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水印技术在庆阳剪纸数字版权保护中的研究王敏，等水印技术在庆阳剪纸数字版权保护中的研究术王敏，王联国，代永强，刘强(甘肃农业大学信息科学技术学院甘肃兰州，730070)摘要：随着数字化技术的发展，非物质文化遗产的版权保护也面临着前所未有的革新，本文分别从技术选择、模式架构、实际应用三个方面分析水印技术在庆阳剪纸数字版权保护中的重要作用及应用，旨在对庆阳剪纸数字资源版权保护问题提供一定借鉴。关键词：数字水印技术；数字版权保护；庆阳剪纸中图分类号：TN918．1文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2叭6．09．006Abstract：withthempiddevelopmentofdigitaltechnology，thetechnologyaboutdigitalrightmanagementofnon—m砒eralculturalheritagehasfacingunprecedentedinnovations．Inthispaper，itanalyzestheimportantIDleandapplicationofwatemlarkingwhichisusedinQingyangpaper—cutcopyrightmanagementf而mthreeaspects：technologyproposal，modelstmctureforDRMandtechnologyapplication．hdrawsuslessonthatthedigitalwate矾arkingcanbeusedtosolutethedigitalrightmanagementproblemofQingyangp印er—cutwhenusedproperly．Keywords：digitalwate册arking；digital打ghtmanagement(EIRM)；qingyangpaper—cut0引言剪纸又被称为刻纸、剪画以及窗花，是我国重要的民问传统装饰艺术和非物质文化遗产。其中庆阳剪纸是流行于甘肃省庆阳市境内的汉族剪纸艺术形式，历史悠久，取材宽广，风格古拙质朴、线条洗练，与中国同类其它民间剪纸相比，独具特色。2008年入选中国第二批国家级非物质文化遗产目录。随着信息化飞速发展，运用现代数字信息技术采集、整理、传播庆阳剪纸资源，将更好地促进剪纸艺术的发展。但由于数字技术使得获取、访问、传播、复制数据变得极为方便快捷，盗版、侵权等行为也日益严重，极大的侵害了剪纸资源所有者的合法权益，为了满足愈加突出的剪纸行业需求，有效地保护所有者的版权与经济利益，建立适应数字时代的剪纸版权保护模式，已成为当前有效地保护和传承庆阳剪纸这种非物质文化遗产发展中主要问题。目前庆阳剪纸种类繁多，从事创作研究主要是民间艺人，多采用自行发展、自我传承方式，对剪纸资源版权保护在思路及方法上都比较单一，对数字版权保护的方法、技术及途径不太了解。本文分别从技术选择、模式架构及应用三个方面分析和研究水印技术在庆阳剪纸数字版权保护中的重要作用及应用，旨在对庆阳剪纸数字资源版权保护问题提供了一定借鉴。1剪纸数字资源版权保护技术对比分析目前，数字信息版权保护主要采用技术包括数据加密技术、签名技术、身份认证技术及水印技术等。1．1数据加密技术在数据加密技术中，密码算法主要分为对称密码算法和非对称密码算法两大类。对称加密算法加密速度很快，但由于通信实体使用同一密钥，接收方只有获得发送方的密钥后才可以得到明文信息，密钥的传播过程就是缺口且易被攻¨。。收稿日期：2016—05—17}基金项目：甘肃省教育厅高等学校科研项目(2013A—066)作者简介：王敏(1979一)，女，副教授，硕士研究生，主要研究方向智能优化。·6·而非对称密码算法用户设置公钥和私钥一对密钥，私钥只在相应的模块专有，相对加密速度较慢，无法处理加密内容量多的信息。因此，加密的作品安全性易遭破坏，即使在传输过程中较安全，当授权的用户解密并获得原始作品后，解密作品也极容易进行非法的复制和传播。1．2数字签名技术在数字签名技术中，发送者将用自己的私钥加密内容摘要后的密文传给接收者，接收者可用发送者的公钥进行解密得到内容。虽然保证了传输过程中原文的机密性，但需要将为数较多的签名添加到各种形式的原始数据(如数字图像、音频或视频等)中，因此既不便利也不太实际⋯。1．3身份认证技术身份认证技术是通过验证被认证方唯一、无法仿制信息来达到确认被认证方是否真实有效。依赖口令校验的认证方式，成本低且速度快但安全性较差；依赖硬件唯一标志的认证方式，需要绑定专有硬件，移动性差。1．4数字水印技术数字水印技术口。是在数字化数据中将一些特制的标识信息(即数字水印)，利用数字内嵌的方法隐藏在数字载体当中，由此可确认内容的创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等，实现版权的保护。技术核心就是通过在数字产品中嵌入版权信息提供产品所有权的证据，防止任何恶意破坏和去除隐藏信息导致数字产品的损坏。基于剪纸资源特殊性，庆阳剪纸数字化资源主要为音频型作品、视频型作品、图像型作品和文本型信息。其中图像型作品、视频型作品和音频型作品更加注重版权保护和技艺的传承，鉴于这些数字化作品复制代价低廉、篡改方便、版权追溯难、司法鉴定困难等问题，保护相关数字资源版权的技术需要满足安全性、权威性、实用性等特点，而水印技术把版权相关信息隐藏在数字作品中，可以防止非法拷贝，还可以认证作品、鉴别所有者、跟踪操作等，弥补了传统加密技术对数据保护的不足，因此可成为庆阳剪纸数字资源进行版权保护和信息认证的主要技术。但水印技术种类繁多，抵抗攻击的能力不同。随着智能设备的普及、信息技术和网络技术的发展，水印技术与密码等多种技术相结合的方法将成为庆阳剪纸数字化资源版权保护的主要方法。 《自动化与仪器仪表》2叭6年第9期(总第203期)2剪纸数字资源版权保护模式架构2．1DRM简介DRM(DigitalRi曲tManagement)数字版权管理¨1就是一种对数字内容的整个生命周期(包括创建、传输、出售及使用)运用技术等手段控制允许已授权消费的拥有者，在授权消费的时间段，根据授权的要求消费数字产品，进行知识产权保护与管理。国外的某些著名公司分别提出了商业领域的DRM系统解决方案，如Apple公司提出的FairPlay系统等!“。2．2剪纸数字资源wCDRM模式WCDRM模式是指基于水印技术和密码技术结合的数字版权保护模式。考虑到庆阳剪纸资源统一管理问题和安全隐患以及创作艺人的需求和利益，本文提出了庆阳剪纸数字资源可采用的wCDRM模式(如图l所示)。这种模式包括5个实体：版权作者、授权用户、密钥中心、水印版权认证中心和仲裁机构，数据描述如下‘4’：(1)版权作者可以是剪纸创作者或其它形式的版权完全拥有者，可以复制和修改作品，属性包括版权作者用户ID、作品ID、加载／提取水印算法编号等。(2)授权用户可以是经销商或者是数字作品使用者，不能复制和修改作品，只能在授权消费的时间段，根据授权的要求操作数字作品。属性包括版权授权用户ID、购买作品编号等。(3)水印版权认证中心的作用是负责向数字作品写入水印，并验证真伪版权。版权认证中心下设一个数据库保存包括作品ID、版权作者及授权用户相关信息和水印算法等信息。(4)仲裁机构的作用负责监视数字作品的非法行为，处理版权纠纷，制裁非法侵权行为等。属性包括版权作者ID及侵权作品ID相关信息等。(5)密钥中心的作用为版权作者创建密钥系统，生成密钥对并分别发给作者和用户。密钥中心下设一个数据库保存这些密码方法及相关参数等信息。在这种模式中剪纸创作者和授权用户可以直接通过网络交流信息，甚至在网上进行交易。考虑剪纸资源的经济利益，模式中取消了版权销售中间人，减少了安全隐患和交互次数，提高效益。傍蘧盘口I——ItI螓笥一I●●——!机㈩1．．一嚷：}●I●●l一l_l●●-●lIlI●■●i_●I一，I2．3工作流程版权作者将作品数字化后，先到水印版权认证中心注册，数字作品未侵权后注册并写入特定标识的数字水印，之后通过网络发布数字作品的相关介绍等信息并提供付费服务，授权用户可以通过联系作者购买等途径获得数字作品的使用权限。41。此外，版权作者和授权用户可以通过水印版权认证中心进行作品版权真伪检测和转让，可以通过密钥中心进行交易的密钥信息传递，通过仲裁机构进行申诉等维权行为。具体工作流程可以分解为版权注册、交易、水印验证、加密和仲裁5个过程。2．4性能分析上述模式结合数字水印和密码学两种技术，写入两次水印来保护数据，防止了篡改和非法复制使用，进一步保障版权作者的权益。使用公钥和私钥提高了数据传输的可靠性，保障了数据的完整性。因此上述wcDRM模式在没有降低系统的权威性、公平性的前提下，提高了整个DRM模式的安全性，并具有一定的实用性。3数字水印技术在庆阳剪纸数字资源版权保护模式中的应用3．1不同类型资源的数字水印保护模式选择庆阳剪纸资源数字化后主要为音频型剪纸作品、视频型剪纸作品、图像型剪纸作品和文本型信息。针对不同类型的作品应采用不同的数字水印保护模式一冉1。对于音频型剪纸作品，考虑到音频信号易被截取等信息化操作及用户对噪音的容忍度低等因素，可选择不可感知(不可听)且鲁棒性强的数字水印。对视频型剪纸作品，考虑信号易被截取等信息化操作及视频信息量大等因素，可选择不可感知(不可听)、鲁棒性强、实时性、随机检测性且的数字水印⋯。但在感知性的敏感度方面，视频型偏重画面，因此在不可听方面比音频作品要求低。而对于图像型剪纸作品，需要根据用途区分。创造多年经典的、特色不明显的或起宣传促销作用的作品可选择可见脆弱的水印，方便用户不需要经过数字水印的提取就获悉该作品的相关版权信息；对新创作的或新颖的或独创的作品，可选择不可见且鲁棒性强的水印，将更好的保障版权作者的权益。3．2不同阶段数字水印技术的应用数字水印的处理过程一般包括水印的写人过程和水印的读取检测过程。在前文提到的版权保护模式中剪纸数字作品共写入两次水印。(1)第一次水印写入发生在注册过程。水印内容包含版权作者的个人信息等信息，这次水印将版权信息与作品绑定，避免对数字作品的非法复制及篡改；(2)第二次写入发生在交易过程。水印内容包含授权用户身份及所授权限、交易时间等信息，可用来溯源非法为盗版提供数字内容的授权用户‘8，9I。在前文提到的版权保护模式中剪纸数字作品可多次读取水印进行检测。(1)在进行版权转让等交易过程中，版权作者可向水印版权认证中心申请验证某个写入水印，通过水印版权认证中心在数据库中检索原始水印验证图像并获得准确(下转第10页)-7· 面向铁路控制系统领域的构件接口描述方法研究任荔娜而本文提出的描述方法对基于软件构件的开发过程如图7所示。显然改进的接口描述方法使得基于cBsD的软件开发过程只涉及构件的检索以及根据构件接口的描述方法来完成每个构件的复用，而省掉了构件的筛选过程。实例分析：通过分析TW一2、FTK一3、TBzKII等多套编组站驼峰过程控制系统得出该类软件都是由推峰机车遥控系统、溜放进路控制系统及溜放速度控制系统三个子系统构成，并且他们必须按先后顺序独立执行，即先对推峰机车的速度进行控制，当机车将车列推送至峰顶平台时进行溜放进路控制，在溜放过程中才对钩车速度进行控制以防追钩。现将三个控制系统抽取为构件，并在构件接口描述信息中加入潜在的关系信息，而这些潜在的关系信息是对铁路控制系统领域特别熟悉的前提下，在构件划分和提取的过程中梳理出来。那么在基于构件的驼峰过程控制系统开发过程中，在机车遥控系统构件的组装时就可通过接口描述信息得出下一步应该组装的溜放进路控制系统构件，而这个信息基本符合该类软件的开发流程，从而省去了检索此构件的过程，反之需要在大量的构件中检索和筛选符合要求的构件。这样一方面使软件的开发效率从理论上提高20％；另一方面大大地提高了构件的复用率而且降低了软件开发的成本。9。。6结论构件技术是利用已制作好的构件来快速组装目标系统软件，基于构件技术来开发铁路相关的控制系统，不仅能够减少重复劳动而且能提高软件开发效率，但是在组装相关软件的过程中却又耗费了大量的时问来检索和筛选符合下一目标的构件，从而影响了开发效率，所以在构件的抽取过程中，要充分了解铁路系统的业务流程，以此来给出系统之间、模块之间、功能之间的潜在逻辑、顺序等关系信息，同时证实这种潜在关系的客观性和合理性。在构件接口描述内容中加入该信息，就为构件的组装人员提供完成下一目标构件的线索。当然该接口的描述方法亦适用于其他领域的软件开发。这样在构件组装过程中不仅对构件的使用起到了积极作用，而且能引导开发人员快速地过渡到下一业务流程的构件组装上，进而全面提高了构件的复用率和软件的开发效率。参考文献[1]彭波兰．基于特定领域的软件复用研究[J]．科技创业月刊，20】1，1．P173—174．[2]陈进．数据采集领域构件分类、检索方法研究与实现[D]．西安理工大学．2014．[3]张安勤，周晓峰，王志坚．面向服务的构件模型研究[J]．上海电力学院学报，2008．4，P40l一404．[4]苏呖．基于软件体系结构的侧面化构件建模技术研究[D]．西安电子科技大学，2012．[5]刘丽君．基于J2EE企业构件框架的构件组装技术的研究[D]．曲阜师范大学，2008．[6]王世安．基于构件组装的网站系统开发过程研究[J]．计算机与数字工程，2010．6，P68—71．[7]王彬．c语言指针与函数的关系探讨，南昌教育学院学报[J]．2013．10．P102一103．[8]陈亚磊．面向领域的构件接口描述方法研究[D]．西安理工大学，2012．[9]周缜．基于本体的构件描述系统的设计与实现[D]．上海交通大学，2009．(上接第7页)版权信息真伪；(2)在版权作者通过仲裁机构进行申诉等维权过程中，作者可以通过仲裁机构指定专业水印版权认证中心进行水印检测，为验证正权提供依据。4总结本文分别从技术选择、模式架构、应用三个方面探讨分析水印技术在庆阳剪纸数字版权保护中的重要作用及应用。剪纸资源的数字化保护工作任重道远，如何更好的利用网络和信息技术进行庆阳剪纸数字资源的保护和传播将是下一步研究的方向。参考文献[1]孟芳慧．基于改进的水印算法版权保护系统研究与设计[D]．曲阜师范大学．2叭3．·10·陈星娥．图像版权保护和内容认证的双数字水印技术研究[J]．廊坊师范学院学报(自然科学版)，2013，13(04)，38—43．熊信禄．携带水印的DRM系统的研究与分析[D]．武汉理工大学，2013．袁征．基于密码和水印的数字版权保护技术研究[D]．北京邮电大学，2007．化希耀，高贤强，陈立平．基于数字水印的西域文化数字图像版权保护方法研究[J]．塔里木大学学报，2015，27(02)：63—68．曹军梅．一种用于MP3文件版权保护的鲁棒水印算法[J]．现代电子技术，2016，39(04)：6—8．杨敏．视频版权保护和内容认证的水印技术研究[D]．2叭4．任娜，朱长青，黄家柱，王丹．数字水印技术在高分辨率遥感数据安全保护中的应用[J]．火力与指挥控制，2015，40(02)：19—23．张俊华．数字版权管理DRM协议及应用研究[D]．jB京工业大学，2013．1』1』]J1j心bl!．随№一随p