专利名称：在广播系统中用于控制信号解码器工作的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在广播系统中用于控制信号解码器工作的方法和装置，尤其涉及一种用于播送信号的方法和装置。
在一个广播系统中可以使用好几种广播方法，包括卫星广播，通过天线的地面广播和有线广播。信号的广播涉及到模拟或者数字技术的使用。特别是在一个采用数字技术的广播系统中，一个数字数据流能用来播送来自许多广播电台的多个节目。MPEG II标准是播送数字信号的一个标准。根据这个标准，大量从多个广播电台发出的经压缩的数字数据信号被多路复用到一个单一的数字传输流中，该传输流可在传输前被调制到载波上。
接收这种广播信号需要一个解码器，该解码器用于解调数字传输流，对其进行解压缩并使之转化为适于接收的模拟形式。解码器将发自不同广播电台的信号识别出来，并把它们分置于不同的电视或广播频道，这可以，例如，按照数据传输流中的信息表所指定的规则进行。
广播电台可以控制解码器的工作，例如，通过传送控制数据，解码器工作设置，或任何其它用于控制该解码器工作的数据。由于播送数字信号采用了一种标准方法，任何广播电台都可以播送用于控制解码器工作的信号而不用经得解码器主人或用户的认可。这种由未经授权的广播电台播送的控制信息可能是例如对用于接收从经授权的广播电台发出的广播信号的解码器的工作是有害的。
因此本发明的一个目的是提供一种控制广播系统中的信号解码器工作的方法，它将只允许经授权的广播电台控制解码器的工作。
本发明的另一目的是提供一种控制广播系统中信号解码器工作的装置，它能在解码器中实现并使得仅经授权的广播电台能控制解码器的工作。
本发明进一步的目的是提供一种播送信号的方法和装置，用于以仅允许经授权的广播电台播送的方式播送适用于所述方法和装置的信号。
根据本发明提供的用于在一个广播系统中控制信号解码器工作的方法，包括以下步骤产生一个广播信号，产生一个加密了的标记并把所述标记加到所述信号上，播送带有所述标记的所述信号，在所述解码器中接收所述信号，解密所述标记，将该解密的标记与校验值比较，如果匹配，则允许所述解码器进一步工作，假如不匹配，则不允许所述解码器进一步工作。
根据本发明另外提供的一种用于在一个广播系统中控制信号解码器工作的装置，包括用于接收带加密标记的广播信号的模块(means)，用于解密所述标记的模块，用于解密了的标记和校验值比较的模块，以及根据比较的结果是匹配或不匹配分别决定是允许或禁止所述解码器正常工作的模块。
这样我们得到了一种方法和一套装置，使广播信号的来源得以验证，并且仅当其标记与校验值匹配时才允许解码器工作。这样就防止了未经授权的广播电台控制解码器的工作。
本发明将通过参考附图以实施例的方式被进一步描述。
图1是一个典型的数字广播系统的示意图，其中的接收机是众多带有解码器的接收器中的一种。
图2是一个解码器的概要方块图，其中包括一个控制其工作的装置。
图3是一个用以解释本发明方法的流程图。
参考图1，它示出了一个广播系统，其中电台1-3与一个多路复用单元4耦合在一起。该多路复用单元4包括对由广播电台1-3提供的广播信号进行扰频(scrambling)，编码和压缩的模块，以及将这样获得的数字数据流复用到一个数字传输流中的模块。在所示的实施方式中，这一数字传输流在传输前通过调制器5被调制。
包括多路复用单元4和调制器5的设备的操作者负责把信号传送到公众的接收设备，例如图1中例举的电视机6。广播电台1-3中的一台或多台可以是以收费电视方式运转的私有广播电台，这意味着想要收看由某一个特定广播电台播送的节目的人不得不向这些电台订购并支付适当的费用。
信号的传输可以通过一个或多个包括卫星链路7，地面链路8或电缆系统9的电信信道来实现。
获取任何一个由广播电台1-3提供的广播信号需要一个如图2简要示出的解码器10，每一解码器都配有一个解调器12用于解调收到的信号。典型情况下该解调器的输入是一个在950MHz和2050MHz之间的调制数据流。解调器12的输出是数字传输流。解码器1还装有一个条件选通(Conditional Access)模块13，该模块自身能与智能卡14协调工作。虽然在该实施方式中所述的条件选通模块13和智能卡14作为分立单元示出，但是它们的分立并不是严格必须的。例如，条件选通模块13可以合并在解码器10中。
另外该解调器提供有一个信号分路器15，用于分离数字传输流，一个解压缩单元16，用于对信号解压缩以恢复出原始的数字采样序列，并将数字采样值转换到原模拟声频和视频形式。
条件选通模块13包括一个带有条件选通数据滤波器的解扰器(descrambler)17和一个用以控制该解扰器17的微处理器18。解码器10的工作由一个连接到用于存储控制信息的易失性存储器20和非易失性存储器21上的微处理器19来控制。
由多路复用器4产生的数字传输流中可以连续或定期地加入一张含有使解码器正确工作的信息的信息表。这张信息表中另外还包含一个确认清单，用于识别经授权的广播电台发出的数字传输流。进一步的说明可参考MPEG标准的出版物。由于任何广播电台都能传送信号到解码器10，因此通过将信息表存储在解码器的存储器中，以便只允许经授权的广播电台来控制该解码器是重要的。为了这一目的，经授权的多路复用器4的操作者产生一个经加密的标记并将该经加密的标记加到由多路复用器4提供的数字传输流中，至少是当他想要给解调器10提供一张新的信息表时他应该这样做。这里要指出的是标记可以在多路复用器中或在多路复用器的前级产生。在所描述的实施方式中，经加密的标记是通过单向杂乱函数(one-way hash function)对信息表中的信息进行运算产生的。然后把单向杂乱函数的结果用公用密钥加密方法，例如公知的RSA加密方法，中的密钥加密。不过该经加密的标记也可以用其它合适的方式产生。
这里要指出的是信息表可以在解码器的生产过程中被存在解码器的存储器中，在解码器10的工作过程中，新的信息表可以从所使用的电信信道传输到用户端的解码器中，并且这张新的信息表可以存在易失性或非易失性存储器中。通常应在信息表中加一个确认号码以使解码器能将该号码与已存在解码器中的号码相比较。
解码器开机时，微处理器19将检查解码器中是否已有信息表。假如没有，微处理器19将在一段指定的时间内在数字传输流中寻找信息表和标记，如图3中的流程图所示。为达此目的，从解调器12来的数字信息流在微处理器18和19的控制下有条件地被解扰器17解扰。如图3中的流程图所示，假如在指定的时间内未找到带标记的信息表，那么微处理器19将不允许解码器进一步工作。
不过，假如带有标记的信息表在指定的时间内被查询到，那么该标记将用存在非易失性存储器21中的公共密钥加密方法中的公共密钥解密，并且对信息表中的信息采用与发射机端所用的相同的单向杂乱函数进行运算。被解密的标记与杂乱函数的结果比较，假如匹配，信息表中的信息将被存在非易失性存储器21中以用于解码器10正常方式下的进一步工作。接着，微处理器19检查接收到的传输流的确认标记是否在信息表中的确认标记列表中。假如在，解码器10才能正常工作。这就意味着数字传输流在解扰器17上继续被解扰，并且被解扰的数据流将分别经过信号分路器15的分离和解压缩单元16的解压缩。但假如不匹配或者确认标记不在列表中，解码器的正常工作就不被允许。为实现这一目的，微处理器19可以关闭解压缩单元16以使解码器10根本不能使用。另一条途径是微处理器19可以关闭解扰器17，这样解码器可以对未经扰频处理的信号继续进行正常工作。例如，并闭解扰器17可以用示意图中的开关22直接连接解调器12的输出与信号分路器15的输入而获得。
解码器10开机时，微处理器19发现有一个信息表，微处理器19将检查接收到的传输流的确认标记是否在信息表内的确认标记列表中。如果不在，解码器10的正常工作不被允许。
在以下任一种情况下，即正常工作的允许或禁止，微处理器19都将连续检查在接收到的传输流中是否出现了新的信息表。一旦微处理器19发现一张新的信息表，微处理器19就将从传输流中获取该信息表和标记，并开始对接收到的信息表进行如上所述的验证。
通常在符合MPEG标准的数字传输流中可得到信息表，它有另一种使用方式，即创建一张新的专用信息表，例如在多路复用器4中创建。这张专用信息表可以例如从传输流的有用负载(payload)部分的位中建立。以后按与上述实施方式相同的方法产生标记。对解码器10中的微处理器19编程以建立相同的专用信息表，并以上述相同的方式再次对接收到的信号加以验证。
要产生专用信息表，来自有用负载的数据位可以根据一个专用程式提取或者在一个伪随机发生器的控制下进行提取。在一种情况下解码器10中装有一个相应的伪随机发生器。
从前面的描述中可以知道本发明提供了一种使得只有经授权的广播电台能控制解码器工作的方法和装置。虽然在所描述的优选实施方式中是用传输流的信息表来产生经加密的标记，但是也可以用其它合适的方式来产生经加密的标记并在解码器中验证该标记，根据与校验值是否匹配来决定允许或禁止解码器的正常工作。另外要指出的是，对传输流的确认标记进行核对以决定允许或不允许解码器的正常工作并不是严格必须的。
因此，本发明并不限于上面提到的实施方式，它能在权利要求的范围内以很多种方式进行变化。
权利要求
1.一种在广播系统中用于控制信号解码器工作的方法，包括步骤产生一个广播信号，产生一个经加密的标记并把所述标记加到所述信号上，播出带有所述标记的所述信号，在所述解码器中接收所述信号，解密所述标记，将解密后的标记与校验值比较以及，假如匹配，允许所述解码器进一步工作，如果不匹配，不允许所述解码器进一步工作。
2.根据权利要求1所述的方法，包括产生一张信息表的步骤，其中所述的信息表被加到所述的信号中，信息表中的信息是用于产生所述标记的；其中解密后的标记与用作校验值的信息表中的信息进行比较。
3.根据权利要求1所述的方法，包括从所述信号的数据中产生第一信息表的步骤，其中所述第一信息表中的信息被用于产生所述标记，其中第二信息表以与所述第一信息表相同的方式从所述接收到的信号中产生，解密后的标记与用作校验值的所述第二信息表中的信息比较。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述的产生一个广播信号的步骤包括产生一个多路复用的包含多个信号源的数字传输流，其中所述的信息表包括确认标记和用于解码器的控制数据，其中所述的产生一个经加密的标记的步骤包括通过一个单向杂乱函数处理信息表中的信息，并用一个公共密钥加密算法中的密钥加密所述杂乱函数的结果，其中所述的加密标记通过相应的公共密钥解密并且所述的校验值通过采用单向杂乱函数来处理解码器内信息表中的信息而得到。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述的产生一个广播信号的步骤包括产生一个多路复用的包含多个信号源的数字传输流，其中所述的产生一个加密标记的步骤包括用单向杂乱函数处理第一信息表中的信息并且用一个公共密钥加密算法中的密钥加密所述杂乱函数的结果，其中所述的被加密的标记用相应的公共密钥解密并且所述校验值是通过所述单向杂乱函数来处理解码器内所述第二信息表中的信息而获得。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述的数字传输流包括一个有用负载部分，其中所述的第一个和第二个信息表是分别随机提取播送中或解码器中的有用负载部分的位而产生的。
7.根据权利要求4所述的方法，包括存储所述信息表的步骤，其中该信息表包括一个传输流确认标记的列表，其中接收到的传输流的确认标记与事先存储的信息表中的确认标记的列表相比较，其中是否允许解码器工作取决于该识别标记是否在列表中。
8.在一个广播系统中用于控制信号解码器工作的装置，包括用于接收一个带加密标记的广播信号的模块，用于解密所述标记的模块，用于将被解密的标记与校验值相比较的模块，以及分别根据比较的结果是匹配还是不匹配来允许或禁止所述解码器正常工作的模块。
9.根据权利要求8所述的装置，包括一个用于存储一个公共密钥的存储器，其中用于解密所述标记的模块使用所述的的公共密钥来解密所述标记。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述的信号包括一张包含识别标记和控制数据的信息表，所述的装置包括用于在所述存储器中存储所述信息表的模块，采用所述信息表来操作解码器的模块以及用于从所述信息表中的信息建立所述校验值的模块。
11.根据权利要求8所述的装置，包括用于从所述广播信号的数据建立第二信息表的模块，以及用于从所述第二个信息表中的信息建立所述校验值的模块。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其中所述的用于建立所述校验值的模块包括通过单向杂乱函数来处理信息表中的信息以获得所述校验值的模块。
13.根据权利要求8所述的装置，所述解码器包括一个解扰器和解压缩模块，其中所述用于允许或禁止所述解码器工作的模块能在所述标记与所述校验值匹配的情况下使所述解扰器工作。
14.根据权利要求10所述的装置，包括用于将接收到的传输流中的确认标记与信息表中确认标记的列表相比较的模块，其中用于允许或禁止所述解码器正常工作的模块在接收到的传输流中的确认标记不在列表中的情况下禁止解码器的正常工作。
15.用于播送信号的方法，包括步骤产生一张信息表，用所述信息表中的信息产生一个被加密的标记并且至少将所述标记加到所述信号中。
16.播送信号的装置，包括用于产生一张信息表的模块，利用在所述信息表中的信息产生一个被加密的标记的模块以及至少将所述被加密的标记加到所述信号的模块。
全文摘要
在一种用于控制一个广播系统中信号解码器工作的方法和装置里，产生一个广播信号和一个被加密的标记并把该标记加到该信号中。带有该标记的信号被播送并在解码器中被接收，在该解码器中该标记被解密并与一个校验值相比较。如果匹配，则允许解码器进一步的工作、如果不匹配，则禁止解码器进一步的工作。
文档编号H04N7/167GK1144437SQ9610877
公开日1997年3月5日 申请日期1996年6月21日 优先权日1995年6月23日
发明者曼弗莱德·文·维里切, 西蒙·保罗·阿什利·里克斯 申请人:耶德托公司