留学生数字媒体教育资源版权保护设计研究
摘 要： 随着信息化技术的发展和互联网的普及，各高校都在建设数字多媒体教育资源库，然而数字多媒体资源非常容易受到复制粘贴技术的侵害。为了保护留学生数字媒体教育资源版权，在分析既有数字媒体教育资源版权保护现状的基础上，采用基于XML数字权限认证的方法，提出了一种数字媒体教育资源保护框架。该框架基于授权文件和身份验证，同时结合水印技术，具有本地播放和回放的功能。模型的应用结果表明，能够有效解决数字媒体教育资源版权保护的问题，具有一定的示范和借鉴意义。
关键词： 数字媒体； 教育资源； 版权保护； 框架结构
中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）02?0036?03
Design for copyright protection of digital media education resource for
international students
LIU Jing
（College of International Education， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China）
Abstract： With the development of information technology and popularity of Internet， all colleges and universities are constructing their digital databases of multimedia educational resources. However， digital multimedia resources are easy to prejudice due to the copy and paste operations. In order o protect the copyright of the digital media education resources for international students， based on the status analysis of the digital media education resources copyright protection and XML digital authority authentication method， a framework of digital media education resource protection is put forward. The framework has the function of local player and playback because it is based on the authorization file and identity verification， and the watermark technology is applied in it. The model application results indicate it can effectively solve the problem of copyright protection of digital media education resources， and has a certain significance for demonstration and reference.
Keywords： digital media； educational resource； copyright protection； frame structure
数字媒体教育资源是指经过数字化处理后，能够在数字计算机和网络上读取的多媒体教学材料。随着信息化技术的发展和互联网的普及，各高校都在建设数字多媒体教育资源库，然而数字多媒体资源非常容易受到复制粘贴技术的侵害，这些侵犯知识产权的行为严重损害了版权所有者的合法权益。基于此，数字媒体版权保护技术得到了越来越多的重视，许多研究者提出了各自的版权保护设计成果。周建华构建了一个数字共享和权益保护的框架，用于数字教育媒体资源的保护[1]。俞银燕等对数字版权保护进行了综合回顾和分析[2]。蒋铭研究了数字水印技术对于数字媒体的保护，提出了针对图像和视频的水印保护算法[3]。司端锋等提出了一个多媒体数字版权框架保护结构模型[4]。李立宗等提出了一种高鲁棒性的算法，对于图像保护进行签名认证[5]。李艳等结合PKI 技术，提出了基于网络的数字版权保护框架[6]。本文根据数字媒体的特征，提出了一个留学生数字教育媒体教育资源版权保护框架。
1 相关技术
1.1 体系结构
数字媒体版权保护技术其实是一种知识产权保护技术，它是采用一系列的计算机技术，对相应的数字内容进行保护，实际上是要求使用者能够合法使用，以促进数字化媒体的传播，保护数字媒体所有人的权益。
数字版权保护的过程是一个动态发展的过程，涉及到数字媒体资源的各个环节。典型的数字媒体版权保护价值链如图1所示。
图1 数字媒体内容价值图
不同的数字资源保护技术虽然保护对象不同，但其基本原理是一致的，即通过使用数字许可证书以保障数字内容安全，若有人需要获得数字内容，必须得到发布者提供的数字许可证。数字版权保护系统主要包括三个系统，如图2所示。
图2 数字媒体版权保护框架结构
1.2 关键技术
数字版权保护技术需要解决的关键问题有很多，主要有：
（1） 首要问题为数字资源安全。需要设计者能够保证数字资源在各流通环节的安全性，避免出现泄密、非完整性等。
（2） 权益表述。用以描述数字教育资源内容的授权信息。
（3） 采用控制。该功能要求确保经过授权的人才可以使用，其他人不能够使用受到保护的数字教育资源。
（4） 权利转移与可信执行。需要能够支持数字媒体资源可转移到其他设备、转卖与出租，并支持系统的安全运行。
2 数字媒体教育资源保护框架设计
数字媒体教育资源的版权保护系统，设计时需要考虑以下内容：教育资源内容的保护、使用者身份鉴别、用户权限以及内容的发送。由于不同的数字媒体教育资源特征不同，往往需要结合各自特点分别采用加密措施。
基于内容的保护密码一般包含在授权文件中。用户如果想得到内容密码，则必须提供个人真实的身份信息。对用户进行身份的辨识可通过以下方式： 一是基于知识的身份识别；二是使用者具有某些东西；三是基于用户独有的特征。这三种类型都需要用户提供密码、卡号和指纹。当用户通过了身份认证，才能给予授权查看多媒体资源；该授权文件只有自己才能打开。为此，本文设计了一个多媒体数字版权保护框架，如图3所示。
图3 数字媒体教育资源保护框架通用结构图
本次设计的版权保护系统使用了两类特殊的文件形式：程序文件和程序证书文件，程序文件主要用来表示多媒体资源的的版权内容，如身份信息、持有者的信息、如何使用等。程序文件可使用基于程序的语言来描述，使得版权保护系统能够及时处理。程序文件采用名闻的形式存在，使用它的人都可以进行阅览和复制。该文件使用程序文件服务器的私密名称，如果有人去更改密码，就会被反馈到系统中。程序文件形式和内涵是分开的，使用者可以用其他方式得到它，可以采用各种方式进行选取内容。程序证书是随机产生的，当你首次使用时，就会跟随系统自动产生，随时变化密码。当首次使用多媒体教育资源的时候，程序证书就会作为附件传送给使用者，使用者必须采用证书文件读取所需内容。
版权拥有者可以通过向经销商传送数字媒体教育信息，与他们达成相应协议，可进行知识版权之间的交换；其代码如下：
CH>D：{Certch}；
D>D：C{Certch}；
PKI>D：{True，False}；
CH>PKI：{CertD}；
其中CH，D和PKI可以对认证情况进行查询，用以验证授权的合法性。
2.1 流媒体服务器
该媒体服务器从读者角度上可以分为单播和组播。单播主要是在用户方和服务器中间设立一个数据通行线路；组播则是需要构建复杂的网络，主要通过大型路由设备一次将海量数据包输出到多条线路上。从连接的方式来看，可以有点播和广播内容。第一种方式是用户端部积极地与主要服务器设立接入，使用者可以控制播放流的传递。广泛传播则是需要客户只能接收流媒体，而不能进行控制。使用者可利用两种方式去实现媒体的传播和更改。在通道的控制形式上，主要有单向和双向两种。
2.2 播放器
本系统中还设计了播放器，该播放器具有很好的接口、支持各种媒体形式、自动检测系统是否收到保护，对于数字媒体受到保护的内容，可以限制其启动，当用户获得授权后，则可以给予播放，对于没有受到保护的内容，则可以直接播放。
2.3 程序文件服务器
程序文件服务器主要解决两个问题：授权和认证。本文采用基于XML数字权限认证。C基文件则可以用以表达接口的内容。通过设计灵活的身份识别认证方案，包括密码校对、硬件绑定技术、卡片识别器、指纹代替识别等。本文的身份识别系统包括注册者的身份证信息。使用过程中，使用者首先要对自己的各种信息进行注册登记，包括用户名、密码、U盾、地址、邮箱、手机号等。
2.4 资源加密处理
为了保护数字媒体资源，最可行的方法就是采用加密处理。该加密技术需要在上网之前就要进行先期加密，当加密后的数据资源下载以后通过特有的方法进行解密。在高校里，数字媒体教育资源加密方式主要有：网络空间加密、运输过程加密和应用时加密。网络空间加密主要是保护资源在网络里不易受到攻击和解密，在传送之前就可以完成加密。在运输时主要通过调用程序进行信息传送。本文的框架主要采用SSL和PCT安全信息保护协议。
加密过程程序如下：
cryptCreatecontext（&cryptCreatecontext， cryptUser， CRYPT_
ALGO_aes）；
cryptSetAttibute（cryptCreatecontext， CRYPT_CTXINFO_
KEYPSIZE，258/8）；
creptGenerateKwy（cryptContext）
2.5 数字水印认证
该技术是一种比较难以察觉、结构安全性好、不易受到攻击的技术。其基本原理是将不可见的标记，比如经过加密的版权信息镶嵌在数字教育资源的产品中，能够实现版权所有者对其作品的认证，水印技术可以作为证据来鉴别、起诉的证明。水平并不影响数字教育资源的内容信息，也能够实现信息的正常使用，在网页中加入经过处理的水印标示，就可以判别该项目是否受到别人的攻击或解密，从而及时警告和修复。
本次设计中水印的验证通过以下方式进行：
U—PKI：查询CC的公钥；
PKI—U：PKCC；
U：Detection（W″， PKCC）=WMP。
2.6 权利控制
本设计考虑了权利控制的内容，其侧重点在于权利解释和认证。主要目的是为了在使用过程中解析使用者的认证权利是否合法，验证其是否在许可的内容中。其前置条件和限制方式都已得到合理授权。
2.7 公平性分析
设计中，对于数字媒体教育资源的保护，该模型能够同时保护版权所有者的权益和其他用户的权利不受别人的侵犯。版权所有者能够通过设置相应的水印来分析使用者是否构成侵权行为，为了防止他人的故意侵权行为，则需要加入水印及指纹技术完成数字媒体的保护，同样使用者也可以采用身份认证技术来防止其他人盗用自己的各种注册信息。
解密代码过程如下：
cryptCreatecontext（&cryptCreatecontext， cryptUser， CRYPT_
ALGO_aes）；
cryptDecrypt（cryptCreatecontext， buffer， length）；
creptDestroyConster（cryptContext）
3 结 语
对于留学生数字媒体教育资源的保护，可借鉴类似国际惯例，即通过将水印技术和加密保护技术结合在一起，实现了身份认证、授权的处理、密码的发放等功能，能够使得本就很少的留学生数字媒体教育资源得到有效保护，防止未授权嵌入的攻击。数字媒体版权保护技术已经在教育领域得到了一定应用，但仍存在不少问题需要解决，如何有效地应对越来越多的盗版及隐蔽的侵权行为，则需要研究者做出更多的工作。
参考文献
[1] 周建华.高校数字化教育资源共享与版权保护框架设计[J].电子设计工程，2013（5）：6?9.
[2] 俞银燕，汤帜.数字版权保护技术研究综述[J].计算机学报，2005，28（12）：1957?1966.
[3] 蒋铭.多媒体数字版权保护水印算法研究及应用[D].北京：北京邮电大学，2012.
[4] 司端锋，王益冬，潘爱民，等.多媒体数字版权保护系统的研究与实现[J].北京大学学报（自然科学版），2005，41（5）：792?799.
[5] 李立宗，高铁杠，陈蓉，等.认证中心控制下的版权保护框架研究[J].计算机工程与应用，2009（14）：87?89.
[6] 李艳.中美网络版权保护比较研究[D].上海：华东政法大学，2006.
