基于数字水印和加密技术的移动DRM系统的研究

论文摘要

随着移动互联网技术的高速发展及3G运营牌照的发放,我国正式步入了3G时代。用户随时随地都可以接入互联网,访问感兴趣的多媒体数字内容。几乎所有的版权作品数字化以后都能通过网络提供给用户。然而,由于网络环境的开放性以及数字内容拷贝的简易性,各种侵权行为及盗版作品疯狂泛滥,数字内容的知识产权保护和版权管理等问题变得越发突出,并已成为数字世界中一个非常紧迫的议题。本文首先对数字版权管理(Digital Rights Management,DRM)及数字水印技术的发展现状进行研究,在此基础上提出一种改进的移动DRM系统模型。该模型涉及的关键技术有数字加密、数字签名、数字水印、数字权限描述及权限转移机制以及移动代理等。数字水印作为传统DRM系统最有力的补充,提供真假鉴定、权限控制、使用跟踪以及版权验证等功能,使版权保护更加全面,符合未来发展趋势。本文将基于开放移动联盟(Open Mobile Alliance,OMA)2.0标准的DRM系统与数字水印等信息安全技术有效结合,设计了一种新的移动DRM系统方案。文中分析了该方案的内容保护机制及系统安全性,解决了现有移动DRM系统存在的不足,并设计了DRM在移动终端上的实现方法,阐述了移动终端DRM控制器中各实体的职责和信息流,以及终端与服务器之间的接口协议等。深入研究了数字水印技术,分析了一般水印算法的特性及水印攻击类型,着重讨论了用于版权保护的典型水印算法,并从空间域和变换域中各选择了一种代表性算法进行具体分析及仿真测试。实验结果表明,空域算法实时性较强,计算复杂度低,且水印容量较大,缺点是鲁棒性很差,无法抵抗常见的信号处理攻击。而变换域算法鲁棒性要比空域算法好得多,且基于量化的水印算法还可以实现盲检测,但对噪声较敏感。通过对抖动调制水印算法进行改进,提出了结合JPEG量化表和Watson模型的扩展变换抖动调制水印算法。对该算法进行鲁棒性测试,并与相关算法进行比较,测试结果显示改进的水印算法综合性能最佳,可抵抗常见信号处理(如几何变换、滤波以及JPEG压缩等)的攻击,同时缓解了量化水印算法对噪声的敏感程度,可应用于移动DRM系统中,为数字媒体提供版权管理与保护。最后提出了一种在移动DRM系统中同时应用鲁棒水印和脆弱水印为数字内容提供双重保护的方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 数字版权管理研究现状
• 1.2.2 数字水印发展现状及趋势
• 1.3 移动DRM应用现状及市场前景
• 1.4 本文各章内容安排
• 第2章 移动DRM相关技术及系统结构
• 2.1 数字对象唯一标识
• 2.1.1 DOI标识符特征
• 2.1.2 DOI系统的组件
• 2.2 移动DRM相关技术分析
• 2.2.1 加密技术
• 2.2.2 数字签名技术
• 2.2.3 数字水印技术
• 2.2.4 数字权限描述及权限转移机制
• 2.2.5 XML语言
• 2.2.6 移动代理
• 2.3 移动DRM系统特性及总体结构
• 2.3.1 DRM基本要求及特性
• 2.3.2 DRM基本模型
• 2.3.3 移动DRM总体架构
• 2.4 移动DRM对数字水印的特殊要求分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 移动DRM系统的改进设计及实现
• 3.1 移动DRM的开放标准分析
• 3.1.1 OMA DRM 1.0标准分析
• 3.1.2 OMA DRM 2.0标准分析
• 3.2 现有移动DRM系统存在的不足
• 3.2.1 基于OMA DRM 1.0标准的不足
• 3.2.2 基于OMA DRM 2.0标准的不足
• 3.3 改进的移动DRM系统方案设计
• 3.3.1 移动DRM系统模型的改进
• 3.3.2 移动DRM系统的内容保护机制
• 3.3.3 系统安全性分析
• 3.4 DRM在移动终端上的实现
• 3.4.1 DRM控制器的结构设计
• 3.4.2 DRM控制器中的实体功能设计
• 3.4.3 DRM控制器中的信息流分析
• 3.5 移动终端与服务器之间的接口协议
• 3.6 本章小结
• 第4章 数字水印技术及水印算法设计
• 4.1 数字水印技术分析
• 4.1.1 水印算法特性
• 4.1.2 数字水印攻击
• 4.1.3 水印算法性能的数学度量
• 4.2 用于版权保护的水印算法分析
• 4.2.1 时空域算法
• 4.2.2 变换域算法
• 4.3 最低有效位水印算法及仿真
• 4.3.1 算法思想
• 4.3.2 水印嵌入实验
• 4.4 基于量化的抖动调制算法及仿真
• 4.4.1 算法思想
• 4.4.2 水印嵌入实验
• 4.5 自适应抖动调制水印算法改进设计及仿真
• 4.5.1 Watson感知模型
• 4.5.2 基于JPEG量化表的自适应量化算法
• 4.5.3 结合JPEG与Watson模型的扩展DM算法设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 水印算法鲁棒性测试及分析
• 5.1 最低有效位水印算法性能测试
• 5.1.1 抗几何攻击测试
• 5.1.2 抗滤波处理测试
• 5.1.3 抗噪声攻击测试
• 5.1.4 抗JPEG压缩测试
• 5.2 改进的自适应抖动调制水印算法性能测试
• 5.2.1 抗几何攻击测试
• 5.2.2 抗滤波处理测试
• 5.2.3 抗噪声攻击测试
• 5.2.4 抗JPEG压缩测试
• 5.3 相关抖动调制水印算法性能比较
• 5.4 移动DRM中应用数字水印的进一步讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢