专利名称：一种数字媒体文件的传送与收费方法
技术领域：
本发明涉及数字媒体的传送系统和数字媒体DRM(数字版权保护，Digital RightManagement)加密保护系统，特别涉及采用DVB(数字电视)数据广播的高速数据传输技术传送数字媒体的系统和采用预售充值卡系统对于数字媒体文件进行收费方法。
背景技术：
随着数字技术的发展，音乐、电影、文学等作品都已经脱离了传统的载体(如录音带、胶片拷贝、纸张等)，演变成了计算机上的数字文件，数字媒体成为音频、视频作品和文学作品的载体。从这个意义上讲，数字媒体产品是一个非常大的范畴，至少包括数字音乐、数字电影、数字电视节目、数字视频、数字文学作品、Web(网页)文件等。
数字媒体给人们带来了新的文明和新的生活模式，但同时也给著作权人带来了烦恼和损失。由于数字媒体的复制几乎是无成本的，数字媒体的网络传播几乎是无障碍和无边界的，致使盗版严重。因此，对数字媒体的收费就变成了整个数字媒体产业链中最大的难题。无论著作权人、制作人、发行商、零售商、用户都在寻找一种适合数字媒体特点的收费方法。
对于数字媒体的收费，必须解决三个难题第一是数字媒体的传输问题；第二是数字媒体的版权保护问题；第三是数字媒体的计费问题。全世界都在对这些问题进行探讨和尝试。
在数字媒体收费的实践中，最典型的案例是美国苹果公司为销售数字音乐提供了成功的商业模式和方法。苹果公司的方法是发明了一个iPod(苹果公司数字音乐播放器的名称)数字音乐播放器，其内置有大容量存储介质。苹果公司将iPod卖给用户，可以让用户将喜欢的数字音乐存储在iPod播放器中，随时享受数字音乐。在2003年4月，苹果公司在互联网上以网站形式提供了iTunes(苹果公司数字音乐专卖店的名称)数字音乐专卖店。拥有iPod播放器的用户需要通过PC(个人计算机)接入互联网，通过登录苹果公司的iTunes网站，用在线支付的方法下载需要购买的数字音乐作品到自己的PC机上，再从PC机上将下载购买的数字音乐传输到iPod播放器的存储器中。该数字媒体音乐不能在PC或其他类似的MP3(数字音乐的格式)播放机上播放，只能在iPod播放器上播放。这种方法被称为苹果公司的“iPod+iTunes”在线数字音乐销售，获得了巨大的成功。
另一种典型的数字媒体收费的商业方法是人们熟悉的IPTV(网络电视)中的VOD(交互式多媒体视频点播，Video On Demand)点播模式，现在很多运营商都在尝试用这种商业方法开展数字视频媒体的收费服务。这种方法是用户通过一个专用的STB(机顶盒，Set Top Box)连接到Internet(互联网)网络，在线登录到运营商的VOD服务平台，点播某一个影片后，运营平台响应用户的请求，为用户传送一个视频数据流，用户通过STB在线收看影片。值得注意的是这个数字媒体是以数据流的方式从Internet传送过来的，在STB上以流媒体方式播放时，不能存储文件。运营商通过STB认证，计费销售数字媒体，或者采用包月方式收费。
以上两者典型的数字媒体收费方法都存在缺陷和不足第一，从传输角度看，依赖的传输通道都是Internet网络，对于数字音乐是没问题的，但是对于数字视频媒体，Internet的网络带宽就成了瓶颈。随着平板电视机的普及，现在已经进入了高清时代，高清晰数字媒体所需要的带宽，用现在效率最高的H.264的压缩方法，也需要6-8M的数据传输带宽。显然通过Internet网络传输是不能满足需要的。如果采用下载存储的方式，对于一部达到几十个G的超大文件高清影片，需要连续几天时间才能完成下载，这将不能达到商业服务的目的。第二，从数字版权保护的角度看，苹果公司采用捆绑专用设备的方法；IPTV采用终端设备不能存储的流媒体播放的方法。事实上以上两者方法对于数字媒体来说，都没有DRM数字版权保护，用户通过简单的技术手段就可以复制和再传播这个数字媒体文件。两者都不能解决盗版的问题，那么这样的商业方法就会受到著作权人的质疑。第三，从计费和收费角度看，以上两种方法都需要通过Internet在线支付。另一方面，对于苹果公司提供下载收费的模式，因为不能解决多次播放的计费问题，因而对于数字视频，特别是数字电影，著作权人和发行商是不接受这种计费和收费方法的。
发明内容
本发明为了解决现有技术中数字媒体传送速度不能满足要求和收费模式不健全的缺陷，提供了一种数字媒体文件的传送与收费方法。所述技术方案如下本发明提供了一种数字媒体文件的传送与收费方法，所述方法包括以下步骤步骤A构建一个数字媒体文件的传送与收费系统，并将数字媒体文件存入所述系统内；步骤B销售数字媒体播放机和数字媒体播放卡给用户，然后为购买所述数字媒体播放机和数字媒体播放卡的用户在所述系统内建立档案，并设立计费账户；步骤C对数字媒体文件进行加密生成密文和该密文的密钥，并将密文和密钥分开存储；步骤D将所述密文发送给用户的数字媒体播放机，当用户进行播放时，验证用户身份，验证通过后，将所述密文对应的密钥发送给用户的数字媒体播放机，允许用户播放数字媒体文件，并对所述用户的计费账户进行费用扣除。
所述步骤A中的数字媒体文件的传送与收费系统包括系统控制管理平台系统、用户管理子系统、充值卡管理子系统、用户综合服务网站子系统、DRM版权保护加密子系统、密文数据库、密钥数据库、密文发送子系统、密钥发送子系统、DVB数据广播子系统、用户身份验证和计费子系统。
所述步骤B中的数字媒体播放机内部带有DVB数据广播接收模块和大容量存储介质，并带有能够连接Internet网络的Ethernet网络接口。
所述步骤B中的数字媒体播放卡是一种不能被复制的智能卡，卡内包含唯一的用户身份代码ID、用户信息和用户交费信息，所述信息在智能卡上以加密形式进行存储。
所述步骤C中的加密采用的是一种DRM的加密方法，对数字媒体加密后产生密文和密钥两个文件，所述密文存储在密文数据库中，所述密钥存储在密钥数据库中。
所述步骤D具体包括以下步骤步骤D1将所述密文发送给用户的数字媒体播放机；步骤D2用户播放存储在数字媒体播放机内的数字媒体文件，数字媒体播放机自动通过Internet网络发送关于所述媒体文件的播放请求给系统；步骤D3系统收到所述播放请求后，验证用户身份及所述账户余额，验证通过后，将密钥和授权通过Internet网络发送给用户的数字媒体播放机；步骤D4所述用户的数字媒体播放机收到密钥和授权后，用所述密钥对密文进行解密，同时播放解密后的数字媒体文件，所述授权是授权用户一次播放或者多次播放，或者是授权用户在一定时间内播放；步骤D5根据用户播放的数字媒体文件对所述用户的计费账户的费用进行扣除。
所述步骤D1中的密文发送采用DVB网络数据广播通道高速传输，所述DVB网络是通过卫星接收天线连接的卫星DVB-S网络，或者是通过同轴电缆连接的有线网DVB-C网络，或者是通过地面波接收天线连接的地面波DVB-T网络，或者是中国标准的地面波CDMB-T网络。
所述步骤D2和D3中的Internet网络是Internet运营商运营的有线网络，或者是移动通信运营商运营的无线网络，所述网络采用GSM网络的GPRS接入方式，或者采用CDMA网络的CDMA 1X接入方式。
所述步骤D5中的费用是通过用户购买所述系统的充值卡充值实现预付费，具体充值方法是用户在商业网点购买运营商销售的充值卡，获得充值卡密码，然后登录所述系统，输入卡号和充值卡密码对用户自己的计费账户进行充值实现的预付费。
所述步骤D5中的费用是通过银行转账的方式对所述计费账户进行充值实现预付费，或者是用户直接到运营商服务网点交纳现金对所述计费账户进行充值实现的预付费。
本发明的技术方案带来的有益效果是通过本发明提供的采用DVB数据广播通道高速传输的数字媒体传送方法，解决了数字媒体的传输问题。
通过采用DRM数字版权保护的方法对数字媒体文件进行加密，使得非法用户即使零成本复制或传播该数字媒体文件，也没有办法解密和播放。解决了数字媒体的版权保护问题。
通过Internet的网络双向数据通道，在线传送DRM解密信息，使得用户每一次播放必需要获得播放授权和DRM解密的密钥，解决了数字媒体的播放计费问题。
数字媒体运营商通过销售充值卡的方法实现对用户的预收费，在给用户发出播放授权和DRM解密的密钥之后，从用户充值卡账户中扣款，解决了数字媒体的收费问题。
图1是本发明提供的数字媒体文件传送与收费系统示意图；图2是本发明提供的运营商对数字媒体文件的传送与收费进行准备的流程图；图3是本发明提供的数字媒体文件的传送与收费的方法流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明的运营商首先向用户销售数字媒体播放机和数字媒体播放卡，然后对用户使用数字媒体文件进行收费。其中数字媒体产品是数字音视频媒体产品，可以是数字电影或者数字电视剧等高清晰度的数字媒体文件。
运营商对数字媒体文件的传送与收费作准备。参见图2，具体准备过程如下步骤201数字媒体运营商按照图1所示的系统构建一个数字媒体传送与收费系统。
本发明所述的数字媒体传送系统，至少包括如下部分系统控制管理平台系统100、用户管理子系统103、充值卡管理子系统104、用户综合服务网站子系统105、DRM版权保护加密子系统106、密文数据库107、密钥数据库108、密文发送子系统109、密钥发送子系统110、DVB数据广播子系统111、用户身份验证和计费子系统112，另外还可以包括数字媒体制作子系统101、数字媒体数据库102、Internet接口平台子系统113。
步骤202运营商从数字媒体版权持有人那里取得正版的音视频作品，经过数字媒体制作系统101将音视频作品转换为数字媒体文件，并将该数字媒体文件存储在数字媒体数据库102中。
步骤203运营商发展客户，销售专用的数字媒体播放机和数字媒体播放卡，该播放卡是一种智能卡，包含用户身份号码和用户计费信息等。一机一卡，如果没有数字媒体播放卡，数字媒体播放机是不能工作的。
用户可以在运营商的销售网点购买数字播放机和数字媒体播放卡。用户使用数字媒体播放机时需要将这个数字媒体播放机同时接入DVB网络和Internet网络。这个DVB网络可以是通过卫星接收天线连接的卫星DVB-S网络，或者是通过同轴电缆连接的有线网DVB-C网络，或者是通过地面波接收天线连接的地面波DVB-T网络，也可以是中国标准的地面波CDMB-T网络。对于Internet网络可以通过各种公知的方法接入。
步骤204运营商根据销售计划，从数字媒体数据库102中取出数字媒体文件，通过DRM加密子系统106对数字媒体文件进行加密，加密后的密文送到密文数据库107中存储，密钥送到密钥数据库108中存储。
数字媒体传送系统中的DRM版权保护加密子系统106采用一种DRM加密技术，对数字媒体文件进行加密，产生两个文件，一个是加密过的数字媒体文件(简称密文)，另一个是对密文进行解密的信息文件(简称密钥)。将密文和密钥分开存储，分别存储在密文数据库107和密钥数据库108中。
随着数字加密技术的发展，已经有几十种DRM方法，本发明中必需选择一种满足上述要求的DRM加密方法，要求这种DRM可以对数字媒体文件整体进行加密，产生密文和密钥两个文件。特别是，该DRM的加密过程，要与数字媒体传送系统中用户管理子系统103中的合法用户相关联。即加密产生的密文和解密用的密钥要包含合法用户数字媒体播放卡中的信息。
步骤205运营商在用户管理子系统103中为购机的客户建立档案，并设立一个计费账户。这个账户是以用户数字媒体播放卡的用户码为标识的。当用户购买了数字媒体播放卡后，运营商就为他建立用户档案和消费账户，该用户就成为了运营商的入网用户。
步骤206运营商销售充值卡。运营商使用充值卡管理子系统104制作、发行、管理充值卡的销售和账户管理，销售充值卡实现预收费。这个步骤是针对使用充值卡进行付费的用户来进行的，因为付费有多种方式，当用户选择使用充值卡进行付费时，运营商需要提供充值卡给用户，也就需要进行该步骤，否则可以不进行。
步骤207运营商发送数字媒体密文给用户的数字媒体播放机。根据销售计划，运营商利用本销售系统的密文发送系统109从密文数据库107中取出密文，送到DVB数据广播系统111，发指令让DVB数据广播系统111将密文传输给用户的数字媒体播放机。
这时用户可以根据节目导航单选择自己喜欢的数字视频媒体，进行选择接收，就像在音像店里选择购买光碟一样。DVB数据广播是一种成熟的技术，是将密文打包，以数据传输流TS(传输流，遵循ISO/IEC 13818-1 Transport Stream标准)为载体，高速广播推送的技术方法，数据通道传输的速率高达30Mbps以上。DVB数据广播通道可以根据情况选择使用通过卫星接收天线连接的卫星DVB-S网络，或者是通过同轴电缆连接的有线网DVB-C网络，或者是通过地面波接收天线连接的地面波DVB-T网络，也可以是中国标准的地面波CDMB-T网络。所以用户选择的节目很快就会被接收下来，存储在数字媒体播放机中。
用户采用上述从运营商处购买的带有DVB数据广播接收装置的数字媒体播放机来接收通过DVB数据广播传送的密文，接收的密文存储在数字媒体播放机的硬盘上。
参见图3，做好数字媒体文件的传送与收费准备后，当用户需要播放由本数字媒体传送与收费系统传送的数字媒体文件时，具体执行以下步骤步骤301用户用购买充值卡为自己的账户充值。用户选择提前交纳使用费用时，可以通过购买充值卡的方式为自己的计费账户进行充值。
用户购买媒体播放充值卡是预付费方法，其实运营商也可以采用让用户先消费，再按照账单收费的用户后付费方法收费。
采用预付费的方法进行计费账户充值的过程用户购买充值卡以后可以通过专用的数字媒体播放机登录上述系统，输入充值卡卡号和密码进行充值，充值卡管理子系统104和用户管理子系统103接收用户充值后，在用户账户中为用户存储预收费金额。用户对账户进行充值后，就为消费数字媒体文件进行了预付费。
为计费账户进行充值也可以采用其它的方式进行，例如，通过银行转账的方式对所述计费账户进行充值，或者用户直接到运营商的服务网点交纳现金对所述计费账户进行充值。
步骤302用户播放一个存储在数字媒体播放机内的数字媒体，数字媒体播放机自动发送关于这个媒体的播放请求。
用户打开数字媒体播放机，会看到存储在硬盘上的数字媒体文件清单，就像打开自己的媒体库一样，当他选择某一个数字媒体播放时候，数字媒体播放机自动通过Internet连接系统的用户身份验证和计费子系统112验证身份并请求授权播放。这个过程是数字媒体播放机自动执行的，速度非常快，仅仅是几秒钟的时间，用户就像打开一个网页一样就会看到结果。
步骤303系统中的用户身份验证和计费子系统112接受用户请求，对用户身份进行验证。
如果在用户管理子系统103中没有用户信息或者用户记录异常，则判定为非法用户，发出指令提示不予授权，数字媒体播放机不能解密停止播放。如果在用户管理子系统103中该用户有记录，但是账户中余额不足，则发出指令，在用户数字媒体播放机上显示信息，通知用户余额不足，用户可以再次购买充值卡充值。如果在用户管理子系统103中该用户有记录，而且账户中余额充足，则验证用户身份为合法。
步骤304验证用户身份合法后，系统向密钥发送子系统110发出指令，向用户发送密钥和授权信息。
系统中的密钥发送子系统110通过Internet接口平台113连接Internet网络，向用户数字媒体播放机发送密钥和授权信息。授权信息可以授权用户一次播放或者多次播放，也可以授权用户在一定时间内播放。
步骤305数字媒体播放机收到密钥和授权后，用密钥对密文进行解密，解密时数字媒体播放机同时播放数字媒体文件。解密后的数字媒体文件直接进行播放，不能进行存储。
步骤306运营商根据用户播放数字媒体文件进行收费。
运营商根据该数字媒体的销售价格，在该用户的预付费账户中扣掉相应的金额，实现收费。同时，系统中的用户管理子系统103记录用户的所有播放清单明细和计费扣款明细，当用户请求查阅时，系统可以发送明细清单供用户核对。
用户可以在任何时候，都可以通过数字媒体播放机登陆用户管理系统103查看自己的账户余额，也可以查看一个时期的播放数字媒体的消费清单。
采用销售充值卡预收费的方法进行数字媒体产品的收费时，数字媒体传送系统中的充值卡管理子系统104承担这个工作。运营商预先制作数字媒体播放充值卡，通过社会上的商业网点销售数字媒体播放的充值卡，用户购买了一定面值的充值卡后，必须刮去印刷涂层才能看到密码，然后登录数字媒体传送系统，输入卡号和充值密码对自己的账户进行充值。用户可以在数字媒体播放机上登录数字媒体传送系统对自己的账户进行充值。数字媒体传送系统的中的用户管理子系统103和充值卡管理子系统104协同工作，自动验证用户身份并在用户账户中记录用户的充值数额，完成传送的预收费。运营商销售充值卡实现了预收费，用户购买充值卡在自己账户中充值预存了购买数字媒体的费用。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤步骤A构建一个数字媒体文件的传送与收费系统，并将数字媒体文件存入所述系统内；步骤B销售数字媒体播放机和数字媒体播放卡给用户，然后为购买所述数字媒体播放机和数字媒体播放卡的用户在所述系统内建立档案，并设立计费账户；步骤C对数字媒体文件进行加密生成密文和该密文的密钥，并将密文和密钥分开存储；步骤D将所述密文发送给用户的数字媒体播放机，当用户进行播放时，验证用户身份，验证通过后，将所述密文对应的密钥发送给用户的数字媒体播放机，允许用户播放数字媒体之件，并对所述用户的计费账户进行费用扣除。
2.如权利要求1所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤A中的数字媒体文件的传送与收费系统包括系统控制管理平台系统、用户管理子系统、充值卡管理子系统、用户综合服务网站子系统、DRM版权保护加密子系统、密文数据库、密钥数据库、密文发送子系统、密钥发送子系统、DVB数据广播子系统、用户身份验证和计费子系统。
3.如权利要求1所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤B中的数字媒体播放机内部带有DVB数据广播接收模块和大容量存储介质，并带有能够连接Internet网络的Ethernet网络接口。
4.如权利要求1所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤B中的数字媒体播放卡是一种不能被复制的智能卡，卡内包含唯一的用户身份代码ID、用户信息和用户交费信息，所述信息在智能卡上以加密形式进行存储。
5.如权利要求2所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤C中的加密采用的是一种DRM的加密方法，对数字媒体加密后产生密文和密钥两个文件，所述密文存储在密文数据库中，所述密钥存储在密钥数据库中。
6.如权利要求1所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤D具体包括以下步骤步骤D1将所述密文发送给用户的数字媒体播放机；步骤D2用户播放存储在数字媒体播放机内的数字媒体文件，数字媒体播放机自动通过Internet网络发送关于所述媒体文件的播放请求给系统；步骤D3系统收到所述播放请求后，验证用户身份及所述账户余额，验证通过后，将密钥和授权通过Internet网络发送给用户的数字媒体播放机；步骤D4所述用户的数字媒体播放机收到密钥和授权后，用所述密钥对密文进行解密，同时播放解密后的数字媒体文件，所述授权是授权用户一次播放或者多次播放，或者是授权用户在一定时间内播放；步骤D5根据用户播放的数字媒体文件对所述用户的计费账户的费用进行扣除。
7.如权利要求6所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤D1中的密文发送采用DVB网络数据广播通道高速传输，所述DVB网络是通过卫星接收天线连接的卫星DVB-S网络，或者是通过同轴电缆连接的有线网DVB-C网络，或者是通过地面波接收天线连接的地面波DVB-T网络，或者是中国标准的地面波CDMB-T网络。
8.如权利要求6所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤D2和D3中的Internet网络是Internet运营商运营的有线网络，或者是移动通信运营商运营的无线网络，所述网络采用GSM网络的GPRS接入方式，或者采用CDMA网络的CDMA 1X接入方式。
9.如权利要求6所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤D5中的费用是通过用户购买所述系统的充值卡充值实现的预付费，具体充值方法是用户在商业网点购买运营商销售的充值卡，获得充值卡密码，然后登录所述系统，输入卡号和充值卡密码对用户自己的计费账户进行充值实现预付费。
10.如权利要求6所述的数字媒体文件的传送与收费方法，其特征在于，所述步骤D5中的费用是通过银行转账的方式对所述计费账户进行充值实现的预付费，或者是用户直接到运营商服务网点交纳现金对所述计费账户进行充值实现预付费。
全文摘要
本发明提供了一种数字媒体文件的传送与收费方法，属于数字媒体的传送和DRM加密保护领域。为了解决现有技术中数字媒体传送和收费的缺陷，本发明提供了一种数字媒体文件的传送与收费方法，所述方法包括构建数字媒体文件的传送与收费系统，并将数字媒体文件存入系统内；销售数字媒体播放机和数字媒体播放卡给用户，为用户在系统内建立档案，并设立计费账户；对数字媒体文件进行加密，生成与用户对应的密文和该密文的密钥，存储密文和密钥；将密文发送给用户的数字媒体播放机，当用户播放数字媒体时，验证用户身份，验证通过后，将密钥和播放授权发送给用户的数字媒体播放机，并对用户的计费账户进行费用扣除。
文档编号H04L12/18GK1968107SQ20061014047
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月9日 优先权日2006年10月9日
发明者祝万昌, 苏国庆 申请人:祝万昌, 苏国庆