專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)據(jù)加密設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音頻和/或視頻(A/V)流加密技術(shù)，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及一種加密A/V流的設(shè)備和方法，和用于產(chǎn)生對(duì)產(chǎn)生用于加密A/V流的加密密鑰所需的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)對(duì)加密密鑰的管理方法，加密系統(tǒng)被劃分為對(duì)稱(chēng)密碼(或密鑰)加密系統(tǒng)和非對(duì)稱(chēng)密碼(或公鑰)加密系統(tǒng)。對(duì)稱(chēng)密碼加密系統(tǒng)主要是在公鑰加密系統(tǒng)被研制出來(lái)前使用，它使用相同的密鑰進(jìn)行加密和解密。例如，當(dāng)發(fā)送器經(jīng)由加密密鑰和加密算法將普通文本加密成加密碼文本，然后發(fā)送該密碼文本到接收器時(shí)，接收器使用與加密算法中相同的加密密鑰，將密碼文本解密還原成為原始的普通文本。
發(fā)送器和接收器在加密通信前必須以安全的方法交換加密密鑰。因此，當(dāng)發(fā)送器和接收器進(jìn)行加密通信時(shí)，想要竊聽(tīng)加密通信的第三方如果沒(méi)有發(fā)送器和接收器使用的加密密鑰就無(wú)法得知原始的普通文本。然而，隨著需要加密的裝置的數(shù)量的增加，需要管理的加密密鑰的數(shù)量也隨之增加。結(jié)果，當(dāng)管理和交換加密密鑰時(shí)就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。
與對(duì)稱(chēng)密碼加密系統(tǒng)不同，非對(duì)稱(chēng)密碼加密系統(tǒng)基于包括一對(duì)密鑰的數(shù)學(xué)函數(shù)，將其中一個(gè)開(kāi)放給公眾，自己保存另一個(gè)。這里，開(kāi)放給公眾的密鑰被稱(chēng)為公鑰，自己保存的密鑰被稱(chēng)為私鑰。
當(dāng)發(fā)送器和接收器使用公鑰進(jìn)行加密通信時(shí)，發(fā)送器使用接收器的公鑰將消息加密成密碼文本并發(fā)送該密碼文本到接收器，此時(shí)接收器使用他或她自己的私鑰將密碼文本解密成普通文本。盡管一個(gè)人可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得到加密文本，但是如果這個(gè)人沒(méi)有私鑰就不能解密該密碼文本。因此，由于只有所有者能夠擁有私鑰且無(wú)需將此私鑰發(fā)送或通知給其他人，數(shù)據(jù)就可以安全地傳送。
對(duì)稱(chēng)密碼主要被用于加密和/或解密廣播流。使用對(duì)稱(chēng)密碼的加密和/或解密可以很快實(shí)現(xiàn)，對(duì)稱(chēng)密碼可以經(jīng)由只有被授權(quán)用戶(hù)才能訪(fǎng)問(wèn)的受限訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)安全地傳送。在A/V流被輸入到機(jī)頂盒(set-top box)或個(gè)人視頻記錄器(PVR)并被存儲(chǔ)為未來(lái)所用時(shí)，接收器需要加密輸入的A/V流以保護(hù)版權(quán)以及管理內(nèi)容的副本。
因此，具有存儲(chǔ)裝置的接收器必須包括一個(gè)加密和解密引擎以執(zhí)行加密和解密。一種先進(jìn)加密標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Encryption Standard，AES)或三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(Triple Data Encryption，TripleDES)通常被用于加密和解密。
DES是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分組密碼(block cipher)，首先被ANSI3.92核準(zhǔn)為“數(shù)據(jù)加密算法”(DEA)，現(xiàn)在在聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)出版物(FIPS PUB)46-3中被指定為“數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)”(DES)。TripleDES為DES密碼的三重(triple)版本，也被稱(chēng)為DESede，因?yàn)閮蓚€(gè)密鑰在加密-解密-加密(EDE)模式下被三次用于加密一個(gè)分組。
AES是由U.S.加密相關(guān)行業(yè)提出的下一代U.S.加密標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)測(cè)試了若干由美國(guó)加密相關(guān)行業(yè)建議的加密算法，并選擇下一代國(guó)家加密標(biāo)準(zhǔn)AES作為DES的替代。
這種加密和解密系統(tǒng)的穩(wěn)定性通常取決于加密密鑰管理系統(tǒng)。而且，建立加密密鑰的方法非常重要。
加密密鑰的建立基于若干類(lèi)輸入信息。輸入信息的示例包括內(nèi)容標(biāo)識(shí)(ID)、隨機(jī)數(shù)、存儲(chǔ)ID、復(fù)制管理控制位，等等。加密密鑰數(shù)值的隨機(jī)性取決于隨機(jī)數(shù)是如何產(chǎn)生的。有多種產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法。其中，一種方法就是簡(jiǎn)單地以低成本產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。然而，由于所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是偽隨機(jī)數(shù)，它的可靠性較低。換而言之，所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是不完善的并會(huì)在一個(gè)較長(zhǎng)的周期后再次出現(xiàn)。由于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的周期的變長(zhǎng)取決于用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的位數(shù)，因此可以改進(jìn)隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性。
還有一種使用物理現(xiàn)象產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法。這種方法的示例包括使用設(shè)備熱噪聲(thermal noise)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)、使用硬盤(pán)噪聲產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)、通過(guò)對(duì)高頻信號(hào)采樣作為不穩(wěn)定的低頻時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)、通過(guò)應(yīng)用反向偏壓(backward bias voltage)到半導(dǎo)體硅的p-n結(jié)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)、使用量子力學(xué)(quantum mechanics)的若干現(xiàn)象產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，等等。這種物理現(xiàn)象可以對(duì)產(chǎn)生精確的隨機(jī)數(shù)作出貢獻(xiàn)。然而，由于這很復(fù)雜，需要特殊的設(shè)備，成本也會(huì)增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種加密設(shè)備和方法，用于在A/V處理系統(tǒng)或A/V存儲(chǔ)系統(tǒng)中加密輸入A/V流。
本發(fā)明還提供一種設(shè)備和方法，用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)用于產(chǎn)生用于實(shí)施加密的對(duì)稱(chēng)密碼。
本發(fā)明還提供一種設(shè)備和方法，用于產(chǎn)生比傳統(tǒng)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法產(chǎn)生的更穩(wěn)定、更經(jīng)濟(jì)有效地隨機(jī)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的示例方面，提供一種加密設(shè)備，其包括一個(gè)內(nèi)容處理器，用于接收音頻/視頻流，對(duì)該音頻/視頻流執(zhí)行預(yù)定的處理操作，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)；一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，其從所述內(nèi)容處理器接收預(yù)定數(shù)據(jù)，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；一個(gè)加密密鑰產(chǎn)生器，接收包含隨機(jī)數(shù)的信息，使用該信息產(chǎn)生加密密鑰；以及一個(gè)內(nèi)容加密器，使用所述加密密鑰加密從內(nèi)容處理器輸出的音頻/視頻流。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例方面，提供一種用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)內(nèi)容處理器，接收音頻/視頻流，產(chǎn)生并輸出該音頻/視頻流的統(tǒng)計(jì)特性信息；一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，使用該統(tǒng)計(jì)特性信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例方面，提供一種加密方法，包含接收音頻/視頻流，對(duì)該音頻/視頻流執(zhí)行預(yù)定的處理操作，產(chǎn)生并輸出預(yù)定的用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的數(shù)據(jù)；接收該預(yù)定數(shù)據(jù)并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；接收包含該隨機(jī)數(shù)的信息并使用該信息產(chǎn)生加密密鑰；使用該加密密鑰加密經(jīng)過(guò)預(yù)定的處理操作的音頻/視頻流。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例方面，提供一種產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法。該方法包括接收音頻/視頻流，產(chǎn)生并輸出該音頻/視頻流的統(tǒng)計(jì)特性信息；接收該統(tǒng)計(jì)特性信息并使用該統(tǒng)計(jì)特性信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其上記錄了執(zhí)行加密方法的程序。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其上記錄了執(zhí)行產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)方法的程序。


參考下面的附圖，通過(guò)詳細(xì)描述各種示例的、非限制性的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它示例的特性和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加清楚，其中圖1示出了用于加密和輸出A/V流的設(shè)備的方框圖；圖2示出使用線(xiàn)性反饋移位寄存器(LFSR)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法；圖3示出了依照本發(fā)明的加密A/V流的設(shè)備的方框圖；圖4示出了依照本發(fā)明的加密A/V流的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在這里，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明示例的、非限制性的實(shí)施例。
圖1是用于加密和輸出A/V流的設(shè)備的方框圖。參閱圖1，A/V流加密和輸出設(shè)備100包括一個(gè)編碼器110，一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器120，一個(gè)加密密鑰產(chǎn)生器130以及一個(gè)加密器140。
編碼器110接收A/V流并根據(jù)移動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)使用一種編碼方法對(duì)該A/V流進(jìn)行編碼。
隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器120使用一種預(yù)定的算法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。該預(yù)定的算法可以是使用線(xiàn)性反饋移位寄存器(LFSR)、蜂窩自動(dòng)控制(Cellular Automata)算法等的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法。
圖2解釋了使用LFSR產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的一種方法。參閱圖2，在使用LFSR的隨機(jī)數(shù)算法中，將初始值存儲(chǔ)在預(yù)定大小的移位寄存器200中。下一步，對(duì)存儲(chǔ)在移位寄存器特殊位210到240的值執(zhí)行布爾異或(XOR)操作以得到一個(gè)新的值。在圖2中，由于對(duì)位210和220以及位230和240執(zhí)行布爾XOR操作，新的值為“1”。當(dāng)移位寄存器200移位時(shí)，位于移位寄存器200最左側(cè)的位250變?yōu)榭?。因此，新的值被存?chǔ)在位250中。結(jié)果，存儲(chǔ)在移位寄存器200中的初始值被更新為新的值。換而言之，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器200，可以使用布爾XOR操作連續(xù)地建立一個(gè)新的值以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)。然而，當(dāng)適當(dāng)設(shè)置初始值以及特殊位210到240時(shí)，可以得到真的隨機(jī)性。這里，可以隨機(jī)確定特殊位210到240的位置。
除了使用LFSR的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法外，還可以采用利用物理現(xiàn)象產(chǎn)生更精確的隨機(jī)數(shù)的方法，或者使用這兩種方法的組合。
加密密鑰產(chǎn)生器130從隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器120接收隨機(jī)數(shù)以及若干輸入信息以產(chǎn)生加密密鑰。在此，若干信息的例子可以包括內(nèi)容ID、存儲(chǔ)ID、復(fù)制管理控制位，等等?？梢愿鶕?jù)若干方法產(chǎn)生加密密鑰。例如，可以通過(guò)對(duì)所有輸入信息執(zhí)行布爾XOR操作或?qū)﹄S機(jī)位執(zhí)行特殊布爾操作來(lái)產(chǎn)生加密密鑰。只要加密密鑰不能被非授權(quán)用戶(hù)預(yù)知，就可以使用任意其它方法來(lái)產(chǎn)生加密密鑰。
加密器140從編碼器110接收編碼的A/V流，使用由加密密鑰產(chǎn)生器130產(chǎn)生的加密密鑰加密編碼的A/V流，并輸出加密的A/V流。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的加密A/V流設(shè)備的方框圖。參閱圖3，A/V流加密設(shè)備300包括一個(gè)內(nèi)容處理器310、一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320、一個(gè)加密密鑰產(chǎn)生器330以及一個(gè)內(nèi)容加密器340。
內(nèi)容處理器310接收A/V流并對(duì)該A/V流執(zhí)行若干處理操作。用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的信息可以根據(jù)對(duì)接收到的A/V流執(zhí)行的處理操作而不同。換而言之，當(dāng)內(nèi)容處理器130執(zhí)行其原始功能、如處理A/V流時(shí)，作為所產(chǎn)生的附產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)特性被用來(lái)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。統(tǒng)計(jì)特性為，例如，宏塊的色彩分布信息、運(yùn)動(dòng)估測(cè)信息、噪聲估測(cè)信息，等等。換而言之，內(nèi)容處理器310必須傳送用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的信息到隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320。這里，可以使用若干將在下面解釋的方法產(chǎn)生該信息。
上述方法之一是使用在運(yùn)動(dòng)估測(cè)(ME)模塊中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量(MV)的最低有效1位。該MV在每個(gè)宏塊中產(chǎn)生，每個(gè)MV的最低有效1位被順序地(sequentially)存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中。在使用128位的移位寄存器的情況下，在第一宏塊中產(chǎn)生的MV的最低有效1位被存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中，該128位移位寄存器移位，在第二宏塊中產(chǎn)生的MV的最低有效1位被存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中。相應(yīng)地，MV的最低有效1位被連續(xù)地存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中，以便確定該128位移位寄存器的所有值。其后，存儲(chǔ)在該移位寄存器中的值在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被輸出到隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320。
另一種方法是使用在ME模塊中產(chǎn)生的絕對(duì)差和(SAD)信息的最低有效1位。與上面的方法相同，SAD信息的最低有效1位被順序地存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中，然后在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被輸出到隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320。
還有一種方法是使用在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換(MC-DCT)模塊中產(chǎn)生的方差信息的最低有效1位。在這種方法中，方差信息的最低有效1位被順序地存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中，然后在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被輸出到隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320。
隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320從內(nèi)容處理器310接收例如使用上述方法產(chǎn)生的信息，并使用該信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。還可以使用若干方法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。例如，當(dāng)從內(nèi)容處理器310接收到的信息為R，而由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為A時(shí)，可以對(duì)該信息R和該隨機(jī)數(shù)A執(zhí)行布爾XOR操作，布爾XOR操作的結(jié)果可以被作為一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)輸出。該隨機(jī)數(shù)A可以是采用傳統(tǒng)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法產(chǎn)生的，如使用LFSR或蜂窩自動(dòng)控制算法中的一種算法。
加密密鑰產(chǎn)生器330接收由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)及其它若干種信息，產(chǎn)生加密密鑰。所述若干種信息包括內(nèi)容ID、存儲(chǔ)ID、復(fù)制管理控制位，等等?？梢允褂酶鞣N方法產(chǎn)生加密密鑰。例如，可以通過(guò)對(duì)所有輸入信息執(zhí)行布爾XOR操作或通過(guò)對(duì)隨機(jī)位執(zhí)行布爾XOR操作產(chǎn)生加密密鑰。只要加密密鑰不會(huì)被非授權(quán)用戶(hù)預(yù)知，就可以使用任意其它方法產(chǎn)生加密密鑰。
內(nèi)容加密器340使用由加密密鑰產(chǎn)生器330產(chǎn)生的加密密鑰加密從內(nèi)容處理器310輸出的A/V流，然后輸出該加密的A/V流。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的A/V流加密方法的流程圖。參閱圖4，在步驟S410處，接收A/V流，對(duì)該A/V流執(zhí)行若干處理操作。用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的信息可以根據(jù)對(duì)接收到的A/V流執(zhí)行的處理操作而不同。換而言之，當(dāng)處理A/V流時(shí)作為所產(chǎn)生的附產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)特性被用來(lái)產(chǎn)生所述隨機(jī)數(shù)。這里，可以使用若干下面解釋的方法產(chǎn)生該信息。
一個(gè)示例的方法是使用在運(yùn)動(dòng)估測(cè)(ME)模塊中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量(MV)的最低有效1位。所述MV在每個(gè)模塊中產(chǎn)生，每個(gè)MV的最低有效1位被順序存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中。在使用128位移位寄存器的情況下，在第一宏塊中產(chǎn)生的MV的最低有效1位被存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中，該128位移位寄存器發(fā)生移位，在第二宏塊中產(chǎn)生的MV的最低有效1位被存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中。相應(yīng)地，MV的最低有效1位被連續(xù)地存儲(chǔ)到該128位移位寄存器中，由此確定該128位移位寄存器的所有值。其后，存儲(chǔ)在該移位寄存器中的值在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被讀取以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
另一個(gè)示例的方法是使用在ME模塊中產(chǎn)生的絕對(duì)差和(SAD)信息的最低有效1位。與上面的方法相同，SAD信息的最低有效1位被連續(xù)地存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中，然后在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被讀取以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
還有另一個(gè)示例的方法是使用在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換(MC-DCT)模塊中產(chǎn)生的方差信息的最低有效1位。在這種方法中，方差信息的最低有效1位被順序存儲(chǔ)到預(yù)定大小的移位寄存器中，然后在需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)被讀取以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
在步驟S420，接收如使用上述方法之一產(chǎn)生的信息，使用該信息產(chǎn)生所述隨機(jī)數(shù)。還可以使用若干方法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。例如，當(dāng)從內(nèi)容處理器310接收到的信息為R，由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器320產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為A時(shí)，可以對(duì)該信息R和該隨機(jī)數(shù)A執(zhí)行布爾XOR操作，布爾XOR操作的結(jié)果可以被作為一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)輸出。該隨機(jī)數(shù)A可以是采用傳統(tǒng)的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法產(chǎn)生的，如使用LFSR或蜂窩自動(dòng)控制算法中的一種算法。
在步驟S430，接收在步驟S420產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)和若干其它種信息產(chǎn)生加密密鑰。在此，若干其它種信息包括內(nèi)容ID、存儲(chǔ)ID、復(fù)制管理控制位，等等?？梢允褂酶鞣N方法產(chǎn)生加密密鑰。例如，可以通過(guò)對(duì)所有輸入信息執(zhí)行布爾XOR操作或通過(guò)對(duì)隨機(jī)位執(zhí)行布爾XOR操作產(chǎn)生加密密鑰。只要加密密鑰不會(huì)被非授權(quán)用戶(hù)預(yù)知，就可以使用任意其它方法產(chǎn)生加密密鑰。
在步驟S440，使用在步驟S430產(chǎn)生的加密密鑰加密A/V流，然后輸出。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的加密設(shè)備和方法中，由于視頻數(shù)據(jù)是時(shí)間與空間(temporally & spatially)隨機(jī)的，以及隨機(jī)數(shù)是使用該隨機(jī)視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，因此所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)可以是真正隨機(jī)的。因此，所產(chǎn)生的加密密鑰很難與任何其它信息相關(guān)，并且不可預(yù)見(jiàn)。結(jié)果，增加了所產(chǎn)生的加密密鑰的安全性。
此外，可以使用每個(gè)A/V流產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)。因此，當(dāng)輸入的A/V流不同時(shí)，產(chǎn)生的加密密鑰也不同。因此，盡管一名黑客可以成功地攻擊一個(gè)系統(tǒng)的加密密鑰產(chǎn)生器，但是可以保護(hù)所產(chǎn)生的加密密鑰不受攻擊。換而言之，盡管黑客知道加密密鑰產(chǎn)生器的內(nèi)部算法，但加密密鑰是使用由內(nèi)容處理器產(chǎn)生的信息產(chǎn)生的，因此不能被解密。相應(yīng)地，盡管黑客能夠知道加密密鑰產(chǎn)生器中的偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，但是黑客不能解密加密的A/V流。
此外，由于本發(fā)明的加密設(shè)備和方法基于一種算法，因此可以降低成本。換而言之，可以不使用特定的裝置，而使用可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的加密方法的軟件或硬件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
本發(fā)明可以作為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的一種計(jì)算機(jī)可讀編碼實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)的記錄設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括ROM、RAM、CD-ROM、磁帶、軟盤(pán)、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置以及載波(如在Internet上傳送)。計(jì)算機(jī)可讀記錄截止還可以存儲(chǔ)并執(zhí)行以分布方式經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼。
參照其中示例的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了特別的說(shuō)明和描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)其中的形式和細(xì)節(jié)作出多種改變。
權(quán)利要求
1.一種加密設(shè)備，包括一個(gè)內(nèi)容處理器，其接收音頻/視頻流，對(duì)該音頻/視頻流執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的處理操作，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)；一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，其從該內(nèi)容處理器接收該預(yù)定數(shù)據(jù)并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；一個(gè)加密密鑰產(chǎn)生器，其接收包含隨機(jī)數(shù)的信息并利用該信息產(chǎn)生加密密鑰；一個(gè)內(nèi)容加密器，使用所述加密密鑰加密從內(nèi)容處理器輸出的音頻/視頻流。
2.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述內(nèi)容處理器將接收到的音頻/視頻流壓縮為MPEG視頻。
3.如權(quán)利要求2所述的加密設(shè)備，其中，所述內(nèi)容處理器基于在將接收到的音頻/視頻流壓縮為MPEG視頻時(shí)所產(chǎn)生的音頻/視頻流的統(tǒng)計(jì)特性，產(chǎn)生所述預(yù)定數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的加密設(shè)備，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性包括在將接收到的音頻/視頻流壓縮為MPEG視頻時(shí)產(chǎn)生的色彩分布信息、運(yùn)動(dòng)估測(cè)信息、宏塊的噪聲估測(cè)信息中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述內(nèi)容處理器基于在運(yùn)動(dòng)估測(cè)處理操作過(guò)中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量信息，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)處理操作過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，并被順序地存儲(chǔ)到移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
7.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述內(nèi)容處理器基于在運(yùn)動(dòng)估測(cè)處理操作中產(chǎn)生的絕對(duì)差和信息，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)處理操作過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
9.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述內(nèi)容處理器基于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換處理操作中產(chǎn)生的方差信息，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
11.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器對(duì)從所述內(nèi)容處理器接收的預(yù)定數(shù)據(jù)和由該隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器使用預(yù)定算法產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)執(zhí)行預(yù)定的操作，以產(chǎn)生一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定的操作為布爾XOR操作。
13.如權(quán)利要求11所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定算法是使用線(xiàn)性反饋移位寄存器和蜂窩自動(dòng)控制算法的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法中的一種。
14.如權(quán)利要求1所述的加密設(shè)備，其中，所述加密密鑰產(chǎn)生器接收由所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，以及內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息、復(fù)制管理控制位信息，并對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息執(zhí)行預(yù)定的操作以產(chǎn)生加密密鑰。
15.如權(quán)利要求14所述的加密設(shè)備，其中，所述預(yù)定操作是對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息的所有位執(zhí)行的布爾XOR操作，以及對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息的預(yù)定的隨機(jī)位執(zhí)行的布爾XOR操作中的一種。
16.一種用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備包含一個(gè)內(nèi)容處理器，接收音頻/視頻流，產(chǎn)生并輸出該音頻/視頻流的統(tǒng)計(jì)特性信息；一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，接收該統(tǒng)計(jì)特性信息，并利用該統(tǒng)計(jì)特性信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息為在運(yùn)動(dòng)估測(cè)中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量信息、在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的絕對(duì)差和信息以及在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中產(chǎn)生的方差信息中的一種。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
20.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
21.一種加密方法，包含接收音頻/視頻流，對(duì)該音頻/視頻流執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的處理操作，產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)；接收該預(yù)定數(shù)據(jù)并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；接收包含所述隨機(jī)數(shù)的信息并使用該信息產(chǎn)生一個(gè)加密密鑰；使用該加密密鑰，經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的處理操作，加密所述音頻/視頻流。
22.如權(quán)利要求21所述的加密方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的處理操作包括將接收到的音頻/視頻流壓縮為MPEG視頻。
23.如權(quán)利要求22所述的加密方法，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)是基于宏塊的色彩分布信息、運(yùn)動(dòng)估測(cè)信息以及噪聲估測(cè)信息中的至少一種產(chǎn)生的，這些信息是在將接收到的音頻/視頻流壓縮為MPEG視頻時(shí)產(chǎn)生的所述音頻/視頻流的統(tǒng)計(jì)特性。
24.如權(quán)利要求21所述的加密方法，其中，在產(chǎn)生和輸出預(yù)定數(shù)據(jù)時(shí)，使用在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量信息、在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的絕對(duì)差和信息以及在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中產(chǎn)生的方差信息中的至少一種來(lái)產(chǎn)生并輸出用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的預(yù)定數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求24所述的加密方法，其中，在產(chǎn)生和輸出預(yù)定數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在每個(gè)宏塊中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量信息的最低有效1位、在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在每個(gè)宏塊中產(chǎn)生的絕對(duì)差和信息的最低有效1位以及在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中在每個(gè)宏塊中產(chǎn)生的方差信息的最低有效1位中的一個(gè)被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中，通過(guò)將移位寄存器移動(dòng)預(yù)定的位數(shù)，在請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)進(jìn)行輸出。
26.如權(quán)利要求21所述的加密方法，其中，所述隨機(jī)數(shù)是通過(guò)對(duì)所述預(yù)定數(shù)據(jù)以及之前使用預(yù)定的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)執(zhí)行預(yù)定的操作產(chǎn)生的。
27.如權(quán)利要求26所述的加密方法，其中，所述預(yù)定的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法是使用線(xiàn)性反饋移位寄存器和蜂窩自動(dòng)控制算法的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法中的一種。
28.如權(quán)利要求21所述的加密方法，其中，所述加密密鑰是通過(guò)接收所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息并對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息執(zhí)行預(yù)定的操作產(chǎn)生的。
29.如權(quán)利要求28所述的加密方法，其中，所述預(yù)定的操作是對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息的所有位執(zhí)行的布爾XOR操作，以及對(duì)所述隨機(jī)數(shù)、內(nèi)容識(shí)別信息、存儲(chǔ)識(shí)別信息以及復(fù)制管理控制位信息的預(yù)定的隨機(jī)位所執(zhí)行的布爾XOR操作中的一種。
30.一種用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法，該方法包含接收音頻/視頻流，產(chǎn)生并輸出該音頻/視頻流信息的統(tǒng)計(jì)特性信息；接收該統(tǒng)計(jì)特性信息，并使用該統(tǒng)計(jì)特性信息產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息為在運(yùn)動(dòng)估測(cè)中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)向量信息、在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的絕對(duì)差和信息以及在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中產(chǎn)生的方差信息中的一種。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的運(yùn)動(dòng)向量的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)估測(cè)過(guò)程中在一個(gè)宏塊中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的絕對(duì)差和信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)特性信息是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償離散余弦變換過(guò)程中產(chǎn)生，然后被存儲(chǔ)在一個(gè)移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，以及其它多個(gè)在隨后的宏塊中產(chǎn)生，然后被順序存儲(chǔ)到移位寄存器中的方差信息的最低有效1位，通過(guò)逐位移動(dòng)移位寄存器，當(dāng)請(qǐng)求產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時(shí)，輸出存儲(chǔ)的最低有效1位。
35.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其上記錄了用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行權(quán)利要求21的方法的程序。
36.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其上記錄了用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行權(quán)利要求30的方法的程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加密音頻和/或視頻(A/V)流的技術(shù)，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及一種加密A/V流的設(shè)備和方法，以及用于產(chǎn)生對(duì)產(chǎn)生用于加密A/V流的加密密鑰所必要的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括一個(gè)內(nèi)容處理器、一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器、一個(gè)加密密鑰產(chǎn)生器和一個(gè)內(nèi)容加密器。所述內(nèi)容處理器接收音頻/視頻流，對(duì)該音頻/視頻流執(zhí)行預(yù)定的處理操作，產(chǎn)生并輸出預(yù)定的用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的數(shù)據(jù)。所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器從內(nèi)容處理器接收預(yù)定數(shù)據(jù)并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。所述加密密鑰產(chǎn)生器接收包含隨機(jī)數(shù)的信息并利用該信息產(chǎn)生一個(gè)加密密鑰。所述內(nèi)容加密器使用加密密鑰加密從內(nèi)容處理器輸出的音頻/視頻流。
文檔編號(hào)H04N7/167GK1518269SQ200410001968
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月16日
發(fā)明者崔良林, 崔允鎬 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社