基于數字水印的多媒體教育資源版權保護研究

　　摘要： 多媒體教育資源的版權保護已成為了當前一個亟待解決的問題。本文分析了當前以數字權限管理為代表的多媒體信息加密技術作為對多媒體教育資源進行版權保護存在的較大不足，概述了數字水印技術的基本概念和基本模型，并描述了利用數字水印技術實現數字多媒體信息版權保護的基本原理和基本步驟。在此基礎上，提出了利用數字水印技術實現單一形式和非單一形式的多媒體教育資源版權保護的基本思想和方法，并且提出了以數字水印技術結合數字權限管理為例的復合多種方法進行多媒體教育資源版權保護的方案。
　　關鍵詞： 數字水印 多媒體 教育資源 版權保護
　　一、引言
　　隨著數字化技術、多媒體技術、網絡技術和現代教育技術的發展與普及，計算機輔助多媒體教學已被越來越多的學校和教師所采用。其中，多媒體課件是多媒體教學的核心。多媒體課件的內容豐富多彩，有文字、圖片、聲音、錄像和動畫等。其形式和類型多樣，有PowerPoint演示型、Authorware互動型、Flash動畫型和Web點播型等［１］。多媒體教學課件的這些特性使得采用計算機輔助多媒體教學的課堂氣氛更活躍、教學效果更好。
　　隨著數字化技術和多媒體技術的發展，制作出的以多媒體教學課件為代表的多媒體教育資源越來越豐富，并且，多媒體教育資源在互聯網上發布、傳播、共享和開放的數量也越來越大。但與此同時，這些發布和共享的多媒體教育資源，如果沒有進行有效的訪問控制和版權保護，則其被非法復制、篡改和使用變得越來越容易，且一些被非法取得的多媒體教育資源甚至被用于商業盈利性經營，其版權擁有者的權益受到了極大的侵犯。因此，多媒體教育資源的版權保護已成為了當前教育界、法律界和信息技術研究方面遇到的一個亟待解決的問題。
　　當前，對多媒體教育資源的版權保護，主要是采用傳統的多媒體信息加密技術，比如數字權限管理（DigitalRightsManagement，DRM）［2—5］等。多媒體信息加密技術通過加密多媒體信息內容和附加相關信息判斷用戶是否有權訪問該內容，確保內容只對那些已經獲得授權的用戶開放和使用。也就是說，多媒體信息加密技術可以使多媒體教育資源只被合法擁有密鑰者使用，但是，加密的多媒體教育資源一旦被破譯，多媒體教育資源就能被非授權者輕易復制和使用。換言之，多媒體信息加密技術無法對侵權者進行追蹤，不能真正實現打擊侵權和盜版。所以，采用多媒體信息加密技術對多媒體教育資源進行版權保護存在較大的不足。而利用數字水印技術［6］，則可以克服這一不足，能在多媒體教育資源被盜版甚至是被篡改時，證明誰是該資源的真正版權所有者。
　　二、數字水印技術
　　（一）數字水印技術概述
　　數字水印是指秘密嵌入在數字多媒體信息中有關版權擁有者或授權者并具有鑒別性但不影響該數字多媒體信息使用價值的數字信息。數字水印的形式可以是字符、圖片、聲音或有特定意義的序列數等。作為實現數字多媒體信息版權保護的一個有效手段和方法，數字水印技術越來越受到了人們的廣泛關注，并已成為了數字多媒體信息安全領域的一個研究熱點。
　　總的來說，數字水印技術可分為兩類：第一類，在提取或檢測水印時需要原始圖像或者原始水印的非盲數字水印技術；第二類，提取或檢測水印時無需原始信息的盲數字水印技術。相比非盲數字水印技術，盲數字水印技術更為實用，因而它將會是今后數字水印技術研究和發展的趨勢。本文研究的基于數字水印的多媒體教育資源版權保護，利用的就是盲數字水印技術。
　　數字水印技術主要包括數字水印的嵌入和數字水印的提取兩部分，盲數字水印技術的這兩部分的基本模型分別如圖1和圖2所示。
　　（二）數字水印技術的版權保護原理和步驟
　　利用數字水印技術實現數字多媒體信息版權保護的過程，主要可分為如下基本工作步驟。
　　1.根據數字多媒體信息的類型（如文檔、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻、軟件和數據庫等）選擇相應類型的數字水印嵌入方法，將標志自己擁有版權的數字水印嵌入到原始數字多媒體信息中。
　　2.嵌入了數字水印的數字多媒體信息再通過光盤、網絡等途徑進行必要的發布、傳播、共享和開放。
　　3.當發現自己的數字多媒體信息有被非法復制、使用甚至是商業盈利時，就可以將此侵權行為訴諸法律，通過從嵌有數字水印的數字多媒體信息中提取出能標志自己擁有版權的數字水印保護自己的版權。
　　三、基于數字水印的多媒體教育資源版權保護
　　當前，已有一些利用數字水印技術實現多媒體教育資源版權保護的文獻報道［7—10］，但這些文獻都只是在理論上敘述利用數字水印技術實現多媒體教育資源版權保護的方案和可行性，卻沒有更多地考慮在實際應用中利用數字水印技術真正有效地實現多媒體教育資源版權保護會遇到的種種困難和問題。比如，一些非法使用者會設法破壞、去除甚至偽造水印。又如，選用的數字水印方法不當，可能就會使多媒體教育資源的一些正常處理和操作（如圖像裁剪、視頻剪輯等）破壞了數字水印。而且，一些多媒體教育資源，比如多媒體教學課件，就不是一種單一的數字信息，而是多種類型的數字信息的有機組合，因而無法用單一的數字水印技術實現其版權保護。
　　因此，充分考慮多媒體教育資源的組合形式、使用方式、傳播途徑等因素，并根據這些因素恰當地選用相應的單一或復合的數字水印方法，從而更為有效地實現多媒體教育資源的版權保護成為了當前這一研究領域的一個發展趨勢。此外，復合使用多種版權保護方法，如數字水印技術結合數字權限管理等，使得各種版權保護方法之間優勢互補，這也是當前這一研究領域的一個發展趨勢。
　　（一）單一形式的多媒體教育資源版權保護
　　單一形式的多媒體教育資源是指純粹的文檔、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻、軟件和數據庫等。當前，對單一形式的多媒體信息的數字水印技術的研究很多，也較為成熟。
　　對于這類多媒體教育資源的版權保護，我們可以結合其使用方式、傳播途徑等因素選用最為合適的數字水印技術和方法并根據其相應的算法創建相應的軟件系統來實現其版權保護［１1］。當前研究的多媒體教育資源的版權保護主要集中在這一類。
　　（二）非單一形式的多媒體教育資源版權保護
　　非單一形式的多媒體教育資源是指組合多種形式多媒體元素的資源，其中最為典型就是多媒體教學課件。因而，對這類多媒體教育資源版權保護的研究，主要就是對多媒體教學課件版權保護的研究［１2］。
　　對于這類多媒體教育資源的版權保護，我們可以結合多種形式多媒體元素的整體性和局部性并結合整體資源的使用方式、傳播途徑等因素，選用最為合適的數字水印技術和方法或多種數字水印方法的組合方法實現這類多媒體教育資源的版權保護。
　　需要注意的是，不同類型的多媒體教學課件的實質是不同的。比如：PowerPoint課件，其實質是多種多媒體元素組合而成的文檔，也就是說，組合成PowerPoint課件的各多媒體元素可以很容易從母體中游離出來，成為單一形式的多媒體教育資源；而Authorware或Flash等制作出的多媒體教學課件，其實質則是多種多媒體元素有機集成的一種軟件，其中的各種多媒體元素不能輕易地被剝離出來。顯然，對這兩類多媒體教學課件的版權保護，需要通過不同的手段和途徑。前者，可以通過化整為零，轉化為單一形式的多媒體教育資源的版權保護問題。而后者，則需要從整體上考慮，通過組合多種數字水印方法實現其版權保護。
　　（三）復合多種方法進行多媒體教育資源版權保護
　　復合使用多種不同類型的方法進行多媒體教育資源的版權保護，可使各種版權保護方法之間進行優勢互補，從而更為有效地實現多媒體教育資源的版權保護。下面，我們以數字水印技術結合數字權限管理實現版權保護為例，描述復合使用多種方法進行多媒體教育資源版權保護的思路和方法。
　　針對不同的應用領域，有不同的數字權限管理系統。對于多媒體教育資源而言，數字權限管理主要應用于流媒體形式的教育資源，如音頻、視頻等。當前，數字權限管理對流媒體形式的教育資源的版權保護之不足在于其無法對侵權者進行追蹤，不能真正實現打擊侵權和盜版。為此，需在TVt6yfp1XJg1T3pccs7phH79AmqGznBURFnGlGAhNxQ=數字權限管理的基礎上，結合數字水印技術，克服這一不足。數字水印技術結合數字權限管理的基本模型如圖3所示，其與純粹的數字權限管理相比，主要是在執行數字權限管理的前后分別加入數字水印的嵌入和提取功能模塊。這樣，結合了數字水印技術的數字權限管理，就能在多媒體教育資源被盜版甚至是被篡改時，通過提起事先嵌入在多媒體教育資源中的版權信息證明誰是該資源的真正版權所有者。
　　四、結語
　　多媒體教育資源的版權保護已成為了當前一個亟待解決的問題。本文分析了當前以數字權限管理為代表的多媒體信息加密技術作為對多媒體教育資源進行版權保護存在的較大不足，同時概述了數字水印技術的基本概念和基本模型，并描述了利用數字水印技術實現數字多媒體信息版權保護的基本原理和基本步驟。在此基礎上，本文提出了利用數字水印技術實現單一形式和非單一形式的多媒體教育資源版權保護的基本思想和方法，并且提出了以數字水印技術結合數字權限管理為例的復合多種方法進行多媒體教育資源版權保護的方案。
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