專利名稱：傳輸部件,接收部件,傳輸方法,接收方法和記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳輸部件、接收部件、傳輸方法和接收方法，它們用于傳輸和接收加密數(shù)據(jù)，以防具有能力通過將具有已知預(yù)加密值的模式進(jìn)行解密而推斷出加密算法的第三方非法地將加密數(shù)據(jù)解密，以及涉及一種用于記錄加密數(shù)據(jù)的記錄媒體。
在很多情況下，在傳輸那些不希望泄漏給外人的數(shù)據(jù)之前將數(shù)據(jù)加密。這類數(shù)據(jù)的例子是要求版權(quán)保護(hù)的數(shù)據(jù)、秘密數(shù)據(jù)和包括隱私在內(nèi)的私有數(shù)據(jù)。
在傳輸包括連續(xù)數(shù)據(jù)流例如音樂和視頻數(shù)據(jù)的節(jié)目時，例如由于需要保護(hù)版權(quán)，在傳輸之前將數(shù)據(jù)流加密。
應(yīng)該注意到，在此說明書中所用節(jié)目一詞是指具有連續(xù)數(shù)據(jù)流形式的數(shù)據(jù)集。一般而言，節(jié)目的廣義定義因此包括對應(yīng)于表示一段音樂的數(shù)據(jù)的所謂道。


圖1是用于顯示一個傳統(tǒng)系統(tǒng)的框圖，其中在傳輸部件101中將節(jié)目數(shù)據(jù)加密并且將它自傳輸部件傳輸至接收部件102。
首先，準(zhǔn)備傳輸?shù)拿魑臄?shù)據(jù)DT輸入至傳輸部件101，其中這些數(shù)據(jù)在加密單元111中經(jīng)受加密過程而轉(zhuǎn)換為加密數(shù)據(jù)DTs。加密數(shù)據(jù)DTs輸出以供傳輸單元112傳輸之用。
由傳輸單元112輸出的加密數(shù)據(jù)DTs通過傳輸線103例如IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)-1394總線傳輸至接收部件102。
在接收部件102中，接收單元121接收通過傳輸線103傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及解密單元122將數(shù)據(jù)解密以便重現(xiàn)初始明文本數(shù)據(jù)DT。
由于加密數(shù)據(jù)DTs是通過傳輸線103傳輸?shù)?，即使第三方帶有惡意地攫取了?shù)據(jù)DTs，也能對付第三方而保護(hù)數(shù)據(jù)DT的機(jī)密。
然而，當(dāng)在類似于圖1中所示的通常用于保護(hù)版權(quán)的系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)例如一段音樂時，會有危險使數(shù)據(jù)被解密而產(chǎn)生一個非法副本。
假設(shè)例如準(zhǔn)備傳輸?shù)墓?jié)目的數(shù)據(jù)DT是PCM音頻數(shù)據(jù)。在PCM音頻數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)流的無聲部分是零的陣列。另一方面，在作為Δ∑調(diào)制的結(jié)果而獲得的1比特數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的情況下，該無聲部分是一個固定模式例如96h(=10010110)。
在表示音樂道的節(jié)目數(shù)據(jù)的情況下，節(jié)目的開端和結(jié)尾一般都無聲。也即，除包括相連的2段或多段音樂(節(jié)目)的集成曲以外，在很多情況下就在一段音樂之前的部分和就在一段音樂之后的部分中每一部分都包含無聲數(shù)據(jù)。
圖1中虛線所標(biāo)示的框包括用于在通過傳輸線103傳輸之前將數(shù)據(jù)DT加密的裝置和用于自傳輸線103獲取加密數(shù)據(jù)DTs的裝置。
正常情況下，難于分析加密數(shù)據(jù)DTs以便獲得初始數(shù)據(jù)DT本身。也即，加密數(shù)據(jù)難于解密。
還擔(dān)心知道表示一段音樂的節(jié)目數(shù)據(jù)的開端或結(jié)尾是具有已知預(yù)加密值的無聲數(shù)據(jù)之后，未授權(quán)第三方可能會提取該部分并且在試錯法的基礎(chǔ)上將該部分解密為固定數(shù)據(jù)直至作為解密結(jié)果的該固定數(shù)據(jù)與預(yù)加密值相匹配從而試圖推斷出用于將數(shù)據(jù)DT加密的加密算法并且因而獲得初始數(shù)據(jù)DT。
此外，現(xiàn)在實現(xiàn)一種供用戶下載一段音樂的服務(wù)。該服務(wù)在點(diǎn)播的基礎(chǔ)上通過公共線路例如ISDN(集成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò))或模擬線路下載一段音樂。一般而言，用戶通過個人計算機(jī)的鍵盤來輸入關(guān)于準(zhǔn)備下載的該段音樂的信息，該個人計算機(jī)然后將該信息傳輸至提供服務(wù)的服務(wù)器。通常該信息是一個ISRC(國際標(biāo)準(zhǔn)記錄代碼)，藝術(shù)家的名字或歌的名稱。藝術(shù)家的名字可以是歌唱家的名字、表演家的名字、作曲家的名字、詞作家的名字或樂曲改編者的名字。收到該信息后，服務(wù)器在硬盤上搜索由該信息標(biāo)示的一段音樂。然后服務(wù)器在將該段音樂傳輸至個人計算機(jī)之前將它加密。收到該段加密的音樂后，用戶將一個信用號或類似內(nèi)容傳輸至服務(wù)器。如果服務(wù)器證實該信用號，則服務(wù)器將一個解密密鑰傳輸至個人計算機(jī)。
然而，在這一系統(tǒng)中，存在非授權(quán)用戶對傳輸?shù)脑摱我魳愤M(jìn)行非法操作的危險。也即，非授權(quán)用戶可能不獲取解密密鑰就自網(wǎng)絡(luò)偷竊該加密音樂以便逃避為該音樂付費(fèi)。然后該用戶會在試錯法的基礎(chǔ)上做不同嘗試將關(guān)于音樂的信息部分解密直至解密結(jié)果與所包括的預(yù)加密值相匹配從而試圖推斷出加密算法。如上所述，該信息通常是一個ISRC(國際標(biāo)準(zhǔn)記錄代碼)，歌的名稱或藝術(shù)家的名字，藝術(shù)家的名字可以是歌唱家的名字、表演家的名字、作曲家的名字、詞作家的名字或樂曲改編者的名字。
當(dāng)然，一旦知道加密算法，以后非授權(quán)用戶就能夠容易地非法地獲取數(shù)據(jù)DT。也即，非授權(quán)用戶能夠?qū)嵭星址赴鏅?quán)的非法行動。
因此，在包括部件之間的數(shù)據(jù)傳輸在內(nèi)的及為將數(shù)據(jù)錄入記錄媒體的數(shù)據(jù)傳輸在內(nèi)的和在使用公共線路的音樂發(fā)送系統(tǒng)中的音樂數(shù)據(jù)傳輸在內(nèi)的廣大范圍內(nèi)，存在著以上所述的危險，因此需要開發(fā)一種技術(shù)，用于防止將傳輸?shù)囊蟀鏅?quán)保護(hù)的數(shù)據(jù)例如音樂數(shù)據(jù)非法地進(jìn)行解密。
因此，為解決以上所述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種技術(shù)，用于防止容易地將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)解密。
本發(fā)明的第一個實施例的特征在于，在傳輸包括隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的加密數(shù)據(jù)之前，在準(zhǔn)備傳輸?shù)姆謮K數(shù)字信號的每一塊的無效數(shù)據(jù)部分內(nèi)插入隨機(jī)數(shù)據(jù)并且將它與數(shù)字信號一起加密。
本發(fā)明的第二實施例在特征在于，如果加密單元的長度大于在準(zhǔn)備傳輸?shù)姆謮K數(shù)字信號的每一塊中用于插入的無效數(shù)據(jù)部分，則在傳輸數(shù)字信號之前將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入加密單元并且將它與加密單元一起加密。
本發(fā)明提供了一種傳輸部件，用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為包并且傳輸該轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，該部件包括用于將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入準(zhǔn)備傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的一部分中的插入裝置；用于將包括由插入裝置插入的隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)加密的加密裝置；以及用于將由加密裝置加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斞b置。
該傳輸部件的進(jìn)一步特征在于，由加密裝置加密的加密單元的長度小于轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)長度以及插入裝置將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入每個加密單元中。
本發(fā)明還提供一個接收部件，用于接收包括每個包的隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的加密數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，該部件包括用于接收加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的接收裝置；用于將由接收裝置接收的加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解密的解密裝置；以及用于從作為由解密裝置所執(zhí)行的解密操作的結(jié)果而獲得的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)的消除裝置。
該接收部件的進(jìn)一步特征在于，由解密裝置解密的解密單元的長度小于轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的長度以及該消除裝置從每個解密單元中消除隨機(jī)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第三個實施例的特征在于，在傳輸之前的加密操作之前將隨機(jī)數(shù)據(jù)加入節(jié)目的開端和/或末尾處。
本發(fā)明提供了一種用于將包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的節(jié)目加密及將加密的節(jié)目傳輸?shù)膫鬏敳考摬考ㄓ糜谏呻S機(jī)數(shù)據(jù)的隨機(jī)數(shù)據(jù)生成裝置；用于將由隨機(jī)數(shù)據(jù)生成裝置生成的隨機(jī)數(shù)據(jù)附加至節(jié)目的開端和末尾處的附加裝置；用于將包括由附加裝置附加上的隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的節(jié)目加密的加密處理裝置；以及用于將由加密處理裝置加密的節(jié)目傳輸?shù)膫鬏斞b置。
本發(fā)明還提供了一種接收部件，用于接收包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密節(jié)目，該部件包括用于接收包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密節(jié)目的接收裝置；用于將由接收裝置接收的包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密節(jié)目進(jìn)行解密的解密裝置；以及用于從作為由解密裝置所執(zhí)行的解密操作的結(jié)果而獲得的節(jié)目的開端和結(jié)尾中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)的消除裝置。
本發(fā)明的第四實施例的特征在于，在傳輸之前將主數(shù)據(jù)及與主數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的附加數(shù)據(jù)加密。
本發(fā)明提供了一種用于將包括主數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個數(shù)據(jù)塊加密及將加密的數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)膫鬏敳考?，該部件包括用于?zhí)行將附加數(shù)據(jù)插入以上所述包含主數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)塊序列中隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的處理操作的附加數(shù)據(jù)插入裝置；用于在由附加數(shù)據(jù)插入裝置執(zhí)行的插入附加數(shù)據(jù)的處理操作之后將數(shù)據(jù)塊序列加密的加密裝置；以及用于將由加密裝置加密的數(shù)據(jù)塊序列傳輸?shù)膫鬏斞b置。
圖1是用于顯示傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的框圖；圖2是用于顯示由本發(fā)明第一實施例所實施的傳輸系統(tǒng)的框圖；圖3A顯示所傳輸數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)流；圖3B顯示圖3A中所示所傳輸數(shù)字音頻信號的第二道的數(shù)據(jù)流；圖3C顯示帶有附加于數(shù)據(jù)流的開端和末尾中的每一處的隨機(jī)噪音的所傳輸數(shù)字音頻信號的第二道的數(shù)據(jù)流；圖3D顯示帶有附加于數(shù)據(jù)流的開端和末尾中的每一處的隨機(jī)噪音的所傳輸數(shù)字音頻信號的第二道的數(shù)據(jù)流的加密結(jié)果；圖4A是IEEE-1394通信的時序圖；圖4B顯示等時包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖5顯示CIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖6顯示CIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個標(biāo)號值及其說明；圖7顯示具有作為無效數(shù)據(jù)記錄于數(shù)據(jù)部分內(nèi)的隨機(jī)噪音的等時包Iso的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖8A顯示所傳輸數(shù)字音頻信號的各典型道；圖8B顯示一個道的各幀；圖8C顯示組成一幅幀的各塊；圖8D顯示每一塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖9A顯示第二實施例所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中隨機(jī)噪音插入于每個EU(加密單元)的5通道音頻數(shù)據(jù)內(nèi)；圖9B顯示5通道音頻數(shù)據(jù)的單個塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖10A顯示第二實施例所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中隨機(jī)噪音插入于每個EU(加密單元)的6通道音頻數(shù)據(jù)內(nèi)；圖10B顯示6通道音頻數(shù)據(jù)的單個塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖11顯示第三實施例所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中隨機(jī)噪音插入于數(shù)字音頻數(shù)據(jù)內(nèi)；
圖12是一個用于顯示本發(fā)明第四實施例所實施的傳輸系統(tǒng)的框圖；圖13A顯示具有附加于上的附加數(shù)據(jù)的普通塊序列；圖13B顯示根據(jù)第四實施例的具有附加于上的附加數(shù)據(jù)的塊序列；圖14顯示用于實施一種用于隨機(jī)地插入附加數(shù)據(jù)的方法的實施例；圖15顯示用于實施一種用于隨機(jī)地插入附加數(shù)據(jù)的方法的另一個實施例；圖16是用于顯示由本發(fā)明提供的采用加密單元的記錄部件的框圖；及圖17是用于顯示由本發(fā)明提供的采用解密單元的回放部件的框圖。
按照下列順序描述本發(fā)明各優(yōu)選實施例。
1本發(fā)明對于傳輸和接收部件的典型應(yīng)用。
2IEEE-1394傳輸格式。
3在音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中附加隨機(jī)噪音的第一例。
4在音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中附加隨機(jī)噪音的第二例。
5在音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中附加隨機(jī)噪音的第三例。
6在音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中附加隨機(jī)噪音的第四例。
7本發(fā)明對于記錄和回放部件的典型應(yīng)用。
1本發(fā)明對于傳輸和接收部件的典型應(yīng)用。
以下的說明解釋一個實施例，它將本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)傳輸部件和數(shù)據(jù)傳輸方法應(yīng)用于傳輸部件以及將也由本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)解密部件和數(shù)據(jù)解密方法應(yīng)用于接收部件。
圖2是用于顯示由本發(fā)明第一實施例所實施的傳輸和接收模型的框圖。在傳輸和接收模型中，采用傳輸部件1的傳輸設(shè)備通過由IEEE-1394總線實施的傳輸線路3將節(jié)目數(shù)據(jù)DT傳輸至采用接收部件2的接收設(shè)備。
如以下將要詳細(xì)說明的，節(jié)目數(shù)據(jù)DT通常是包轉(zhuǎn)換的或按照預(yù)定傳輸協(xié)議的格式將1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)分包的結(jié)果。
1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)所具有的質(zhì)量高于在普通CD(光盤)上記錄的音頻數(shù)據(jù)。更具體地，該1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)是在通常極高采樣頻率2.842MHz下進(jìn)行Δ∑調(diào)制所取得的結(jié)果。該采樣頻率是CD系統(tǒng)中采用的采樣頻率44.1 KHz的16倍。在1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式中，頻帶是一個其范圍為自0的DC分量頻率至100KHz高頻的寬頻帶，以及可以在整個音頻頻帶范圍上實施120dB的動態(tài)范圍。
應(yīng)該注意到，雖然此實施例示例性地采用以上所述的轉(zhuǎn)換為包的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的傳輸，但也可以采用一種線性PCM信號，作為所傳輸數(shù)據(jù)本身的一種格式和類型。
如圖中所示，傳輸部件1包括一個隨機(jī)噪音附加單元11，一個加密單元12，一個傳輸單元13和一個隨機(jī)噪音生成單元14。隨機(jī)噪音生成單元14通常包括一個隨機(jī)噪音生成電路，用于生成一個隨機(jī)噪音或隨機(jī)數(shù)據(jù)并且將隨機(jī)噪音提供給隨機(jī)噪音附加單元11。隨機(jī)噪音附加單元11將自隨機(jī)噪音生成單元14收到的隨機(jī)噪音附加于準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)DT中包括的一個節(jié)目例如一段音樂的開端和末尾處。加密單元12使用加密算法將隨機(jī)噪音附加單元11的輸出信號DTad加密。傳輸單元13將由加密單元12產(chǎn)生的數(shù)據(jù)DTs輸出至用作傳輸線3的IEEE-1394總線。
接收部件2包括一個接收單元21，一個解密單元22和一個隨機(jī)噪音消除單元23。
接收單元21接收來自傳輸線3的數(shù)據(jù)。解密單元22根據(jù)對應(yīng)于由加密單元12采用的加密算法的一個算法將由接收單元收到的數(shù)據(jù)解密。隨機(jī)噪音消除單元23從作為解密結(jié)果而獲得的數(shù)據(jù)中去除掉由隨機(jī)噪音附加單元11所附加的隨機(jī)噪音。
1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)如下所述地自傳輸部件1傳輸至接收部件2。參照圖3A至3D。圖3A顯示包括每個表示一段音樂的節(jié)目或道在內(nèi)的音樂數(shù)據(jù)。該圖顯示一個準(zhǔn)備作為數(shù)據(jù)DT傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)源。在音樂數(shù)據(jù)的情況下，如圖3B中所示，一個道的開端和末尾通常是無聲的。
假設(shè)顯示于圖3A和3B中的數(shù)據(jù)DT作為節(jié)目數(shù)據(jù)例如多段音樂提供給傳輸部件1。在此情況下，在傳輸部件1中采用的隨機(jī)噪音附加單元11將每個具有任意數(shù)據(jù)長度的隨機(jī)噪音插入于數(shù)據(jù)DT中每個節(jié)目的開端和末尾處。例如，隨機(jī)噪音附加單元11將其數(shù)據(jù)長度對應(yīng)于時間間隔Tad1的隨機(jī)噪音插入于道的開端以及將其數(shù)據(jù)長度對應(yīng)于時間間隔Tad2的隨機(jī)噪音插入于道的末尾，如圖3C中所示。如以下例子中將要解釋的，通常將包括隨機(jī)噪音在內(nèi)的一個塊附加于包數(shù)據(jù)上。
應(yīng)該知道，時間間隔Tad1和Tad2，即分別附加于道的開端和末尾處的隨機(jī)噪音的數(shù)據(jù)長度可以是固定的或者每當(dāng)執(zhí)行附加隨機(jī)噪音的操作時都隨機(jī)地改變的。選代例子是，可以為每個設(shè)備任意地設(shè)置時間間隔Tad1和Tad2。附加的隨機(jī)噪音長度越是隨機(jī)，則實際無聲數(shù)據(jù)部分越是不明顯，因此越是難于進(jìn)行非法解密操作。
具有由隨機(jī)噪音附加單元11附加于上的隨機(jī)噪音的數(shù)據(jù)DTad隨后提供給加密單元12以便將數(shù)據(jù)DTad加密。如圖3D中所示，將每個隨機(jī)噪音部分和每個包括無聲部分在內(nèi)的音樂數(shù)據(jù)部分加密。加密數(shù)據(jù)DTs提供給傳輸單元13以便將數(shù)據(jù)DTs輸出至傳輸線3。
在接收部件2中，接收單元21首先接收來自傳輸線3的數(shù)據(jù)DTs并且將數(shù)據(jù)DTs提供給解密單元22。解密單元22將數(shù)據(jù)DTs解密以便產(chǎn)生如圖3C中所示的包括附加的隨機(jī)噪音在內(nèi)的數(shù)據(jù)DTad。數(shù)據(jù)DTad提供給隨機(jī)噪音消除單元23以便去除隨機(jī)噪音從而重現(xiàn)初始的傳輸數(shù)據(jù)，即顯示于圖3B中的數(shù)據(jù)DT。
假設(shè)使用如圖2中虛線箭頭所標(biāo)示的某些裝置來從傳輸線3中拾取加密數(shù)據(jù)DTs。如以上所述，將會擔(dān)心具有已知預(yù)加密內(nèi)容的無聲部分的成功解密操作會導(dǎo)致加密算法被成功地推斷出。
正常情況下，每個包含已知預(yù)加密內(nèi)容例如零的無聲部分放置于一個道的開端和末尾處。也即，加密數(shù)據(jù)DTs中一個道的開端和末尾處各部分內(nèi)容應(yīng)該無人知道以便防止這些部分被利用于非法解密而推斷出加密算法。
因此，在本實施例中，在將道加密之前將隨機(jī)噪音附加至每個道的開端和末尾以便產(chǎn)生數(shù)據(jù)DTs。也即，當(dāng)將一個道加密時，該道的開端和末尾中的每一個不再包含固定模式例如零數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)DTs中一個道的開端和末尾中的每一個不再包含已知預(yù)加密數(shù)據(jù)，再要在試錯法的基礎(chǔ)上將從數(shù)據(jù)DTs中提取的道的開端和末尾解密將是徒勞無功的，因此將難于推斷出加密算法。
具體地，在分析數(shù)據(jù)DTs時，不可能將作為根據(jù)加密算法將隨機(jī)噪音加密的結(jié)果而獲得的元素與作為根據(jù)加密算法將數(shù)據(jù)加密的結(jié)果而獲得的元素區(qū)別開。因此，幾乎不可能推斷出加密算法。
此外，通過改變每個附加的隨機(jī)噪音的數(shù)據(jù)長度，非授權(quán)人員要想提取隨機(jī)噪音將比提取包含全零或固定模式的連續(xù)部分更難。因此，可以更好地保證加密數(shù)據(jù)的安全性。
從以上所述可以明顯看出，使用此實施例，要想將通過傳輸線3傳輸?shù)臄?shù)據(jù)解密是極端困難的。因此，該實施例非常適合于傳輸需要版權(quán)保護(hù)的數(shù)據(jù)。
與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比較，傳輸部件1多包括了隨機(jī)噪音附加單元11和隨機(jī)噪音生成單元14，及接收部件2多包括了用于將隨機(jī)噪音從收到的數(shù)據(jù)解密之后的數(shù)據(jù)中去除掉隨機(jī)噪音的隨機(jī)噪音消除單元23。以此方式，由于傳輸部件1和接收部件2的配置沒有變得這么復(fù)雜，因此容易在不同類型的設(shè)備中包括傳輸部件1和接收部件2。
2:IEEE-1394傳輸格式以下描述遵循IEEE-1394規(guī)范的傳輸格式。通常根據(jù)IEEE-1394規(guī)范在時分基礎(chǔ)上傳輸數(shù)據(jù)，預(yù)定的通信周期通常為如圖4A中所示的125微妙。在此信號傳輸中，一個稱為周期主部件的部件在每個通信周期開始時輸出一個CSP(周期開始包)至IEEE-1394總線以便標(biāo)示通信周期的開始。該周期主部件是連至IEEE-1394總線的任何一個任意部件。當(dāng)各部件連至用作IEEE-1394總線的電纜時，即自動地確定周期主部件。根據(jù)IEEE-1394規(guī)范所規(guī)定的過程來確定周期主部件。通過一個通信周期傳輸兩種不同的包。一種是等時(Iso)包，用于傳輸具有實時要求的數(shù)據(jù)。具有實時要求的數(shù)據(jù)的例子是視頻和音頻數(shù)據(jù)。另一種包是異步(Asy)包，用于傳輸例如控制命令或具有高度可靠性的輔助數(shù)據(jù)的信息。
在每個通信周期內(nèi)，用于等時傳輸?shù)牡葧r包Iso領(lǐng)先于用于異步傳輸?shù)漠惒桨麬sy。在傳輸完等時包Iso之后，直至下一個通信周期的CSP的周期用于傳輸異步包Asy。因此用于傳輸異步包Asy的周期隨著等時包Iso的傳輸通道數(shù)量變化。通過采用其中保證為每個通信周期保留的頻帶或通道計數(shù)但不在接收側(cè)實行證實的技術(shù)來傳輸?shù)葧r包Iso。
當(dāng)傳輸異步包Asy時，自接收側(cè)送回表示對包Asy的接收的確認(rèn)(Ack)的數(shù)據(jù)。以此方式，可以通過證實傳輸狀態(tài)以高可靠度實現(xiàn)包的傳輸。
圖4B顯示CIP(公共等時包)即圖4A中所示等時包Iso的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如假設(shè)以上所述的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)作為等時包Iso在IEEE-1394通信中進(jìn)行交換。也即，需要滿足實時要求的數(shù)據(jù)放置于在通信周期序列中傳輸?shù)牡葧r包中，其中每個通信周期包括一個包。一個等時包包括一個IEEE-1394包首部、一個首部CRC、一個CIP首部、一個數(shù)據(jù)部分和一個數(shù)據(jù)CRC(循環(huán)冗余碼)，如圖4B中所示。
參照圖5中所示例子解釋用于傳輸2通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的CIP結(jié)構(gòu)。圖5中所示結(jié)構(gòu)的水平線包括32位或4個字節(jié)。一行的數(shù)據(jù)即32位數(shù)據(jù)或4個字節(jié)稱為四字節(jié)組(quadlet)。
在CIP開端處的32位四字節(jié)組稱為IEEE-1394包首部。IEEE-1394包首部包括data_length、tag、channel、t_code和sy域。data_length域是一個用于標(biāo)示數(shù)據(jù)長度的16位域。tag域是一個2位域及channel域是一個6位域。t_code(時間代碼)和sy(同步)域每個都是4位域。
IEEE-1394包首部之后跟隨首部CRC，再跟隨2個用作CIP首部的四字節(jié)組區(qū)域。CIP首部中上部四字節(jié)組的第一字節(jié)的前2位分別設(shè)置為‘0’和‘0’。該字節(jié)的余下6位用作存儲SID(源標(biāo)識或傳輸節(jié)點(diǎn)數(shù)量)的區(qū)域。SID之后的8位區(qū)域用于存儲DBS(數(shù)據(jù)塊長度)，它顯示數(shù)據(jù)塊長度或轉(zhuǎn)換為包的單元數(shù)據(jù)數(shù)量。
隨于DBS之后的2位域是一個FN域，后跟隨一個QPC區(qū)域。FN域規(guī)定用于包轉(zhuǎn)換的分區(qū)(division)數(shù)量以及QPC域標(biāo)示附加于分區(qū)的四字節(jié)組數(shù)量。
QPC域后跟隨一個用作源包的首部標(biāo)記的1位SP域。第一四字節(jié)組用DBC域結(jié)束，該DBC域用于存儲一個將丟失包數(shù)量計數(shù)的計數(shù)器內(nèi)容。應(yīng)該注意到，DBC域之前的rsv區(qū)域是一個未定義域。
CIP首部中下部四字節(jié)組的第一字節(jié)的前2位分別設(shè)置為‘1'和‘0’。該字節(jié)的余下6位用作FMT位，后跟隨一個8位FDF域和一個16位SYT域。
FMT域標(biāo)示一個信號格式或傳輸格式。也即，F(xiàn)MT域中規(guī)定的值表示存于CIP中的數(shù)據(jù)的格式或類型。具體地說，數(shù)據(jù)類型包括MPEG(移動圖畫專家組)流數(shù)據(jù)、音頻流數(shù)據(jù)或DV(數(shù)字視頻)照相機(jī)流數(shù)據(jù)。
FDF域是一個用于進(jìn)一步更詳細(xì)地描述FMT域中規(guī)定的數(shù)據(jù)格式的格式依賴域。在FMT域中規(guī)定音頻數(shù)據(jù)的情況下，F(xiàn)DF域可能標(biāo)示線性音頻數(shù)據(jù)或MID(樂器數(shù)據(jù))。取1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)為例。在此情況下，F(xiàn)MT域設(shè)置為標(biāo)示一種音頻流數(shù)據(jù)類型以及FDF域設(shè)置為一個值，用于標(biāo)示該音頻流數(shù)據(jù)是1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
SYT域顯示幀同步的時間標(biāo)記。
由FMT和FDF域標(biāo)示的數(shù)據(jù)存于跟隨于CIP首部之后的數(shù)據(jù)部分內(nèi)。該數(shù)據(jù)部分包括(n+1)個數(shù)據(jù)塊也即#0塊至#n塊的序列。當(dāng)FMT和FDF域標(biāo)示1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊是1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)塊之后跟隨一個數(shù)據(jù)CRC。
圖5顯示的例子中數(shù)據(jù)部分包含2個通道的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。此例基于稱為AM824的可用于通過IEEE-1394總線傳輸數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議。因此，該圖顯示用于傳輸2通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的包的典型結(jié)構(gòu)。
如圖所示，在傳輸2通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的情況下，一個數(shù)據(jù)塊包括4個四字節(jié)組，也即四字節(jié)組q1至q4，每個四字節(jié)組包含32位或4個字節(jié)，以及1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)包括一個數(shù)據(jù)塊的連續(xù)序列。
每個四字節(jié)組的開端處的字節(jié)也即字節(jié)0用作標(biāo)記，它描述用于標(biāo)識包含于四字節(jié)組內(nèi)的數(shù)據(jù)的信息。圖6顯示CIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個標(biāo)記值及其說明。
如圖所示，現(xiàn)在描述每個標(biāo)記值的意義。例如，40h至4Fh范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示用于DVD(數(shù)字通用盤)系統(tǒng)中的多位線性音頻數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意到，附于每個標(biāo)記值之后的后綴‘h’標(biāo)示著這些標(biāo)記值用16進(jìn)制格式表示。50h至57h范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，58h至5Fh范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示編碼的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，以及80h至83h范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示MIDI數(shù)據(jù)。C0h至EFh范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示附屬數(shù)據(jù)或輔助數(shù)據(jù)。以此方式，將標(biāo)記值定義以便用作標(biāo)識不同類型數(shù)據(jù)信息的信息。
因為與本發(fā)明并不直接相關(guān)，所以在本說明中不包括對標(biāo)記值詳細(xì)定義的描述。因此，只將圖5中所示標(biāo)記值說明如下。觀看圖5中顯示的塊#0的第一個四字節(jié)組q1。在第一個四字節(jié)組q1中，標(biāo)記值是D1h，這標(biāo)示第一個四字節(jié)組q1中的數(shù)據(jù)是附屬數(shù)據(jù)。在附屬數(shù)據(jù)的情況下，字節(jié)1用作設(shè)置于00h的子標(biāo)記。字節(jié)2和3包含實際附屬數(shù)據(jù)，它們包括一個用于顯示有效標(biāo)志的V域，一個用于標(biāo)示復(fù)制控制信息的‘道屬性’域，一個用于顯示通道數(shù)量的‘Ch BitNum’域以及一個用于顯示揚(yáng)聲器位置上的信息的‘揚(yáng)聲器配置’域。
第二個四字節(jié)組q2的標(biāo)記值是50h。如上所述，50h至57h范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，及值50h標(biāo)示包含多條通道的數(shù)據(jù)的塊中的第一數(shù)據(jù)塊。第三個四字節(jié)組q3的標(biāo)記值是51h，它標(biāo)示包含多條通道的數(shù)據(jù)的塊中的第二或隨后的數(shù)據(jù)塊。以此方式，第二個和第三個四字節(jié)組q2和q3的標(biāo)記值標(biāo)示這些四字節(jié)組分別包含用于2個通道也即通道1和通道2的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。一個通道的數(shù)據(jù)包含于3個字節(jié)內(nèi)，也即該通道的四字節(jié)組的字節(jié)1至3內(nèi)。
第四個四字節(jié)組q4的標(biāo)記值是CFh，這是賦予附屬數(shù)據(jù)的范圍。具體地，CFh的標(biāo)記值定義為用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)或無數(shù)據(jù)的值。字節(jié)1中的子標(biāo)記設(shè)置為用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)的值。在此例中，子標(biāo)記也設(shè)置為CFh。因此，字節(jié)2和3充滿了無效數(shù)據(jù)。
在塊#1的第一個四字節(jié)組q1中，標(biāo)記值是D1h，它標(biāo)示第一個四字節(jié)組q1中的數(shù)據(jù)是附屬數(shù)據(jù)。在附屬數(shù)據(jù)的情況下，字節(jié)1用作設(shè)置于01h的子標(biāo)記。附屬數(shù)據(jù)的字節(jié)2和3描述補(bǔ)充數(shù)據(jù)。第二個至第四個四字節(jié)組與塊#0中的那些四字節(jié)組相同。
如上所述，這些塊組成等時包Iso的數(shù)據(jù)部分。
3將隨機(jī)噪音附加于音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中的第一例以下的說明將解釋以前參照圖2解釋的數(shù)據(jù)傳輸中遵循IEEE-1394規(guī)范的傳輸格式的使用例子。更具體地，以下的說明將解釋一種典型方法，用于將隨機(jī)噪音插入于通過IEEE-1394傳輸線3傳輸?shù)囊纛l包數(shù)據(jù)中。
圖7顯示準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)DT的典型數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于可用于通過IEEE-1394總線傳輸數(shù)據(jù)的AM824傳輸協(xié)議的。顯示于圖中的典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于傳輸6通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意到，圖7中顯示一幅幀的包含塊#0至#1,567的部分對應(yīng)于圖5中所示等時包Iso的數(shù)據(jù)部分。在6通道數(shù)據(jù)的情況下，1塊包含8個四字節(jié)組q1至q8。包含1,567塊的范圍是一個稱為幀的單元。一個作為1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流包括這類幀的序列。
在塊#0的第一個四字節(jié)組q1中，標(biāo)記值設(shè)置為D1h，用于標(biāo)示第一個四字節(jié)組中的數(shù)據(jù)是附屬數(shù)據(jù)。在附屬數(shù)據(jù)的情況下，字節(jié)1用作設(shè)置于00h的子標(biāo)記。字節(jié)2和3包含實際附屬數(shù)據(jù)，用于標(biāo)示例如復(fù)制控制信息、通道數(shù)量和如前參照圖5所述關(guān)于揚(yáng)聲器位置的信息。
第二個四字節(jié)組q2的標(biāo)記值是50h。如上所述，50h至57h范圍內(nèi)的標(biāo)記值標(biāo)示1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，及值50h標(biāo)示包含多條通道的數(shù)據(jù)的塊中的第一數(shù)據(jù)塊。
第三個至第七個四字節(jié)組q3至q7中每一個的標(biāo)記值是51h，它標(biāo)示包含多條通道的數(shù)據(jù)的塊中的第二或隨后的數(shù)據(jù)塊。以此方式，第二個至第七個四字節(jié)組q2至q7的標(biāo)記值分別標(biāo)示這些四字節(jié)組包含6個通道也即通道1至通道6的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。一個通道的數(shù)據(jù)包含于3個字節(jié)內(nèi)，也即該通道的四字節(jié)組的字節(jié)1至3內(nèi)。
第八個四字節(jié)組q8的標(biāo)記值是CFh，這是賦予附屬數(shù)據(jù)的范圍。具體地，CFh的標(biāo)記值定義為用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)或無數(shù)據(jù)的值。字節(jié)1中的子標(biāo)記設(shè)置為用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)的值。在此例中，子標(biāo)記也設(shè)置為50h，用于標(biāo)示無效的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。因此，字節(jié)2和3充滿了無效數(shù)據(jù)。
在塊#1的第一個四字節(jié)組q1中，標(biāo)記值設(shè)置為D1h，用于標(biāo)示第一個四字節(jié)組中的數(shù)據(jù)是附屬數(shù)據(jù)。在附屬數(shù)據(jù)的情況下，字節(jié)1用作設(shè)置于01h的子標(biāo)記。附屬數(shù)據(jù)的字節(jié)2和3描述補(bǔ)充數(shù)據(jù)。
第二個至第八個四字節(jié)組與塊#0中的相同。
在塊#1567的第一個四字節(jié)組q1中，標(biāo)記值設(shè)置為CFh，用于標(biāo)示字節(jié)2和3是無效數(shù)據(jù)。然而，字節(jié)1設(shè)置為D1h，用于標(biāo)示無效的附屬數(shù)據(jù)。第二個至第八個四字節(jié)組與塊#0中的相同。
在這類包數(shù)據(jù)流的傳輸中，例如在傳輸部件1中采用的隨機(jī)噪音附加單元11需要將隨機(jī)噪音插入為無效數(shù)據(jù)提供的每個部分內(nèi)。也即，隨機(jī)噪音附加單元11需要將隨機(jī)噪音插入由每個包中平行影線框所標(biāo)示的每個無效數(shù)據(jù)部分內(nèi)。具體地，隨機(jī)噪音附加單元11為準(zhǔn)備插入無效數(shù)據(jù)四字節(jié)組內(nèi)的每個包生成2個字節(jié)的隨機(jī)噪音，也即分別具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組的字節(jié)2和3。
通過如上所述地插入隨機(jī)噪音，即使一個包中的包括固定模式例如96h或全零在內(nèi)的音頻數(shù)據(jù)也不會再重現(xiàn)為固定模式例如分別為96h或全零，從而如上所述地使加密算法的推斷成為不可能。此外，將隨機(jī)噪音插入于無效數(shù)據(jù)部分的操作很大地簡化了接收部件2所執(zhí)行的處理操作。更詳細(xì)地，在由接收部件2中的解密單元22執(zhí)行解密過程之后，將具有圖7中所示格式的包數(shù)據(jù)流提供給隨機(jī)噪音消除單元23，它只需要去除具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組。由于具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組是無論如何都要去除的，因此隨機(jī)噪音消除單元23不必為隨機(jī)噪音的插入執(zhí)行特殊處理過程。
4將隨機(jī)噪音附加于音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中的第二例在圖7中所示例子中，在塊#0至#1567中的每一塊中將隨機(jī)噪音插入分配給無效數(shù)據(jù)的四字節(jié)組q8中。也即，隨機(jī)噪音只插入每一塊中的一個四字節(jié)組中。
然而，如果傳輸格式規(guī)定圖2中所示加密單元12將加密單元中的數(shù)據(jù)加密，每個都小于例如一塊，在某些情況下，有可能推斷出加密算法。使加密單元12將數(shù)據(jù)加密為8個字節(jié)(2個四字節(jié)組)的數(shù)據(jù)單元(或加密單元)。在此情況下，可以分析不帶插入的隨機(jī)噪音的部分?？紤]圖7中所示的塊#0的8個字節(jié)的加密單元。假設(shè)塊#0的音頻數(shù)據(jù)是固定模式例如96h或全零。
在此情況下，加密過程中使用的加密單元是一對四字節(jié)組q1和q2，一對四字節(jié)組q3和q4，一對四字節(jié)組q5和q6，以及一對四字節(jié)組q7和q8。該對四字節(jié)組q3和q4及該對四字節(jié)組q5和q6中的每一對都是不帶插入的隨機(jī)噪音而加密的。因此擔(dān)心知道解密結(jié)果是固定模式例如96h或全零之后，會在試錯法的基礎(chǔ)上將提取的一對四字節(jié)組q3和q4或者提取的一對四字節(jié)組q5和q6成功地解密，將會導(dǎo)致正確地推斷出可用于非法解密的加密算法。應(yīng)該注意到，用作加密單元的一對四字節(jié)組q1和q2包括加密的附屬數(shù)據(jù)。因此，其解密結(jié)果不是固定模式例如96h或全零，因而是未知的，也就不可能知道在試錯法的基礎(chǔ)上執(zhí)行的解密操作是否成功。無需說，包括加密的附屬數(shù)據(jù)的用作加密單元的一對四字節(jié)組q7和q8的解密結(jié)果也不是固定模式例如96h或全零，因而也是未知的，也就不可能知道在試錯法的基礎(chǔ)上執(zhí)行的解密操作是否成功。
因此，對于一個塊單元以外的加密單元，也即對于小于塊單元的加密單元，可以如下合適地插入隨機(jī)噪音。圖8A至8D顯示傳輸2個通道即左和右通道的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的典型例子。應(yīng)該注意到，圖8A至8C顯示的每一個表示一段音樂的道包括各幀，其中每幀包括各塊，即塊#0至#1567，其中每個具有以前參照圖5和7所解釋的結(jié)構(gòu)。
一般都知道，一幅幀是對應(yīng)于具有頻率為75Hz或周期為13.3毫秒的音頻數(shù)據(jù)的單元。如上所述，每一幅幀包括1,568塊。在2通道數(shù)據(jù)的情況下，每塊具有圖8D中所示結(jié)構(gòu)。
假設(shè)解密單元是8個字節(jié)。在此情況下，一對四字節(jié)組即第一個和第二個四字節(jié)組加密為一個加密單元EU1，同時一對四字節(jié)組即第三個和第四個四字節(jié)組加密為一個加密單元EU2。也即，每一塊被加密為2個加密單元EU。
在此情況下，圖2中所示的在傳輸部件1中采用的隨機(jī)噪音附加單元11至少將隨機(jī)噪音附加至每個加密單元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，首先在塊#0的情況下，將隨機(jī)噪音插入第四個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU2的無效數(shù)據(jù)部分。在圖8D中，字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。用與塊#0相同的方法將隨機(jī)噪音插入塊#1至#(x-1)中。
在塊#x至#1567的情況下，將隨機(jī)噪音插入第一個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU1的無效數(shù)據(jù)部分，以及插入第四個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU2的無效數(shù)據(jù)部分。第一個和第四個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。
在如上所述地插入隨機(jī)噪音之后，加密單元12將數(shù)據(jù)加密并且輸出加密的數(shù)據(jù)至傳輸線3。
假設(shè)在塊#0至#(x-1)中附屬數(shù)據(jù)是插入第一個四字節(jié)組中的。在此情況下，由于存于加密單元EU1中的數(shù)據(jù)既不是全零又不是固定模式，就無法推斷出加密單元EU1的加密算法。類似地，由于隨機(jī)噪音是插入加密單元EU2中的，即使存于加密單元EU2的第三個四字節(jié)組中的音頻數(shù)據(jù)是固定模式，也難于推斷出加密算法。因此，兩個加密單元中任何一個的提取和解密都不會導(dǎo)致加密算法的正確推斷。至于對于塊#x至#1567，將隨機(jī)噪音插入加密單元EU1和EU2兩者中。同樣原因，兩個加密單元中的任何一個的提取和解密都不會導(dǎo)致加密算法的正確推斷。
由接收部件2執(zhí)行的處理過程特別簡單，即使音頻數(shù)據(jù)包括一個如上所述的插入的隨機(jī)噪音也如此。這是因為隨機(jī)噪音是插入音頻數(shù)據(jù)的無效數(shù)據(jù)部分中的。詳細(xì)內(nèi)容是，在接收部件2中采用的解密單元22向隨機(jī)噪音消除單元23輸出一個類似于圖8D中所示的作為解密結(jié)果的包數(shù)據(jù)流，因而只需去除每個具有標(biāo)記值為CFh的四字節(jié)組。
類似地，圖9A和9B顯示第二實施例用于傳輸5通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，而圖10A和10B顯示第二實施例用于傳輸6通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。在這兩個情況下，用相同方式將隨機(jī)噪音插入每個加密單元中。
更具體地，圖9A顯示傳輸?shù)?通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的塊#0至#1567。在5通道音頻數(shù)據(jù)的情況下，每一塊基本上包括如圖9B所示的6個四字節(jié)組。然而，在此實施例中，每一塊由10個四字節(jié)組組成，包括附加四字節(jié)組，允許將無效數(shù)據(jù)插入每個如圖9A所示的加密單元EU中。每個附加四字節(jié)組具有標(biāo)記值CFh。因此，每一塊包括5個加密單元EU1至EU5，及加密單元EU2至EU5中每一個包括一個無效數(shù)據(jù)部分。同樣在此例中，顯示于圖2中的傳輸部件2中采用的隨機(jī)噪音附加單元11將隨機(jī)噪音至少附加至每個加密單元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，在塊#0的情況下，將隨機(jī)噪音插入四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU2至EU5的無效數(shù)據(jù)部分。在圖9A中，字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。用與塊#0相同的方法將隨機(jī)噪音插入塊#1至#(x-1)中。
在塊#x至#1567的情況下，將隨機(jī)噪音插入第一個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU1的無效數(shù)據(jù)部分，以及插入各四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，每個用作加密單元EU2至EU5的無效數(shù)據(jù)部分。各四字節(jié)組的字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。
在如上所述地插入隨機(jī)噪音之后，加密單元12將數(shù)據(jù)加密并且輸出加密的數(shù)據(jù)至傳輸線3。
與以上所述2通道音頻數(shù)據(jù)非常類似，將隨機(jī)噪音插入5通道音頻數(shù)據(jù)中的操作消除了通過加密單元的提取和解密來推斷出加密算法的危險。此外，接收部件2所執(zhí)行的處理過程也非常簡單。
另一方面，圖10A顯示傳輸?shù)?通道1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的塊#0至#1567。在6通道音頻數(shù)據(jù)的情況下，如圖10B所示，每一塊基本上包括8個四字節(jié)組。然而，在此實施例中，每一塊由12個包括附加四字節(jié)組在內(nèi)的四字節(jié)組組成，允許將無效數(shù)據(jù)插入每個如圖10A所示的加密單元EU中。每個附加四字節(jié)組具有標(biāo)記值CFh。因此，每一塊包括6個加密單元EU1至EU6，及加密單元EU2至EU6中每一個包括一個無效數(shù)據(jù)部分。同樣在此例中，顯示于圖2中的傳輸部件1中采用的隨機(jī)噪音附加單元11將隨機(jī)噪音至少附加至每個加密單元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，在塊#0的情況下，將隨機(jī)噪音插入四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，每個用作加密單元EU2至EU6的無效數(shù)據(jù)部分。在圖10A中，字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。也用與塊#0相同的方法將隨機(jī)噪音插入塊#1至#(x-1)中。
在塊#x至#1567的情況下，將隨機(jī)噪音插入第一個四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，用作加密單元EU1的無效數(shù)據(jù)部分，以及插入各四字節(jié)組的字節(jié)2和3中，每個用作加密單元EU2至EU6的無效數(shù)據(jù)部分。各四字節(jié)組的字節(jié)2和3中每一個都用平行影線框標(biāo)示。
在如上所述地插入隨機(jī)噪音之后，加密單元12將數(shù)據(jù)加密并且輸出加密的數(shù)據(jù)至傳輸線3。
與以上所述2通道音頻數(shù)據(jù)非常類似，將隨機(jī)噪音插入6通道音頻數(shù)據(jù)中的操作消除了通過加密單元的提取和解密來推斷出加密算法的危險。此外，接收部件2所執(zhí)行的處理過程也非常簡單。
5將隨機(jī)噪音附加于音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中的第三例以下的說明將解釋在以前參照圖2解釋的數(shù)據(jù)傳輸中遵循IEEE-1394規(guī)范的傳輸格式的使用例子。圖11顯示第三實施例中采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中隨機(jī)噪音插入于數(shù)字音頻數(shù)據(jù)內(nèi)。更具體地，圖11顯示附加至包括圖7中所示幀序列的道的開端和末尾處的各塊?？梢愿郊尤我鈹?shù)量的這類塊以便容納隨機(jī)噪音。
如同圖7中所示每塊的情況，圖11中所示每塊包括8個四字節(jié)組q1至q8。這些四字節(jié)組都具有用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)的標(biāo)記值CFh。這些四字節(jié)組q1至q8的子標(biāo)記設(shè)置為D1h、50h、CFh和其他值。由平行影線框所標(biāo)示，四字節(jié)組q1至q8中每一個的字節(jié)2和3都充滿隨機(jī)噪音。任意數(shù)量的每個充滿隨機(jī)噪音的塊可附加至道的開端和末尾處而得到圖3C中所示的數(shù)據(jù)道。準(zhǔn)備傳輸?shù)募用芙Y(jié)果顯示于圖3D中。因此，即使傳輸?shù)募用軘?shù)據(jù)DTs的道的開端或末尾處的部分用試錯法被提取和解密，也無法推斷出加密算法，因為包括于該部分中的數(shù)據(jù)是一個未知隨機(jī)噪音。
此外，將隨機(jī)噪音插入具有用于標(biāo)示無效數(shù)據(jù)的標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組的每塊中的操作使接收部件2執(zhí)行的處理過程特別簡單。詳細(xì)內(nèi)容是，在接收部件2中采用的解密單元22向隨機(jī)噪音消除單元23輸出一個類似于圖3C中所示的作為解密結(jié)果的包數(shù)據(jù)流，因而隨機(jī)噪音消除單元23只需去除顯示于圖11中的每個具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組。由于具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組是無論如何都要去除的，因此隨機(jī)噪音消除單元23不必由于隨機(jī)噪音的插入而執(zhí)行特殊處理過程。也即，圖11中所示隨機(jī)噪音可以與圖7中所示無數(shù)據(jù)部分中的無效數(shù)據(jù)一起去除。
6將隨機(jī)噪音附加于音頻包數(shù)據(jù)的IEEE-1394傳輸中的第四例圖12是一個用于顯示本發(fā)明第四實施例所實施的傳輸和接收系統(tǒng)的框圖。第四實施例中大部分配置與圖2中所示第一實施例相同，不同之處在于，在第一實施例中只傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù)DT例如音樂數(shù)據(jù)，而在第四實施例中，與主數(shù)字音頻數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)倪€有附加于主數(shù)字音頻數(shù)據(jù)上的附加數(shù)據(jù)塊Da1和Da2。
下面將要描述包結(jié)構(gòu)。主數(shù)字音頻數(shù)據(jù)DT通常是轉(zhuǎn)換為包的或者遵循預(yù)定傳輸協(xié)議的格式而分塊的1位數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。附加數(shù)據(jù)塊Da1和Da2包裝于一塊中而進(jìn)行傳輸。在傳輸之前，將附加數(shù)據(jù)塊Da1和Da2和主數(shù)字音頻數(shù)據(jù)DT加密。
每塊包括一個用于容納附加數(shù)據(jù)塊Da1和Da2的區(qū)域和一個充滿無效數(shù)據(jù)的區(qū)域。在此實施例中，至少有或者附加數(shù)據(jù)Da2或者附加數(shù)據(jù)Da1和Da2插入于從塊序列中隨機(jī)地選取的一塊中。
在此實施例中，附加數(shù)據(jù)Da2插入于從塊序列中完全隨機(jī)地選取的一塊中。實際上，非授權(quán)用戶不可能根據(jù)從傳輸線3中取得的加密數(shù)據(jù)DTs來提取表示附加數(shù)據(jù)Da2的加密部分。也即，不可能從加密數(shù)據(jù)DTs中提取具有已知預(yù)加密內(nèi)容的加密部分。
即使能夠從加密數(shù)據(jù)DTs中提取加密的附加數(shù)據(jù)Da2，該加密數(shù)據(jù)DTs在音頻數(shù)據(jù)之外還包括一個加密的隨機(jī)噪音。因此，在分析數(shù)據(jù)DTs時，不可能將作為使用加密算法將音頻數(shù)據(jù)加密的結(jié)果而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)元素與作為使用相同的加密算法將包括于數(shù)據(jù)DTs中的隨機(jī)噪音加密的結(jié)果而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)元素區(qū)別開。因此，要想推斷出加密算法將更為困難得多。如上所述，使用本實施例，未授權(quán)用戶幾乎不可能將通過傳輸線3傳輸?shù)臄?shù)據(jù)解密。因此，該實施例非常適合于傳輸需要版權(quán)保護(hù)或類似要求的數(shù)據(jù)。
此外，在傳輸部件1中多包括一個塊處理單元10，用于從塊序列中隨機(jī)地選擇一塊和將附加數(shù)據(jù)Da2附加至所選塊中，以及多包括一個隨機(jī)數(shù)據(jù)附加單元11，用于插入一個隨機(jī)噪音。因此，不能認(rèn)為傳輸部件1的配置這么復(fù)雜。其結(jié)果是，由本實施例所實施的傳輸部件1可以容易地包括于不同類型的設(shè)備內(nèi)。
應(yīng)該注意到，即使隨機(jī)地選擇其中插入附加數(shù)據(jù)Da2的塊，接收部件2所執(zhí)行的解碼過程也不會變得復(fù)雜。如稍后將詳細(xì)描述的，在該塊中包括一個用于顯式地標(biāo)示附加數(shù)據(jù)Da2的標(biāo)記。因此，接收部件2中采用的塊解碼單元24只需提取由該標(biāo)記標(biāo)示的附加數(shù)據(jù)Da2。由于相同原因，可以容易地去除隨機(jī)噪音。也即，由于隨機(jī)噪音是插入由預(yù)定標(biāo)記所標(biāo)示的無效數(shù)據(jù)部分中的，接收部件2中采用的塊解碼單元24只需去除由預(yù)定標(biāo)記所標(biāo)示的無效數(shù)據(jù)部分。因此，不能認(rèn)為接收部件2的配置這么復(fù)雜。其結(jié)果是，由本實施例所實施的接收部件2可以容易地包括于不同類型的設(shè)備內(nèi)。
可想到的附加數(shù)據(jù)Da1的例子是附屬數(shù)據(jù)Anci和補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli，同時可想到的附加數(shù)據(jù)Da2的例子是ISRC(國際標(biāo)準(zhǔn)記錄代碼)，用于標(biāo)識一首歌的名稱、一個用于描述歌的名稱和藝術(shù)家名字的文本，其中藝術(shù)家名字可以是歌唱家的名字、表演家的名字、作曲家的名字、詞作家的名字或樂曲改編者的名字。
圖13A、13B、14和15中每一圖顯示作為將附加數(shù)據(jù)塊Da1和Da2插入圖7所示的通過將附加數(shù)據(jù)與其他塊混合而得的幀中的結(jié)果而獲得的一幅幀。應(yīng)該注意到，圖13A、13B、14和15只顯示該幀中每塊的第一個四字節(jié)組q1，即圖8D中所示每塊的頂部四字節(jié)組。
圖13A顯示一個作為進(jìn)行比較用的參考的普通塊序列。在圖13A中顯示的普通塊序列的情況下，序列開端處的塊#0包含附屬數(shù)據(jù)Anci。塊#0后跟隨塊#1至#(x-1)，它們中每一個包含補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli。以此方式，順序地將附加數(shù)據(jù)Da1即附屬數(shù)據(jù)Anci和補(bǔ)充數(shù)據(jù)塊Suppli附加至自塊#0開始的各塊中。
如果不需要插入附加數(shù)據(jù)Da2例如一個ISRC，則塊#x至#1567中的每一塊中的第一個四字節(jié)組q1用作無效數(shù)據(jù)部分。另一方面，如果需要插入附加數(shù)據(jù)Da2例如一個ISRC，則可在補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli之后順序地將數(shù)據(jù)塊Da2插入自塊#x開始的各塊中。在圖13A中所示幀的情況下，順序地將信息塊作為ISRC插入塊#x至#(x+2)中，它們中每一塊具有標(biāo)記值C0h和分別具有子標(biāo)記為00h、01h和02h。塊#(x+3)至#1567中每一塊包含一個由平行影線框標(biāo)示的無效數(shù)據(jù)部分。應(yīng)該注意到，如上所述，該無效數(shù)據(jù)部分中充滿隨機(jī)噪音。
然而，使用這類普通塊序列，會擔(dān)心未授權(quán)人員能夠知道插入的ISRC的位置或者其中插入ISRC的塊的數(shù)量。也即，如果其中插入附加數(shù)據(jù)Da1的塊的數(shù)量是固定的，則其中插入ISRC的塊的數(shù)量(#x)也是已知的，因為ISRC跟隨于附加數(shù)據(jù)Da1之后。在此情況下，未授權(quán)人員從加密數(shù)據(jù)DTs中提取塊#x，以及如果能夠利用某些手段識別包括于塊#x中的一首歌的ISRC，則該人也能容易地推斷出加密算法。
為解決以上所述問題，此實施例提供的塊處理單元10如上所述地隨機(jī)地選擇準(zhǔn)備至少插入附加數(shù)據(jù)Da2的塊。圖13B顯示包括插入隨機(jī)地選擇的塊中的附加數(shù)據(jù)Da2的塊的序列。與普通塊序列非常類似，該序列開端處的塊#0包含附屬數(shù)據(jù)Anci。塊#0之后跟隨塊#1至#(x-1)，它們中每一個包含補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli。如果需要插入附加數(shù)據(jù)Da2，則可在補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli之后將附加數(shù)據(jù)Da2插入自塊#x至#1567中隨機(jī)地選擇的塊中。在圖13B中所示的塊序列中，例如將標(biāo)示ISRC的附加數(shù)據(jù)Da2插入塊#(x+1)、#(x+2)和#1567中。塊#x至#1567中余留塊的每一塊包含一個由平行影線框標(biāo)示的無效數(shù)據(jù)部分。隨機(jī)噪音附加單元11將每個無效數(shù)據(jù)部分填滿隨機(jī)噪音。
為每一幀將數(shù)據(jù)塊Da2插入自塊#x至#1567中隨機(jī)地選擇的塊中。假設(shè)圖13B顯示幀#M中的塊序列。在此情況下，圖14中顯示幀#(M+1)中的典型塊序列。如圖中所示，表示ISRC的附加數(shù)據(jù)Da2通常插入#x、#(x+3)和#1566中。塊#x至#1567中余留塊的每一塊包括一個由平行影線框標(biāo)示的無效數(shù)據(jù)部分。
在此實施例中，塊處理單元10將附加數(shù)據(jù)Da2插入組成每一幀的塊序列的自塊#x至#1567中隨機(jī)地選擇的塊中。因此，完全不可能預(yù)測附加數(shù)據(jù)Da2已插入包括幀在內(nèi)的數(shù)據(jù)流中的哪一塊。然后加密單元12將這一塊序列的數(shù)據(jù)加密為輸出至傳輸線3的加密數(shù)據(jù)DTs。因此幾乎不可能從加密數(shù)據(jù)DTs中提取包含附加數(shù)據(jù)Da2的部分。其結(jié)果是，有可能避免如上所述的對加密算法的非法推斷。此外，通過如上所述地將每個無效數(shù)據(jù)部分填滿隨機(jī)噪音，就更難于推斷加密算法。
應(yīng)該注意到，以前所述將附加數(shù)據(jù)Da2插入隨機(jī)地選擇的塊中的操作以及以前所述附加數(shù)據(jù)Da2在不同幀中的位置都不相同這一事實并不會在接收部件2中造成麻煩。這是因為在接收部件2中采用的塊解碼單元24只需從組成每幀的塊中提取每個具有標(biāo)記值C0h的部分。此外，將隨機(jī)噪音插入每個無效數(shù)據(jù)部分中的操作并不使接收部件2執(zhí)行的處理過程復(fù)雜。這是因為在接收部件2中采用的塊解碼單元24只需去除每個具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組。因為具有標(biāo)記值CFh的四字節(jié)組是無論如何都要去除的，因此塊解碼單元24不必為隨機(jī)噪音的插入而執(zhí)行特殊處理過程。
順便提及，塊處理單元10可以將塊序列設(shè)置如圖15中所示。在圖13B和14中所示塊序列的情況下，塊處理單元10將附加數(shù)據(jù)Da2插入塊#x及隨后各塊中隨機(jī)地選擇的塊中。另一方面，在圖15中所示塊序列的情況下，塊處理單元10將附加數(shù)據(jù)Da2插入自塊#1至#1567中隨機(jī)地選擇的各塊中。
由于塊序列的開端處的塊#0規(guī)定為供由標(biāo)記值D1h和子標(biāo)記00h標(biāo)示的附屬數(shù)據(jù)Anci插入之用，因此附加數(shù)據(jù)Da1或Da2不能插入該塊中。然而，可以自由地選擇塊#1和隨后各塊用作將附加數(shù)據(jù)Da1或Da2插入其中的塊。也即，只要使用標(biāo)記和子標(biāo)記將每個四字節(jié)組的內(nèi)容加以標(biāo)識，就可以將補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli和ISRC作為附加數(shù)據(jù)Da1或附加數(shù)據(jù)Da2分別插入任何塊中而不在接收部件2中造成問題。因此可以如圖15中所示地隨機(jī)地選擇其中準(zhǔn)備插入包括補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli在內(nèi)的附加數(shù)據(jù)的塊。
在組成圖15中所示幀的塊序列的情況下，補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli作為附加數(shù)據(jù)Da1插入塊#3、#4、#(x+2)、…和#1567中，而ISRC則作為附加數(shù)據(jù)Da2插入塊#2、#x和其他塊中。沒有填滿附加數(shù)據(jù)的無效數(shù)據(jù)部分則如平行影線框所標(biāo)示的用隨機(jī)噪音來填滿。圖15顯示一個典型幀，其中補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli和ISRC插入如上所述隨機(jī)地選擇的各塊中。在下一幅幀、下一幅之后的幀和其他各幅幀中，補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli和ISRC的位置與圖中所示幀中位置完全不同。
通過將包括補(bǔ)充數(shù)據(jù)Suppli和ISRC在內(nèi)的附加數(shù)據(jù)Da1或Da2插入如上所述隨機(jī)地選擇的塊中，就更難于識別例如一個插入的其預(yù)加密值是已知的ISRC的位置。其結(jié)果是有可能增強(qiáng)用于防止推斷加密算法的效果。
7本發(fā)明對于記錄和回放部件的典型應(yīng)用。
以下的說明將要解釋將本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)傳輸部件或數(shù)據(jù)傳輸方法及數(shù)據(jù)解碼部件或數(shù)據(jù)解碼方法分別應(yīng)用于記錄和回放部件的實施例。記錄部件用作用于將數(shù)據(jù)傳輸至記錄媒體的數(shù)據(jù)傳輸部件以及回放部件用作用于自記錄媒體中讀出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解碼部件。
圖16顯示一個記錄部件4的框圖，該記錄部件4能夠用于將數(shù)據(jù)DT記錄入預(yù)定記錄媒體6中。如圖16中所示，記錄部件4包括一個加密單元40、一個編碼和記錄驅(qū)動單元44和一個記錄頭(或一個接口)45，它們形成一個用于處理和記錄輸入數(shù)據(jù)DT的記錄和處理系統(tǒng)。加密單元40包括一個隨機(jī)噪音附加單元41、一個加密器42、一個傳輸單元43和一個隨機(jī)噪音生成單元46。
在記錄部件4中，隨機(jī)噪音附加單元41將由隨機(jī)噪音生成單元46生成的隨機(jī)噪音附加至包括于輸入數(shù)據(jù)DT內(nèi)的每一道的開端和末尾處。附加至一個節(jié)目的隨機(jī)噪音長度是變化的，以便使加密算法難于推斷。
隨機(jī)噪音附加單元41將包括附加的隨機(jī)噪音在內(nèi)的數(shù)據(jù)DTad提供給加密器42以供將數(shù)據(jù)DTad加密之用。加密器42將加密的數(shù)據(jù)DTs提供給傳輸單元43，它將數(shù)據(jù)DTs向前送至編碼和記錄驅(qū)動單元44。編碼和記錄驅(qū)動單元44將數(shù)據(jù)DTs的格式轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)備用于記錄數(shù)據(jù)DTs的記錄媒體6的記錄格式。編碼和記錄驅(qū)動單元44還在不同編碼過程之外附加一個遵循調(diào)制技術(shù)的誤差校正代碼，以便生成一個提供給記錄頭45的記錄驅(qū)動信號。記錄頭45執(zhí)行操作以便根據(jù)記錄驅(qū)動信號將數(shù)據(jù)DTs寫入記錄媒體6中。
通常記錄媒體6是光盤、磁光盤、磁盤、磁帶或類似裝置。在此情況下，記錄頭45是由記錄驅(qū)動信號驅(qū)動以便完成寫操作的光頭或磁頭。另一方面，如果記錄媒體6是一張通常具有快閃存儲器的存儲卡，則接口45執(zhí)行對記錄媒體6的寫操作。
圖17是用于顯示一個能夠自記錄媒體6中回放數(shù)據(jù)DT的回放部件5的框圖。如圖所示，回放部件5包括一個回放頭(或一個接口)54、一個解碼單元55和一個解密單元50，后者具有一個拾取單元51、一個解密器52和一個隨機(jī)噪音消除單元53。
在回放部件5中，記錄媒體6通常是光盤、磁光盤、磁盤、磁帶或類似裝置。在此情況下，回放頭54是用于自記錄媒體6中讀出數(shù)據(jù)的光頭或磁頭。另一方面，如果記錄媒體6是一張存儲卡，則接口54執(zhí)行自記錄媒體6中讀出數(shù)據(jù)的對記錄媒體的讀操作。自記錄媒體6中讀出的數(shù)據(jù)提供給解碼單元55以便執(zhí)行遵循記錄媒體6的記錄格式的解碼過程和誤差校正處理過程。由解碼單元55產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是在記錄部件4中的加密數(shù)據(jù)DTs。這些數(shù)據(jù)由解密單元50中采用的拾取單元51加以拾取并且由解密器52進(jìn)行解密。
解密器52執(zhí)行對應(yīng)于加密器42中采用的加密算法的解密操作以便重現(xiàn)包括附加的隨機(jī)噪音在內(nèi)的數(shù)據(jù)DTad。數(shù)據(jù)DTad提供給隨機(jī)噪音消除單元53，它把由隨機(jī)噪音附加單元41附加在其中的隨機(jī)噪音去除，從而重現(xiàn)初始數(shù)據(jù)DT。
在如上所述的記錄部件4的配置中，準(zhǔn)備記錄入記錄媒體6中的數(shù)據(jù)DT經(jīng)受將隨機(jī)噪音附加至每一道的開端和末尾處以便產(chǎn)生數(shù)據(jù)DTad的處理過程，數(shù)據(jù)DTad又經(jīng)受一個加密過程以便生成加密數(shù)據(jù)DTs。因此，在數(shù)據(jù)DT加密之前，數(shù)據(jù)DT中每一道的開端和末尾都設(shè)置為既不包含全零又不包含固定模式例如96h。
由于以上原因，在將自回放部件5的記錄媒體6中讀出的數(shù)據(jù)DTs進(jìn)行解碼的過程中，這些數(shù)據(jù)中每一道的開端和末尾都不是無聲部分。因此，在分析數(shù)據(jù)DTs的過程中，不可能將作為使用加密算法將音頻數(shù)據(jù)DT加密的結(jié)果而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)元素與作為使用相同加密算法將包括于數(shù)據(jù)DTs中的隨機(jī)噪音加密的結(jié)果而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)元素區(qū)別開。因此，幾乎不可能推斷出加密算法。
也即，除非將回放部件5用于解密數(shù)據(jù)，不然，要想將由記錄部件4記錄入記錄媒體6中的數(shù)據(jù)解密是非常困難的。因此，記錄部件4和回放部件5非常適合于記錄需要版權(quán)保護(hù)的數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合。此外，由于本發(fā)明的應(yīng)用分別與使用傳輸部件1和接收部件2一樣，記錄部件4和回放部件5的配置并不復(fù)雜。也即，本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于記錄部件4和回放部件5。
應(yīng)該注意到，雖然在圖16和17中分別顯示的記錄部件4和回放部件5的電路配置是彼此獨(dú)立的，但記錄部件4和回放部件5能夠?qū)嵤橐粋€集成的記錄和回放部件。此外，記錄部件4(或記錄和回放部件)并不必須包括加密單元40。在記錄部件將通過傳輸線3自傳輸部件接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的情況下，假設(shè)傳輸部件具有圖2中所示配置，則由記錄部件接收的數(shù)據(jù)是作為包括附加隨機(jī)噪音在內(nèi)的初始數(shù)據(jù)的加密結(jié)果而獲得的早已加密的數(shù)據(jù)DTs。因此，在此情況下，不需要加密單元40。通過將圖17中所示解密單元50提供給回放部件5，可以回放收到的數(shù)據(jù)。在通常用于發(fā)送音樂或類似內(nèi)容的系統(tǒng)中，這類配置是優(yōu)選的。
無需提及，本發(fā)明提供的用于將由加密方法加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的記錄媒體包括一個由光盤代表的盤媒體，一個由磁帶代表的磁媒體和一個由快閃存儲器代表的存儲媒體。
除以上所述實施例之外，本發(fā)明的范圍還包括不同配置。此外，本發(fā)明可以包括于不同類型的設(shè)備內(nèi)，例如傳輸部件、接收部件、記錄部件、回放部件等。
在以上所述實施例中，用于將傳輸部件1連至接收部件2的傳輸系統(tǒng)是傳輸線3，它是遵循IEEE-1394規(guī)范的物理線。然而，應(yīng)該注意到，傳輸系統(tǒng)也可遵循其他規(guī)范。此外，本發(fā)明也可應(yīng)用于無線電傳輸系統(tǒng)例如衛(wèi)星通信，無線電電話通信或紅外通信。
從以上所述可以明顯看出，根據(jù)本發(fā)明，準(zhǔn)備傳輸?shù)墓?jié)目數(shù)據(jù)經(jīng)受將隨機(jī)噪音附加至數(shù)據(jù)的過程及在傳輸之前將包括隨機(jī)噪音在內(nèi)的數(shù)據(jù)加密的過程。例如，通常在一段初始音樂的開端或末尾處包括一個包含已知預(yù)加密數(shù)據(jù)例如代表無聲部分的全零序列的部分。這類部分的這類預(yù)加密數(shù)據(jù)通過在加密過程之前將隨機(jī)噪音附加至一段音樂的開端或末尾處而轉(zhuǎn)換為未知數(shù)據(jù)。也即，在加密過程之前，已知的預(yù)加密數(shù)據(jù)改變?yōu)殡S機(jī)噪音。因此，本發(fā)明顯示出一種效能，即使在傳輸過程中拾取了加密的數(shù)據(jù)，要想推斷加密算法也是極端困難的。其結(jié)果是，本發(fā)明適合于例如版權(quán)保護(hù)的應(yīng)用場合。
此外，在以上所述將包括附加的隨機(jī)噪音在內(nèi)的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的處理過程中，只需將數(shù)據(jù)解密及然后去除每個包括隨機(jī)噪音的部分。也即，不需要復(fù)雜的將加密數(shù)據(jù)解碼的過程。因此，有可能實施一種具有簡單配置的解密部件。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，有可能實施數(shù)據(jù)傳輸，如果不限定于使用數(shù)據(jù)傳輸部件和數(shù)據(jù)解密部件的復(fù)雜配置，這類數(shù)據(jù)傳輸本來是極端困難的。
還有，根據(jù)本發(fā)明，由數(shù)據(jù)傳輸部件附加的隨機(jī)噪音的數(shù)據(jù)長度是變化的。因此要辨識實際的無聲數(shù)據(jù)部分是困難的。其結(jié)果是，有可能增強(qiáng)用于阻止推斷加密算法的功能。
此外，通過在不同設(shè)備中將數(shù)據(jù)傳輸部件和數(shù)據(jù)解密部件分別用作傳輸部件和接收部件，在不同設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)時可顯示出以上所述效果。
最后，通過將數(shù)據(jù)傳輸部件用作輸出部件，用于將準(zhǔn)備在記錄媒體中記錄的數(shù)據(jù)輸出以供將數(shù)據(jù)記錄于記錄媒體中，以及通過將數(shù)據(jù)解密部件用作解密部件，用于將回放部件中的回放數(shù)據(jù)進(jìn)行解密以便自記錄媒體中重現(xiàn)回放數(shù)據(jù)，就可以在記錄媒體中記錄的數(shù)據(jù)中及在記錄和回放過程中的數(shù)據(jù)中顯示出以上所述效果。
權(quán)利要求
1．一種用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為包及將所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敳考鰝鬏敳考ú迦胙b置，用于將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入所述準(zhǔn)備傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的一部分中；加密裝置，用于將由所述插入裝置插入的包括所述隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)加密；及傳輸裝置，用于傳輸由所述加密裝置加密的所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸部件，其中所述傳輸裝置通過無線電或有線通信將所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸至其他設(shè)備。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸部件，其中所述傳輸裝置將所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為準(zhǔn)備記錄于記錄媒體上的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸部件，其中所述插入裝置將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)插入存在于所述包內(nèi)的無效數(shù)據(jù)部分中。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸部件，其中由所述加密裝置加密的加密單元的長度小于所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的長度。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的傳輸部件，其中所述插入裝置將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)插入所述加密單元中。
7．一種用于接收每個包內(nèi)包括隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的加密數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的接收部件，所述接收部件包括接收裝置，用于接收加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；解密裝置，用于將由所述接收裝置接收的所述加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解密；及消除裝置，用于從由所述解密裝置執(zhí)行解密操作所得結(jié)果而獲得的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的接收部件，其中所述接收裝置通過無線電或有線通信自其他設(shè)備中接收所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的接收部件，其中所述接收裝置接收記錄于記錄媒體上的所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的接收部件，其中所述消除裝置通過去除所述包中存在的無效數(shù)據(jù)部分而消除所述隨機(jī)數(shù)據(jù)。
11．根據(jù)權(quán)利要求7的接收部件，其中由所述解密裝置解密的解密單元的長度小于所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的長度。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的接收部件，其中所述消除裝置從所述解密單元中消除所述隨機(jī)數(shù)據(jù)。
13．一種用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為包及將所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敺椒ǎ鰝鬏敺椒òㄒ韵虏襟E將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入所述準(zhǔn)備傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的一部分中；將包括所述插入的隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)加密；及傳輸所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的傳輸方法，其中準(zhǔn)備加密的加密單元的長度小于所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的長度以及將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)插入至所述加密單元中。
15．一種用于接收每個包內(nèi)包括隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的加密數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的接收方法，所述接收方法包括以下步驟接收加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；將所述接收的加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解密；及從作為將所述接收的加密的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行解密的結(jié)果而獲得的轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的接收方法，其中準(zhǔn)備解密的解密單元的長度小于所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的長度以及從所述解密單元中去除所述隨機(jī)數(shù)據(jù)。
17．一種用于將包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的節(jié)目加密和將所述加密的節(jié)目傳輸?shù)膫鬏敳考鰝鬏敳考S機(jī)數(shù)據(jù)生成裝置，用于生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；附加裝置，用于將由所述隨機(jī)數(shù)據(jù)生成裝置生成的所述隨機(jī)數(shù)據(jù)附加至所述節(jié)目的開端和末尾處；加密處理裝置，用于將包括由所述附加裝置附加于上的所述隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述節(jié)目加密；及傳輸裝置，用于傳輸由所述加密處理裝置加密的所述節(jié)目。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的傳輸部件，其中所述傳輸裝置通過無線電或有線通信將所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸至其他設(shè)備。
19．根據(jù)權(quán)利要求17的傳輸部件，其中所述傳輸裝置將所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為準(zhǔn)備記錄于記錄媒體上的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
20．根據(jù)權(quán)利要求17的傳輸部件，其中由所述隨機(jī)數(shù)據(jù)生成裝置生成所述隨機(jī)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長度是可變的。
21．一種用于接收包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密的節(jié)目的接收部件，所述接收部件包括接收裝置，用于接收包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的所述加密的節(jié)目；解密裝置，用于將由所述接收裝置接收的包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的所述加密的節(jié)目解密；及消除裝置，用于從由所述解密裝置執(zhí)行解密操作所得結(jié)果而獲得的節(jié)目的開端和末尾中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的接收部件，其中所述接收裝置通過無線電或有線通信自其他設(shè)備中接收所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的接收部件，其中所述接收裝置接收記錄于記錄媒體上的所述加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
24．根據(jù)權(quán)利要求21的接收部件，其中由所述消除裝置去除的所述隨機(jī)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長度是可變的。
25．一種用于將包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的節(jié)目加密和將所述加密的節(jié)目傳輸?shù)膫鬏敺椒ǎ鰝鬏敺椒òㄉ呻S機(jī)數(shù)據(jù)；將所述生成的隨機(jī)數(shù)據(jù)附加至所述節(jié)目的開端和末尾處；將包括所述附加的隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述節(jié)目加密；及傳輸所述加密的節(jié)目。
26．一種用于接收包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密的節(jié)目的接收方法，所述接收方法包括以下步驟接收所述包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密的節(jié)目；將所述接收到的包括連續(xù)數(shù)據(jù)流在內(nèi)的加密的節(jié)目解密；及從作為將所述接收的加密的節(jié)目解密的結(jié)果而獲得的節(jié)目的開端和末尾中去除隨機(jī)數(shù)據(jù)。
27．一種用于將包括主數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個數(shù)據(jù)塊加密和將所述加密的數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)膫鬏敳考?，所述傳輸部件包括附加?shù)據(jù)插入裝置，用于執(zhí)行將附加數(shù)據(jù)插入包含所述主數(shù)據(jù)流的所述數(shù)據(jù)塊序列中隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的處理操作；加密裝置，用于在由所述附加數(shù)據(jù)插入裝置執(zhí)行的插入附加數(shù)據(jù)的所述處理操作之后將所述數(shù)據(jù)塊序列加密；及傳輸裝置，用于傳輸由所述加密裝置加密的所述數(shù)據(jù)塊序列。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的傳輸部件，其中還提供了隨機(jī)數(shù)據(jù)插入裝置，用于執(zhí)行將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入某些所述數(shù)據(jù)塊中的處理操作；及所述加密裝置在由所述附加數(shù)據(jù)插入裝置執(zhí)行的插入附加數(shù)據(jù)的所述處理操作之后和由所述隨機(jī)數(shù)據(jù)插入裝置的插入隨機(jī)數(shù)據(jù)的所述處理操作之后將所述數(shù)據(jù)塊序列加密。
29．根據(jù)權(quán)利要求27的傳輸部件，其中由所述附加數(shù)據(jù)插入裝置插入至所述隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的所述附加數(shù)據(jù)是未加密數(shù)據(jù)。
30．根據(jù)權(quán)利要求27的傳輸部件，其中由所述附加數(shù)據(jù)插入裝置插入至所述隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的所述附加數(shù)據(jù)是未加密數(shù)據(jù)和加密數(shù)據(jù)。
31．根據(jù)權(quán)利要求28的傳輸部件，其中所述隨機(jī)數(shù)據(jù)插入裝置將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入某些數(shù)據(jù)塊的每一塊的無效數(shù)據(jù)部分中。
32．根據(jù)權(quán)利要求27的傳輸部件，其中所述傳輸裝置通過無線電或有線通信將所述數(shù)據(jù)塊序列傳輸至其他設(shè)備中。
33．根據(jù)權(quán)利要求27的傳輸部件，其中所述傳輸裝置將所述數(shù)據(jù)塊序列作為準(zhǔn)備記錄于記錄媒體上的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
34．一種用于將包括主數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個數(shù)據(jù)塊加密和將所述加密的數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)膫鬏敺椒?，所述傳輸方法包括以下步驟執(zhí)行將附加數(shù)據(jù)插入包含所述主數(shù)據(jù)流的所述數(shù)據(jù)塊序列中隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的處理操作；在所述插入附加數(shù)據(jù)的處理操作之后將所述數(shù)據(jù)塊序列加密；及傳輸所述加密的數(shù)據(jù)塊序列。
35．根據(jù)權(quán)利要求34的傳輸方法，所述傳輸方法還包括執(zhí)行將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入某些所述數(shù)據(jù)塊中的處理操作的步驟，其中在執(zhí)行插入附加數(shù)據(jù)的所述處理步驟之后和執(zhí)行插入隨機(jī)數(shù)據(jù)的所述處理步驟之后將所述數(shù)據(jù)塊序列加密。
36．一種用于記錄至少一個加密的節(jié)目的記錄媒體，其中在將所述節(jié)目記錄入所述記錄媒體中之前，在將隨機(jī)數(shù)據(jù)附加至所述節(jié)目的開端和/或末尾處之后將所述節(jié)目加密。
37．一種用于記錄轉(zhuǎn)換為包后又加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的記錄媒體，其中在將所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)據(jù)記錄入所述記錄媒體中之前，在將隨機(jī)數(shù)據(jù)附加至所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)據(jù)的一部分之后將所述轉(zhuǎn)換為包的數(shù)據(jù)加密。
38．一種用于記錄包括主數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個加密的數(shù)據(jù)塊的記錄媒體，其中在將所述加密的數(shù)據(jù)塊記錄入所述記錄媒體中之前，通過將附加數(shù)據(jù)插入包含所述主數(shù)據(jù)流在內(nèi)的數(shù)據(jù)塊序列中隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中以及將包括所述附加數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述數(shù)據(jù)塊序列加密而獲得所述加密的數(shù)據(jù)塊。
39．根據(jù)權(quán)利要求38的記錄媒體，其中在將所述附加數(shù)據(jù)附加之后，在將包括所述隨機(jī)數(shù)據(jù)在內(nèi)的所述數(shù)據(jù)塊序列加密之前，將隨機(jī)數(shù)據(jù)插入所述數(shù)據(jù)塊序列的某些數(shù)據(jù)塊中。
40．根據(jù)權(quán)利要求38的記錄媒體，其中插入隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的所述附加數(shù)據(jù)是未加密數(shù)據(jù)。
41．根據(jù)權(quán)利要求38的記錄媒體，其中插入隨機(jī)地選擇的數(shù)據(jù)塊中的所述附加數(shù)據(jù)是加密數(shù)據(jù)和未加密數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳輸部件、接收部件、傳輸方法和接收方法,它們用于傳輸和接收加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),以防具有能力通過將具有已知預(yù)加密值的模式進(jìn)行解密而推斷出加密算法的第三方非法地將加密數(shù)據(jù)解密,以及涉及一種用于記錄加密的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的記錄媒體。
文檔編號H04K1/10GK1313687SQ0111136
公開日2001年9月19日 申請日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者市村元 申請人:索尼株式會社