[发明专利]信息的加密方法和系统

说明书

本发明涉及一种信息的加密方法和系统，特别涉及一种应用于对图像、声音等进行实时同步传输的信息传输系统例如多媒体宽带网络的加密方法和系统。

近年来，基于有线电视网的宽带网络得到飞速发展并具有广阔的发展前景，它不仅能够大大提高数据传输速率且传输容量大，可支持数字电视、数据广播、视频点播、可视电话及网上增值业务等多种服务，满足了广大用户在宽带高速通讯方面的需求，与此同时对加密系统也相应提出更高的要求。本发明主要应用于可以对图像、声音等进行实时同步传输的多媒体宽带网络，如图1所示。这里的信源可以是卫星电视、采用不同压缩方法压缩的节目、也可以是视频点播/准视频点播(VOD/NVOD)、因特网接入等多种服务。信源经过复用器变为占用不同频段的传输流，然后经加密器加密，再经调制器上变频变为射频信号，下面的传输方式可分为2种，一种是通过双向HFC网进入家庭网关，解密、解调、解压缩等功能均在家庭网关里实现。家庭网关根据需要传送到电视机、家用PC机等。另一种传输方式是下传信息通过单向HFC网，上传信息通过普通电话网。上传信息给回路接收器，然后给控制器进行分析控制传给不同的子系统。

在上述网络中所使用的加密系统是基于加密方法的保密，只能提供固定的加密服务，实施方式如图2所示，传输的数据X经过加密器，配置密钥K，通过加密函数H(X，K)使得X由明文变为密文Y，完成传输后再经过解密器，配置解密钥k，通过解密函数h还原为明文X，其中：密文Y＝H(X，K)；明文X＝h(Y，k)，加密函数H与解密函数h是相等的，即H＝k，K可以与k相等也可以不等，即K＝k，或者K≠k。

在现有宽带加密系统中，H为一种固定的加密映射方法，是不可变的，通常采用以下方法，如：美国采用的数字加密标准DES(DataEncryption Standard)、Marurer随机化密码、PIKE加密算法、Gifford加密算法、由RSA公司提出的RC-4快速软硬件实现的流密码算法和RC-5算法、国际数据加密算法IDEA(International DataEncryption Algorithm)、非专用分组密码算法SAFER-K64(Secure AndFast Encryption Routine)、前苏联国家标准局采用的GOST加密算法、IBM提出的SEAL(Software Encryption Algorithm)、RSA实验室设计的CRAB算法、MP-T密码体制、ELGamal密码体制、加拿大Certicom公司提出的ECC椭圆曲线密码体制包括IEEE P1363和ANSI X9标准、McEliece密码体制、Rabin密码体制、Williams密码体制等等。H函数只能在个别情况下进行少量余数调整。以上讲述的加密系统在以下几个方面具有不足：

(1)对某一系统采用的加密方法是固定的，当系统改变时，无法更换相应的加密方法，缺乏灵活性；

(2)宽带实时加密系统中的密钥K的长度是固定的，容易被破获，使用不方便；

(3)由于采用的加密方法是固定的，所以可靠性固定，不易随系统的升级而提高；

(4)具有固定的延时，即传输的数据加解密这一过程需要一定的时延，由于采用的加密方法是固定的，所以无法满足不同系统或系统完成不同任务而对时延的不同要求。特别是对于需要对图像、声音等进行实时同步传输的系统，现有的加密方法将因其时延性而无法满足要求；

(5)具有固定的复杂程度，即由于采用的加密方法是固定的，所以加解密这一过程的复杂性也是固定的，容易被破获且缺乏灵活性；

(6)不同系统采用不同的加密方法，因此不同的系统间的加密器和解密器不匹配，如图3所示，系统2的解密器无法对系统1的加密器进行解密，如需在系统1和系统2之间通讯时必须更换解码器，从而造成时间、人员和物质的浪费。

本发明的目的正是为了克服以上不足，提供一种应用于对图像、声音等进行实时同步传输的信息传输系统例如多媒体宽带网络的加密方法和系统，能提高加密的可靠程度，适用于对信息进行同步传输的系统，且能解决不同系统间由于加密器和解密器不匹配而不能通信的问题。

在本发明的加密方法中，系统操作员可实时更换基本单元，在基本单元的基础上以串、并联或二维、三维及多维矩阵的方式构造出更复杂的加密系统，实现基本单元加密方法的复合使用，并采用实时控制，此方法在原系统中提供2维保护因素：(1)加密的交织性，(2)加解密的同步性，使其具有更高的可靠性。

本发明具有以下优点：

(1)本发明可以使用户使用不同的系统或使用不同系统的用户能够直接对话；