申请/专利权人：索尼公司;索尼图片娱乐公司

申请日：2016-01-22

公开（公告）日：2021-05-07

公开（公告）号：CN107111695B

主分类号：G06F21/16(20060101)

分类号：G06F21/16(20060101)

优先权：["20150123 US 62/107,230","20160121 US 15/003,690"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.07#授权;2017.09.22#实质审查的生效;2017.08.29#公开

摘要：在内容中嵌入水印有效载荷，包括：被配置为存储随机种子的计数器；被配置为接收和处理水印有效载荷和随机种子并且基于随机种子生成经混洗的有效载荷的置换发生器；以及被配置为接收经混洗的有效载荷并将经混洗的有效载荷嵌入到内容中的水印嵌入器。关键词包括水印有效载荷和合谋。

主权项：1.一种用于在内容中嵌入反合谋水印有效载荷的系统，所述系统包括：存储器，被配置为存储随机种子；处理器，包括：置换发生器，被配置为接收和处理反合谋水印有效载荷和随机种子，并基于随机种子生成经混洗的有效载荷；以及水印嵌入器，被配置为接收经混洗的有效载荷并将经混洗的有效载荷嵌入到内容中，其中反合谋水印有效载荷包括识别数据，以启用对在合谋中使用的机器的共同特性的识别；以及其中水印嵌入器还包括评估器，被配置为评估内容的预定属性来设置所述随机种子。

全文数据：模型反合谋水印技术领域[0001]本公开涉及数字水印，并且更具体地，涉及反合谋水印。背景技术[0002]取证标记的目的是有利于泄露视听源的识别。因此，取证标记可以辅助其它调查工具。其目的是发现受损compromised设备或受损设备的集合，或侵权的观看者。[0003]一种已知的攻击被称为合谋。两个或两个以上的合谋主体以某种方式混合他们单独加水印的内容，以期望该攻击擦除嵌入的信息或指向另一个主体。[0004]一种通常提出的解决方案是使用支持反合谋的有效载荷。它们常常被称为Tardos代码，并且许多研究人员遵循Tardos代码的原则。Tardos代码允许对两个或更多个合谋者的合谋的高概率检测。[0005]Tardos代码的主要问题是它们需要数百或数千比特的有效载荷长度。长有效载荷可能仅对于使用内容片段的全部长度来嵌入许多连续出现的有效载荷的通常数字水印策略是可行的。不幸的是，对于通常不支持长有效载荷的序列密钥类水印策略，这可能不成立。发明内容[0006]本公开提供了通过在内容中混洗水印有效载荷的反合谋和背叛者追踪。[0007]在一个实现中，公开了用于在内容中嵌入水印有效载荷的系统。该系统包括:被配置为存储随机种子的计数器;被配置为接收和处理水印有效载荷和随机种子并且基于随机种子生成经混洗的有效载荷的置换发生器；以及被配置为接收经混洗的有效载荷并将经混洗的有效载荷嵌入到内容中的水印嵌入器。[0008]在另一个实现中，公开了在内容中嵌入水印有效载荷的方法。该方法包括:使用计数器生成随机种子;基于随机种子混洗水印有效载荷，以生成经混洗的有效载荷;并将经混洗的有效载荷嵌入到内容中。[0009]在另一个实现中，公开了用于检测合谋以获得内容的一组背叛者的方法。该方法包括:从内容中提取水印有效载荷;使用反向置换发生器和计数器的期望输出来解除混洗水印有效载荷，以生成未混洗的有效载荷;并且对一组未混洗的水印有效载荷应用多数决定，以检测该组背叛者。[0010]在又一个实现中，公开了一种装置。该装置包括:处理器；以及连接到处理器的存储器，该存储器存储将水印有效载荷嵌入到内容中的计算机程序，该计算机程序包括可以由处理器执行的指令，指令使得装置:使用计数器生成随机种子;基于随机种子混洗水印有效载荷，以生成经混洗的有效载荷;并且将经混洗的有效载荷嵌入到内容中。[0011]在另一个实现中，公开了一种装置。该装置包括:处理器；以及连接到处理器的存储器，该存储器存储检测合谋以获得内容的一组背叛者的计算机程序，该计算机程序包括可以由处理器执行的指令，指令使得装置:从内容中提取水印有效载荷;使用反向置换发生器和计数器的期望输出来解除混洗水印有效载荷，以生成未混洗的有效载荷;并且对一组未混洗的水印有效载荷应用多数决定，以检测该组背叛者。[0012]从示出了作为示例的本公开的各方面的本描述来看，本公开的其他特征和优点应当是显而易见的。附图说明[0013]本公开的细节关于其结构的和关于其操作的）可以通过研宄所附的附图（其中相同的标号表示相同的部分来收集，并且其中：[0014]图1A是根据本公开的一个实现的用于每个主体的示例性水印有效载荷；[0015]图1B示出了根据本公开的一个实现的识别合谋主体的组的示例性反合谋方法；[0016]图2A是根据本公开的一个实现的水印嵌入系统的功能性框图；[0017]图2B是示出了根据本公开的一个实现的用于水印嵌入的处理的流程图；[0018]图3示出了根据本公开的一个实现的表格格式的有效载荷的示例性布局；以及[0019]图4是示出了根据本公开的一个实现的用于背叛者检测的处理的流程图。具体实施方式[0020]如上所述，取证标记有利于识别受损设备或受损设备的集合。但是，主体可以合谋来擦除内容中的嵌入加水印信息或者指向另一个主体。反合谋方案诸如Tardos代码允许检测两个或更多个合谋者。如上面所指出的，Tardos代码的主要问题是它们需要数百或数千比特的有效载荷长度，这可能不适合序列密钥类水印策略。[0021]如本文公开的某些实现教导了使用鲁棒的反合谋方法的用于反合谋背叛者追踪系统的技术。在一个实现中，通过内容的有效载荷中的共同模型号来识别一组潜在的合谋主体。在其他实现中，有效载荷的单个比特的位置被置换。在阅读本说明书之后，如何在各种实现和应用中实现本公开将变得显而易见。但是，虽然本文将描述本公开的各种实现，但是应当理解的是，这些实现仅以示例的方式给出，而不是限制。因此，各种实现的这种详细描述不应当被解释为限制本公开的范围或宽度。[0022]以下阐述的详细描述旨在作为本公开的示例性设计的描述，并不旨在表示可以实践本公开的唯一设计。术语“示例性”在本文中用来指“被用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何设计都不一定被解释为是比其它设计优选的或有利的。为了提供对本公开的示例性设计的透彻理解的目的，详细描述包括具体细节。对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的示例性设计。在一些情况下，以框图的形式示出众所周知的结构和设备，以避免模糊本文呈现的示例性设计的新颖性。[0023]在反合谋系统的一个实现中，系统试图识别一组潜在的合谋主体，而不是识别单独的合谋主体。每个主体被分类在更有可能一起合谋的一组主体中，例如使用相同的设备模型捕获内容。在一些实现中，反合谋系统可以包括两部分:水印嵌入系统和背叛者检测系统。[0024]在一个实现中，重放设备执行有效载荷的嵌入。因此，反合谋系统的目标是识别合谋攻击使用的设备的制造商和模型。合谋者使用相同型号的可能性较高。[0025]图1A是根据本公开的一个实现的用于每个主体的示例性水印有效载荷100。有效载荷100包括两个字段:模型号11〇其可以识别设备的制造商和模型二者和单独设备标识符个体ID120。在图1A的示例性水印有效载荷100中，模型号110是属于主体的设备的模型的号码。即，模型号110唯一地识别一组主体。这假设这个组的所有成员共享相同的模型号110。因此，个体ID120唯一地识别其组内的主体。[0026]当从潜在标记的内容片段中提取水印有效载荷时，有两种潜在的情况。一种场景是攻击者没有合谋的情况情况1。在情况1中，提取出的有效载荷1〇〇是真实的，并且使用模型号110和个体ID120识别泄漏主体。另一种场景是同一组的攻击者合谋的情况情况2。因此，攻击者可以访问相同内容片段的几个以不同方式加水印的实例。在情况2中，攻击者可能会发起合谋攻击。但是，合谋攻击的结果有效载荷在模型号中具有不变量，因此识别泄漏模型。[0027]图1B示出了根据本公开的一个实现的识别合谋主体的组的示例性反合谋方法。在图1B的所示实施例中，有效载荷130示出了攻击者没有合谋的情况1的一个示例。因此，使用有效载荷130，具有个体ID’999998’和模型号ID’123456’的主体被识别为攻击者。[0028]图1B的所示实施例还包括涉及有效载荷140、有效载荷160、有效载荷180、有效载荷190的情况2的示例。例如，有效负载140可以被表示为主体A的有效载荷，而有效载荷160可以被表示为主体B的有效载荷。有效载荷140包括模型号146’123456’）和个体ID156’999998，）。有效载荷160包括模型号166’123456’）和个体ID176’777776’）。由于两个有效载荷140、160具有相同的模型号146、166,因此两个主体主体A和主体©被认为在相同的主体组例如，组X中。另外，组X可以包括除主体A和主体B之外的主体例如，主体C、主体D、主体E等）。[0029]在图1B的示例性实现中，假设主体A和主体B通过分解由主体A和主体B拥有的内容包括有效载荷140、160并将内容的不同部分拼接在一起来进行合谋。例如，在图1B中，有效载荷140被分解成四个片段142、144、152、154。即，模型号146被分成片段142、144，而个体ID156被分成片段152、154。相同的处理被用来将有效载荷160分解成四个片段162、164、172、174。即，模型号166被分成片段162、164,而个体ID176被分成片段172、174。[0030]然后，主体A和主体B选择性地将有效载荷140的四个片段142、144、152、154与有效载荷160的四个片段162、164、172、174组合，以产生不同的有效载荷例如，有效载荷180或190。由于有效载荷被嵌入在内容中，因此选择必须包括从有效载荷140、160中的八个片段中顺序地选择的四个片段。即，进行四次选择，其中从142162、144164、152172、154174中的每一个中进行一次选择。[0031]在有效载荷180中示出的一个示例中，进行以下选择142、164、152、174,以产生’123456’的模型号182和’999776’的个体ID184。因此，’123456’的模型号182是’123’的片段142和’456’的片段164的组合，而’999776’的个体ID184是’999’的片段152和’776’的片段174的组合。因此，在这个示例中，虽然’999776’的个体ID184没有提供关于合谋主体的准确信息（即，具有ID’999998’的主体A和具有ID’777776’的主体B，但是’123456’的模型号182提供了关于合谋主体的模型号的准确信息。[0032]在有效载荷190中所示的另一个示例中，进行以下选择162、144、172、154，以产生’123456’的模型号192和’777998’的个体ID194。因此，’123456’的模型号192是’123’的片段162和’456’的片段144的组合，而’777998’的个体ID194是’777’的片段172和’998’的片段154的组合。再次，在这个示例中，虽然’777998’的个体ID194没有提供关于合谋主体的准确信息（即，具有ID’999998’的主体A和具有ID’777776’的主体©，但是’123456’的模型号192提供了关于合谋主体的模型号的准确信息。[0033]如从上面两个示例可以看出的，由于有效载荷在模型号中具有不变量值，因此它可以变成针对合谋主体的容易目标。因此，在进一步的实现中，置换在加水印的内容中的用于有效载荷的每次重复的有效载荷的各个比特的位置。[0034]图2A是根据本公开的一个实现的水印嵌入系统200的功能框图。在图2A的所示实现中，水印嵌入系统200包括计数器240、伪随机置换发生器230以及水印嵌入器242。伪随机置换发生器230可以与真正的随机置换发生器不同，因为伪随机置换发生器230的技术被设计为足够复杂，使得其对于不知道该技术的人看起来它的输出是随机的，并且可以通过随机性的各种统计性测试。因此，伪随机置换发生器230的输出可以不是随机的，而是确定性的。在其它实现中，置换发生器230可以使用某种其它确定性方法来生成经混洗的值。计数器240保持当前的随机种子，使得伪随机置换发生器230接收计数器240的输出、计算伪随机置换，并且由系统200适当地更新计数器240。[0035]在图2A中，有效载荷220例如，等同于有效负载100、130、140或160和计数器240的输出被馈送到伪随机置换发生器230中。伪随机置换发生器230的输出是经混洗的有效载荷232。有效载荷220的所有比特都在经混洗的有效载荷232中呈现但是处于随机顺序。水印嵌入器242接收内容210并嵌入一个完整的经混洗的有效载荷232。结果是加水印的内容244。在每次完整的有效载荷嵌入之后，水印嵌入器242例如，水印嵌入器242中的接口单元请求计数器240增加它的值。计数器240中的这种增加生成经混洗的有效载荷232的新值。计数器240的初始值或随机种子可以取决于内容210。在一个示例性实现中，水印嵌入器242包括评估内容的某些预定属性例如，分辨率、元数据、类型等）的内容评估器（未示出）来生成计数器240的初始值。在另一个实现中，在内容片段的元数据中携带初始值，或者由内容片段自身的一些参数确定初始值。例如，它可能是前n个视频段的哈希的结果。[0036]如上面所提到的，一旦使用水印嵌入器242将经混洗的有效负载232嵌入到内容210中，加水印的内容242就使用重放设备被呈现给主体。在一个实现中，重放设备是与执行嵌入加水印的内容242的设备相同的设备。在另一个实现中，重放设备是与执行加水印的内容242的嵌入的设备不同的所连接的远程设备。[0037]在另一个实现中，水印嵌入系统200的输出（S卩，加水印的内容244由背叛者检测系统接收，以检测由一组共谋主体使用的设备的模型号。例如，对于由背叛者检测系统成功提取的每个经混洗的有效载荷232,使用反向伪随机置换发生器检索期望的有效载荷220。[0038]伪随机置换发生器230可以使用具有可能的变型的、诸如与Yates-Fisher技术一起使用的技术。伪随机置换发生器230使用由组合计数器240定义的种子和序列中的次序，例如，安全哈希算法1SHA-1计数器+i模i。水印嵌入器242是典型的类似于序列密钥的嵌入器，该嵌入器取决于经混洗的有效负载232的对应值来选择“0”或“1”加水印的视频段。[0039]图2B是图示根据本公开的一个实现的用于水印嵌入的处理250的流程图。在图2B图示的实现中，在块252处，计算计数器的输出的初始值。然后，在块260处，使用计数器的输出对有效载荷220例如，等同于有效载荷1〇〇、13〇、140或160进行混洗，以产生经混洗的有效载荷。有效载荷220的所有比特都在经混洗的有效载荷中呈现，但是处于随机次序。在块270处，一个经混洗的有效载荷被嵌入到内容中。在每次完整的有效载荷嵌入之后，在块280处，水印嵌入处理250请求计数器增加它的值。计数器中的这种增加生成经混洗的有效载荷232的新值。在块290处，如果到达内容的结尾，那么处理250终止。否则，处理250返回到块260，以混洗更多的有效载荷。[0040]图3示出了根据本公开的一个实现的表格格式的有效载荷300的示例性布局。在图3的示例性实现中，有效载荷300包括64比特。前w比特例如，16比特包括模型号310,模型号唯一地识别制造商及其技术模型的一种。接下来的x比特例如，24比特包括唯一地识别给定模型内的设备的个体ID320。接下来的y比特例如，20比特包括指定对于标题唯一的随机数的“Rand_pad”标识符330。该值不是秘密的，并且是在制作过程中生成的。接下来的z比特例如，4比特包括纠错码ECC340,该纠错码被用来纠正在提取有效载荷的三个先前字段310、320、330中发生的任何错误。在生成段密钥的期间计算ECC340。[0041]图4是图示根据本公开的一个实现的用于背叛者检测的处理400的流程图。背叛者检测处理400包括在块410处提取连续的经混洗的有效载荷232。如以上在图2B的描述中所提到的，连续的经混洗的有效载荷被若干次嵌入到一段内容中，其中随着计数器增加，每一次经混洗的有效载荷均不同。对于每个成功提取的经混洗的有效载荷232,在块420处使用反向伪随机置换发生器检索期望的有效载荷220。预期有效载荷220的检索对经混洗的有效载荷232进行“解除混洗”。期望的有效载荷检索步骤420还使用计数器的期望的值。[0042]在块430处，进行是否可能或需要纠错的确定。如果在块430处确定纠错是可能或需要的，那么在块440处使用纠错码ECC例如，图3中的ECC330来应用纠错。然后，在块450处，使用所收集的有效载荷集合上的经纠正的标记和对应检测得分来应用多数决定。[0043]在一个实现中，简单的多数决定对比特被检测为’0’的次数及比特被检测为’1’的次数进行计数。该比特的值被确定为计数最多的值。更复杂的多数决定可以利用检测得分对每个提取出的比特的值进行加权。[0044]一个实现包括用于存储和执行计算机指令的一个或多个可编程处理器以及对应计算机系统部件。也可以使用硬件、软件和固件的组合。例如，在提供者系统中，可以利用适当的组件和系统诸如存储器、计算单元、总线等）由在一个或多个处理器上执行适当计算机指令的一个或多个计算机系统来执行数据的分发、重放、加密，内容文件的构建和分发，转换和生成校验和。[0045]所公开的实现的上述描述是被提供以使得本领域的任何技术人员能够制作或使用本公开。对这些实现的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文所述的一般原理可以在不背离本公开的精神或范围的情况下被应用于其它实施例。因而，这些技术不限于上述具体实施例。因此，应当理解的是，本文呈现的描述和附图表示本公开的目前的优选的实施例，因此是本公开广泛预见的主题的代表。还应当理解的是，本公开的范围完全涵盖对本领域技术人员可能变得显而易见的其它实施例，并且因此本公开的范围仅由所附权利要求限制。

权利要求：I•一种用于在内容中嵌入水印有效载荷的系统，所述系统包括：计数器，被配置为存储随机种子；置换发生器，被配置为接收和处理水印有效载荷和随机种子，并且基于随机种子生成经混洗的有效载荷；以及水印嵌入器，被配置为接收经混洗的有效载荷并将经混洗的有效载荷嵌入到内容中。2.如权利要求1所述的系统，其中水印嵌入器包括：评估器，被配置为评估内容的预定属性来设置随机种子。3.如权利要求1所述的系统，其中水印嵌入器包括：接口单元，被配置为在经混洗的有效载荷被嵌入到内容中之后增加随机种子。4.如权利要求1所述的系统，其中置换发生器是伪随机置换发生器。5.如权利要求1所述的系统，其中该系统是被配置为重放内容的重放设备。6.如权利要求1所述的系统，其中水印有效载荷包括模型号和个体设备标识符。7.—种在内容中嵌入水印有效载荷的方法，所述方法包括：使用计数器生成随机种子；基于随机种子混洗水印有效载荷，以生成经混洗的有效载荷；以及将经混洗的有效载荷嵌入到内容中。8.如权利要求7所述的方法，其中混洗水印有效载荷包括：使用随机种子随机地重新布置所述水印有效载荷的比特次序。9.如权利要求7所述的方法，还包括：在经混洗的有效载荷嵌入到内容中之后请求计数器增加随机种子。10.如权利要求7所述的方法，还包括：评估内容的预定属性来设置随机种子。II•一种检测合谋以获得内容的一组背叛者的方法，该方法包括：从内容中提取水印有效载荷；使用反向置换发生器和计数器的期望输出来解除混洗所述水印有效载荷，以生成未混洗的有效载荷；以及向一组未混洗的水印有效载荷应用多数决定，以检测所述一组背叛者。I2•如权利要求11所述的方法，其中多数决定使用与一组未混洗的水印有效载荷对应的检测得分。13.如权利要求11所述的方法，其中未混洗的水印有效载荷包括：模型号和个体设备标识符。14.如权利要求11所述的方法，其中未混洗的水印有效载荷包括纠错码。15.—种装置，包括：处理器；以及连接到处理器的存储器，所述存储器存储将水印有效载荷嵌入到内容中的计算机程序，所述计算机程序包括能够由处理器执行的指令，指令使得装置：使用计数器生成随机种子；基于随机种子混洗水印有效载荷，以生成经混洗的有效载荷；以及将经混洗的有效载荷嵌入到内容中。16.如权利要求15所述的装置，其中所述装置是被配置为重放内容的重放设备。17.—种设备，包括：处理器；以及连接到处理器的存储器，所述存储器存储检测合谋以获得内容的一组背叛者的计算机程序，所述计算机程序包括能够由处理器执行的指令，指令使得装置：从内容中提取水印有效载荷；使用反向置换发生器和计数器的期望输出来解除混洗水印有效载荷，以生成未混洗的有效载荷;以及对一组未混洗的水印有效载荷应用多数决定，以检测该组背叛者。18.如权利要求17所述的装置，其中多数决定使用与一组未混洗的水印有效载荷对应的检测得分。

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