專利名稱：一種數(shù)字標(biāo)牌的內(nèi)容防盜播方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體說是ー種數(shù)字標(biāo)牌的內(nèi)容防盜播方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廣大政府単位、銀行、企業(yè)、傳統(tǒng)媒體等將數(shù)字標(biāo)牌作為信息發(fā)布、產(chǎn)品宣傳和廣告營銷的主要載體，將內(nèi)容集中管理維護(hù)，通過聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行推送，將富媒體信息通過數(shù)字顯示裝置呈現(xiàn)給受眾。然而，數(shù)字標(biāo)牌系統(tǒng)在廣 泛應(yīng)用的同時，其安全性問題也進(jìn)ー步凸顯出來，往往面臨盜播的風(fēng)險，即播放內(nèi)容在傳輸或者在終端緩存的過程中，被竊聽或者拷貝后在非授權(quán)的地方播放。目前尚沒有引起足夠重視，也就沒有較好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種數(shù)字標(biāo)牌的內(nèi)容防盜播方法。本發(fā)明提供ー種在數(shù)字標(biāo)牌應(yīng)用中，通過對播放內(nèi)容的控制與管理，防止播放內(nèi)容被竊聽、拷貝等盜播的方法。播放內(nèi)容包括播出控制信息、播放內(nèi)容素材信息等。本發(fā)明的應(yīng)用場合包括服務(wù)器和播放終端。服務(wù)器根據(jù)播放內(nèi)容計算出安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；服務(wù)器對播放內(nèi)容進(jìn)行加密變換；播放終端根據(jù)自己的私鑰和安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解密經(jīng)過加密變換后的播放內(nèi)容，以防止播放內(nèi)容被竊聽或者拷貝。本發(fā)明提供一種密鑰管理框架，用于發(fā)布、存放所需的密鑰或者證書。密鑰管理框架包括方案A和方案B 在方案A中，播放終端保存自己的私鑰證書，服務(wù)器還保存所有與之相連的播放終端的公鑰證書。在方案B中，采用對稱密碼算法基礎(chǔ)上的分散密鑰管理體制。播放終端保存自己的私鑰，服務(wù)器保存所有終端私鑰的擴(kuò)散源密鑰，該擴(kuò)散源密鑰相當(dāng)于播放終端的公鑰。本發(fā)明中所涉及密鑰的存儲和使用均在安全硬件模塊中，并采用離線申請、安裝和更新的方式，保證密鑰存儲和使用的安全。本發(fā)明采用一次ー密的加密方式。服務(wù)器在將播放內(nèi)容進(jìn)行加密時，隨機(jī)產(chǎn)生加密密鑰，待加密完成后，將本次加密密鑰用播放終端的公鑰進(jìn)行加密，得到單次加密密鑰的密文，然后將經(jīng)過加密變換后的播放內(nèi)容和單次加密密鑰的密文一同傳送給播放終端。播放終端首先根據(jù)自己私鑰解密出加密密鑰，然后再利用單次加密密鑰，解密出播放內(nèi)容。本發(fā)明提供ー種隨機(jī)選取加密點的加密方法。對所有播放內(nèi)容進(jìn)行加密需要耗費極大的運算量和運算時間。對于播放內(nèi)容，服務(wù)器首先隨機(jī)選取若干個點，對隨機(jī)點上的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，然后將隨機(jī)點信息利用播放終端的公鑰進(jìn)行加密，得到隨機(jī)點信息的密文，最后將加密變換后的播放內(nèi)容、單次加密密鑰的密文和隨機(jī)點信息的密文一起傳送給播放終端。播放終端在用自己的私鑰解密出隨機(jī)點后，再進(jìn)行后續(xù)的解密操作。本發(fā)明提供一種播放多媒體內(nèi)容的終端系統(tǒng)。該終端系統(tǒng)包括密鑰存儲模塊、隨機(jī)點解密模塊、單次加密密鑰解密模塊和播放內(nèi)容解密模塊。隨機(jī)點解密模塊使用終端的私鑰，解密安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的隨機(jī)點信息密文，得到隨機(jī)點信息的明文；單次加密密鑰解密模塊使用終端的私鑰解密出單次加密密鑰密文，得到單次加密密鑰；播放內(nèi)容解密模塊使用單次加密密鑰，根據(jù)隨機(jī)點信息解密加密變換后的播放內(nèi)容。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)加密，防止播放內(nèi)容被竊聽或者非法拷貝。


圖I顯示了本發(fā)明的密鑰管理框架示意圖。圖2顯示了本發(fā)明的一種隨機(jī)點結(jié)構(gòu)示意圖。圖3顯示了服務(wù)器的加密過程。圖4顯示了播放終端的解密過程。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述和其目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。本發(fā)明提出的在數(shù)字標(biāo)牌應(yīng)用中，采用對播放內(nèi)容(包括播表文件、媒體文件等)進(jìn)行加密的處理方式，產(chǎn)生包括播放內(nèi)容密文、隨機(jī)點信息密文、單次加密密鑰密文等在內(nèi)的相應(yīng)安全信息包，將該包傳輸給播放終端。在播放終端設(shè)有相應(yīng)的提取和解密模塊，使得非法終端不能播放文件內(nèi)容，從而防止媒體內(nèi)容被非法竊聽或者拷貝。圖I顯示了本發(fā)明的密鑰管理框架。密鑰管理框架包括方案A和方案B。在方案A中，播放終端保存自己的私鑰證書，服務(wù)器保存所有與之相連的播放終端的公鑰證書。在方案B中，采用對稱密碼算法基礎(chǔ)上的分散密鑰管理體制。內(nèi)容服務(wù)器采用公開密鑰管理體制，播放終端保存自己的私鑰，服務(wù)器保存所有終端私鑰的擴(kuò)散前的密鑰。上述密鑰均存放在專用的硬件設(shè)備中，密鑰的發(fā)放和更新均采用離線方式。服務(wù)器對播放內(nèi)容加密的完整過程包括如下幾個步驟I.根據(jù)待處理內(nèi)容的大小，由隨機(jī)數(shù)生成模塊生成隨機(jī)點信息，隨機(jī)點有多種定義方式，圖2顯示了一種隨機(jī)點信息結(jié)構(gòu)，該圖顯示了 10個隨機(jī)點，每個隨機(jī)點用起始位置和大小來定義；2.隨機(jī)數(shù)生成模塊產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)作為單次文件加密的密鑰；3.根據(jù)單次文件加密密鑰和隨機(jī)點信息，由播放內(nèi)容加密模塊對播放內(nèi)容進(jìn)行加密3. I根據(jù)隨機(jī)點，從播放文件明文提取將要加密的明文數(shù)據(jù)；3. 2采用對稱密鑰算法，利用單次文件加密密鑰對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密變換，得到密文數(shù)據(jù)；3. 3將密文數(shù)據(jù)替換播放文件中相應(yīng)的明文數(shù)據(jù)，最終得到經(jīng)過加密變換后的播放內(nèi)容密文；4.利用終端的公鑰，對“單次文件加密密鑰”進(jìn)行加密，得到單次加密密鑰的密文；5.利用終端的公鑰，對“隨機(jī)點信息”進(jìn)行加密，得到隨機(jī)點信息的密文，整個加密過程結(jié)束。 經(jīng)過上述過程后，得到的結(jié)果分別是播放內(nèi)容的密文和由隨機(jī)點的密文、單次加密密鑰的密文等組成的安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。播放內(nèi)容的密文的生成過程如圖3a所示，隨機(jī)點的密文的生成過程如圖3b所示，單次加密密鑰的密文的生成過程如圖3c所示。將播放內(nèi)容的密文和安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等一起傳送給播放終端，傳輸?shù)拿浇榭梢允枪饫|、同軸電纜、網(wǎng)線等有線信道，也可以是移動通信、衛(wèi)星通信、藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)等無線信道，以及移動存儲等外部設(shè)備。播放終端解密的完整過程包括如下幾個步驟I.從安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取隨機(jī)點信息的密文，利用終端私鑰，由隨機(jī)點解密模塊 根據(jù)隨機(jī)點密文，解密出隨機(jī)點信息，如圖4a ；2.從安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取出單次加密密鑰的密文，利用終端私鑰，由單次加密密鑰解密模塊根據(jù)單次加密密鑰密文，解密出單次加密密鑰，如圖4b ；3.根據(jù)隨機(jī)點信息，由播放內(nèi)容解密模塊將播放內(nèi)容密文解密，如圖4c 3. I根據(jù)隨機(jī)點，從播放文件明文提取將要解密的密文數(shù)據(jù)；3. 2采用對稱密鑰算法，利用單次文件加密密鑰對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密變換，得到明文數(shù)據(jù)；3. 3將明文數(shù)據(jù)替換播放文件中相應(yīng)的密文數(shù)據(jù)，最終得到播放文件的明文，整個解密過程結(jié)束。以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本頂技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)ー步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求說明書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是ー種在數(shù)字標(biāo)牌應(yīng)用中，通過對播放內(nèi)容的控制與管理，防止播放內(nèi)容被竊聽、拷貝等方式盜播的方法，適用于基于文件的媒體發(fā)布系統(tǒng)，其特征在干 播放內(nèi)容包括播出控制信息、播放內(nèi)容素材信息等； 服務(wù)器根據(jù)播放內(nèi)容計算出安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 服務(wù)器對播放內(nèi)容進(jìn)行加密變換，以防止播放內(nèi)容被竊聽或者拷貝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，提供一種密鑰管理框架，用于發(fā)布、存放所需的密鑰或者證書。密鑰管理框架包括方案A和方案B 在方案A中，播放終端保存自己的私鑰證書，服務(wù)器保存所有與之相連的播放終端的公鑰證書； 在方案B中，采用對稱密碼算法基礎(chǔ)上的分散密鑰管理體制。播放終端保存自己的私鑰，服務(wù)器保存所有終端私鑰的擴(kuò)散源密鑰。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的密鑰管理框架，其特征在于，密鑰的存儲和使用均在安全硬件模塊中，并采用離線申請、安裝和更新的方式，保證密鑰存儲和使用的安全。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在干 安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括對播放內(nèi)容抽樣的隨機(jī)點信息的密文； 安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括單次加密密鑰的密文。
5.根據(jù)權(quán)利4所述的安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其計算過程的特征在于 對于播放內(nèi)容，首先服務(wù)器提供一種隨機(jī)選取加密點的方法，選取若干個隨機(jī)點。然后將隨機(jī)點信息利用播放終端的公鑰進(jìn)行加密形成隨機(jī)點信息的密文，并將隨機(jī)點信息密文存儲到安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的安全運作方法，其特征在于，包括 采用對稱密碼算法完成對根據(jù)隨機(jī)點所選播放內(nèi)容的加密變換； 加密變換采用一次ー密的加密方式，加密密鑰隨機(jī)產(chǎn)生； 對播放內(nèi)容完成加密變換后，將本次加密密鑰用播放終端的公鑰進(jìn)行加密形成單次加密密鑰的密文，然后將單次加密密鑰的密文存儲到安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
7.根據(jù)權(quán)利I所述的安全運作方法，其特征在于加密變換后的播放內(nèi)容和安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)或者移動存儲等方式傳輸?shù)讲シ沤K端。
8.根據(jù)權(quán)利I所述的安全運作方法，其特征在于，包括 終端使用自己的私鑰，解密安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的隨機(jī)點信息密文，得到隨機(jī)點信息明文； 終端使用自己的私鑰解密出單次加密密鑰密文，得到單次加密密鑰； 終端使用單次加密密鑰，根據(jù)隨機(jī)點信息解密加密變換后的播放內(nèi)容，并進(jìn)行相關(guān)的后繼操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在數(shù)字標(biāo)牌應(yīng)用中，通過對播放內(nèi)容的控制與管理，防止播放內(nèi)容被竊聽、拷貝等方式盜播的方法。其技術(shù)方案包括安全運作框架、密鑰管理框架、隨機(jī)抽取加密點方法、加密過程、解密過程、終端系統(tǒng)等內(nèi)容。其中密鑰管理框架為給播放終端頒發(fā)私鑰，服務(wù)器存儲終端的公鑰，終端存儲自己的私鑰；涉及的密鑰均存儲在專用硬件安全模塊中，采用離線申請、安裝和升級的方法。加密、解密的技術(shù)要點在于所有從服務(wù)器進(jìn)入終端的數(shù)據(jù)，均需要加密；終端在播放前進(jìn)行解密；為了播放內(nèi)容加密和解密速度，降低終端資源占用，對播放內(nèi)容采用隨機(jī)抽取加密點進(jìn)行加密變換的方式進(jìn)行加密；隨機(jī)加密點信息經(jīng)過終端的公鑰加密后傳送給終端；抽取的加密點的數(shù)據(jù)采用一次一密的方式進(jìn)行加密變換，單次加密密鑰經(jīng)過終端的公鑰加密后傳給終端；終端首先通過自己的私鑰解密出隨機(jī)加密點信息和單次加密密鑰，然后再進(jìn)行播放內(nèi)容的解密。
文檔編號H04L9/08GK102647393SQ20111000727
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者蘇磊, 霍東云 申請人:北京鴻合窗景科技有限公司