韓云鳳，郭 峰

(北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京 100144)

0 引 言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及，促進(jìn)了數(shù)字內(nèi)容。但由于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境具有開放性、全球性、非集中管理等特性，在這種自由的信息網(wǎng)絡(luò)中，論文的非法傳播和使用嚴(yán)重侵犯了期刊論文權(quán)利人的利益，在一定程度上阻礙了期刊論文的發(fā)展。面向互聯(lián)網(wǎng)的侵權(quán)檢測(cè)的核心任務(wù)是找到盜版源，為運(yùn)用法律手段打擊侵權(quán)行為奠定基礎(chǔ)。對(duì)版權(quán)所有者的權(quán)益是一種保護(hù)，在一定程度上打擊侵權(quán)行為，使期刊論文版權(quán)問題得到一定程度的改善。文中從實(shí)際應(yīng)用的角度，提出了一種理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的期刊論文侵權(quán)檢測(cè)模型。

1 技術(shù)概述

1.1 數(shù)字水印

數(shù)字水印是用于信息安全的重要技術(shù)，將關(guān)鍵的版權(quán)信息嵌入在數(shù)字作品中，可以提取和鑒別版權(quán)所屬，而且并不影響原作品的使用功能。數(shù)字水印技術(shù)基本上應(yīng)該具有以下幾方面的特點(diǎn)[1]：

(1)魯棒性。

具有能抵抗攻擊的魯棒性，例如對(duì)數(shù)字作品進(jìn)行裁剪、打印、旋轉(zhuǎn)等，水印還會(huì)一直存在于作品中。如果去除或者破壞水印信息，將導(dǎo)致作品無法正常使用。

(2)安全性。

具有低誤查率、難偽造、難篡改等特性。

(3)隱蔽性。

具有很好的隱蔽性，不影響原作品的正常使用。

(4)水印信息量。

嵌入的水印信息量必須能夠包含作品的作者或所有者的信息，或購(gòu)買者的序列號(hào)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)爬蟲是一個(gè)根據(jù)預(yù)設(shè)條件對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的信息進(jìn)行遍歷的計(jì)算機(jī)程序[2]。其工作原理是：爬蟲從根的URL地址開始，爬取到第一個(gè)頁面并將其中的所有URL對(duì)應(yīng)的頁面也抽取出來，并添加到爬蟲鏈接隊(duì)列中；然后從隊(duì)列中選擇下一個(gè)要爬取的網(wǎng)頁URL；重復(fù)以上過程，直到達(dá)到系統(tǒng)的某一終止條件為止。存儲(chǔ)所有符合條件的網(wǎng)頁，通過分析、過濾、建立索引，爬蟲每爬取一個(gè)網(wǎng)頁會(huì)下載欲爬取的信息到本地計(jì)算機(jī)上。在爬蟲運(yùn)行的整個(gè)過程中，始終要保證爬蟲程序運(yùn)行計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)的連接和通暢。

1.3 移動(dòng)代理技術(shù)

這是一種相對(duì)獨(dú)立的程序，在網(wǎng)絡(luò)上按照某種規(guī)則去尋找計(jì)算和信息資源，并執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，把結(jié)果返回給用戶。移動(dòng)代理具有自主性、移動(dòng)性、跨平臺(tái)性等特點(diǎn)，具有降低網(wǎng)絡(luò)流量、均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、分布式處理等優(yōu)點(diǎn)[3]。

在網(wǎng)絡(luò)爬蟲檢測(cè)機(jī)制中，需要把滿足抓取條件的論文下載到本地進(jìn)行檢測(cè)，即把數(shù)據(jù)移動(dòng)到服務(wù)器端進(jìn)行檢測(cè)。相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)爬蟲檢測(cè)這種機(jī)制，移動(dòng)代理是把程序放到數(shù)據(jù)端進(jìn)行檢測(cè)[4]，無需將期刊論文下載到本地進(jìn)行檢測(cè)，所以移動(dòng)代理檢測(cè)機(jī)制可以有效地降低分布式計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高通信效率，從而有效解決大型網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字水印檢測(cè)問題。

出于安全性的考慮，基于互聯(lián)網(wǎng)的期刊論文侵權(quán)檢測(cè)系統(tǒng)在水印制作方案中應(yīng)該采用密碼學(xué)的加密(版權(quán)擁有者注冊(cè)時(shí)認(rèn)證中心下發(fā)的認(rèn)證證書中的公開密鑰和私有密鑰)體系來加強(qiáng)。而且系統(tǒng)必須具備的功能應(yīng)該包括權(quán)利人注冊(cè)獲得CA證書、權(quán)利人對(duì)期刊論文進(jìn)行權(quán)利登記、向期刊論文嵌入數(shù)字水印和對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的期刊論文進(jìn)行權(quán)利跟蹤和檢測(cè)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架主要包括四個(gè)對(duì)象：版權(quán)擁有者；版權(quán)管理服務(wù)器；水印檢測(cè)服務(wù)器；可疑主機(jī)(或可疑的主機(jī)范圍)。

系統(tǒng)主要包括三個(gè)模塊：期刊論文登記模塊；水印嵌入模塊；侵權(quán)檢測(cè)模塊。

將在2.3節(jié)和2.4節(jié)分析兩個(gè)模型的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和檢測(cè)流程，旨在找到一種適合大型網(wǎng)絡(luò)的權(quán)利跟蹤和檢測(cè)模型。

2.1 論文登記備案

版權(quán)擁有者首先要在版權(quán)管理服務(wù)系統(tǒng)上進(jìn)行注冊(cè)，由版權(quán)管理系統(tǒng)審核通過后，CA中心發(fā)放CA證書，證書中包括版權(quán)擁有者的部分個(gè)人信息和公鑰與私鑰(這對(duì)密鑰對(duì)加入到期刊論文的版權(quán)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行加密，當(dāng)要證明權(quán)利時(shí)，該密鑰可以正確提取出嵌在期刊論文中的水印，認(rèn)證中心對(duì)密鑰和版權(quán)擁有者進(jìn)行認(rèn)證——持有合法密鑰的用戶才是真正的版權(quán)擁有者[5])。

版權(quán)擁有者獲得CA證書后，登錄版權(quán)管理服務(wù)系統(tǒng)對(duì)期刊論文進(jìn)行登記。登記審核通過后，由水印代理服務(wù)系統(tǒng)嵌入經(jīng)過加密的版權(quán)標(biāo)識(shí)符(水印信息)。

2.2 水印嵌入和檢測(cè)

(1)水印嵌入。

版權(quán)標(biāo)識(shí)符包含版權(quán)所有者姓名、論文登記號(hào)、版本號(hào)等信息。水印代理服務(wù)平臺(tái)對(duì)通過登記審核的期刊論文嵌入數(shù)字水印信息的過程如圖1所示。首先對(duì)水印信息進(jìn)行加密，然后調(diào)用水印嵌入算法對(duì)原始論文嵌入水印信息，生成含有水印信息的論文。

(2)水印檢測(cè)。

水印的檢測(cè)是水印代理區(qū)別于其他代理的關(guān)鍵部分，也是代理工作的重點(diǎn)。水印代理通過自帶的密鑰恢復(fù)出水印。水印檢測(cè)過程如圖2所示。在檢測(cè)過程中，根據(jù)水印算法的不同，可能需要提供原始論文，首先將原始論文和待測(cè)論文進(jìn)行相似性比較，如結(jié)果滿足一定條件,則認(rèn)為待測(cè)論文中含有水印，采用水印提取算法提取水印的加密信息，然后利用密鑰進(jìn)行解密，從而得到原始水印信息。

圖2 水印檢測(cè)流程

2.3 基于網(wǎng)絡(luò)爬蟲的侵權(quán)檢測(cè)模型

基于數(shù)字水印和網(wǎng)絡(luò)爬蟲的侵權(quán)檢測(cè)模型，主要由版權(quán)管理服務(wù)器和CA認(rèn)證中心組成。當(dāng)期刊論文版權(quán)擁有者懷疑其論文被侵權(quán)時(shí)，委托版權(quán)管理服務(wù)單位代其對(duì)論文進(jìn)行侵權(quán)檢測(cè)，版權(quán)管理人員接到申請(qǐng)，根據(jù)用戶提供的可疑URL地址，用網(wǎng)絡(luò)爬蟲探測(cè)條件檢測(cè)所有的URL地址，并下載文件到本地，然后檢測(cè)是否包含了版權(quán)所有者所嵌入的數(shù)字水印信息，如果檢測(cè)到，查看其所在位置，如果所在地址未經(jīng)過授權(quán)，則記錄并生成測(cè)試報(bào)告，作為法律依據(jù)進(jìn)行維權(quán)活動(dòng)。

在基于數(shù)字水印和網(wǎng)絡(luò)爬蟲的侵權(quán)檢測(cè)模型中，由于檢測(cè)模型是把要檢測(cè)的論文下載到本地，如果文件數(shù)量很大，這種方法并不適合。

2.4 移動(dòng)水印代理的檢測(cè)模型

數(shù)字水印和移動(dòng)水印代理的檢測(cè)模型如圖3所示，主要由版權(quán)管理服務(wù)器、CA認(rèn)證中心和水印檢測(cè)服務(wù)器組成。

圖3 移動(dòng)水印代理檢測(cè)模型

系統(tǒng)包括三部分：基本的代理服務(wù)器(支持移動(dòng)代理運(yùn)行的環(huán)境)；移動(dòng)代理；控制中心(控制代理的運(yùn)行，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果給代理指示，并設(shè)置對(duì)檢測(cè)到的侵權(quán)文件采取一定的措施)。

水印代理檢測(cè)模型示意如圖4所示。

模型工作過程如下：

(1)版權(quán)所有者發(fā)送檢測(cè)委托申請(qǐng)。

當(dāng)版權(quán)所有者要檢測(cè)其論文是否被侵權(quán)時(shí)，可以向版權(quán)管理服務(wù)器發(fā)送一個(gè)檢測(cè)委托申請(qǐng)，委托版權(quán)管理單位代其在互聯(lián)網(wǎng)上檢測(cè)其論文是否被侵權(quán)，版權(quán)管理管理單位根據(jù)委托對(duì)象和委托內(nèi)容獲取該論文所有者的密鑰以及被檢測(cè)論文的水印信息，通過圖4中提供的檢測(cè)服務(wù)接口向水印檢測(cè)代理控制中心發(fā)送檢測(cè)請(qǐng)求。

(2)控制中心產(chǎn)生水印代理公文包和水印代理。

控制中心根據(jù)代理知識(shí)庫(kù)和請(qǐng)求內(nèi)容制定水印代理遷移策略和指定目標(biāo)主機(jī)或主機(jī)范圍，控制中心把檢測(cè)服務(wù)接口傳遞的密鑰、水印信息，控制中心制定的遷移策略、目標(biāo)主機(jī)和中止條件等信息封裝成一個(gè)水印代理?xiàng)l件公文包，因?yàn)樗l件參數(shù)以公文包的形式封裝在網(wǎng)絡(luò)上傳輸更安全，控制中心根據(jù)水印參數(shù)產(chǎn)生水印代理。

圖4 水印代理檢測(cè)結(jié)構(gòu)

(3)派遣水印代理。

將分配一個(gè)水印代理到指定主機(jī)或者主機(jī)范圍。

(4)執(zhí)行水印代理。

代理服務(wù)器用于代理在主機(jī)間的移動(dòng)，并為其分配執(zhí)行環(huán)境和服務(wù)接口。代理在代理服務(wù)器中執(zhí)行時(shí)，通過移動(dòng)代理通信語言通信并訪問代理服務(wù)器提供的服務(wù)[6-7]。水印代理到達(dá)遠(yuǎn)程站點(diǎn)上與代理服務(wù)器(agent server)取得聯(lián)系,代理服務(wù)器將會(huì)為水印代理創(chuàng)造執(zhí)行環(huán)境，并執(zhí)行水印代理。

(5)檢測(cè)水印信息。

移動(dòng)代理過濾文件系統(tǒng)文件找到目標(biāo)論文，移動(dòng)代理將提取水印。

(6)收集水印報(bào)告。

代理控制中心從網(wǎng)絡(luò)上收集移動(dòng)水印發(fā)送過來的報(bào)告，并且存入報(bào)告庫(kù)，控制中心可以根據(jù)發(fā)送來的報(bào)告規(guī)則來更新知識(shí)庫(kù)，為水印代理下一次更智能的遷移提供保障。

因此，在基于數(shù)字水印和移動(dòng)水印代理的侵權(quán)檢測(cè)模型中，是把程序移動(dòng)數(shù)據(jù)端進(jìn)行計(jì)算而不是把大量的數(shù)據(jù)移動(dòng)到程序端進(jìn)行計(jì)算，這種模型可以有效地降低分布式計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高通信效率，有效地解決大型網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字水印檢測(cè)問題[8-14]。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

系統(tǒng)的水印嵌入部分是用C語言實(shí)現(xiàn)的，但是由于Java移動(dòng)的跨平臺(tái)性，系統(tǒng)的移動(dòng)代理是用Java代碼實(shí)現(xiàn)的。為了使Java對(duì)象可以方便地調(diào)用C語言的水印函數(shù)，該系統(tǒng)利用Java語言實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)的水印嵌入和檢測(cè)效果如圖5所示。

圖5 水印嵌入和檢測(cè)效果

其水印嵌入和檢測(cè)如下：

(1)水印嵌入。

其中圖(a)為原始圖片，通過系統(tǒng)的水印嵌入界面，嵌入水印后圖像如圖(c)所示?？梢钥吹?，用肉眼看不出原始圖片和嵌入水印后圖像的任何區(qū)別。因此，嵌入水印后的圖像的商用價(jià)值未被破壞。

(2)水印檢測(cè)。

對(duì)圖(c)嵌入后的圖像，根據(jù)版權(quán)所有者的密鑰和嵌入算法，使用檢測(cè)算法提出水印信息。提取出的水印信息界面如圖(d)所示。

系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)水印代理侵權(quán)檢測(cè)模型和網(wǎng)絡(luò)爬蟲侵權(quán)檢測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示。

表1 網(wǎng)絡(luò)爬蟲和移動(dòng)代理檢測(cè)對(duì)比

根據(jù)以上的對(duì)比結(jié)果，該系統(tǒng)采用移動(dòng)代理水印檢測(cè)技術(shù)在大型網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)期刊論文侵權(quán)檢測(cè)將會(huì)更加高效。

4 結(jié)束語

提出的基于數(shù)字水印代理技術(shù)的水印檢測(cè)模型優(yōu)勢(shì)如下：水印代理機(jī)制是將可執(zhí)行的程序放到遠(yuǎn)程服務(wù)器執(zhí)行，從而減少了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；控制中心可以創(chuàng)建多個(gè)代理，可以在多個(gè)機(jī)器上執(zhí)行，從而提高了并行計(jì)算能力；移動(dòng)水印代理不要求網(wǎng)絡(luò)一直保持連接狀態(tài)，可以異步傳回檢查結(jié)果。

因此，數(shù)字水印代理檢測(cè)模式的分布式處理和非同步性提高了計(jì)算效率，程序移動(dòng)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)端進(jìn)行處理的方式極大減少了網(wǎng)絡(luò)阻塞，非常適合大型分布式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中期刊論文的保護(hù)和侵權(quán)檢測(cè)。