文勇軍++范哲斌++唐立軍

摘 要：針對網(wǎng)絡空間教育資源的版權容易被用戶復制和二次傳播的問題，設計了一種數(shù)字版權管理的模型。采用XrML權利表達語言和加密技術，依托于數(shù)字版權管理技術，實現(xiàn)了網(wǎng)絡空間視頻版權的保護。實驗結果表明，該模型能有效約束用戶使用行為，保護網(wǎng)絡空間中視頻資源版權。

關鍵詞：教育資源；XrML；數(shù)字版權管理技術

中圖分類號：TP391.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）17-0039-03

一、引言

互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，使數(shù)字教育資源的制作、分享和下載愈發(fā)簡單，但因為大量資源盜鏈、盜版以及不規(guī)范使用行為對數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)造成巨大損失，嚴重阻礙網(wǎng)絡資源行業(yè)的發(fā)展。數(shù)字版權管理技術（Digital Rights Management，DRM）是數(shù)字化內容在生產(chǎn)、傳播、銷售、使用過程中知識產(chǎn)權保護與管理的技術工具，在防止數(shù)字教育資源的非法復制與傳播、保護教育資源的版權方面起到了一定的作用。

目前有多種DRM解決方案，例如OMA DRM、微軟Media DRM系統(tǒng)和Adobe Flash Access系統(tǒng)等。但是都有各自的局限性，如OMA DRM不支持版權對象的重新發(fā)行，微軟Media DRM系統(tǒng)和Adobe Flash Access系統(tǒng)只支持有限的幾種視頻格式。因此，本文基于XrML權利表達語言，探討一種多格式的數(shù)字版權管理技術保護數(shù)字資源版權的方法。

二、數(shù)字版權管理技術原理

1.數(shù)字版權管理技術基本要素

數(shù)字版權管理技術包括以下三個基本要素：加密后的資源內容、用于加解密的密鑰和約束用戶使用行為的權限。如圖1所示，用戶完整獲得資源內容的三個基本要素后，才能按照約束權限正確使用被保護的資源內容。

2.數(shù)字版權管理系統(tǒng)基本模型

數(shù)字版權管理系統(tǒng)主要由資源子系統(tǒng)、分發(fā)子系統(tǒng)、授權子系統(tǒng)和用戶四部分組成，如圖2所示。

模型中資源子系統(tǒng)負責資源加密、向分發(fā)子系統(tǒng)提供加密后的資源，并向授權子系統(tǒng)提供解密該資源的密鑰；授權子系統(tǒng)負責認證用戶信息同時將資源密鑰和約束封裝進權限，發(fā)送給用戶；分發(fā)子系統(tǒng)負責接收資源子系統(tǒng)加密后的資源和用戶下載請求，提供給用戶下載。

三、系統(tǒng)安全模型設計

整個系統(tǒng)模型包含資源加密與打包模塊、密鑰管理模塊、許可證分發(fā)與管理模塊和客戶端。資源加密與打包模塊負責先對提交的數(shù)字資源進行加密處理，而打包模塊則負責將原始數(shù)字資源中的標識（資源標題、參數(shù)等）和加密好的文件一起封裝打包，并將其分發(fā)到內容平臺，供用戶下載；密鑰管理模塊會對系統(tǒng)中各種密鑰進行管理，維護加密密鑰與加密文件的一一對應關系。許可證分發(fā)與管理模塊主要功能為許可證生成和許可證分發(fā)。許可證生成子模塊根據(jù)定義好的權限信息為用戶生成許可證，而許可證分發(fā)子模塊實現(xiàn)許可證分發(fā)和下載功能；客戶端包括加密文件解析解密、許可證下載和許可證管理等功能，根據(jù)許可證中的權利信息約束用戶的使用行為。

完整的數(shù)字版權管理系統(tǒng)必須由各個模塊協(xié)同工作，才能有效對數(shù)字資源的版權進行保護。系統(tǒng)安全模型如圖3所示。

四、系統(tǒng)實現(xiàn)

1.資源加密與打包模塊實現(xiàn)

資源加密與打包模塊支持數(shù)字資源的加密，并按照定義各項參數(shù)進行加密和打包。其工作流程如圖4所示。

系統(tǒng)從密鑰管理模塊獲取資源加密密鑰，加密原始數(shù)字資源。并將加密后文件和資源文件標識等參數(shù)進行打包，將打包參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，然后將打包后的文件提交給用戶下載。

2.密鑰管理模塊實現(xiàn)

模塊實現(xiàn)公私鑰對的生成、解密內容等功能。模塊分為兩部分模型，一部分負責數(shù)字資源內容加密，使用DES對稱密碼算法；另一部分則采用RSA非對稱算法將加密密鑰和許可證進行加密后提交到許可證分發(fā)與管理模塊。

3.許可證分發(fā)與管理模塊實現(xiàn)

許可證分發(fā)與管理模塊負責生成許可證，并對許可證進行管理。當用戶被授權驗證服務器驗證通過后，根據(jù)用戶信息和密鑰標識分別去查找用戶公鑰和解密密鑰，并且使用用戶公鑰加密解密密鑰，生成的許可證發(fā)放到客戶端。其工作流程如圖5所示。

提取打包文件中的文件標識、密鑰標識等參數(shù)，向授權驗證服務器請求授權許可。如果通過，則根據(jù)用戶許可證申請請求，將下載信息發(fā)送到許可證生成模塊，創(chuàng)建相應許可證，依據(jù)提取參數(shù)從密鑰數(shù)據(jù)庫中查找相對應的密鑰，并使用用戶公鑰對其進行非對稱加密，封裝到許可證信息中生成許可證；如果授權驗證服務器不通過驗證，則需要提交申請使用授權請求。

4.客戶端實現(xiàn)

客戶端功能分為兩部分，一部分是許可證下載，主要負責獲取資源文件相對應的許可證信息，驗證許可證是否合法；另一部分資源文件解密播放功能，主要負責從許可證中獲取權限約束信息、解密密鑰以及對加密資源進行解密。

（1）許可證下載

用戶從下載的資源文件中提取許可證下載參數(shù)，通過許可證下載代理完成許可證下載。如圖6所示，許可證下載代理請求授權服務器安全認證，通過則會進行下一步，向許可證分發(fā)模塊請求下載許可證。最終許可證分發(fā)與管理模塊協(xié)同密鑰管理模塊完成許可證的封裝，將許可證分發(fā)到客戶端。

（2）資源文件解密播放

客戶端獲取許可證后，使用播放器按照許可證權限描述播放內容?？蛻舳耸褂糜脩舻乃借€從許可證解密出內容加密密鑰，然后使用內容加密密鑰解密受保護的媒體文件。時序如圖7所示。

五、實驗驗證

功能測試采取黑盒測試的方式，通過模擬用戶日常行為操作，測試系統(tǒng)功能。在網(wǎng)上選擇任意一個JAVA基礎教學視頻，文件名為測試.wmv，對系統(tǒng)的資源加密與打包、許可證模板選擇和權限驗證等核心功能進行測試。

（1）資源加密與打包：對于采用加密打包方式處理的輸入文件，測試結果表明經(jīng)過加密的資源是不能播放的；而對于采用不加密打包方式處理的輸入文件，能夠隨意播放。測試結果如表1所示。

（2）許可證模板和權限測試：通過選取不同類型的許可證生成數(shù)字資源相應的權限。例如：許可證V1模板（權限為播放次數(shù)兩次），表示測試.wmv視頻最多被播放兩次。通過測試表明，對于選取不同的許可證類型，與其對應的許可證權限是一致的。測試結果如表2所示：

參考文獻：

[1]黃勤龍，馬兆豐，莫佳，鈕心忻，楊義先.新型通用格式多媒體數(shù)字版權管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].通信學報，2013（10）：153-161.

[2]朱興東，羅萬伯，柏銀，洪文明，楊斌.DRM技術及其在電子書發(fā)行平臺構建中的應用[J].四川大學學報（自然科學版），2006（1）：84-88.

[3]屠文.網(wǎng)絡信息安全傳輸系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[J].電腦與電信，2008（7）：45-47，52.

[4]苗曉鋒.網(wǎng)絡傳輸安全技術研究[J].安康學院學報，2008（4）：91-92，104.

[5]曹金山.網(wǎng)絡高效安全數(shù)據(jù)傳輸方法設計[J].現(xiàn)代電子技術，2010（20）：107-109，113.

[6]王淑娟.支持DRM的多媒體復合文檔加密封裝機制研究[J].科技視界，2016（14）：81-82.

[7]馮雪.基于授權域的DRM密鑰管理模型及其應用[J].計算機應用研究，2016（3）：866-869，881.

[8]張俊華.數(shù)字版權管理DRM協(xié)議及應用研究[D].北京工業(yè)大學，2013.

[9]肖蕓.DRM技術在數(shù)字出版中的應用研究[D].杭州電子科技大學，2013.

[10]王美華，范科峰，王占武.OMA DRM技術體系結構分析[J].網(wǎng)絡安全技術與應用，2006（5）：76-79.

[11]劉燦由，崔鐵軍，張威，傅文棋.分布式空間信息網(wǎng)絡服務安全架構的設計與實現(xiàn)[J]. 測繪科學技術學報，2010（1）：75-78.

（編輯：王天鵬）endprint