數(shù)字版權管理互聯(lián)網電視論文
1背景與需求
1.1背景介紹
1）獨立運營模式獨立運營模式是目前視頻網站所采用的模式，該模式中互聯(lián)網視頻服務提供商通過在互聯(lián)網上部署或租用CDN網絡向PC、智能手機、平板電腦等智能終端提供互聯(lián)網視頻服務。獨立運營模式的互聯(lián)網視頻服務商自行購買內容版權，自行審核上線，通過網絡瀏覽器、專用客戶端播放器提供服務，擁有自己的終端用戶。
2）集成播控模式集成播控模式是指視頻內容提供商將內容提供給互聯(lián)網電視集成播控平臺，由集成播控平臺通過部署在互聯(lián)網上的CDN網絡將內容提供給互聯(lián)網電視機和互聯(lián)網電視機頂盒。集成播控模式下，由集成播控平臺對內容進行審核、上線、統(tǒng)一運營，集成播控平臺擁有終端用戶。
3）視頻服務匯聚模式視頻服務匯聚模式是指由互聯(lián)網視頻匯聚平臺匯聚各互聯(lián)網視頻服務提供商提供的視頻服務信息，匯聚整理后以視頻門戶方式為用戶提供服務。用戶在消費視頻內容時，終端會跳轉到對應的互聯(lián)網視頻服務提供商的CDN網絡去獲取相應內容。該模式下，互聯(lián)網視頻匯聚平臺擁有終端用戶和匯聚的視頻節(jié)目信息，視頻內容由各視頻服務提供商通過各自的CDN網絡為用戶提供。上述互聯(lián)網視頻服務的開展，需要有效的技術手段來保護高質量的視頻內容，為多元化、靈活的視頻服務營銷提供有效的技術保障，確�；ヂ�(lián)網視頻服務提供商獲取應得的利益；在引進內容過程中，版權方要求互聯(lián)網視頻服務商提供有效的技術手段保護內容的版權；目前在引進影片、電視劇版權過程中，一般都是獨家授權，為保障互聯(lián)網視頻服務商獨家授權的權益，需要有技術手段保護視頻內容的版權，防止內容被非法利用、牟利。因此，需要有效的數(shù)字版權管理技術支撐，保護運營各方的合法權益，保障互聯(lián)網視頻服務運營的可管可控。當前，國際上存在多種DRM技術標準與技術解決方案，包括OMADRM、Marlin、微軟DRM解決方案等；但國外DRM技術標準與解決方案多存在專利授權政策不清晰，專利授權風險大，專利授權政策過于嚴格和授權費用高等種種問題，國外技術標準的等效采用不利于國內視頻服務相關產業(yè)的發(fā)展。
1.2需求分析
互聯(lián)網視頻服務的版權管理需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1）在保護內容版權的前提下，支持靈活的商業(yè)模式配置，支撐多元化互聯(lián)網視頻服務的開展。
2）需要實現(xiàn)互聯(lián)網視頻服務的可管可控，確保只有合法的內容通過合法的渠道分發(fā)給合法的終端，實現(xiàn)互聯(lián)網視頻服務的內容合法、渠道合法、終端合法。
3）數(shù)字版權管理技術的實施應該具有較高的效率，不應該影響到用戶的體驗。
4）有必要研究提出具有自主知識產權的互聯(lián)網電視版權管理技術方案，最大程度上規(guī)避國外相關專利，實現(xiàn)自主創(chuàng)新，保護運營各方的合法權益，支撐我國互聯(lián)網電視產業(yè)的發(fā)展�；诖�，在國家新聞出版廣電總局的'領導下，中國廣播影視數(shù)字版權管理論壇成立互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理技術規(guī)范起草特別工作組，著手起草我國自主知識產權的互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理技術規(guī)范。2014年5月6日，國家新聞出版廣電總局批準GY/T277—2014《互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理技術規(guī)范》為中華人民共和國廣播電影電視推薦性行業(yè)標準，并予以發(fā)布，該標準自發(fā)布之日起實施。該標準以國家新聞出版廣電總局廣播科學研究院、清華大學等單位提出的具有我國自主知識產權的核心技術為支撐，實現(xiàn)自主創(chuàng)新，保障互聯(lián)網視頻服務的內容、渠道、終端可管可控，擺脫了對國外專利技術的依賴，大大降低互聯(lián)網視頻行業(yè)版權管理成本，有效保障我國互聯(lián)網視頻行業(yè)的安全。本文將對該標準的技術框架、關鍵技術等進行解讀分析。
2技術框架
該標準面向互聯(lián)網電視業(yè)務應用定義了內容封裝格式、權利描述與授權、權利獲取協(xié)議和信任與安全體系等數(shù)字版權管理基礎格式、技術機制和方法，其中內容封裝格式定義了受保護內容在數(shù)字版權保護系統(tǒng)中的基本呈現(xiàn)形式，包括內容標識、加密信息及獲取許可證必須的信息；權利描述與授權定義了描述數(shù)字版權管理系統(tǒng)權利的方法和向內容使用方進行使用授權的技術機制；權利獲取協(xié)議定義了DRM服務端和DRM代理進行安全通信和傳遞許可證的技術方法；信任與安全體系定義了基于PKI系統(tǒng)的信任技術機制，包括內容保密性、身份鑒別和數(shù)據(jù)完整性。采用該標準定義的基礎格式、技術機制和方法，能夠構造一個端到端的互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)，對互聯(lián)網電視內容進行有效的數(shù)字版權管理。
3關鍵技術
3.1內容封裝格式
互聯(lián)網電視內容分發(fā)過程中應分發(fā)加密內容。加密后的內容應包含內容標識及獲取許可證所必需的信息，其中內容標識應遵循GY/T260—2012。根據(jù)不同的應用場景，需要定義不同的加密內容封裝格式。標準既支持流式內容封裝格式，也支持存儲類內容封裝格式。標準中定義了基于ISO基礎媒體文件格式的打包DRM內容格式（PDCF）、用以支持基于HTTP動態(tài)自適應流媒體協(xié)議（DASH）的內容封裝格式、基于ISO基礎媒體文件格式的通用加密格式（CENC），以及支持HLS的內容加密封裝格式。
1）基于ISO基礎媒體文件格式的打包DRM內容格式打包DRM內容格式（PDCF）是在ISO基礎媒體文件格式基礎上定義的加密內容封裝格式。PDCF內容格式在ISO14496-12中規(guī)定的ProtectionSchemeInfoBox（‘sinf’）的SchemeInformationBox（‘schi’）中定義ChinaDRMKMSBox（‘cdkm’），ChinaDRMKMSBox規(guī)定ChinaDRM指定的結構和參數(shù)。PDCF內容格式的基本數(shù)據(jù)結構由相應的基礎文件格式規(guī)范定義。上述文件中的媒體數(shù)據(jù)是以采樣單元為單位存儲的，一個或多個采樣單元組成一個訪問單元，加密操作是對訪問單元進行的，在加密過程中，應在每個加密的訪問單元之前插入ChinaDRMAUHeader。
2）基于HTTP動態(tài)自適應流媒體協(xié)議（DASH）的內容封裝格式ISO23009-4規(guī)定了MPEGDASH的分段加密與認證，MPEGDASH中媒體分塊如果是加密的，其加密相關信息通過MPD文件中的ContentProtection單元來指定。符合該標準的互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)在使用ISO23009-4MPD文件描述時，在ContentProtection的@schemeIdUri屬性中應指定由ChinaDRM申請的唯一編號；在ContentProtection的@Value屬性中應按“ChinaDRM版本/ChinaDRM方案提供商/擴展信息”的方式賦值，通過“/”進行區(qū)分，如“ChinaDRMV1.0/CompanyName/ExtendedInformation”。
3）基于ISO基礎媒體文件格式的通用加密格式通用加密格式CENC是基于ISO/IEC14496-12的一種加密格式，這種加密方式使不同的DRM系統(tǒng)能夠解密同一個文件，CENC具體規(guī)定見ISO23001-7及此文檔的補充文檔ISO23001-7Amendment1�；谠摌藴实幕ヂ�(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)在使用CENC通用加密格式時，在ProtectionSystemSpecificHeaderBox（‘PSSH’）中，將16byte長的SystemID的前8byte設置為“ChinaDRM”，后8byte保留為0x00；在PSSH的Data部分，應包含獲取許可證的URL；對TrackEncryptionBox（‘tenc’）中的default_IsEncypted或SampleGroupDescriptionBox（‘sgpd’）中的IsEncypted的設置增加對加密算法SM4-CBC的支持。
4）支持HLS的內容加密封裝格式HLS中媒體分塊如果是加密的，其加密密鑰通過#EXT-X-KEY來指定，格式如下：#EXT-X-KEY:
3.2權利描述與授權
互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理的權利描述由內容、被授權對象、權利、密鑰、密鑰使用規(guī)則、計算器和數(shù)字簽名等邏輯元素構成。權利描述邏輯結構的元素說明如下：
1）內容內容是數(shù)字化的事物，例如圖、文、音頻、視頻、動漫及其集合（如文件、數(shù)據(jù)庫、軟件、可執(zhí)行代碼等）等，一切可以數(shù)字化的事物都是內容。
2）被授權對象被授權對象是對指定內容相關權利的承載者。被授權對象通過其唯一標識描述。
3）權利權利是使用內容的權利，如：播放、存儲等。
4）密鑰密鑰是指該許可證中所包含的密鑰信息，包括密鑰的類型、算法、密鑰數(shù)據(jù)等。
5）密鑰使用規(guī)則密鑰使用規(guī)則包括密鑰索引信息以及起始時間、截止時間、時間段、次數(shù)等相關規(guī)則信息。在使用密鑰時應按照密鑰使用規(guī)則中包含的規(guī)則合理使用密鑰。
6）計算器計算器是內容許可操作的一種方式，用來描述權利描述單元的邏輯運算方法。支持與、或、非、異或等邏輯運算。許可證中包括計算器單元的情況下，通過內容、被授權對象、密鑰、密鑰使用規(guī)則、權利之間的邏輯運算實現(xiàn)對內容的許可。許可證中不包括計算器單元的情況下，內容、被授權方、密鑰、密鑰使用規(guī)則、權利之間是邏輯“與”的關系。權利描述編碼由許可證索引單元和一系列的基本單元組成。許可證索引單元描述許可證的版本、許可證ID和基本單元的數(shù)量�；締卧ǎ簝热輪卧�、被授權對象單元、密鑰單元、權利單元、密鑰使用規(guī)則單元、計算器單元以及數(shù)字簽名單元等。許可證發(fā)布時由許可證索引單元和后續(xù)的一個或多個基本單元組成，許可證索引單元應為許可證的第一個單元。許可證中的許可證索引單元和基本單元均由單元標識、長度和數(shù)據(jù)3個部分組成，單元編碼。標識由2個字節(jié)構成，包括類型和索引，第1個字節(jié)是類型，第2個字節(jié)是該單元在許可證中的索引，用于支持許可證的分段傳輸。單元的索引從0開始，許可證索引單元為許可證的第1個單元，許可證索引單元編碼后的索引始終為0；許可證索引單元后的基本單元的索引依次為1，2，3，…，依此類推。長度是該單元實際數(shù)據(jù)信息的長度，由兩個字節(jié)表示。數(shù)據(jù)是單元的實際數(shù)據(jù)。一個許可證由多個獨立的不同單元構成，單元的數(shù)量和種類由許可證索引單元標識。一個許可證可用一個簽名完整傳輸，同時也可以按單元分別傳輸。
3.3權利獲取協(xié)議
權利獲取協(xié)議是DRM服務端與DRM代理之間用于交換安全上下文、請求和獲取許可證的安全協(xié)議。權利獲取協(xié)議包括：DRM服務端與DRM代理之間交換安全上下文的4-pass安全交互協(xié)議和DRM代理請求許可證的2-pass許可證獲取協(xié)議。
1）4-pass安全交互協(xié)議安全交互協(xié)議用于DRM服務端與DRM代理之間進行完整的安全信息交互。一般情況下，安全交互協(xié)議只在第一次交互時執(zhí)行；但如果需要更新安全信息如DRM代理時間不準確時，需要重新執(zhí)行安全交互協(xié)議。
2）2-pass許可證獲取協(xié)議DRM代理與DRM服務端通過4-pass安全交互協(xié)議建立安全上下文后，可向DRM服務端發(fā)起許可證獲取協(xié)議獲取相應的許可證。DRM代理可以根據(jù)用戶的交互啟動權利獲取協(xié)議，也可以根據(jù)其接收到的權利獲取協(xié)議觸發(fā)器觸發(fā)權利獲取協(xié)議。權利獲取協(xié)議觸發(fā)器由DRM服務端或運營系統(tǒng)生成，DRM代理接收到該觸發(fā)器后應根據(jù)觸發(fā)器的內容啟動安全交互協(xié)議或許可證獲取協(xié)議。權利獲取協(xié)議的消息利用URI的路徑、查詢信息和http報文的報文體進行傳輸。URI固定為“http”，表示使用http或https協(xié)議進行傳輸；URI中的域名為DRM服務端的地址，如“ri.example.com”。http報文體中的消息以JSON字符串進行描述。
3.4信任與安全體系
互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)應實現(xiàn)滿足以下安全需求的信任與安全體系：
1）受保護的內容應加密傳輸，許可證應被安全地分發(fā)和管理；
2）內容只能被已鑒別和已授權的DRM代理，按照許可證的要求合理地訪問；
3）DRM代理應準確依從于許可證中的權利和密鑰使用規(guī)則。互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)的信任模型基于PKI體系。DRM系統(tǒng)中的各實體包括內容提供者、DRM服務器、DRM代理等都向認證中心申請獲得一個數(shù)字證書，作為自己身份的憑證。各實體之間的信任關系基于數(shù)字證書的有效性。如果DRM代理的證書被DRM服務器驗證有效，則DRM服務器信任該DRM代理。相似地，如果DRM服務器的證書被DRM代理驗證有效，則DRM代理信任該DRM服務器。
4參考實現(xiàn)
互聯(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)參考實現(xiàn)的技術架構�；ヂ�(lián)網電視數(shù)字版權管理系統(tǒng)分為服務端和客戶端兩個部分。服務端包括認證中心、內容加密和許可證管理；其中認證中心負責為客戶端和服務端許可證管理發(fā)放數(shù)字證書，并提供在線證書認證服務；內容加密負責與媒資管理系統(tǒng)對接，提供內容加密服務；許可證管理負責與運營支撐系統(tǒng)對接，為客戶端提供許可證授權服務�？蛻舳税ɑヂ�(lián)網電視機頂盒、智能電視、手持移動終端以及PC等，在客戶端播放器中集成DRM代理模塊與服務端安全交互，實現(xiàn)內容的安全解密與播放。
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