KR100635128B1 - 아이에스오 베이스 미디어 파일 형식의 암호화된 동영상파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원방법 - Google Patents

아이에스오 베이스 미디어 파일 형식의 암호화된 동영상파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원 방법에 관한 것으로서, 동영상 콘텐츠를 제공하는 서버측에서는 암호화 및 복호화 기술을 적용하여 ISO Base Media File 형식의 동영상 콘텐츠를 암호화하여 서비스할 수 있고, 동영상 콘텐츠를 재생하는 클라이언트측에서는 동영상 재생시에 암호화된 동영상을 실시간으로 복호화할 수 있으며, 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스 환경에서 불법 복제로부터 콘텐츠를 보호할 수 있는 효과가 있다.
ISO Base Media File, MP4, ISMA, DRM, 스트리밍, 동영상 파일, 불법 복제

Description

아이에스오 베이스 미디어 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원 방법{APPARATUS FOR GENERATING ENCRYPTED MOTION-PICTURE FILE WITH ISO BASE MEDIA FORMAT AND APPARATUS FOR RECONSTRUCTING ENCRYPTED MOTION-PICTURE, AND METHOD FOR RECONSTRUCTING THE SAME}
도 1은 본 발명에서 이용되는 ISO Base Media FIle의 구조를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명이 적용되는 동영상 파일 보호 시스템의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 파일 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 장치의 구성을 도시한 블록도이고,
도 5는 암호화된 동영상 파일이 스트리밍 서비스에 사용될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 방법의 흐름을 도시한 순서도이고,
도 6은 암호화된 동영상 파일이 다운로드 서비스에 사용될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 메타데이터 생성부 12 : ISO Base Media 파일 해석부
13 : 샘플 암호화부 14 : 힌트 정보 생성부
15 : ISO Base Media 파일 구성부
본 발명은 아이에스오 베이스 미디어(ISO Base Media : 이하, "ISO Base Media"라 함) 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, MPEG-4(Motion Picture Experts Group-4) 시스템에 의해 규정된 표준 파일 형식인 ISO Base Media File 형식의 동영상을 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스에 사용하는 환경에서, 동영상의 불법 저장 및 복제를 통한 콘텐츠의 불법적인 사용 및 유통을 방지할 수 있는 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원 방법에 관한 것이다.
ISO Base Media File의 형식은 MPEG-4 시스템에 의해 규정된 표준 파일 포맷으로서, MPEG 표준 문서인 ISO/IEC 14496-12: ISO Base Media File Format에 기술되어 있다. ISO Base Media File의 형식은 3GPP(third Generation Partnership Project), ISMA(Internet Streaming Media Alliance) 등의 국제 표준 단체에서 채택되어 이용되고 있다.
디지털 정보는 제작과 유통이 용이하기 때문에, 디지털화된 동영상의 제작이 증가하고 있다. 그러나, 디지털 콘텐츠는 복제, 변형, 배포 등이 용이할 뿐만 아니라, 보안의 관점에서 안전하지 않은 인터넷을 통해 유통되고 있어서, 보안과 저작권 보호가 중요한 쟁점으로 대두되고 있다.
이러한 문제점은 특히 사용자의 PC에 저장되어 있다가 필요에 따라 재생되는 동영상에서 주로 발생하였다. 종래에는, 사용자의 PC에 저장된 동영상 파일을 불법 복제로부터 보호하기 위하여, 동영상 파일 전체를 암호화한 후, 암호화된 콘텐츠를 사용자의 로컬 시스템에 다운로드 하며, 적법한 사용자에게만 암호화된 동영상 파일을 복호화할 수 있는 정보를 제공하는 방법이 사용되고 있다.
한편, 로컬 시스템에 콘텐츠가 저장되지 않도록 하기 위하여, 실시간으로 데이터를 로컬 시스템에 전송하고, 그 로컬 시스템에서 콘텐츠의 재생이 이루어지도록 하는 스트리밍 기술이 알려져 있다. 일반적으로, 대용량 동영상 콘텐츠의 경우, 주문형 비디오와 같은 방식으로 스트리밍을 통하여 콘텐츠를 제공하는 서비스가 실현되고 있다.
통상, 사용자의 PC에 저장되도록 하여 재생이 수행되는 동영상에 비해, 스트리밍 서비스를 통해 재생되는 동영상은, 사용자의 PC에 저장되지 않는다는 점 때문에, 불법 복제의 문제를 해결함에 있어서 유리하다. 그러나, 최근에는 스트리밍을 통해 서비스되는 동영상을 저장할 수 있는 캡처 프로그램이 등장하면서, 스트리밍 을 통해 서비스되는 동영상에 대한 저작권 보호 방안도 필요하게 되었다.
종래에는, 스트리밍 서비스되는 동영상을 불법 복제로부터 보호하기 위하여, 아이디(ID) 및 패스워드(Password)를 이용한 사용자 인증 방식의 보안 대책이 주로 사용되고 있다. 또한, 콘텐츠를 암호화하여 콘텐츠를 불법 복제로부터 보호하는 방법도 알려져 있으나, 이 방법은 특정 스트리밍 포맷에 특화된 방법으로서, 범용으로 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있다.
최근, 교육용 콘텐츠의 경우, 사용자가 콘텐츠를 반복적으로 시청하는 경향이 있으며, 사용자가 콘텐츠를 재생할 때마다 콘텐츠 제공 사이트에 온라인으로 연결하는 것이 아니라, 사용자가 자신의 시스템에 콘텐츠를 다운로드 하여 필요에 따라 콘텐츠를 재생하고자 하는 요구가 있다.
스트리밍 콘텐츠를 지원하는 대부분의 DRM(Digital Rights Management) 시스템은, Microsoft의 Windows Media Rights Manager SDK(Software Development Kit), Windows Media Format SDK를 이용하여, Microsoft의 스트리밍 서버인 윈도우즈 미디어 서버와 미디어 포맷인 WMV, WMA, ASF 등의 포맷만을 지원하고 있으며, 일반적인 MPEG-4 스트리밍 표준 스펙을 따르는 스트리밍 시스템을 지원할 수 없다고 하는 문제점이 있다.
따라서, ISO Base Media File 형식의 MPEG-4 표준 스트리밍을 지원하고, 스트리밍 방식 뿐만 아니라 다운로드 서비스에도 적용할 수 있는 콘텐츠 보호 방법이 요구되고 있다.
한편, 선행 특허로서, "디지털 콘텐츠의 정보보호 방법 및 시스템"(특허출원 제2002-1916호, 출원일 : 2002년 1월12일)이 출원되어 있다. 상기 선행 특허는 모든 콘텐츠에 대해 동일한 암호화 방식을 적용하고, Microsoft의 윈도우 미디어 스트리밍 시스템을 지원한다는 특징이 있으나, MPEG-4 시스템의 표준인 ISO Base Media File 형식의 동영상 파일의 스트리밍 및 다운로드 서비스에 대한 지원은 고려하고 있지 않다.
또 다른 선행 특허로서, "스트림 방식으로 실행되는 디지털 데이터의 보호를 위한 시스템 및 그 방법"(특허출원 제2001-50151호, 출원일 : 2001년 8월21일)이 출원되어 있다. 상기 선행 특허는 클라이언트에서 스트림 방식으로 제공되는 콘텐츠를 파일 시스템 레벨에서 안전하게 복호화하는 방법을 제공하고 있으나, MPEG-4 시스템의 표준인 ISO Base Media File 형식의 동영상 파일의 스트리밍 및 다운로드 서비스에 대한 지원은 고려하고 있지 않다.
또 다른 선행 특허로서, "동영상 디지털 콘텐츠 불법복제 방지 방법 및 시스템"(특허출원 제2003-55796호, 출원일 : 2003년 8월12일)이 출원되어 있다. 상기 선행 특허는 모든 멀티미디어 콘텐츠에 대해 동일한 암호화 방식을 적용하고, 기록 매체에 저장하여 배포하는 것에 특징이 있으나, MPEG-4 시스템의 표준인 ISO Base Media File 형식의 동영상 파일의 스트리밍 및 다운로드 서비스에 대한 지원은 고려하고 있지 않다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 기술적 과제를 해결하기 위해 이루어진 것 으로서, 동영상이 적법한 권한 없이 불법으로 복제되고 유통되는 것을 보호하기 위하여, 동영상 콘텐츠를 제공하는 서버 측에서는 암호화 및 복호화 기술을 적용하여 ISO Base Media File 형식의 동영상 콘텐츠를 암호화(암호화된 동영상 생성)하여 서비스할 수 있고, 동영상 콘텐츠를 재생하는 클라이언트 측에서는 동영상 재생시에 암호화된 동영상을 실시간으로 복호화(암호화된 동영상 복원)할 수 있으며, 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스 환경에서 모두 사용될 수 있는, ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치와, 그 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치는,
ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상 파일을 입력받고, ISO Base Media 파일 구조에서 미디어 스트림에 대한 정보를 기술한 박스 정보를 해석하여 비디오와 오디오 샘플의 위치와 힌트 트랙의 힌트 샘플의 위치를 추출하는 ISO Base Media 파일 해석부;
상기 ISO Base Media 파일 해석부(12)에서 추출된 비디오/오디오 샘플 위치정보로부터 비디오와 오디오의 프레임 헤더를 확인하고, 암호화 옵션에 따라 암호화를 수행하는 샘플 암호화부;
상기 힌트 샘플에서 스트리밍 패킷 유료부하 크기를 블록 암호화 방법에서 이용하는 블록 크기의 배수로 변경하며, 힌트 트랙이 없는 경우에 이를 새로 생성하는 힌트 정보 생성부;
암호화된 동영상 파일을 스트리밍 하거나 다운로드 하기 위하여 필요한 메타데이터를 입력받아서, ISO Base Media 파일 형식에 맞게 구조화된 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및
상기 샘플 암호화부로부터 암호화된 비디오/오디오 샘플을 받아들이고, 상기 힌트 정보 생성부로부터 수정 또는 새로 생성된 힌트 트랙 정보를 받아들이고, 상기 메타데이터 생성부로부터 구조화된 메타데이터 정보를 받아들여, ISO Base Media 파일 형식에 맞게 암호화된 동영상 파일을 구성하는 ISO Base Media 파일 구성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 복원 장치는,
콘텐츠 서비스 정보를 수신하여 스트리밍 또는 다운로드 서비스를 요청하고, 복호화에 필요한 암호화 정보와 권리 정보를 포함하고 있는 라이센스 발급 서버에 라이센스 발급 요청 정보를 생성하는 콘텐츠 서비스 정보 처리부;
상기 라이센스 발급 요청 정보에 따라 라이센스 발급 서버에 해당 콘텐츠에 대한 라이센스를 요청하고, 이에 대응하여 라이센스 발급 서버로부터 전달된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 라이센스 처리부;
스트리밍 서비스되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷이나 다운로드된 ISO Base Media 파일을 읽어서 비디오와 오디오 샘플을 구성하는 비디오/오디오 샘플 구성부;
상기 비디오/오디오 샘플 구성부에서 구성된 비디오와 오디오 샘플을 상기 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 이용하여 복호화하는 샘플 복호화부; 및
다운로드된 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출하여 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하고, 이 정보가 저장되어 있지 않으면, 상기 추출된 메타데이터로부터 라이센스 발급 요청에 필요한 정보를 상기 라이센스 처리부에 전달하고, 상기 정보가 저장되어 있으면, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 암호화된 동영상 파일 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일이 스트리밍 서비스될 경우의 암호화된 동영상 복원 방법은,
(a) 동영상 콘텐츠를 스트리밍 서비스 받거나 다운로드 받기 위해 필요한 콘텐츠 서비스 정보를 수신하는 단계;
(b) 상기 수신된 콘텐츠 서비스 정보를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있으면, 이들 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 단계;
(d) 상기 단계 (b)에서 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있지 않으면, 콘텐츠 서비스 정보의 라이센스 발급 요청 정보를 이용하여 라이센스 발급 서버에 라이센스를 요청하여 이를 수신하고, 상기 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장하는 단계;
(e) 상기 단계 (a)에서 수신한 콘텐츠 서비스 정보 중 스트리밍 요청 정보를 이용하여 해당 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스를 요청하여 콘텐츠를 수신하는 단계; 및
(f) 상기 단계 (e)에서 수신되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷을 비디오와 오디오 샘플로 구성하고, 이와 같이 구성된 비디오/오디오 샘플을 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일이 다운로드 서비스될 경우의 암호화된 동영상 복원 방법은,
(a) 다운로드된 동영상 파일을 읽어 들여서, 상기 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출하는 단계;
(b) 상기 추출된 메타데이터를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있으면, 상기 암호화 정보와 권리 정보를 추출하는 단계;
(d) 상기 단계 (b)에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있지 않으면, 콘텐츠 서비스 정보를 이용하여 라이센스 발급을 요청하여 이를 수신하고, 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장하는 단계; 및
(e) 암호화된 동영상 파일에서 비디오와 오디오 샘플을 구성하고, 상기 구성된 샘플을 상기 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점들은 아래의 설명을 통해 이해할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 이점들은 아래의 특허청구범위에 기재된 기술적 수단 또는 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에서 이용되는 ISO Base Media FIle의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, ISO Base Media 파일은 'box(박스)'라고 부르는 객체들로 구성되어 있고, 모든 데이터는 'box'에 기술된다. box 객체는 type 정보와 size 정보를 가지고 있으며, 원하는 정보가 포함된 box의 위치를 type 정보와 size 정보를 이용하여 쉽게 탐색할 수 있도록 한다.
ISO Base Media 파일은 미디어 스트림에 대한 기술(description) 정보를 포함하고 있는 'moov' type의 box와, 실제 미디어 데이터를 포함하고 있는 'mdat' type의 box를 하나씩 가지고 있다. 'moov' type의 box는 비디오와 오디오에 대한 기술 정보를 포함하고 있는 video description track 및 audio description track을 가지고 있고, 'mdat' box는 실제 video와 audio 스트림을 포함하고 있는 video sample track 및 audio sample track을 가지고 있다. 'moov' type의 box에 포함된 hint track은 ISO Base Media 파일이 스트리밍 프로토콜을 통해 스트리밍될 경 우에 비디오와 오디오 샘플을 패킷타이징(packetizing)하기 위한 정보를 가지고 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치가 적용되는 동영상 파일 보호 시스템에 대해 설명한다. 도 2는 ISO Base Media 파일 형식의 동영상 파일을 불법 복제 및 사용으로부터 보호하면서 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스를 제공하는 동영상 파일 보호 시스템의 전체 구성을 도시한 것이다.
기존의 콘텐츠 스트리밍 서비스를 제공하는 시스템은 스트리밍 서버, 콘텐츠 서비스 서버, 그리고 사용자 단말의 스트리밍 클라이언트 및 디코더로 구성될 수 있다. 기존의 콘텐츠 다운로드 서비스를 제공하는 시스템도 이와 유사하게 구성될 수 있다.
이러한 기존의 스트리밍 서비스 및 다운로드 서비스를 위한 시스템에 동영상 콘텐츠의 보호 방법을 적용하기 위해서는, 본 발명의 암호화된 동영상 파일 생성 장치를 이용하여 ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상 파일을 미리 암호화하여 암호화된 동영상 파일을 스트리밍 서버에 등록하고, 암호화된 동영상 파일을 스트리밍 또는 다운로드 하는 구성이 요구된다. 암호화된 동영상 파일도 ISO Base Media File 형식을 따르므로, 스트리밍 서버에서는, 암호화되지 않은 파일과 동일하게 스트리밍이 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 암호화된 동영상 복원 장치가 적용되는 동영상 파일 보호 시스템은, 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10), 라이센스 발급 서버(20), 콘텐츠 서비스 서버(30), 스트리밍 서버(40), 암호화된 동영상 복원 장치(50), 동영상 재생기(60)로 구성된다.
암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)는 원본 동영상 파일과 메타데이터를 받아들여, ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상을 미리 암호화하고 메타데이터를 삽입하여 암호화된 동영상 파일을 생성하며, 이와 같이 생성된 암호화된 동영상 파일과 메타데이터를 해당 서버, 즉, 스트리밍 서버(40)에 전송하여 스트리밍 서버(40)에 등록되도록 한다. 또한, 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)는 암호화 정보(원본 동영상을 암호화할 때 사용한 암호화 키, 암호화 옵션)와 콘텐츠 정보(해당 콘텐츠의 콘텐츠 ID, 권한 정보)를 라이센스 발급 서버(20)에 전송하고, 콘텐츠 서비스 정보(스트리밍 또는 다운로드 서비스 주소, 콘텐츠 ID, 라이센스 발급 주소, 콘텐츠 관련 정보)를 콘텐츠 서비스 서버(30)에 제공한다.
스트리밍 서버(40)는 사용자의 요청에 따라 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일을 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스를 통해 사용자에게 제공한다.
라이센스 발급 서버(20)는 상기 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)로부터 전송된 암호화 정보와 콘텐츠 정보를 관리하며, 이 암호화 정보는 사용자가 암호화된 동영상을 복호화하여 시청하는데 필요한 암호화 키 및 암호화 옵션 정보이다. 정당한 사용자로부터의 라이센스 발급 요청시, 라이센스 발급 서버(20)는 암호화된 동영상을 복호화하기 위해 필요한 암호화 정보와 권리 정보를 포함하고 있는 라이센스를 생성하여 해당 사용자에게 발급한다.
콘텐츠 서비스 서버(30)는 상기 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)로부터 콘텐츠 서비스 정보를 수신하여, 사용자에게 미리보기 등의 콘텐츠 정보를 제공하고, 사용자가 이 콘텐츠를 요청할 경우, 이 콘텐츠를 스트리밍 또는 다운로드를 통해 수신하기 위해 필요한 정보를 제공한다.
암호화된 동영상 복원 장치(50)는 상기 라이센스 발급 서버(20)로부터 발급받은 라이센스에 포함된 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 상기 스트리밍 서버(40)로부터 전송된 암호화된 동영상을 복호화하고, 복호화된 동영상 스트리밍을 동영상 재생기(60)에 전송한다. 동영상 재생기(60)는 복호화된 동영상 스트리밍을 재생하여 사용자가 콘텐츠를 시청할 수 있도록 한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 상기 도 2에 도시된 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)에 대해 더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)의 구성을 도시한 블록도이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)는, 메타데이터 생성부(11), ISO Base Media 파일 해석부(12), 샘플 암호화부(13), 힌트 정보 생성부(14), ISO Base Media 파일 구성부(15)로 이루어진다.
기본적으로, 상기 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)는 원본 동영상 파일과 메타데이터를 받아들여 암호화된 동영상 파일과 구조화된 메타데이터를 생성한다.
ISO Base Media 파일 해석부(12)에 입력되는 원본 동영상 파일은 ISO Base Media 파일 형식을 가진다. ISO Base Media 파일 해석부(12)는 ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상 파일을 입력받고, ISO Base Media 파일 구조에서 미디어 스트림에 대한 정보를 기술한 'moov' 타입의 box 정보를 해석하여 비디오와 오디오 샘플(프레임)의 위치(offset)와 비디오/오디오 힌트 트랙(hint track)의 힌트 샘플의 위치(offset)를 추출한다. ISO Base Media 파일 해석부(12)는 추출된 비디오/오디오 샘플 위치정보를 샘플 암호화부(13)에 전송하고, 힌트 샘플 위치정보를 힌트 정보 생성부(14)에 전송한다.
샘플 암호화부(13)는 상기 ISO Base Media 파일 해석부(12)로부터 전송된 비디오/오디오 샘플 위치정보로부터 비디오와 오디오의 프레임 헤더를 확인하고, 비디오와 오디오 샘플에서 비디오와 오디오 프레임 헤더를 제외한 비디오/오디오 데이터에만 암호화 옵션(option)에 따라 암호화를 수행하여 암호화된 비디오/오디오 샘플을 생성한다.
힌트 정보 생성부(14)는 ISO Base Media 파일 해석부(12)로부터 전송된 비디오/오디오 힌트 트랙의 힌트 샘플(동영상 파일을 스트리밍을 통해 전송할 경우에 패킷타이징 되는 패킷의 유료부하 크기 정보를 가지고 있음) 위치정보를 이용하여 힌트 샘플에서 스트리밍 패킷 유효부하 크기를 비디오/오디오 샘플을 암호화할 경우에 이용하는 블록 암호화 방법의 블록 크기의 배수이면서 MTU(Maximum Transport Unit) 크기보다는 작도록 변경하며, 힌트 트랙이 없는 경우에는 이를 새로 생성한다.
메타데이터 생성부(11)는 암호화된 동영상 파일을 스트리밍 서비스 하거나 다운로드 서비스하기 위하여 필요한 메타데이터를 입력받아서, ISO Base Media 파일 형식에 맞게 구조화된 메타데이터를 생성한다. 여기서, 메타데이터는 콘텐츠 제목, 장르, 줄거리, 제작년도, 콘텐츠 ID, 라이센스 발급 서버 주소, 스트리밍 서비스 주소 등에 관한 정보이다.
ISO Base Media 파일 구성부(15)는 샘플 암호화부(13)로부터 암호화된 비디오/오디오 샘플을 받아들이고, 힌트 정보 생성부(14)로부터 수정 또는 새로 생성된 힌트 트랙 정보를 받아들이고, 메타데이터 생성부(11)로부터 구조화된 메타데이터 정보를 받아들여, 원본 동영상 파일에서 원본 비디오/오디오 샘플을 암호화된 비디오/오디오 샘플로 대체하고, 힌트 트랙 역시 수정된 힌트 트랙으로 대체하거나 힌트 트랙이 없을 경우에는 힌트 트랙을 추가하고, 메타데이터는 ISO Base Media 파일의 사용자 정의 영역에 삽입하여 ISO Base Media 파일 형식에 맞게 암호화된 동영상 파일을 구성한다.
본 발명에서는, 암호화된 형태의 동영상 파일이 기존의 스트리밍 시스템에서 별도의 추가 작업 없이 암호화되지 않은 원본 동영상 파일과 동일하게 스트리밍이 가능하도록 하기 위하여, ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상 파일에서 비디오와 오디오 샘플을 추출하고, 다시 비디오와 오디오 샘플에서 비디오와 오디오 프레임 헤더를 제외한 데이터만을 암호화함으로써, ISO Base Media 파일 형식을 변형하지 않고 비디오와 오디오 스트림을 암호화한다.
또한, 동영상 파일을 보호하기 위하여 미디어 데이터 전체를 암호화할 경우, 클라이언트 측의 단말 환경에 따라 해당 암호화된 동영상의 복원시의 복호화 과정 으로 인한 성능 저하가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 동영상 파일에서 오디오 스트림에 비해 상대적으로 훨씬 많은 용량을 차지하고 있는 비디오 스트림 중 I-프레임만 선택적으로 암호화하며, 특히, 비디오 프레임 헤더는 암호화하지 않고 비디오 데이터 부분만 암호화함으로써, 암호화된 동영상 복원 장치(50)에서 프레임 헤더를 이용하여 복호화해야 할 I-프레임을 구별할 수 있도록 한다.
상기 암호화된 동영상 파일 생성 장치(10)의 힌트 정보 생성부(14)에서는, 블록 암호화 방법을 이용하여 암호화된 비디오와 오디오 샘플이 스트리밍 패킷으로 패킷타이징 될 때, 일반적으로 스트리밍 패킷의 유료부하 크기에 비해 비디오 샘플의 크기가 훨씬 크므로, 하나의 비디오 샘플은 여러 개의 스트리밍 패킷으로 분할된다. 이때, 하나의 암호화 블록 단위 내에서 분할될 경우에는, 스트리밍 전송시에 패킷 손실이 발생하면, 동영상 파일 복원 장치(50)에서의 복호화시에 손실된 패킷으로 인해, 동일한 비디오 샘플에서 분할된 다른 스트리밍 패킷의 복호화에도 영향을 미친다. 복호화시의 이러한 패킷 손실로 인한 영향을 다른 스트리밍 패킷에 미치지 않고 패킷마다 독립적일 수 있도록 하기 위하여, 본 발명에서는, 스트리밍 패킷의 유료부하 크기를 블록 암호화 방법의 암호화 블록 크기의 배수이면서 MTU 크기 이하의 값으로 변경한다.
다음으로, 도 4를 참조하여 상기 도 2에 도시된 암호화된 동영상 복원 장치(50)에 대해 더 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 장치(50)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 장치(50)는, 콘텐츠 서비스 정보 처리부(51), 비디오/오디오 샘플 구성부(52), 암호화된 동영상 파일 처리부(53), 라이센스 처리부(54), 샘플 복호화부(55) 및 저장소(56)로 구성된다. 그리고, 다운로드 파일 저장소(57)는 암호화된 동영상 파일 처리부(53)에 동영상 파일을 전송할 수 있도록 상기 암호화된 동영상 복원 장치(50)의 외부에 설치되어 있다.
상기 콘텐츠 서비스 정보 처리부(51)는 동영상 콘텐츠의 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스를 위해 필요한 콘텐츠 서비스 정보(콘텐츠 ID, 스트리밍 또는 다운로드 서비스 주소, 라이센스 발급 서버의 주소)를 도 2의 콘텐츠 서비스 서버(30)로부터 수신하여, 스트리밍 또는 다운로드 서비스를 요청하고, 라이센스 서버에 라이센스 발급 요청을 하기 위한 라이센스 요청 정보를 생성하여 라이센스 처리부(54)에 전송한다.
라이센스 처리부(54)는 라이센스 요청 정보에 따라 도 2의 라이센스 발급 서버(20)에 해당 콘텐츠에 대한 라이센스 발급을 요청하고, 이에 대응하여 라이센스 발급 서버(20)로부터 안전하게 전달된 라이센스로부터 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장소(56)에 저장되도록 한다.
한편, 비디오/오디오 샘플 구성부(52)는 스트리밍 서버(40)로부터 스트리밍 서비스되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷이나 로컬에 다운로드된 파일을 읽어서 비디오와 오디오 샘플을 구성하여 이 비디오/오디오 샘플을 복호화부(55)에 전송한 다.
샘플 복호화부(55)는 상기 비디오/오디오 샘플 구성부(52)로부터 전송된 비디오/오디오 샘플을 상기 저장소(56)에 저장된 암호화 정보 및 권리 정보를 이용하여 복호화하여 복호화된 샘플을 출력한다.
상기 저장소(56)는 상기 라이센스 처리부(54)로부터 전송된 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 저장하고 있으며, 그 외에도, 공개키 기반 인증서 또는 비밀키 방식의 대칭 키, 그리고 암호화된 동영상 복원 장치(50)의 고유 식별 정보 등을 저장할 수 있다.
다운로드 서비스에 의해 다운로드 된 파일은 저장소(57)에 저장된다. 암호화된 동영상 파일의 재생을 위해 저장소(57)로부터 다운로드된 파일을 읽어서 암호화된 동영상 파일 처리부(53)에 전송하면, 상기 암호화된 동영상 파일 처리부(53)는 암호화된 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출한다. 이때, 메타데이터 중 콘텐츠 ID를 이용하여 해당 콘텐츠의 암호화 정보 및 권리 정보가 상기 저장소(56)에 저장되어 있는지를 확인하고, 이들 정보가 상기 저장소(56)에 없으면, 상기 추출된 메타데이터로부터 라이센스 발급 요청에 필요한 라이센스 요청 정보를 상기 라이센스 처리부(54)에 전달한다. 만약, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 상기 저장소(56)에 있으면, 상기 암호화된 동영상 파일 처리부(53)는 상기 저장소(56)로부터 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 샘플 복호화부(55)에 전송한다.
다음으로, 도 5의 순서도를 참조하여, 암호화된 동영상 파일이 스트리밍 서 비스에 사용될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 방법에 대해 설명한다.
동작이 시작되면, 동영상 콘텐츠를 스트리밍 서비스에 사용하기 위해 필요한 콘텐츠 서비스 정보(콘텐츠 ID, 스트리밍 서비스 주소, 라이센스 발급 서버의 주소 등)를 수신한다(S11).
다음으로, 상기 단계 S11에서 수신된 콘텐츠 서비스 정보의 콘텐츠 ID를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 저장소에 저장되어 있는지 확인한다(S12).
상기 단계 S12에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 상기 저장소에 저장되어 있으면, 상기 저장소로부터 이들 암호화 정보 및 권리 정보를 추출한다(S13). 만약, 상기 단계 S12에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 상기 저장소에 저장되어 있지 않으면, 콘텐츠 서비스 정보를 이용하여 라이센스 발급 서버에 라이센스 발급 요청을 하고 이를 수신한다(S14). 다음으로, 상기 라이센스 발급 서버로부터 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장소에 저장한다(S15).
그 다음, 상기 단계 S11에서 수신된 콘텐츠 서비스 정보의 스트리밍 서비스 주소를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스를 요청하고 이 스트리밍 서비스를 통해 해당 콘텐츠를 수신한다(S16).
상기 단계 S16에서 스트리밍 서비스를 통해 수신되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷을 비디오와 오디오 샘플로 구성한다(S17). 다음으로, 구성된 비디오/오 디오 샘플을 상기 단계 S13 또는 S15에서 추출한 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화한다(S18).
다음으로, 도 6의 순서도를 참조하여, 암호화된 동영상 파일이 다운로드 서비스에 사용될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 암호화된 동영상 복원 방법에 대해 설명한다.
동작이 시작되면, 다운로드된 동영상 파일을 읽어 들인다(S21). 다음으로, 상기 읽어진 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출한다(S22). 메타데이터가 추출되면, 콘텐츠 ID를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장소에 저장되어 있는지를 확인한다(S23).
상기 단계 S23에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장소에 저장되어 있는 것으로 확인되면, 상기 저장소로부터 암호화 정보와 권리 정보를 추출한다(S24).
만약, 상기 단계 S23에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장소에 저장되어 있지 않은 것으로 확인되면, 상기 단계 S22에서 추출된 메타데이터 중 라이센스 발급 서버 주소와 콘텐츠 ID를 이용하여 라이센스 발급 서버에 라이센스 발급 요청을 하고 이를 수신한다(S25).
다음으로, 상기 단계 S25에서 라이센스 발급 서버로부터 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 이를 저장소에 저장한다(S26). 한편, 암호화된 동영상 파일에서 비디오와 오디오 샘플을 구성한다(S27). 다음으로, 상기 단계 S27에서 이와 같이 구성된 샘플을 상기 단계 S26에서 저장된 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화한다(S28).
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 ISO Base Media 파일 형식의 암호화된 동영상 파일 생성 장치 및 복원 장치는, 동영상 콘텐츠를 제공하는 서버측에서는 암호화 및 복호화 기술을 적용하여 ISO Base Media File 형식의 동영상 콘텐츠를 암호화하여 서비스할 수 있고, 동영상 콘텐츠를 재생하는 클라이언트측에서는 동영상 재생시에 암호화된 동영상을 실시간으로 복호화할 수 있으며, 스트리밍 서비스 또는 다운로드 서비스 환경에서 불법 복제로부터 콘텐츠를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. ISO Base Media 파일 형식의 원본 동영상 파일을 입력받고, ISO Base Media 파일 구조에서 미디어 스트림에 대한 정보를 기술한 박스 정보를 해석하여 비디오와 오디오 샘플의 위치와 힌트 트랙의 힌트 샘플의 위치를 추출하는 ISO Base Media 파일 해석부;
    상기 ISO Base Media 파일 해석부(12)에서 추출된 비디오/오디오 샘플 위치정보로부터 비디오와 오디오의 프레임 헤더를 확인하고, 비디오와 오디오 샘플에서 비디오와 오디오 프레임 헤더를 제외한 비디오/오디오 데이터에만 암호화 옵션에 따라 암호화를 수행하는 샘플 암호화부;
    상기 힌트 샘플에서 스트리밍 패킷 유료부하 크기를 블록 암호화 방법에서 이용하는 블록 크기의 배수이면서 MTU 크기 이하의 값으로 변경하며, 힌트 트랙이 없는 경우에 이를 새로 생성하는 힌트 정보 생성부;
    암호화된 동영상 파일을 스트리밍 하거나 다운로드 하기 위하여 필요한 메타데이터를 입력받아서, ISO Base Media 파일 형식에 맞게 구조화된 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및
    상기 샘플 암호화부로부터 암호화된 비디오/오디오 샘플을 받아들이고, 상기 힌트 정보 생성부로부터 수정 또는 새로 생성된 힌트 트랙 정보를 받아들이고, 상기 메타데이터 생성부로부터 구조화된 메타데이터 정보를 받아들여, 원본 동영상 파일에서 원본 비디오/오디오 샘플을 암호화된 비디오/오디오 샘플로 대체하고, 힌 트 트랙을 수정된 힌트 트랙으로 대체하거나 힌트 트랙이 없을 경우에는 힌트 트랙을 추가하며, 메타데이터를 ISO Base Media 파일의 사용자 정의 영역에 삽입하여 ISO Base Media 파일 형식에 맞게 암호화된 동영상 파일을 구성하는 ISO Base Media 파일 구성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 파일 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 힌트 정보 생성부는, 상기 ISO Base Media 파일 해석부에서 추출된 비디오와 오디오 힌트 트랙의 힌트 샘플의 위치를 이용하여 상기 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 파일 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메타데이터 생성부에서 생성되는 메타데이터는, 콘텐츠 제목, 장르, 줄거리, 제작년도, 콘텐츠 ID, 라이센스 발급서버 주소, 스트리밍 서비스 주소를 포함하는 정보인 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 파일 생성 장치.
  4. 콘텐츠 서비스 정보를 수신하여 스트리밍 또는 다운로드 서비스를 요청하고, 복호화에 필요한 암호화 정보와 권리 정보를 포함하고 있는 라이센스 요청 정보를 생성하여 라이센스 발급 서버에 전송하는 콘텐츠 서비스 정보 처리부;
    상기 라이센스 요청 정보에 따라 라이센스 발급 서버에 해당 콘텐츠에 대한 라이센스를 요청하고, 이에 대응하여 라이센스 발급 서버로부터 전달된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 라이센스 처리부;
    스트리밍 서비스되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷이나 다운로드된 ISO Base Media 파일을 읽어서 비디오와 오디오 샘플을 구성하는 비디오/오디오 샘플 구성부;
    상기 비디오/오디오 샘플 구성부에서 구성된 비디오와 오디오 샘플을 상기 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 이용하여 복호화하는 샘플 복호화부; 및
    다운로드된 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출하여 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하고, 이 정보가 저장되어 있지 않으면, 상기 추출된 메타데이터로부터 라이센스 발급 요청에 필요한 정보를 상기 라이센스 처리부에 전달하고, 상기 정보가 저장되어 있으면, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 암호화된 동영상 파일 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 복원 장치.
  5. (a) 동영상 콘텐츠를 스트리밍 서비스에 사용하기 위해 필요한 콘텐츠 서비스 정보를 수신하는 단계;
    (b) 상기 수신된 콘텐츠 서비스 정보를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보 및 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)에서 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있으면, 이들 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하는 단계;
    (d) 상기 단계 (b)에서 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있지 않으면, 콘텐츠 서비스 정보를 이용하여, 복호화에 필요한 암호화 정보와 권리 정보를 가지고 있는 라이센스를 요청하여 이를 수신하고, 상기 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장하는 단계;
    (e) 상기 단계 (c) 또는 (d)에서 추출된 암호화 정보 및 권리 정보를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스를 요청하여 해당 콘텐츠를 수신하는 단계; 및
    (f) 상기 단계 (e)에서 수신되는 비디오와 오디오 스트리밍 패킷을 비디오와 오디오 샘플로 구성하고, 이와 같이 구성된 비디오/오디오 샘플을 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 스트리밍 복원 방법
  6. (a) 다운로드된 동영상 파일을 읽어 들여서, 상기 동영상 파일에 삽입된 메타데이터를 추출하는 단계;
    (b) 상기 추출된 메타데이터의 콘텐츠 ID를 이용하여, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있는지를 확인하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있으면, 상기 암호화 정보와 권리 정보를 추출하는 단계;
    (d) 상기 단계 (b)에서, 해당 콘텐츠에 대한 암호화 정보와 권리 정보가 저장되어 있지 않으면, 메타데이터의 콘텐츠 ID와 라이센스 발급서버 주소를 이용하여 라이센스를 요청하여 이를 수신하고, 수신된 라이센스에서 콘텐츠 암호화 정보 및 권리 정보를 추출하여 저장하는 단계; 및
    (e) 암호화된 동영상 파일에서 비디오와 오디오 샘플을 구성하고, 상기 구성된 샘플을 상기 암호화 정보와 권리 정보를 이용하여 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화된 동영상 파일 복원 방법.
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