X6，8X8，1X8，6>对应值为O。由于〈1，6>、〈1，8>已为1，其余16、18开头的排列必然不是CFF区组；类似可知110、111、112开头的排列必然不是CFF区组，此时flag如图4所示。
[0046]依此讨论以2、3、……、12开头的区组，最后可得集合X ={1,2, 3,4, 5,6, 7,8,9, 10，11，12}可构造一个 2_CFF(12，16)，所有区组构成的集合 f ={fl, fl, fl6} o fl={l，2，3}，f2={2，4，9}，f3= {3，4，10}，f4={4，5，6}，f5={l，4，7}，f6={2, 5，7}，f7={3, 5，8}，f8={4, 8，12}，f9={l, 5，9}，fl0={2, 6，10}，fll={3, 6，9}，fl2={7, 8，9}，fl3={l, 6，8}，fl4={2, 8，11}，fl5={3, 7，11}，fl6={10, 11，12}。
(4)根据2- CFF(12，16)构造对应编码矩阵cflag。如图5第I行所示，fl对应置I位置为1、2、3，其对应编码为111000000000。
[0047](5)生成码字矩阵C。如图6所示Cl对应O位置为1、2、3，其对应编码为000111111111。容易验证C中任意2个码字之间做逻辑与、逻辑或的结果是唯一的，能有效抵抗任意2个用户之间的与合谋攻击、或合谋攻击。
[0048]2~2) I码和CFF码级联编码生成算法。
[0049](I)当 N=32 时，使用 2-CFF(12，16)，I 码大小 m=32/16=2。
[0050](2)构造一个2 X 2的单位矩阵，扩展每个码字为16 X 12的子阵。
[0051](3)产生级联编码矩阵R，如图7所示。
[0052](4)得到最终码字矩阵Cend，如图8所示。
[0053]2~3) I码和CFF码级联编码检测算法。
[0054]假定图8中最后两行对应的两个用户进行与合谋，从可疑资源中提出的待检指纹编码为:000000000000000000000000 011010001000100110101000。
[0055](I)确定待检指纹编码所在CFF子块位置。待检指纹编码中O的个数为39，η为12，所以该指纹所在CFF子块位置编号为39/(2X 12)向上取整的值2，位于图8下半部分。
[0056](2)确定叛逆者。待检指纹编码与图8下半部分8个指纹编码的汉明距离依次为18.75,22.9、18.75、18.75、18.75,22.9、10.42,6.25，根据最小的两个值判定图 8 中最后两行对应的两个用户为叛逆者。
[0057]2-4)典型应用流程。
[0058]抗合谋数字指纹最主要应用领域是进行数字资源内容的版权追踪和盗版法律取证。典型应用流程如图9所示，由两部分构成:一部分是向数字资源中嵌入数字指纹并进行分发的数字指纹分发模块(前五步骤)；另一部分是实现对叛逆者进行追踪并审判的叛逆者追踪模块(后四步骤)。
[0059](I)每一个数字资源，发行商(所有者的代理者，如出版社)使用级联编码生成算法选择不同参数生成不同的原始指纹集，记录数字资源与原始指纹的对应关系。
[0060](2)发行商调制原始指纹集生成调制指纹集，记录原始指纹和调制指纹的一一对应关系、混纯参数等相关?目息。
[0061]具体方法是发行商首先选择混沌参数，生成与原始指纹相同长度的logistic混沌序列，然后将混沌序列与原始指纹序列异或生成新的指纹序列作为调制指纹。目的是消除原始指纹规律性，增加原始指纹破解难度，实现对原始指纹加密。图10为图8调制后的效果，显然无任何规律性。
[0062](3)发行商将生成的调制指纹集和对应数字资源发送给可信第三方(如图书销售网站)。
[0063](4)用户向可信第三方提出购买某个数字资源请求。
[0064](5)可信第三方从该数字资源对应的调制指纹集中随机选取一条未使用的调制指纹，使用指纹嵌入算法将其嵌入购买数字资源中分发给用户，同时在交易数据库中记录用户ID和调制指纹的对应关系。
[0065]多个叛逆者购买正版数字资源后，通过比较各自数字资源不同之处进行合谋攻击，移除或修改其中嵌入的数字指纹序列生成盗版数字资源。其目的是降低盗版数字资源被追踪的概率，减轻自己的犯罪程度，逃避法律制裁。
[0066]发现可疑数字资源，法院要求相关方在法院人员监督下进行以下操作，进行法律取证。
[0067](6)可信第三方使用指纹提取算法从可疑数字资源中提取调制指纹。
[0068](7)可信第三方依次计算提取调制指纹与交易数据库中调制指纹的汉明距离，返回汉明距离最小值对应的调制指纹和对应的用户ID等用户购买记录，证明该用户购买过嵌入该调整指纹的数字资源，据此判定该用户为叛逆者之一，实现叛逆者追踪。
[0069](8)发行商使用指纹解调算法实现叛逆者调制指纹解调，还原出对应原始指纹，使用级联编码检测算法判定叛逆者原始指纹和调制指纹对应关系是否成立，进一步验证叛逆者身份，确定对应的原始数字资源。
[0070](9)法院出示用户ID、可疑数字资源、提取的调制指纹、对应原始指纹、原始指纹对应的原始数字资源、原始数字资源对应的所有者等取证证据，审判叛逆者，使其受到相应法律制裁，有效打击叛逆者，实现数字资源版权保护。
【主权项】
1.一种基于I码和CFF码的抗合谋指纹编码方法，其特征在于，抗合谋指纹编码采用I码和CFF码级联编码生成算法生成，包括以下步骤: (I)根据r-CFF (n, t)快速生成算法设计r_CFF (n, t)区组集合f,得到区组数t和对应的码字矩阵C ; (2)根据分发的用户总数N，求I码矩阵大小m的值，m=N/t向上取整； (3)构造一个mXm的I码矩阵，扩展每个码字为tXn的子阵；其中，码比特I扩展为全I的tXn子阵；码比特O扩展为全O的tXn子阵； (4)将扩展矩阵对角线上全I的tXn子阵替换为步骤(I)中tXn的码字矩阵C，产生级联编码矩阵R ; (5)为进一步有效抵抗平均合谋攻击，使用编码扩展技术对R进行级联编码扩展:用序列10和01对R所有C (t，η)块中的I和O进行扩展为C (t，2n)，对R中每个扩展前的C (t, η)块左边的O (t, η)块扩展为O (t, 2n)，右边的I (t, η)块扩展为I (t, 2n)，得到最终码字矩阵COTd;； COTd中元素具有规律性:对角线CFF子块同时含有码比特O与码比特I ;右上角I子块不含码比特O ;左下角O子块不含码比特I ;所以通过对O与I同时出现区域定位就可以确定CFF子块在级联码中的位置； CFF子块定位规则为:统计每条指纹编码中O的个数除以2n，其结果向上取整就是编码所在子块编号(从I开始)。2.根据权利要求1所述的基于I码和CFF码的抗合谋指纹编码方法，其特征在于，所述的r-CFF(n，t)快速生成算法基于关联矩阵，包括以下步骤: (1)选定编码元素集合χ={1,2，…，η }、最大抗合谋人数r，初始化关联矩阵flag [η][n] ;flag第i行、第j列(I彡i，j<n)值为O表示元素对<i，j>已出现在某一 CFF区组中，不能再次用于CFF区组设计；为I表示元素对<i，j>可用于CFF区组设计；CFF区组设计定义要求元素对<i，i>不能出现于CFF区组设计中，所以flag初始时对角线元素值为0，其余元素值为I ; (2)生成基础集，修改flag对应值；根据组合数学，集合{(1，…，r+1), (r +2，…，2r + 2)，…，(n -r,…，η)}和{(1，n/(r +1) +1，…，(r X n) / (r +1)+1), (2, n/ (r+1)+2,…，(rXn)/(r +1) +2)，…，(n /(r +l),2n/(r +1)，…，η)}为 CFF 基础集，据此修改flag对应值； (3)对集合X中的元素按(r+ I)个元素一组依次进行(r +1)阶排列，遍历所有排列，判断构成每个排列的所有元素对<i，j>是否已在flag中出现(flag对应值为O)，出现则舍弃该排列，结束当前排列遍历；否则继续遍历其它元素对<i，j>直至当前排列所有元素对遍历完； 遍历结束后，若该排列的所有元素对<i, j>在flag中均未出现过(flag对应值为1)，则判断该排列为一 CFF区组，将其加入CFF区组结果集中，同时修改flag对应值； (4)根据CFF区组结果集构造编码矩阵cflag;规则为每行对应一个CFF区组fi，每列对应集合X的一个元素，fi中包含元素对应位置记1，其余位置记O ; (5)对cflag求补得到码字矩阵C，生成对应编码；编码规则为每行对应一个CFF区组C1，每列对应集合X的一个元素，(^中包含元素对应位置记0，其余位置记I。3.根据权利要求1所述的基于I码和CFF码的抗合谋指纹编码方法，其特征在于，抗合谋指纹编码采用I码和CFF码级联编码检测算法追踪叛逆者，包括以下步骤: (1)确定待检编码所在CFF子块位置:统计每条指纹编码中O的个数除以2η，其结果向上取整就是编码所在子块编号(从I开始)； (2)确定叛逆者；在CFF子块中任意不大于r个用户合谋产生的向量都是唯一的，因此，确定CFF子块位置后，对指纹特征码字位置进行跟踪就可检测出叛逆者； 具体实现方法可以为:从数据库中取出对应子块的所有指纹编码，逐条计算指纹编码与被追踪指纹编码的汉明距离，判定汉明距离最小值对应的指纹编码用户为叛逆者，汉明距离次小值对应的指纹编码用户为叛逆者是大概率事件；当最小值、次小值都为唯一值时，可认定对应的指纹编码用户都是叛逆者。
【专利摘要】本发明提出一种基于I码和CFF码的抗合谋指纹编码方法，包括：I码和CFF码级联编码生成算法、r-CFF(n,t)码快速生成算法、I码和CFF码级联编码检测算法；I码和CFF码级联编码生成算法以小参数构建的CFF码为内码、I码为外码生成级联编码,降低了编码难度,提高了编码效率，有效解决了大参数CFF码难于生成难题；r-CFF(n,t)码快速生成算法通过计算和查找关联表的方法部分替代传统的排列组合方法，提高了编码时空效率；I码和CFF码级联编码检测算法，采用分层检测方法，先计算选定特定子块后进行CFF码遍历检测，缩小了遍历检测范围，提高了检测效率；本发明提出的抗合谋指纹编码方法可广泛应用于数字资源内容的版权追踪和盗版法律取证，能够为严惩叛逆者、保护数字资源知识产权提供有力技术支持。
【IPC分类】G06T1/00, G06F21/16
【公开号】CN105225198
【申请号】CN201510776121
【发明人】李启南, 李娇
【申请人】李启南
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月15日