CN101046835A - 一种基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数字内容保护技术领域，特别是一种基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法。1)创建数字内容授权中心，用于创建数字内容、管理数字内容和控制数字内容的使用；2)创建许可证授权中心，用于创建许可证、验证许可证和修改许可证；3)创建***服务器，用于管理帐户和生成隐式标识。在每一个终端设备的标识分为显式与隐式两部分。显式标识，就是可以通过DRM芯片以外的其它***元素访问并且可以进行修改的标识。隐式标识则是固化在DRM芯片内部的特殊标识。本发明可广泛应用于各类数字媒体(例如JPEG、MP3、MPEG2、MPEG4、H.264等)的保护。

Description

一种基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法

技术领域

本发明涉及数字内容保护技术领域，特别是一种基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法。

背景技术

随着通信、多媒体技术的发展，互联网越来越普及了。一些电影、唱片公司或零售商家等内容提供上通过网上商店来销售电影、音乐等多媒体内容。数字媒体文件易于复制和分发，同时还不会降低质量。因此，现在数字媒体文件借助Internet这一平台通过授权和未授权的分发渠道得到广泛传播。当缺少安全措施来保护内容时，盗版问题就不可避免地出现，从而给内容提供商造成损失。数字版权管理(DRM)技术保护内容提供商的切身利益，使他们提供丰富多彩的内容，消费者会因此更方便地获得自己喜爱的内容。DRM技术将开创内容市场的商业模式。

发明内容

本发明的目的在于，顺应数字版权管理技术的要求，寻求一种基于与硬件绑定的，安全性增强的数字版权管理***结构。其特征在于，该***可以完成数字内容的创建、数字内容的管理、数字内容的使用、许可证的创建、许可证的验证、许可证的修改、内容存取功能、内容交易功能、许可管理、跟踪管理和帐户管理。

在每一个终端设备的标识分为显式与隐式两部分。显式标识，就是可以通过DRM(Digital Rights Management)芯片以外的其它***元素访问并且可以进行修改的标识，一般，显式标识则是有意义的字符串或其它符号，便于用户命名和使用。而隐式标识则是固化在DRM芯片内部的特殊标识，除了服务器端的账户管理***和该设备的DRM芯片外，任何其它***元素都不会访问到该标识，而且DRM芯片在任何时候都不会以任何方式向外部透露该标识。隐式标识是保证终端合法访问受保护内容的关键，***算法设计保证服务器和终端在不直接传递该标识的情况下进行身份的验证。本发明《基于与硬件绑定的数字版权管理》，可广泛应用于各类数字媒体(例如JPEG、MP3、MPEG2、MPEG4、H.264等)的保护。

基于与硬件绑定的数字版权管理结构，其中包括：

一数字内容授权中心，用于创建数字内容、管理数字内容和控制数字内容的使用；

一许可证授权中心，用于创建许可证、验证许可证和修改许可证；

一***服务器，用于管理帐户和生成隐式标识。

一种基于与硬件绑定的数字版权，其中数字内容授权中心的特征在于，其中包括：

一数字内容的创建，主要作用是创建容易进行交易的内容。这里隐含着在创建或重用该内容，或者对现有的内容权利进行扩展时要声明该内容的权利；

一数字内容的管理，如何管理并进行内容的交易。这包括从创建者接收一项内容存入内容库，交易***要进行内容描述及权利描述的元数据的管理；

一数字内容的使用，如何管理内容的使用，这需要软件可以根据约束对内容进行访问；

一内容存取功能是用来使用户可以从分布的数据库中访问内容及元数据，元数据可以用来描述用户、权利及内容；

一内容交易功能是用来给那些通过交易***获取权利的用户发放许可证。在很多情况下，内容需要经过多次操作才能符合许可证要求。例如在某些桌面应用环境下需要对内容进行加密或打包。

一种基于与硬件绑定的数字版权，其中许可证授权中心的特征在于，其中包括：

一许可证的创建允许将权利附于新创建的内容之上，来描述对该内容的权利拥有者及允许的操作；

一许可证的验证是用来确保内容是基于拥有相应的权利的基础上进行创建的；

一许可证的修改是用来允许根据不同的交易状况，对用户现有的权利进行修改操作的；

一许可管理保证使用环境与内容相关的权利规定的有效性。例如，如果用户只被授予浏览的权利，那么它就不能进行打印，许可证的管理包括多个终端共享一个许可授权、许可证的分割与合并和许可证的存储；

一跟踪管理是在权利需要约束的情况下，跟踪内容的使用情况。例如某个许可证规定用户只能将该内容播放十次，这时就需要跟踪管理。当每次使用都伴随着交易的产生时，这个功能也要跟交易***进行交互。

一种基于与硬件绑定的数字版权，其中***服务器的特征在于，其中包括：

一帐户管理，它包括终端用户的帐户管理和内容提供商的帐户管理；

1)每一个终端用户只有在***中注册后才可以享受各种服务。所有终端都必须注册到相应的用户帐号中才能够使用。终端用户的帐号包含了该用户的基本信息，交易历史，拥有的终端情况等。每一个用户都可以通过各种渠道(例如Email、Fax、Tel、网上注册等)注册自己的帐户。当一个用户注册成功后，服务器端便为该用户生成一个私人空间，用户通过注册时分配的用户名和密码便可登陆该空间，查看及管理自己的交易状况。

作为一个典型的应用，用户的个人空间里应提供如下功能：

a)用户个人信息的浏览，例如用户的姓名、所拥有的使用权限、注册日期、交易记录等。

b)用户终端的注册与管理。这一部分用来记录用户在服务器端注册的终端，用户可增加、删除设备。用户只能用在这里注册过的终端才可以获取许可证。

c)用户的许可证备份与管理。为了防止终端上的许可证丢失，终端每申请一个许可证，都会在服务器进行备份，一旦终端设备上的许可证发生意外，可以在这里下载备份许可。

2)内容提供商的帐户管理，每个***中的提供商都要在DRM管理服务端进行注册，服务器会给每个内容提供商分配一个帐户，这个帐户中包括了内容提供商提供给DRM***的内容注册信息。每一个内容提供商在发布内容之前，先要通过专用的加密软件对内容进行加密保护，加密软件中的加密算法都应是终端的DRM芯片所支持的。内容被加密之后，内容提供商在DRM服务端的帐户中注册该内容，一般包括内容的DOI，加密方法，加密密钥等。当一个用户下载了一项受保护内容并欲对其进行访问时，相应的终端设备会在受保护内容的头部信息中读取到它的DOI，然后根据这个DOI向服务端申请许可证。服务端会通过这个DOI找到对应的内容提供商帐户提供的信息，在跟该内容提供商确认该用户已付过相应款项的前提下，将这些信息打包成许可证并利用终端的隐式标识进行加密，最后传送给终端。

一隐式标识的生成，它是为了保证隐式标识的全局唯一性和安全性，DRM服务器要有专门的隐式标识生成器以供使用。或者由生产厂商自己生成隐式标识并固化到芯片中，然后通过合法的手段告诉服务器端。这里只列举由专门的隐式标识生成器来生成隐式标识的过程。生产厂商在生产芯片的时候要与该生成器保持连接，对于每一块芯片，先由厂商所用的专用软件生成该芯片的显式标识，然后软件将该显式标识传送给隐式标识生成器，生成器会为其生成一个相应的隐式标识，并以安全方式再传回给厂商端，最后该隐式标识被写入芯片。在DRM***中。每一个芯片生产厂商都有自己的唯一标号，它生产的芯片的显式标识即是由该标号，加上生产日期，流水号等构成的。为了保证芯片的隐式标识的安全性，在隐式标识被生成后，必须以保密的形式传送回生产厂商。可以利用PKI，给每一个生产厂商分配一个数字证书，证书的格式可以采用X.509标准，在证书中包含了一个公钥。当隐式标识被传送之前，DRM服务端先根据显式标识找出该厂商证书中公钥对应的私钥，利用该私钥对隐式标识进行加密，然后传送给厂商终端。为了安全性，数字证书不应该以网络的形式进行传播，应该以面对面的方式进行交付，并且每隔一段时间就应进行更新。由于生产厂商并不会太多，并且生产芯片的量会足够大，因此这种面对面交付的方式是可行的。加密后的隐式标识可以在HTTP协议上传送，也可采用HTTPS协议进行传送。生产厂商所用的软件应该由DRM管理中心提供，它的基本功能是为芯片生成显式标识，与服务器端通信获取隐式标识，能够解析数字证书从中提取解密密钥，对加密的隐式标识进行解密。隐式标识的生成、传送和固化到芯片里的流程如图1与2所示。显式标识与隐式标识的关系如表1所示，是一一对应的。或者是显式标识加上用户帐号与隐式标识是一一对应的，或者是显式标识加上其它信息与隐式标识是一一对应的等等。但是，生成的隐式标识绝对是独一无二的。

3)终端的注册和注销，终端的注册是用户的帐户管理中的功能。与用户的注册一样，终端的注册也可以采用多种方式进行(例如Email、Fax、Tel、网上注册等)。其中网上注册终端时，典型的操作过程如下：

a)用户将终端连接到网络，并启动自注册功能。

b)终端提示用户输入并确认自己的帐户ID。

c)终端连接服务器，将帐户ID、密码和自身的显式ID发送给服务器。

d)服务器将该终端注册到相应的帐户中去。

这种自注册的好处就是不需要用户记录设备的显示ID，操作简单。或者用户自己记录设备的显示ID，将帐号ID、密码和自身的显式ID发送给服务器。

终端一旦被注册，它的所有行为都将跟该终端所属的帐户相关联。每次终端申请许可证，服务器先要在其所属的帐户中检索用户购买的受保护内容的访问权限，然后根据用户所购买的权限生成对应的许可证。因此，一台没有注册过的终端是不能申请到许可证的。

由于存在着终端在帐户之间转移的可能性，因此用户应该可以将终端从其帐户中注销。注销的过程与注册的过程是类似的，不再重复。

一种基于与硬件绑定的数字版权，其中许可证授权中心的特征在于，其特征是：许可证的格式与定义由以下5部分组成。

1)基本信息，这一部分描述了该许可证对应的受保护内容的DOI，申请该许可的用户信息，许可证的生成日期，申请该许可证的终端设备的基本信息等。

2)权利描述，这一部分描述了用户所购买的访问受保护内容的权利。如播放次数，许可证的生效日期，许可证的失效日期等等。

3)解密信息，这一部分描述了对应该许可证的受保护内容加密时所使用的加密方法和加密密钥。

4)共享信息，这一部分描述了该许可证可以在那些设备之间共享使用。对于每一台授权使用该许可的设备，对应的共享信息中都包括了一个特征码，还有一个服务端根据此特征码及相应设备的隐式标识生成的密钥。传送方可以根据此信息许可证加密后传送给对应的接受方。这一部分是可选的。

5)残差信息，这一部分包含了受保护内容中的残差信息，对于那些使用了残差加密算法的内容，只有结合这一部分所提供的信息才能进行完整的访问。这一部分是可选的。

一种基于与硬件绑定的数字版权，其中许可证授权中心的特征在于，其特征是：许可证的生成与备份。

1)用户需要使用自己的用户名和密码登陆用户，选择自己想要下载的电影或其他媒体，将该文件下载完毕。接着用户需要根据DRM管理网页的提示定义自己想要购买的权利，如在哪些设备上播放，看多少天，播放多少次等。

2)收费***会针对用户的选择生成一个包含前面所述内容的许可证，并根据该终端的隐式标识对许可证加密，传送给用户终端。最后，用户便可以利用许可证对数字内容进行访问了。

3)终端的许可证遭到损坏或丢失时，服务器将会对这个生成的许可证加以备份，一旦终端上的许可库受损，用户可以登陆服务器索回相应的许可。在这一过程中，有一种特殊情况，就是如果先前许可证规定了该终端的播放次数，如果许可证丢失，服务器端将无法判断此终端已经播放过几次。再这种情况下，可以根据内容提供商定义的业务规则，判断是否接受用户重新索取该许可证的请求。为了简单起见，在最初定义的***中，不允许在多个设备共享的许可证中定义播放的次数。

附表说明

表1是显式标识和隐式标识的对应关系表。

表格的说明

如表1所示，终端的显式标识ID和隐式标识ID是一一对应的。一个设备将具备一个全球独一无二的隐式标识。其中，显示标识ID是可以通过DRM芯片以外的其它***元素访问并且可以进行修改的标识。一般，显式标识可以是有意义的字符串或其它符号，便于用户命名和使用，或者由厂商自由定义。而隐式标识则是固化在DRM芯片内部的特殊标识，除了服务器端的账户管理***和该设备的DRM芯片外，任何其它***元素都不会访问到该标识，而且DRM芯片在任何时候都不会以任何方式向外部透露该标识。

        表1显式标识ID与隐式标识ID的关系表

附图说明

图1是传递隐式标识的流程图；

图2是把隐式标识固化到芯片里的流程图；

图3是终端注册的流程图；

图4是获取加密许可证的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的数据流程作进一步的描述。

图1是隐式标识产生和传送的流程图，对于每一块芯片，先由厂商所用的专用软件生成该芯片的显式标识，然后软件将该显式标识传送给隐式标识生成器，生成器会为其生成一个相应的隐式标识，用私钥对隐式标识进行加密，加密后的隐式标识可以在HTTP协议上传送，也可采用HTTPS协议进行传送给厂商端。

图2是固化隐式标识到芯片里的流程图，厂商用图1所用的私钥对应的公钥将加密过的隐式标识进行解密，然后将隐式标识固化到芯片中。

图3是使用本发明所述方法的终端注册的流程图，终端向服务器发出注册帐号的请求，服务器收到此请求后回复终端并提示终端输入用户帐号ID、密码和显式标识等信息。终端将这些信息发送给服务器，服务器将该终端注册到相应的帐户中去，并向终端发送出注册成功的信息。

图4是获取加密许可证的流程图，终端向服务器发送出申请许可证的请求，服务器收到此请求后回复终端并提示终端输入该设备的显式标识。终端将显式标识发送给服务器，服务器找到该显式标识对应的隐式标识，用该隐式标识和特征码对许可证书加密。最后，服务器将特征码和加密后的许可证书发送给终端。

许可证的管理包括多个终端共享一个许可授权、许可证的分割与合并和许可证的存储。

Claims (7)

1.一种基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，包括以下步骤：

1)创建数字内容授权中心，用于创建数字内容、管理数字内容和控制数字内容的使用；

2)创建许可证授权中心，用于创建许可证、验证许可证和修改许可证；

3)创建***服务器，用于管理帐户和生成隐式标识。

2.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其中1)创建数字内容授权中心，包括：

一数字内容的创建，主要作用是创建容易进行交易的内容，这里隐含着在创建或重用该内容，或者对现有的内容权利进行扩展时要声明该内容的权利；

一数字内容的管理，如何管理并进行内容的交易，这包括从创建者接收一项内容存入内容库，交易***要进行内容描述及权利描述的元数据的管理；

一数字内容的使用，如何管理内容的使用，这需要软件根据约束对内容进行访问；

一内容存取功能是用来使用户可以从分布的数据库中访问内容及元数据，元数据可以用来描述用户、权利及内容；

一内容交易功能是用来给那些通过交易***获取权利的用户发放许可证，在很多情况下，内容需要经过多次操作才能符合许可证要求，在某些桌面应用环境下需要对内容进行加密或打包。

3.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其中2)创建许可证授权中心，包括：

一许可证的创建允许将权利附于新创建的内容之上，来描述对该内容的权利拥有者及允许的操作；

一许可证的验证是用来确保内容是基于拥有相应的权利的基础上进行创建的；

一许可证的修改是用来允许根据不同的交易状况，对用户现有的权利进行修改操作的；

一许可证的管理保证使用环境与内容相关的权利规定的有效性，如果用户只被授予浏览的权利，那么它就不能进行打印，许可证的管理包括多个终端共享一个许可授权、许可证的分割与合并和许可证的存储；

一跟踪管理是在权利需要约束的情况下，跟踪内容的使用情况，当每次使用都伴随着交易的产生时，这个功能也要跟交易***进行交互。

4.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其特征是：3)创建***服务器，整个DRM的***服务器是由一组相关的服务组成，其中包括：

一帐户管理，它包括终端用户的帐户管理和内容提供商的帐户管理

1)每一个终端用户只有在***中注册后才可以享受各种服务，

所有终端都必须注册到相应的用户帐号中才能够使用，终端用户的帐号包含了该用户的基本信息，交易历史，拥有的终端情况，每一个用户都可以通过各种渠道注册自己的帐户，当一个用户注册成功后，服务器端便为该用户生成一个私人空间，用户通过注册时分配的用户名和密码便可登陆该空间，查看及管理自己的交易状况，

2)内容提供商的帐户管理，每个***中的提供商都要在DRM管理服务器进行注册，服务器会给每个内容提供商分配一个帐户，这个帐户中包括了内容提供商提供给DRM***的内容注册信息，每一个内容提供商在发布内容之前，先要通过专用的加密软件对内容进行加密保护，加密软件中的加密算法都应是终端的DRM芯片所支持的，内容被加密之后，内容提供商在DRM服务端的帐户中注册该内容，一般包括内容的DOI数字对象标识、加密方法和加密密钥，当一个用户下载了一项受保护内容并欲对其进行访问时，相应的终端设备会在受保护内容的头部信息中读取到它的DOI，然后根据这个DOI向服务端申请许可证，服务端会通过这个DOI找到对应的内容提供商帐户提供的信息，在跟该内容提供商确认该用户已付过相应款项的前提下，将这些信息打包成许可证并利用终端的隐式标识进行加密，最后传送给终端，

一隐式标识的生成，它是为了保证隐式标识的全局唯一性和安全性，DRM服务器要有专门的隐式标识生成器以供使用，生产厂商在生产芯片的时候要与该生成器保持连接，对于每一块芯片，先由厂商所用的专用软件生成该芯片的显式标识，然后软件将该显式标识传送给隐式标识生成器，生成器会为其生成一个相应的隐式标识，并以安全方式再传回给厂商端，最后该隐式标识被写入芯片，另外，厂商也可以通过其它合法的方法生成隐式标识并写入芯片里，然后安全的告诉服务器端，

3)终端的注册和注销，终端的注册是用户的帐户管理中的功能，与用户的注册一样，终端的注册也可以采用多种方式进行，其中网上注册终端时，典型的操作过程如下：

a)用户将终端连接到网络，并启动自注册功能；

b)终端提示用户输入并确认自己的帐号ID；

c)终端连接服务器，将帐号ID、密码和自身的显式ID发送给服务器；

d)服务器将该终端注册到相应的帐户中去；

这种自注册的好处就是不需要用户记录设备的显示ID，操作简单，或者用户自己记录设备的显示ID，将帐号ID、密码和自身的显式ID发送给服务器，

终端一旦被注册，它的所有行为都将跟该终端所属的帐户相关联，每次终端申请许可证，服务器先要在其所属的帐户中检索用户购买的受保护内容的访问权限，然后根据用户所购买的权限生成对应的许可证。因此，一台没有注册过的终端是不能申请到许可证的，

由于存在着终端在帐户之间转移的可能性，因此用户应该可以将终端从其帐户中注销。

5.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其特征是：许可证的格式与定义由以下5部分组成，

1)基本信息，这一部分描述了该许可证对应的受保护内容的DOI，申请该许可的用户信息，许可证的生成日期，申请该许可证的终端设备的基本信息；

2)权利描述，这一部分描述了用户所购买的访问受保护内容的权利；

3)解密信息，这一部分描述了对应该许可证的受保护内容加密时所使用的加密方法和加密密钥；

4)共享信息，这一部分描述了该许可证可以在哪些设备之间共享

使用，对于每一台授权使用该许可的设备，对应的共享信息中都包括了一个特征码，还有一个服务器端根据此特征码及相应设备的隐式标识生成的密钥，传送方可以根据此信息对许可证加密后传送给对应的接受方；

5)残差信息，这一部分包含了受保护内容中的残差信息，对于那

些使用了残差加密算法的内容，只有结合这一部分所提供的信息才能进行完整的访问。

6.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其特征是：许可证的生成与备份，

1)用户需要使用自己的帐号ID和密码登陆用户，选择自己想要

下载的电影或其他媒体，将该文件下载完毕，接着用户需要根据DRM管理网页的提示定义自己想要购买的权利，如在哪些设备上播放，看多少天，播放多少次；

2)收费***会针对用户的选择生成一个包含前面所述内容的许可证，并根据该终端的隐式标识对许可证加密，传送给用户终端，最后，用户便可以利用许可证对数字内容进行访问；

3)终端的许可证遭到损坏或丢失时，服务器将会对这个生成的许

可证加以备份，一旦终端上的许可证受损，用户可以登陆服务器索回相应的许可，在这一过程中，有一种特殊情况，就是如果先前许可证规定了该终端的播放次数，如果许可证丢失，服务器端将无法判断此终端已经播放过几次，在这种情况下，可以根据内容提供商定义的业务规则，判断是否接受用户重新索取该许可证的请求，为了简单起见，在最初定义的***中，不允许在多个设备共享的许可证中定义播放的次数。

7.根据权利要求1所述的基于与硬件设备绑定的数字内容保护方法，其特征是：许可证的管理包括多个终端共享一个许可授权、许可证的分割与合并和许可证的存储。

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