概要
近年の人工知能（AI）と学習技術の深さの上昇、偽のデジタルコンテンツの急増と。フェイクカメラ、偽の画像、（偽造、Deepfakeの深さとも呼ばれる）のオーディオおよび偽偽のビデオは危険な現象である可能性があり、真実を変更するには、との事実を改ざんすることによって、信頼を侵食することが可能です。デジタルメディア（POA、真正性の証明）の真正性の証明が偽造人気コンテンツの根絶のために不可欠です。現在の解決策は、歴史的な追跡とデジタルメディアソースを提供する能力を欠いています。本論文では、デジタルコンテンツが何回もコピーされていますが、元のソースに歴史やデジタルコンテンツの開発を追跡する場合でも、一般的なフレームワークに基づいたソリューションとインテリジェントイーサネット広場契約を提示します。デジタルコンテンツとそのメタデータ惑星間のファイルシステムを格納するためのハッシュ契約のインテリジェント使用（IPFS、惑星間のファイルシステム）があります。当社のソリューションは、映像コンテンツに焦点を当てているが、本明細書に提供されるソリューションフレームワークは、デジタルコンテンツの任意の他の形式に適用される一般的に十分です。当社のソリューションは、このような原理に依存している：コンテンツが確実に信頼できるか評判の良いソースに追跡することができた場合は、コンテンツが本物であることができます。Githubの上で公表され、完全なコードインテリジェンス契約。
01
入門
最近、人工知能の上昇、偽造映像の奥行きをリードし、学習や画像処理の深さ（Deepfakeビデオ）生産[1]は、[2]は、2018年4月で元米大統領オバマ1分間のビデオに短いが人気でなりましたビデオ、オバマ氏は、彼が発言[3]を見たことがなかったと述べました。深偽のビデオは危険であり、真実を弱体化し、観客と正確な偽の現実を混同する恐れがあります。ソーシャルネットワークの発展に伴い、このようなコンテンツの増殖を圧倒し、エラーメッセージや陰謀説に関連する問題を悪化させる可能性があります。いくつかの初期の例では、多くの有名政治家、女優、コメディアンがあり、芸能人はポルノビデオをもたらした自分の顔を置きます。
伝統的なハリウッドスタイルの偽ビデオ、より現実的かつ製造が容易偽の深さ映像が、通常はAdobe Photoshopのは、生産などのハンドツールを使用して処理する伝統的なハリウッドスタイルの偽のビデオ画像と比較。深学習技術、顔の交換のための大規模なサンプルの入力映像を使用してDeepfakeビデオ。サンプル数、より現実の結果が高いです。Obamaのビデオが、56時間以上の録音の入力サンプルであり、非常に本物のように[4]。最初の有名人のビデオがターゲットとする場合、初めにDeepfakeビデオは大きな問題ではありません。ストーバー[5]とFloridi [6]偽造映像データの深さは、災害ように説明し、新しい技術をフルに活用を奨励し、倫理的かつ責任あるソーシャルメディアでのデジタルコンテンツを公開するために、公共で呼び出されます。
既存の解決策は、物理的な（よりむしろデジタル）アートワークの真正性を証明するために使用することができます。アートを買うとき例えば、それは真正の証明書（COA、真正性の証明書）を提供します。また、これは、証明書を偽造することができ、または信頼された機関の既知の署名せずにそれを見つけます。また、流通市場からの芸術作品の購入には、その起源を証明することはより困難です。[9] - 現在模索する唯一の方法は、COAは、ギャラリーや製品の起源[7]に、前の所有者だけでなく、彼らの既存の顧客からそこに着くためにそれらを頼む手動です。ある程度までは、買主は、芸術の正確なソースを得るためには、手動の作業や点検の多くを必要とします。
今のところ、我々はオンライン出版やデジタルビデオ、オーディオや画像の投稿の独創性を確認するための明確な方法を持っていません。COAのアイデアへのデジタルコンテンツは現実的ではありません。信頼できると信頼できる方法で、デジタルパブリッシングプロジェクトの真の原因を判断することは難しいです。典型的なユーザーは、一般的にその信憑性を決定するために、デジタルメディア、ブログやコメントに関連する投稿を検索しようとオンライン検索エンジンを使用します。そのため、緊急の必要性は、ビデオ、オーディオ、画像の深さを偽造戦闘のことができるようにするために信頼できる公表ソースを識別するためのオンラインデジタルコンテンツ（POA）システムの信頼性を証明します。ブロック鎖はタンパープルーフを提供し、変更することができない、と分散分散元帳内のトランザクションデータ[10]
ブロック鎖は、分散させるためにデジタル資産の信憑性と独創性を証明するために、高度に信頼され、安全な方法を、重要な機能を提供することができます。[16]、[17]は、改ざん防止の記録、ログやトランザクションを、状況の許可ブロックチェーンなしで、誰もが、状況の特権ブロック鎖の下で、特定の参加者に公にアクセス制限することができます。deepfakes、許可またはブロック鎖のない公共の使用に最も適してください。この記事では、私たちのソリューションの歴史[18]は、共通のイーサネット・スクエア・ブロック・チェーンやデジタルコンテンツのトランザクションを管理し、キャプチャするスマート契約に基づいています。
本稿では、信憑性ブロック鎖と（ビデオ、オーディオ、画像などを含む）の証明デジタル資産のための共通のフレームワークをベースとしたソリューションを提案しています。当社のソリューションは、信頼できると信頼性の高いデータソースへのパブリックアクセスを許可し、オンラインビデオを公開の履歴を追跡します。当社のソリューションは、ビデオコンテンツに焦点を当てているが、本明細書で提供されるソリューションフレームワークは、一般的であり、音声や画像などのデジタルコンテンツの任意の他の形態にも適用することができます。次のように私たちの論文の主な貢献は、要約されます。
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私たちは、デジタルコンテンツの信頼性を確立するため、トレーサビリティ確かなアーティストや、公開ソースに信頼できる、安全な提供することで、正方形のブロック鎖のイーサネットソリューションを提案しています。この論文を通して、「アーティスト」は、デジタルコンテンツの制作者や出版社を指します。アーティストは、雇用やフリーランスのカメラマン、パパラッチ、記者、特派などを含むことができ;
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我々は、システムのアーキテクチャを提案し、デザインは、参加者の制御と管理の間の相互作用との取引のためのエンティティ関係図とシーケンスのアルゴリズムを含むスクエアイーサネットインテリジェントな契約を、詳細;
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統合ファイル・システム（IPFS）惑星間私たちのシステム設計タイルベースの鎖は、アーティストの個人データへのアクセスをストレージ[19]と資源のチェーン外部のシステムの信頼性、イーサネットネームサービス広場やその他の主要な機能を分散させました。
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私たちは、完全なインテリジェント契約コードとテストの詳細1を提供すること。
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私たちは、正しいテスト・システムの機能を表示する詳細を提供します。また、セキュリティ分析とコスト推定ソリューションを議論しました。
02
関連調査
LiとLYU [20]偽造深さ映像を検出する人工知能（AI）を使用する方法を提案しています。提案手法は、人工知能アルゴリズムや他の人工知能アルゴリズムに依存しています。彼らの手法は、トレーニング畳み込みニューラルネットワーク（CNN）と実数の操作に依存しています。四つの異なる試験を使用して、CNNネットワーク、％99％84間の正解率。彼らの結果は有望に見える、しかし、著者は、対処すべき多くの課題を指摘しました。現在deepfakeビデオは、彼らの方法は、陽性の結果を与える作りの問題を得ました。したがって、彼らは見つけることが、高解像度、高品質の深さの偽のビデオが難しいと考えています。
A米国のスタートアップ企業が撮影した画像のためのモバイルアプリケーションの典型的なユーザーやフリーランサーを含むシステムを開発し、同社のサーバーに保存します[22]トゥルーピックと呼ばれます。目的は、イメージの整合性を維持するために画像を保存することです。したがって、偽造しようとすると、サーバー上の画像を比較することによって求めることができます。彼らは、彼らの技術は、他のソーシャルメディアの利用状況と今後の協力は、ソーシャルメディアは、トゥルーピック認証サーバは、任意の画像をアップロードし、これらの画像を使用し、したがって、すべての変更を検出しますことを願っています。トゥルーピックブロック鎖は、不変性を確保するために、格納された画像のメタデータを格納するために使用されます。この方法は、画像の信頼に大きく依存しており、全てアップロードされた画像は本物です。ロゴ、テキストラベル、字幕またはクローズドキャプションの画像やビデオフレームを挿入すると、メソッドの動作原理は不明です。
03
POAブロックチェーンに基づいて、
A.システムの概要とデザイン
参加するすべてのエンティティは、イーサネットアドレス広場を持っています
ビデオ：図1に示すビデオフレーム以外のビデオは、その他の重要な情報があります。店舗ビデオEXIF（交換可能画像ファイル）形式の鍵属性は、「メタデータ」です。メタデータは、映像機器やビデオキャプチャ、キャプチャ設定、撮影日時の情報だけでなく、動画の作成者が含まれているログに情報を追加し、手動で追加することができます。各ビデオには、契約がアーティストやニュースソースによって作成することができ、イーサネットインテリジェントスクエア契約に関連付けられます。アドレスイーサネットアドレス広場やインテリジェントなアーティスト契約メタデータの不可欠な部分です。
記憶IPFS：ビデオ及びそれに関連するメタデータは、[19]惑星（IPFS）として分散化、ピア内容アドレスファイルシステム、ファイルシステムに格納されています。IPFSは、映像コンテンツのパッケージとからなるメタデータのアドレスである一意のハッシュを生成します。パッケージファイルのハッシュアドレスはIPFSを検索し、アクセスするためにネットワーク上に保存されています。また、IPFSバンドルは異なるコンテンツを作成するために、他の作家や芸術家によってコピーされたビデオを防ぐために、コピーや編集に契約の条件を含むファイルを含むことができます。それは知性契約のために使用される保存されたフォームIPFSハッシュから生成されました。
風力資源は：ビデオのIPFSハッシュが作成され、ブロック鎖上の元の芸術家（所有者）イーサネットスクエアスマート契約を作成します。契約には、ビデオの詳細と所有者情報をキャプチャするための属性と変数を持っています。また、契約書、編集の契約条件に従って、要求を共有するために、他の二人のアーティストを行い、ライセンスを配布機能の数が含まれています。また、契約には制約にインテリジェントな役割ベースのアクセス方法や契約上の地位の修飾を含んでいます。また、イベントも結果や要求の通知及び記録を作成するために重要です。ビデオ関連のデータおよび契約状況なども店舗情報に使用される静的変数。同様に、任意の二次編集後の映像アーティストがオリジナルのビデオに、独自のインテリジェントな接続を持っています。したがって、元のビデオのいずれかを編集するすべてのビデオは、「子」の映像があり、スマートリストの契約で、元のビデオを使用することができます。したがって、我々は簡単に、このようなすべてのサブ契約のリストだけでなく、両親のショッピング契約にインテリジェントビデオリンクとスマートA契約として、これを行うには、リソースの連鎖を使用することができ、そのユーザーにビデオのソースを追跡します。このように、台帳上に作成し、これらのデータとログと通知は、ユーザーがこれらのデータは非常に透明追跡されている使用することができ、データのソースです。
ENSサービス：ユーザは、また、イーサネットスクエアネームサービス（ENS、イーサリアムネームサービス）を使用することができる 、[26] に示すように。名前登録システムは、アーティストのワークショップのイーサネットアドレス（20バイトのランダム値）のためのENSの分散性であると読みやすいテキストに関連付けられている（名前、会社と個人データを含む）アーティストの正体をキャプチャします。アイデアは、分散冊に保存する方法を分散化されます。
チェーン外部のリソース：データを追跡し、ユーザーはまた、当社の提案するソリューションの一部であり、資源のチェーン、外部からアクセスすることができます。図2に示すように、スマートスクエアスクエア契約イーサネットアドレスとビデオの所有者のイーサネットアドレスも、証拠の鎖外部データベースにリンクすることができます。このデータベースは、ENSとそのプロフィールへのリンクの所有者に関する詳細な情報が含まれています。また、アーティストや芸術作品の完全なプロファイルを提供するために、ビデオ、ビデオの所有者、その他の詳細が含まれます。
分散型評判システム：リソースのチェーンの下部には、評判システムを配布されています。分散型クレジットシステムにリンクされたファイルのビデオクリエーターは、レビューに加えて、このシステムはまた、アーティスト[27]のスコアを評価しました。このようなシステムは、スコアを計算するために、スマート契約の組み合わせを使用することができ、あなたはまた、IPFSのコメントを格納するために使用することができます。コメントは、自分の意見を表現するためにメンバーに制限される場合があり、信頼性を提供し、公衆に開くことができます。システムの信頼性は、特に新しいまたは未知の芸術家、フリーランスのカメラマンや記者のために、非常に重要になってきます。有権者は、アーティストに評判を与えることができます、また、アーティストをサポートするためのトリックを使用することができます。そのため、システムの信頼性は、その内容が信頼されている、ユーザーがより良いユーザーを決定することができます。
B.は、ビデオのソースをトレース
ビデオを元の出版社にトレースすることができない、あなたがビデオを信頼できない場合、プログラムの主な目的は、そのソースにビデオをトレースバックの複数のバージョンを配置するために、ユーザを支援することです。図2は、ビデオコンテンツの真正性を確立するために（スマート契約、IPF、ENSと他の鎖および下のリソースを含む）は、複数のシステム構成要素とどのようにユーザのインタフェースとアクセシビリティ。フロントエンド分散型アプリケーション（またはユーザDAPP）の真正性は、ユーザーが開発したプロセスの正当性を、自動化することができ、デジタルコンテンツの再生または表示を示すために、ビデオプレーヤやWebブラウザに統合することができます。図2では、各親およびビデオに関連付けられた親契約を指し、各ビデオおよびビデオ・インテリジェンスは、そのサブ映像を階層的に連結されています。リンクされていると、親インテリジェントスマート追跡契約を契約することができ、その親スマート「2」に示すように、スマート契約「1」トラック契約、「3。」スマート契約「5」と「4」スマート当初の契約に「3」点をさかのぼります これらのソース・データが開示され、エーテルスクエアブックによって得ることができます。
此外，用户还可以在以太坊名称服务中查找视频艺术家的以太坊地址，以了解艺术家的个人资料和信息详细信息。用户还可以利用链外资源进行概要文件查找。这包括使用视频元数据中的信息，该元数据在IPFS服务器上可用作JSON对象。此外，用户还可以通过使用凭证数据库（该数据库还可以链接到艺术家完成的其他工作）以及基于图2中所示的IPFS信誉系统的艺术家计算来构建更好的概要文件。
04
实现和测试
智能合约编程语言：Solidity
IDE：Remix
A. 实现细节
视频的所有者（原始艺术家）首先创建一个智能合约，其他艺术家可以根据协议表单的条款和条件请求编辑、更改或分发许可。协议表单保存在IPFS服务器[19]上，其哈希作为智能合约中的一个属性可用。
二级艺术家（secondary artist，SA）请求第一个编辑、更改或共享权限。二级艺术家发送的请求也是对协议格式的条款和条件的确认。此请求由原艺术家评估，然后宣布结果。合约可以同时处理多个任务，并且可以处理同一艺术家的多个不同任务。一旦艺术家得到了他们的请求的批准，他们就会创建一个类似于原始合约的子合约，并更新父合约的信息。然后，二级艺术家要求原始艺术家通过原始视频的合约证明其新创作的合约。在检查了新创建的智能合约后，原艺术家批准并授予认证。然后，将成功证明的智能合约作为子合约添加到原始智能合约中。因此，两个合约都指向对方，因为每个合约都将对方的以太坊地址作为其属性的一部分。
图3显示了智能合约的不同实体之间的关系。首先，原始艺术家的智能合约是使用图3所示的属性创建的，例如拥有原始艺术家以太坊地址的所有者，以及基于其被授予或被拒绝权限的状态而保存视频详细信息列表的映射。此外，一个有助于追溯的重要列表是被授予认证的视频列表，这些视频被认为是原始合约的子视频。
每个合约只为一个视频创建。因此，合约和视频实体之间的1:1关系。每个视频只链接到一个具有一个以太坊地址的艺术家。此外，一个智能合约可以有多个基于成功证明的子合约。因此，原始艺术家智能合约和次要艺术家智能合约之间的1:N关系如图3所示。最后，IPFS[19]也是一个实体，它与在IPFS服务器上上载每个视频时创建的任何智能合约都有1:1的关系，其IPFS散列是智能合约中的一个属性。每个合约的条款和条件协议格式也会上传到他们的pfs服务器上，其哈希值是为视频创建的智能合约中的一个属性。
图4显示了序列图，它捕获了原始艺术家、次要艺术家和智能合约之间的交互。智能合约归原艺术家所有，次艺术家有兴趣申请更改、编辑和拥有分发权限。因此，如图4所示，辅助艺术家调用RequestPermission（）函数，这表示他们还阅读了IPFS文件服务器上可用的条款和条件协议表单[19]。这将创建两个成功的事件来宣布艺术家请求的注册。然后，原始作者会回复是否授予许可或拒绝许可的结果。根据原始艺术家的结果，发生了三种不同的场景。如图4备选方案1所示的许可被拒绝，或如备选方案2和3所示的许可被授予。
授予的权限允许代理艺术家创建子智能合约，该合约是主合约在功能名称和属性方面的精确副本。子合约应具有父合约的以太坊地址（EA）。然后，第二位艺术家使用原始视频的智能合约中提供的AttestSC()函数请求进行认证。然后，原始艺术家将检查新创建的子合约，并按备选方案2所示授予尝试，或按图4备选方案3所示拒绝尝试
B. 测试和验证
采用的是比较简单的用例测试。
05
评估
A. 成本分析
在我们提议的解决方案中，使用以太来支付每笔交易的成本。对于在区块链网络上执行的每个功能，都有交易和执行气体（gas）成本。执行成本实际上是在区块链网络上处理翻译的功能码实际执行的成本，包括智能合约中的内部存储成本以及与状态的任何操作成本。此外，交易成本还包括与部署合约和将数据发送到区块链网络相关的其他因素[28]。
Table 1 shows the gas costs of the functions in the
smart contract as well as their price in US Dollars. The
gas price used in Table 1 is the average gas price>11th, 2018 which is 2.8 Gwei according to the ETH Gas
Station [29]
Table 1 shows the gas costs of the functions in the
smart contract as well as their price in US Dollars. The
gas price used in Table 1 is the average gas price>11th, 2018 which is 2.8 Gwei according to the ETH Gas
Station [29]
Table 1 shows the gas costs of the functions in the
smart contract as well as their price in US Dollars. The
gas price used in Table 1 is the average gas price>11th, 2018 which is 2.8 Gwei according to the ETH Gas
Station [29]
表1显示了智能合约中函数的gas成本以及它们的美元价格。表1中使用的天然气价格为2018年11月11日的平均天然气价格，根据ETH Gas Station[29]，该价格为2.8 Gwei/美元。
表1中的函数要么由原始艺术家（OA）执行，要么由代理艺术家（SA）执行，如表的函数调用方列所示。这些功能的总成本是最低的，因为它们的成本都低于0.1美元，而成本最低的是attests功能。这是因为在智能合约的变量状态下，它没有太大的变化。另一方面，可以看出GrandInsertation函数的成本最高。这也是因为该函数正在显著更改智能合约的状态。在这里，如果认证被授予，所有的视频详细信息都会在原始智能合约中更新。这允许原始智能合约跟踪子合约的所有视频。因此，我们的智能合约运营成本与智能合约状态的变化成正比。
B. 安全分析
本节简要分析了我们基于区块链的解决方案如何确保关键安全目标，如灵活性、责任性、授权、可用性和不可否认性。我们还讨论了我们的解决方案是如何恢复的，以及如何抵御流行的攻击，如中间人攻击（MITM，Man In the Middle）、重放和分布式拒绝服务（DDoS）攻击。
完整性：所有的交易历史以及可供用户跟踪和追踪视频到其来源的来源数据都是防篡改的。我们的解决方案确保所有事件和日志的完整性，包括相关的可追溯性来源数据都存储在不可变的区块链基础设施中。此外，视频的完整性也得到了很好的维护，方法是将其存储在IPFS分布式服务器上，并在智能合约中只保存hash。对视频的任何更改都将导致一个新的哈希值，该哈希值与智能合约中的哈希值不匹配。因此，区块链上的视频内容是防篡改的，并且是创建者的推测，因为评论也是基于IPFS的，不能更改。
责任性（Accountability）：区块链上调用方执行的智能合约中的每一个函数调用都被追溯到调用方的以太坊地址。因此，每个参与实体都对其在分类账上的行为负责。
不可抵否认性：区块链网络上发生的所有交易都由发起人以加密方式签名。因此，任何人都不能否认自己的行为，因为所有的行为都保存在防篡改日志中。
授权：在我们的智能合约代码中，每个功能只能由某个实体执行。这是使用修饰符完成的，修饰符在函数代码执行之前放置需求。仅当以太坊地址与授权执行器的以太坊地址匹配时，才会执行该函数。此外，如果证明是由原始创建者提供的，则解决方案的设计仅允许智能合约追溯到父合约。因此，需要原始创建者的授权才能完成链上验证数据更新。
可用性：参与实体一旦部署到区块链网络，就可以随时访问智能合约。所有的日志以及链上的数据都是可访问的，并通过分类账提供给所有人。由于区块链的分散性以及数以万计的采矿节点的全球布局和分布，区块链网络受到DoS和DDoS攻击的保护。储存在分类账上的信息以分散和分散的方式保存，不受黑客攻击、危害或是失败。复制防篡改记录，并可用于所有挖掘节点。
MITM和重放攻击：在链上执行的每个事务都由每个参与者的私钥加密签名。每个事务都有唯一的时间戳和id。因此，如果入侵者试图篡改内容或以任何方式修改内容，则他们无法在没有合法私钥的情况下对其进行签名，从而导致事务无效并被挖掘节点丢弃。重复的事务也将被挖掘节点丢弃。这使得解决方案能够防止重播和MITM攻击。
假冒（Impersonation）和Sybil攻击：在假冒中，攻击者伪装成合法用户来设置系统授权和访问。在Sybil攻击中，攻击者假设存在许多非法和伪造的身份，目的是在用户社区中获得更多的控制和影响。在设计上，区块链通过将每个参与者/艺术家的身份与只有用户知道的唯一私钥相关联来防止这两种攻击。在我们的提议系统中，ENS服务（这是一个分散的基于以太网的命名和注册服务）有一个所有身份的记录，所有艺术家的关联公钥具有身份属性，包括姓名、公司和个人资料。如果不将与公钥相关联的私钥存储在不可变的ENS系统中，对手将无法执行任何事务。
06
总结
本稿では、分散管理では、あなたは、元のビデオの作成者またはソースの安全性と信頼性の高いトレーサビリティを確立することができ、証明デジタル・ビデオのためのソリューションベースの真正性ブロック鎖を提案します。当社のソリューションの用途は、ストレージシステムIPFS、スクエアイーサネットネームサービスと分散コンピューティングシステムを配布しました。提案ソリューションフレームワーク、システム設計、アルゴリズム、シーケンス図、実装、およびテストの詳細は、そのようなオーディオ、写真、画像や原稿などのデジタルコンテンツの他のタイプに適用することができ、非常に汎用性です。当社のソリューションは、ビデオまたは信頼できるソースへのデジタルコンテンツトレーサブルが、それによって戦闘偽造の深さのビデオとオーディオに助けかどうかを判断するのに役立ちます。ビデオやデジタルコンテンツの追跡不可能な場合は、デジタルコンテンツを信頼することはできません。スマート契約に基づく当社のソリューションは、アーティストのエージェントのための信頼できる方法を提供し、アーティストは、彼らが元のコピーと編集ビデオを要求することができます。完全なコードは、契約はGitHubの上で利用されているスマートです。主な機能と特長インテリジェントな契約が適切にテストされています。当社は、当社のソリューションは、一般的なセキュリティ攻撃に抵抗するためにどのようにセキュリティ要件を満たすだけでなく、どのように議論しました。私たちは、広場、実際のイーサネット・ネットワーク上のスマート契約、見積運用コストや天然ガスイーサネット広場を展開します。コスト推定値は、各トランザクションは常に未満$ 0.095で、最低です。そのユーザーは自動的に公開映像の信憑性を確立するための証拠を一致させることができますので、将来の仕事として、私たちは、DAppsフロントエンドを開発しています。また、当社は、再生や表示がWebブラウザで動画を確立するために、トレーサビリティと認証を提供するために、DAPPにプラグイン可能なコンポーネントを開発する予定。また、当社は、設計と総合的、実行可能な分散型評判システムを実装しています。
完成
