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1、上海交通大学硕士学位论文P2P 环境下 DRM 系统的激励模型和安全策略的研究摘要随着网络和个人计算机的发展，特别是 P2P技术的发展，数字内容可以很容易地通过网络进行传播，盗版现象日益严重。于是，数字版权保护（Digital Rights Management, DRM）技术便应运而生了。目前市场上已经有很多的 DRM产品，但是它们大部分都只适用于客户端服务器（C/S）模式，并不适用于 P2P的体系结构。本课题就是将传统的 DRM与 P2P相结合，应用博弈论的思想，重点从激励模型和安全考虑出发，设计了一个基于激励机制的适用于 P2P网络环境的DRM系统。本文在分析研究了传统 DRM系统的基础
2、上，结合 P2P网络的特点，针对 P2P系统的“Free-riding”问题，提出了一个 P2P环境下基于激励机制的数字版权管理系统框架。然而，该系统存在着很多安全性问题，我们对它进行了改进。通过博弈论中的一些思想，提出了如何在改进的基于激励机制的 DRM系统中分配利益的一个简单模型，使得系统中各节点的利益达到最大，并从安全的考虑出发设计整个系统的工作流程和数字内容的处理过程，最后分析了系统中尚存在的不足，以及以后的进一步研究工作。关键词： P2P，数字版权管理，激励机制，安全策略1上海交通大学硕士学位论文RESEARCH ON INCENTIVEAND SECURITY MECHANISM
3、OF DRMIN P2P NETWORKSABSTRACTWith the development of Internet and individual computers,digital content can be distributed across the Internet to end users.However, digital content can be easily copied, altered, redistributed,which could cause revenue loss to media companies. Digital RightsManagement
4、 (DRM) systems can be used to protect digital assets andcontrol their distribution and usage. And there are a number of DRMsolutions on market now, most of them are based on Client/Server(C/S)model, unsuitable in P2P. So, we integrate traditional DRM into P2Pnetwork, pay more attention on the incent
5、ive mechanism and securityproblems to design an incentive based DRM system in P2P networks inorder to solve the digital rights management problem in P2P.In this paper, we analyze the traditional DRM systems at first,2上海交通大学硕士学位论文use the idea of incentive mechanism used to solve “Free-riding”, propos
6、ean incentive-based DRM in P2P networks. But the incentive-based DRMarchitecture has many security problems, such as key leaking, wrongpayment, etc. So after analysis, we propose an enhanced incentive-basedDRM system, which can solve those security problems more or less, andwe also propose a simple
7、payment distribution model to make the systemmuch stronger.KEY WORDS: P2P, Digital Rights Management, IncentiveMechanism, Security Control3上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本
8、人承担。学位论文作者签名：王丽虹日期： 2007年 1月 29日上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在本学位论文属于不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：王丽虹年解密后适用本授权书。指导教师签名：邓倩妮日期：2007 年1 月 29日日期：2007 年1 月 29 日上海交通大学硕士学位论
9、文第一章绪论1.1 课题背景随着 Internet和数字化技术的快速发展，网上交易和传播的电子书、音乐、电影、图片、游戏和软件等数字内容越来越多，网络出版和传统作品的数字化不可避免。然而，由于数字化信息很容易被复制、修改和传播，网上传播的数字内容存在大量的盗版和侵权问题，最终用户有意或无意地对有价信息进行任意的拷贝和粘贴，尤其是无所顾忌的二次传播（如磁盘复制、网络共享等），以几何级数的速度消耗了潜在的用户资源，给相关权利人造成巨大的经济损失，挫伤他们使用互联网扩展业务的积极性，妨碍信息的传播。如何保护数字作品的版权已成为近年来法律界和 IT业界所面临的一个重要的热点问题和难点问题1,2,3。数
10、字版权管理（Digital Rights Management, 简称 DRM）正是为解决这样的问题而产生的一种技术，目前已经成为推动数字内容在互联网发布的关键技术。DRM是一种保护数字内容免遭未经授权的使用或复制的方法。它为数字内容提供商保护数据不被非法复制或使用提供了手段。DRM技术通过加密数字内容并且在其中附加判断用户是否有权使用内容的使用规则来达到保护内容的目的，从技术上防止数字内容的非法复制，最终用户必须得到授权后才能使用数字内容4。目前，虽然有很多 DRM的产品，但是它们大部分都是适用于客户端服务器（C/S）模式，并不适用于 P2P（peer-to-peer）的体系结构5。P2P技
11、术自从诞生以来就一直引起巨大的争议，尤其是在知识产权侵害方面。美国唱片工业协会（RIAA, Recording Industry Association of America）与 P2P共享软件公司展开的官司拉锯战中，著名的 Napster就是第一个牺牲品6。然而，后 Napster时代的 P2P共享软件较 Napster更具有分散性，也更加难以控制。因此，在 P2P模式下怎样实施有效版权保护的问题成为人们研究的热点7,8。P2P系统中，Free-riding是不可避免的。据统计，Gnutella的用户中仅仅有2%向其他用户提供了内容9。目前，已经有很多研究从博弈理论的角度出发，通过建立激励机
12、制模型来减少 Free-riding的发生10,11。本文通过将解决 Free-riding的激励模型思想与传统 DRM系统相结合，提出了一个 P2P环境下基于激励机制的 DRM系统框架，并着重从激励模型和安全问题两方面考虑，使系统更安全、可靠、稳定。1上海交通大学硕士学位论文1.2国内外研究现状1.2.1 国内外对 P2P 环境下的数字版权保护研究现状目前，市场上已经有很多的 DRM产品，如：微软的 WMRM，RealNetworks公司的 RMCS，等等。传统的 DRM系统都是基于 Client/Server模式，并不适用于 P2P网络模式，因此，P2P环境下的数字版权管理还是一个比较热门
13、的研究课题12。传统的 DRM系统是采用“防篡改”技术来实现数字内容的版权管理，而P2P环境下的版权管理目前还处在研究阶段。另外，在传统的 DRM系统中，认证服务器（License Server）担任数字证书（license）的分发工作，而在 P2P系统中，每个节点的地位是平等的，它们既可以是客户端，也可以担任服务器的角色，而且，节点之间的信任机制是有限的，因此，需要一个第三方认证服务器（TrustedThird Server, TTS）来承担数字证书分发的工作。其中，TTS与认证服务器的角色是类似的，但它们也有很多不同之处，最主要的不同是：认证服务器只是处理一些用户的身份认证、证书分发工作，而 TTS的工作要多一些，它除了分发证书以外，它需要提供一些额外的机制（如：哈希值的保存、查询、比较，等）来增强系统的安全性。1.2.2 国内外对 P2P 网络激励模型的研究状况对于如何在 P2P上建立激励模型，采用什么样的激励机制及算法，众多研究者进行了大量的研究和实验13,14,15。目前比较普遍应用的两种激励模型是支付虚拟/真实的货币（MicroCurrency）和提供差异服务质量（Qos）10。支付虚拟/真实的货币模型下系统必须要提供完善的经济模型、安全机
