本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術和媒體數(shù)據(jù)確權技術領域，具體涉及一種基于區(qū)塊鏈技術的三維模型確權與交易方法。

背景技術：

當前，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展從信息互聯(lián)網(wǎng)邁入價值互聯(lián)網(wǎng)階段，人類社會發(fā)展進入數(shù)字經(jīng)濟時代。數(shù)字資源已經(jīng)成為國家核心戰(zhàn)略資產(chǎn)和社會財富，數(shù)字資產(chǎn)已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。其中三維模型是非常重要的一個組成部分，但由于其制作成本的局限性，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下三維模型的安全可信交易還不具有廣泛性。因此，如何保證三維模型的安全可信交易及傳播一直是技術人員的目標。

三維模型是對現(xiàn)實世界中真實物體的一種逼真模擬，和二維的平面圖像相比，其包含更加豐富的內(nèi)容和屬性，能夠給人帶來更多的視覺享受，更符合人類視覺的感知習慣，成為繼聲音、圖像和視頻之后的第4種多媒體數(shù)據(jù)類型。近年來隨著計算機硬件特別是顯卡性能的提高以及計算機圖形學的發(fā)展，越來越多的技術開始關注三維模型，包括三維模型采集技術、渲染技術以及三維模型在互聯(lián)網(wǎng)上的傳播技術等。這一系列的相關技術導致了三維模型數(shù)量呈爆炸式增長，并被廣泛地應用在工程制圖、城市規(guī)劃、影視娛樂、文物復原和生物醫(yī)學等領域中，帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

隨著三維模型市場的日益擴展，人們對于三維模型的需求與日俱增。專業(yè)設計者和建模愛好者會嘗試自己建模，但是大多數(shù)的普通用戶更傾向于在互聯(lián)網(wǎng)上尋找并下載模型，在完善和應用的過程中體驗動手的樂趣。于是各類三維模型的在線交易平臺就應用而生，像shapeways、cgtrader、turbosquid等網(wǎng)站會提供高質(zhì)量模型資源，分類詳細，價格明確，藝術家和設計師們可以分享和出售自己的模型作品，消費者可以在此選購心儀的三維模型，產(chǎn)生的收入則由設計師和網(wǎng)站共同分成。三維模型作品是設計者智慧和心血的結晶，應受到版權法律保護，這一點已成為國際共識，也是3d產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

然而三維模型有著不同于傳統(tǒng)信息媒介的特性，其在互聯(lián)網(wǎng)上可以被無限的復制、全球性的傳播以及各種形式的交互，給版權保護帶來很大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)實網(wǎng)絡環(huán)境下，三維模型可以被高效復制或篡改，侵權使用與合法使用之間的界線比較模糊，又面臨著行政保護力度較弱、舉證困難、維權成本過高等問題。因此人們迫切期待對互聯(lián)網(wǎng)上各種類型三維模型進行統(tǒng)一管理，模型的交易、分享及傳播具有高度可信任的平臺，使它們能夠得到最大化利用，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟和社會效益。

傳統(tǒng)的版權保護方法都是集中登記式的，本質(zhì)上是一種權威管理機構授權的中心化的版權管理機制，需要準備的材料多，過程比較長，費用較高，出現(xiàn)版權糾紛后的法律支撐力不夠理想。區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)為解決三維模型交易中的確權難題提供了一種新的途徑和方法，它能夠提供強大的工具來維護、跟蹤數(shù)字產(chǎn)品版權和版權交易。區(qū)塊鏈不可變更的特點可以證明某一數(shù)字三維模型作品的存在性；區(qū)塊鏈能夠為一個特定的時間點的存在提供證明，無論是三維模型創(chuàng)作的時間點，還是版權交易的時間點，均準確記錄，而且沒有任何異議的可能；基于區(qū)塊鏈的構成原理，它能夠為版權提供獨一無二的證明，包括作品提交的時間、所有權歸屬以及版權交易等都是獨一無二的；因為區(qū)塊鏈是不可變更的，被記錄過的版權、版權交易在某一特定時間點的存在提供了結論性證明，為保護數(shù)字版權提供強大的技術保障；區(qū)塊鏈不會區(qū)別大型媒體公司與創(chuàng)作個體，任何人或機構都可以方便地利用區(qū)塊鏈進行版權登記，所以非常有利于鼓勵創(chuàng)新、創(chuàng)作，與版權保護的根本宗旨高度契合。

針對上述問題，構建安全可信的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的三維模型確權與交易方法是關鍵。由區(qū)塊鏈獨特的技術設計可見,區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有分布式高冗余存儲、時序數(shù)據(jù)且不可篡改和偽造、去中心化信用、自動執(zhí)行的智能合約、安全和隱私保護等顯著的特點,這使得區(qū)塊鏈技術不僅可以成功應用于數(shù)字加密貨幣領域,同時在經(jīng)濟、金融和社會系統(tǒng)中也存在廣泛的應用場景。根據(jù)區(qū)塊鏈技術應用的現(xiàn)狀,可以將區(qū)塊鏈目前的主要應用籠統(tǒng)地歸納為數(shù)字貨幣、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)鑒證、金融交易、資產(chǎn)管理和選舉投票共六個場景。在交易雙方信息不對稱的情況下，區(qū)塊鏈技術的應用，可以實現(xiàn)無需第三方機構擔保即可獲得信用證明。在三維模型交易市場中任何交易組織或個人都可以作為區(qū)塊鏈中的一個節(jié)點參與并創(chuàng)造信任機制，但是所建的節(jié)點必須全網(wǎng)公示，人人可見。但根據(jù)現(xiàn)有的了解，還沒有任何機構或組織將區(qū)塊鏈技術應用于三維模型確權與交易中。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種基于區(qū)塊鏈技術的三維模型確權與交易方法，以采用安全可信的區(qū)塊鏈技術來解決三維模型交易和使用過程中的侵權問題。

本發(fā)明包括以下步驟：

(1)三維模型交易網(wǎng)絡中的在網(wǎng)節(jié)點收集一段時間內(nèi)所有的三維模型交易信息；

(2)將三維模型交易信息通過p2p網(wǎng)絡進行傳播，網(wǎng)絡中的接收節(jié)點對收到的三維模型交易信息進行檢驗，審核三維模型交易是否合法，將通過檢驗的三維模型交易信息記錄到新區(qū)塊中；

(3)三維模型交易網(wǎng)絡中的在網(wǎng)節(jié)點對新區(qū)塊中的交易信息進行計算，結合區(qū)塊鏈當前末端區(qū)塊的散列值，計算并尋找滿足條件的新區(qū)塊的散列值；

(4)在三維模型交易網(wǎng)絡中最先計算得到滿足條件的散列值的節(jié)點，該節(jié)點把新區(qū)塊信息通過p2p網(wǎng)絡廣播到全網(wǎng)其它節(jié)點；

(5)三維模型交易網(wǎng)絡中的節(jié)點對該新生成區(qū)塊進行驗證，審查無誤以后，所有節(jié)點接受該新區(qū)塊，而接受的方式，就是把該新區(qū)塊確定為區(qū)塊鏈當前末端區(qū)塊，并且將三維模型交易信息寫入賬本。

三維模型交易網(wǎng)絡無需中心化的設備和管理機構，可以實現(xiàn)對三維模型交易的全網(wǎng)監(jiān)督。

在步驟(3)中，當新區(qū)塊被散列運算時，采用加密散列函數(shù)，它是單向的，也就是從輸出來反推輸入幾乎是不可能的，而且它是抗碰撞的，即當一個加密散列函數(shù)為超過一個輸入進行運算時，它不會產(chǎn)出相同的輸出結果，使用加密散列函數(shù)進行散列運算具有較高的安全性。

在步驟(5)中，當所有節(jié)點接受新區(qū)塊后，每一個節(jié)點都可以獲得網(wǎng)絡中的三維模型交易信息備份。

所述三維模型交易信息對全網(wǎng)節(jié)點都是透明的，都含有時間戳，交易信息可追溯，不可篡改。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：通過以上的步驟，三維模型交易網(wǎng)絡中所有在網(wǎng)節(jié)點共同參與、維護、審查區(qū)塊鏈區(qū)塊的生成過程，并且整個網(wǎng)絡中的在網(wǎng)節(jié)點都維護相同的區(qū)塊鏈三維模型交易記錄，保證了區(qū)塊鏈上區(qū)塊記錄的真實、可靠與不可篡改。由于三維模型交易記錄的全網(wǎng)公開性和可追溯性，即使是在三維模型進行二次或多次傳播時，也能達到三維模型二次或多次交易過程中的確權與版權保護。

附圖說明

圖1是基于區(qū)塊鏈技術的三維模型交易過程的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明使用的對等(p2p)網(wǎng)絡示意圖；

圖3是基于區(qū)塊鏈技術的三維模型確權與交易具體實現(xiàn)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明使用的非對稱加密算法過程的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行描述。其中附圖1描述了基于區(qū)塊鏈技術的三維模型交易過程。附圖3描述了基于區(qū)塊鏈技術的三維模型確權與交易具體實現(xiàn)過程。

具體的實現(xiàn)步驟：

(1)利用區(qū)塊鏈去中心化的這個最本質(zhì)的特征，使三維模型交易無需中央處理節(jié)點，實現(xiàn)了每筆交易數(shù)據(jù)的分布式記錄、存儲并且能夠保證數(shù)據(jù)記錄的真實性，形成由p2p協(xié)議組成的網(wǎng)絡。正如附圖2的p2p網(wǎng)絡所示，通過在此網(wǎng)絡中的在網(wǎng)節(jié)點收集一段時間內(nèi)所有的三維模型交易信息。

在這種去中心化的網(wǎng)絡環(huán)境中，全網(wǎng)所有在網(wǎng)節(jié)點沒有實質(zhì)的區(qū)別，所有節(jié)點享有相同的權利和義務。而且在網(wǎng)節(jié)點遵守同樣的密碼學規(guī)則，共同維護全網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄。對三維模型每筆交易的記錄、存儲過程，需得到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡內(nèi)其它節(jié)點的批準后才能執(zhí)行。所有在網(wǎng)節(jié)點沒有第三方中介或者信任機構背書，對單個節(jié)點的攻擊就無法控制或者對整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡產(chǎn)生影響。

(2)得到三維模型交易信息之后，將其廣播到全網(wǎng)，并對其進行檢驗，審核交易是否合法，最后將通過檢驗的交易信息記錄到新區(qū)塊中。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的各個三維模型交易節(jié)點可以在無需了解對方身份的情況下進行交易。整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的交易基于加密地址。不對交易雙方身份進行認證。交易雙方僅需要公布自己的地址，然后通過使用非對稱加密算法與對方進行交易通信。正如附圖4的非對稱加密算法的過程所示，網(wǎng)絡中的所有節(jié)點維持自身的公私鑰對，對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點間的通信信息進行加密和解密。節(jié)點公開發(fā)布自己的公鑰，保留自己的私鑰。進行信息傳遞的發(fā)送方，使用信息接收方公布的公鑰對將要傳遞的信息進行加密。信息接收方在接收到傳遞的加密信息后，使用自己的私鑰對加密過的信息進行解密。在具體的三維模型交易過程中，每一筆交易都通過電子簽名進行保護確認。在整個網(wǎng)絡中，交易的發(fā)起者通過自有私鑰對交易進行簽名，并發(fā)送到接收者的賬戶地址(即公鑰)。在進行三維模型網(wǎng)上交易支付時，三維模型的持有者需要證明自己擁有交易簽名的私鑰。在進行交易審核時，通過發(fā)送者的公鑰對其交易簽名進行驗證。審核交易確定合法之后，將三維模型交易信息記錄到新區(qū)塊中。具體的區(qū)塊信息正如表1所示。

表1是根據(jù)本發(fā)明涉及到的三維模型交易區(qū)塊信息表

(3)利用三維模型交易網(wǎng)絡中的在網(wǎng)節(jié)點對新區(qū)塊中的交易信息進行計算，結合區(qū)塊鏈當前末端區(qū)塊的散列值，計算并尋找滿足條件的新區(qū)塊的散列值。其中使用先進的數(shù)學和計算機科學引入加密散列函數(shù)。加密散列函數(shù)是一種單向函數(shù)，也就是說極其難以由散列函數(shù)輸出的結果，回推輸入的數(shù)據(jù)是什么。理想的加密散列函數(shù)有以下四個特性。第一，對于任何一個給定的消息，它都很容易就能運算出散列數(shù)值；第二，難以由一個已知的散列數(shù)值，去推算出原始的消息；第三，在不更動散列數(shù)值的前提下，修改消息內(nèi)容是不可行的；第四，對于兩個不同的消息，它不能給予相同的散列數(shù)值。在本步驟中，引用目前流行的sha-2(securehashalgorithm2)，即安全散列法2。它的散列值較長，而且比各種分組密碼構造更快。它屬于sha算法之一，是sha-1的后繼者。其下又分為六種不同的算法標準，包括sha-224、sha-256、sha-384、sha-512、sha-512/224和sha-512/256。sha-256算法輸入報文的最大長度不超過2⁶⁴-bit，輸入按512-bit分組進行處理，產(chǎn)生的輸出是一個256-bit的報文摘要。由于sha-256相較于sha-2中的大部分其它算法長度較短，也就減少了一定的時間開銷，但它仍相較于大部分非sha-2算法的長度更長，因此更難發(fā)生碰撞，也就更為安全。而且，比特幣廣泛使用了該算法，從側面也說明了它的安全性。因此，本發(fā)明在該步驟中使用sha-256算法去單向、快速并且抗碰撞地處理任何類型的輸入，計算出新區(qū)塊的散列值。

(4)結合步驟(3)，在得到三維模型交易網(wǎng)絡中最先計算得到滿足條件的散列值的節(jié)點后，通過該節(jié)點把新生成的含有三維模型交易信息的區(qū)塊信息通過附圖2所示的p2p網(wǎng)絡遵循p2p協(xié)議廣播到全網(wǎng)其它節(jié)點。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術中，網(wǎng)絡的計算能力和寬帶是依賴、聚集在較少的幾臺服務器上，即中心化網(wǎng)絡。隨著p2p技術的發(fā)展，網(wǎng)絡拓撲結構發(fā)生了改變，沒有了中心化、權利化的服務器，資源信息數(shù)據(jù)等在每臺設備之間可以共享，每一臺設備都是一個節(jié)點。新生成的含有三維模型交易信息的區(qū)塊信息正是利用區(qū)塊鏈技術中的p2p通信技術、基于p2p協(xié)議來將其廣播到全網(wǎng)其它節(jié)點，這樣就避免了對中心化服務器的依賴，也提供了一個更為公平的網(wǎng)絡運行環(huán)境。

(5)通過三維模型交易網(wǎng)絡中的節(jié)點對新區(qū)塊進行驗證，當審查無誤以后，所有節(jié)點接受該新區(qū)塊，而接受的方式，就是把該新區(qū)塊確定為區(qū)塊鏈當前末端區(qū)塊。其中使用權益證明機制pos(proofofstake)來確定哪一個新生成的區(qū)塊應該被鏈接到之前區(qū)塊鏈的末端。pos共識本質(zhì)上是采用權益證明來代替工作量證明機制pow(proofofwork)中的基于哈希算力的工作量證明，是由系統(tǒng)中具有最高權益而非最高算力的節(jié)點獲得區(qū)塊記賬權。權益體現(xiàn)為三維模型交易網(wǎng)絡中的節(jié)點對特定數(shù)量貨幣的所有權，稱為幣齡或幣天數(shù)(coindays)。幣齡是特定數(shù)量的幣與其最后一次交易的時間長度的乘積，每次交易都將會消耗掉特定數(shù)量的幣齡。采用pos共識機制的系統(tǒng)在特定時間點上的幣齡總數(shù)是有限的，長期持幣者更傾向于擁有更多幣齡，因此幣齡可視為其在pos系統(tǒng)中的權益。pos共識過程中的難度與交易輸入的幣齡成反比，消耗幣齡越多則挖礦難度越低。節(jié)點判斷當前區(qū)塊鏈的標準也由pow共識的最高累計難度轉變?yōu)樽罡呦膸琵g，每個區(qū)塊的交易都會將其消耗的幣齡提交給該新區(qū)塊，累計消耗幣齡最高的新區(qū)塊將被連接到當前區(qū)塊鏈上。由此可見，pos共識過程僅依靠內(nèi)部幣齡和權益而不需要消耗外部算力和資源，從根本上解決了pow共識算力浪費的問題，并且能夠在一定程度上縮短達成共識的時間；最后，將此三維模型交易信息寫入賬本。