全球多媒体视频内容保护最佳实践
隨著后疫情時代教育全面轉向線上、短視頻和影視劇市場需求增加，音視頻平臺對于內容保護的重視更是前所未有。國內，5G的加持下，視頻的消費蓬勃發展，用戶付費習慣養成，如何增加和保護收益，成為各視頻平臺和在線教育平臺的關注熱點。本文來自愛迪德亞太區產品總監 施廣在LiveVideoStack線上分享的演講內容，從不同視頻內容盜版手段出發和大家一同探討了如何實現視頻內容創作、分發和消費端到端的保護。
文 / 施廣
整理 / LiveVideoStack
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很高興在這樣一個時間和大家一起在這個論壇相遇，我今天討論的話題是全球多媒體視頻內容保護最佳實踐。愛迪德是一個總部在荷蘭阿姆斯特丹的公司，所以我們有一些全球的實踐經驗在這里和大家分享。
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流媒體市場的發展
上圖是互聯網流媒體市場的增長圖，左圖是過去三年全球的增長狀況，預計在2021有1800億＋美元的市場規模，而中國在2021年也預計有250億＋美元的市場規模，并且右圖的中國市場是廣告收入比用戶付費訂閱收入多，這是中國市場的一大特點。
疫情對我們行業有巨大的促進作用，從2020到2021行業總量增長迅速，驅動行業最重要的增長動力，歸根結底是各種各樣高質量的原創內容?？墒腔ヂ摼W的開放性注定流媒體內容如果沒有保護的話，盜版起來再傳播簡直就是病毒級別了。所以對高質量的內容保護尤其重要。而中國在這幾年對內容的保護也越來越重視，尤其是今年上半年有一些很有意思的版權保護話題。
這是一些從網上找到的關于版權保護的話題，有關于長視頻、中視頻、短視頻版權的各種說法，具體細節就不再多說。實際上在過去三五年，長視頻平臺之間的鏖戰一直難解難分，除了芒果在財報上顯示盈利，多數平臺仍在虧損，這兩年短視頻異軍突起加入戰團，形式更加撲朔迷離。不管怎么說，長視頻平臺對版權保護理解、認識、關注和投入都是比較高的，我們也有目共睹。短視頻平臺也逐漸意識到對版權保護需求的重要性，包括像李子柒的視頻，還有一些公眾號、B站上的視頻，也直接被搬走。長短視頻的競爭在所難免，但上圖說明版權保護是非常重要的，需要做長期規劃，不管是長視頻、短視頻或者是在線教育平臺，其實對內容的保護，都有共同的訴求和痛點。
毫無疑問，首先是保護平臺的收益，高附加值的內容如果被輕易地就被盜版破解傳播，那收入大幅下降，投入產出比極其不匹配。不管是和國外還是國內運營商合作過程中，我們都意識到的一個問題，版權方分銷它的內容給平臺運營商，其實版權方對版權保護的要求是非?？量痰?#xff0c;無論是電影、體育賽事、游戲賽事等，在這種情況下，像我們愛迪德這樣的內容保護供應恰恰能夠提供一整套方案，似乎運營商覺得不是特別爽，因為需要一定的集成工作，但實際上是對它有很大價值的。那么防止內容非法下載、防止錄屏、追溯盜版源等等這些都是達成共識的內容保護訴求。
接下來和大家分享一下我們的最佳實踐，上圖從左邊到右邊這是一個整個端到端的版權保護鏈。插入水印并被DRM保護的內容，通過運營商平臺傳播出去后，有可能被盜版者盜版。而我們內容被盜版者分發后，能做些什么事呢？我們可以從預防、檢測、發現到下架去做一系列的工作。比如第一步是云端爬蟲，可以24小時在網上搜索到盜版的內容，這是發現的過程。發現后需要去分析，有三個層次，第一是針對視頻內容的指紋提取，第二個是水印檢測，根據水印的檢測結果，從盜版視頻流中能檢測出可以唯一識別盜版者身份的取證水印，有時候還有一些人工專家的分析過程，這是驗證加元數據的過程，收集的這些數據可以作為涉及法律訴訟取證的證據，所以這些數據都是需要收集下來的。接下來則是與執法環節打通，主要是怎么樣能夠迅速找到盜版源頭，發送相應的下架通知，與警察、法律部門對接，讓盜版者停止盜版行為，盡快合規。最后是商業智能環節。我們剛剛梳理了一下，不僅僅是技術方案和手段，還有相關的取證、執法等流程，這是我們從實踐經驗檢驗來講，有一個對端到端的版權保護的認識。
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DRM數字版權保護
接下來我們來看一下DRM。DRM即數字版權保護，最簡單理解就是視頻流傳輸是加密的。如果內容是加密的，你勢必馬上會想到一個問題，這個加密視頻流的密鑰（Content Key）怎么傳輸呢？加密視頻流的密鑰最簡單的形式就可以用clear的方式，也就是明文的方式傳下來，用另外的一個相對應的請求和響應消息來承載，這也就是最簡單的Clear Key Request的方法，顯然不是很安全的。為了讓加密視頻流的秘鑰安全的傳輸下來，就必須要終端服務器側關于鑒權，互信和加解密的溝通交互。就是需要把content key 安全分發，這是最基本的概念。無論你是在什么平臺上，即便是包月付費，也會有最新大片的付費點播，點播支付成功后系統會告訴你觀看視頻的有效時間段，以及開始第一次播放后只能在24小時內看完全部等等，所有的這一切都是內容分發的策略，這些也是DRM的范疇。除了content key加密了傳輸，還有一系列分發的策略也是被加密傳輸的。
回到上圖，蘋果有HLS協議，對應的DRM叫 FairPlay Streaming。FairPlay最早在喬布斯時代，大概1990年后，已經有針對音樂版權的保護了FairPlay。但是蘋果公司在2015年推出了FairPlay Streaming的DRM技術，這個名稱其實是強調自適應流媒體下的版權保護技術。它的原生的DRM技術和它操作系統和平臺都集成的非常好，全是由蘋果公司自己開發，整個生態鏈都是它來掌控的。
右邊整個大框架是DASH，黃色的框是Widevine，Widevine是谷歌在2010年收購的一家公司，那個時候這家公司是專做DRM方案的，谷歌收購之后，Widevine被整合到安卓操作系統4.4以上之后，算是比較完善和穩定的。黃色的框內除了實體的設備，左上角用虛線框出來的Chrome、Opera、Firefox還有新版的Edge，是瀏覽器。這幾個瀏覽器，也內置了Widevine，當然是軟件方案。
圖中右側，微軟也有類似的情況，有一些特定的設備是只支持微軟的PlayReady DRM，比如說XBOX最新款或者PlayStation最新款。我們也參加了China DRM論壇，就是中國自主定義的DRM的規范，2019年已經升級到版本2.0了。華為公司作為設備廠商的代表，是ChinaDRM最大的的支持者，這是公開信息。華為的HarmonyOS和安卓操作系統都包括在內，已經有大幾千萬的手機設備都支持ChinaDRM了，而且是Hard Profile。我們剛已經說了Soft Profile通常在這個瀏覽器當中支持，Hardware profile是基于高安芯片或者TEE芯片等情況下支持的，很復雜，但是安全性更高。
對于現狀來講，國內排名靠前的幾大的長視頻平臺，可能早就進行自研ChinaDRM系統和方案了，因為規范是公開的。但對于體量比較小，自研能力不是那么全的，包括新的在線教育平臺，想研究新的技術，怎么把終端設備都覆蓋到這是非常復雜的。恰恰有專業的公司來幫助這些運營商，把各種DRM技術適配到整個視頻分發流程，也就是從流產生分發一直到終端側平滑地播放，這個像我們這樣的公司可以提供比較好的服務和價值。我們和蘋果、谷歌、微軟都有很好的合作關系，我們可以幫運營商把DRM技術對應的server端都集中統一代理起來，然后基于比如針對內容播放的策略，我們也可以迅速的提供集中靈活的統一配置和管理。
關于DRM技術和方案就談到這，其實DRM解決了什么問題呢，比如說非法下載。但基于瀏覽器的DRM保護的視頻流依然可以被拷屏，就是屏幕拷貝，因為這是基于軟件方案的DRM技術，沒有辦法對抗屏幕拷貝?，F在有很多軟件隨時都可以把屏幕拷貝下來，尤其是Windows平臺下。那么這時候就用什么技術來應對呢，就是我們接下來要講的水印技術。
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視音頻水印技術及應用
首先澄清一下，我們這說的水印是不可見的隱秘水印，它是可以為取證使用的。講這個ppt細節前，先解釋一下原理。水印其實是利用了信息論當中的一些變換理論，通常都是把時域信號轉換為頻域信號再處理比如離散余弦變換、小波變換等?？傊前岩恍┬畔⒘考炊M制比特串，能夠識別某一個特定個體的信息量，添加插入到視頻信息流中。肉眼的視覺感知幾乎發現不了，然后解決方案自己的監測平臺卻能夠把它檢測出來，這就是能夠檢測出WMID。
從水印插入的方式來區分，有兩個大的方案，第一個方案是直接法，圖上從左往右的清流有5個片段，有一個水印生成器，有多個特定的客戶端，每個都有一個唯一的可識別的水印標識碼，直接把這個水印標識碼疊加到某一個視頻幀或片段上，毫無疑問可以持續在不同的片段上疊加。你也可能會產生一些新的問題，這個插入水印的方案是從視頻分發前做還是在設備終端播放時做呢，兩種方案其實都可以，待會我們會談到。
接下來是兩步法。第一步，水印A/B嵌入器，換句話說是把原始的片段添加了一些A信息，再添加了一些B信息，A和B只是一個識別符，這樣相當于視頻片段被復制了兩份，各自添加了A信息和B信息。第二步，是當終端側來請求視頻片段時，水印片段切換器會根據終端側某一個唯一特征值，如臨時生成一個二進制比特串的WMID，從時間的維度上去選擇究竟給終端輸出A片端還是B片端。比如第一位終端消費者發送了視頻播放請求，最終帶上的水印ID是00110，那服務側就會選擇做好的信息A和信息B，按照時間順序和水印ID挑選相應的A/B，以此類推。換句話說，每一個用戶他請求的視頻流，從時間維度一拖長，就已經是一個個性化可以唯一識別的視頻流，所以這是A/B片段法的基本介紹。
因為水印是隱秘透明的不可見水印，除了這我們馬上要講的健壯性，還有對視覺的影響，這也有一些主觀和客觀的考量。國外有這種專門的檢測，視力敏感度超出常人的檢測者，可以看出來到底你的視頻變了沒有，還有一些客觀的標準，比如說峰值信噪比等等。但更麻煩的一點的是健壯性，因為有各種各樣的攻擊，不管你這個攻擊是惡意的還是非惡意的。比如說最簡單一種情況壓縮、加噪、轉碼、這些都是在正常的視頻處理操作過程都會發生的事情。這些操作都有可能對添加的水印信息量進行損耗和衰減，導致檢測的時候沒法檢測出來。中等程度攻擊就更難一些了。最后需要強調一下的是惡意攻擊或者說共謀攻擊，以幀交織攻擊為例，如果有盜版者結伙，共同盜版同一個片子，把視頻拿到后，再重新切片并組合。比如第一秒用盜版者X的片段，第二秒用Y的片段，總之，假設有五個共謀盜版者，這五個人將各自的視頻幀片段按照時間序列隨機組合一下，這時這個新生成的視頻流提交到原來檢測的平臺上去，就非常難檢測了。尤其當這個共謀者數目越來越多時，檢測的難度急劇增長。當然這是一個理論性的概念，實際上這種攻擊在我們全球的實踐中確實有過，但是共謀者人數不多。覆蓋攻擊也是類似，把幾個共謀者的視頻按時間同步疊加到一塊，求一下平均，生成新的視頻流。馬賽克攻擊是指把可能是九個共謀者各自的視頻分成九宮格，第一個宮格放A的小視頻塊，以此類推，隨機重新拼出來一個視頻流，水印信息可能也檢測不出來了?？傊》桨嘎犉饋碓肀容^簡單，但要做好還是很復雜的，在這一點上，業界的廠商都有各自的方案。
剛剛我們講了最基本的原理，接下來具體介紹一下落實到實際應用的方案。左邊這張圖是分銷商水印，也就是在視頻后制和分發階段，給分銷商分銷的時候添加水印。比如說好萊塢大片制作出來之后，片商他去在不同平臺，比如愛奇藝、騰訊、優酷發布時，這些運營平臺就是片商的分銷商。我們的方案能夠在大片里面添加一個針對分銷商的唯一標識的水印，從而能在后期檢測到泄露或盜版的視頻流是從哪個平臺下泄露的。這個放啊的目標客戶是誰呢，是賣給影視制片方、影業工作室、發行公司，比如像好萊塢片商，也比如想阿里、騰訊他們都有影業，他們的影業公司就需要這種方案。給平臺、在線教育運營商的方案是右邊的OTT水印方案，Broadcast方案在中國幾乎可以忽略了。這個方案的目標用戶就是流媒體服務運營商和付費廣播電視運營商，它能夠從眾多的消費者中識別出某個特定訂閱用戶進行了內容的盜版的違法行為。左右的兩個方案體量不一樣，左邊是給好萊塢制作的大片添加分銷商水印，比如最近的《速度與激情9》馬上就要開播了，全球分銷商加起來大概100個，所以添加的水印標識是以百來計量。右邊的方案，對一個運營商平臺，例如愛奇藝、騰訊，單個平臺的付費超過一億，那么添加的水印量就要以億來計量，這是完全不同的兩個方案。
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接下來我們看一下具體的情況，分銷商水印是借用了云服務，其中里面用到了IBM的Aspera，這是高級協議，它比FTP或HTTP傳輸要快好多倍。總之我們有個云服務，不同的分銷商來請求下載影片時，云服務可按全球策略或個性化配置，把水印都加上去，水印添加完后馬上就可以分發了。其實版權方或發行公司去分發內容的時候也是在最后一刻才放出片源，最后一刻留給分銷商的時間也很短，勢必有一個快速下載的過程。所以我們和IBM Aspera Cloud合作做這樣一個方案，滿足了快速安全下載的訴求。方案的優勢很明顯，就是快速部署、簡單易用、不影響用戶體驗。
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OTT方案剛剛也說到了一些，它可以適用于UHD點播內容或者Live，都可以做，用戶內容全面可控，同時又有很好的健壯性，剛剛針對分銷商的方案我們是不考慮共謀攻擊的，因為那個水印的量總共也就100個左右，100個分銷商去共謀可能性不大。但這種OTT的方案就必須要有前面提到的防止惡意攻擊的考量。
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最佳實踐案例解析
接下來是用戶案例的分享，這是2019年11月9日，我們幫助一個OTT運營商做的直播賽事的全套保護，羅根保羅與KSI這兩個其實不是職業拳手，而是YouTube上的超級網紅，他們都有兩千三百萬左右的粉絲。其實2018年他們就作為業余拳擊手打了一場拳擊賽，這次以職業拳擊賽的形勢在某一個流媒體平臺直播的時候，必須是至少花費20美金的包月用戶才可以觀看。在這種情況下，我們怎么對實際場景做保護呢？這個案例的方案其實同時也適用于其他直播賽事，包括目前正在進行的歐洲杯。我們來看看細節。
這塊針對直播反盜版的案例和我們前面講的最佳實踐內容其實是類似的，我就不再重復，唯一需要強調的是，針對直播賽事，我們水印方案有一個要求，就是能夠快速檢測出來盜版視頻的源頭，否則這場拳擊賽，打的時候快得很，三局就結束了，總共持續了一個小時，檢測速度不快的話可能直播結束了還沒檢測出來，那么方案是失敗的。這是直播和VOD點播的水印方案的一個區別。
賽事前服務，針對可能出現盜版的名單，都要提前做一些工作，這樣在賽事的時候就更有針對的去抓取，而且還要把擁有分授權的平臺白名單拿出來，定義好交互規則。另外我們的方案還和YouTube自己的內容識別系統和Facebook的版權管理進行對接，同時要把搜索引擎中的結果提前刪掉，極大提高獲取盜版內容的門檻。
直播時，解決方案的爬蟲就要開始掃描盜版網站、Kodi、社交媒體網站等等。自動分析的內容前面也有提到。國外的盜版者想要觸及消費者來推銷自己的盜版流的話，社交媒體的推廣和宣傳是非常重要的渠道，所以YouTube和Facebook是我們關注的重點，就和微信是國內推廣和宣傳渠道一樣。然后我們的方案檢測并發現問題，能夠自動執行直接下架操作。比如說CDN，我們和CDN也有合作，CDN收到我們的確鑿盜版證據和下架通知后，CDN就可以把這個盜版流立即掐斷。
賽事后的服務，我們要總結所有的原始數據包括相關的信息、托管網站、鏈接網站，包括水印檢測、取證包、搜索引擎降級、持續更新等，這塊當然包括我們剛講的DRM方案的應用，DRM在整個方案里面都是必備的，在這個DRM之上我們加了視頻水印以及一整套盜版監控和檢測系統，形成一個閉環。
這是愛迪德反盜版監測系統的門戶，門戶能夠提供各種各樣的關鍵信息，包括是否合規，社交媒體上相關的百分比，以及對應鏈接網站和托管網站的情況等等。這些都是可以實時刷新的，就是因為有爬蟲，有我們的盜版檢測系統和水印檢測系統等持續不斷的動態輸入，把所有的即時數據都呈現在這。
下面，很快地看一下整體方案的ROI，這是實際案例的數據，KSI和羅根-保羅的這場對戰在國外社交媒體上觀看了被下架的盜版流的人數是214,092人。而在24小時內，在瀏覽器搜索“免費流”的關鍵詞有93,089次，這兩個加起來潛在的可以付費觀看的用戶大概是30萬。圖中將這30萬用戶作為潛在用戶，分別計算這場賽事1%、3%、5%轉化率下的投資回報。可以看出投入產出比是相當高的，從運營商的角度運用這套系統是非常重要和有價值的。
最后就是愛迪德公司的一些關鍵業務數據，過去一年我們保護了223億條OTT視頻流，我們其實提供了各種DRM服務端的云托管服務，全球覆蓋，遍及各大洲，具體的DRM技術包括FairPlay、Widevine、PlayReady，ChinaDRM也有一點量。我們保護超過累計60億臺設備和應用程序，我們有核心專利技術，能夠對設備及應用程序做保護。迄今為止我們的在線爬蟲檢測出45億次侵權行為，目前所有的數據目前都是在國外的，同時我們代表版權方發出了2.8億次通知。
愛迪德目前主要服務兩個大的市場，左邊是視頻娛樂行業，相關數據都在上面就不多重復了。新的業務方向是物聯網的安全保護，包括車聯網等。愛迪德是一個總部在荷蘭的公司，至今已經有52年的歷史，目前在全球14個城市建有辦公室，在北京也有辦公室，為亞太區的中心節點。
這就是我本次分享的全部內容，謝謝大家。
Q&A：
Q: 相較于數字水印方式，視頻指紋生成需要計算和處理的數據量會特別大么？
Mike: 有可能。我們并沒有做指紋，而是與第三方廠商合作合作。我們認為這一部分與加密、解密高復雜的技術相比并不是最核心的，所以選擇了和第三方廠商合作。當然，我的理解不一定準確，我覺得水印處理方式計算量會比指紋更大。
Q:?這么多視頻加水印不需要編碼解碼嗎？性能能承受嗎？
Mike: 針對OTT水印，這里有兩種方案：服務端水印、終端側水印。終端側水印沒有細講，這個方案是指在Media player這一部分把水印信息加上，但這必須要求在安全環境內（如TEE）來做。在服務器端，通常水印A/B片段切換會選擇關鍵幀而不是所有幀。舉個例子，通常一個片子加了A/B水印后在CDN最終大小會多出3%到5%。這里就需要權衡，尋求一個動態的平衡：如果處理不當，檢測速度不夠快；水印信息添加加得多了雖然容易檢測，但CDN存儲也占用更多空間，都是成本。
至于性能能承受，針對直播中的惡意攻擊或共謀攻擊確實沒法做。VOD高價值影片的網絡傳播是毀滅性的，針對VOD更多的是在服務器端提前做好水印添加，在A/B選擇時對終端消費者、對CDN性能要求并不高。
Q:?通過光學儀器進行轉播的盜版能否解決嗎？
Mike: 這叫翻拍，是必須需要解決的問題。我們將翻拍列在簡單攻擊這一類別（不一定準確），所謂簡單就是說日常操作過程中可能發生的，所以這種情況是可以解決的。
Q: DRM 的數據被保護了， 如何盜取 轉發？不能錄像，不能截圖。如果使用另外一個設備錄制，那么另外一個設備再錄制，水印還在么 ？
Mike: DRM數據/視頻流被保護，純硬件方案會使得盜取、截圖轉發很難。但純軟件DRM方案指瀏覽器的播放，瀏覽器的播放在Windows上有一大堆錄屏軟件，因為Windows平臺開放性好，這些錄屏軟件可以很好的錄屏。如果使用另一個設備錄制，再使用另一個設備再錄制確實會存在一定問題，實際情況下再錄制如果清晰度能夠保證，就是說轉錄設備都是靜止穩定拍攝的，這時檢測成功率相當成功。但如果是手拿著，如上所說，A/B變換，添加到關鍵幀，手抖一下有可能會對水印有很大傷害。但是，手又抖對視頻拍攝效果不好，質量也在損失，自然盜版的價值價值大大降低，這一塊也是平衡。
詳情請掃描圖中二維碼或點擊閱讀原文了解大會更多信息。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的全球多媒体视频内容保护最佳实践的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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