買方-賣方水印協(xié)議中的若干安全性問題研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展和寬帶網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用,越來越多的多媒體數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)進行分發(fā)。鑒于數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)易于復(fù)制和操作的特點,人們迫切需要對多媒體內(nèi)容的正當(dāng)使用和分發(fā)進行保護。然而在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,人們逐漸意識到嚴(yán)格防止非法用戶的侵權(quán)拷貝基本上是不可行的,所以就將主要研究方向集中在如何有效地追查非法拷貝源,數(shù)字指紋就是因此而產(chǎn)生的一種新型的數(shù)字版權(quán)保護技術(shù)。在早期數(shù)字指紋方案的設(shè)計中,人們研究的重點是如何通過對用戶信息進行編碼而獲得

2、合謀安全的指紋代碼并且實現(xiàn)相應(yīng)的跟蹤體制。這些方案都假定銷售商是可信任的,所以由他們生成帶指紋拷貝并將拷貝發(fā)送給用戶。這種思路的問題在于:因為銷售商和用戶都擁有該帶指紋的拷貝,所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)被非法分發(fā)的帶某用戶指紋的拷貝時,將無法確定誰應(yīng)該對它負(fù)責(zé)。針對這一問題,人們將不同的密碼學(xué)技術(shù)引入數(shù)字指紋來規(guī)范銷售商和用戶之間的交易行為,從而使數(shù)字指紋的研究邁上了一個新的臺階,形成了能真正實現(xiàn)版權(quán)保護目的的數(shù)字指紋協(xié)議。
　　 買方.賣方水

3、印協(xié)議是基于同態(tài)加密方案而構(gòu)造的一種數(shù)字指紋協(xié)議,因其簡單實用的特點而受到了研究者的廣泛關(guān)注,并取得了豐碩的研究成果。一般而言,除了上述所謂的用戶權(quán)利問題之外,一個安全的買方.賣方水印協(xié)議還應(yīng)該考慮諸如盜版跟蹤問題、未綁定問題、重復(fù)嵌入問題、安全驗證問題、合謀問題和匿名性問題等等安全性問題。本文全部工作就是圍繞這些安全性問題而展開,研究的目的是針對目前國內(nèi)外買方一賣方水印協(xié)議所存在的缺點和問題,結(jié)合密碼學(xué)、數(shù)字水印以及信號分析等理論和技

4、術(shù),設(shè)計出一些更加合理、安全和高效的買方一賣方水印協(xié)議。本文主要的研究成果概括如下:
　　 1.不需要重復(fù)嵌入的買方.賣方水印協(xié)議的設(shè)計與分析。我們首先介紹了買方-賣方水印協(xié)議中關(guān)于重復(fù)嵌入問題的研究狀況,然后基于
　　 著名的Lei等人的方案,提出了一個新的不需要重復(fù)嵌入的買方-賣方水印協(xié)議。在我們的新方案中,銷售商只需要在加密域中嵌入一個水印。如果后來銷售商在市場上發(fā)現(xiàn)某個盜版拷貝的話,她首先可以在加密域中用這個水印

5、作為搜索關(guān)鍵字跟蹤到該拷貝的非法分發(fā)者,然后銷售商可以用這個同樣的水印作為不可否認(rèn)的證據(jù)起訴該分發(fā)者。我們詳細(xì)分析了新方案完成的設(shè)計目標(biāo),并討論了新方案的一些與具體實現(xiàn)相關(guān)的問題。通過與原Lei等人的方案比較表明,新方案不僅保持了原方案的許多優(yōu)勢,而且對重復(fù)嵌入問題和未綁定問題提供了合理、有效的解決辦法。
　　 2.適用于概率性隱私同態(tài)的買方一賣方水印協(xié)議的設(shè)計與分析。我們深入分析了確定性隱私同態(tài)的本質(zhì)缺點,并指出了兩個著名方案

6、中存在的兩個問題以及對這兩個問題的研究現(xiàn)狀。我們隨后對這兩個方案進行了改進。通過比較表明,我們改進后的新方案不僅去掉了原方案中對確定性隱私同態(tài)的限制,而且能夠很好的解決原方案中存在的安全驗證問題。我們的新方案是目前現(xiàn)有文獻中第一個能夠同時解決上述兩個問題的買方一賣方水印協(xié)議。
　　 3.基于零知識水印檢測(ZKWD)的買方.賣方水印協(xié)議的設(shè)計與分析?；贏delsbach和Sadeghi的ZKWD協(xié)議,我們提出了目前為止第一個真

7、正可以以零知識信息泄漏方式解決安全驗證問題的買方一賣方水印協(xié)議。
　　 4.適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的買方.賣方水印協(xié)議的設(shè)計與分析。我們首先對Frattolillo的水印協(xié)議做了詳細(xì)的分析,指出了其存在的兩個嚴(yán)重問題。然后我們基于Frattolillo方案,提出了一個新的面向網(wǎng)絡(luò)和匿名的買方.賣方水印協(xié)議。通過詳細(xì)的安全性分析和討論表明,我們的新方案不僅解決了原Frattolillo方案中存在的問題,而且實現(xiàn)了原Frattolillo方