19
    2.2.1 压缩编码技术  17-18
    2.2.2 MPEG-4 数字视频压缩技术  18-19
  2.3 流媒体的传输  19-24
    2.3.1 流式传输的具体方法  19-20
    2.3.2 流式传输工作过程  20-21
    2.3.3 流媒体相关协议  21-24
  2.4 流媒体加密技术  24-26
    2.4.1 常用的加密算法  24-25
    2.4.2 流媒体加密方案  25-26
  2.5 本章小结  26-27
3 数字版权管理技术  27-37
  3.1 基本概念  27
  3.2 体系结构  27-29
  3.3 DRM 工作流程分析  29-30
  3.4 DRM 关键技术  30-36
    3.4.1 密码技术  30-32
    3.4.2 数字签名技术  32
    3.4.3 身份认证  32-33
    3.4.4 数字水印  33
    3.4.5 权限管理技术  33-36
  3.5 本章小结  36-37
4 流媒体DRM 系统的安全性和互操作性研究  37-53
  4.1 流媒体数字版权管理  37
  4.2 流媒体DRM 安全性  37-50
    4.2.1 流媒体使用流程  38-40
    4.2.2 流媒体加密方案  40-43
    4.2.3 密钥的管理和分发  43-47
    4.2.4 权限许可证管理  47-50
  4.3 DRM 系统的互操作性  50-52
    4.3.1 互操作性模块  50-51
    4.3.2 不同权限描述语言的许可证之间的转换  51-52
  4.4 本章小结  52-53
5 流媒体DRM 系统设计  53-64
  5.1 引言  53
  5.2 系统方案设计  53-54
    5.2.1 系统设计目标  53-54
    5.2.2 系统的工作模式  54
  5.3 流媒体DRM 的总体设计  54-55
  5.4 流媒体系统的设计  55-57
    5.4.1 流媒体加密打包器  55-56
    5.4.2 流媒体服务器的设计与实现  56-57
  5.5 许可证服务器(LICENSE SERVER)的设计  57-59
    5.5.1 身份认证模块的设计  58
    5.5.2 权限描述模块的设计  58-59
  5.6 DRM 客户端设计  59-61
    5.6.1 安全播放器的设计  59
    5.6.2 许可证转换的设计  59-61
  5.7 实验结果及分析  61-63
  5.8 本章小结  63-64
6 总结与展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  69
  B. 作者在攻读学位期间完成的项目目录  69

流媒体数字版权管理研究及应用

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