基于去中心化的区块链的数字内容分发系统概念架构

数字内容交付服务的发展导致一些版权问题的出现，为了解决这些问题，基于区块链的数字内容分发系统被开发，因为区块链去中心化、点对点的认证机制被认为是理想的权限管理机制。这是近30年前宣布的超级分销概念的成功模式。所提出的系统得到了验证，并得到了对未来实际系统的大量反馈。

一、 导言

1994年互联网商业化后，数字内容交付服务迅速增长，尤其是音乐和视频传输，他们将成为互联网有效负载的主导，占据一半以上的流量。数字交付内容有两种传送系统：一个是受保护的交付，另一个是不受保护的。而保护数字内容的方法有很多变化，但基础技术是加密。变化取决于如何传递密钥来解密内容。

DRM数字版权管理和CAS条件访问系统适用于几乎所有基于商业的数字内容保护。DRM数字版权管理技术主要应用于远程通信业务，CAS技术主要应用于广播业务。这两种技术基于加密有相似的算法。每个服务的不同主要取决于密钥处理的方式和解密的时间。

另一方面，这些系统的问题源于“海盗攻击”。通过攻击来解密或窃取未经合法程序获取内容的密钥。每个国家的版权法都会保护内容不受这些盗窃者的侵害，尤其是被称为“技术版权法”的日本的版权法（因为技术声明太多）。这导致加密技术和非法解密或脱离保护之间进行一场捉迷藏游戏。加密技术提高了复杂度和算法，其中之一是关键长度。密钥长度越长，解密时间越长。这意味着实现高级加密的时间越长，环境就越安全。

追溯到1983年，第一个超级分销概念发布了。当时作者的想法是建立理想的数字内容分发系统。超分布类似于超导体，因为它没有阻力条件。在数字内容分发的情况下，阻力条件一直是不健康市场的因素。即使在今天，这些问题仍然是数字内容分发中最困难的问题。而他的核心思想是将通过所有权模式的补偿来安装使用模型。我们在1999年建立了CIDF（内容标识符论坛），该论坛基于元数据和使用双重水印系统的标识控制机制而建立的。

在那之后，为了实现他的超分配思想，做了很多尝试，但还没有成功的试验，主要原因应该是权力集中的管理体制。为了保持一致性和安全性，每个身份都应该向认证中心注册。这种集中服务将是保持系统一致性的唯一解决方案。许多权利持有人不会向任何其他方要求他们的权利，他们对版权管理的理想的程序是他们将自己操作他们的权利。

因此，我们开发了基于区块链的数字内容分发系统，以实现版权所有者的梦想。最重要的一点是，这个系统可以由权利持有人自己操作。还有许多其他集中式功能无法实现的便利功能。本文描述了超高清视频系统的概念和演示系统，称为4K或8K。

二、 系统

该系统旨在保持以下特性：1.内容所有者可以长期轻松地控制。这个概念完全不同于传统的中心运营的权限管理系统，这意味着主人可以控制一切。要实现这一概念，需要简单易行的操作。2.可以实现合理的安全性和模拟性。传统的比特币系统是第一个使用区块链机制的产品，它需要大约10分钟来挖掘哈希值进行计算。这是因为为了避开海盗，以最快的速度进行竞争计算。在数字内容分发的情况下，这些长的挖掘时间会干扰操作。3.第一个目标是被称为4K或8K的超高分辨率视频。混合视频压缩后，每个视频的容量约为1GB至10GB。文件的完全加密不实际的，因为解密需要很长时间。

高分辨率视频内容分发系统框图

考虑到各种需求，我们一直在用区块链机制精心设计公钥和私钥操作系统。从客户的角度来看，第一优先原则是可用性。基本机制与传统比特币非常相似。他们之间最大的区别是我们的系统目前无法输送资金。图1显示了主要机制。就交易而言，有两个职能利益相关者。在数字内容分发模式的情况下，许可方主要是内容权利持有者，而被许可方是用户。典型的超分发模型需要正确管理的权限。而区块链模式没有权威性。矿工将生成最新的权利区块链。所有转换都记录为历史记录，所有用户共享这些信息。区块链的结构是由多个交易组成的块以链状形式与前一个块相连。为了确保可靠性，当一个新的模块被添加到前一个模块时，需要一个被称为工作证明的解决难题的特殊过程，这个难题并不容易。这是因为这个过程可以防止攻击者自己伪造区块链。

这些机制与现有比特币系统基本相同。比特币和提议的系统之间的另一大区别是激励和媒介。当每个矿工比其他矿工更快地找到条件哈希值时，他们会消耗自己的计算机资源来获得奖励。一般来说，这种奖励是由比特币本身给予的。提议的系统拿数字内容而不是钱。我们的假设是，对矿工的激励将结合商业模式进行讨论，这超出了本文的范围。使区块链机制适应数字内容分发模型的最大优点是认证方案。该系统不需要集中的权限管理组织。所有参与者都有全部交易历史，又名“区块链”。这个方案可以说是理想的最终的系统。

加密技术也将以与传统数字版权管理系统相同的方式适用于所提出的系统。解密成本和安全级别的平衡将需要秘密和公钥技术的结合。所提出的系统也使用相同的机制。较长的密钥可以使安全级别更高。长度将根据计算时间决定。该系统采用超高分辨率视频内容。文件大小将超过20GB。因此，由于数据的大小，传统的完全加密/解密技术不是一种实用的解决方案。

该系统的第一个目标是展示基于块链的数字内容分发系统的可能性和潜力。因此，加密机制相对简单。H.265压缩数据的每个报头都结合密钥管理进行了修改。可以播放带有正确密钥的数据。

1 ）许可方：该模块的两个主要功能是对每个拥有的内容的权限控制，并上传内容文件。只有许可方可以通过权限管理来控制自己的内容。该系统的特点是许可方可以随时更改权限，即使在内容分发后也可以更改。从内容所有者的角度来看，这种随时可用的功能非常重要，因为所有者和用户之间的契约是有限的。例如，内容使用的限制是由过期、有限的播放次数或某些所有者的意愿造成的。当所有者发现他的作品有任何不恰当的表达时，他必须删除并修改。现有的内容管理系统很难满足这一要求。

2 ）被许可方：被许可方客户端运行两个主要应用程序。其中之一是许可证控制应用程序，它从块链中获取权限信息，并根据结果控制播放器。另一个是内容播放器，它可以播放4K高分辨率数字内容，并对H.265进行解码。该播放器只有在许可证得到认证的情况下才能运行。

3 ）挖掘服务器：这是本系统的主要模块。挖掘功能描述如下：生成包含权限信息的新块，通过某种计算添加随机数，并在网络上广播新生成的块。

可能的职能

我们展示了基于区块链的数字内容分发系统的三种可能功能。这些问题只是让内容所有者理解系统的有限演示。根据内容所有者或任何其他利益相关者的回应，我们将改进该系统。

1 ）逐个控制被许可方：内容所有者，又称许可方，可以逐个控制被许可方。这个功能将通过附加内容的元数据来实现。许可方可以实时控制每个许可。

2 ）控制每个内容：首先，许可方将内容标识设置为元数据之一。许可方可以根据每个内容标识给出许可信息。

图2显示了权限控制仪表板。在这个图形用户界面上，许可方可以基于内容和终端来控制观看权的许可，即使是在分发内容之后。

3 ）离线控制：当具有数字内容解码功能的被许可方浏览器离线时，内部数字内容无法再现，因为它需要从区块链矿业服务器通过网络生成的交易标识。

三、 成果

我们在半封闭论坛上展示了提议的基于区块链的系统。总共有大约100人检查了我们的系统。他们大多数是创作者、内容所有者和数字内容利益相关者。他们提出了许多改进这个系统的想法。对他们来说，最令人印象深刻和最有吸引力的一点是去中心化的机制。当前的数字版权管理系统是集中式体系结构，需要一种认证机制。同时，这个中心有很大的权力来控制内容分发。典型的例子是广播公司。在这20年里，许多国家采用数字地面电视系统。这些广播系统伪造了CAS ：条件接收系统，以防止非法拷贝和控制内容。独立制作人应该根据广播公司的要求制作内容。否则他们就失去了传播媒介。

区块链系统倡导数字内容分发的去中心架构。每笔交易的信息都通过采矿技术和随机数添加到区块链。工程证明坚持区块链本身的安全。没有人能完全控制这个机制。当然，最近报道的机制有一些弱点。但是这些技术逐年改进。

另一个评论是该系统的一些应用。最实际的应用是办公系统，因为每个系统都是保密的，所以很多文件都是受控的。尽管如此，同时从内部和外部控制所有文件并不容易。

四、 结论

提出了基于去中心化的区块链的数字内容分发系统，并开发一个原型，便于理解其概念。

该系统目前还没有采矿计算的激励机制。这意味着，如果每个未成年人计算哈希值，则不包含任何成本。在比特币系统的情况下，一些比特币将支付给未成年人作为奖励。我们认为应该在商业模式中讨论激励机制。未来的工作将是更复杂的系统和其他现场应用。