專(zhuān)利名稱(chēng)：輔助加擾/解擾方法及輔助加擾/解擾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及著作的權(quán)利保護(hù)裝置和秘密傳送時(shí)使用的加擾方法，特別是涉及適于傳送圖像數(shù)據(jù)的輔助加擾/解擾方法及裝置。
背景技術(shù)：
加擾方法有各種方式。特別是使用于音頻和視頻信號(hào)等圖像數(shù)據(jù)的加擾方式往往是以收費(fèi)傳送和著作數(shù)據(jù)的權(quán)利保護(hù)為目的的。這種方式設(shè)計(jì)成只在得到原作者或其代理人的許可、具有正當(dāng)?shù)臋?quán)利的情況下可以進(jìn)行解讀，在限定的條件下利用，而在此外的情況下不能利用的方式。為此，預(yù)先在圖像數(shù)據(jù)上加擾，利用傳送或控制解讀所需要的密鑰信息保護(hù)著作權(quán)。
這樣的已有技術(shù)的例子有日本特開(kāi)平7-274166號(hào)公報(bào)。下面對(duì)這種已有技術(shù)加以說(shuō)明。這種已有技術(shù)的目的在于使進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼時(shí)生成的編碼量不因加擾處理而改變。為此，不在輸入信號(hào)數(shù)據(jù)上加擾，而對(duì)DCT器、量化器、行程長(zhǎng)度編碼器、活動(dòng)矢量編碼器等當(dāng)中的任何一個(gè)的數(shù)據(jù)或這些數(shù)據(jù)的組合在任意一位加擾。這種技術(shù)也如例子所示，通常是對(duì)壓縮原信息數(shù)據(jù)得到的編碼數(shù)據(jù)加擾。對(duì)輸入的線(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)直接加擾會(huì)使數(shù)據(jù)失去冗余度，結(jié)果造成壓縮效率大大減小，因此是不理想的。
而近年來(lái)由于DVD等高密度記錄媒體的出現(xiàn)，線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)壓縮也能夠記錄。因此在傳輸視頻數(shù)據(jù)與音頻數(shù)據(jù)兩者的AV系統(tǒng)中，出現(xiàn)了以壓縮視頻數(shù)據(jù)與線(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)的組合進(jìn)行工作的模式。在這樣的AV系統(tǒng)中也要求為保護(hù)著作權(quán)而加擾。圖9表示這樣的AV系統(tǒng)的一個(gè)例子。在圖中，100是線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)輸入手段，150是線(xiàn)性PCM視頻數(shù)據(jù)輸入手段，900是壓縮手段，300及350是加擾手段，400是合成手段，500是分離手段，600及650是解擾手段，800是線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)輸出手段，950是擴(kuò)展手段，850是線(xiàn)性PCM視頻信號(hào)輸出手段。
音頻信號(hào)Ax利用加擾手段進(jìn)行加擾成為加擾音頻信號(hào)Az。將加擾音頻信號(hào)Az提供給合成手段400。另一視頻信號(hào)Vx用壓縮手段900壓縮成壓縮視頻信號(hào)Vy。壓縮視頻信號(hào)Vy由加擾手段350加擾成為壓縮加擾視頻信號(hào)Vz。將壓縮加擾視頻信號(hào)Vz提供給合成手段400。合成手段400將這些信號(hào)合成為合成信號(hào)AV。在這里，由于使手段通用化，加擾手段300和加擾手段350使用相同的加擾方法。這樣得出的合成信號(hào)AV變換為適當(dāng)?shù)拿襟w格式后記錄或傳輸。
在分離手段500接收被記錄或傳輸?shù)暮铣尚盘?hào)AV，分別分離成加擾音頻信號(hào)Az及壓縮加擾視頻信號(hào)Vz。加擾音頻信號(hào)Az由解擾手段600解擾，得到音頻信號(hào)Ax。由線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)輸出手段800取出該音頻信號(hào)Ax。又，壓縮加擾視頻信號(hào)Vz由解擾手段650解擾得到壓縮視頻信號(hào)Vy。該壓縮視頻信號(hào)Xy由擴(kuò)展手段950控制，復(fù)原為視頻信號(hào)Vx。該視頻信號(hào)Vx通過(guò)線(xiàn)性PCM視頻數(shù)據(jù)輸出手段850取出。
下面用

圖10與圖11說(shuō)明在這種已有的AV系統(tǒng)中進(jìn)行解擾時(shí)存在的問(wèn)題。問(wèn)題容易發(fā)生于微小電平或靜音時(shí)，因此以靜音時(shí)為例。圖10是已有的AV系統(tǒng)的加擾方法的例子之一，輸入的音頻信號(hào)Ax是靜音數(shù)據(jù)。由于表現(xiàn)形式采用2S補(bǔ)碼，所以如圖10所示，二進(jìn)制位全部為“0”。對(duì)這樣的位流考慮使用以Gx＝1+X+X5+X8+/X10的生成式得到的加擾位流使其位反轉(zhuǎn)的主加擾。而這時(shí)的電路結(jié)構(gòu)例示于圖12。
這種加擾位流如圖10(b)所示。加擾的輸出數(shù)據(jù)如圖10(c)Az所示，只是與加擾位流相同的位流。這里應(yīng)該注意的是，靜音的音頻信號(hào)Ax以取樣單元加擾，出現(xiàn)幾率平均化，但是進(jìn)而在長(zhǎng)位流中觀察，由于以原來(lái)的生成式具有的循環(huán)周期反復(fù)進(jìn)行，以這樣的長(zhǎng)周期觀察，可以說(shuō)出現(xiàn)幾率是極其不平均的。
圖11概念性地表示在能夠出現(xiàn)的集合空間的分散。圖11(a)表示取樣單元時(shí)的集合。乍一看，分散是均勻的，但是由于是原來(lái)的生成式本身，如圖11(b)所示，在規(guī)定的周期觀察，加擾后的空間退縮了。因此，容易了解加擾前后的關(guān)系，加擾方法也容易破解，也就是說(shuō)，加擾的力度不夠。
實(shí)際上，不僅使用生成式，而且或每一幀改變初始值，或多個(gè)生成式替換使用，下了種種功夫，使其難于破解，但是如果得到已知的輸入數(shù)據(jù)和觀察到的加擾數(shù)據(jù)兩種數(shù)據(jù)，則利用電子計(jì)算機(jī)是能夠比較容易破解加擾的。
如上所述，在已有例中由于是對(duì)線(xiàn)性PCM視頻信號(hào)直接加擾，所以存在下面所述的問(wèn)題。
(a)音頻信號(hào)Ax是線(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)，因此在微小電平時(shí)和靜音時(shí)，在明碼數(shù)據(jù)中規(guī)定的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率增加，發(fā)生不平均的情況。亦即冗余度增加，自相關(guān)性提高。
(b)因此，對(duì)音頻信號(hào)輸出Ax進(jìn)行核對(duì)，了解到是這樣的狀態(tài)，設(shè)想音頻信號(hào)Ax是靜音數(shù)據(jù)，并從分離手段500的輸出取出一加擾音頻信號(hào)Az，將輸出數(shù)據(jù)與加擾數(shù)據(jù)比較對(duì)照，從而很可能得到破解加擾的線(xiàn)索。
(c)特別是在壓縮視頻數(shù)據(jù)與線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)兩者一樣使用相同的加擾的AV系統(tǒng)的情況下，有可能以靜音時(shí)的相關(guān)為線(xiàn)索對(duì)加擾力度低的線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)破解加擾，并用已知的手法連鎖破解壓縮視頻數(shù)據(jù)的加擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，以下面所述各點(diǎn)為目的提供輔助加擾/解擾方法及裝置(1)檢測(cè)微小電平時(shí)和靜音時(shí)規(guī)定的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率的不平均，即冗余度的增加，自動(dòng)將出現(xiàn)幾率分散開(kāi)來(lái)，(2)借助于此，可以提高能夠抑制以冗余度為線(xiàn)索破解加擾的攻擊的加擾強(qiáng)度，(3)特別是在壓縮視頻數(shù)據(jù)與線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)兩者一樣使用相同的加擾的AV系統(tǒng)的情況下，有效防止以線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的靜音時(shí)的相關(guān)為線(xiàn)索破解加擾，并用已知的手法連鎖攻擊壓縮視頻數(shù)據(jù)的加擾，從而破解兩者的加擾。
為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明的輔助加擾/解擾方法及裝置是在進(jìn)行用于得到作為加擾消息的信息序列Z的主加擾處理之前，從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾方法及裝置，其構(gòu)造為每一數(shù)據(jù)塊根據(jù)行程長(zhǎng)度檢測(cè)出信息序列X的冗余度，將冗余行程長(zhǎng)度置換為替代位串，最好是置換為隨機(jī)數(shù)，對(duì)該輔助加擾處理后的中間信息序列Y再進(jìn)行主加擾處理，取出作為加擾消息的信息序列Z。
借助于此，可以消除線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)固有的加擾弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)和以前相同或更有力的加擾。下面詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的第1方面的輔助加擾方法是在進(jìn)行用于得到作為加擾消息的信息序列Z的主加擾處理之前，從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾方法，其構(gòu)造為當(dāng)以構(gòu)成信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min時(shí)，輔助加擾在所述每一區(qū)間至少將所述Lmin作為附帶信息Ysub，在所述規(guī)定部位P不是既定的情況下，再添加規(guī)定部位P作為附帶信息Ysub，同時(shí)，作為將所述區(qū)間內(nèi)的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的任意替代位串的信息數(shù)據(jù)，得到這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列Y，對(duì)該輔助加擾處理后的中間信息序列Y再進(jìn)行主加擾處理，取出作為加擾消息的信息序列Z。
本發(fā)明的第2方面的輔助加擾裝置是為進(jìn)行用于得到作為加擾消息的信息序列Z的主加擾手段的前處理，從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾裝置，其構(gòu)造為當(dāng)以構(gòu)成信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min時(shí)，輔助加擾在所述信息序列X的每一所述區(qū)間至少將所述Lmin作為附帶信息Ysub，在所述規(guī)定部位P不是既定的情況下，再將規(guī)定部位P添加在附帶信息Ysub上，同時(shí)輸出將所述區(qū)間內(nèi)的信息序列X的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的任意替代位串Rnd的信息數(shù)據(jù)，將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列Y作為輸出，再通過(guò)主加擾裝置對(duì)該輔助加擾裝置的中間信息序列Y進(jìn)行加擾，取出作為加擾消息的信息序列Z。
利用這種方法或裝置，可以消除線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的加擾弱點(diǎn)，可以生成和以前相同或更有力加擾的加擾消息，而且可以利用輸出這樣的加擾消息的裝置實(shí)現(xiàn)安全的記錄、傳輸。
又，本發(fā)明的第3方面的輔助解擾方法是在進(jìn)行從傳輸消息得到中間解擾消息Y’的主解擾處理后，從中間解擾消息Y’恢復(fù)原明碼信息序列X’用的輔助解擾方法，輔助解擾依據(jù)經(jīng)傳輸消息中添加的附帶信息Ysub在傳輸消息輔助加擾中使用的至少1個(gè)信息參數(shù)Lmin，必要時(shí)還有另一參數(shù)P，在規(guī)定的每一區(qū)間生成將中間解擾消息Y’的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的連續(xù)位串Rne的信息數(shù)據(jù)，并將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列X’作為最后數(shù)據(jù)生成。
其中，以構(gòu)成原明碼信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min。
又，本發(fā)明的第4方面的輔助解擾裝置是在進(jìn)行從傳輸消息得到中間解擾消息Y’的主解擾處理后，從中間解擾消息Y’恢復(fù)原明碼信息序列X’用的輔助解擾裝置，輔助解擾依據(jù)經(jīng)傳輸消息中添加的附帶信息Ysub在傳輸消息輔助加擾中使用的至少1個(gè)信息參數(shù)Lmin，必要時(shí)還有另一參數(shù)P，在規(guī)定的每一區(qū)間生成將中間解擾消息Y’的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的連續(xù)位串Rne的信息數(shù)據(jù)，并將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列X’作為最后數(shù)據(jù)輸出。
其中，以構(gòu)成原明碼信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min。
采用這種方法或裝置，在傳輸或接收線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的加擾消息時(shí)，即使是將加擾消息與解擾消息加以對(duì)照，也難于破解加擾，能夠提供與已有的加擾方法相同或加擾力度更高的方法，或利用輸出這樣的加擾消息的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)安全的記錄傳輸?shù)慕邮铡?br> 附圖概述圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的輔助加擾/解擾方法及裝置的方框圖。
圖2是同上實(shí)施例的輔助加擾方式的處理系統(tǒng)或裝置的方框圖。
圖3是同上實(shí)施例的輔助解擾方式的處理系統(tǒng)或裝置的方框圖。
圖4及圖5是本發(fā)明第2實(shí)施例的輔助加擾/解擾方法及裝置使用于AV系統(tǒng)的例子的方框圖。
圖6是本發(fā)明第1實(shí)施例的輔助加擾方法的說(shuō)明圖。
圖7是本發(fā)明第3實(shí)施例的輔助加擾/解擾方法及裝置的方框圖。
圖8是本發(fā)明第4實(shí)施例的輔助加擾/解擾方法及裝置的方框圖。
圖9是已有的AV系統(tǒng)的加擾/解擾方法及裝置的方框圖。
圖10表示已有的AV系統(tǒng)的加擾方法。
圖11是說(shuō)明已有的AV系統(tǒng)的加擾能力的概念圖。
圖12是已有的一般性的偽隨機(jī)噪聲生成電路的方框圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面參照附圖以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)加以說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的輔助加擾/解擾方法及裝置的概要方框圖。
在圖1中，將輸入信號(hào)提供給輔助加擾手段200。輔助加擾手段200將輸入信號(hào)X分割為各規(guī)定區(qū)間，在其中將冗余行程置換為任意隨機(jī)數(shù)。與此同時(shí)，將冗余行程的代表值作為附帶信息Ysub取出。將這兩者或至少是信息序列Y的數(shù)據(jù)提供給加擾手段300，進(jìn)行主加擾。加擾后的信息序列Z根據(jù)需要，變換為適應(yīng)系統(tǒng)的格式，傳送到記錄媒體(未圖示)或傳輸線(xiàn)路(未明示)。以上是加擾方面的處理概要。
又，對(duì)通過(guò)傳輸線(xiàn)路接收的信息解擾的一方，其處理如下面所述那樣進(jìn)行。
將信息序列Z作為輸入數(shù)據(jù)在解擾手段600進(jìn)行主解擾，得到信息序列Y’，將附帶信息Ysub與該信息序列Y’一起從解擾手段600取出，將這些信息提供給輔助解擾手段700。輔助解擾手段700將信息序列Y’分割為各規(guī)定區(qū)間，在信息序列Y’附加以附帶信息Ysub’表示的冗余行程。將這樣得到的信息序列X’取出。下面對(duì)上述全部處理與輔助加擾/解擾處理的關(guān)系加以說(shuō)明。
下面與圖2一起對(duì)輔助加擾方法的處理系統(tǒng)或裝置加以詳細(xì)說(shuō)明。圖2是表示輔助加擾手段200的具體例子的方框圖。圖中210是輸入手段，220是區(qū)間分割手段，230是行程檢測(cè)手段，240是行程長(zhǎng)度最小值檢測(cè)手段，250是隨機(jī)數(shù)據(jù)生成手段，260是位串置換手段，270是輸出手段，280是附帶信息輸出手段。首先，將信息序列X輸入到輸入手段210，在區(qū)間分割手段220將取樣劃分為各規(guī)定時(shí)間的幀(例如500毫秒)。在取樣的頻率為48kH的情況下，在1幀中包含24000個(gè)音頻數(shù)據(jù)。這些音頻數(shù)據(jù)Xn是采用2S補(bǔ)碼形式表達(dá)的立體聲的16位。接著用行程檢測(cè)手段230檢測(cè)Xn的行程Ln。圖6表示Xn的具體數(shù)據(jù)及行程Ln的例子。
在圖6中，取Xn＝“0000000000010111”，Xn+1＝“0000000010110010”。
最高端的“0”是表示正值的極性符號(hào)，以接著極性符號(hào)的“0”作為高端的行程。在上述例子中分別為10、7。在這里將行程取為“0”的連續(xù)部分，但同樣也使用表示負(fù)極性的“1”的連續(xù)部分。又，在2S補(bǔ)碼的情況下，由于已知微小電平時(shí)在高端位發(fā)生行程，表示行程發(fā)生點(diǎn)P的信息作為既定的信息不進(jìn)行傳送。現(xiàn)在，在該區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)的絕對(duì)值的最大值如果是Xn+1，則在該區(qū)間行程長(zhǎng)度最小值Lmin為7。這時(shí)，該區(qū)間的所有數(shù)據(jù)至少具有7以上的行程。下面回到圖2繼續(xù)進(jìn)行說(shuō)明。
進(jìn)行上述處理后，在行程長(zhǎng)度最小值檢測(cè)手段240得到的Lmin在提供給位串置換手段260的同時(shí)，還通過(guò)附帶信息輸出手段280作為附帶信息Ysub取出。在位串置換手段260中，將所有的音頻數(shù)據(jù)中共同包含的行程置換為隨機(jī)數(shù)據(jù)生成手段250生成的隨機(jī)數(shù)據(jù)串Rnd提供給輸出手段270。在隨機(jī)數(shù)據(jù)生成手段250發(fā)生任意的隨機(jī)數(shù)據(jù)，例如可考慮將各取樣不同的數(shù)據(jù)和偽隨機(jī)數(shù)依序改變初始值等，但是理想的是采取加上接通設(shè)備電源后經(jīng)過(guò)的時(shí)間等自然現(xiàn)象參數(shù)的手段作為隨機(jī)化的手段，采用他人無(wú)法知道的隨機(jī)數(shù)使加擾力度進(jìn)一步加強(qiáng)是合適的。也就是說(shuō)，這種隨機(jī)數(shù)據(jù)是不需要再現(xiàn)的，因此也可以是完全任意的自然隨機(jī)數(shù)。
這樣做得到的信息序列Y將原信息序列X具有的高端行程置換為完全沒(méi)有意義的隨機(jī)數(shù)據(jù)串，因此，在靜音和微小電平時(shí)以及中等電平到大電平時(shí)，都不存在行程持續(xù)的情況，數(shù)據(jù)的不均勻分散開(kāi)了，由于是非可逆變換，在單體上也增加了加擾力度。又，可以自適應(yīng)取“0”與“1”出現(xiàn)數(shù)平衡，使用計(jì)算得置換后的信息數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位“1”與二進(jìn)制位“0”的出現(xiàn)幾率大致相等的位串生成替代位串Rnd。
這樣做可以使全部數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率更加均衡。對(duì)這樣得到的信息序列Y進(jìn)行主加擾，得到本來(lái)的加擾力度。在這種情況下，由于輸入數(shù)據(jù)完全沒(méi)有不均勻的情況，能夠防止主加擾被攻擊，利用輔助加擾與主加擾的相互作用，進(jìn)一步增大加擾力度。
圖3是輔助解擾方法的處理系統(tǒng)或裝置的方框圖。
從圖1的主解擾手段600輸出的信息序列Y’是與圖2的信息序列Y等效的數(shù)據(jù)。將信息序列Y’輸入到輸入手段710，用區(qū)間再現(xiàn)手段720例如每500毫秒取幀同步。附帶信息Ysub’與圖2的附帶信息Ysub等效，同樣從主解擾手段600輸出，提供給輔助解擾手段700。輔助解擾手段700在附帶信息檢測(cè)手段780再現(xiàn)行程長(zhǎng)度的最小值Lmin。在圖3中，也再現(xiàn)行程的位置信息P，但是由于如上所述是2S補(bǔ)碼，P是已知的，因而認(rèn)為P為既定，沒(méi)有必要專(zhuān)門(mén)傳輸。將這樣得到的音頻數(shù)據(jù)X’n與行程長(zhǎng)度最小值Lmin提供給行程再現(xiàn)手段760。行程再現(xiàn)手段760將在除了音頻數(shù)據(jù)X’n的極性位外的高端位中行程長(zhǎng)度最小值Lmin的長(zhǎng)度的位串置換為相同長(zhǎng)度的“0”或“1”。是取“0”還是“1”由極性位決定。在2S補(bǔ)碼的情況下，取與極性位相同的二進(jìn)制位。在偏移二進(jìn)制碼的情況下，取與極性位相反的二進(jìn)制位。這樣再現(xiàn)行程的音頻數(shù)據(jù)X’通過(guò)輸出手段770取出到外部。
如上所述，本實(shí)施例的輔助加擾是將音頻數(shù)據(jù)X分為行程部分與其他部分，以附帶信息Ysub表示行程部分，同時(shí)將行程部分本身置換為完全不相關(guān)的隨機(jī)數(shù)據(jù)。然后，對(duì)其進(jìn)行主加擾后傳輸，再現(xiàn)處理則在主解擾后用附帶信息Ysub恢復(fù)音頻數(shù)據(jù)的高端的行程。借助于此，以前處理消除靜音及微小電平時(shí)的音頻數(shù)據(jù)的行程后進(jìn)行主加擾，因此不僅提高對(duì)主加擾被攻擊的防御力，而且將行程的置換數(shù)據(jù)取為自然隨機(jī)數(shù)也能夠提高輔助加擾本身的加擾力度，所以能夠得到相互提高加擾力度的交互作用。
又，本實(shí)施例的輔助解擾是能夠安全地解擾的，由解擾的過(guò)程及裝置利用攻擊加擾破解的危險(xiǎn)性也小，也就是說(shuō)，加擾力度大。
實(shí)施例2下面對(duì)作為本發(fā)明的第2實(shí)施例，對(duì)將輔助加擾/解擾裝置使用于AV系統(tǒng)的情況加以說(shuō)明。圖4及圖5都是使用于AV系統(tǒng)的輔助加擾/解擾方法及裝置的方框圖。對(duì)于與作為已有例說(shuō)明的圖9相同的手段，采用相同的符號(hào)，運(yùn)作方面的共同部分的說(shuō)明也省略。
與圖9不同的是，在音頻數(shù)據(jù)的序列中使用本發(fā)明的輔助加擾/解擾裝置。又，圖4與圖5不同的是，將音頻的附帶信息AYsub與音頻數(shù)據(jù)分離后，主加擾也不進(jìn)行就傳輸，還是對(duì)音頻的附帶信息AYsub再度進(jìn)行主加擾后再進(jìn)行傳送。前者的特征在于處理簡(jiǎn)便，后者的特征在于，對(duì)于音頻的附帶信息AYsub也能夠得到加擾力度。
正如迄今為止所說(shuō)明的那樣，即使是線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)，借助于本發(fā)明的輔助加擾，也能夠得到與壓縮視頻數(shù)據(jù)相同或比其更高的加擾力度，因此，不管這兩種加擾中的哪一種加擾，在壓縮視頻數(shù)據(jù)與線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)兩者共用相同的加擾的AV系統(tǒng)的情況下，都能夠有效防止以線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的靜音時(shí)的相關(guān)作為線(xiàn)索破解加擾，并用已知的手法連鎖攻擊壓縮視頻數(shù)據(jù)的加擾，從而破解兩者的加擾。
實(shí)施例3又，作為另一種使用例，可以與糾錯(cuò)手段組合。以此為實(shí)施例3。
圖7是表示將輔助加擾與糾錯(cuò)手段組合，得到相互作用的結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，與圖1相同的手段采用相同的符號(hào)。圖中，1000是糾錯(cuò)碼生成手段，在其前面加入輔助加擾手段。這樣做是為了防止在靜音等情況下發(fā)生音頻數(shù)據(jù)的不均勻時(shí)數(shù)據(jù)集中于糾錯(cuò)的奇異點(diǎn)而引起的糾錯(cuò)能力下降的情況發(fā)生。此后，通過(guò)主加擾手段300，使加擾力度也能夠得以保持。又，加擾手段300在不需要加擾力度的情況下也可以去除?；蛘咴跒榱似渌康模缦蚓植宽憫?yīng)碼和維特比碼的變換，以及用于消除直流(DC)成份，使PLL的引入變得容易的EFM調(diào)制及8-10調(diào)制等，也能夠取得效果。
實(shí)施例4圖8是同樣在附帶信息Ysub上加糾錯(cuò)碼的的情況。以此為實(shí)施例4與圖7一樣，與圖1相同的手段采用相同的符號(hào)。在圖8中，1500是附帶信息Ysub的糾錯(cuò)碼生成手段。為了提高附帶信息Ysub的可靠性，使附帶信息Ysub的糾錯(cuò)碼生成手段1500的碼具有的糾錯(cuò)能力高于音頻數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)碼生成手段1000。同樣，在解擾的一方，即接收方，也使附帶信息Ysub’的糾錯(cuò)手段2500的能力高于音頻數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)手段2000。借助于此，使附帶信息Ysub’的可靠性比音頻數(shù)據(jù)高。
現(xiàn)在，在傳輸上出錯(cuò)，超過(guò)了音頻數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)手段2000的糾錯(cuò)能力。這時(shí)輸出了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，即使是靜音時(shí)和微小電平時(shí)，也有可能發(fā)生大致為滿(mǎn)刻度的強(qiáng)大的噪聲，但是，附帶信息Ysub’的糾錯(cuò)手段2500的能力高于音頻數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)手段2000，因此能夠糾錯(cuò)，得到正確的附帶信息Ysub’。借助于此，可以抑制噪聲電平，防止發(fā)生異常的聲音。特別是，如果是在靜音時(shí)，噪聲也會(huì)沉寂下來(lái)，能夠避免噪聲問(wèn)題。這樣，本發(fā)明的輔助加擾/解擾方法及裝置還有調(diào)動(dòng)糾錯(cuò)能力和出錯(cuò)時(shí)抑制噪聲的效果。
工業(yè)應(yīng)用性采用本發(fā)明，可以提供具有如下特征的輔助加擾/解擾方法及裝置。
(1)能夠檢測(cè)微小電平時(shí)和靜音時(shí)規(guī)定的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率的不平均，即冗余度的增加，自動(dòng)將出現(xiàn)幾率分散開(kāi)來(lái)，
(2)借助于此，可以提高能夠抑制以冗余度為線(xiàn)索破解加擾的攻擊的加擾強(qiáng)度，(3)特別是在壓縮視頻數(shù)據(jù)與線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)兩者一樣使用相同的加擾的AV系統(tǒng)的情況下，能夠有效防止以線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的靜音時(shí)的相關(guān)為線(xiàn)索破解加擾，并用已知的手法連鎖攻擊壓縮視頻數(shù)據(jù)的加擾，從而破解兩者的加擾。
還有，利用與糾錯(cuò)加組合的方法，即使是在傳輸時(shí)出錯(cuò)，超過(guò)音頻數(shù)據(jù)糾錯(cuò)手段的糾錯(cuò)能力的情況下，也能夠抑制噪聲電平，防止發(fā)生異常的聲音。特別是，如果是在靜音時(shí)，噪聲也會(huì)沉寂下來(lái)，能夠避免發(fā)生問(wèn)題。這樣，本發(fā)明的輔助加擾/解擾方法及裝置還有調(diào)動(dòng)糾錯(cuò)能力和出錯(cuò)時(shí)抑制噪聲的效果。
如上所述，本發(fā)明是能夠穩(wěn)定而且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)提高迄今為止存在許多問(wèn)題的線(xiàn)性PCM音頻數(shù)據(jù)的加擾強(qiáng)度，容易使用于AV系統(tǒng)，加擾強(qiáng)度取得均衡的加擾裝置的優(yōu)異發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種輔助加擾方法，是在進(jìn)行用于得到作為加擾消息的信息序列Z的主加擾處理之前，從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾方法，其特征在于，當(dāng)以構(gòu)成信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min時(shí)，輔助加擾在所述信息序列X的每一所述區(qū)間至少將所述Lmin作為附帶信息Ysub，在所述規(guī)定部位P不是既定的情況下，再將規(guī)定部位P添加在附帶信息Ysub上，同時(shí)過(guò)渡性地生成將所述區(qū)間內(nèi)的信息序列X的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的任意替代位串Rnd的信息數(shù)據(jù)，將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列Y作為中間數(shù)據(jù)生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助加擾方法，其特征在于，明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助加擾方法，其特征在于，替代位串Rnd至少在規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)中使用偽隨機(jī)數(shù)生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助加擾方法，其特征在于，替代位串Rnd使用計(jì)算得置換后的信息數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位“1”與二進(jìn)制位“0”的出現(xiàn)幾率大致相等的位串生成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助加擾方法，其特征在于，替代位串Rnd使用計(jì)算得至少使規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率大致相等的隨機(jī)數(shù)生成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助加擾方法，其特征在于，在進(jìn)行從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾后，生成并附加糾錯(cuò)碼，然后進(jìn)行主加擾。
7.一種輔助加擾裝置，是為進(jìn)行用于得到作為加擾消息的信息序列Z的主加擾手段的前處理，從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾裝置，其特征在于，當(dāng)以構(gòu)成信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min時(shí)，輔助加擾在所述信息序列X的每一所述區(qū)間至少將所述Lmin作為附帶信息Ysub，在所述規(guī)定部位P不是既定的情況下，再將規(guī)定部位P添加在附帶信息Ysub上，同時(shí)過(guò)渡性地生成將所述區(qū)間內(nèi)的信息序列X的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的任意替代位串Rnd的信息數(shù)據(jù)，將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列Y作為中間數(shù)據(jù)輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輔助加擾裝置，其特征在于，明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輔助加擾裝置，其特征在于，替代位串Rnd至少在規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)中使用偽隨機(jī)數(shù)生成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輔助加擾裝置，其特征在于，替代位串Rnd使用計(jì)算得置換后的信息數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位“1”與二進(jìn)制位“0”的出現(xiàn)幾率大致相等的位串生成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輔助加擾裝置，其特征在于，替代位串Rnd使用計(jì)算得至少使規(guī)定數(shù)k的信息數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)幾率大致相等的隨機(jī)數(shù)生成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輔助加擾裝置，其特征在于，在進(jìn)行從明碼信息序列X得到中間信息序列Y用的輔助加擾后，生成并附加糾錯(cuò)碼，然后進(jìn)行主加擾。
13.一種輔助解擾方法，是在進(jìn)行從傳輸消息得到中間解擾消息Y’的主解擾處理后，從中間解擾消息Y’恢復(fù)原明碼信息序列X’用的輔助解擾方法，其特征在于，以構(gòu)成原明碼的信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min，輔助解擾依據(jù)經(jīng)傳輸消息中添加的附帶信息Ysub在傳輸消息的輔助加擾中使用的至少1個(gè)信息參數(shù)Lmin，必要時(shí)還有另一參數(shù)P，在規(guī)定的每一區(qū)間生成將中間解擾消息Y’的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的連續(xù)位串Rne的信息數(shù)據(jù)，并將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列X’作為最后數(shù)據(jù)生成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輔助解擾方法，其特征在于，明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輔助解擾方法，其特征在于，連續(xù)位串Rne在明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成的情況下，是與極性位相同極性的連續(xù)位串。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輔助解擾方法，其特征在于，連續(xù)位串Rne在明碼信息序列X由采用偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成的情況下，是與極性位相反極性的連續(xù)位串。
17.一種輔助解擾裝置，是在進(jìn)行從傳輸消息得到中間解擾消息Y’的主解擾處理后，從中間解擾消息Y’恢復(fù)原明碼信息序列X’用的輔助解擾裝置，其特征在于，以構(gòu)成原明碼信息序列X的1個(gè)信息數(shù)據(jù)的規(guī)定部位P上的二進(jìn)制位“1”或“0”的連續(xù)部分作為行程Rn，以所述行程Rn的長(zhǎng)度作為行程長(zhǎng)度Ln，以在規(guī)定的數(shù)k的信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)所述行程長(zhǎng)度Ln的最小值為L(zhǎng)min，輔助解擾依據(jù)經(jīng)傳輸消息中添加的附帶信息Ysub在傳輸消息的輔助加擾中使用的至少1個(gè)信息參數(shù)Lmin，必要時(shí)還有另一參數(shù)P，在規(guī)定的每一區(qū)間生成將中間解擾消息Y’的各信息數(shù)據(jù)中長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定部位P的所述Lmin的位串置換為相同長(zhǎng)度的連續(xù)位串Rne的信息數(shù)據(jù)，并將這些信息數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息序列X’作為最后數(shù)據(jù)輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輔助解擾裝置，其特征在于，明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輔助解擾裝置，其特征在于，連續(xù)位串Rne在明碼信息序列X由采用2S補(bǔ)碼書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成的情況下，是與極性位相同極性的位的連續(xù)位串。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輔助解擾裝置，其特征在于，連續(xù)位串Rne在明碼信息序列X由采用偏移二進(jìn)制碼形式書(shū)寫(xiě)的數(shù)據(jù)構(gòu)成的情況下，是使極性位反轉(zhuǎn)的連續(xù)位串。
全文摘要
本發(fā)明是提供提高線(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)的加擾強(qiáng)度的輔助加擾/解擾方法及裝置的發(fā)明,將數(shù)據(jù)劃分為規(guī)定的時(shí)間段求行程的最小值作為附帶信息,同時(shí)將行程部分置換為任意不可逆的隨機(jī)數(shù)據(jù)串。用主加擾裝置對(duì)該數(shù)據(jù)串進(jìn)行處理,得到傳輸數(shù)據(jù)。解擾則在主解擾后取出附帶信息,以此為依據(jù)將隨機(jī)數(shù)據(jù)串置換為規(guī)定的“0”或“1”的行程。利用這種輔助加擾、解擾方法及裝置能夠?qū)⒕€(xiàn)性PCM數(shù)據(jù)的加擾力度提高到與壓縮視頻數(shù)據(jù)相同或更高。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1256831SQ9980024
公開(kāi)日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月13日
發(fā)明者江島直樹(shù) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社