Argus：基于區(qū)塊鏈技術的去中心化獎勵系統(tǒng)

編者按：隨著網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，版權問題逐漸成為人們關注的熱點。很多國家和組織針對這一問題出臺了相關法律和反盜版激勵計劃，但是由于某些激勵計劃缺乏透明度，往往達不到很好的效果。

為此，微軟亞洲研究院可信系統(tǒng)研究組提出了一種基于區(qū)塊鏈智能合約的反盜版獎勵系統(tǒng) —— Argus，通過區(qū)塊鏈技術可提高多方合作的信任基礎，既透明又安全高效。該技術目前處于學術研究階段，相關論文的正式版將在今年9月份召開的國際可靠分布式系統(tǒng)會議 SRDS（International Symposium on Reliable Distributed Systems）上發(fā)表。論文作者包括微軟亞洲研究院研究員張憲、郭眾鑫、陳洋、陳碩、殷秋豐、楊懋，部分工作由原微軟亞洲研究院創(chuàng)新工程組研究工程師郭小兵以及實習生曾子軒和劉文炎在微軟亞洲研究院期間完成。

現(xiàn)有反盜版獎勵系統(tǒng)不透明、不高效

隨著網(wǎng)絡時代的高速發(fā)展，盜版?zhèn)鞑ヒ殉蔀楫斀裆鐣幸粋€嚴重且復雜的問題。特別是在電影、音樂、游戲等領域，大量用戶的非授權使用會侵害版權擁有方的正當權益。所以，各國法律對于侵犯版權的行為都有相應的處罰規(guī)定。例如在美國，如果在180天內(nèi)，盜版?zhèn)鞑ノ锏臄?shù)量和盈利超過一定限額，那么盜版?zhèn)鞑フ邔⒈惶幰粤P款甚至拘留。

一些商業(yè)聯(lián)盟為了應對盜版?zhèn)鞑ミ@一挑戰(zhàn)也發(fā)起了反盜版獎勵計劃，并以獎金的形式來激勵公眾舉報盜版行為。例如 BSA 聯(lián)盟（成員包括微軟、英特爾、Adobe 等）就曾經(jīng)宣布對最終核實的盜版舉報，給予100萬美元的獎勵。然而，由于缺乏透明度，這種由 BSA 完全中心化的進行核實、獎勵等操作的運營模式遭到了很多用戶的質(zhì)疑，導致舉報者的參與度不高。

Argus系統(tǒng)：利用密碼學及智能合約構建透明高效的反盜版獎勵

為了提升反盜版獎勵的透明度，微軟亞洲研究院的研究員和實習生們提出并實現(xiàn)了去中心化的 Argus 系統(tǒng)。相比于之前的區(qū)塊鏈版權保護方案，Argus 系統(tǒng)不僅嘗試解決版權登記、使用情況登記的問題；更重要的是，它通過利用智能合約，結(jié)合一系列密碼學技術，構建了一套透明激勵機制，進而可以對盜版?zhèn)鞑バ袨檫M行高效溯源以及評估。該技術的相關論文 “Argus: A Fully Transparent Incentive System for Anti-Piracy Campaigns”，將在9月份召開的國際可靠分布式系統(tǒng)會議 SRDS（International Symposium on Reliable Distributed Systems）上發(fā)表。

論文鏈接：

https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2021/08/Argus_SRDS_Camera.pdf

如圖1所示，Argus 系統(tǒng)里一共有三個角色：版權擁有方 (owner)、數(shù)據(jù)使用方 (licensee) 以及盜版舉報方 (informer)。同時，研究員們還設計了這三個角色之間以及它們和智能合約之間交互的各種協(xié)議：

（1）owner 將通過特殊的密碼協(xié)議響應 licensee 的數(shù)據(jù)請求，并且會在智能合約上留下記錄；

（2）licensee 泄露了數(shù)據(jù)以后，informer 將按照協(xié)議向智能合約進行舉報，智能合約將驗證并且獎勵對應的 informer；

（3）一旦這個 licensee 被 informer 舉報后，則可以在規(guī)定時間內(nèi)向智能合約申訴，如逾期或申訴失敗將會被 owner 進行后續(xù)的追責；

（4）Argus 系統(tǒng)允許多個 informer 針對同一 licensee 泄露的數(shù)據(jù)進行舉報，因此可以估計盜版的泄露情況。

圖1：Argus系統(tǒng)的總體流程

Argus 系統(tǒng)有三個技術特點——透明、安全與高效。Argus 系統(tǒng)的透明性并不僅僅是因為使用了智能合約，還在于 Argus 系統(tǒng)中的所有協(xié)議都是公開、確定、透明的。無論版權擁有方 (owner)、數(shù)據(jù)使用方 (licensee) 還是盜版舉報方 (informer)，都能結(jié)合智能合約的公開狀態(tài)，確定性地參與各種協(xié)議，從而保護自己的權益。

Argus 系統(tǒng)的安全性則來自于各種密碼學協(xié)議的性質(zhì)以及各參與方的利益驅(qū)使。Argus 系統(tǒng)可以保護各善良參與方的利益不受影響，例如 owner 希望通過 Argus 評估盜版?zhèn)鞑デ闆r是準確的；licensee 希望不被 owner 誣陷；informer 希望獲得最多獎勵等等。為了達到這樣的安全性，Argus 系統(tǒng)使用了安全水印技術（Secure Watermarking）來對惡意的 licensee 進行溯源；用不經(jīng)意傳播協(xié)議（Oblivious Transfer）來防止 owner 誣陷，因而提高了指控 licensee 的證據(jù)力度；用多周期承諾方案（Multi-period Commitment Scheme）來防止 informer 實施重放攻擊，以及防止 informer 利用“一人多身份騙術”重復舉報不正當獲利（Sybil-proof Incentive  Mechanism）。

為了保證 Argus 系統(tǒng)的可行性，研究員們也進行了大量的技術優(yōu)化。例如采用了默克爾樹（Merkle Tree）對鏈上數(shù)據(jù)進行壓縮，只以樹的根節(jié)點代表相關數(shù)據(jù)。同時還使用了隱私信息檢索（Private Information Retrieval）技術，來降低 licensee 獲取數(shù)據(jù)的帶寬消耗。

另外，在智能合約以及水印技術等方面，研究員們還做了大量的優(yōu)化。研究員們在微軟云服務 Azure 的機器上，仿真了以太坊公鏈的共識節(jié)點以及各參與方，并以保護圖片、音頻、軟件的版權為例，測試了 Argus 系統(tǒng)的開銷以及性能。例如，一個單機 owner 節(jié)點，每秒可處理82.6個的 licensee 請求，且 informer 一次舉報的成本只相當于14個以太坊普通轉(zhuǎn)賬交易的成本。綜合所有協(xié)議指標看，優(yōu)化后的 Argus 系統(tǒng)能降低幾個數(shù)量級的開銷。

防盜版是一個十分復雜的問題。很多盜版問題本身就游走在法律以及各方利益的灰色地帶?，F(xiàn)實生活中其他的盜版問題，例如不合規(guī)轉(zhuǎn)載、盜鏈等等，也必須引入相關技術進行防御。從 Argus 系統(tǒng)中可以看出區(qū)塊鏈技術對于改善多方合作信任基礎的潛力。Argus 系統(tǒng)只是微軟亞洲研究院可信系統(tǒng)研究組在區(qū)塊鏈領域上的探索之一，未來研究員們將會給大家分享更多區(qū)塊鏈相關的研究工作。