電子加密技術在互聯網出版版權中的應用

[摘要] 互聯網的出現與發展，催生了眾多的商業模式，網絡出版就是其中之一。隨著網絡和數字技術的迅速發展，數字媒體因其易復制、篡改、非法傳播等特點，使得版權保護和信息安全問題日益突出。目前，互聯網出版過程中對產權保護措施主要采用的安全技術有電子加密技術、硬件加密技術和安全認證協議。本文就電子加密技術在互聯網出版版權中的應用做具體介紹。

[關鍵詞] 電子加密技術 互聯網出版 版權

一、數字版權

1.數字版權管理

數字版權管理 (DRM)技術就是對數字化信息內容的存取進行控制。它可以控制文件的訪問 (讀取次數、收看的長度等 )、共享 、拷貝、打印和保存等操作。這一技術可以嵌入到操作系統、軟件程序或者硬件設備中。它包含了版權使用的描述 、識別、交易 、保護、監控跟蹤和對版權所有人的關系管理等內容。它使數字媒體內容的提供者，例如音頻和視頻產品的提供商保護享有版權的音樂、圖像、影視資料等不受侵犯。

2.DRM體系結構概述

DRM系統主要包括以下幾大特性 ：數據保護，未經授權的用戶無法訪問受保護的媒體文件；每個消費者都有惟一的身份標識，從而確保其具有相應的訪問權利；版權的集中管理為免費發放，反盜版措施和許可回收等提供了有力保障；實施靈活，系統可以按如零售、所有權轉讓、只讀等多種模式進行修改，從而為企業根據自身的經營戰略進行調整提供了技術保障。

二、電子加密技術在電子出版版權中的應用

1.置亂加密技術

置亂技術是數據加密的一種方法。通過置亂技術，可以將數字信號變得雜亂無章，使非法獲取者無法確知該數字信號的正確組織形式，無法從其中獲得有用的信息。基于DirectShow對視頻進行一系列的采集、分幀、合成等處理，同時采用Arnold變換對單幀圖像進行置亂操作，使得置亂后的視頻表現為黑白噪聲 的形式 。所建立的視頻處理框架可以處理各種格式的視頻，如AVI、MPEG等格式的視頻信號，置亂后的視頻可以抵抗一定程度的壓縮、幀處理等操作。

視頻文件由于不同的壓縮方式、文件組織方式等，使得其格式繁多，所以處理時需要把不同格式的視頻文件解碼為統一的非壓縮格式。另外考慮到視頻文件通常數據量都很大，采用將視頻文件按單幀圖像進行處理的方式，將視頻數據流分為單幀序列，經過解壓、處理、存儲一幀后，再讀取下一幀的數據進行同樣的處理。這樣可以保證內存中只有單幀的數據量。

2.數字水印技術

數字水印的基本思想是利用人類感覺器官的不敏感，以及數字信號本身存在的冗余，在圖像音頻和視頻等數字產品中嵌入秘密的信息以便記錄其版權，同時嵌入的信息能夠抵抗一些攻擊而生存下來，以達到版權認證和保護的功能。數字水印并不改變數字產品的基本特性和使用價值。一個完整的數字水印系統應包含三個基本部分:水印的生成、嵌入和水印的提取或檢測。水印嵌入算法利用對稱密鑰或公開密鑰實現把水印嵌入到原始載體信息中，得到隱秘載體。水印檢測／提取算法利用相應的密鑰從隱蔽載體中檢測或恢復出水印，沒有解密密鑰，攻擊者很難從隱秘載體中發現和修改水印。

根據水印所附載體的不同，可以將數字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印和用于三維網格模型的網格水印及軟件水印等。

(1)圖像水印。根據水印的嵌入方式不同，圖像水印算法主要分為空間域方法和變換域方法。空間域方法是通過改變圖像中某些像素值加入信息，再通過記錄提取這些信息來檢測水印，常用的LSB算法有兩種:一種是將圖像的LSB用偽隨機序列來代替；另一種是在LSB中加入偽隨機序列。

(2)音頻水印。音頻水印利用音頻文件的冗余信息和人類聽覺系統(human audio system)的特點來嵌入數字水印。對于一個實用的數字音頻水印系統，最主要的評價指標首先是重建聲音信號的質量和水印數據的誤碼率，其次是水印數據的比特率和所增加的計算量。目前的音頻水印技術主要集中于研究低比特位編碼、相位編碼、回聲隱藏和基于擴展頻譜編碼等四個方面。

(3)視頻水印。相較于數字水印的一般特性，視頻水印還有一些特殊的要求：實時處理性 、隨機檢測性、與視頻編碼標準相結合。 視頻水印嵌入方法可分為三種:第一種是將水印信息直接嵌入到編碼壓縮之前的原始視頻圖像序列中，然后再對含有水印信息的視頻圖像進行編碼壓縮。這種方法可以利用靜止圖像的水印嵌入算法，但過程比較復雜，而且在壓縮中水印信息有可能遭到破壞。第二種是在編碼壓縮時嵌入水印，這種方法過程比較簡單，但水印的嵌入和提取算法需要修改編碼器和解碼器。 第三種是在壓縮域中嵌入水印，即將水印信息嵌入到編碼壓縮后的碼流上，這種方法不需要完全解碼和再編碼過程，因此計算量小，實時性好。

(4)文本水印。文本水印算法的基本思想是通過輕微改變字符間距、行間距或增加、刪除字符特征等方法來嵌入水印(如底紋線)，但它無法抵御攻擊。攻擊者可通過對字符間距、行間距進行隨機處理來破壞水印。文檔中若不存在可插入標記的可辯認空間(perceptual headroom)，則不能被插入水印。對于諸如PostScript、PDF、WPS、WORD等類型的文檔 ，可以將一個水印嵌入版面布局信息(如字間距或行間距)或格式化編排中。Brassil和 Low等人提出了幾種不同的在PostScript格式文本中嵌入水印的方法。如行移編碼通過將文本的某一整行垂直移動插入標記，當一行被上移或下移時，不動的相鄰行被看作是解碼的參考位置；字移編碼通過將文本的某一行中的一個單詞水平移位插入標記，不動的相鄰單詞被看作是解碼過程中的參考位置；特征編碼通過改變某個單個字母的某一特殊特征來插入標記。

(5)網格水印。網格空間的利用率是評價網格水印的一個重要參數，而空間利用率和穩健性之 間通常會存在矛盾，因此也要協調好空間利用率和穩健性之間的關系。空域 3D網格水印嵌入算法直接在原始網格中通過調整網格幾何、拓撲和其他屬性的參數嵌入水印。最具代表性的算法是 Ohbuchi等人提出的三角形相似四元組 (Triangle Similarity Quadruple，TSQ)算法、四面體體積比(Tetrahedron Volume Ratio，TVR)算法。

(6)軟件水印。所謂的軟件水印就是把程序的版權信息和用戶身份信息嵌入到程序中。根據水印的嵌入位置，軟件水印可以分為代碼水印和數據水印。代碼水印隱藏在程序的指令部分中，而數據水印則隱藏在包括頭文件字符串和調試信息等數據中。根據水印被加載的時刻，軟件水印可分為靜態水印和動態水印。靜態水印存儲在可執行程序代碼中，動態水印保存在程序的執行狀態中。靜態水印又可分為靜態數據水印和靜態代碼水印。動態水印主要有3類：Easter Egg水印、數據結構水印和執行狀態水印。現有的軟件水印算法有：Collberg和 Thomborson提出的一種動態圖水印技術，即把軟件水印隱藏在程序動態建立的圖結構拓撲中。

3.數字簽名技術

數字簽名是附加在數據單元上的一些數據，或是對數據單元所作的密碼變換，這種數據或變換允許數據單元的接收者用以確認數據單元來源和數據單元的完整性，并保護數據防止被他人(例如接受者)進行偽造。

數字簽名主要涉及到發送方和接受方。發送方對所發數據先通過某種算法進行處理得到報文摘要與之相對應的一組散列碼，數據不同所得的散列碼也不同 然后發送方用自己的私有密鑰TS對該報文摘要進行加密，并將加密結果和原始數據附加在一起形成了數字簽名。最后將該數字簽名發往接受方。接受方收到該數字簽名后要驗證簽名。用自己的私鑰RS解密信息后，對發過來的原始數據先采用與發送方相同的摘要算法得到一個報文摘要，然后用發送的公共密鑰對數字簽名進行簽名算法得到另一個報文摘要，比較兩個報文摘要如相同，就可以確認簽名方數據的完整性。發送方的公共密鑰是可以公開發布的，但只有擁有私有密鑰Ts才能對數據進行簽名，這使得數字簽名可以確認來源，一旦簽名就具有不可抵賴性。只有擁有私鑰RS的接受方才可以對數據進行解密，保證發送方所發數據在發送過程中不會被任何第三方篡改。

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