TWI298128B - Method and system for managing distributed storage of digital contents - Google Patents

Description

I2981^5twf<doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種數位内容(digital contents)分散式 儲存管理方法與系統，且特別是關於一種結合秘密分享 (secret sharing)演算法以及數位版權管理（digital rights management，簡稱為DRM)機制的數位内容分散式儲存 管理方法與系統。 【先前技術】 目前數位内容管理平台所提供的數位内容，大多都是 將單一内容儲存於檔案系統或是資料庫中，或是將數位内 容放到網路伺服器代管業者的伺服器上。前者的方案中， 線上數位内容平台營運業者必須維護一至數個功能強大的 伺服器及足夠頻寬的網路環境，後者的方案則有數位内容 流向不易控管的疑慮。 ☆旦相對於單-龐m分散式系統可时散網路傳輸 mi㈣服11的負擔。分散式儲存原多應用於企業内 為=亦儕檔案分享(peert。一 到位置，欲取得資料者須透過搜尋的機制找 料，透過網路傳輸取得後再加以組合還原 括資料内i分享此ϊ::，技術有幾個不同的需求’包 載加速、以及分享密、檢索資訊同步、資料下 關專利第5,625,692號、第辦⑽號、以及第 twf.doc/g 1298128 =2,472號這三篇麵所擁有的專利提出—種分 存^統，是由數位内容作者自行透過各_ = 之數位内容及加密金錄。雖然有秘密分享演算法 容保密，然而這三篇專利的技術還有缺點需要子貝^内 這種大規模分散架構，業者仍然必麵 此強大的舰器从夠頻寬的網路環境。而個K 用秘密分享演算法保護整個數位内容，杏 ^ 大’分配及組合數位内容的效率也愈差:所以對= 位内容有效率低下之缺點。 、㈣、r=onkey等P2P軟體’雖然以大規模分散架構 =11容分享、分散網路傳輸流量、以及資 =，加速，但是卻毫無資料保密可言，也缺乏DRM之 類的流通控管機制。 八八上f明可知，目别還沒有技術方案能同時做到充 刀刀政麟傳輸流量、提高秘密分享的分配與組合效率、 以及全面而有效的資料保密與流通控管。 【發明内容】 明的目的是在提供—種數位内容分散式儲存管 方法。本方法應用秘密分享演算法於分散式安全儲存機 Η=但提供分散式儲存、多重來源服務以及分散網路傳 輸^量，而且可避免分享較大資料時的效率下降問題。 本發明的另—目的是提供—種數位内容分散式儲存 二王f統，結合主從(client_server)架構與同儕分享概念， k供安全且有效率之數位内容分散式儲存機制。此外，本 Ι2981_ 系統在使时端結合DRM鋪，可提供版權管理及流通 保護，以確保數位内容使用時不至於外洩。 為達〒上述及其他目的’本發明提出一種數位内容分 儲存g，方法，包括下列步驟。⑻將欲分享資訊透過 =刀配=异法分割成多份分享㈣，其中欲分享資訊包 :立肉容與其授權許可(lic叫。然後⑼將分享資料儲 =數伺服器，⑷將分享資料的資訊登錄到目錄飼 ΪΓ接I來’（d)向目錄伺《查詢擁有分享資料的主機 二’之後⑷根據主機清單取得分享資料其中 算法將上述—部分分享資料運算得到欲(二 $、化#g根據授權許可控管數位内容的使用。最 :。’⑻向目錄飼服器更新擁有之數位内容分享=的】 中，===容分散讀存管理方法，在—實施例 者主步驟。先#試自主機清單上的使用 ，主故取传上述-部分分享資料。若取得的分 以=’則自數位内容伺服器取得所缺的分享資料。 上述之數位内容分散式儲存管理方法，在一 :，其中步驟(g)更包括僅留存上述分享資料的4-部 除分享資料的其中-部分。間不足’則根據預設條件刪 上述之數位内容分散式儲存 — 更包括定時執行下列步驟。| / —貫鉍例中 目錄飼服器更新目錄二=目==的其他 /月早，然後與新增的其他目錄 7 I2981^doc/g 伺服為更新目錄伺服n清單，最後與所有已知的其他目錄 伺服器更新分享資料的資訊。 上述之數位内容分散式儲存管理方法，在一實施例 中’更包括自數位内容伺服器刪除某些數㈣容的分享資 料，自目錄伺服器刪除上述分享資料的資訊，以及自使用 者主機刪除過期的分享資料。

赏啊另提出一種數位内容分散式 儲存管理系統，包括數位内容伺服器、目錄饲服器、以及 =用者主機端倾。數灿容做⑽存多份分享資料， =些分享，料，欲分享資訊透過安全分配演算法分割而 成’而且欲分孕資訊包括數位内容與其授權 的資訊。使用者主機端軟體負責心 旱㈣的主機清單’根據主機清單取得 刀予貝料其中—部分’並且使用安全 細算得到欲分享資訊。然後根 有之數位内容分享資料的資訊。 —祛擁

依照本發明的較佳實施例所述 I 與同儕分享概念，因此可提供分散式儲i :2攸架構 以及分埒锢政屑於、六旦丄* ^储存、多重來源服務 二放麟傳輸。本發明應用秘密分 位内容保密。但是本發明不同於先前 、斤/子數 :演算法保護整個數位内容，而是 分 護加密金餘，因為加密金餘比數位 =刀予々异法保 本發明可免去當分享内容增大時的多，所以 8

Ι298ι_ 散式儲存管理系統中，心;二:本發明的數位内容分 者主機益L由^的内容°單―或少數之使用 位内容的部:或;整；”部份内容透過運算取得數 錄伺服哭等”舰丨 另一方面，使用者必須透過目 時，tii 取得數位内容，而且使用數位内容 此，本發明;必須遵守其版權授權的設定。因 使用時不^㈣及流通保護，以確保數位内容 為讓本發明之±述和其他目的、魏和優雜更明頻 作詳細本發明之較佳實施例’並配合所附圖式， 【實施方式】 以下說明請參照圖1及圖2。圖i及圖2為根據於本 發明-實施例的數位内容分散式儲存管理系統示意圖，圖 1及圖2的系統執行根據於本實施例的數位内容分散式儲 存管理方法。參與此系統的電腦包括數位内容伺服器、目 錄伺服裔、以及使用者主機。使用者主機上安裝有特定的 使用者主機端軟體，以執行本實施例的數位内容分散式儲 存管理方法。這個使用者主機端軟體可以獨立應用程式或 附屬元件的形式存在。 以下先簡略說明本實施例的數位内容分散式儲存管 理方法，其流程從圖1的步驟101開始。在步驟101，提 供數位内容的業者將數位内容和數位内容的授權許可合併 9 12981¾ twf.doc/g ==二後f全分配演算法分 服器中，接著將π pff·放績分享資料於數位内容伺 中。本實施例採用二 分享資訊_為續分二子i法。也就是說，將欲 Μ分分享資料，才能^^讀必須要取得其中至少 位内容及其授權坪可進而取得其中的數 要是記截目寸鮮ί 登錄在目錄伺服器的資訊，主 接著在:驟連線中數位内容分享資料的儲存位置。 同+，祕：？ 目錄伺服器間每隔-段時間會進行 更4自μ次同步後所新增 在步驟阳，使用者主機端軟體登::二 服益後，會將目前使用者主機⑽擁有之各 資料的資訊上傳至目_服器，該目錄健器再定時= ^目錄伺服器同步目前線上可取得之數位内容分享資料的 負 §fl ° 接下來，在圖2的步驟104，使用者透過使用者主機 ⑩端軟體連到任-目錄飼服器，查詢某數位内容分享資料資 訊，該目錄伺服器會將目前線上擁有該數位内容分享資料 的主機清單回傳使用者主機端軟體。 最後，在步驟105，當使用者主機端軟體取得上述的 主機清單後，便直接與各擁有該數位内容分享資料的使用 者主機與數位内容伺服器連線，以取得各分享資料（至少 要取得其中，份）。實際上，第一次下載的全新數位内容 必須全部由數位内容伺服器提供。之後使用者主機會開始 12981^ twf.doc/g 提供自己擁有的數位内容分享資料，以同儕分享機制 網路傳輸流量，減輕數位内容伺服器的負擔。 月 以下參照圖3至圖7說明本實施例的數位内容分 儲存管理方法的詳細流程。首先，圖3為本方法中: 内容業者儲存及登錄數位内容分享資料的流程圖。 -開始，在步驟則，提供數位内容的業者先設 二將數位内容及陶 八為“子之Μ ’再透過安全分配演算法 =割成《份分享資料。然後在轉3Q3將 =料存放於數位内容伺服器中，在步驟綱將讀分: :枓的貧訊登錄到目錄錄器中。接下來， ^ =將分享資料的資訊登㈣ 3〇6回傳登錄的縣至數位内容伺服器。 幻驟

權飞：f數::内谷平台業者若要修改數位内容的版權授 Ϊ 對數位内容的版權授權設定，然後S 案的分割，並連線至目錄词服許可樓 刪 提供數_容㈣者要自務顿權等因素， 内容時，會先享的數位 ::在步驟4〇1刪除所有储存之數“内:： 在步驟術將已刪除之數位内 =貝枓’並且 伺服器。然後目錄伺服器在步 2的貝讯告知目錄 ^驟AO3刪除所登錄之該數位 内谷分旱資料的資訊，並且在步驟4 器删除的結果。 回報數位内容伺服 迹，目錄伺服器之間會定時同步分享 = 流程從圖5的目錄飼服器X開始。 貞H又门步 首先，在步驟501及502，目錄伺服器X先盘已知之 目錄伺服器7更新目錄伺服器清單’由更新的目錄飼服哭 月早中得知目錄伺服器Z的存在。接著在步驟5〇3及504°°， 目錄伺服n Z再與新增之目錄伺服器z更新目錄伺服哭清 皁。然後在步驟505至508，目錄伺服器χ與已知清單中 之目錄伺服器Γ、Ζ更新新增、修改、刪除之分享資料的 資訊。 、 接下來，圖6為本實施例的數位内容分散式儲存管理 方法中，使用者主機主動登錄分享資料資訊的詳細流程 圖。這個流程可定時執行，以更新目錄伺服器的分享資料 資訊，以及使用者主機所儲存的數位内容分享資料。 首先，使用者主機端軟體在步驟601及602成功登入 目錄飼服為’然後在步驟603將目前使用者主機内所擁有 之數位内容分享資料的資訊登錄至目錄伺服器中，同時告 知目錄伺服器使用者主機目前的上傳頻寬。接著目錄伺服 器在步驟604將分旱資料的資訊登錄至資料庫中，檢杳是 否有以更新或刪除之數位内容的分享資料，並且在步驟 605回傳登錄的結果，同時記錄使用者主機目前的上傳頻 12 12981¾ twf.d〇c/g ΐ庠^之後的分享資料主機清單中，使用者主機分派的 排序依據。最後，使用者主機端軟體在步驟祕 ，服器所回傳之登賴果後，檢查是否t制除過期之分 即該數位内容已被原數位内容词服器修改版權授 榷没定，或刪除該數位内容的分散儲存需求）。 圖7為本實施例的數位内容分散式 =機取得數位内容分享資料的詳細流程圖=是 ，的使用者A主機端軟體（以下簡稱使用者主機 c或D)要取得分享資料。 杳如 用者主心在步驟701與已知之目錄伺服器 數位内容分享資料的主機清單。目錄伺服 回傳目前擁有該數位内容分享資料的主機清 :服主機^獲得主機清單後’為了減輕數位内容 使用者主❼料嘗試自主機清單上的其 播田永域取彳于至少（份分享資料。若從主機清單上的 次；主機取㈣分旱資料尚不足以組合為原來的欲分享 ==就是少於（份，使用者域〇會從數位内容祠 者i她Λ所缺的分享資料。假設上述的主機清單包括使用 =乃。於疋，接下來使用者主機」會在步驟 Z Z:分別向使用者主❹、c、-要求部份分享 八別〇^者主機會在步驟綱、7()6、期 ϊ料：ιϊ=ί機相要求’回傳擁有的數位内容分享 是做為使用者主機享=分值在本實施例中 13

1298 聊― 在圖7的範例中，使用者主機」從使用者主機5、C、 乃取得的分旱資料尚不足（份。所以在步驟709，使用者主 ，d會以積分扣點且/或交易付款的方式向數位内容伺服 為要求所缺之數位内容分享資料。數位内容伺服器在步驟 71〇回傳使用者主機乂要求的分享資料。 取得足夠的分旱資料後，使用者主機A在步驟711以 安^組合演算法將，份分享資料運算制原數㈣容及其 授權斗可棺案，然後在步驟712透過DRM之類的版權管 理機制’根據獅許可控管該數仙容的使肖，也就是限 制使用者使用該份數位内容的權限。接下來，若授權許可 不允許保留完整的數㈣容，使用者主機义會在步驟713 冊赚剛取得的分旱資料的其中—部分，僅留存另一部分。 至於留存哪些分享資料，可選擇性地留存（例如根據授權 許可選擇），或隨機留存。在部分留存的情況下，下次要 ^用同—個數位内容，也必須重複圖7的流程。如此除了 =初儲存數㈣容的數灿容舰斜，制者主機皆只 任-數位内容的部分分享資料，這是本發明保護分 旱貧料的機制之一。 vif外’在儲存空間有限的情況下，使用者主機端軟體 t查分享資訊儲存空m在儲存空間已經不足 =呈:取舊或取不常用的分享資料，或是在本發明技術領 域-有通常知識者可實施的其他條件。 接下來，使用者主機」在步驟714向已知的目錄舰 14 12981 雜 5twf.doc/g 器更新使用者主機謂擁有的數㈣ 以後其他使用者主機就能向使用者主機訊’ 最後，目錄伺服器在步驟715將分 2刀旱貧料。 枓庫中亚且在步驟716回傳登錄的 、 圖8為本實施例中用來將欲分使用者主 資料的安全分配演算法流程圖，刀』成續分享 ’ ··· ％、為、或、···、，。1 φ 資訊詈的*丨哨敕杜〇 ，、中’與"可依據數位内容 貝几里的大小调整。接者將欲分享資訊# 的資料區塊％、m2、、w成固疋長度 7再透過金鑰產生演算法將灸產 生連串的會議金錄m··、^並利用灸 、 為當作加密金錄分別對 1 2 … 以產决h 對 ％、···、叫進行對稱式加密運算 以產生铪文^…^^…〜^接下來每個密文。、^、 再，用「會議金鑰―成續，一，1，...，w㈣·， 〜"1，2；"2,25 ...,SW,2] ^ ... ^ .^SahSbh 結合金餘地、从2、...、4、也、火、...戈

Sl i Γ Γ [為，〜，〜，...，S2,,]、...、[之 ^2,...，s』、 办S心，1,如...，s6 J、〜=山心2,…，s』、...、〜=[成， 〜，1，〜，2，· · ·，S”,z·] 〇 表後，圖9為本實施例中用來將部份分享資料運算得 到=刀予貧訊的安全組合演算法流程圖，其步驟如下。先 取付至少〖份的分享資料A、巧、···、々。接著擷取每份分享資 料中的i输77旱資料_、_、···、4，使用秘密分享演算法 15 12981¾ twf.doc/g 加以運算以還原成原始之加密金鑰&，再透過會議金鑰產生演 算法將；b產生一連串的會議金鑰知、幻、心、…、幻。另外， 將前述每份分享資料先移除金鑰分享資料後，再依先後順序重 新整理成讀的蚊分享資料[〜，如…，^，如W…， S«，] ' 52,2, ..., ,α,2, ,c2, ..., Sm2] . ^ [5ι，5 ^ ^ ^ _ ^ 〜，:〜]。接下來每份密文分享資料再透過會議金錄知組合 f山文區塊c2、’··、利用n...、&當作解密金餘 2別對7、"2。、.，進行對稱式加密運算以產生資料區塊叫、 tL、Wi°f Wl、W2、···、叫^後串聯即可得到原來的欲 刀予1°孔M’取後再將从區分為數位内容以及授權許可檔案。 此可本發明結合主從架構與同儕分享概念，因 量。本;i 、多重來源服務以及分散網路傳輸流 ;明=::=密分享演算法對數位内容保密。但是本 數位内容，、=、IBMa專利以_分享演算法保護整個 加密金鑰比數：内：寅算法保護加密金鑰，因為 享内容增大時的效率C缺:多’所以本發明可免去當分 另外，由於秘密分 散式儲存管理系統中，’、^法，在本發明的數位内容分 餘之使用者主機都只，了原始的數位内容伺服器外，其 者主機無法藉由其内部戶子部份的内容。單一或少數之使用 位内容的部份或完整斤儲存之部份内容透過運算取得數 錄伺服器等控管機制二祗二另一方面，使用者必須透過目 時，以及之後的保在、數位内谷，而且使用數位内容 都必須遵守其版權授權的設定。因 16 此，本發明可提供版權管理及流通保護，以確保數位内容 使用時不至於外洩。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1及圖2為根據於本發明一實施例的數位内容分散 式儲存管理系統示意圖。 圖3至圖7為根據於本發明一實施例的數位内容分散 式儲存管理方法流程圖。 圖8為根據於本發明一實施例的安全分配演算法流程 圖。 圖9為根據於本發明一實施例的安全組合演算法流程 圖。 【主要元件符號說明】 101〜105 、 301〜306 、 401〜404 、 501〜508 、 601〜606 、 701〜716 ··流程步驟 ^、厶、C、乃：使用者主機 H、Z :目錄祠服器 17

Claims (1)

1298 碰wfdoc/g 十、 τ w寻利靴圓. 1·-種數位内容分散式 (a)將一欲分享資訊透過〜子^^理方法，包括下列步驟： 份分享資料，其中該欲分享次“安全分配演算法分割成多 内容的授權許可； '汛包括一數位内容與該數位 (b)將該些分享資料儲 - 獅些分享資料的資二=内容飼服器； M貝艰登錄到一目錄伺服器； 單；〃 $查詢擁有該些分享資料的主機清 清單取得該些分享資料其中-部分； 算得到該欲分7^合演算法將上述—部分分享資料運 ⑻根據該授權許可控f該數位内容的使用；以及 ⑻向該目錄伺服器更新擁有之數位内容分享資料的 資訊。 、 ^ 2·如申請專利範圍第1項所述之數位内容分散式儲存 管理方法，其中步驟(a)更包括： 設定該數位内容的授權許可；以及 將該數位内容與該授權許可結合為該欲分享資訊。 3·如申請專利範圍第1項所述之數位内容分散式儲存 管理方法，其中步驟(e)更包括： 嘗試自該主機清單上的使用者主機取得上述一部分 分享資料；以及’ 若取得的分享資料尚不足以組合，則自該數位内容伺 12981¾ twfdoc/g 服器取得所缺的分享資料。 4·如申請專利範圍第3項所述之數位内容分散式儲存 管理方法，更包括： 以交易付款方式，自該數位内容伺服器取得所缺的分 享資料。 5·如申請專利範圍第3項所述之數位内容分散式儲存 管理方法，更包括·· 母一該些使用者主機於回傳分享資料後，更新該使用 者主機的積分值；以及 享資：積分扣點方式，自錄_糊㈣轉所缺的分 管理===所述之數位内容分散式儲存 留存該些分享資料的其中一部分。 若分享資料的儲存空間 分享資料的其中一部分。 足，則根據一預設條件刪除 8·如申凊專利範圍第1 管理方法，t包括定時執Γ員所述之數位内容分散式儲存 該目錄伺服器與已H列步驟： 服器清單； 的，、他目錄伺服器更新目錄伺 該目錄伺服器與新擗 服器清單；以及 曰的其他目錄伺服器更新目錄伺 129811_ 該目錄伺服器與所古 享資料的資訊。 。的八他目錄伺服器更新分 管理=== 設定刪除該數位内容； 享資ί數位内順器餐所输帽位内容的分 告知該目錄^Γ已刪除的該些分享資料的資訊 該目錄伺服器刪除所有登錄 八古 10.如申請專利範圍第 ·=刀子貝料的資訊。 存管理方法，更包括下列步驟：、斤述之數位内容分散式儲 -使用者域端軟^該 位内容分享資料的資訊登 文用者主枝目W擁有之數 目錄飼服器該使用者主機目^目錄飼服器’同時告知該 該目錄飼服器檢 料，並回傳-登錄結果，同時記以新或^除的分享資 清單的排序依據；以及 傳^員見，做為主機 該使用者主機端軟 刪除過期的分享資料。 ’录、、、°果，祆查是否需要 11.-種數㈣容分散•存管 一數位内容飼服器，儲存多份分享資料山 料為一欲分享資訊透過—安八 貝料σ亥些分旱資 該欲分享資訊包括-數位内异法分割而成，而且 谷鉍垓數位内容的授權許可； 20 12·如申請專利範圍第U項所述之數位内容分散式儲 存管理系統，其中若該使用者主機端軟體自該主機清單上 的使用者主機取得的分享資料尚不足以組合，則自該數位

式 12981^§twf.dcc/g 一目錄伺服器，登錄該些分享資料的資訊；以及 一使用者主機端軟體，向該目錄伺服器查詢擁有該些 分享資料的主機清單，根據該主機清單取得該些分享資料 其中一部分，使用一安全組合演算法將上述一部分分享資 料運算得到該欲分享資訊，然後根據該授權許可控管該數 位内容的使用’並且向該目錄伺服器更新該使用者主機擁 有之數位内容分享資料的資訊。 内容伺服器取得所缺的分享資料。 —13·如3申凊專利範圍第12項所述之數位内容分散式儲 存官理系統，其中該使用者主機端軟體是以交易付款方 目該數位内容伺服器取得所缺的分享資料。 如中請專利範圍第12項所述之數位内容分散式儲 存管理^，其巾触機清單上的每—馳使用者主機於 回傳刀享資料後更新該使用者主機的積分值，而且該使用 ^主機積分扣點方式，自該數㈣容祠服器取 得所缺的分享資料。 is·如申請專鄕圍第η項所叙數㈣容分散式儲 統’其巾該使用者主機端軟體的功能更包括留存 该些分旱資料的其中一部分。 申請專·圍第11項所述之數_容分散式儲 存吕理线’其中該額者主機錄體的魏更包括若分 21 Π9811_ 享資料的儲存空間不足，則根據一預設條件刪除分享資料 的其中一部分。 ' 17·如申凊專利範圍第η項所述之數位内容分散式儲 存管理系統，其中該目錄伺服器定時與已知的其他目錄伺 服器更新目錄伺服器清單，並且與新增的其他目錄伺服器 更新目錄伺服器清單，然後與所有已知的其他目錄伺服器 更新分享資料的資訊。 * 18:如申請專利範圍帛u項所述之數位内容分散式儲 ^管理系統，其中該數位内容伺服H的功能更包括刪除所 ，儲存的該數位内容的分享㈣，以及告知該目錄飼服器 更:ΐ:ιί些分享資料的資訊’而且該目錄伺服器的功能 ^ 1 *所有登錄的該些分享資料的資訊。 户其1*9〕如申請專利範㈣11項所述之數位内容分散式儲 二ί:目ΐ::使用者主機端軟體的功能更包括將該 目錄伺服器，容分享㈣的資訊登錄至該 上傳頻寬，^1= _服㈣使用者域目前的 伺服器回傳的清単的排序依據，並且根據該目錄 料。 錄、、、°果，檢查是否需要刪除過期的分享資 22