本发明涉及数字出版保护领域，特别涉及一种基于区块链技术的数字版权保护方法。
背景技术：
目前，知识产权产业痛点较多，按纵向产业链划分，主要可以归纳为三大方面。
其一，版权登记难，时效性差。
互联网时代下，无论是文字作品还是音乐、图片、视频、VR、游戏，优秀网络原创作品数量巨大且传播速度惊人。然而在版权局登记的增速却远远不及网络上流量的增速，这是由于传统版权登记需要到中心化机构或平台进行登记，周期长，且数字文件产品易复制。因此不符合庞大的原创个体登记版权的习惯和特点，线下登记的形式也与移动互联网时代的发展速度不匹配。例如音乐作品，市场并不能直截了当识别歌曲版权的拥有者。拥有权可能已经经过了许多不同用户的周转，或者可能有不同版本的歌曲，每个版本都有不同的所有者。歌曲中可能存在许多权利，包括作品的权利和录音以及表演者的权利，而这些并不总是拥有相同的所有者。事实上，发行公司有时不得不聘请专门追踪音乐特定版权所有者的专家，这显示出了版权确权的复杂程度。目前版权确权行业的效率在互联网企业的带动下提高了不少。
其二，用权变现难，版权作品的交易困难。
目前，知识产权行业存在严重的供需失衡，而且更多地体现在供需无法匹配上。版权作品的交易困难，著作权人的作品无法及时变现、版权作品的购买者无法及时购得优秀作品，这阻塞了智力成果的价值创造通道。2017年，全国著作权(版权)登记总量达2747652件，其中，作品登记2001966件、计算机软件著作权登记745387件、著作权质权登记299件，相比2016年的2007698件，同比增长36.86％。面对如此庞大且快速增长的版权供给，目前知识产权行业更应该考虑如何匹配供需，以促进自身的健康成长。实际上侵权者有充分的途径绕开或者根本无视这些传统第三方认证渠道，而作者们也无法有效限制和打击侵权者，极大地制约了作者们对自有作品的使用。在新兴的数字版权时代，如何有效解决版权保护的问题，方便版权交易和推广，确实需要有突破性的方法。
其三，侵权易，维权难
数字时代的快捷性、作品的易复制性让互联网版权管理日益困难，剽窃侵权的成本大大降低，这对著作权人和整个版权行业都造成了巨大损失。从维权环节来看，追溯链条较长。首先，界定侵权难度大，需要逐级查看授权说明才能最终确定侵权。特别是对于声音和图像这种数字内容而言，更容易引起所有权争议。这也是数字版权推广遇到的阻碍，因为很难分辨“原版”和“仿作”。其次，维权追溯难，在确定侵权后，权利溯源难度较大。以音乐版权为例，词曲人拥有词曲的著作权，歌手拥有歌曲版权，此外还包括复制权、发行权、播放权、放映权等一系列的权利交叉在其中，权利归属的复杂程度可想而知。最后，我国历史上版权违法现象较严重，下载盗版音乐、不标注引用来源很普遍，这些都极大的阻碍了内容市场的健康发展。
区块链技术使得版权作品登记实现自我监管，去中心化极大的降低了管理成本，提高登记数据库的安全性。首先，从理论上讲，由于区块链去中心化的特点，版权作品登记方法在未来不再需要第三方的认证、管理，避免了传统机构授权的漫长过程，直接由全网进行监督，大大节约了著作权人的成本和管理、登记机构的管理成本。由于区块链技术具有不可变更的特定，版权作品不再需要各式各样的认证资料来证明其原创性，使用区块链技术即可证明作品本身。同时，由于区块链本身的构成特点，任何原创作品的登记信息都是独一无二的，无论是作品的内容信息还是创作时间都会有唯一时间戳记录。这为版权作品的确权提供了解决方案。再加上区块链每一个节点上都有登记作品信息的副本，既保障作品完整性又易于追踪，因此，方法中一个节点被侵入或者被破坏不会影响其他节点的运作，全网的实时监测也可以完成。一方面，版权侵权行为成本会大大提高；另一方面，监测侵权更加及时，为实时维权提供了基础。区块链技术能在版权登记、确权、维权方面创造新的保护体系。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种基于区块链技术的数字版权保护方法，本发明以数字内容版权保护为应用背景，分析当前数字内容产品在版权保护方面的现状和痛点，根据区块链技术打造去中心化版权保护方法，定位在版权保护和协同创作。本发明利用P2P网络、加密签名技术、区块链、共识机制等核心内容，并使用数据库构建一种基于区块链的版权保护方法。使数字化知识内容的版权归属、版权使用和版权维护成为可能。区块链可以记录内容作品从开始写作到最终完成的全过程，并可以进行数字存证，保证数字内容的价值转移过程的公开、透明、可追溯，为版权保护提供了解决方案。区块链技术的引入将大大提高数字内容保护产业链的运作效率，从确权、用权、维权三个环节解决产业链保护效力的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种基于区块链技术的数字版权保护方法，包括如下步骤：
S10建立基于区块链技术的版权保护系统总体功能框架，该框架包括核心层、扩展层和应用层，其中核心层包括P2P网络模块、加密验证模块、用户地址模块、交易模块、区块链数据存储模块、共识机制模块；
S20生成基于区块链技术的版权保护系统的网络模块，建立去中心的P2P网络，形成一个互联互通的网络；
S30生成基于区块链技术的版权保护系统的加密验证模块，构建一个无需人工验证、高度可信的底层网络；
S40生成基于区块链技术的版权保护系统的交易模块，并基于S20和S30生成交易信息，实现电子书版权登记和版权交易；
S50生成基于区块链技术的版权保护系统的用户地址模块，利用S30的加密验证模块为用户生成加密的Hash地址，通过S40的交易模块拓展和关联其他功能；
S60生成基于区块链技术的版权保护系统的区块链数据存储模块，记录每一个区块，区块包含交易信息，并通过当前区块记录着前一条记录的信息，通过加密信息字段，使区块中的交易信息具有签名认证作用；
S70生成基于区块链技术的版权保护系统的共识机制模块，使得区块链网络对具有记账权节点的选择达成共识，产生的区块写入节点区块链存储模块中。
优选地，所述S10在区块链技术架构协议层完成，此层作用是搭建网络环境、构建交易方式、制定了交易和奖励规则。
优选地，所述S20具体来说区块链去中心化的基础，提供节点路由，节点保存，路由扩展，更新节点功能，搭建形成一个互联互通网络。
优选地，所述S30具体来说通过生成加密hash地址，扩展和关联其他功能，同时提供待交易查询、关联账号查询、用户签名交易、创建多重签名账号功能。
优选地，所述S40中基于S20和S30生成交易信息，实现电子书版权登记和版权交易的步骤为:
S401生成交易信息；
S402使用交易双方的公钥签名，确保交易所属，记录交易时间戳，生成交易ID；
S403验证交易合法性；
S404将交易信息通过所述网络模块广播至所述网络的每个节点。
优选地，所述S50具体包括：
S501关联S20所生成的网络模块，获取用户的Hash地址；
S502通过Hash算法对该Hash地址进行加密处理；
S503关联S30所生成的加密验证模块。
优选地，所述S60具体包括：
S601建立基于区块链技术的版权保护方法的区块链存储模块；
S602记录每一个区块，区块包含交易信息；
S603通过当前区块记录着前一条记录的信息，通过加密的信息字段进行签名认证；
S604通过自引用的数据库表，每条记录代表一个区块，这条区块记录着它前面一条记录的信息，由此任何一条记录可往前顺序追溯查询到第一条记录。
优选地，所述S401中所生成的交易信息包括交易类型、支付帐号、接受帐号、交易金额、需要校验发起交易的用户是否存在、密钥是否正确、是否多重签名帐号、是否有支付密码，以及接受方用户地址是否合法。
优选地，所述S604包括:
S6041保存创世区块，运行时直接写入数据库，保证每一个客户端有一个可信、安全的根区块；
S6042加载本地区块，每个节点都需要首先加载验证本地区块链，确保其没有被篡改，在软件初始化的过程中进行；
S6043验证本地区块，逐个加载区块并验证，首先追溯前一区块；然后验证块签名，防止块内容被篡改，如果验证失败，就要终止整个验证过程，删除该块及其后面的块；再验证块时段，防止块位置被篡改。最后验证交易；
S6044创建新区块，获取未确认的交易，并再次验证，并通过获取块时段数据为区块提供密钥对、时间戳受托人列表；
S6045产生区块链分叉；
S6046同步区块链，并解决分叉。
优选地，所述S70包括：
S701注册受托人，并接受投票。用户注册为受托人；并接受投票；
S702维持循环，调整受托人。根据设定不同的块周期来调整区块的循环周期，每个循环周期调整一次受托人名单；奖励周期：根据区块链高度，设置里程碑时间，在某个时间点调整区块奖励；
S703循环产生新区块，广播至网络各节点。
本发明技术方案通过采用区块链技术使得版权作品登记实现自我监管，去中心化极大的降低了管理成本，提高登记数据库的安全性。首先，从理论上讲，由于区块链去中心化的特点，版权作品登记方法在未来不再需要第三方的认证、管理，抛弃了传统繁琐的线下路径和机构认证，直接由全网进行监督，大大节约了著作权人的成本和管理、登记机构的管理成本。由于区块链技术具有不可变更的特定，版权作品不再需要各式各样的认证资料来证明其原创性，使用区块链技术即可证明作品本身。同时，由于区块链本身的构成特点，任何原创作品的登记信息都是独一无二的，无论是作品的内容信息还是创作时间都会有唯一时间戳记录。这为版权作品的确权提供了解决方案。再加上区块链每一个节点上都有登记作品信息的副本，既保障作品完整性又易于追踪，因此，方法中一个节点被侵入或者被破坏不会影响其他节点的运作，全网的实时监测也可以完成。总体来讲，区块链技术使得版权侵权行为成本会大大提高，监测侵权更加及时，为实时维权提供了基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为基于区块链技术的版权保护方法总体框架设计图；
图2为基于区块链技术的版权保护方法模块构建流程图；
图3为基于区块链技术的版权保护方法功能流程图，
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，本发明提出的一种基于区块链技术的数字版权保护方法，包括如下步骤：
S10建立基于区块链技术的版权保护系统总体功能框架，该框架包括核心层、扩展层和应用层，其中核心层包括P2P网络模块、加密验证模块、用户地址模块、交易模块、区块链数据存储模块、共识机制模块；
S20生成基于区块链技术的版权保护系统的网络模块，建立去中心的P2P网络，形成一个互联互通的网络；
S30生成基于区块链技术的版权保护系统的加密验证模块，构建一个无需人工验证、高度可信的底层网络；
S40生成基于区块链技术的版权保护系统的交易模块，并基于S20和S30生成交易信息，实现电子书版权登记和版权交易；
S50生成基于区块链技术的版权保护系统的用户地址模块，利用S30的加密验证模块为用户生成加密的Hash地址，通过S40的交易模块拓展和关联其他功能；
S60生成基于区块链技术的版权保护系统的区块链数据存储模块，记录每一个区块，区块包含交易信息，并通过当前区块记录着前一条记录的信息，通过加密信息字段，使区块中的交易信息具有签名认证作用；
S70生成基于区块链技术的版权保护系统的共识机制模块，使得区块链网络对具有记账权节点的选择达成共识，产生的区块写入节点区块链存储模块中。
优选地，所述S10在区块链技术架构协议层完成，此层作用是搭建网络环境、构建交易方式、制定了交易和奖励规则。
优选地，所述S20具体来说区块链去中心化的基础，提供节点路由，节点保存，路由扩展，更新节点功能，搭建形成一个互联互通网络。
优选地，所述S30具体来说通过生成加密hash地址，扩展和关联其他功能，同时提供待交易查询、关联账号查询、用户签名交易、创建多重签名账号功能。
优选地，所述S40中基于S20和S30生成交易信息，实现电子书版权登记和版权交易的步骤为:
S401生成交易信息；
S402使用交易双方的公钥签名，确保交易所属，记录交易时间戳，生成交易ID；
S403验证交易合法性；
S404将交易信息通过所述网络模块广播至所述网络的每个节点。
优选地，所述S50具体包括：
S501关联S20所生成的网络模块，获取用户的Hash地址；
S502通过Hash算法对该Hash地址进行加密处理；
S503关联S30所生成的加密验证模块。
优选地，所述S60具体包括：
S601建立基于区块链技术的版权保护方法的区块链存储模块；
S602记录每一个区块，区块包含交易信息；
S603通过当前区块记录着前一条记录的信息，通过加密的信息字段进行签名认证；
S604通过自引用的数据库表，每条记录代表一个区块，这条区块记录着它前面一条记录的信息，由此任何一条记录可往前顺序追溯查询到第一条记录。
优选地，所述S401中所生成的交易信息包括交易类型、支付帐号、接受帐号、交易金额、需要校验发起交易的用户是否存在、密钥是否正确、是否多重签名帐号、是否有支付密码，以及接受方用户地址是否合法。
优选地，所述S604包括:
S6041保存创世区块，运行时直接写入数据库，保证每一个客户端有一个可信、安全的根区块；
S6042加载本地区块，每个节点都需要首先加载验证本地区块链，确保其没有被篡改，在软件初始化的过程中进行；
S6043验证本地区块，逐个加载区块并验证，首先追溯前一区块；然后验证块签名，防止块内容被篡改，如果验证失败，就要终止整个验证过程，删除该块及其后面的块；再验证块时段，防止块位置被篡改。最后验证交易；
S6044创建新区块，获取未确认的交易，并再次验证，并通过获取块时段数据为区块提供密钥对、时间戳受托人列表；
S6045产生区块链分叉；
S6046同步区块链，并解决分叉。
优选地，所述S70包括：
S701注册受托人，并接受投票。用户注册为受托人；并接受投票；
S702维持循环，调整受托人。根据设定不同的块周期来调整区块的循环周期，每个循环周期调整一次受托人名单；奖励周期：根据区块链高度，设置里程碑时间，在某个时间点调整区块奖励；
S703循环产生新区块，广播至网络各节点。
具体实操作：
步骤一、建立区块链的架构，其包括核心层、扩展层和应用层，本发明涉及的内容就是核心层的设计，参照比特币底层区块链网络运行，搭建网络环境、构建交易方式、制定了交易和奖励规则。并通过可编程接口向扩展层、应用层提供文件创作、数据分享、版权登记、作品交易和转账功能。本方法通过交易这一概念设计用户各类操作，以数字货币流通的方式处理用户发起的交易，通过基于授权股权机制决定记账节点，保障区块链网络中多个节点之间，彼此对某个区块存储达成一致的结果。
方法模块构建流程图如图2所示，P2P网络模块完成节点初始化，使得任何节点之间都可以相互访问；加密验证模块生成加密hash地址，扩展和关联其他功能，同时提供待交易查询、关联账号查询、用户签名交易、创建多重签名账号功能；用户地址模块用来进行用户账号的管理工作，为用户操作提供数据支持，可以进行用户权限认证，记录、管理与用户有关的各类操作。用户地址是一个公钥地址，通过步骤三中的密码组件生成，具有匿名性。同时该用户地址可作为交易时的账户；交易模块是本方法最重要的部分，是区块链产品中的核心功能，将一段时间内的交易信息生成区块，实现电子书版权登记和版权交易；区块链存储模块进行区块存储，包括加载区块链，同步区块链和处理新区块链；共识机制模块使得区块链网络中各个节点对具有本次区块记账权节点的选择达成共识，将步骤五所产生的区块写入节点区块链存储模块中
步骤二、建立基于区块链技术版权保护方法的P2P网络，提供初始节点列表；保障节点具备跨域访问能力，节点之间可以自由访问；使节点具备更新能力，保证网络的畅通。具体地，首先提供路由拓展更能，快速处理节点请求，用于查询节点及其信息；同时进行节点保存，保证查询的信息能够及时、准确，进一步在此节点保存过程中，首先初始化节点以供联网使用，然后再对节点信息进行持久化，保存到数据库中，当区块链加载完毕的时候，依次将配置的节点写入数据库，如果数据库中已经存在相同的节点就忽略该节点，然后更新节点列表，最后出发更新节点事件。
步骤三、设计基于区块链技术的版权保护方法加密验证模块。该模块提供的功能包括待交易查询、关联账号列表查询、用户签名交易和创建签名账号。使用SHA256哈希算法加密生成散列值，通过Ed25519组件生成对应密钥对；验证过程使用了Ed25519组件，该组件是一个数字签名算法。签名过程不依赖随机数生成器，没有时间通道攻击的问题，签名和公钥都很小。在实践中，把用户设定的密码生成私钥和公钥，再将公钥经过16进制字符串转换产生用户地址，交易时的时候输入用户地址。
步骤四、构建基于区块链技术的版权保护方法用户地址模块。该模块用来进行用户账号的管理工作，为用户操作提供数据支持，可以进行用户权限认证，记录、管理与用户有关的各类操作。用户地址是一个公钥地址，通过步骤三中的密码组件生成，具有匿名性。同时该用户地址可作为支付地址，可以直接向该用户的用户名付款。该模块相当于两个基本功能，首先是用户账户管理，其次是通过交易模块扩展和关联其他功能。
步骤五、设计基于区块链技术的版权保护方法交易模块。是指通过区块链网络，把用户有关操作以底层数字货币转移的方式实现，把交易数据生成区块并保存到区块链的过程。基于区块链技术版权保护方法的交易模块确保正确地生成交易、快速地传播和验证交易，并最终写入区块链数据存储模块中。一笔交易包括下列过程：(1)生成交易数据。(2)为合法交易签名。(3)验证交易合法性。(4)广播到区块链网络。进一步地，步骤(1)生成交易数据，交易数据包含如下信息；交易类型、支付帐号；接受帐号；交易数量。需要校验发起交易的用户是否存在、密钥是否正确、是否多重签名帐号、是否有支付密码，以及接受方用户地址是否合法。步骤(2)为合法交易签名。如果交易信息全部正确，要进行一笔合法交易，还要使用交易双方的公钥签名，确保交易所属。同时，还要准确记录它的交易时间戳，方便追溯。还要生成交易ID，每个交易I D都包含了丰富的加密信息。步骤(3)验证交易合法性，通常，一笔交易经过6-10个区块验证之后，这笔交易被认为是无法更改的。这里的交易合法性，除了基本信息正确之外，主要是指保证交易是未确认的交易，也不是用户重复提交的交易，即双花交易。每笔交易在广播到网络之前必须验证合法性，不合法的交易没有机会广播到网络。验证合法的交易就可以直接加入区块链了，从步骤五的第一步到此处，方法都是在一个节点上完成的。一旦交易被广播到网络，在其他节点，这里的验证和处理过程就会重复执行一次。步骤(4)广播到点对点网络，借助点对点网络，把交易数据生成区块写入区块链存储模块，保证交易数据无法篡改，而且可以轻松查询追溯。在中心化的服务器上，保证交易记录可追溯，要采取更多的技术手段，记录更多的数据字段，意味着要保持大量数据冗余，付出更多资金成本。
步骤六、设计基于区块链技术的版权保护方法区块链存储模块。从数据库设计角度理解区块链，区块链是一张“自引用”的数据库表。每条记录代表一个区块，区块保存着一段时间内的交易数据，这条区块记录着它前面一条记录的信息，可以直接查询到前一条记录，因此从任何一条记录开始都可以往前顺序追溯，直到第一条记录。普通自引用表结构，通常使用交易ID作为关联外键，交易数据是经过加密处理的信息字段，具有签名认证作用，可实现自我验证，防止被篡改。与区块链直接关联的另一张重要的表，就是交易表。交易模块包含大量的交易，这些交易保存在一张独立表里，并与区块链形成多对一的关联方式。只要追溯到区块，就可以查询到该区块包含的交易记录。形成一个公开透明、无法篡改、方便追溯的账本。具体地设计过程为，步骤(1)保存创世区块，此区块是硬编码到程序中的，会在程序初始运行的时候直接写入数据库，保证每一个客户端有一个可信、安全的根区块。步骤(2)加载本地区块，每个节点都需要首先加载验证本地区块链，确保其没有被篡改，这在软件初始化的过程中进行。步骤(3)逐个加载区块并验证。在此步骤中，首先追溯前一区块；然后验证块签名，防止块内容被篡改，如果验证失败，就要终止整个验证过程，删除该块及其后面的块；再验证块时段，防止块位置被篡改。最后验证交易数据，具体流程与步骤四相同。步骤(4)创建新区块，获取未确认的交易，并再次验证，并通过获取块时段数据为区块提供密钥对和时间戳。在此步骤中首先获得生产区块的受托人列表，然后根据当前时段信息找到对应的密钥对，此密钥对于特定时段的特定受托人相关。步骤(5)产生区块链分叉。步骤(6)同步区块链，并解决分叉。在这个过程中进行三种操作：同步区块、验证是否为未确认交易和签名。
步骤七、设计基于区块链技术的版权保护方法共识机制。区块链中各个节点相互协同操作，节点行为能够统一管理。基于授权股权证明机制，由受托人来创建区块，受托人来自于普通用户节点，需要首先进行注册，然后通过自身推广，寻求社区信任并投票，获得足够排行到前101名的时候，才可以被方法接纳为真正可以处理区块的节点，并获得铸币奖励。授权股权证明机制是通过股权占比来投票，通过吸纳社区节点力量，节点为了自身利益的最大化会投票选择相对可靠的节点，更加安全和去中心化。整个机制需要完成如下过程：(1)用户注册受托人，并接受投票，得票数排行前101位；(2)维持循环，调整受托人；(3)循环产生新区块，广播至整个网络。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。