CN101651549B - 多媒体广播***、安全播放多媒体广播内容的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多媒体广播***、安全播放多媒体广播内容的方法及***，特别涉及一种安全播放多媒体广播内容的终端***，其包括加密相关消息提取模块以及信道与复用控制信息解密模块。加密相关消息提取模块用于自接收的广播信息中提取一加密相关消息以及一信道与复用控制信息密文。信道与复用控制信息解密模块，耦接于所述加密相关消息提取模块，并依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得一信道与复用控制信息。本发明可通过加密信道与复用控制信息，防止非法内容的接收和播出。

Description

多媒体广播***、安全播放多媒体广播内容的方法及***

技术领域

本发明涉及一种多媒体广播***及方法，尤其涉及在移动多媒体广播***中实现安全广播的方法与***。

背景技术

广播***，特别是给移动式终端或手机使用的多媒体广播***，近年来已经越来越普遍地应用在各种领域当中。这些多媒体广播***一般包括了基本的运营业务与增值的运营业务。比方说是电视广播、声音广播、电子业务指南与紧急广播可算是基本的多媒体运营业务。而实时与/或非实时的数据广播业务，如网络影音广播与金融、交通及政令广播，也都是多媒体广播***的运营业务。

然而，广播***在得到广泛应用的同时，其安全性的问题也进一步的凸显了出来。例如，如何防止非法人员通过控制有线、无线或卫星等传输网络***非法的广播内容。目前解决上述问题的通常做法是在广播信号中***特殊标志；或者，对被播放的内容进行数字签名，并将其***至广播信号中。前者无法保证安全性，而后者虽然通过上述方法可以基本解决广播内容的安全性问题，但是需要对现在的广播***及接收端进行较大的改进，而且由于涉及到大量的数字签名操作，对广播***的数据处理能力也有较高的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种增强多媒体广播***的安全性的方法与***。

本发明提供一种安全播放多媒体广播内容的方法，适用于一基于帧结构的广播***。其中所述帧结构用于承载所述广播***的信道与复用控制信息以及多媒体广播内容。该方法包括：接收所述信道与复用控制信息；加密所述信道与复用控制信息以产生信道与复用控制信息密文；以及将所述信道与复用控制信息密文代替所述信道与复用控制信息放入所述多媒体广播***的帧中与所述多媒体广播内容一起传输。

本发明又提供一种安全播放多媒体广播内容的方法，适用于一基于帧结构的广播***。其中所述帧结构用于承载所述广播***的信道与复用控制信息以及多媒体广播内容。该方法包括：自接收的帧的内容中提取一信道与复用控制信息密文以及一加密相关消息；依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密以获得信道与复用控制信息；以及利用所述信道与复用控制信息对所述广播内容进行解调制与解复用操作，以正常播放所述多媒体广播内容。

本发明提供一种安全播放多媒体广播内容的终端***，其包括加密相关消息提取模块以及信道与复用控制信息解密模块。加密相关消息提取模块用于自接收的广播信息中提取一加密相关消息以及一信道与复用控制信息密文。信道与复用控制信息解密模块，耦接于所述加密相关消息提取模块，并依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得一信道与复用控制信息。

本发明还提供一种多媒体广播***，其包括前端***、广播信道以及终端***。前端***用于提供多媒体广播内容，产生所述多媒体广播***的信道与复用控制信息密文以及加密相关消息。广播信道耦接于所述前端***以传输所述多媒体广播内容、加密相关消息以及信道与复用控制信息密文。终端***，耦接于所述广播信道，包括加密相关消息提取模块，用于自接收的广播信息中提取所述加密相关消息以及所述信道与复用控制信息密文；以及信道与复用控制信息解密模块，耦接于所述加密相关消息提取模块，并依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得一信道与复用控制信息。

本发明可通过加密信道与复用控制信息，防止非法内容的接收和播出，从而增强终端控制能力，提高非授权终端的技术难度。

附图说明

图1显示的是一种用于多媒体广播内容的传输帧(TF)的结构示意图；

图2显示的是实现本发明一实施例的安全广播***的结构框图；

图3显示的是本发明一实施例的安全广播***的控制加密***的分层模型的示意图；

图4显示的是图2所示本发明一实施例的安全广播***的详细结构框图；

图5显示的是本发明的安全广播***的前端的流程图；以及

图6显示的是本发明的安全广播***的终端的流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，详细说明如下。

本发明提出的安全广播***与方法，采用对每一个帧结构(传输帧)所承载的信道与复用控制信息进行加密的处理方式，产生一加密相关消息，并将该加密相关消息按一定的时间间隔***到安全广播***的广播信道的传输帧中。同时，在终端设有相应的加密相关消息提取单元和信道与复用控制信息解密单元，使得移动多媒体广播运营商可针对终端制造商进行授权，使得只有授权终端设备能够接收多媒体业务。由于仅需要对传输帧所承载的信道与复用控制信息进行加密，而与作为业务信息传输的多媒体广播内容无关，且不会在关键路径上加入新的模块，因此，对现有设备和***无需大的改动。

图1显示的是一种用于多媒体广播内容的传输帧(TF)的结构，TF可包括多个复用帧(MF0至MFn)，每个复用帧均包括复用帧头、复用帧净荷及填充单元，如：复用帧MF0包括复用帧头MFH0、复用帧净荷MFP0及填充单元MFS0，复用帧MFi包括复用帧头MFHi、复用帧净荷MFPi及填充单元MFSi，其余复用帧的结构以此类推。

多媒体广播的信道与复用控制信息一般存储在第0个复用帧(MF0)的控制信息表(CIT0至CITk-1)中，而具体的多媒体广播内容则存储在其余复用帧中。举例来说，本实施的控制信息表可以包括网络信息表、持续业务复用配置表、持续业务配置表、短时间业务复用配置表以及短时间业务配置表。如本领域一般技术人员所了解的，上述控制信息表中包含了广播信道的控制信息以及用于复用或解复用操作的复用控制信息，终端若需要正常播放广播内容，必须使用控制信息表中的信道与复用控制信息来解调制和解复用前端发送的广播信息。本发明所产生的加密相关消息，可作为一种特殊的控制信息表在复用帧MF0中进行传输，如放在第h个控制信息表CITh中，也可通过其他复用帧进行传输，如放在复用帧净荷MFPi的复用子帧SMFi中。

图2显示的是实现本发明一实施例的安全广播***的结构图。本发明所述加密相关消息在安全广播***中进行传输，该安全广播***100包括前端***1、终端***2及广播信道3三个组成部分，前端***1包括安全广播前端子***10、广播管理模块30、内容制作与处理模块50、复用***70及信道调制模块90，终端***2包括安全广播终端子***20、解复用***40及信道解调模块60。

安全广播前端子***10包括密钥控制模块101、信道与复用控制信息加密模块102、加密相关消息产生模块103及复用***接口104。

密钥控制模块101提供一设备密钥(DK)，并将该设备密钥发送给信道与复用控制信息加密模块102。设备密钥由***运营商生成和分发给安全广播***100的前端***1的密钥控制模块101以及各个被授权的终端***2。

信道与复用控制信息加密模块102通过复用***接口104接收复用***70发送的信道与复用控制信息，例如图1所示的各个控制信息表CIT0至CITk-1，并通过随机产生的控制密钥(CK)对上述信道与复用控制信息进行加密处理，以产生信道与复用控制信息密文。信道与复用控制信息加密模块102将信道与复用控制信息的密文通过复用***接口104发送给复用***70。同时，使用设备密钥对控制密钥进行加密处理，以产生控制密钥密文，并将其发送至加密相关消息产生模块103。

加密相关消息产生模块103将信道与复用控制信息加密模块102发出的控制密钥密文以一定的格式封装为加密相关消息，并将加密相关消息通过复用***接口104传输给复用***70。于另一实施例中，加密相关消息中还可以包含标识产生该加密相关消息时所使用的算法类型的算法标识，以及用于增强安全性的加密参数，比如初始向量。

广播管理模块30用于进行***参数设置、密钥管理和***监管。内容制作与处理模块50通过复用***70、信道调制模块90及广播信道3将多媒体广播内容发送至终端***2。

复用***70接收广播内容、加密相关消息及信道与复用控制信息的密文，并按一定复用规则在信道中周期性***该加密相关消息，且通过信道调制模块90及广播信道3发送至终端***2。需要说明的是，信道与复用控制信息密文将替代未加密处理的信道与复用控制信息放在复用帧净荷MFP0中传输。

信道调制模块90对复用***70输出的复用帧进行调制操作，以将广播内容通过广播信道3传输至各个被授权的终端***2。

在终端***2，信道解调模块60接收前端***1传送的信道码流，并对其进行解调后发送给安全广播终端子***20。

安全广播终端子***20包括加密相关消息提取模块201以及信道与复用控制信息解密模块202。

加密相关消息提取模块201接收解调后的广播内容，并提取其中的加密相关消息和信道与复用控制信息的密文发送给信道与复用控制信息解密模块202。

控制信息解密模块202利用加密相关消息对信道与复用控制信息的密文进行解密，并将解密后的信道与复用控制信息中的复用控制信息和信道控制信息分别发送给解复用***40与信道解调模块60。

于本实施例中，安全广播***中使用两类密钥：控制密钥(CK)和设备密钥(DK)。

设备密钥DK用来对控制密钥CK进行加密，以产生控制密钥密文，并将该控制密钥密文封装在加密相关消息中，通过广播传输给安全广播终端子***20。设备密钥DK具备较高的安全强度，一般由运营管理机构离线生成及分发，并由终端制造商安全的写入终端设备。设备密钥DK一般不进行更新，但是终端制造商也可通过升级固件等自行进行更新。控制密钥CK由安全广播前端子***10周期性动态生成，用于对信道的控制信息进行加密，并由设备密钥DK加密后通过广播信道分发。

图3显示的是本发明安全广播***的控制加密***的分层模型的示意图，以使用不同生命周期的密钥对加密相关消息进行分层保护，即，使用***管理层L1、授权控制层L2及加密层L3在安全广播***中进行逐层进行保护。

***管理层L1实现设备密钥DK在安全广播***100中的预置。在步骤S10中，运营商按一定策略生成/分发设备密钥DK，授权厂商将运营商分发的设备密钥DK预置在其制造的终端***2中(步骤S11)。

授权控制层L2实现加密相关消息从前端***1到终端***2的安全传输。在步骤S20中，前端***1利用步骤S10提供的设备密钥DK对控制密钥CK进行加密，并将控制密钥密文封装在加密相关消息中，通过广播传输给终端***2。在步骤S21，终端***2利用授权厂商预置的设备密钥DK对控制密钥密文进行解密获得控制密钥CK。

加密层L3实现信道与复用控制信息从前端***1到终端***2的安全传输。步骤S30中，前端***1使用控制密钥CK对信道与复用控制信息加密，信道与复用控制信息密文将替代未加密处理的信道与复用控制信息封装在信道复用帧中，通过广播信道3传输给终端***2。在步骤S31中，终端***2利用步骤S21获得的控制密钥CK解密信道与复用控制信息密文后得到信道与复用控制信息，从而进行后续广播接收操作。

结合图2与图3可知，图3的步骤S10、S20以及S30均由安全广播前端子***10执行，而步骤S11、S21以及S31由安全广播终端子***20来执行。

图4显示的是本发明实施例的安全广播***100的详细结构框图。密钥控制模块101提供设备密钥DK，并将该设备密钥DK发送给给信道与复用控制信息加密模块102。

信道与复用控制信息加密模块102包括第一加密单元1021、控制密钥产生单元1022、设备密钥存储单元1023及第二加密单元1024。

控制密钥产生单元1022周期性生成控制密钥CK并将其传送给第一加密单元1021及第二加密单元1024。第二加密单元1024接收控制密钥CK，并利用控制密钥CK对通过复用***接口104接收的信道与复用控制信息，例如图1所示的网络信息表、持续业务复用配置表、持续业务配置表、短时间业务复用配置表以及短时间业务配置表，进行加密处理。加密算法可采用AES-128-CTR算法，然后将加密后产生信道与复用控制信息密文发送给复用***接口104。这样一来，包含上述信道与复用控制信息的控制信息表将以密文的形式置于复用帧MF0中。

设备密钥存储单元1023接收并存储密钥控制模块101发送的设备密钥DK，并将此设备密钥DK发送给第一加密单元1021。第一加密单元1021接收设备密钥DK及第二加密单元1024产生的控制密钥CK，并利用设备密钥DK对控制密钥CK进行加密，加密算法可为RFC 3394定义的密钥封装算法，以产生控制密钥密文。然后，第一加密单元1021将该控制密钥密文发送给加密相关消息产生模块103。

加密相关消息产生模块103将控制密钥密文、标识产生该加密相关消息时所使用的算法类型的算法标识，以及用于增强安全性的加密参数以一定的格式封装为加密相关消息，并将加密相关消息通过复用***接口104传输给复用***70。

在终端***2，信道解调模块60接收来自广播信道3的广播信息，并将其发送给安全广播终端子***20。

加密相关消息提取模块201接收来自信道解调模块60传送的广播信息，并从中提取出信道与复用控制信息密文以及包含于加密相关消息中的控制密钥密文，并发送至控制信息解密模块202。

控制信息解密模块202包括设备密钥存储单元2021、第一解密单元2022、第二解密单元2023、解复用接口单元2024及解调制接口单元2025。

第一解密单元2022接收控制密钥密文及设备密钥存储单元2021发送的设备密钥DK对接收的控制密钥密文进行解密，并将解密后得到的控制密钥CK发送给第二解密单元2023。第二解密单元2023接收控制密钥CK及信道与复用控制信息密文，并采用控制密钥CK对信道与复用控制信息密文进行解密，以获得解密后的信道与复用控制信息。第二解密单元2023将信道与复用控制信息发送给解复用接口单元2024及解调制接口单元2025，以进行相应的解调和解复用处理，该解调及解复用处理后的信息则分别发送至信道解调模块60及解复用***40。

以下将结合图5以及图6描述本发明一实施例产生并传输加密相关消息、以及验证加密相关消息的流程。

如图5所示，在安全广播***开始操作后，执行步骤S501，安全广播前端子***10首先接收信道与复用控制信息。在步骤S503，安全广播前端子***10产生控制密钥CK。然后，如步骤S505所示，信道与复用控制信息加密模块102使用控制密钥CK对信道与复用控制信息进行加密操作，以产生信道与复用控制信息密文。在步骤S507中，信道与复用控制信息加密模块102使用设备密钥DK加密控制密钥CK。接下来，如步骤S509所示，加密相关消息产生模块103对控制密钥密文以及其它相关的加密参数进行封装以产生加密相关消息。然后，如步骤S511所示，将加密相关消息与信道与复用控制信息密文以及其它广播内容按照一定规则复用以及调制，以通过广播信道3发送给终端***2。

如图6所示，首先，在步骤S601中，加密消息提取模块201接收信道解调模块60发送的广播信息，并从中提取信道与复用控制信息密文以及加密相关消息；然后，执行步骤S603，依据终端存储的设备密钥对加密相关消息中的控制密钥密文进行解密，以获得控制密钥CK。在步骤S605中，利用控制密钥CK解密信道与复用控制信息密文，以获得信道与复用控制信息的明文。然后，执行步骤S607，利用信道与复用控制信息进行解复用和解调制操作。在步骤S609中，终端3得以顺利播放进行过解调制和解复用操作的广播内容。

需要说明的是，以上的描述中均为控制密钥密文以及信道与复用控制信息密文同时发送到终端***3的情形，然而，在实际应用中，并非在每个传输帧中都包含控制密钥密文以及信道与复用控制信息密文。一般来说，终端***3仅需要在最开始收到广播内容时对信道和复用控制信息密文进行解密操作，在后续的播放过程中只有信道与复用控制信息发生了变化，才需要再次进行解密操作。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (17)

1.一种安全播放多媒体广播内容的方法，适用于一基于帧结构的广播***，其中所述帧结构用于承载所述广播***的信道与复用控制信息以及多媒体广播内容，其特征在于，包括：

接收所述信道与复用控制信息；

加密所述信道与复用控制信息以产生信道与复用控制信息密文；以及

将所述信道与复用控制信息密文代替所述信道与复用控制信息放入所述多媒体广播***的帧中与所述多媒体广播内容一起传输；

其中，所述信道与复用控制信息指信道控制信息与复用控制信息。

2.根据权利要求1所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，包括：

随机产生一控制密钥；以及

利用所述控制密钥加密所述信道与复用控制信息。

3.根据权利要求2所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，包括：

提供一设备密钥；以及

利用所述设备密钥加密所述控制密钥以产生控制密钥密文。

4.根据权利要求3所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，包括：依据所述控制密钥密文产生一加密相关消息，并将所述加密相关消息***所述传输帧中传输。

5.根据权利要求4所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，所述加密相关消息还包括标识加密时所使用的算法类型的算法标识，以及用于增强安全性的加密参数。

6.一种安全播放多媒体广播内容的方法，适用于一基于帧结构的广播***，其中所述帧结构用于承载所述广播***的信道与复用控制信息以及多媒体广播内容，其特征在于，包括：

自接收的帧的内容中提取一信道与复用控制信息密文以及一加密相关消息；

依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密以获得信道与复用控制信息；以及

利用所述信道与复用控制信息对所述广播内容进行解调制与解复用操作，以正常播放所述多媒体广播内容；

其中，所述信道与复用控制信息指信道控制信息与复用控制信息。

7.根据权利要求6所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，包括：

自所述加密相关消息中解析出一控制密钥密文；

利用一设备密钥解密所述控制密钥密文以获得一控制密钥；以及

利用所述控制密钥解密所述信道与复用控制信息密文。

8.根据权利要求7所述的安全播放多媒体广播内容的方法，其特征在于，所述设备密钥预置于所述广播***的终端中。

9.一种安全播放多媒体广播内容的终端***，其特征在于，包括：

加密相关消息提取模块，用于自接收的广播信息中提取一加密相关消息以及一信道与复用控制信息密文；以及

信道与复用控制信息解密模块，耦接于所述加密相关消息提取模块，并依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得一信道与复用控制信息；

其中，所述信道与复用控制信息指信道控制信息与复用控制信息。

10.根据权利要求9所述的安全播放多媒体广播内容的终端***，其特征在于，还包括：

解复用模块，耦接于所述信道与复用控制信息解密模块，并依据所述信道与复用控制信息中的复用控制信息对接收的所述广播信息进行解复用操作；以及

信道解调模块，耦接于所述信道与复用控制信息解密模块，并依据所述信道与复用控制信息中的信道控制信息对接收的所述广播信息进行解调制操作。

11.根据权利要求9所述的安全播放多媒体广播内容的终端***，其特征在于，所述加密相关消息包括一控制密钥密文、标识加密时所使用的算法类型的算法标识，以及用于增强安全性的加密参数。

12.根据权利要求11所述的安全播放多媒体广播内容的终端***，其特征在于，所述信道与复用控制信息解密模块包括：

设备密钥存储单元，提供一设备密钥；以及

第一解密单元，依据所述设备密钥解密所述控制密钥密文以获得一控制密钥。

13.根据权利要求12所述的安全播放多媒体广播内容的终端***，其特征在于，所述信道与复用控制信息解密模块包括第二解密单元，依据所述控制密钥对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得所述信道与复用控制信息。

14.一种多媒体广播***，其特征在于，包括：

前端***，用于提供多媒体广播内容，产生所述多媒体广播***的信道与复用控制信息密文以及加密相关消息；

广播信道，耦接于所述前端***以传输所述多媒体广播内容、加密相关消息以及信道与复用控制信息密文；以及

终端***，耦接于所述广播信道，包括：

加密相关消息提取模块，用于自接收的广播信息中提取所述加密相关消息以及所述信道与复用控制信息密文；

以及

信道与复用控制信息解密模块，耦接于所述加密相关消息提取模块，并依据所述加密相关消息对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得一信道与复用控制信息；

其中，所述信道与复用控制信息指信道控制信息与复用控制信息。

15.根据权利要求14所述的多媒体广播***，其特征在于，所述终端***还包括：

解复用模块，耦接于所述信道与复用控制信息解密模块，并依据所述信道与复用控制信息中的复用控制信息对接收的所述广播信息进行解复用操作；以及

信道解调模块，耦接于所述信道与复用控制信息解密模块，并依据所述信道与复用控制信息中的信道控制信息对接收的所述广播信息进行解调制操作。

16.根据权利要求14所述的多媒体广播***，其特征在于，所述加密相关消息包括一控制密钥密文、标识加密时所使用的算法类型的算法标识，以及用于增强安全性的加密参数。

17.根据权利要求16所述的多媒体广播***，其特征在于，所述信道与复用控制信息解密模块包括：

设备密钥存储单元，提供一设备密钥；

第一解密单元，依据所述设备密钥解密所述控制密钥密文以获得一控制密钥；以及

第二解密单元，依据所述控制密钥对所述信道与复用控制信息密文进行解密操作以获得所述信道与复用控制信息。

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