Argus：基于區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)

編者按：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，版權(quán)問題逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。很多國家和組織針對(duì)這一問題出臺(tái)了相關(guān)法律和反盜版激勵(lì)計(jì)劃，但是由于某些激勵(lì)計(jì)劃缺乏透明度，往往達(dá)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(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng) —— Argus，通過區(qū)塊鏈技術(shù)可提高多方合作的信任基礎(chǔ)，既透明又安全高效。該技術(shù)目前處于學(xué)術(shù)研究階段，相關(guān)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(huì)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(shí)習(xí)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(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)不透明、不高效

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的高速發(fā)展，盜版?zhèn)鞑ヒ殉蔀楫?dāng)今社會(huì)中一個(gè)嚴(yán)重且復(fù)雜的問題。特別是在電影、音樂、游戲等領(lǐng)域，大量用戶的非授權(quán)使用會(huì)侵害版權(quán)擁有方的正當(dāng)權(quán)益。所以，各國法律對(duì)于侵犯版權(quán)的行為都有相應(yīng)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(yīng)對(duì)盜版?zhèn)鞑ミ@一挑戰(zhàn)也發(fā)起了反盜版獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃，并以獎(jiǎng)金的形式來激勵(lì)公眾舉報(bào)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(duì)最終核實(shí)的盜版舉報(bào)，給予100萬美元的獎(jiǎng)勵(lì)。然而，由于缺乏透明度，這種由 BSA 完全中心化的進(jìn)行核實(shí)、獎(jiǎng)勵(lì)等操作的運(yùn)營模式遭到了很多用戶的質(zhì)疑，導(dǎo)致舉報(bào)者的參與度不高。

Argus系統(tǒng)：利用密碼學(xué)及智能合約構(gòu)建透明高效的反盜版獎(jiǎng)勵(lì)

為了提升反盜版獎(jiǎng)勵(lì)的透明度，微軟亞洲研究院的研究員和實(shí)習(xí)生們提出并實(shí)現(xiàn)了去中心化的 Argus 系統(tǒng)。相比于之前的區(qū)塊鏈版權(quán)保護(hù)方案，Argus 系統(tǒng)不僅嘗試解決版權(quán)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(xué)技術(shù)，構(gòu)建了一套透明激勵(lì)機(jī)制，進(jìn)而可以對(duì)盜版?zhèn)鞑バ袨檫M(jìn)行高效溯源以及評(píng)估。該技術(shù)的相關(guān)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(huì)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(gè)角色：版權(quán)擁有方 (owner)、數(shù)據(jù)使用方 (licensee) 以及盜版舉報(bào)方 (informer)。同時(shí)，研究員們還設(shè)計(jì)了這三個(gè)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(yīng) licensee 的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并且會(huì)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(jìn)行舉報(bào)，智能合約將驗(yàn)證并且獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)應(yīng)的 informer；

（3）一旦這個(gè) licensee 被 informer 舉報(bào)后，則可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向智能合約申訴，如逾期或申訴失敗將會(huì)被 owner 進(jìn)行后續(xù)的追責(zé)；

（4）Argus 系統(tǒng)允許多個(gè) informer 針對(duì)同一 licensee 泄露的數(shù)據(jù)進(jìn)行舉報(bào)，因此可以估計(jì)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(gè)技術(shù)特點(diǎn)——透明、安全與高效。Argus 系統(tǒng)的透明性并不僅僅是因?yàn)槭褂昧酥悄芎霞s，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(quán)擁有方 (owner)、數(shù)據(jù)使用方 (licensee) 還是盜版舉報(bào)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(hù)自己的權(quán)益。

Argus 系統(tǒng)的安全性則來自于各種密碼學(xué)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(hù)各善良參與方的利益不受影響，例如 owner 希望通過 Argus 評(píng)估盜版?zhèn)鞑デ闆r是準(zhǔn)確的；licensee 希望不被 owner 誣陷；informer 希望獲得最多獎(jiǎng)勵(lì)等等。為了達(dá)到這樣的安全性，Argus 系統(tǒng)使用了安全水印技術(shù)（Secure Watermarking）來對(duì)惡意的 licensee 進(jìn)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(shí)施重放攻擊，以及防止 informer 利用“一人多身份騙術(shù)”重復(fù)舉報(bào)不正當(dāng)獲利（Sybil-proof Incentive  Mechanism）。

為了保證 Argus 系統(tǒng)的可行性，研究員們也進(jìn)行了大量的技術(shù)優(yōu)化。例如采用了默克爾樹（Merkle Tree）對(duì)鏈上數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，只以樹的根節(jié)點(diǎn)代表相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)還使用了隱私信息檢索（Private Information Retrieval）技術(shù)，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(shù)等方面，研究員們還做了大量的優(yōu)化。研究員們?cè)谖④浽品?wù) Azure 的機(jī)器上，仿真了以太坊公鏈的共識(shí)節(jié)點(diǎn)以及各參與方，并以保護(hù)圖片、音頻、軟件的版權(quán)為例，測(cè)試了 Argus 系統(tǒng)的開銷以及性能。例如，一個(gè)單機(jī) owner 節(jié)點(diǎn)，每秒可處理82.6個(gè)的 licensee 請(qǐng)求，且 informer 一次舉報(bào)的成本只相當(dāng)于14個(gè)以太坊普通轉(zhuǎn)賬交易的成本。綜合所有協(xié)議指標(biāo)看，優(yōu)化后的 Argus 系統(tǒng)能降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)的開銷。

防盜版是一個(gè)十分復(fù)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(shí)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(guān)技術(shù)進(jìn)行防御。從 Argus 系統(tǒng)中可以看出區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)于改善多方合作信任基礎(chǔ)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(lǐng)域上的探索之一，未來研究員們將會(huì)給大家分享更多區(qū)塊鏈相關(guān)的研究工作。