CN102164319A - 传输码流ts的安全传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了传输码流TS的安全传输方法和装置，其中，该方法应用于数字电视广播***的接收端；包括：所述接收端中的第一设备接收到TS后，使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述接收端中的第二设备；所述第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。采用本发明，能够保护TS传输的安全性。

Description

传输码流TS的安全传输方法和装置
技术领域
本发明涉及数字电视技术，特别涉及传输码流(TS：Transport Stream)的安全传输方法和装置。
背景技术
数字影视压缩标准(MPEG)是运动图像专家组制定的一系列使运动图象压缩的国际标准，其在数字电视、CD、DVD、视频点播等领域得到了广泛的应用。MPEG规定了可以在有噪信道中进行远距离传输的TS。所谓TS是具有共同时间基准或具有独立时间基准的一个或多个节目基本流组合而成的单一的数据流，它承载待传输的MPEG数据流。
目前，用于传输TS的标准基带传输接口主要有两种：一种为同步并行接口(SPI：Synchronous Parallel Interface)，另一种为同步串行接口(SSI：SynchronousSerial Interface)。为了便于传输TS，现有的MEPG解码芯片、MPEG编码芯片等都带有标准的SPI和/或SSI。
在数字电视应用中，为了确保有线电视增值业务的正常收益，现有技术提出了有条件接收(CA)。该CA是一种技术手段，其可通过有条件接收***(CAS)实现，目的是只允许被授权的用户终端收看对应的TS，而未经授权的用户终端无法接收到该TS。为了达到该目的，需要在TS发送到用户端之前，对该TS进行CA加密，当被CA加密的TS到达用户终端时，利用被授权时告知的解密密钥对该TS进行CA解扰，之后再进行视频解码并最终提供视频给用户。
目前，CA解扰的方案主要为：CA片内集成方案，即设置CA解扰与视频解码在同一个主芯片中，这是目前机顶盒的主要形态之一。在该方案中，加扰的TS进入该主芯片后，就不会再以透明的形式输出，保证了TS的安全性。但是，这种方案无法兼容不同的运营商。比如，在北京能够正常使用的主芯片，但是，到达上海后，由于运营商不同会导致该主芯片不能被正常使用。
为了解决上述问题，现有技术又提出了以下两种方案：
一种方案为机卡分离方案，该方案主要包括：加密的TS通过接口传输到一个专用的带有CA解扰功能的CA卡，CA卡对接收的TS进行解扰之后通过机卡分离接口返回给视频解码芯片进行视频解码，以便最终提供视频给用户。该方案是数字电视一体机的主要形态。但是，在这种方案中，机卡分离接口中传输的TS是透明、且不加保护的，换言之，CA卡和视频解码芯片之间的TS是透明、不加保护的。
另一种方案为CA板级集成方案，该方案主要是将负责TS解扰的CA解扰芯片和视频解码芯片设置在用户终端的PCB电路板上，当CA解扰芯片对接收的TS进行CA解扰后得到透明的TS，并把该透明的TS送给视频解码芯片进行视频解码，以便最终提供视频给用户。该方案也是机顶盒和数字电视一体机的主要形态。但是，在这种方案中，解扰芯片和解码芯片之间传输的TS是透明、不加保护的。
通常，当两个设备之间传输的TS是透明的，那么该传输的TS就可被复制，如此，盗版者可以通过一定的技术手段录制下该TS对应的节目，甚至，通过将透明流与加密流进行对比，实时破解出TS加扰密钥。因此，可以看出上述两种方案严重印象了TS传输的安全性。
发明内容
本发明提供了传输码流TS的安全传输方法和装置，以便保护TS传输的安全性。
一种传输码流TS的安全传输方法，该方法应用于数字电视广播***的接收端；包括：
所述接收端中的第一设备接收到TS后，使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述接收端中的第二设备；
所述第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
一种传输码流TS的安全传输装置，包括：第一设备和第二设备；其中，
所述第一设备，用于接收到TS后，使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述第二设备；
所述第二设备，用于接收到所述第一设备发送的TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
由以上技术方案可以看出，本发明中，第一设备接收到TS后，使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至第二设备；所述第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用对应所述加密算法的解密算法对该接收的TS进行解密，之后，即可对解密后的TS执行相应的操作，比如对所述解密后的TS进行视频解码，以提供解码后的视频。也就是说，本发明在接收端接收到TS后，进一步对该TS进行加密，这保证了TS流安全到达用于视频解码的芯片，防止设备之间传输TS透明流。
附图说明
图1是本发明提供的基本流程图；
图2为本发明提供的实施例1的实现流程图；
图3为本发明提供的实施例2的实现流程图；
图4为本发明实施例提供的基本装置结构图；
图5为本发明提供的第一装置详细结构图；
图6为本发明提供的第二装置详细结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的方法主要应用于数字电视广播***的接收端，如图1所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤101，接收端中的第一设备接收到TS后，使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述接收端中的第二设备。
步骤102，第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
作为本发明实施例的一种实现形式，步骤101中的加密算法和步骤102中的解密算法为事先约定或者通过其他方式配置而成的，本发明实施例并不具体限定。
至于步骤101和步骤102中的密钥其可为第一设备和第二设备使用密钥协商机制确定。下面通过两个具体实施例进行描述。
实施例1：
本实施例1为图1所示的方法应用于CA板级集成方案场景的实施例，基于此，图1中的第一设备可为带有TS流连接保护的芯片或者功能单元，其与数字有线广播电视调节器(DVBC TUNNER)的TS输出端口连接。相应地，图1中的第二设备可为MPEG解码芯片。下面通过图2进行详细描述。
参见图2，图2为本发明提供的实施例1的实现流程图。如图2所示，该流程可包括以下步骤：
步骤201，第一设备接收DVBC TUNNER通过TS输出端口传输的TS。
步骤202，第一设备对接收的TS进行透明处理，得到TS透明流。
考虑到TS传输的安全性，通常，DVBC TUNNER向第一设备发送的TS都被加密。基于此，本步骤202中，对TS进行透明处理就是对TS进行解密处理。优选地，如果第一设备接收的TS是多个视频流的复用，则本步骤202中的对TS进行透明处理包括：对接收的TS先进行解复用，针对解复用后得到的TS进行解密处理。
步骤203，第一设备使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对步骤202中的TS透明流进行加密。
本步骤203中的密钥可为第二设备即MPEG解码芯片在执行本步骤203之前通过CPU总线(BUS)写入至所述第一设备的。该密钥可由MPEG解码芯片内部的CPU随机产生。
步骤204，第一设备发送加密后的TS给第二设备即MPEG解码芯片。
优选地，本实施例中，可在第一设备和MPEG解码芯片之间设置TS输出接口，即，第一设备和MPEG解码芯片之间通过该设置的TS输出接口连接，基于此，本步骤204中，第一设备可通过该设置的TS输出接口发送加密后的TS给MPEG解码芯片。
步骤205，MPEG解码芯片使用所述密钥，并与所述加密算法对应的解密算法对接收的TS进行解密。
由于步骤203中的密钥为第二设备即MPEG解码芯片自身通过CPU总线(BUS)写入至第一设备的，因此，执行到本步骤205时，MPEG解码芯片很容易确定出该与加密算法对应的解密算法所用的密钥，进而根据该确定的密钥以及与所述加密算法对应的解密算法执行解密操作。
之后，MPEG解码芯片可对解密后的TS进行相应的操作，比如对解密后的TS进行视频解码，以提供解码后的视频，本发明实施例并不具体限定。
至此，通过上述步骤201至步骤205实现了本实施例1的流程。
实施例2：
本实施例2为图1所示的方法应用于CA板级集成方案场景的实施例，基于此，图1中的第一设备为带有TS流连接保护的芯片或者功能单元，具体可为机卡分离卡端，相应地，图1中的第二设备可包括机卡分离主机端和MPEG解码芯片，其中，机卡分离主机端与DVBC TUNNER的TS输出端口连接，并通过机卡分离接口连接机卡分离卡端。下面通过图3进行详细描述。
参见图3，图3为本发明提供的实施例2的实现流程图。如图3所示，该流程可包括以下步骤：
步骤301，机卡分离主机端接收DVBC TUNNER通过TS输出端口传输的TS。
步骤302，机卡分离主机端将接收的TS对该接收的TS进行逻辑处理，并将完成处理后的TS通过机卡分离接口发送至机卡分离卡端。
本步骤302中的逻辑处理具体实现时可包括解复用处理等。
步骤303，机卡分离卡端对接收的TS进行透明处理，得到TS透明流。
考虑到TS传输的安全性，通常，DVBC TUNNER向机卡分离主机端发送的TS都被加密。基于此，本步骤303中的透明处理实质为解密处理。
步骤304，机卡分离卡端使用已与MPEG解码芯片协商的密钥，并利用已确定的加密算法对步骤303中的TS透明流进行加密，在完成加密处理后发送加密后的TS给所述机卡分离主机端。
本步骤304中的密钥为第二设备中的MPEG解码芯片通过CPU总线先写入至机卡分离主机端，由所述机卡分离主机端通过所述机卡分离接口发送给所述机卡分离卡端的，其可由MPEG解码芯片内部的CPU随机产生。
步骤305，机卡分离主机端将所述机卡分离卡端加密后的TS发送给MPEG解码芯片。
优选地，本实施例中，可在机卡分离主机端和MPEG解码芯片之间设置TS输出接口，即机卡分离主机端和MPEG解码芯片通过该设置的TS输出接口连接，基于此，本步骤305中，机卡分离主机端可通过该设置的TS输出接口发送加密后的TS给MPEG解码芯片。
步骤306与步骤205类似，这里不再赘述。
至此，通过上述步骤301至步骤306实现了本实施例2的流程。
需要说明的是，上述实施例1和实施例2中的加密算法和解密算法在具体实现时均可采用数字电视(DVB)通用加扰算法(CSA：Common ScramblingAlgorithm)，数据加密标准算法(DES：Data Encrypt Standard)、三重数据加密标准算法(3-DES：Triple Data Encrypt Standard)、或者高级加密算法(AES：Advanced Encryption Standard)等，本发明实施例并不具体限定。
以上对本发明实施例提供的方法进行了描述，下面对本发明实施例提供的装置进行描述。
参见图4，图4为本发明实施例提供的基本装置结构图。该装置对应图1所示方法，如图4所示，该装置可包括：第一设备401和第二设备402。
其中，第一设备401，用于接收到TS后，使用已与第二设备402协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至第二设备402；
第二设备402，用于接收到第一设备401发送的TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
本实施例中，所述密钥由第一设备401与第二设备402通过使用密钥协商机制协商确定。
至此，完成图4所示的装置的描述。
为使本发明提供的装置更加清楚，下面对该装置进行详细描述。
参见图5，图5为本发明提供的第一装置详细结构图。该装置应用于CA板级集成方案场景，与图2所示的方法对应，具体实现时可包括：第一设备501和第二设备502。
优选地，本实施例中，第一设备501可包括：第一透明处理模块5011、第一加扰模块5012和第一输出模块5013。
其中，第一透明处理模块5011用于对接收的TS进行透明处理得到TS透明流；这里，第一透明处理模块5011可接收外部比如DVBC TUUNNER发送的TS。
第一加扰模块5012与第二设备502相连，用于使用已与第二设备502协商的密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密；
第一输出模块5013用于输出加密后的TS透明流给第二设备502。
第二设备502用于使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对接收的TS进行解密。优选地，第二设备502可为MPEG解码芯片，图5所示的装置以第二设备502为MPEG解码芯片为例示出的。基于此，该MPEG解码芯片可通过CPU BUS与第一加扰模块5012相连，具体如图5所示，以便通过CPU BUS写入加密算法所用的密钥至第一加扰模块5012。
以上对图5所示的装置进行了描述。
参见图6，图6为本发明提供的第二装置详细结构图。该装置应用于机卡分离方案场景，与图3所示的方法对应。具体实现时可包括：第一设备601和第二设备602。
优选地，本实施例中，第一设备601可为机卡分离卡端；相应地，第二设备602可包括机卡分离主机端和MPEG解码芯片。其中，机卡分离主机端与机卡分离卡端通过机卡分离接口连接。
优选地，本实施例中，机卡分离主机端可与外部的DVBC TUNNER相连，用于接收DVBC TUNNER发送的TS。
优选地，本实施例中，如图6所示，机卡分离卡端可包括：与第二机卡分离接口控制模块6022通过机卡分离接口相连的第一机卡分离接口控制模块6011、第二透明处理模块6012和第二加扰模块6013。
机卡分离主机端可包括：逻辑处理模块6021、第二机卡分离接口控制模块6022和第二输出模块6023。
其中，逻辑处理模块6021用于对接收的TS进行逻辑处理，并将完成处理后的TS发送给第二机卡分离接口控制模块6022；
第二机卡分离接口控制模块6022用于通过机卡分离接口将来自逻辑处理模块6021的TS发送至第一机卡分离接口控制模块6011；以及接收第一机卡分离接口控制模块6011发送的TS；
第二输出模块6023用于将第二机卡分离接口控制模块6022接收的来自第一机卡分离接口控制模块6011发送的TS输出给MPEG解码芯片；
第一机卡分离接口控制模块6011用于将接收的第二机卡分离接口控制模块6022发送的TS传输给第二透明处理模块6012；
第二透明处理模块6012用于对接收的TS进行透明处理，得到TS透明流；
第二加扰模块6013用于使用密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密，该密钥为MPEG解码芯片先写入至第二机卡分离接口控制模块6022，由第二机卡分离接口控制模块6022通过所述机卡分离接口发送给第一机卡分离接口控制模块6011，最后由第一机卡分离接口控制模块6011发送给第二加扰模块60123的。优选地，MPEG解码芯片可通过CPU BUS写入至第二机卡分离接口控制模块6022，具体见图6。
MPEG解码芯片接收第二输出模块6023输出的TS，使用第二加扰模块6013所使用的密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
以上对图6所示的装置进行了描述。
需要说明的是，本实施例中，涉及到TS流传输的接口，机卡分离主机端和卡端的数据接口，MPEG解码芯片的与机卡分离主机端的TS流接口都在本发明所提出的TS流连接保护技术的保护下。
由以上技术方案可以看出，本发明中，第一设备接收到TS后，使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至第二设备；所述第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用对应所述加密算法的解密算法对该接收的TS进行解密。也就是说，本发明在接收端接收到TS后，进一步对该TS进行加密，这保证了TS流安全到达用于视频解码的芯片，防止设备之间传输TS透明流。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种传输码流TS的安全传输方法，该方法应用于数字电视广播***的接收端；其特征在于，该方法包括：
所述接收端中的第一设备接收到TS后，使用已与所述接收端中的第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述接收端中的第二设备；
所述第二设备接收到所述TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于CA板级集成方案场景；所述第一设备使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密包括：
所述第一设备对接收的TS进行透明处理得到TS透明流；
所述第一设备使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二设备为数字影视压缩标准MPEG解码芯片；
所述第一设备与第二设备协商密钥包括：
所述MPEG解码芯片写入所述密钥至所述第一设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于机卡分离方案场景；
所述第一设备为机卡分离卡端；
所述第一设备使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密包括：
所述机卡分离卡端对接收的TS进行透明处理，得到TS透明流；
所述机卡分离卡端使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二设备包含机卡分离主机端和MPEG解码芯片；所述机卡分离主机端与所述机卡分离卡端通过机卡分离接口连接；
所述机卡分离卡端接收的TS为所述机卡分离主机端通过机卡分离接口发送的TS；
所述机卡分离卡端通过所述机卡分离接口发送的加密后的TS至所述机卡分离主机端，所述机卡分离主机端输出加密后的TS至MPEG解码芯片；
所述MPEG解码芯片使用密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设备与第二设备协商密钥包括：
所述MPEG解码芯片写入所述密钥至所述机卡分离主机端，由所述机卡分离主机端通过所述机卡分离接口发送给所述机卡分离卡端。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加密算法和解密算法均采用数字电视通用加扰算法(DVB CSA)。
8.一种传输码流TS的安全传输装置，其特征在于，该装置包括：第一设备和第二设备；其中，
所述第一设备，用于接收到TS后，使用已与所述第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对接收的TS进行加密，发送加密后的TS至所述第二设备；
所述第二设备，用于接收到所述第一设备发送的TS后，使用所述密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置应用于CA板级集成方案场景；
所述第一设备包括：第一透明处理模块、第一加扰模块和第一输出模块；
所述第一透明处理模块用于对接收的TS进行透明处理得到TS透明流；
所述第一加扰模块用于使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密；
所述第一输出模块用于输出加密后的TS透明流给所述第二设备。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二设备为数字影视压缩标准MPEG解码芯片，其与所述第一加扰模块通过CPU总线BUS相连；
所述密钥为所述MPEG解码芯片写入至所述第一加扰模块的。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置应用于机卡分离方案场景；
所述第一设备为机卡分离卡端，包括：
第二透明处理模块，用于对接收的TS进行透明处理，得到TS透明流；
第二加扰模块，用于使用已与第二设备协商的密钥，并利用已确定的加密算法对所述TS透明流进行加密；
第一机卡分离接口控制模块，用于发送加密后的TS给所述第二设备。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二设备包含机卡分离主机端和MPEG解码芯片；所述机卡分离主机端与所述机卡分离卡端通过机卡分离接口连接；
所述机卡分离主机端包括：
逻辑处理模块，用于对接收的TS进行逻辑处理，并将完成处理后的TS发送给第二机卡分离接口控制模块；
第二机卡分离接口控制模块，通过机卡分离接口与所述第一机卡分离接口控制模块相连，用于通过机卡分离接口将来自所述逻辑处理模块的TS发送至第一机卡分离接口控制模块，以使所述第一机卡分离接口控制模块将接收的TS发送给第二透明处理模块进行透明处理操作；以及，接收所述第一机卡分离接口控制模块发送的TS；
第二输出模块，用于将所述第二机卡分离接口控制模块接收的来自第一机卡分离接口控制模块发送的TS输出给所述MPEG解码芯片；
所述MPEG解码芯片接收所述第二输出模块输出的TS；使用所述第二解加扰模块所使用的密钥，并利用与所述加密算法对应的解密算法对该接收的TS进行解密；
其中，所述第二解加扰模块所使用的密钥由所述MPEG解码芯片写入至所述第二机卡分离接口控制模块，由所述第二机卡分离接口控制模块通过所述机卡分离接口发送给所述第一机卡分离接口控制模块，最后由所述第一机卡分离接口控制模块发送给所述第二加扰模块的。
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