目录

第一章总结
第二章总结
第三章总结
第三章总结

数字指纹技术

对比

• 数字水印技术：向数字产品中嵌入版权拥有者的信 息，当发生争议时能够确认版权的归属，同一作品 嵌入的水印信息是相同的
• 数字指纹技术：在产品中嵌入数字水印的基础上再 嵌入用户个人信息，产品提供者能够根据该信息对 非法用户进行追踪
  相关术语
  • 标识：产品的一部分并有若干可能的状态
  • 指纹：标识的集合
  • 发行商：一个授权的提供者，将嵌入指纹的产品提供给用户
  • 授权用户/合法用户：一个获得使用某一嵌入指纹产品的个人
  • 攻击者/非法用户：非法使用嵌入指纹产品的个人
  • 叛逆者/盗版者：非法发行嵌入指纹产品的授权用户

数字指纹技术与数字水印技术的区别和联系

• 区别
  • 侧重点不同：版权证明和盗版者追踪
  • 研究重点不同：设计鲁棒性数字水印算法；抗共谋数字指纹编码、指纹复制的有效分发和非对称数字指纹
• 联系
  • 都属于信息隐藏技术
  • 数字指纹技术以数字水印技术为基础
  • 都是目标明确的被攻击对象，需要有较高的鲁棒性

数字指纹技术的特性要求

• 鲁棒性
  • 能够抵抗常见的几何失真操作及信号处理操作，使得 提取出的信息足以追踪出叛逆者（单一复制攻击）
• 不可感知性/保真性/透明性
• 抗共谋攻击
  • 多个消费者之间可能采取某种线性或者非线性的攻击 方式生成盗版的数字复制
  • 要求在多个用户共谋的情况下，仍能以较大的概率追 踪到至少一名共谋者
  • 共谋容忍性:在一定的共谋人数下，发行商能够确定 出至少一名共谋者，该人数称为共谋安全尺寸；无论 共谋人数的多少，无辜购买者也不能受到指控
  • 嵌入容量
  • 确定性
    • 发现未授权的数字复制时，不但要能够以较大的概率 追踪到至少一个非法的消费者，而且要把无辜消费者 受到错误指控的概率控制在很小的范围内
  • 安全性
    • 即使整个嵌入算法公开，由**产生的指纹嵌入与提 取位置对攻击者仍是未知的，从而增强指纹的抗攻击 能力
  • 效率
    • 含指纹拷贝的生成和追踪算法的实现具有很好的效率
  • 其他要求
    • 用户的不可否认性和用户的匿名性等
  • 设计目标
    • 捕获一个共谋者
    • 捕获部分共谋者
    • 捕获全部共谋者

数字指纹系统模型

• 指纹的编码方法以及共谋人数大小是影响追踪成败 的关键因素

数字指纹系统的攻击手段

• 单用户攻击：
  • 去除攻击/稳健性攻击：从数字产品中去除掉指纹， 并且不影响数字产品的正常使用
  • 同步攻击/表达攻击：试图通过对含指纹载体做各种 修改以使得检测器失效，破坏了载体与指纹的同步性
  • 协议攻击：使检测器的结果错误或不准确，从而不 能唯一地确定版权所有者
• 共谋攻击
  • 由于每个授权用户的含指纹产品都有微小的差异， 部分用户可以联合起来篡改数据以达到去除指纹 或陷害无辜用户的目的

数字指纹技术的鲁棒性评价

• 常用指标：

  • 相关性度量：NC
  • 比特错误率：

• 数字指纹技术的保真度（不可感知性）评价

  • 主观评价
  • 客观评价

  
  指纹编码和指纹协议概述

• 由于数字指纹方案要对抗用户的共谋攻击，通常发行 商会对用户的指纹进行编码，以增加该指纹方案的共谋容 忍能力，这种编码称为共谋容忍编码

• 指纹共谋容忍编码

  • 指纹编码算法：在一定的假设下，将获得的与用户 有关的信息按照一定的规则进行编码，生成具有一 定抗攻击能力的码字的过程。
  • 追踪算法：当发行商获得盗版拷贝时，运用一定的 解码规则判断出叛逆者的过程。

• 数字指纹*主要由两部分构成：

  • 拷贝分发*
  • 追踪*

• 数字指纹协议的三个发展阶段：

  • 对称指纹方案：不能提供不可否认性
    • 研究重点：使用类似纠错码或其他方法来构造唯一的指 纹，并使用概率论的工具来证明协议的安全性
    • 主要关心的安全问题：防止U个人的共谋攻击
  • 非对称指纹方案：不能隐藏购买者的身份信息
    • 一般由4个基本协议组成
      • 初始化协议：用户进行购买登记和发行商的有关初 始化工作
      • 指纹添加协议：为用户生成带指纹的拷贝
      • 追踪协议：确认叛逆者的身份
      • 仲裁协议：发行商向第三方提供用户有罪的证据
    • 协议的设计与指纹的编码密切相关：指纹编码所讨论的 主要问题是如何使指纹*能够抵抗共谋攻击
  • 匿名指纹方案
    • 引入一个登记中心：负责为用户的真实身份进行登记， 同时为用户发放购买过程中需要的一些验证信息
    • 通常包括4个实体：发行商、用户、登记中心和仲裁者
    • 由4个主要部分组成：登记（初始化）协议、带指纹拷贝的生成、非法用户身份确认、仲裁协议
    • 应满足以下要求
      • 正确性：主要协议各个部分都能够成功执行，最后 的用户将得到其要购买的拷贝
      • 无辜用户的安全性：无辜的用户不会受到陷害
      • 发行商的安全性：当发现非法拷贝时，发行商能够 凭借其中的指纹信息对用户进行追踪
      • 匿名性和不可联接性：如果没有拿到用户非法分发 的拷贝，发行商也不能确定用户的身份（匿名性）， 而且发行商也不能将同一用户的不同购买进行联系 （不可联接性）

对称指纹技术

非对称指纹技术

对称指纹方案在现实应用中的主要问题：

• 首先，不诚实的发行商能够通过直接重新分发用户 的含指纹拷贝来诬陷无辜的用户
• 其次，不诚实的用户能够抵赖自身的盗版行为
• 最后，当发生版权纠纷时，两方都无法提供证据

非对称指纹*最主要的特点是实现非法用户的不可 否认性
非对称叛逆者追踪协议

• 要使标识用户的“指纹”只有用户自己知道，而 发行商在商品交易时不知道，但可以确认。
• 在追踪时发行商可以得到足够的证据来指认相关 的叛逆者。