專(zhuān)利名稱(chēng)：級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及以其為基礎(chǔ)的電子商務(wù)的廣泛應(yīng)用，使各類(lèi)文字、 圖片、影視等作品通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的傳播范圍空前擴(kuò)大，為創(chuàng)作者和發(fā)行商帶來(lái)了新機(jī)遇。但同 時(shí)，人們也很容易對(duì)以數(shù)字形式存在的產(chǎn)品進(jìn)行非法拷貝和分發(fā)。如何對(duì)數(shù)字化產(chǎn)品進(jìn)行 版權(quán)保護(hù)已成為信息時(shí)代版權(quán)保護(hù)的核心問(wèn)題之一。數(shù)字指紋技術(shù)的核心思想是將受保護(hù)作品的每一份拷貝都用唯一的指紋進(jìn)行標(biāo) 記，使得每份拷貝都與其他拷貝有細(xì)微的差別，保證每份拷貝都是唯一的。當(dāng)購(gòu)買(mǎi)者購(gòu)買(mǎi)作 品時(shí)，作品發(fā)行者對(duì)其身份進(jìn)行認(rèn)證，然后將嵌有唯一指紋信息的拷貝對(duì)其出售，并將用戶(hù) 身份和其所購(gòu)買(mǎi)拷貝中的指紋一起存儲(chǔ)到銷(xiāo)售記錄中，因此每個(gè)合法用戶(hù)獲取的作品拷貝 對(duì)應(yīng)唯一的指紋。當(dāng)某個(gè)用戶(hù)將所購(gòu)買(mǎi)的作品公開(kāi)、轉(zhuǎn)賣(mài)或轉(zhuǎn)送給其他人，指紋也將隨之拷 貝。因此非法拷貝必定源于某個(gè)或某幾個(gè)合法拷貝且非法拷貝中將含有全部或者部分某合 法拷貝的指紋。當(dāng)發(fā)行者發(fā)現(xiàn)了非法拷貝后，可以提取非法拷貝中的指紋，并采用指紋跟蹤 算法追查從事作品再分發(fā)的用戶(hù)。數(shù)字指紋技術(shù)通過(guò)對(duì)盜版用戶(hù)的跟蹤來(lái)阻止用戶(hù)從事拷 貝的非法再分發(fā)活動(dòng)，即使是把拷貝轉(zhuǎn)送與他人，發(fā)行者也能夠找出注冊(cè)的用戶(hù)，對(duì)其行為 進(jìn)行起訴或制裁。因此，通過(guò)加大盜版用戶(hù)被追查到的風(fēng)險(xiǎn)，抑制非法拷貝的傳播。
步驟4，計(jì)算用戶(hù)合謀度，即依據(jù)合謀矩陣ColM，根據(jù)式2計(jì)算所有N個(gè)用戶(hù)中每 個(gè)用戶(hù)分別的用戶(hù)合謀度Ψη， 1 ‘2 其中，1彡η彡N，1彡j彡^ ，、為用戶(hù)η的第j個(gè)外碼的碼字符號(hào)；步驟5，追蹤合謀用戶(hù)，即根據(jù)每個(gè)用戶(hù)合謀度Ψη，1 < η < N，判斷用戶(hù)合謀度異 常的用戶(hù)為合謀用戶(hù)，采用以下兩種判據(jù)進(jìn)行合謀用戶(hù)的追蹤，

判據(jù)1，將用戶(hù)合謀度最大的用戶(hù)判斷為合謀用戶(hù)
Ur = {u，ψη = max (ψη)，1 彡 η 彡 N}
式:
判據(jù)2，將用戶(hù)合謀度Wu符合式4的用戶(hù)u判斷為合謀用戶(hù)
Ur = {u，Ψ -E(ΨJ ^ β σ , 1 ^ η ^ N}
式四
3
結(jié)合兩種判據(jù)的判斷結(jié)果得到追蹤到的合謀用戶(hù)集合U。，其中Wu為第U個(gè)用 戶(hù)的用戶(hù)合謀度；Ε(Ψη)為所有用戶(hù)合謀度的平均值；ο為所有用戶(hù)合謀度的均方差，即
β為預(yù)先設(shè)定的判據(jù)參數(shù)。而且，所述判據(jù)參數(shù)β彡4。本發(fā)明所提出的級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法通用性強(qiáng)，在跟蹤成功率方面比硬 判決譯碼算法具備明顯優(yōu)勢(shì)，可以達(dá)到最佳譯碼的效果；而從譯碼復(fù)雜度的情況分析，確遠(yuǎn) 遠(yuǎn)小于最佳譯碼算法，同時(shí)也低于硬判決譯碼算法。同時(shí)，本發(fā)明給出了基于軟判決譯碼的 級(jí)聯(lián)指紋碼的選碼準(zhǔn)則，可以給具體級(jí)聯(lián)指碼W'的碼字合謀矩陣ColM，如式1所示，其中1彡i彡N1,1彡j彡I2 ； 以上矩陣的列就是每個(gè)內(nèi)碼中各個(gè)內(nèi)碼碼字參與合謀的程度。步驟4，計(jì)算用戶(hù)合謀度，即依據(jù)合謀矩陣ColM，根據(jù)式2計(jì)算所有N個(gè)用戶(hù)中每 個(gè)用戶(hù)分別的用戶(hù)合謀度Ψη， 其中，1彡η彡N，1彡j彡l2,l</ y < N,，、為用戶(hù)η的第j個(gè)外碼的碼字符號(hào)；步驟5，追蹤合謀用戶(hù)，即根據(jù)每個(gè)用戶(hù)合謀度Ψη，1 < η < N，判斷用戶(hù)合謀度異 常的用戶(hù)為合謀用戶(hù)，采用以下兩種判據(jù)進(jìn)行合謀用戶(hù)的追蹤，判據(jù)1，將用戶(hù)合謀度最大的用戶(hù)判斷為合謀用戶(hù) 判據(jù)2，將用戶(hù)合謀度符合式4的用戶(hù)u判斷為合謀用戶(hù) 結(jié)合兩種判據(jù)的判斷結(jié)果得到追蹤到的合謀用戶(hù)集合U。，其中Wu為第U個(gè)用 戶(hù)的用戶(hù)合謀度；Ε(Ψη)為所有用戶(hù)合謀度的平均值；ο為所有用戶(hù)合謀度的均方差，即
σ
^
^為預(yù)先設(shè)定的判據(jù)參數(shù)。判據(jù)2是通過(guò)判斷用戶(hù)合謀度與所有用戶(hù)合謀度均值之間的差來(lái)追蹤合謀用戶(hù)。 依據(jù)契比雪夫(Chebyshev)不等式，建議選擇β > 4設(shè)置判據(jù)參數(shù)，可以高概率成功追蹤 到合謀用戶(hù)。分析基于軟判決譯碼的指紋碼的編碼構(gòu)造的選碼準(zhǔn)則針對(duì)內(nèi)碼FPin為(I1, N1) q碼，外碼FP。ut為仏，碼的級(jí)聯(lián)指紋碼FP (1，N) q,多用 戶(hù)合謀攻擊后的指紋碼按內(nèi)碼段看構(gòu)成為…八…力2}，1彡j (ι2，反置亂規(guī)整之后的指紋碼序列為
。即在合謀指紋碼W'的每個(gè)內(nèi)碼Wj 中，計(jì)算各個(gè)內(nèi)碼碼字Wu參與合謀內(nèi)碼％的內(nèi)碼合謀度約，其中1彡i彡N1,1彡j彡12。 令禮為參與合謀的內(nèi)碼碼字的平均合謀度，仏為未參與合謀的內(nèi)碼碼字的平均合謀度。則 用戶(hù)合謀度為 式六其中P(w。| I2)為用戶(hù)η的外碼中與合謀用戶(hù)外碼相同的碼字個(gè)數(shù)， O^P(WcIl2) ^ I2, P (wd 112)為用戶(hù)η的外碼中與合謀用戶(hù)外碼不相同的碼字個(gè)數(shù)P(WdIl2) =I2-P(WcIi2)。則參與合謀的用戶(hù)合謀度Ψ。與未參與合謀的用戶(hù)合謀Wd之間的SDw為 依據(jù)式6，在給定用戶(hù)數(shù)和給定碼字長(zhǎng)度的情況下，P( |/2) -禮)越大，合謀用 戶(hù)與未參與合謀用戶(hù)的合謀度差距Dw就越大，從而可以提高追蹤算法的成功率。因此，提 高P(WdIl2)和(隊(duì)可以有效地提高指紋碼的編碼效率。P(Wd|l2)的增加意味著需要加 大未參與合謀用戶(hù)與參與合謀用戶(hù)外碼的碼間距，(隊(duì)-禮)的增加則標(biāo)明在內(nèi)碼中參與合 謀的碼字合謀度與未參與合謀的碼字合謀度的差值應(yīng)盡可能大，即碼字之間盡量正交。通過(guò)以上分析，可以得出基于內(nèi)外聯(lián)合譯碼的級(jí)聯(lián)指紋碼的內(nèi)外碼選碼準(zhǔn)則外 碼選擇碼間距大的碼，內(nèi)碼選擇正交性強(qiáng)的碼。由于外碼的選碼準(zhǔn)則與糾錯(cuò)碼的選擇準(zhǔn)則 相同，因此可以采用目前被證明性能優(yōu)良的糾錯(cuò)碼，包括隨機(jī)碼、LDPC碼(低密度奇偶校 驗(yàn)碼)和Reed-Solomon碼等。而在內(nèi)碼的選擇上，可以選擇具備良好正交性的偽隨機(jī)序 列。正交擴(kuò)頻序列應(yīng)具備如下特性有尖銳的自相關(guān)特性；有處處為零的互相關(guān)特性；不同 碼元數(shù)平衡；有足夠多的編碼；編碼有盡可能大的復(fù)雜度。目前常用的正交擴(kuò)頻序列包括m 碼、Walsh碼、Gold碼以及Kasami碼等。內(nèi)碼也可以選擇具備抗合謀攻擊能力的糾錯(cuò)碼以 及具備抗合謀攻擊能力的級(jí)聯(lián)碼等。
權(quán)利要求
一種級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法，所述級(jí)聯(lián)指紋碼FP，其內(nèi)碼FPin為(l1，N1)q碼，其中q為FPin的字符集個(gè)數(shù)，l1是FPin的碼字長(zhǎng)度，N1為FPin的可分配碼字個(gè)數(shù)；其外碼FPout為碼，其中N1是FPout的字符集個(gè)數(shù)，l2是FPout的碼字長(zhǎng)度，N2是FPout的碼字個(gè)數(shù)；由FPin和FPout構(gòu)建的級(jí)聯(lián)指紋碼FP為(l，N)q碼，其碼字長(zhǎng)度l等于l1*l2，碼字個(gè)數(shù)N等于N2；針對(duì)c個(gè)用戶(hù)合謀攻擊后的指紋碼y＝{y1y2…yk…yl}，1≤k≤l；其特征在于譯碼過(guò)程包括以下步驟，步驟1，反置亂，即采用編碼生成級(jí)聯(lián)指紋碼FP時(shí)使用的置亂密鑰對(duì)攻擊后的指紋碼y進(jìn)行反置亂，獲得合謀指紋碼w′，然后對(duì)其進(jìn)行分段獲得l2段長(zhǎng)度均為l1的指紋碼序列1≤j≤l2，wj為合謀指紋碼中的內(nèi)碼；步驟2，內(nèi)碼譯碼，即在合謀指紋碼w′的每個(gè)內(nèi)碼wj中，計(jì)算各個(gè)內(nèi)碼碼字wij參與合謀內(nèi)碼wj的內(nèi)碼合謀度其中1≤i≤N1，1≤j≤l2；步驟3，構(gòu)建碼字合謀矩陣，即聯(lián)合所有內(nèi)碼合謀度構(gòu)建整個(gè)合謀指紋碼w′的碼字合謀矩陣ColM，如式1所示，其中1≤i≤N1，1≤j≤l2；式一步驟4，計(jì)算用戶(hù)合謀度，即依據(jù)合謀矩陣ColM，根據(jù)式2計(jì)算所有N個(gè)用戶(hù)中每個(gè)用戶(hù)分別的用戶(hù)合謀度Ψn，式二其中，1≤n≤N，1≤j≤l2，為用戶(hù)n的第j個(gè)外碼的碼字符號(hào)；步驟5，追蹤合謀用戶(hù)，即根據(jù)每個(gè)用戶(hù)合謀度Ψn，1≤n≤N，判斷用戶(hù)合謀度異常的用戶(hù)為合謀用戶(hù)，采用以下兩種判據(jù)進(jìn)行合謀用戶(hù)的追蹤，判據(jù)1，將用戶(hù)合謀度最大的用戶(hù)判斷為合謀用戶(hù)Uc＝{u，Ψu＝max(Ψn)，1≤n≤N}式三判據(jù)2，將用戶(hù)合謀度Ψu符合式4的用戶(hù)u判斷為合謀用戶(hù)Uc＝{u，Ψu E(Ψn)≥βσ，1≤n≤N}式四結(jié)合兩種判據(jù)的判斷結(jié)果得到追蹤到的合謀用戶(hù)集合Uc，其中Ψu為第u個(gè)用戶(hù)的用戶(hù)合謀度；E(Ψn)為所有用戶(hù)合謀度的平均值；σ為所有用戶(hù)合謀度的均方差，即β為預(yù)先設(shè)定的判據(jù)參數(shù)。F2009100628310C0000011.tif,F2009100628310C0000012.tif,F2009100628310C0000013.tif,F2009100628310C0000014.tif,F2009100628310C0000015.tif,F2009100628310C0000021.tif,F2009100628310C0000022.tif,F2009100628310C0000023.tif,F2009100628310C0000024.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法，其特征在于所述判據(jù)參數(shù) β彡4。
全文摘要
本發(fā)明屬于數(shù)字安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及級(jí)聯(lián)指紋碼的軟判決譯碼方法，譯碼過(guò)程包括以下步驟對(duì)攻擊后的指紋碼進(jìn)行反置亂，獲得規(guī)整后的合謀指紋碼，然后對(duì)其進(jìn)行分段獲得合謀指紋碼的各個(gè)內(nèi)碼；在合謀指紋碼的每個(gè)內(nèi)碼中計(jì)算各個(gè)內(nèi)碼碼字的碼字合謀度；聯(lián)合所有內(nèi)碼碼字合謀度，構(gòu)建整個(gè)合謀指紋碼的碼字合謀矩陣；依據(jù)合謀矩陣計(jì)算每個(gè)用戶(hù)的用戶(hù)合謀度，根據(jù)每個(gè)用戶(hù)合謀度判斷用戶(hù)合謀度異常的用戶(hù)為合謀用戶(hù)。本發(fā)明所提出技術(shù)方案通用性強(qiáng)，跟蹤成功率高，且譯碼復(fù)雜度低。
文檔編號(hào)G06F21/00GK101930505SQ20091006283
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者任延珍, 胡瑞敏 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)