ＯＭＡ　ＤＲＭ原理的研究及实现

一、DRM技术简介
　　DRM（Digital Right Management）是数字权限管理的简称，又可以称为“内容数字版权加密保护技术”，是目前应用最广泛的内容版权保护技术。其主要针对媒体文件在使用过程中的版权保护，打击盗版，保护版权所有者的合法权益。
　　众所周知，计算机技术和网络技术的发展大大的推动了媒体文件传播的速度、简化了用户获得媒体的途径。作为媒体文件的版权所有者，一方面可以节省大量的传播费用，借之降低成本、提高利润；另一方面，如果缺乏有效的保护，必然导致盗版泛滥，从而丧失应得利益。因此，随着计算机和网络的高速发展，如何保护网络传媒的合法版权一直是需要解决的最重要问题之一。DRM技术的诞生正是基于这样的目的。
　　DRM技术的基本工作原理可以简要描述为：首先建立数字节目授权中心并编码压缩后的数字节目内容，利用密钥将媒体文件加锁,用户在点播时,从媒体文件获取授权中心的信息并连接获取授权,通过数字节目授权中心的验证授权后,送出相关的密钥解密后才允许播放。目前在计算机上应用最多的是微软的DRM技术。
　　单纯的DRM技术不是本文的重点，因此不再赘述，读者可查询相关协议获得更详细的协议描述。本文重点描述在通信终端上应用的OMA DRM。
　　二、OMA DRM 1.0
　　OMA DRM是OMA（Open Mobie Alliance）开放移动联盟制定的可应用于移动通信终端的的DRM协议。OMA DRM在DRM基本原理的前提下进行了一定程度的变化，从而可以实现比较容易的应用。本文从应用的角度探讨OMA DRM，因此以1.0版本的应用过程为描述重点。
　　OMA DRM 1.0的下载以http协议为基础，简单的可以以DRM Message的形式发送，复杂的则可依据OMA Download协议（OTA）进行。OMA DRM明确了在终端可用的三种DRM保护方式。
　　第一，FL（转发锁定）方式。FL方式要求终端限制用户对于媒体文件的转发。当终端获得媒体文件后，可以自由无限制的在本终端使用，终端必须保护该文件不能通过通信设备或机制被转发到其他设备，包括使用红外、蓝牙、usb、外置存储卡等。在FL方式下，授权中心只负责媒体文件的发送，保护文件的职责在用户使用的具体终端。在FL文件获得的同时向授权中心缴纳版权费用。
　　第二，CD（合并发送）方式。相比FL方式，CD方式会在授权中心进行媒体文件和权限文件的合并打包。用户在使用媒体文件的时候，终端软件会查询权限对象，如果符合权限，则正常播放，否则会提示用户权限已经失效。与FL方式相同，用户在获得CD对象的同时缴纳版权费用。但CD方式高于FL方式，也就是说，终端必须保护CD方式的媒体文件也不能被用户转发。
　　第三，SD（分离发送）方式。SD方式是CD方式的一种改进。随着媒体内容的发展，媒体对象可能很大，单纯依赖移动通信网的下载可能很困难。SD方式首先将媒体文件加密并打包成特定的格式（DCF格式），方便用户可以通过多种方式获得。用户获得媒体文件的过程并不需要缴纳费用。在使用过程中，终端软件会首先从DCF格式内容中获得授权中心的URL，启动浏览器下载包含解密密钥的明文xml权限文件，下载权限文件的过程中用户缴纳相应费用获得不同的使用权限限制。
　　OMA DRM1.0规定了终端对于版权文件的保护原则和基本原理。包括权限保护的通信过程、权限对象的xml规格、SD方式下使用的DCF格式等。
　　三、协议的实现和应用
　　上一节已经提出的OMA DRM1.0对于实现细节没有明确和严格的规定。具体在应用过程中可以还需要明确下面几个细节过程:
　　对FL和CD方式的转发保护。FL文件和CD文件都是明文发送的，转发保护依赖终端软件进行，终端在应用过程中必须提供可靠的转发保护机制。
　　权限文件的保护。对于已经加密的SD文件。对权限文件的保护非常重要，权限文件以明文发送。
　　三种方式如何兼容灵活使用。FL方式、CD方式、SD方式既有共同点，又有区别，应该尽可能灵活的设计应用流程，避免多重和复杂的程序处理。
　　基于以上的考虑，OMA DRM的应用流程设计如下，对DRM message的解析或者OTA的实现都不是DRM的重点，因此本文介绍的流程从下载结束开始，如图1和图2所示。
　　从上面两个核心流程可以看出，本应用过程有下面几个特点。第一，内部密钥的使用确保了转发的不可能；第二，三种方式的文件实现了统一管理，在下载时分流后统一，简化了使用的过程，在具体使用的时刻自动实现了三种类型的分离保护;第三，流程相对简单，由于OMA DRM协议在SD的DCF格式中要求必须使用AES CBC加密算法,因此在对权限文件的加密也可以借用此算法,如果为了简化计算,还可以使用AES ECB算法。对于FL和SD标记的实现也比较简单，在DCF格式中有可扩展字段，简单扩展后就可以实现;第四，对于权限文件的使用更灵活。由于权限文件的原文是XML格式，在嵌入式系统下的实现比较复杂，流程中在下载过程中解析XML后转换为内部格式，这样就回避了权限文件使用过程中反复读取XML，权限消费后又不得不写回XML的过程，可以减少三分之一的XML解析部件的代码量。
　　四、结论
　　尽管上述流程已经非常简单易行，仍有可优化的地方。第一，AES算法比较复杂，需要大量的矩阵运算，但是可以通过查表法来提高运算速度，可使用空间换时间的策略来优化；第二，XML解析算法比较复杂，但是如果仅限读取功能且在XML源出错不需要深入细分错误类型的情况下，可以使用简单的文本查找策略来替代；第三，权限对象可能存在多个，因此内部权限文件通常是权限对象的链表，如果将内部权限的链表对象优化为16字节的倍数，则可以提高权限对象的查找和检索速度。

原文地址：https://blog.csdn.net/xjbclz/article/details/51842271

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