CN100591121C - 用于可升级媒体的可升级差错弹性drm - Google Patents

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Abstract

示例性数字权限管理引擎和有关的方法将多媒体内容分成服务等级层，加密至少某些层，以及按许可提供对加密的层的访问。可以同时使用多个不同的分层方法来分层多媒体内容，并且可以同时提供对不同类型的层的访问。一个层可以保留不加密，以允许低质量服务等级的免费浏览。还揭示了用于数字权限管理的示例性密钥管理系统。

Description

用于可升级媒体的可升级差错弹性DRM
技术领域
本发明主要涉及多媒体保护，更明确地说，涉及用于可升级媒体的可升级的、容错弹性的数字权限管理。
背景技术
用于多媒体的数字权限管理(DRM)已经变成保护多媒体内容拥有者的知识产权的流行方法。例如，MPEG-4精细可伸缩性(Fine GranularityScalability)(FGS)视频编码标准使一个多媒体流能够直接地或者灵活地适应于不同传输和应用的需求。DRM在保护获得版权的多媒体项目诸如音乐和电影中起着重要的作用。在市场上对DRM服务的需求日益增长。DRM已经在MICROSOFT
Figure C20041003235700101
产品中实现，诸如WINDOWS MEDIATM格式和EBOOKSTM(Microsoft公司，雷德蒙(Redmond)，华盛顿(Washington)，美国)。但需要新的DRM方案，即可优化新的可升级的多媒体格式的方案。这些新的多媒体格式和DRM使新的商业和服务模型得到增长。
可升级的视频编码已经获得广泛的接受，由于其灵活性和易于适应大范围的应用要求和环境。“Scalable media adaption and robust transport”(SMART和SMART++)是可升级的多媒体方案的一个例子(见例如<http://research.microsoft.com/im/>。Microsoft公司，雷德蒙，华盛顿；Feng Wu，Shipeng Li，Ya-Qin Zhang，“A framework for efficient progressivefine granular scalable video coding″，(IEEE Trans.on Circuits andSystems for Video Technology)，卷11，第3期，第332-344页，2001；XiaoyanSun，Feng Wu，Shipeng Li，Wen Gao，Ya-Qin Zhang，“Macroblock-basedtemporal-SNR progressive fine granularity scalable video coding”，IEEE图象处理的国际会议(IEEE International Conference on ImageProcessing)(ICIP)，第1025-1028，萨洛尼卡(Thessaloniki)，希腊，2001年10月；以及Yuwen He，Feng Wu，Shipeng Li，Yuzhuo Zhong，Shiqiang Yang，“H.26L-based fine granularity scalable video coding”，ISCAS 2002，卷4，第548-551页，菲尼克斯(Phoenix)，美国，2002年5月)。
在MPEG-4 FGS可升级的多媒体分布中，视频流被分成两层，基础层和增强层。基础层是以低码率非可升级的视频编码，例如，在一个应用中的使用的最低速率。各个帧的其余部分可以升级方式的增强层来编码：一帧的其余部分的离散余弦变换(DCT)系数是从最高位到最低位的压缩位平面。一个视频只由MPEG-4 FGS压缩一次。当通过网络传输它时，如果传输网络缺少所需的带宽，则服务器可以丢弃与最低位相关联的增强层数据。也可以对FGS压缩数据上直接进行其它速率整形(rate shaping)操作，而用求助于压缩或者解压缩。
多媒体加密算法，无论是用于可升级的或者非可升级的编解码器，可理想地具有这些特征：高安全性，低复杂性，低压缩开销，容错弹性，速率整形适应性，以及随机播放能力。与用于更重要的军事和银行应用的其它类型的加密比较，多媒体加密具有它自己特殊的难题，包括要加密的相对巨大的视频数据和加密信息的通常低价值，例如与用于军事和银行应用的加密信息相比较。
低复杂性是一个难题，因为任何加密或者解密过程都会增加处理开销。由于多媒体流具有相对巨大的数据量，在许多应用中所希望的或者强制性的是，加密系统的复杂性非常低，尤其是在解密期间，因为许多应用要求巨大的多媒体数据量的实时解密，并且通常是在具有有限资源的用户设备上。
压缩开销也是一个难题，因为加密不可避免地影响压缩效率，或者是减少压缩算法的编码效率(直接地)或者是通过增加字节到已经压缩的文件。因此，理想地对于多媒体加密算法要最小化压缩开销。
容错弹性是重要的，因为在多媒体存储和传输期间发生故障。无线网络对于传输错误是众所周知的。由于拥塞、缓冲溢出以及其它网络的缺陷，数据包在传输中可能丢失。理想地对于位错误和包丢失，加密方案是能够恢复的。他们还应该允许从位错误中快速恢复并且从包丢失中快速再同步，以防止大范围的错误传播。一般在完美的传输环境下(大多数)设计的多媒体加密算法，在传输期间发生位错误或包丢失时，多媒体会随着时间传播产生巨大的可知觉的降级。
速率整形描述改变传输码率(码流在一秒钟内的位数)使之适合于各种条件的能力。在多媒体流从内容拥有者交付至用户期间，一般会有许多中间级来处理数据。例如，转换代码就可以改变码率以适应传输带宽波动或者甚至应用要求。如果数据是加密的，则这些中间级一般就必须需要加密和解密密钥，并且接着执行加密和解密周期以便处理数据。这增加处理开销并且减少安全性，因为加密秘密不得不由这些中间级共享。
用户习惯于以快进、倒退和以随机访问来播放音频和视频多媒体。这意味着在DRM中使用的加密算法应该能够处理在链加密(chain-encrypted)的数据内随机播放，或者在为了随机访问且数据不是链加密的情况下，能够避免“词典”和其它对加密的攻击的安全弱点。
在已经提议用于非可升级的多媒体格式的许多加密算法的同时，还很少有明确地为可升级的多媒体格式设计的。Wee等人提议一个安全的可升级的流(SSS)方案，它允许在不解密的情况下转换代码。(见S.J.Wee和J.G.Apostolopoulos，“”，IEEE Int.Conf.Image Processing，2001年，卷1，第437-440页。)对于MPEG-4 FGS，该方法加密在基础层和增强层两者中除头部外的视频数据。必须将用于RD-最优(速率失真-最优(rate distortion-optimal)截止点的提示插入未加密的头部，用于中间级实现RD-最优码率的减少。加密粒度取决于视频流打包的方法。更准确地说，对每个包应用加密。在完成加密之后不允许对包大小进行修改。SSS作为一个单一的访问层来保护可升级的媒体。
Grosbois等人提议一个可升级的认证和访问控制方案，它可适用于JPEG2000的图象压缩标准。(Raphael Grosbois，Pierre Gergelot，和TouradjEbrahimi，“”，SPIE第46届年会的会议论文集，数字图象处理的应用XXIV，圣地亚哥(San Diego)，2001年)。它是基于在码流中信息的修改和插入。使用一个有键的散列数值来产生一个伪随机序列，该伪随机序列可用于伪随机地来逆转高频带小波系数的符号。分层的访问结构允许适应于不同的应用。它的主要缺点之一是插入额外信息以帮助解密，这降低了压缩效率。
概述
示例性数字权限管理引擎和有关的方法将多媒体内容分成服务等级层，加密至少某些层，以及按许可提供对加密的层的访问。
可以同时使用多个不同的分层方法分层多媒体内容，并且可以同时提供对不同类型的层的访问。一个层可以保留不加密，以允许低质量服务等级的自由浏览。示例性本发明特别有益于MPEG-4 FGS码流，SMART和SMART++音频-视觉(visual)表示，以及其它流式的和可升级的多媒体的数字权限管理。
两个示例性类型的服务等级是峰值信噪比层和码率层。可使用各个层的独立密钥来加密层，以及通过许可准予对密钥的权限。速率整形，例如在转换代码期间，可在不解密层的情况下，由中间网络实体完成。拥用更高服务等级的密钥一般都包括用于低等级的密钥，或者低服务等级密钥能够从更高服务等级密钥导出，但反之不然。这允许用户只下载在质量等级之间的差异，而不是重新下载全部多媒体流，从而可节省时间和资源。
附图说明
图1是示例性多媒体流分成层的图形表示。
图2是用于实施本发明的示例性网络环境的方框图。
图3是示例性数字权限管理引擎的方框图。
图4是依照本发明的一个方面，用于示例性质量层的示例性段密钥的图形表示。
图5是示例性数字权限管理方法的流程图。
图6是另一个示例性数字权限管理方法的流程图。
图7是码率服务等级的示例性比较的示意图。
图8是峰值信噪比服务等级的示例性比较的示意图。
图9是一组由在图8中所示的峰值信噪比服务等级给出的示例性视频图象。
详细说明
本发明包括示例性数字权限管理引擎(DRE)和有关的DRM方法，它适用于使用一般可升级的音频/视频编码或者特定的编码方案诸如MPEG-4 FGS、SMART和SMART++的多媒体的多媒体内容。在一个实施例中，本发明产生允许多个访问层的可升级的多层加码流。在一个示例性实施例中，码流是可升级的多层FGS加密码流，这里使用“SMLFE码流”，(Scalable malti-lager FGS)作为例子。即使这里将使用SMLFE码流作为例子，但是本发明可应用于使用一般可升级的音频和/或视频编码的内容。
SMLFE码流能提供低质量基础层视频(加密的或者未加密的)的自由浏览，并且在同时通过对应于一个服务等级各个不同的质量层，控制对增强层数据的访问。在这里使用的质量，表示在图象和/或声音中的视觉和/或音频(可感知的)分辨率的等级和细节明显性(apparent)，或者换句话说，图象和/或声音相对于原始的未编码的内容感知到的逼真度。一般来说，所需的数据越多，所提供的图像和声音的质量越高。
各种用户可以同一视频流具有不同质量需求。例如，对家庭的视觉巡视，可由一个用户以“梦家(dream home)”的方式一群访问者和建筑师。尽管视频的高逼真度版本可能引起昂贵费用，但是视频的质量是这种类型的用户的主要难题。同一视频可由建筑工人通过原始的手持通信设备播放在家里的墙上。这样的用户就不担心高逼真度，但是关心接收最少量的视频数据以减少下载时间。
在MPEG-4 FGS实现中，示例性DRM方法是可升级的：例如，以较低的服务等级所接收SMLFE码流的部分的用户能决定以更高服务等级观看视频，并且简单地下载包括在两个服务等级之间的差异，以便于与较低的服务等级码流相结合。如果用户已经获得所有加密内容(诸如从CD或者DVD)，这能够通过简单地购买和下载用于较高服务等级的密钥来实现。示例性DRM方法是快速的并且提供传输错误和包丢失的健壮处理，因为在这里所述的示例性加密不会降低图象的质量。这是因为示例性加密结构将加密单元与MPEG-4 FGS视频包对齐。
示例性DRE和有关的DRM方法在不必解密视频的情况下，提供随机访问、快进和倒播放，灵活的质量控制，以及其它速率整形操作。在SMLFE码流从内容拥有者交付至用户期间与中间(例如网络)级，通过不必共享加密秘密来提供安全性。示例性DRM方法也可应用于许多其它可升级的多媒体编解码器。
本发明的一个方面能增加到当前的MICROSOFTDRM，用于要由WINDOWS
Figure C20041003235700142
支持的WINDOWS MEDIATM格式和其它可升级的格式。本发明也能应用于MPEG-4的IPMP(知识产权管理和保护)。
质量层
如图1所示，多媒体码流，诸如已经用各种展示的本发明加密成示例性SMLFE码流100的MPEG-4 FGS码流，可分成基础层102和增强层104。增强层又可分成称之为质量层的不同层106、108、110、112，增强层常为用户提供以分层存取来接收示例性SMLFE码流100。示例性SMLFE码流100包括能同时访问的基于峰值信噪比(PSNR)(类似于可变的码率编码)和码率(类似于不变的码率编码)两者的服务等级部分。同一示例性SMLFE码流100能同时分成不同类型的质量层，即，不同质量层方案可以对同一示例性SMLFE码流100操作一次。例如，想在视频内容上使用数字权限管理(DRM)的内容拥有者能依照PSNR层和码率层来决定分层SMLFE内容，并且能同时对同一SMLFE内容实现这两个分层方案。内容拥有者还能基于SMLFE内容的音频视觉特征和商业需求，来指定在PSNR层(即，PSNR服务等级)之间的和位速率层(即，位束率服务等级)之间的边界位置。也可以使用其它类型的质量层(例如服务等级)，例如，帧尺寸质量层(每个质量层可以是一个帧尺寸)、帧速率质量层(每个帧速率是一个层)、色浓度(color depth)质量层(每个色浓度是一个层)、信道数量质量层(每个信道是一个层)、取样速率质量层(每个取样速率是一个层)，带宽质量层(全部频谱分成频带以及每个频带可以是一个层)、音频取样分辨率质量层(表示每个音频取样的8或16或24位的每个取样大小可以是一个层)等等。所有这些类型的质量层以及更多类型的质量层却可以彼此或者与上述PSNR和码率类型的质量层组合在一起，以便在同一媒体内容内产生同时存在的质量分层方案。
在本发明的一个实施例中，PSNR服务等级是一个必要的选择，只要是按照图象质量提供对质量层106、108、110、112的分层访问，即使不知道PSNR是图象质量的好的或者至少是线性的度量。不过，如果要在网络上发送SMLFE码流100，那么也可能由码率(即，码率服务等级)来建立服务等级部分。示例性DRE和有关的方法使用相同的质量层106、108、110、112同时支持PSNR服务等级和码率服务等级两者。示例性SMLFE码流100直接在不解密质量层的情况下，允许动态的服务等级决定以及在视频密文上的速率整形。因此，在实时处理中，中间处理器在不需要解密码流的情况下，能动态地从密文中确定要使用的服务等级的类型(PSNR或码率)。
MPEG-4 FGS增强层104的示例性质量层102、104、106、108，各自是用独立的加密秘密例如密钥来加密的，并且在一个实施例中，保留基础层不被加密并且可在公共的介质诸如因特网上自由地分发。在另一个实施例中，所有层的加密内容可自由地分发给公众，但因为除基础层之外所有的内容是加密的，所以准予密钥可访问加密的层。能在可升级的编码的同时完成加密。在加密过程之后的一级决定交付给用户的实际服务等级。
本发明允许较高服务等级访问较低服务等级的数据，但反之不然。正如所提及的，如果用户决定从较低的服务等级升级至较高的服务等级，则用户只需要下载在较低与较高服务等级之间的差异。在具有除基础层102之外的五个质量层106、108、110、112的示例性SMLFE码流100中，存在10种能执行的可能下载，为用户提供在服务等级方面的升级而不必下载全部示例性SMLFE码流100。例如，如果用户已经具有访问质量层三110的许可，然后获得许可之后访问下一个较高服务等级的，则用户将必须只下载表示在质量层四112与质量层三110之间差异114的数据。可以进行相似的下载用于在其它服务等级之间的一个层的升级，即差异116、118、120。升级高两个服务等级就需要下载略微更多的数据，如由在较低服务等级与高两个服务等级的质量层之间的差异122、124、126。用于两个服务等级的升级所下载的数据量仍比重新下载全部示例性SMLFE码流100要少得多。当然，在从第一质量层到高三个服务等级的质量层的升级中也节省了下载时间和资源，如由差异128、130所示。而且，从基础层102至最高质量层四112的升级要求等于差异132的数据下载，但这仍比将需要再次下载基础层102的下载全部示例性SMLFE码流100要少。
在一个实施例中，正如所提及的，可以在不加密的情况下公开基础层102，用于以低质量自由浏览视频流。这样的行为时常是很有用的，诸如在购买视频的每次观看付费(pay-per-view)的显示之前尝试视频或者在未加密的基础层102数据上执行基于内容的搜索，而不必解密任何较高质量层106、108、110、112。
各种展示的本发明防止由同一用户对不同类型的服务的交叉访问，即对PSNR服务等级的访问不允许对码率服务等级的访问，且反之亦然，即使所有加密数据可能都适用于用户。
示例性DRM环境
图2示出在示例性网络环境200上的本发明示例性实施例。网络环境200包括一内容交付系统202，它包括一示例性DRE 204，它以通信方式连接至一诸如因特网206r网络。也包括示例性DRE 204的许可证和收费服务器208也以通信方式连接至例如因特网206r同一网络。在内容交付服务器中的示例性DRE 204可能以通信方式连接至在许可证和收费服务器208中的示例性DRE204，或者可供选择，在许可证和收费服务器208中的示例性DRE 204可能是在内容交付服务器202中的示例性DRE 204的一个远程部分。网络环境200还包括几个用户210、212、214、216，他们直接或者间接地以通信方式与网络连接，即因特网206。通过与因特网206连接，每个用户因此以通信方式与内容交付系统202和许可证和收费服务器208连接。在该实施例中，在内容交付系统202中的示例性DRE 204产生示例性SMLFE码流100。
使用“超级分发(super distribution)”模型常作为用于这类网络环境200的内容，即使也能与其它分发模型一起使用本发明。在一个超级分发模型中，视频内容是加密的并且内容拥有者将加密内容发送至内容交付系统202，用于自由分发和下载218。如果用户210、212、214、216想访问由示例性SMLFE码流100所提供的某个服务等级，则用户请求许可访问所想要的服务等级。用于访问加密内容的特定质量层的相应权限说明和密钥，将被发送到获得例如用于那层的许可证的用户。用户一般需支一些费用并从许可证和收费服务器208下载所需的许可证。在决定购买用于特定服务等级的许可证之前，用户可观看免费的最低质量的基础层102。在获得用于特定服务等级的许可证之后，用户下载或流式欣赏相应的或者附加的加密内容和多媒体。
用户一210想要电影视频的部分，用于在蜂窝电话上快速回顾。蜂窝电话具有有限的带宽和低分辨率的显示器。因此，用户一210下载示例性SMLFE码流100的免费基础质量层102。基础质量层102只提供低分辨率视频，但它与蜂窝电话能够处理的一样多。此外，基础质量层102具有比较高质量层106、108、110、112更少的数据要下载，并且在该实施例中不要求许可证或费用。这对于用户一210是理想的。
用户一210在蜂窝电话上呼叫用户二212并称赞这个电影。用户二212，为了欣赏视频的较好质量，请求一个比用户一210所看的基础质量层102服务等级高的许可证220，向许可证和收费服务器208指出一个定购。用户二212定购质量层二108，或者换句话说，第二服务等级。许可证和收费服务器208收取适用于服务等级二的费用，并发送用于质量层二的密钥222。
用户三214也已经在他家里的计算机上看过了所下载的低分辨率版本的视频，并且现在想在一个好屏幕上看整部电影。要听到电影中的特殊效果，用户三214想要非常好的视频。用户三214就请求适用于服务等级三的许可证214，即，示例性SMLFE100的质量层三110。许可证和收费服务器208为用户三214发送适用于质量层三110的密钥226。
用户四216，一个电视迷，只具有最佳的视频设备并且想要为他的电视迷俱乐部放映这部电影。用户四216已经在服务等级一预映了电影，并且现在请求用于最高服务等级即质量层四112的许可证228。许可证和收费服务器208为用户四230发送适用于访问服务等级四的密钥230，用于欣赏最佳视频质量。由于用户四216已经具有服务等级一，他只需要下载在质量层四112与质量层一106之间的差异。
在某些实施例中，所有用户210、212、214、216都可下载示例性SMLFE码流100的所有加密的层，但只允许他们解密那些他们具有许可证层。所有加密的层也能由CD、DVD或者其它存储媒体代替下载。在其它实施例中，诸如参考图2所述的一个实施例，只为每个用户发送与他们被许可的层有关的数据，即，最少量的数据。这节省时间和资源。在适用于较高服务等级的流式数据情况下，用户可能通知流式服务器只发送所需的数据(在所获得的许可证下可访问的数据)。在有些实施例中，可通过不同的源诸如不同的内容交付服务器、在对等网络中的不同用户、或者内容交付服务器和用户的组合，下载加密数据至用户。
示例性数字权限引擎(DRE)
图3更详细地示出图2的示例性DRE 204。在一个实施例中，如图所示，示例性DRE 204包括以通信方式与一控制逻辑310连接的一服务等级发生器302、一服务等级加密器304、一双态服务控制器306和一服务等级访问授权器308。服务等级加密器304还包括一加密引擎312和一密钥发生器314。双态服务控制器306还包括一PSNR服务控制器316和一码率服务控制器318。服务等级访问授权器308还包括一密钥分发器320。当然，图3只示出了示例性DRE 204的示例性配置。另一个配置是一个单一的服务控制器，可代替在306中的双态控制器。在有些实施例中，增强层能包括几个不同类型的增强数据，以使不同质量层类型或者质量层方案，诸如帧尺寸可伸缩性、帧速率可伸缩性、码率可伸缩性等，以及在增强数据中的每个类型的质量层，能够与服务控制器相关联。本发明预期能执行示例性DRM方法的许多其它配置。
示例性DRE 204接收一个具有基础层102和增强层104的MPEG-4 FGS码流322。在一个基础层102没有取得加密的一个实施例中，基础层102可能通过示例性204而不被改变，但可以用作一个参考流，用于来自增强层104的要加密的质量层。服务等级发生器302，它将增强层分成服务等级来加密，接收MPEG-4 FGS码流322的增强层104成分。MPEG-4 FGS码流322可分成视频包，它通常是由再同步标记(下文称之为vp_marker)分开。在增强层104中的位平面开始码(bit plane start code)fgs_bp_start_code也用作用于容错弹性的再同步标记。再同步标记和位平面开始码两者在本文中都被称之为vp-marker，因此由vp-marker分开的数据都可称之为视频包。在MPEG-4 FGS中的视频包的长度不是基于该包中所包括的宏块(macro block)的数量，而是代之在该包中所包括的位数(即，视频包与宏块对齐，或者“宏块对齐的”)。每个视频包都是一个独立加密的加密单元。头部以及vp_marker一般都是不加密的。
服务等级发生器302一次只确定两种类型的服务等级。PSNR服务等级可通过选择增强层104的毗邻位平面的组来确定的。位平面的总数可分成t个毗邻组以形成t个PSNR服务等级。码率服务等级也是能过将帧的增强数据分成m个不同组以形成m个码率服务等级来确定的，其中每个码率服务等级与视频包的边界对齐。随之，增强层104已经分成(mxt)个完全不同的段。内容拥有者能使用任何方案以将位平面或者码率(对齐的视频包)分组在一起以形成PSNR和码率服务等级。将增强层分成PSNR分层的服务等级和码率分层的服务等级的方案在视频编码的领域中都是众所周知的，但是本文使用各自具有四个相等的层的方案作为一个例子。
一旦服务等级发生器302已经确定PSNR和码率服务等级，示例性DRE 204为使用密钥加密这些PSNR或者码率层提供了一个框架，并且用于许可密钥发送至用户以释放加密内容的质量层，而不必向在内容拥有者与用户之间的中间线透露密钥。
在示例性服务等级加密器304中，每个视频包可独立地加密为加密单元，正如所提及的。在MPEG-4FGS中视频包的尺寸从几百个位到几千字节变化，取决于正在使用的传输网络的传输特性。如果运行网络是无线系统，包尺寸通常小，而用于因特网的应用就能大。包尺寸是以压缩时间来确定的，但在后面的级不会被改变。因为视频包分隔符vp_marker可用于表示加密单元的边界，所以一般在加密之后不允许修改视频包的尺寸。
在一个实施例中，示例性服务等级加密器304包括一加密引擎312，它基于由Jakubowski和Venkatesan的称之为“C&S加密”的低复杂性加密算法，在某些修改下可用于加密每个加密单元。(Mariusz H.Jakubowski，RamarathnamVenkatesan，“The Chain & Sum Primitive and Its Applications to MACs andStream Ciphers”，EUROCRYPT(欧洲密码)98，第281-283页，1998年，通过引用包括在此)。C&S加密表示具有总数或者链和总数基元(简称为C&S)链接的通用分组链接(universal block chaining)，它能应用于加密和认证数据的组合。基元是一个弱CBC类型加密连同一个求和步骤，以及被用作为一个前端以流式密码，以加密在视频流中的分组。即使示例性加密引擎312加密大量的数据，所需的加密只能应用一次，像FGS压缩，因为在大多数情况下，中间服务器能直接在密文上执行它们的处理。因为C&S加密是低复杂性的，可以加密和解密都是快速的。由示例性加密引擎312应用的加密一般不会引起压缩效率或努力恢复的降低。
在其它实施例中，加密引擎312能加密帧或单元，它采用一个通用码流密码诸如RC4等，或者分组密码(block cipher)诸如DES、AES、RC5等，以各种模式，诸如ECB(电子密码本(electronic codebook))、CBC(密码分组链接(cipher block chaining))或OCB(偏移密码本(offset codebook))模式来代替C&S方案的全部或部分。
在示例性C&S加密算法中，为了速度预-MAC(消息认证码)的原始的DES加密可由RC5加密代替。这种加密方法不会增加数据大小。示例性C&S加密使用可逆的MAC代替要加密的部分数据。使用MAC值与加密密钥一起，馈入到像RC4的码流密码以加密其余数据。(预-MAC，正如所提及的，是由RC5加密的，以形成MAC。)因为MAC是可逆的，如果没有位错误发生，加密过程可逆以取回原始的明文。因为码流密码密钥既依赖于单元加密密钥又依赖于要加密的数据的散列值，所以保证了加密的安全性，即，因为码流密码密钥既依赖于全局加密密钥又依赖于要加密数据的散列值，具有小差异的内容将被加密成不同的密文，即使在重复使用同一全局加密密钥时。
在一个实施例中，为了增加的速度，在Z(231-1)的域上应用示例性C&S加密。于是，各个加密单元的安全性是262。下面可描述用于一个单元的加密细节。应该注意，解密过程与下面的加密步骤相反。
设：加密单元可表示为
X|xp≡x0x1Λxn|xp                公式(1)
式中：Xp是一个部分分组，以及“|”表示一个添加(appending)操作。设：用于加密该单元的密钥是K。两个线性函数被定义为
f(x)＝ax+b                       公式(2)
以及
g(x)＝cx+d                       公式(3)
接着计算
C＝c0c1Λcn                      公式(4)
其中：
c0＝f(ex0)                                公式(5)
以及
ci＝f(ci-1+exi)                           公式(6)
适用于偶数i＞0，以及
ci＝g(ci-1+e′xi)                         公式(7)
适用于奇数i＞0。设
yk＝ck                                    公式(8)
用于
k≠n-1，                                  公式(9)
以及
y n - 1 = &Sigma; k = 0 n c k 公式(10)
预-MAC可表不为：
s＝yn-1yn                                公式(11)
可认为预-MAC为x的“散列”值。那么
s＝yn-1yn                                公式(12)
是由其使用RC5以用于单元的密钥K加密的密文E(s)代替的。E(s)被称为x的MAC值。
加密单元的密文是按下式获得：
Z＝G(K|s)XOR(y0y1...yn-2|xp)，        公式(13)
式中：G(s)是由RC4以输入密钥作为加密密钥K与预-MAC值s的组合产生的随机序列。
使用该示例性C&S加密，视频包分隔符vp_marker有可能出现在密文中，即使发生这个的概率非常小。要避开这种混乱的可能性，可使用下列技术：如果密文仿真vp_marker，那么vp_marker在单元的开始处被重复，跟随着固定数量的位，例如二十四个位，以在添加密文前表示加密引擎的尺寸。在另一个实施例中，代替重复vp_marker，使用两个特殊的标记代替再同步标记以及fgs_bp_start_code，这表示vp_marker的仿真已经发生。如果在vp_marker与密文之间任何向量之间的误差检测与校正的距离比一个阈值更小，就可使用同样的技术。这样能避免由位错误vp_marker引起的仿真。由于这样一个偶然出现的概率是极低，用于实现这个技术的字节开销是可以忽略的。
前述C&S加密方法是一个快速技术。因为只由内容拥有者执行加密一次，除非用于实时压缩和加密应用，加密的开销通常会发生在解密这边。对大多数硬件来说，解密的开销是可以忽略的。
在有些实施例中，在C&S加密中分组密码RC5由诸如AES的其它分组密码代替。RC4也能由其它码流密码代替。在其它实施例中，当加密一个加密单元时，C&S加密可由码流密码或者分组密码代替，采用CBC或其它模式以及以适合于可能的部分分组的处理指令。
在一个示例性DRM方法中，在压缩之后执行加密，因此它不影响压缩效率。在头部中添加到压缩的码流的数据大约为每个帧24位，它代表了帧中视频包的数量，以表示数据是如何区分码率服务等级的，以提供用于当密文仿真vp_marker时的空间。对于正常码率的视频，这样增加的字节是可以忽略的。
密钥管理
服务等级加密器304还包括密钥发生器314。多媒体内容可同时分成多个服务等级的组，即，质量层的组。每个服务等级(质量层)和服务等级的每个组都可参加密钥管理方案。例如，假设示例性FGS多媒体内容已经由示例性服务等级发生器302分成t个毗邻的组以形成t个PSNR(或其它类型的)服务等级。帧的增强数据也已经由示例性服务等级发生器302分成m个不同的组以形成m个码率(或者其它类型的)服务等级，其中，每个码率服务等级与视频包的边界对齐。FGS增强层接着已经被分成(m)x(t)(即m乘以t)个完全不同的段。如果用于码率服务的分隔点与PSNR服务等级的一致，则相应的段被认为具有长度零的空(empty)。在一个示例性实施例中，每个段可指派一个独立地和随机地产生的段密钥，被表示为Key(mi，tj)，其中m等于一个整数且t等于一个整数。
图4示出示例性相应的段密钥400的矩阵，它适用于示例性SMLFE码流100的质量层106、108、110、112。示出相应的段(由密钥代表每一个)适用于四个位平面(m＝4)和四个码率组(t＝4)的情况。在基础质量层102不要求密钥的实施例中，基础质量层102就不需要用于访问的密钥。
在一个段中每个加密单元是单独立采用相同的段密钥来加密的。当用户获得用于某个服务等级的许可证时，那么将包括所有用于所获得的层和同一服务类型的较低服务等级的密钥，如果需要，在交付给用户的许可证中。例如，如果所获得的服务等级是PSNR服务等级t＝2，则许可证将包括所有的密钥，即，key(m，t)，其中t＜＝2。这个密钥分发与用于码率服务等级的情况相似。只有许可对在某个服务类型(PSNR或码率)内某个层的服务的访问的用户，才能访问那个服务等级和同一类型的较低服务等级。用户不能访问具有相同类型服务的较高层或者任何其它类型服务的任何服务等级。
因为PSNR服务等级具有与码率服务等级的某些相关性，有可能要用于实际加密的密钥通常是沿着图2中矩阵的对角线(即在对角线上或者靠近对角线)，即密钥402、404、406和408。但多个密钥也可能是有用于一个给定的服务等级，如在图4中由画上圆圈的密钥所示。在一个实施例中，用于访问质量层一106的PSNR服务等级一的许可证使用密钥402和412。在用于访问质量层二108的PSNR服务等级二的许可证使用密钥404。用于访问质量层三110的PSN服务等级三的许可证使用密钥406和416。用于访问质量层四112的的PSNR服务等级的许可证使用密钥408和426。
在使用超级分发模型的实施例中，未使用的密钥(用于服务等级的那些密钥低于许可给用户的最高服务等级)对内容加密没有影响。用户未使用的其它密钥只影响在许可证中的数据量。要减少用于某些应用诸如在移动设备中的那些的许可证的字节大小，要与(在)许可证(中)一起发送的未使用的密钥可在发送许可证之前被丢弃。
要减少将传送给用户的密钥的数量，可使用一个示例性(1，2)-阈值方案。(A.Shamir，“How to Share a Secret”，Communications of ACM(ACM的通信)，卷24，第11期，1979年，第612-613页，通过引用包括在此)。在阈值方案的示例性实施例中，知道keyb(mi)或者知道Keyp(tj)将能够解密segment(mi，tj)。产生两个独立的随机密钥，分别作为用于PSNR类型的最高服务等级和码率类型的最高服务等级。以下列方法产生用于其它服务等级的密钥：通过将一个以加密方式保护的散列函数应用于同一类型的下一个较高服务等级，产生用于当前服务等级的密钥。当用户购买对某个服务等级的访问时，假设PSNR层三，相应于那个层的单个密钥，keyp(3)，发送给用户。用于较低PSNR层的密钥，通过散列keyp(k+1)能找到keyp(k)，其中k＝1，2。然后在(1，2)-阈值方案中使用这些密钥，以解密适用于用户所访问的每个段的加密单元。
即使增强层数据104分成段，不必增加附加的记号(以标明每个段的结束)。在MPEG-4 FGS中每个位平面以一个位平面标记开始，它也能用于表示PSNR可升级的边界。能将定制的头部在加密时添加到每个帧，以表示在帧的增强层中视频包的数量，并且表示码率分组方案(这允许不同的分组方案，以防不同的帧具有不同的视频包特性)。在一个实施例中，24位足够满足这个目的。能够为每个特定的应用调整位的数量。能将用于分组示例性内容的部分到位平面和码率(即，在用于码率服务等级的视频包中)的质量层组的方案的说明，以头部方式放在许可证或者多媒体流的开始位置。这样，本发明示例性DRM提供可以忽略的压缩开销：即，在一个实施例中只将24位添加到压缩的码流，在其它实施例中增加16位。
在使用某些类型的质量层组的流式应用中，流式服务器可导出，例如，码率服务等级分隔点以避免流式用户不具有访问许可的额外的数据。包含用于码率服务等级的所有断点的辅助信息的辅助文件也能用于这个目的。辅助文件不是发送给用户的，因此从用户的观点它不消耗任何通信带宽。这也能通过将包含用于质量层(以及段，如果必要)的所有断点的辅助信息直接插入到多媒体格式中来实现。这允许流式服务器选择要发送的内容而不发送这个辅助信息本身至用户。
质量层组的同步控制
返回至图3，示例性DRE 204也可包括双态服务控制器306。因为MPEG-4 FGS码流322的增强层104由服务等级发生器302分成毗邻位平面的组用于用户访问PSNR服务等级，以及也分成码率组用于用户访问码率服务等级，所以双态服务控制器306，在一个实施例中，可管理这两个类型的服务访问。在双态服务控制器306中的PSNR服务控制器316可从密文或者从应该使用的PSNR服务等级的用户请求中自动检测，并通过经由PSNR服务等级提供内容和指定要包括在PSNR许可证中的密钥，协助服务等级访问授权器306。同样，在双态服务控制器306中的码率服务控制器318可从密文或者从应该使用码率服务等级的用户请求中自动检测，并且通过经由码率服务等级提供内容和指定要包括在码率许可证中的密钥，协助服务等级访问授权器306。
示例性DRE 204也可包括服务等级访问授权器308以接收对各种PSNR和码率服务等级的请求，以及准予使用服务等级和/或下载PSNR或码率质量层的许可。准予许可通常需要暴露用于所请求的服务等级和服务的类型的解密秘密。解密秘密一般是解密密钥，但也可包含加密密钥，如果需要重新加密传送的许可证或者在用户这边执行的其它操作。因此，服务等级访问授权器308也可包括密钥分发器320，它确定在使用一个服务等级的许可证中的应该包括的密钥。
可用内容交付系统202中示例性DRE 204的其余部分或者其它计算设备来部署服务等级访问授权器308。另一种选择，可远程地部署服务等级访问授权器308(340)，例如，在一个独立的许可证和收费服务器208中。
示例性方法
图5示出示例性DRM方法500。这种示例性DRM方法500能由一个诸如在图2和3中所示示例性DRE 204的设备执行。在流程图中，在各个方框中概括这些操作。可以硬件和/或作为能由处理器执行的机器可读指令(软件或固件)来完成这些操作。
在方框502，多媒体流被分成层。这些层可能是质量层，即，以这样一种方式划分多媒体流，即人的眼、耳或者设备能感知在一个层与另一个之间的差异。在MPEG-4 FGS码流中，基础层102可能是质量层之一，以及增强层104可能被分割成质量层。这可通过将增强层104毗邻位平面分组成PSNR层来实现。另一个质量的类型是码流码率。在某些环境中，当不要求视觉质量但想要快速下载时，低码率可能是令人想要的。因此，多媒体流也能按码率分成层。当增强层包含用于其它可伸缩性诸如帧尺寸可伸缩性、帧速率可伸缩性、色浓度可伸缩性等的增强数据时，也能基于帧尺寸、帧速率、色浓度或者这些和PSNR和码率类型的任意组合质量层确定质量层。
在方框504，至少来自在方框502划分的某些层被加密。如果使用各个层的独立密钥加密这些层，那么可通过每个层的许可控制访问。
在方框506，通过透露如何解密层准予访问一个层。通过给出一个许可可准予解密层的许可，并且许可证可包括用于解密的一或多个密钥。
图6示出另一个示例性DRM方法。这个示例性DRM方法600能由一个诸如在图2和3中所示的示例性DRE 204的设备执行的。在流程图中，在各个方框中概括了这些操作。可以硬件和/或作为能由处理器执行的机器可读指令(软件或固件)来完成这些操作。
在方框602，接收MPEG-4 FGS码流的基础层和增强层。
在方框604和606，所接收的增强层被同时分成两个不同的方向。在方框604，所接收的增强层通过分组毗邻位平面被分成PSNR质量层。可依照需求和/或爱好选择分组。在方框606，所接收的增强层通过依照需求和/或爱好选择码率分组也被同时分成码率质量层。
在方框608，使用各个层的独立密钥加密增强层的PSNR质量层和码率质量层。
在方框610，通过许可同时使得用于PSNR质量层和码率质量层的密钥可用，同时在不需要许可的情况下使基础层可用。能通过许可向用户准予对PSNR质量层或者码率质量层的访问，依赖于所接收的对许可的请求的类型。
容错弹性和性能
真实网络是不完美的。在多媒体通过网络传输期间时常发生位错误和包丢失，因此容错弹性是必需的。示例性DRE 204的实施例假设运输包包括全部的视频包，因此当发生包丢失时，整个视频包完全丢失而且运行包的头部包含与它包含的视频包的索引有关的信息。因此，当接收一个视频包时，头部使它容易以正确的顺序或位置放置包，无论在传输期间先前的视频包是否丢失。在真实的应用中，这些假设对于几乎所有多媒体网络是有效的。
使用上述假设和由示例性加密引擎312指派段加密密钥的方式，如果能解压缩所接收的视频包，也能解密它。因此，示例性加密对包丢失不增加任何附加的负面影响，并且包丢失不会对示例性加密产生不良的影响。换句话说，示例性DRM方法对于包丢失是健壮的。
在MPEG-4中，如果在所接收的码流中发生位错误，包含位错误的视频包一般被丢弃。用示例性DRM方法，在加密单元中的位错误可扩大至单元中的其它位，但不扩大至其它单元，因为独立地加密每个单元。只有破坏的单元可丢弃。因为加密单元与视频包相同，如上所述，示例性加密方法对位错误不会增加其它负面影响。因此，示例性DRM方法对于位错误与包丢失一样是健壮的。
在示例性DRM方法中，使加密单元的大小与视频包相同不总是必要的。有可能通过使用只依赖于视频包的大小的方案，将视频包分成向几个加密单元。这能减少服务等级的粒度而不牺牲其容错弹性。
实验结果
增强层104被分成四个PNSR服务等级和四个码率服务等级，在每个PSNR层中具有相同数量的位平面，并且几乎相等的字节(与视频包对齐的)用于每个码率层。所有实验是在DELL
Figure C20041003235700261
个人计算机上完成的，该计算机512兆字节的RAM和以667兆赫兹的INTEL
Figure C20041003235700262
PENTIUM处理器。
图7示出示例性完成的码率服务等级的比较700。相对于码率服务等级704绘制码率702。示例性第一码率服务等级706具有250,000位每秒的平均码率，示例性第二码率服务等级708具有510,000位每秒的平均码率，第三示例性码率服务等级710具有800,000位每秒的平均码率，以及第四示例性码率服务等级712具有1,100,000位每秒的平均码率。在码率层之间的间距显示为在图7中所示的线性关系。
图8示出示例性完成的PSNR服务等级的比较800。相对于PSNR服务等级数字804，绘制用于每个示例性PSNR服务等级的“帧平均”峰值信噪比(“平均PSNR”802)。PSNR是近似不变的，经过用于亮度和色彩分量Y、U和V的帧，在图8中示为平均的单一线。最先的三个PSNR服务等级806、808、810彼此的间距与示例性服务等级发生器302的质量层设计的一个实施例一致。第四个PSNR层812与PSNR服务等级三810保持的间距与服务等级一、二和三彼此保持的不相同，因为PSNR服务等级四812不包含完整的位平面数据，该位平面数据是由FGS压缩指派给每个帧的位。
图9示出由在图8中示出的PSNR服务等级给出示例性视觉效果900。具有较高的PSNR服务等级可改善图象的质量，因为更多的质量层可用于构建图象。“领班”的图象一902具有用于PSNR服务等级一606的大约32的低PSNR的低分辨率和斑驳特征。“领班”图象二904具有改善的分辨率和清晰度，但有些斑驳仍然明显，由于用于PSNR服务等级二608的平均PSNR值约为42。“领班”图象三906示出较好的质量，由于用于PSNR服务等级三610的约为48的PSNR值，但在靠近观察时仍示出有些低分辨率人为现象和不规则。“领班”图象四908具有四个图象中最佳的分辨率，包括最佳的清晰度和没有毛刺(ringing)，因为用于PSNR服务等级四612的约为51的最高PSNR值。用户能预订最适合用户对质量或最小下载时间需求的服务等级。
结论
上面描述了适用于多媒体流的安全分层的访问控制的示例性DRE 204和有关的DRM方法，诸如MPEG-4 FGS码流和其它可升级的媒体。在同一框架内实现了基于PSNR分层的控制和基于码率的分层控制两者，并且两种控制类型都不危害另一种类型的控制。应该注意，本发明能以硬件、软件或硬件和软件两者来实现。在某些实施例中，示例性DRE 204和有关的DRM方法可以计算机可执行指令诸如由计算机执行的程序模块的通用背景来描述。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。在分布式通信环境中也能实施本发明，在其中由通过通信网络连接的远程处理设备通过无线通信执行任务。在无线网络中，程序模块可放在本地和远程通信设备存储介质包括存储器设备中。

Claims (63)

1.一种多媒体内容管理方法，包括：
将一多媒体内容划分成一个基础层和一个增强层，其中所述增强层被同时分成多组独立的质量层；
加密所述质量层，其中对每个质量层使用一个独立密钥进行加密，其中，来自质量层组中的一较低质量层的第一密钥能从所述质量层组的下一个较高质量层的第二密钥导出，其中通过散列至少部分所述第二密钥而从第二密钥导出第一密钥；以及
通过透露加密质量层的秘密，准予访问该加密质量层的许可。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括峰值信噪比PSNR。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括码率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括帧尺寸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括帧速率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括色浓度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括音频信道数量。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括取样速率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括频带。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组独立质量层之一包括音频取样分辨率。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述许可是专用于所述加密质量层的许可证。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多媒体内容是MPEG-4FGS码流。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多媒体内容使用SMART或SMART++可升级的媒体适应和健壮传输编码技术。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，保留所述MPEG-4FGS码流的基础层不加密，以及将所述MPEG-4FGS码流的增强层分成质量层。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述质量层是毗邻位平面的分组和码率分组。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，毗邻位平面的每个分组是峰值信噪比PSNR服务等级，以及每个码率分组是码率服务等级。
17.如权利要求16所述的方法，还包括，同时准予访问PSNR服务等级和码率服务等级的许可。
18.如权利要求1所述的方法，还包括，速率整形所述加密质量层而无需解密。
19.如权利要求1所述的方法，还包括，为用户提供所有多媒体内容，以及提供访问所述质量层之一的密钥而无需下载多媒体内容。
20.一种多媒体内容管理装置，包括：
一用于将多媒体内容划分成一个基础层和一个增强层的部件，其中所述增强层被同时分成多组质量层；
一用于加密所述质量层部件，其中对每个质量层使用一个独立密钥进行加密，其中，来自质量层组中的一较低质量层的第一密钥能从所述质量层组的下一个较高质量层的第二密钥导出，其中通过散列至少部分所述第二密钥而从第二密钥导出第一密钥；以及
一用于准予访问解密一质量层的密钥的部件。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述多媒体内容是MPEG-4FGS码流。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述多媒体内容是使用SMART或SMART++可升级的媒体适应和健壮传输编码技术的音频视觉表示。
23.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于划分多媒体内容的部件是服务等级发生器，将多媒体内容码流的增强层按照位平面和按照码率分成质量层，其特征在于，能同时访问每个质量层作为峰值信噪比PSNR服务等级和码率服务等级两者。
24.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于加密的部件是使用具有合计基元的通用分组链接的加密引擎。
25.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于在加密引擎中加密的部件使用弱CBC加密和求和步骤。
26.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于加密的部件使用流密码。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述流密码是RC4。
28.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于加密的部件使用分组密码。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述分组密码是DES、AES和RC5之一。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述分组密码使用电子密码本模式ECB、分组链接模式CBC或者偏移密码本OCB模式。
31.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述加密的部件使用C&S加密。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述C&S加密包括用通用流密码代替RC4加密。
33.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述C&S加密包括用RC5加密代替预-消息认证的DES加密。
34.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述C&S加密包括用AES加密代替预-消息认证的DES加密。
35.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述C&S加密使用可逆的消息认证码代替要加密的内容中的部分数据。
36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，使用所述消息认证码和一加密密钥与一流密码一起来加密所述数据。
37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，流密码密钥依赖于所述加密密钥和所述要加密的数据的散列值两者。
38.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于准予访问的部件是服务等级访问授权器，接收对一密钥的请求以及透露所述密钥。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述服务等级访问授权器被设置在一许可证服务器中。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述用于划分的部件和用于加密的部件被设置在一多媒体内容服务器中。
41.如权利要求20所述的装置，还包括一双态服务控制器，其特征在于，所述双态服务控制器同时管理峰值信噪比服务和码率服务。
42.如权利要求20所述的装置，还包括同时管理质量层组的组合的服务控制器，其特征在于，从一组质量层组中选择每个质量层组，所述一组质量层组是由峰值信噪比PSNR质量层组、码率质量层组、帧尺寸质量层组、帧速率质量层组、色浓度质量层组、音频信道数量质量层组、取样速率质量层组、频带质量层组以及音频取样分辨率质量层组构成的。
43.一种多媒体内容管理方法，包括：
将多媒体内容划分成一个基础层和一个增强层，其中所述增强层被同时分成多组独立质量层；
加密所述质量层，其中对每个质量层使用一个独立密钥进行加密，其中，来自质量层组中的一较低质量层的第一密钥能从所述质量层组的下一个较高质量层的第二密钥导出，其中通过散列至少部分所述第二密钥而从第二密钥导出第一密钥；以及
准予使用一密钥解密所述质量层之一的许可证。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述划分的完成是通过将所述多媒体内容的毗邻位平面分组成峰值信噪比服务等级来完成的。
45.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述划分是通过选择码率服务等级来完成的。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述划分是基于帧尺寸、帧速率、色浓度、音频信道数量、取样速率、频带以及音频取样分辨率之一来完成的。
47.如权利要求46所述的方法，还包括同时准予访问PSNR服务等级和码率服务等级的许可证。
48.如权利要求47所述的方法，还包括同时准予访问基于帧尺寸、帧速率、色浓度、音频信道数量、取样速率、频带以及音频取样分辨率的服务等级的许可证。
49.如权利要求48所述的方法，还包括同时管理用于PSNR服务等级的PSNR质量层内容和用于码率服务等级的码率质量层内容。
50.如权利要求49所述的方法，还包括同时管理用于相应于帧尺寸、帧速率、色浓度、音频信道数量、取样速率、频带以及音频取样分辨率的质量层内容。
51.如权利要求43所述的方法，还包括保留未加密的一个质量层用于访问而无需密钥。
52.如权利要求43所述的方法，还包括：当用户已经具有解密所述较低质量层的密钥以及接收解密所述较高质量层的密钥的时候，由计算机可执行的指令，以执行下载较低质量层与较高质量层之间的差异的行为。
53.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述加密允许速率整形一质量层而无需解密所述质量层。
54.一密钥管理的方法，包括：
将可升级的多媒体内容划分成一个基础层和一个增强层，所述增强层包括两个或多个质量层组，其中每个质量层组包括范围为从一较低质量到一较高质量的质量层，以及，其特征在于，在第一质量层组中的质量层的第一数量乘以在第二质量层组中的质量层的第二数量定义了内容段的数量；
加密至少一些质量层；以及
将一独立密钥指派给每个内容段，
其中，来自质量层组中的一较低质量层的第一密钥能从所述质量层组的下一个较高质量层的第二密钥导出，其中通过散列至少部分所述第二密钥而从第二密钥导出第一密钥。
55.如权利要求54所述的方法，还包括，同时使用用于第一质量层组的第一密钥组和用于第二质量层组的第二密钥组。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于，由多个质量层组所定义的内容段可通过使用来自所述多个质量层组的仅一个质量层组的密钥来解密。
57.如权利要求54所述的方法，其特征在于，为第一质量层组中的最高质量层产生第一独立随机密钥，以及为第二质量层组中的最高质量层产生第二独立随机密钥。
58.如权利要求54所述的方法，还包括：
产生用于每个质量层组的一密钥组，其中为在每个质量层组中的每个质量层产生一个密钥；以及
使用来自所述密钥组的密钥对每个内容段应用一阈值加密方案，其特征在于，至多使用来自每个密钥组的一个密钥。
59.如权利要求58所述的方法，其特征在于，所述阈值方案是一个(1，n)-阈值加密方案，其中n是密钥组的数量。
60.如权利要求54所述的方法，还包括：
产生适用于第一质量层组中的质量层的第一密钥组；
产生适用于第二质量层组中的质量层的第二密钥组；以及
使用来自第一密钥组的第一密钥和来自第二密钥组的第二密钥向每个内容段应用一阈值加密方案。
61.如权利要求60所述的方法，其特征在于，所述阈值方案是(1，2)-阈值加密方案。
62.如权利要求61所述的方法，还包括，使用来自第一和第二密钥组的密钥的其中之一来解密一个内容段。
63.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述两个或多个质量层组中的每一个是从质量层组的分组中选择的，所述质量层组的分组是由峰值信噪比PSNR质量层组、码率质量层组、帧尺寸质量层组、帧速率质量层组、色浓度质量层组、音频信道数量质量层组、取样速率质量层组、频带质量层组以及音频取样分辨率质量层组构成的。
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