一种利用纳米径迹加密光盘的方法 及用该方法制造的光盘 【技术领域】
本发明涉及一种防止光盘盗版的方法，特别是涉及一种利用纳米径迹技术与软件加密技术结合实现互锁来防止光盘被盗版的方法，同时涉及利用该方法制造的防盗版光盘。背景技术
目前，包括计算机软件、音像制品及图书等数码信息存储产品已经越来越普及，数码信息存储产品的发展涉及到生活和国民经济的各个领域。光盘是一种主要的数码信息存储产品，其特点是存储量大、生产成本低。但是现有的光盘制造技术使其极易被复制。光盘盗版现象非常严重，防止光盘被盗版的问题日益急迫。为了防止光盘盗版，已经采用了一些方法。其中一种方法是利用在光盘上形成的包含版权许可证号及厂商标识代码信息的序列号。另一种方法是利用条形码来识别。SONY公司制造了一种条形码版本生成器，它可以在光盘的最内圈部分形成条形码和版本信息，以此来区分正版和盗版产品。
此外，1997年1月22日公开的中国专利公开96101818.6中提出了一种鉴别仿冒的CD-ROM的方法。该方法是在光盘的预定地址上形成物理缺陷，重放正版CD-ROM时产生错误信息，而仿冒的CD-ROM不产生错误信息，以此鉴别盗版光盘。
但是，这些方法所存在地共同缺陷是：这些识别信息均可被仿冒者采用适当技术容易而准确地复制，结果很难区分正版光盘与盗版光盘，无法达到光盘防盗版的目的。
另外，1998年11月4日公开的中国专利公开98105492.7中提出了一种利用光盘环状区域中具有物理性的标记识别光盘的方法。这种方法是根据该标记的大小、位置特征值，通过加密运算获得密钥和产品序列号，其标记精度仅能达到千分之二毫米，而现有的DVD分辨率可达到0.4μm，因此，该光盘标记的大小、位置通过适当技术可被准确复制。因此，并不影响盗版光盘在传统设备上的重放。发明内容
本发明的目的是针对上述几种方法存在的缺陷，提供一种利用纳米径迹与软件互锁加密光盘以实现光盘防盗版的制作方法以及利用该方法制造的防盗版光盘。
根据本发明的一个方面，提供一种利用纳米径迹加密光盘的方法，该方法包括步骤：
把第一块和第二块光盘母版叠放在一起；
用重粒子辐射源在与所述母版平面垂直的方向轰击两块母版，以形成纳米量级径迹，作为光盘纳米径迹检验区；
根据第一块母版制作纳米径迹信息光盘；
在信息光盘上的不同深度读取纳米径迹检验区中的数码信息两次或两次以上，并存储所提取的数码信息，形成两个或两个以上纳米径迹数据矩阵(A1、A2......An)；
对所形成的纳米径迹数据矩阵(A1、A2......An)进行傅立叶变换，以便对读取的纳米径迹数码信息加密；
将加密后的纳米径迹数码信息与应用软件数据一起记录在第二块母版上，以形成互锁的含纳米径迹检验区、纳米径迹数码信息加密区以及应用软件数据区的光盘母版；
利用上述的第二块光盘母版制造纳米径迹加密光盘。
根据本发明的另一个方面，提供一种利用纳米径迹加密的防盗版光盘，其特征在于该光盘包括：
纳米径迹检验区(1)、纳米径迹数码信息加密区(2)以及应用软件数据区(3)。附图说明
下面通过结合附图对本发明进行详细说明，以便更容易地理解本发明的目的、特性和优点。
图1是根据本发明的实施例形成的含纳米径迹检验区、纳米径迹数码信息加密区以及应用软件数据区的光盘示意图；
图2A是根据本发明的实施例制作光盘母版的示意图；
图2B是表观标志图样模板的示意图；
图3A和3B分别是根据本发明的实施例制造加密光盘的流程图；
图4是根据本发明的实施例向光盘记录信息的系统示意图；
图5是识别和使用根据本发明制造的加密光盘的流程图。具体实施方式
本发明的基本原理在于将两块光盘母版重叠放置在重粒子辐射源下，通过重粒子的轰击，在光盘母版上瞬间沉积，从而在两块光盘母版的接触面上形成具有相同纳米径迹的随机信息，然后将该信息转移到光盘上，而且经过处理与软件互锁加密后，更加有效地防止光盘被盗版。
参考图1说明根据本发明防盗版光盘的结构。光盘母版中包括，纳米径迹检验区1、纳米径迹数码信息加密区2以及应用软件数据区3这三个部分。其中纳米径迹检验区1在光盘中的扇区地址是特定的，在制版录入的过程中不再在该区域中记录应用软件数据。而纳米径迹数码信息加密区2和应用软件数据区3既可以是分立的，也可以融合在一起。纳米径迹数码信息加密区2的地址可以随机选择。
参考图2A说明在原始光盘玻璃母版上形成纳米径迹检验区1的过程。将两块光盘玻璃母版A和B重叠置于重粒子辐射源4场中，在所选择的地址区域用重粒子以垂直于光盘玻璃母版平面方向轰击两块玻璃母版，大量微观带电粒子瞬间沉积在玻璃母版A和B上，在两块玻璃母版A和B的接触面上形成具有相同纳米径迹的随机信息。也可在重粒子辐射源和玻璃母版之间放置有预定标志图案的表观识别模板，图2B中示出了带字母组合“timesky”的模板5，于是可在光盘母版上形成需要的预定标志图形。由于光盘母版所载的纳米径迹信息具有唯一性和微观性，使其无法被仿制。微观带电粒子只服从统计规律，其在光盘母版上沉积的瞬间所形成的纳米径迹立体图形信息是千差万别的，人们只能记录而无法改变其随机分布状态。即使制作者本人采用相同的工艺、设备、材料及方法，也无法仿制出具有相同纳米径迹的光盘母版。
下面结合图3A和3B说明本发明利用纳米径迹及软件互锁加密光盘的制造过程。
首先参考图3A，在步骤S1，将带有预定标志图样的模板5放置在重粒子辐射源和重叠的两块光盘玻璃母版之间(如图2A所示)。在步骤S2，用重粒子轰击光盘玻璃母版，可在玻璃母版上形成含表观识别标志图形的纳米径迹检验区1。在步骤S3中，制作提取纳米径迹数码信息的光盘。具体地说是利用第一块光盘母版制作纳米径迹信息盘。步骤S4中，在信息盘上两次或两次以上提取纳米径迹检验区1中的信息，并存储所提取的信息。在步骤S5，对所提取的纳米径迹信息加密。在步骤S6中，将加密后的纳米径迹信息与应用软件数据相融合。在步骤S7，将加密后的纳米径迹数码信息与应用软件数据一起通过制版系统录入在第二块光盘母版中，以形成经加密的光盘母版。在步骤S8，形成可直接生产出光盘的金属母版。即通过化学处理在加密光盘母版上形成微小的凹点，制成可直接生产光盘的金属母版，用来制造商品光盘。在步骤S9，生产制作出商品光盘。
其中在步骤S4和步骤S5中提取信息和加密过程分别详细描述如下。
将制成的信息光盘置入光盘驱动器。光驱中含有激光头姿态自动精密校准系统，在纳米径迹检验区以外，校准激光头的姿态，通过调整激光束的焦点，使焦点向光盘里面更深入一定距离，比如50nm，这样可以在信息光盘上的不同深度读取纳米径迹检验区中的数码信息两次或两次以上，形成两个或两个以上纳米径迹数据矩阵(A1、A2.......An)；由于纳米径迹具有三维立体结构，因此，每次读取的数据不同。将所读取的数据存入硬盘，建立地址与随机状态信息的映射关系。读出的数据可以存储为两个或两个以上N×M级的矩阵(A1、A2......An)，无数据的部分补0，溢出部分舍去。该矩阵的元素即为光驱从检验区相应位置读出的数据。作为替换，如果读出的数据量比较大，将其划分为N×M个部分，每部分取第一个数作为矩阵元素。
对所形成的纳米径迹数据矩阵(A1、A2……An)按下式进行傅立叶变换后得到复矩阵(B1、B2……Bn)：
B1uv＝|A1uv|exp(iφuv)
B2uv＝|A2uv|exp(iφuv)
......
Bnuv＝|Anuv|exp(iφuv)
其中A1、A2……An为提取信息后形成的纳米径迹数据矩阵，B1、B2……Bn为经傅立叶变换后的复矩阵，u和v为下标，分别代表矩阵的行和列，n代表提取的次数，，φuv表示相位。这样，经过傅立叶变换后，隐藏了实矩阵A1、A2……An，起到了加密作用。按顺序存储B1、B2……Bn，即在计算机中先存B1的元素，再存B2的元素，以此类推。由计算机刻录系统自动生成与地址相关的编码，从而形成纳米径迹加密信息。
然后，通过加密运算对整个加密区数据再次进行加密形成最终的加密信息。加密运算的具体过程是将经过傅立叶变换后的加密数据加上每批产品序号。其中的产品序号包含有行业主管部门规定的厂商标识代码和版权许可代码数量，如果需要还可以包含规定安装或使用次数的代码。即加密信息数据(PSD)＝CHR(加密区数据)+产品序号。其中PSD是加密信息数据的英文缩写，CHR是对加密区数据的ASCII化。
结合图3B详细说明图3A中步骤S5中对纳米径迹信息的加密过程。在步骤S5’中，将步骤S4中两次或两次以上提取的纳米径迹信息形成两个或两个以上纳米径迹原始数据的矩阵A1、A2……An进行傅立叶变换，形成纳米径迹的加密信息。在步骤S5”中，将纳米径迹的加密信息与每批产品序号结合在一起，对其进行加密运算，形成最终的加密区数据并记录在纳米径迹数码信息加密区2中。
图4为将含有纳米径迹信息的第二块光盘母版置入信息录入系统。制版系统具有用于提供含有扇形区地址信息的编码数据的输入源，和记录该数据的激光记录装置，以便根据接收的加密区数据和应用软件区数据制成光盘母版，用于制作金属母版后生产商品光盘。
下面参考图5来说明识别和使用根据本发明制造的防盗版光盘的过程。
首先可以通过表观标志图形进行识别，辨认光盘的纳米径迹检验区1的宏观表征，可以肉眼进行初步判断其是否为正版光盘。然后，可对光盘中的纳米径迹信息进行识别。在步骤S10，将光盘放入光盘驱动器中，通过光盘引导区对纳米径迹检验区1和纳米径迹数码信息加密区2寻址。在步骤S15，读取纳米径迹检验区1中的数据。同时在步骤S11，读取纳米径迹数码信息加密区2中的数据。在步骤S12，对在步骤S11读取的纳米径迹数码信息加密区2中的数据进行解密运算，得到产品序号和纳米径迹数码信息。解密运算是将加密信息数据减去每批产品序号，即CHR(加密区数据)＝加密信息数据(PSD)一产品序号。在步骤S13，比较产品序号与输入的用户序列号是否相符，若结果为否定，则确定该光盘为盗版光盘。在步骤S14，对在步骤S12分离出的纳米径迹数码信息进行快速傅立叶逆变换，得到纳米径迹原始数据。在步骤S16，比较该纳米径迹原始数据与在步骤S15从纳米径迹检验区1中读取的数据是否相符，若结果为否定，则确定该光盘为盗版光盘。在步骤17，只有两种比较结果同时相符，才能确定该光盘为正版光盘，并进行应用软件的安装或播放。否则即为盗版光盘，不能安装或播放。
因为重粒子轰击形成的是随机的纳米量级的径迹，具有唯一性和微观性，高于现有的DVD的分辨率，目前技术无法仿制。另外，随着激光记录读取分辨率的提高，其微观性的优势将得到充分的体现。而且与软件互锁加密后，更加有效地防止光盘被盗版。