[发明专利]MPEG2传输流数据包的加密和解密方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字内容保护技术，尤其涉及一种数字接口内容保护系统中采用MPEG2标 准压缩的传输流数据包的加解密方法。

背景技术

数字电视广播系统中的MPEG2传输流在前端加扰之后，通过广播网络(有线、卫星或 者地面)传输到用户端。典型的用户端设备采用机卡分离技术来接收传输流：加扰的传输 流在智能卡中解扰，解扰后的传输流经过智能卡和主机之间的数字接口(例如，PCMCIA， USB)到达主机，传输流在主机中完成解复用、信源解码和输出。

如图1所示，传输流由连续的数据包构成。数据包具有标准的格式，其总长度为188 字节，其中前4字节是数据包包头，接下来是可选的变长适配域，最后是若干字节的有效 载荷。

为了保证MPEG2传输流在通过卡和主机之间的数字接口时的安全性，需要在卡中对传 输流的有效载荷进行再加密，而数据包头、适配域以及数据包总长度保持不变。目前已有 三个规范对这里的加密方法进行了定义。

1、“CableCARD Copy Protection 2.0 Specification”(2009-05-08)中采用TDES算法的 ECB(Electric Code Book，电子代码本)模式对传输流数据包的有效载荷进行加密；如果有 效载荷的长度不是64比特的整数倍，需要使用密文窃取技术(具体见US005684876A的美 国专利申请)来维持固定的数据包长度。

2、“CI Plus Specification：Content Security Extensions to the Common Interface.V1.2. 2009-4-16”中采用AES算法的CBC(Cipher Block Chaining，加密字组链接)模式对数据包 有效载荷进行加密；如果有效载荷的长度不是128比特的整数倍，采用透明传输尾部数据 的方法来维持固定的数据包长度。

3、“Digital Video Broadcasting Content Protection & Copy Management.Rev.1.2007-7”中 采用AES算法的CBC模式对数据包有效载荷进行加密；如果有效载荷的长度不是128比特 的整数倍，需要采用另外一种密文窃取技术(具体见US20080137851A1的美国专利申请) 来维持固定的数据包长度。

上述方法均采用具有固定输入长度和固定输出长度的分组密码对数据包的有效载荷进 行加解密。假设分组密码的分组长度为L比特，则加密时首先将有效载荷分成若干L比特 的分组，然后对每个分组进行加密。如果有效载荷的长度不是分组长度L的整数倍，则需 要特殊的手段进行处理。另外，采用分组密码的CBC模式对传输流数据包的有效载荷加密 比采用ECB模式有更高的安全性，采用密文窃取技术可有效解决载荷长度不是分组密码分 组长度整数倍的问题。

发明内容

本发明提出一种MPEG2传输流数据包的加密和解密方法，本发明基于分组密码，能够 支持CBC和PCBC两种传统加密模式，还支持一种安全性更高的FFM模式加密，具有安 全性能高、实现简单的优点。

本发明采用如下技术方案来实现：一种MPEG2传输流数据包的加密方法，其包括：

步骤A：将传输流数据包的有效载荷分成n个分组：P₁、P₂、P₃、...、P_n；其中前n-1 个分组的长度为L比特，最后一个分组P_n的长度小于或等于L比特，n大于或等于1；

步骤B：对传输流数据包中有效载荷的第i个分组Pi进行加密处理，输出密文分组C_i， 该密文分组C_i为使用密钥K对P_i与IV_i-1的逐比特异或值进行加密变换的结果，其中，n＞i ≥1；