[发明专利]发送端对多种业务进行唯一加密的方法和装置

说明书

本申请的主题涉及1992年12月2日提交的题为“为向接收端发送用于在多个数据发送端对数据进行唯一加密的方法和装置”，序列号为No.07/984,461的未决美国专利申请的主题。

本发明涉及信号加密和解密，尤其是，一种在多种业务的通信系统中在发送端对多种业务进行唯一加密并在远端接收端对该业务解密的方法和装置。本发明减少了与为解密目的必须发送到接收端的信息有关的加密量。

虽然在这里是以付费电视系统的内容为背景描述本发明的，但这并不意味着本发明仅局限于此，而是可以将本发明用于任何多种业务通信系统，在这种多种业务通信系统中希望对多种专用业务进行唯一加密。

防止非法收视发送的电视信号是付费电视行业最关注的事情。在付费电视行业，“节目制作单位”提供用于分配给各接收端的“业务”。“业务”是包含某种形式的信息，例如视频、音频、闭路字幕(closed—captioning)或图文电视信息的信号。可以希望单个节目制作单位提供许多业务。通常，节目制作单位通过卫星向有线电视经营者提供各种业务，而有线电视经营者本身向有线电视用户提供这些业务。另一方面，节目制作单位可直接向广播卫星(DBS)用户提供这些业务。防止非法收视这些业务的技术已经变得越来越重要。

广泛用于计算机保密领域的加密技术适用于防止在付费电视系统中越权访问这些业务。一种被称为“专用密钥”加密的加密形式特别适用于此目的。通过专用密钥加密，发射机和接收机共享一用于进行加密和解密的公共加密密钥(有时也称其为“种子”(seed))。图1示出采用专用密钥加密的加密系统10的一个实例。如该图所示，将所发送的业务提供给加密器12。种子发生器14产生供给加密器12的唯一加密种子。加密器12根据被该加密种子“密钥化”的加密算法对该业务加密。加密种子通常是长度可以从8至56比特之间变化的二进制值。将加密种子和被加密的业务数据提供给对该加密种子和加密业务数据进行多路复用的多路复用器11，然后将多路复用数据信号提供给发射机16。发射机16向远端接收端发送多路复用数据信号。接收机18在接收端接收多路复用数据信号，由多路分解器19从加密业务数据中分离该加密种子。然后，将加密业务数据和加密种子提供给解密器20。为此，解密器20根据由所接收的加密种子“密钥化”的加密算法，采用与加密器12所采用的加密算法相反的变换，使解密器20能够将接收的业务数据解密。

在付费电视系统中，每个节目制作单位通常提供多种不同的业务。由于种种原因，节目制作单位喜欢对每种业务单独加密。因此，必须为每种业务产生专用加密种子，而且每种专用加密种子必须以某种方式提供给接收端。在序列号为No.5,038,307(Gammie)，4,613,901(Gilhousen等人)，4,736,422(Mason)和4,802,215(Mason)的美国专利中，分别描述了这样一种系统，在该系统中，用于加密每种业务的加密种子与加密业务数据一同被发送到接收端。为保密原因，经常在发送前将加密种子本身加密。在此引用序列号为no.07/984,461的未决申请描述了在多个节目制作单位中的每一端具有特别适用于加密种子的方法和装置。通常是通过在发送端定期改变针对每种业务的加密种子来提供附加保密。通过经常改变加密种子来阻止盗版企图。然而，由于必须将每种新的加密种子发送到接收端，消耗了在其它情况下应该供业务数据使用的带宽。此外，加密种子经常由大量的误码保护，导致更大的带宽消耗。

当向用户提供的业务量的较少时，由加密种子发送所消耗的带宽不造成问题。然而，随着各种压缩技术的出现，付费电视行业正经历能够大量增加向用户提供专用业务量的时期。由于可利用业务量的增加，抑制了发送加密种子所需的附加带宽。因此，需要在不牺牲加密强度的情况下减少与必须传送到接收端的信息有关的加密量的方法和装置。本发明满足了这一要求。

本发明的目的在于提供一种为发送到接收端而对多种业务进行唯一加密的方法和装置。本发明通过减少与为解密目的必须发送到远端接收端的信息(overhead)有关的加密量来克服现有技术局限性。