CN1265642C - 时间戳和验证时间戳在数字广播环境中有效性的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及用于时间戳数字数据的方法,包括:·确定至少包括一种业务(TSS)的业务序列(CS)的操作,每一业务根据一种方法在业务表(TSS)内选择,这种选择方法,对确定业务序列的操作(902)的每一产生给出可变的结果;·收集时间戳信息单元序列的操作(807),据此,至少一个信息单元(TSI(CS[i]))从业务序列(CS)的每个业务(CS[i])中提取,形成信息单元序列的单元,每一信息单元包括代表为当前时间戳的信息项。
Description
技术领域
本发明涉及数字电视环境中时间戳的领域。数据的时间戳是通过考虑精确时间和/或日期的信息项来标记这些数据的行为,称为时间戳。
更确切地说,本发明属于在数据广播,特别是数字电视业务的基础上,要求高安全性防止复制数据的时间戳。
一般情况下,下面所用的“业务”一词,指的是数字数据流,例如数字电视业务,或用于传输数字数据的物理或逻辑通道。
背景技术
现有技术中已经出现了各种时间戳技术,特别是在数字电视环境中的时间戳***。这种***在专利申请WO 95/15653中有描述,发明者是Lappingon,Marshall,Yamamoto,Wilson,Berkobin和Simons,申请者为Zing***公司,并于1995年6月公布。这一文件描述了一个***,其中有时间戳的两组数据分别发送给远地的单元,包括数据解码器,遥控和工作中心。在每一远地单元内,把时间戳与远地的时钟比较,记录两组数据中每组的时间戳差。把两组差进行比较,以确定其中一组是否比另一组有延时,只有无延时的组是有效的。
这种现有技术***的缺点是缺少它提供的安全性。特别是几个缺点涉及抵御某些攻击的漏洞,特别是:演播预先记录的视频流,偷盗属于别人的数据组,使用同样的一种时间戳于不同的数据。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的这些缺点。
更加确切地说,本发明的目的在于提供用于时间戳和/或用于验证时间戳有效性的***、方法和设备,它在业务的数据广播,特别是数字电视和/或无线电业务的基础上,提供数字数据时间戳的高可靠性和安全性。
安全性包括两个基本方面:完整性和不可取消性。完整性指的是不可能修改时间戳,不可取消性指的是打时间戳数据的发射机决不能引证数据是在不同于时间戳的瞬间打上时间戳的。例如,关于赌赛马,重要的是确定赌注在赛马开始之前。
当要打时间戳的事件紧密结合可信的机构发生时,打时间戳是容易的,如果发生在远程状态,它就比较复杂;如果必须用电话呼叫中心下赌注,电话接收的瞬间并不需要给事件打时间戳,因为如果需要可能有等待排队的时间;这一接收的瞬间可以与实际下赌注的瞬间不同。
本发明的目的在于允许精确地打时间戳(例如在一秒之内)。本发明的另一目的在于允许可信的机构来认证并确认这一时间戳,这样,例如,允许用户从赌博中获得奖金,或允许可信的机构来确定回答问题的实际指令。
根据这一目的,本发明提供一种用于对数字数据打时间戳的方法,它包括:
·确定业务顺序的操作包括至少一种业务,根据随机或伪随机的提取方法每种业务在业务表内选择;
·收集时间戳信息单元顺序的操作,按照此操作,至少一种信息单元从业务顺序的每一业务中提取出来,形成信息单元的顺序单元,每一信息单元包括代表当前时间戳的信息项。
这样,本发明能够确定对可能的欺诈者预先不知道的业务顺序,这一顺序包含代表时间戳的信息,该时间戳随后用于对数据打时间辍,这一顺序很难再现,预测或伪造。如果欺诈者要想扰乱该***,他必须记录几个数据流并能以完全同步的方式回放它们。如果数据流数不够大,那么这种欺诈的代价过高。
注意,业务表可以任何大小,包括其大小等于1。在这种情况下,本发明的实现就简单了(选择成为无价值的操作)。但是,对于最优化本发明的效率,需要至少有两个业务。业务数可作为需求(所要的安全水平)的函数改变。
根据特殊的特征,时间戳方法在给出可变结果的选择方法是一种随机的方法或假随机的抽取方法时是值得注意的。同样的方法可应用于有关要考虑的业务数。
这样,在本发明的这种十分先进的模式中,可能的欺诈者没有办法来预测业务的确定顺序。
根据一种特别的特征,时间戳方法在包含发送和/或接收含有业务顺序的业务数和业务表的信息的步骤。
以这样的方法,本发明方便地允许业务广播器或应用服务器通过细调业务表的业务数和业务顺序的业务数来确定内含安全的程度。
根据一种特别的特征,时间戳方法包括构建时间戳的数据组的操作,包括:
·一组信息项包括:
··数字数据;
··业务顺序的每一业务的识别符;
··时间戳信息顺序;
··信息项组中至少一个单元的签名。
根据一种特别的特征,时间戳的方法还包括收集信息签名顺序的操作,每一签名以一一对应的形式与每一时间戳信息项相连系,并标记包括时间戳的信息项和业务识别符的信息项,打时间戳的数据组还包括信息签名的顺序。
这样,本发明通过防止任何改变标记单元的签名提供了特别安全级别。
根据一种特别的特征,时间戳方法包括:
·每一时间戳信息项还包括从业务表中恢复提取询问的定义;
·时间戳方法还包括提取相应于每一检索询问定义的答案的操作。
这样,在本发明的这一先进模式中,时间戳方法的安全程度进一步增加,付诸欺诈所需的手段很难使用,并且十分昂贵,而时间戳方法本身的实现仍比较简单。
根据一种特别的特征,打时间戳的数据组还包括相应于每一检索询问的定义的回答。
根据一种特别的特征,每一时间戳信息项还包括回答的印记。
信息印记是一种摘录或摘要的信息,它是用散列技术来获得的。
这样,本发明方便地提供自己来验证时间戳,而不需要回答检索询问的先验知识,但只需要考虑一个或多个公用密钥,它方便地用来验证时间戳信息项和/或回答印记的签名。时间戳方法特别能使期望对检索询问的回答的摘要从广播器通过至收集中心。这一摘要通过用户终端传播,但期望的回答用户是不可访问的。此外,特别由于印记的存在时间戳方法仍能简单实现,印记能限制存储器的大小或需要传输期望回答的带宽。
根据一种特别的特征,时间戳方法在包括发射打时间戳的数据组。
这样,本发明方便地允许数据时间戳的验证或远程使用。
根据前面所说的目的,本发明还提出用于验证数字数据的时间戳有效性的方法。它是根据前面描述的打时间戳的方法而获得的。根据特别的特征,这一方法在执行至少一组数据的验证,该组数据可用前面描述的打时间戳的方法打上时间戳。
这样,与数据相关并与可靠的对抗任何欺诈的方法一起产生的时间戳就方便地可使用了。
根据一种特别的特征,用于验证时间戳有效性的方法包括至少一种验证该组形成部分的操作,包括:
·验证一组数据签名的操作:
·验证所需业务数的操作;
·证明每一时间戳信息项确实相应于所需业务的验证操作;
·对每一时间信息项,验证对可能请求检索询问的回答的有效性的操作;
·验证从一组时间戳数据提取的时间戳一致性的操作。
根据一种特别的特征,用于验证时间戳有效性的方法包括发送有效的数字数据的操作。
这样,验证方法方便地使它能验证每一个保证时间戳可靠性的点处于它能适用于保证足够安全的状态。验证方法特别考虑对检索询问期望回答的摘要,检索询问对于时间戳方法的用户仍然不能访问。此外,特别由于印记的存在,验证方法仍然能简单实现,印记能限制所需存储器的大小(所验证的信息痕迹并不保存在存储器中)。
本发明也涉及包括实现装置的***:
·用于广播业务的方法,每一业务包括代表时间戳的信息单元;
·打时间戳的方法和验证时间戳有效性的方法,如前面所述。
与前面同样的目的,本发明还提出用于数字数据打时间戳的设备,包括适合于实现时间戳方法和/或根据上面提到的一种方法用于验证时间戳有效性的装置。
同样,本发明提出一种对数字数据打时间戳的设备,包括:
·确定业务顺序的装置,它至少包括一种业务,每一种业务根据随机或伪随机的提取方法在业务表内选择;
·收集时间戳信息单元顺序的装置,至少从业务顺序的每一业务提取一种信息单元,以形成信息单元的顺序单元,每一信息单元包括代表当前时间戳的信息项。
同样,本发明提出用于验证数字数据时间戳有效性的设备,包括至少一种验证该组的形成部分的装置,包括:
·验证数据组签名的装置;
·验证所需业务数的装置;
·证明每一时间戳信息项确实相应于所需业务的验证装置;
·对每一时间戳信息项,验证对所需检索询问的回答的有效性的设备;
·验证从一组有时间戳的数据提取时间戳一致性的装置。
用于打时间戳和用于验证时间戳有效性的设备和***的特别特征和优点与用于打时间戳和用于验证时间戳有效性的方法相同,不再在这里重新讨论。
附图说明
本发明的其它特性和优点,在阅读了下面实施例和附图说明之后,会十分明显,实施例是以简单、非限制、直观的例子给出。
图1表示根据本发明的一个特别例,使用时间戳的多媒体数字数据广播的底层结构;
图2表示出现在图1底层结构中的多媒体数字解码器;
图3表示允许打时间戳的安全处理器;
图4是用于收集回答和验证具有调制解调器的时间戳的设备,用于恢复回答;
图5是用于收集回答和验证时间戳的设备,具有安全处理器阅读器;
图6描述一种在广播器、中心处理器、安全处理器和设备之间交换的协议,用于收集例如图4所描述的的回答;
图7描述一种在广播器、中心处理器、安全处理器和设备之间交换的协议,用于收集如图5所描述的回答;
图8描述了具有时间戳的中央处理器的操作流程图;
图9描述了具有时间戳处理的安全处理器的操作流程图;
图10描述了设备的操作流程图,用于收集验证时间戳有效性的回答。
具体实施方式
本发明的一般原理是基于使用N个数字数据流来确定应用所需的时间戳。在数字电视和/或无线电广播***的情况下,N典型地为100的量级,这些数据流是由广播器发送的专用数字电视和/或无线电业务(S1,S2,……SN)。每一个这种业务称为“时间戳业务”或TSS。
由交互式业务提供商确定的应用,其自身可从应用服务器发至广播器,然后,当它被交互式电视使用且被用户方的多媒体数字解码器(或设置机顶盒)接收的广播。
正规的TSS服务器传送附加数据,称为“时间戳信息”或TSI。
每一个TSI信息项包括下列信息:
·当前的时间戳t;
·TSS业务识别符;
·检索询问的定义;
·对上述检索问题应答的印记,这一印记是在广播器专用密钥的基础上产生;
·防止TSI信息变更的装置,例如,基于TSS业务专用的密钥的TSI签名。
除了传统上由业务所提供信息到时间戳应用之外,广播器提供时间戳询问或TSC最好由应用服务器产生,包括:
·询问的大小,称为SCH,它在1与N之间;
·业务TSS的数目N;
·全部TSS业务表,亦即提供时间信息的N个业务的顺序表。
时间戳询问TSC和TSI信息由数字终端接收,该终端可以是多媒体数字解码器,包括:
·提取由TSC给出的信息的装置;
·从每一个TSS业务提取时间戳的装置;和
·安全处理器,可移动的,否则具有它自己独立的密钥。
为构建时间戳,终端使用安全处理器,它随机(或伪随机)地确定业务识别符的顺序(亦即有序列),包括从TSC询问表的N个业务中提取的SCH业务。
安全处理器必须收集由有序列确定的每个SCH业务的TSI信息中的连续时间戳。登记的业务组由安全处理器随机确定,要想重建时间戳的欺诈者必须记录全部TSS业务,并在某一时间后回放全部广播的TSS业务,这很难实现而且花费昂贵。特别是,SCH最好等于1和10之间的某一值时,欺诈者选择正确业务值的概率很小,而且SCH越大,概率越小。如果必须增加安全要求,那么可能要取SCH值大于10或甚至大于N。SCH值优先由要求时间戳作为安全程度的函数的应用服务器来确定,应用服务器能经常改变SCH值以增加安全性。
此外,为了增加欺诈者的困难,称为检索询问的询问水平被定义为:根据一个实施例,这是要求从至少一个有关业务的一个或多个成分中提取可变字节数的询问,在另一个实施例中,则要求从全部业务组中提取。典型的询问,例如,在于在精确的瞬间,在视频数据流中,恢复标为12至35的字节中,在该瞬间广播事件的标题。这样,安全处理器也必须收集相应于由排好顺序的每个SCH业务的TSI信息中确定的逐个检索询问的应答。
在收集了必要的信息之后,安全处理器一起与TSM时间戳信息形成一组:
·SCH时间戳;
·SCH对检索询问的应答;
·每一个预期对检索询问应答的印记,这一印记由广播器在TSI信息中提供;
·TSI的SCH签名(涉及著作“应用密码”,作者B,Schneier由Wesley & sans公司于1996年公布,用作签名法的实施)。
接下来,安全处理器对包括要打时间戳的数据和TSM信息的全部数据与它的密钥一起打上记号,整体通过与调制解调器相耦合的电话线或可更换的安全处理器阅读器(例如智能卡),传给应答收集中心或ACC(比较一般的说法为用于收集数字数据的中心)。
用于收集应答的中心,其本身与需要打时间戳的应用服务器通过电话线相连。
ACC中心具有ACH值,在验证时间戳数据的有效性期间,用于验证签名和验证所用印记的公钥表在几个级别上验证TSM信息,包括:
·验证登记传送的业务数在打时间戳的瞬间确实等于SCH的有效值;
·验证整个时间戳数据组和TSM信息的签名;
·验证回答每一检索询问的印记确实相应于TSI信息中由广播器提供的每一预期应答的印记;
·验证每一TSI特征标记相应于排好顺序的业务;
·验证所提供的时间戳的有效性。
应注意,ACC中心并不需要知道对由TSM信息提供的数据之外询问的正确应答。
在时间戳数据验证之后,ACC中心能把有效数据和相应的时间戳传给应用服务器。
具有时间戳的多媒体数字数据广播的基础设施结合图1说明。
这一基础设施特别包括:
·应用服务器109;
·数字电视或无线电广播器100;
·收集应答的中心或ACC 108;
·一组S多媒体数字解码器102,103,104;
·一组S用户112,113,114。
应用服务器109把对需要带有时间戳的应答(或数字数据)的业务请求发给广播器100,并接收从ACC中心108产生的带有有效时间戳的应答111。对业务的请求110也包括打时间戳询问或TSC包含一个SCH值,它取决于要求的安全程度以及能用于打时间戳的N个业务的表。
例如,应用服务器109是游戏服务器或博弈服务器。
例如,广播器100是数字电视和/或无线电业务通过如电缆或卫星媒体的广播器。
除了传统的电视和/或无线电业务之外,它广播时间戳询问或TSC101,它是在接收请求110之后,由应用服务器送到多媒体解码器102,103,和104。
根据未画出的变体,询问TSC由广播器100产生。
用户112(分别有113,114)能对来自应用的问题的应答115发送给它自己的多媒体数字解码器102(分别有103,104),(例如通过辅助键盘、遥控、声音识别或记录盒或触摸屏),例如,这些问题是在与他的解码器102(分别有103,104)相连的电视屏幕上看到的。
每一个S多媒体数字解码器102,103和104接收打时间戳询问或TSC 101,接着,当用户给出对问题的回答时,在有关解码器102,103或104中的安全处理器分别构建包括应答A(数字数据)和时间戳信息,或时间戳的信息TSM,它分别在由电话线或直接由安全处理器读取器连到ACC中心108的通道105,106或107上传输。
ACC中心108接收与它们的时间戳一起的应答A信息,它的规则是,首先确认这些信息,它们由数字解码器102,103,104的安全处理器产生并借助于公钥的帮助在相应的通道105,106或107上传输。这些公钥由广播器在任何一通道112上提供。ACC中心也负责把有效时间戳111的应答A传给应用服务器109。
图2用图解说明多媒体数字解码器200,例如图1中的解码器102,103或104中的一个。
解码器200包括由地址和数据总线203互相连接的:
·调谐器201;
·处理器202;
·随机访问存储器205;
·只读存储器204;
·时间戳信息或TSI提取器206;
·安全处理器207;
·调制解调器208;
·表示为RHM 217的人/机界面;
·视频解码器218。
图2中的每一单元都是业内人士熟知的,那些公共单元未在这里描述。
进一步观察到在整个说明中所用的“寄存器”一词表示每一种提到的存储器,无论是小容量(少量二进制数据)存储区和大容量(能存储整个程序或整个数据序列)存储区。
但是注意到,调谐器201适合于用来提取和组织相应于一个或多个电视和/或无线电业务的多媒体数据,以及从通道216来的时间戳询问数据或TSC型101。
视频解码器218把从调谐器201接收的数字数据变成电视的模拟数据。这些模拟数据提供在输出219上。
随机存取存储器205保存数据、变量和中间处理结果于存储器寄存器中,与保持其值的数据同名。随机存取存储器205特别包括:
·TSC寄存器210,接收到的时间戳询问保存其中;
·SCH寄存器211,询问的大小保存其中;
·寄存器212包含由用户提取的应答A;
·寄存器213保存时间戳信息项TSI和对检索询问的应答信息项“retChallenge”;
·寄存器214,时间戳信息保存其中。
只读存储器204保留在寄存器内,可方便起见,它具有与保存的数据相同的名字,特别在“Prog”寄存器209中操作处理器202的程序。
TSI提取器206适合于从调谐器201提供的数据流中提取时间戳信息。该提取器把提取的数据通过总线203传给处理器202。
调制解调器208适合于把有时间戳的应答通过电话线传给ACC中心,当然,可以使用其它类型的返回途径。
人/机界面217适合于考虑由用户通过辅助键盘、遥控、声音识别或记录盒或触摸屏给出的应答。
图3图解说明如结合图2所说明的安全处理器207。
安全处理器207包括由地址和数据总线303互相连接的:
·输入/输出界面301;
·处理器302;
·EEPROM闪存型非易失存储器304;
·随机存取存储器311。
图3中的每一单元为业内人士所熟知。那些共同的单元未在此描述。
观察到输入/输出界面301能使总线303与多媒体数字解码器总线203相接,或者,当安全处理器是可移动时,可以懂得处理器阅读器将结合图5说明。
非易失存储器304保留在寄存器中,为方便起见,它与保存的数据同名,特别是:
·在“Prog”寄存器305中用于操作处理器302的程序;
·用户在“KPriU”306寄存器中的密钥;
随机存取存储器311保存数据、变量和处理的中间结果于存储寄存器中,在所描述的存储寄存器中,与保存其值的数据同名。随机存取存储器311特别包括:
·询问数和在寄存器“SCH,N”307中的业务数;
·在寄存器“A”308中的应答;
·时间戳信息项TSI和要检索询问信息项,以及在寄存器“TSI,retChallenge”309中对检索询问的应答;
·在寄存器“TSM”310中的时间戳信息。
作为变量,应答A和时间戳信息TSM并不放在易失存储器311中,但放在可重写、非易失存储器304中,特别当安全处理器207是可移动的和特别当应答A和时间戳信息TSM要直接通过安全处理器207从安全处理器发给收集中心时。
图4描述收集应答ACC和用于验证时间戳的设备400,它具有调制解调器,用来恢复应答。设备400作为图1中说明的ACC收集中心108。
ACC应答收集设备400包括由地址和数据总线403互相连接的:
·调制解调器401;
·处理器402;
·只读存储器404;
·随机存取存储器405。
图4中的每一单元为业内士所熟悉,那些公共的单元未在此描述。
观察到调制解调器401能接收和组织来自多媒体数字解码器的有时间戳的信息,以把它们传给处理器402。
随机存取存储器405保存数据、变量和处理的中间结果于存储器寄存器中,与保存其值的数据同名。随机存取存储器405特别包括:
·TSM寄存器409,其中保存接收到的有时间戳的信息;
·寄存器“KPubU”407包含原来收到信息的安全处理器公钥;
·寄存器“KPubTSSi,KPubD”410包含时间戳业务TSSi的公钥和广播器的公钥KPubD;
·寄存器“A”408包含应答。
对于安全处理器KPubU的公用钥来说,发送收到的TSM信息或根据业内人士已知的任一装置预先记录都是可能的。
时间戳业务KPubTSSi的公钥或广播器KPubD的公钥对ACC中心是已知的。
根据图5中本发明的另一种实施例,用于收集应答和用于时间戳验证的设备具有安全处理器阅读器。
图5的设备包括图4中相同的单元,它们用相同的参考数字,不再进一步说明。
观察到可移动的安全处理器阅读501代替了调制解调器401,阅读器501能接收和组织带有可移动安全处理器产生的时间戳的信息,以把它们发给处理器402。
根据图6描述的广播器100,数字解码器的中心处理器402,安全处理器207和用于收集应答的设备(例如图1至图4中说明的)之间交换的协议,接着对需要有时间戳应答的业务的请求,广播器100执行向中心处理器202广播时间戳询问TSC 601。
中心处理器202从TSC提取询问SCH数和考虑回答时间戳的业务数N,并执行把SCH,N和和应答A 603(由用户通过界面217给出)传给安全处理器207。
接着,安全处理器确定随机时间戳顺序CS,用随机或伪随机抽取业务CS[i]的SCH识别符顺序的方法,识别符CS[i]在1与N之间的每个值都可取,代表在TSC询问中提及的N个业务中的一个,指数i在1和SCH范围之间,两个业务识别符在CS顺序中可能相等。
接着,执行请求有关时间的信息和应答检索询问的第一操作,在这种情况下,安全处理器把对相应于第一业务“Ask(CS[1])”的时间戳信息的请求604传给中心处理器202。在把调谐器201调到通道CS[1]之后,中心处理器随着数据流提取第一业务的时间戳信息TSI(CS[1]),以及对第一检索询问RetC[1]的应答,后者是由TSI(CS[1]在发送之前确定的,在步606中,把信息TSI(CS[1])和应答RetC[1]送到安全处理器207。接着,对每个业务CS[i]重复请求时间信息和应答检索询问的操作,i为从2到SCH的整数。
在接收最后的时间戳TSI(CS[SCH])和应答最后的检索询问RetC[SCH]之后,安全处理器在操作610过程中,对信息TSM和应答A打上密钥KPriU的记号,并把有记号的TSM时间戳信息611传给处理器202,后者把这一信息与应答A一起放在信息612中,传给ACC中心108。
在步骤613的过程中,ACC中心验证应答的有效性,如果需要,把有效的应答和有效的时间戳传给应用服务器。
图7描述广播器100,数字解码器的中心处理器202,可移动的安全处理器207和用于收集应答(如图1,2,3和5中所示)的设备之间互相交换的协议,根据图7,在接着对需要有时间戳应答的业务请求之后,广播器100执行对中心处理器202的TSC时间戳询问的广播601。
图7的设备包括类似于图6描述的协议单元,它们用同样的参考数字,并不再进一步说明。
但观察到,在时间戳信息标记之后,安全处理器207把应答A和相应的信息TSM保留在它的非易失存储器304中,用户可把安全处理器207从多媒体数字解码器200中移走,以便把它***ACC中心500的阅读器501中。
然后,ACC中心500执行读应答A和标有时间戳的信息TSM的711。
然后,ACC中心验证应答A的有效性,并且如果需要,可把有效应答与时间戳一起传给应答服务器。
图8表示中心处理器202打时间戳过程的操作状态,该过程包括在图2的电子设备中,从图8中可看到,在初始化操作800之后(初始化过程中,随机存取存储器205被初始化),在等待操作801的过程中,处理器202等待接收,然后接收被打时间戳的应答A。
紧接着在操作802的过程中,处理器202加载由广播器产生的TSC询问。
TSC询问包括:
·询问SCH的大小,亦即在询问中考虑的业务数;
·业务TSS数,它可参加在询问中;
·对每一业务TSSi,需要考虑的次序:
··对这一业务的网络识别符的network_ID;
··对这一业务的传输数据流识别符transport_stream_ID;
··业务识别符service_ID。
注意到广播***最好符合ETSI(欧洲通讯标准学会)的DVB-SI标准,“用于数字电视广播***中业务信息的规范”,发表于参考文献ETS300468之中。在DVB-SI标准中,三重网络ID,传输数据流ID,业务ID唯一地识别广播业。
接下来,在操作803过程中,处理器202从TSC询问中提取询问的大小SCH和业务数N,然后把SCH,N和应答A传给处理器207。
然后,在操作804过程中,处理器202初始化计数器“计数”至0。
接下来,在操作805过程中,计数器“计数”以1单位增加。
然后,在操作806过程中,处理器202置自己于等待安全处理器207产生的询问请求CS[Count]。
当它收到这样的请求时,在操作807期间,处理器202从广播通道收到的数据中提取相应于询问CS[Count]的信息TSI,记作TSI(CS[Count]),和相应于位于TSI(CS[Count])中的检索询问RetC[Count]的应答,然后把它们传给安全处理器207。
在这优选的实施例中,本发明符合前面所说的DVB-SI标准,它定义了受约束的数据包和专用数据包。专用数据包可根据要求参量化,并可用于时间戳业务。每一TSS业务都有它自己的信息表,在DVB-SI标准中表示成EIT,专用数据包包括时间信息数据包,表示成TIP。
这一TIP数据包的标准化结构只包括一个识别符和一个字节数,所有其它字段由用户确定。这样,TIP数据包完全适合于本发明的实现,且根据这一优先实施例,信息TSI(CS[Count])以TIP数据包的形式发送,它包括:
·专用于TIP类型的识别符,TIP_header_tag;
·字节数,length_field;
·询问类型,Challeng_type,它包含数据的识别符,从识别符必须提取出检索询问的字节;
·检索询问第一字节的位置,Starting_byte,零值相应于第一字节;
·对检索询问要提取的连续字节数,number_bytes;
·当前时间戳,current_time,它包含以协调的通用时间的当前时间和日期;
·对检索询问正确应答的印记,hashed_crrect_answer,该印记用广播器的专用密钥KPriD确定(计算印记的散列函数的一个例子描述在文件“联邦信息处理标准,安全散列标准”中,它由FIPS在参考文献180-1中发表);
·特征标记SIGN(current_time//hashed_correct_answer,TSSi),它代表当前时间和由TSSi业务的密钥KPriTSSi帮助确定的散列正确应答的TSA签名。
检索询问完全由CDef定义确定,包括字段challenge_type,starting_byte和number_bytes。
签名标记SIGN有两个原则:以它的密钥唯一地识别TSSi业务和保证时间信息的统一性。
广播器100能在任何瞬间改变询问的参数,challenge_type,starting_byte和number-bytes。
业务TSSi的公钥KPubTSSi存在于ACC中心108中。独立业务提供商能使用由广播器提供的同样的时间戳信息。
然后,在测试808过程中,处理器202测试计数器的“计数”是否等于SCH数。
如果“否”,则重复增量操作805。
如果“是”,则在操作809的过程中,处理器202置自己于等待从处理器207发出的TSM时间戳信息中。
然后,当收到TSM信息时,在操作810期间,处理器202发给ACC中心与TSM信息一起的应答A。
下一步,重复操作801。
注意到,当在可移动的安全处理器207帮助下发送应答时,操作809和810并未执行,而直接从肯定回答的测试808进入重复操作801。
也注意到,作为变体,处理器202可把几个有时间戳的应答A放入队列,在以后的时间发送它们之前发送到ACC中心。
图9描述安全处理器207时间戳处理的操作状态,该时间戳包括在图2所示的电子设备中,并在图3中有详细说明。在图9中,观察到在初始化操作900之后的过程中,随机存取存储器305的寄存器被初始化,在等待操作901的过程中,处理器302等待接收,然后接收被打时间戳的应答A,询问的大小SCH和要考虑的业务数。
下一步,在操作902的过程中,处理器302随机或伪随机地选择在1与N之间的SCH数的顺序(每一个数是业务TSS的序表中业务的指针)代表SCH询问的顺序CS。
然后,在操作903过程中,处理器302初始化计数器“计数”为零。
下一步,在操作904过程中,计数器“计数”以1单位增加。
下一步,在操作905过程中,安全处理器207把排列计算机的询问传给中心处理器202CS[Count]。
然后,处理器302置自身于等待状态,等待信息TSI(CS[Count])和在操作906过程中相应的检索询问。然后执行提取对检索询问应答的操作。
下一步,在测试907的过程中,处理器302验证计数器“计数”值是否等于询问SCH数。
如果“否”,则重复增量操作904。
如果“是”,则在操作908过程中,处理器302构造标记的TSM信息,它包括下列数据:
·对每一从1至SCH的i值:
·业务数,它确定用于询问i的TSS业务;它的值是TSS在TSC询问提供的表中的位置;表的第一个业务为1号;
·对每一从1至SCH的i值:
·当前时间戳,current_time;
·印记,hashed_correct_answer;
·签名SIGN(current_time//hashed_correct_answer,TSSi);
·从作为检索询问函数的数据流提取的number_bytes challenge byteschallenge_byte;
·由应答A的链接和除其本身签名之外的所有TSM信息数据的RSA签名获得的签名total_signature;产生签名total_signature的操作使用安全处理器207的密钥KPriU 306。下一步操作909期间,标记的TSM信息是:
·传给处理器202;或
·如果安全处理器是可移动的而且处理器202和ACC中心之间没有直接连接的话,在某个时间直接传给ACC中心108之前,保留在存储中。
下一步,重复操作901。
图10是用于收集应答的设备108ACC的操作状态,该设备示于图4或图5中。在图10中,观察到在初始化操作1000之后的过程中,随机存取存储器405的寄存器被初始化,在等待操作1001的过程中,处理器402等待接收,然后接收应答A和相应的信息TSM。
下一步,在测试1002期间,在公钥KPubU的帮助下,处理器402验证应答A和信息TSM的签名(total_signature)是否正确,在前面的操作过程中(未画出),安全处理器已把公钥KPubU分发给ACC中心。
如果“正确”,则在测试1003期间,处理器402验证SCH询问实际上在TSM信息中,TSM已在先前的操作中(未画出)由广播器或应用服务器传送。
如果“正确”,则在操作1004过程中,处理器402初始化计数器i为零。
然后,在操作1005过程中,处理器402增加计数器i1个单位。
下一步,在测试1006过程中,处理器402验证排序i的询问的有效性,借助于:
·用业务CS[i]的公钥KPubCS[i]验证签名SIGN(current_time//hashed_correct_value,CS[i]);
·验证检索询问100的印记,它必须等于相应的值hashed-correct-value。
如果“正确”,则在测试1007过程中,处理器402验证计数器i是否已达到SCH值。
当测试1007的结果为否是时,重复增量操作1005。
当测试1007结果为肯定时,则在测试1008过程中处理器402验证时间戳信息本身的一致性。处理一个完整询问的最大时间表示为tprocess,包括安全处理器的计算时间,中心处理器的处理时间和开关时间。
简单的验证包括在测试相应于排列SCH的时间戳信息的TI[SCH]值中,它必须小于或等于排列1的时间戳信息和tProcess乘以询问数减1的积的和:
TI[SCH]TI[1]+(SCH-1).tProcess
比较微细的验证包括在对2和SCH值之间每一个整数值j的测试中,TI[j]的值相应于排列j的时间戳信息,它必须小于或等于排列j-1的时间戳信息与tProcess之和的值:
TI[j-1]+tProcess对每一个j如2j SCH
根据一种变体,对于1和SCH之间和数j的时间戳信息TI[j]涉及排列j的业务,它不仅与实际的时间戳有关,还与排列j的业务有关,每一业务有其自身的时标。因此,有特别的时间戳编码(这使它可能回复到“绝对时间”量度)有可能增加安全性。测试1008考虑这种编码,实现使它从有关业务的时间戳回到与业务无关的绝对时间戳的操作,并只考虑测试本身的绝对时间戳。
如果正确,则在操作1009过程中,说明TSM信息有效,并把应答A以相应于TI[1]的绝对时间戳服务器以便利用。
当测试1002,1003,1006或1008中的一个为否定时,信息TSM无效,应答A与相应的时间戳信息一起被拒绝。
然后,接着一个1009或1010操作,重复等待操作1001。
所描述的实施例并不减小本发明的范围。因此,多种改型并不偏离本发明的框架;特别是,设想只包括操作的子设备或打时间戳的装置或验证时间戳有效性的装置的降级实现的方法,***和设备是可能的。相反,互补操作可以增加。
当然,本发明也不限于上面提到的实例。
特别是,业内人士可引入任何变体于询问的确定之中。
此外,注意到本发明并不限于包括广播器、解码器和ACC中心的电视和/或无线的广播基本设施,还可推广到用于至少有一个应用服务器的广播数字数据流的基础设施中,这种应用链接到时间戳或事件的应用,例如互联网服务器。
同样,本发明并限于应答广播问题的时间戳,而可应用于任何类型发送数据或其它广播器需要时间戳的时间戳,例如自生的信息,多媒体文件,采购请求,基于使用广播数字数据流的时间戳。
此外,本发明并不限于负责执行时间戳的终端(它们是多媒体数字解码器型),它可推广到适合接收数字数据流的任何类型终端。
此外,本发明并不限于通过调制解调器或与安全处理器直接连接向ACC中心传输应答,而可推广到用任何传输手段传输,例如总线或网络。
应注意到,本发明并不限于单纯的硬件设备,也可以用计算机程序的指令序列的形式来实现,或混合硬件部分和软件部分的形式来实现。在本发明部分或整体以软件形式建立的情况下,相应指令的序列可存储在可移动的存储设备中(例如盘,CD-ROM或DVD-ROM)或不可移动的存储设备中,这种存储设备部分或整体可由计算机或微处理器读。
Claims (14)
1.一种用于时间戳数字数据的方法,其特征在于,包括:
·确定至少包括一种业务的业务序列的操作(902),每一业务按照随机或伪随机的提取方法在业务表(TSS)内选择;
·收集时间戳信息单元序列的操作(807),据此,至少一个信息单元(TSI(CS[i]))从所述的业务序列(CS)的每个业务(CS[i])中提取出来,形成信息单元序列的单元,每一信息单元包括代表当前时间戳的信息项。
2.根据权利要求1所述的时间戳方法,其特征在于,所述的业务表(TSS)包括至少一个业务。
3.根据权利要求1所述的时间戳方法,其特征在于,它包括传输和/或接收信息(TSC)的步骤(802),该信息(TSC)包括所述业务序列(CS)和业务表的业务数。
4.根据权利要求1所述的时间戳方法,其特征在于,它包括构造时间戳数据组的操作(908),包括:
·信息项组包括:
·数字数据(A);
·业务序列的每一业务的识别符(service_number);
·时间戳信息序列;
·和至少一个信息项组的单元的签名(total_sognature)。
5.根据权利要求4所述的时间戳方法,其特征在于,它进一步包括收集信息签名(SIGN)序列的操作(807),每一签名以一一对应的状态与每一时间戳信息项相联系,且标记的信息项包括时间戳信息项(current_time)和由它产生的业务识别符(Service[i]);
所述的数据的时间戳组进一步包括所述的信息的信息签名序列(SIGN)。
6.根据权利要求5所述的时间戳方法,其特征在于:
·每一时间戳信息项进一步包括要从业务表中提取的检索询问的确定(CDef);
·时间戳方法进一步包括提取相应于确定检索询问(CDef)的应答(Ret_C)的操作。
7.根据权利要求6所述的时间戳方法,其特征在于,时间戳数据组进一步包括应答(Ret_C)。
8.根据权利要求7所述的时间戳方法,其特征在于,每一时间戳信息项进一步包括应答的印记(hashed_correct_answer)。
9.根据权利要求4所述的时间戳方法,其特征在于,它包括发送时间戳数据组的操作(909)。
10.一种验证数字数据的时间戳有效性的方法,其特征在于,执行至少一组数据的验证,该数据可由权利要求4到8之一的时间戳的方法打时间戳。
11.根据权利要求10所述的验证时间戳有效性的方法,其特征在于,所述的验证方法包括至少一种验证该组的形成部分的操作,包括:
·用于验证一组数据签名(total_signature)的操作(1002);
·用于验证所需业务数(SCH)的操作;
·验证操作(1006)证明所需的时间戳信息项相应于所需的业务;
·对每一时间戳信息项,验证对可能需求的检索询问的应答有效性的操作;
·验证从一组时间戳数据提取的时间戳一致性的操作(1008)。
12.根据权利要求11所述的验证时间戳有效性的方法,其特征在于,包括发送有效数字数据的操作(1009)。
13.一种用于时间戳数字数据的设备,其特征在于,它包括:
·确定业务序列的一种装置,每一业务根据随机或伪随机的提取方法在包括至少一种业务的业务表(TSS)内选择;
·收集时间戳信息单元序列的装置,从业务序列的每一业务(CS[i])提取信息单元(TSI(CS[i])),形成信息单元序列,每一信息单元包括代表当前时间戳的信息项。
14.一种用于验证数字数据时间戳有效性的设备,其特征在于,它包括至少一种验证该组的形成部分的装置,包括:
·验证一组数据签名的装置;
·验证一组所需所业务的装置;
·证明每一时间戳信息项确实相应于所需的业务的验证装置;
·对每一时间戳信息项,用于验证对可能所需的检索询问应答的有效性的装置;
·用于验证从一组时间戳数据提取的时间戳信息一致性的装置。
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