专利名称：传输部件,接收部件,传输方法,接收方法和记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及传输部件、接收部件、传输方法和接收方法，它们用于传输和接收加密数据，以防具有能力通过将具有已知预加密值的模式进行解密而推断出加密算法的第三方非法地将加密数据解密，以及涉及一种用于记录加密数据的记录媒体。
在很多情况下，在传输那些不希望泄漏给外人的数据之前将数据加密。这类数据的例子是要求版权保护的数据、秘密数据和包括隐私在内的私有数据。
在传输包括连续数据流例如音乐和视频数据的节目时，例如由于需要保护版权，在传输之前将数据流加密。
应该注意到，在此说明书中所用节目一词是指具有连续数据流形式的数据集。一般而言，节目的广义定义因此包括对应于表示一段音乐的数据的所谓道。
图1是用于显示一个传统系统的框图，其中在传输部件101中将节目数据加密并且将它自传输部件传输至接收部件102。
首先，准备传输的明文数据DT输入至传输部件101，其中这些数据在加密单元111中经受加密过程而转换为加密数据DTs。加密数据DTs输出以供传输单元112传输之用。
由传输单元112输出的加密数据DTs通过传输线103例如IEEE(电气和电子工程师协会)-1394总线传输至接收部件102。
在接收部件102中，接收单元121接收通过传输线103传输的数据及解密单元122将数据解密以便重现初始明文本数据DT。
由于加密数据DTs是通过传输线103传输的，即使第三方带有恶意地攫取了数据DTs，也能对付第三方而保护数据DT的机密。
然而，当在类似于图1中所示的通常用于保护版权的系统中传输数据例如一段音乐时，会有危险使数据被解密而产生一个非法副本。
假设例如准备传输的节目的数据DT是PCM音频数据。在PCM音频数据的情况下，数据流的无声部分是零的阵列。另一方面，在作为Δ∑调制的结果而获得的1比特数字音频数据的情况下，该无声部分是一个固定模式例如96h(=10010110)。
在表示音乐道的节目数据的情况下，节目的开端和结尾一般都无声。也即，除包括相连的2段或多段音乐(节目)的集成曲以外，在很多情况下就在一段音乐之前的部分和就在一段音乐之后的部分中每一部分都包含无声数据。
图1中虚线所标示的框包括用于在通过传输线103传输之前将数据DT加密的装置和用于自传输线103获取加密数据DTs的装置。
正常情况下，难于分析加密数据DTs以便获得初始数据DT本身。也即，加密数据难于解密。
还担心知道表示一段音乐的节目数据的开端或结尾是具有已知预加密值的无声数据之后，未授权第三方可能会提取该部分并且在试错法的基础上将该部分解密为固定数据直至作为解密结果的该固定数据与预加密值相匹配从而试图推断出用于将数据DT加密的加密算法并且因而获得初始数据DT。
此外，现在实现一种供用户下载一段音乐的服务。该服务在点播的基础上通过公共线路例如ISDN(集成标准数字网络)或模拟线路下载一段音乐。一般而言，用户通过个人计算机的键盘来输入关于准备下载的该段音乐的信息，该个人计算机然后将该信息传输至提供服务的服务器。通常该信息是一个ISRC(国际标准记录代码)，艺术家的名字或歌的名称。艺术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、词作家的名字或乐曲改编者的名字。收到该信息后，服务器在硬盘上搜索由该信息标示的一段音乐。然后服务器在将该段音乐传输至个人计算机之前将它加密。收到该段加密的音乐后，用户将一个信用号或类似内容传输至服务器。如果服务器证实该信用号，则服务器将一个解密密钥传输至个人计算机。
然而，在这一系统中，存在非授权用户对传输的该段音乐进行非法操作的危险。也即，非授权用户可能不获取解密密钥就自网络偷窃该加密音乐以便逃避为该音乐付费。然后该用户会在试错法的基础上做不同尝试将关于音乐的信息部分解密直至解密结果与所包括的预加密值相匹配从而试图推断出加密算法。如上所述，该信息通常是一个ISRC(国际标准记录代码)，歌的名称或艺术家的名字，艺术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、词作家的名字或乐曲改编者的名字。
当然，一旦知道加密算法，以后非授权用户就能够容易地非法地获取数据DT。也即，非授权用户能够实行侵犯版权的非法行动。
因此，在包括部件之间的数据传输在内的及为将数据录入记录媒体的数据传输在内的和在使用公共线路的音乐发送系统中的音乐数据传输在内的广大范围内，存在着以上所述的危险，因此需要开发一种技术，用于防止将传输的要求版权保护的数据例如音乐数据非法地进行解密。
因此，为解决以上所述问题，本发明的一个目的是提供一种技术，用于防止容易地将传输的数据解密。
本发明的第一个实施例的特征在于，在传输包括随机数据在内的加密数据之前，在准备传输的分块数字信号的每一块的无效数据部分内插入随机数据并且将它与数字信号一起加密。
本发明的第二实施例在特征在于，如果加密单元的长度大于在准备传输的分块数字信号的每一块中用于插入的无效数据部分，则在传输数字信号之前将随机数据插入加密单元并且将它与加密单元一起加密。
本发明提供了一种传输部件，用于将数字数据转换为包并且传输该转换为包的数字数据，该部件包括用于将随机数据插入准备传输的转换为包的数字数据的一部分中的插入装置；用于将包括由插入装置插入的随机数据在内的转换为包的数字数据加密的加密装置；以及用于将由加密装置加密的数字数据传输的传输装置。
该传输部件的进一步特征在于，由加密装置加密的加密单元的长度小于转换为包的数字数据长度以及插入装置将随机数据插入每个加密单元中。
本发明还提供一个接收部件，用于接收包括每个包的随机数据在内的加密数字数据，该部件包括用于接收加密的转换为包的数字数据的接收装置；用于将由接收装置接收的加密的转换为包的数字数据解密的解密装置；以及用于从作为由解密装置所执行的解密操作的结果而获得的转换为包的数字数据中去除随机数据的消除装置。
该接收部件的进一步特征在于，由解密装置解密的解密单元的长度小于转换为包的数字数据的长度以及该消除装置从每个解密单元中消除随机数据。
本发明的第三个实施例的特征在于，在传输之前的加密操作之前将随机数据加入节目的开端和/或末尾处。
本发明提供了一种用于将包括连续数据流在内的节目加密及将加密的节目传输的传输部件，该部件包括用于生成随机数据的随机数据生成装置；用于将由随机数据生成装置生成的随机数据附加至节目的开端和末尾处的附加装置；用于将包括由附加装置附加上的随机数据在内的节目加密的加密处理装置；以及用于将由加密处理装置加密的节目传输的传输装置。
本发明还提供了一种接收部件，用于接收包括连续数据流在内的加密节目，该部件包括用于接收包括连续数据流在内的加密节目的接收装置；用于将由接收装置接收的包括连续数据流在内的加密节目进行解密的解密装置；以及用于从作为由解密装置所执行的解密操作的结果而获得的节目的开端和结尾中去除随机数据的消除装置。
本发明的第四实施例的特征在于，在传输之前将主数据及与主数据相关联的附加数据加密。
本发明提供了一种用于将包括主数据和附加数据在内的多个数据块加密及将加密的数据块传输的传输部件，该部件包括用于执行将附加数据插入以上所述包含主数据流的数据块序列中随机地选择的数据块中的处理操作的附加数据插入装置；用于在由附加数据插入装置执行的插入附加数据的处理操作之后将数据块序列加密的加密装置；以及用于将由加密装置加密的数据块序列传输的传输装置。
图1是用于显示传统的传输系统的框图；图2是用于显示由本发明第一实施例所实施的传输系统的框图；图3A显示所传输数字音频信号的数据流；图3B显示图3A中所示所传输数字音频信号的第二道的数据流；图3C显示带有附加于数据流的开端和末尾中的每一处的随机噪音的所传输数字音频信号的第二道的数据流；图3D显示带有附加于数据流的开端和末尾中的每一处的随机噪音的所传输数字音频信号的第二道的数据流的加密结果；图4A是IEEE-1394通信的时序图；图4B显示等时包的数据结构；图5显示CIP数据结构；图6显示CIP数据结构中的每个标号值及其说明；图7显示具有作为无效数据记录于数据部分内的随机噪音的等时包Iso的数据结构；图8A显示所传输数字音频信号的各典型道；图8B显示一个道的各帧；图8C显示组成一幅帧的各块；图8D显示每一块的数据结构；图9A显示第二实施例所采用的数据结构，其中随机噪音插入于每个EU(加密单元)的5通道音频数据内；图9B显示5通道音频数据的单个块的数据结构；图10A显示第二实施例所采用的数据结构，其中随机噪音插入于每个EU(加密单元)的6通道音频数据内；图10B显示6通道音频数据的单个块的数据结构；图11显示第三实施例所采用的数据结构，其中随机噪音插入于数字音频数据内；
图12是一个用于显示本发明第四实施例所实施的传输系统的框图；图13A显示具有附加于上的附加数据的普通块序列；图13B显示根据第四实施例的具有附加于上的附加数据的块序列；图14显示用于实施一种用于随机地插入附加数据的方法的实施例；图15显示用于实施一种用于随机地插入附加数据的方法的另一个实施例；图16是用于显示由本发明提供的采用加密单元的记录部件的框图；及图17是用于显示由本发明提供的采用解密单元的回放部件的框图。
按照下列顺序描述本发明各优选实施例。
1本发明对于传输和接收部件的典型应用。
2IEEE-1394传输格式。
3在音频包数据的IEEE-1394传输中附加随机噪音的第一例。
4在音频包数据的IEEE-1394传输中附加随机噪音的第二例。
5在音频包数据的IEEE-1394传输中附加随机噪音的第三例。
6在音频包数据的IEEE-1394传输中附加随机噪音的第四例。
7本发明对于记录和回放部件的典型应用。
1本发明对于传输和接收部件的典型应用。
以下的说明解释一个实施例，它将本发明提供的数据传输部件和数据传输方法应用于传输部件以及将也由本发明提供的数据解密部件和数据解密方法应用于接收部件。
图2是用于显示由本发明第一实施例所实施的传输和接收模型的框图。在传输和接收模型中，采用传输部件1的传输设备通过由IEEE-1394总线实施的传输线路3将节目数据DT传输至采用接收部件2的接收设备。
如以下将要详细说明的，节目数据DT通常是包转换的或按照预定传输协议的格式将1位数字音频数据分包的结果。
1位数字音频数据所具有的质量高于在普通CD(光盘)上记录的音频数据。更具体地，该1位数字音频数据是在通常极高采样频率2.842MHz下进行Δ∑调制所取得的结果。该采样频率是CD系统中采用的采样频率44.1 KHz的16倍。在1位数字音频数据的格式中，频带是一个其范围为自0的DC分量频率至100KHz高频的宽频带，以及可以在整个音频频带范围上实施120dB的动态范围。
应该注意到，虽然此实施例示例性地采用以上所述的转换为包的1位数字音频数据的传输，但也可以采用一种线性PCM信号，作为所传输数据本身的一种格式和类型。
如图中所示，传输部件1包括一个随机噪音附加单元11，一个加密单元12，一个传输单元13和一个随机噪音生成单元14。随机噪音生成单元14通常包括一个随机噪音生成电路，用于生成一个随机噪音或随机数据并且将随机噪音提供给随机噪音附加单元11。随机噪音附加单元11将自随机噪音生成单元14收到的随机噪音附加于准备传输的数据DT中包括的一个节目例如一段音乐的开端和末尾处。加密单元12使用加密算法将随机噪音附加单元11的输出信号DTad加密。传输单元13将由加密单元12产生的数据DTs输出至用作传输线3的IEEE-1394总线。
接收部件2包括一个接收单元21，一个解密单元22和一个随机噪音消除单元23。
接收单元21接收来自传输线3的数据。解密单元22根据对应于由加密单元12采用的加密算法的一个算法将由接收单元收到的数据解密。随机噪音消除单元23从作为解密结果而获得的数据中去除掉由随机噪音附加单元11所附加的随机噪音。
1位数字音频数据如下所述地自传输部件1传输至接收部件2。参照图3A至3D。图3A显示包括每个表示一段音乐的节目或道在内的音乐数据。该图显示一个准备作为数据DT传输的音频数据源。在音乐数据的情况下，如图3B中所示，一个道的开端和末尾通常是无声的。
假设显示于图3A和3B中的数据DT作为节目数据例如多段音乐提供给传输部件1。在此情况下，在传输部件1中采用的随机噪音附加单元11将每个具有任意数据长度的随机噪音插入于数据DT中每个节目的开端和末尾处。例如，随机噪音附加单元11将其数据长度对应于时间间隔Tad1的随机噪音插入于道的开端以及将其数据长度对应于时间间隔Tad2的随机噪音插入于道的末尾，如图3C中所示。如以下例子中将要解释的，通常将包括随机噪音在内的一个块附加于包数据上。
应该知道，时间间隔Tad1和Tad2，即分别附加于道的开端和末尾处的随机噪音的数据长度可以是固定的或者每当执行附加随机噪音的操作时都随机地改变的。选代例子是，可以为每个设备任意地设置时间间隔Tad1和Tad2。附加的随机噪音长度越是随机，则实际无声数据部分越是不明显，因此越是难于进行非法解密操作。
具有由随机噪音附加单元11附加于上的随机噪音的数据DTad随后提供给加密单元12以便将数据DTad加密。如图3D中所示，将每个随机噪音部分和每个包括无声部分在内的音乐数据部分加密。加密数据DTs提供给传输单元13以便将数据DTs输出至传输线3。
在接收部件2中，接收单元21首先接收来自传输线3的数据DTs并且将数据DTs提供给解密单元22。解密单元22将数据DTs解密以便产生如图3C中所示的包括附加的随机噪音在内的数据DTad。数据DTad提供给随机噪音消除单元23以便去除随机噪音从而重现初始的传输数据，即显示于图3B中的数据DT。
假设使用如图2中虚线箭头所标示的某些装置来从传输线3中拾取加密数据DTs。如以上所述，将会担心具有已知预加密内容的无声部分的成功解密操作会导致加密算法被成功地推断出。
正常情况下，每个包含已知预加密内容例如零的无声部分放置于一个道的开端和末尾处。也即，加密数据DTs中一个道的开端和末尾处各部分内容应该无人知道以便防止这些部分被利用于非法解密而推断出加密算法。
因此，在本实施例中，在将道加密之前将随机噪音附加至每个道的开端和末尾以便产生数据DTs。也即，当将一个道加密时，该道的开端和末尾中的每一个不再包含固定模式例如零数据。由于数据DTs中一个道的开端和末尾中的每一个不再包含已知预加密数据，再要在试错法的基础上将从数据DTs中提取的道的开端和末尾解密将是徒劳无功的，因此将难于推断出加密算法。
具体地，在分析数据DTs时，不可能将作为根据加密算法将随机噪音加密的结果而获得的元素与作为根据加密算法将数据加密的结果而获得的元素区别开。因此，几乎不可能推断出加密算法。
此外，通过改变每个附加的随机噪音的数据长度，非授权人员要想提取随机噪音将比提取包含全零或固定模式的连续部分更难。因此，可以更好地保证加密数据的安全性。
从以上所述可以明显看出，使用此实施例，要想将通过传输线3传输的数据解密是极端困难的。因此，该实施例非常适合于传输需要版权保护的数据。
与传统系统相比较，传输部件1多包括了随机噪音附加单元11和随机噪音生成单元14，及接收部件2多包括了用于将随机噪音从收到的数据解密之后的数据中去除掉随机噪音的随机噪音消除单元23。以此方式，由于传输部件1和接收部件2的配置没有变得这么复杂，因此容易在不同类型的设备中包括传输部件1和接收部件2。
2:IEEE-1394传输格式以下描述遵循IEEE-1394规范的传输格式。通常根据IEEE-1394规范在时分基础上传输数据，预定的通信周期通常为如图4A中所示的125微妙。在此信号传输中，一个称为周期主部件的部件在每个通信周期开始时输出一个CSP(周期开始包)至IEEE-1394总线以便标示通信周期的开始。该周期主部件是连至IEEE-1394总线的任何一个任意部件。当各部件连至用作IEEE-1394总线的电缆时，即自动地确定周期主部件。根据IEEE-1394规范所规定的过程来确定周期主部件。通过一个通信周期传输两种不同的包。一种是等时(Iso)包，用于传输具有实时要求的数据。具有实时要求的数据的例子是视频和音频数据。另一种包是异步(Asy)包，用于传输例如控制命令或具有高度可靠性的辅助数据的信息。
在每个通信周期内，用于等时传输的等时包Iso领先于用于异步传输的异步包Asy。在传输完等时包Iso之后，直至下一个通信周期的CSP的周期用于传输异步包Asy。因此用于传输异步包Asy的周期随着等时包Iso的传输通道数量变化。通过采用其中保证为每个通信周期保留的频带或通道计数但不在接收侧实行证实的技术来传输等时包Iso。
当传输异步包Asy时，自接收侧送回表示对包Asy的接收的确认(Ack)的数据。以此方式，可以通过证实传输状态以高可靠度实现包的传输。
图4B显示CIP(公共等时包)即图4A中所示等时包Iso的数据结构。例如假设以上所述的1位数字音频数据作为等时包Iso在IEEE-1394通信中进行交换。也即，需要满足实时要求的数据放置于在通信周期序列中传输的等时包中，其中每个通信周期包括一个包。一个等时包包括一个IEEE-1394包首部、一个首部CRC、一个CIP首部、一个数据部分和一个数据CRC(循环冗余码)，如图4B中所示。
参照图5中所示例子解释用于传输2通道1位数字音频数据的CIP结构。图5中所示结构的水平线包括32位或4个字节。一行的数据即32位数据或4个字节称为四字节组(quadlet)。
在CIP开端处的32位四字节组称为IEEE-1394包首部。IEEE-1394包首部包括data_length、tag、channel、t_code和sy域。data_length域是一个用于标示数据长度的16位域。tag域是一个2位域及channel域是一个6位域。t_code(时间代码)和sy(同步)域每个都是4位域。
IEEE-1394包首部之后跟随首部CRC，再跟随2个用作CIP首部的四字节组区域。CIP首部中上部四字节组的第一字节的前2位分别设置为‘0’和‘0’。该字节的余下6位用作存储SID(源标识或传输节点数量)的区域。SID之后的8位区域用于存储DBS(数据块长度)，它显示数据块长度或转换为包的单元数据数量。
随于DBS之后的2位域是一个FN域，后跟随一个QPC区域。FN域规定用于包转换的分区(division)数量以及QPC域标示附加于分区的四字节组数量。
QPC域后跟随一个用作源包的首部标记的1位SP域。第一四字节组用DBC域结束，该DBC域用于存储一个将丢失包数量计数的计数器内容。应该注意到，DBC域之前的rsv区域是一个未定义域。
CIP首部中下部四字节组的第一字节的前2位分别设置为‘1'和‘0’。该字节的余下6位用作FMT位，后跟随一个8位FDF域和一个16位SYT域。
FMT域标示一个信号格式或传输格式。也即，FMT域中规定的值表示存于CIP中的数据的格式或类型。具体地说，数据类型包括MPEG(移动图画专家组)流数据、音频流数据或DV(数字视频)照相机流数据。
FDF域是一个用于进一步更详细地描述FMT域中规定的数据格式的格式依赖域。在FMT域中规定音频数据的情况下，FDF域可能标示线性音频数据或MID(乐器数据)。取1位数字音频数据为例。在此情况下，FMT域设置为标示一种音频流数据类型以及FDF域设置为一个值，用于标示该音频流数据是1位数字音频数据。
SYT域显示帧同步的时间标记。
由FMT和FDF域标示的数据存于跟随于CIP首部之后的数据部分内。该数据部分包括(n+1)个数据块也即#0块至#n块的序列。当FMT和FDF域标示1位数字音频数据时，数据块是1位数字音频数据。
数据块之后跟随一个数据CRC。
图5显示的例子中数据部分包含2个通道的1位数字音频数据。此例基于称为AM824的可用于通过IEEE-1394总线传输数据的传输协议。因此，该图显示用于传输2通道1位数字音频数据的包的典型结构。
如图所示，在传输2通道1位数字音频数据的情况下，一个数据块包括4个四字节组，也即四字节组q1至q4，每个四字节组包含32位或4个字节，以及1位数字音频数据包括一个数据块的连续序列。
每个四字节组的开端处的字节也即字节0用作标记，它描述用于标识包含于四字节组内的数据的信息。图6显示CIP数据结构内的每个标记值及其说明。
如图所示，现在描述每个标记值的意义。例如，40h至4Fh范围内的标记值标示用于DVD(数字通用盘)系统中的多位线性音频数据。应该注意到，附于每个标记值之后的后缀‘h’标示着这些标记值用16进制格式表示。50h至57h范围内的标记值标示1位数字音频数据，58h至5Fh范围内的标记值标示编码的1位数字音频数据，以及80h至83h范围内的标记值标示MIDI数据。C0h至EFh范围内的标记值标示附属数据或辅助数据。以此方式，将标记值定义以便用作标识不同类型数据信息的信息。
因为与本发明并不直接相关，所以在本说明中不包括对标记值详细定义的描述。因此，只将图5中所示标记值说明如下。观看图5中显示的块#0的第一个四字节组q1。在第一个四字节组q1中，标记值是D1h，这标示第一个四字节组q1中的数据是附属数据。在附属数据的情况下，字节1用作设置于00h的子标记。字节2和3包含实际附属数据，它们包括一个用于显示有效标志的V域，一个用于标示复制控制信息的‘道属性’域，一个用于显示通道数量的‘Ch BitNum’域以及一个用于显示扬声器位置上的信息的‘扬声器配置’域。
第二个四字节组q2的标记值是50h。如上所述，50h至57h范围内的标记值标示1位数字音频数据，及值50h标示包含多条通道的数据的块中的第一数据块。第三个四字节组q3的标记值是51h，它标示包含多条通道的数据的块中的第二或随后的数据块。以此方式，第二个和第三个四字节组q2和q3的标记值标示这些四字节组分别包含用于2个通道也即通道1和通道2的1位数字音频数据。一个通道的数据包含于3个字节内，也即该通道的四字节组的字节1至3内。
第四个四字节组q4的标记值是CFh，这是赋予附属数据的范围。具体地，CFh的标记值定义为用于标示无效数据或无数据的值。字节1中的子标记设置为用于标示无效数据的值。在此例中，子标记也设置为CFh。因此，字节2和3充满了无效数据。
在块#1的第一个四字节组q1中，标记值是D1h，它标示第一个四字节组q1中的数据是附属数据。在附属数据的情况下，字节1用作设置于01h的子标记。附属数据的字节2和3描述补充数据。第二个至第四个四字节组与块#0中的那些四字节组相同。
如上所述，这些块组成等时包Iso的数据部分。
3将随机噪音附加于音频包数据的IEEE-1394传输中的第一例以下的说明将解释以前参照图2解释的数据传输中遵循IEEE-1394规范的传输格式的使用例子。更具体地，以下的说明将解释一种典型方法，用于将随机噪音插入于通过IEEE-1394传输线3传输的音频包数据中。
图7显示准备传输的数据DT的典型数据包结构。该数据结构是基于可用于通过IEEE-1394总线传输数据的AM824传输协议的。显示于图中的典型数据结构用于传输6通道1位数字音频数据。应该注意到，图7中显示一幅帧的包含块#0至#1,567的部分对应于图5中所示等时包Iso的数据部分。在6通道数据的情况下，1块包含8个四字节组q1至q8。包含1,567块的范围是一个称为帧的单元。一个作为1位数字音频数据传输的数据流包括这类帧的序列。
在块#0的第一个四字节组q1中，标记值设置为D1h，用于标示第一个四字节组中的数据是附属数据。在附属数据的情况下，字节1用作设置于00h的子标记。字节2和3包含实际附属数据，用于标示例如复制控制信息、通道数量和如前参照图5所述关于扬声器位置的信息。
第二个四字节组q2的标记值是50h。如上所述，50h至57h范围内的标记值标示1位数字音频数据，及值50h标示包含多条通道的数据的块中的第一数据块。
第三个至第七个四字节组q3至q7中每一个的标记值是51h，它标示包含多条通道的数据的块中的第二或随后的数据块。以此方式，第二个至第七个四字节组q2至q7的标记值分别标示这些四字节组包含6个通道也即通道1至通道6的1位数字音频数据。一个通道的数据包含于3个字节内，也即该通道的四字节组的字节1至3内。
第八个四字节组q8的标记值是CFh，这是赋予附属数据的范围。具体地，CFh的标记值定义为用于标示无效数据或无数据的值。字节1中的子标记设置为用于标示无效数据的值。在此例中，子标记也设置为50h，用于标示无效的1位数字音频数据。因此，字节2和3充满了无效数据。
在块#1的第一个四字节组q1中，标记值设置为D1h，用于标示第一个四字节组中的数据是附属数据。在附属数据的情况下，字节1用作设置于01h的子标记。附属数据的字节2和3描述补充数据。
第二个至第八个四字节组与块#0中的相同。
在块#1567的第一个四字节组q1中，标记值设置为CFh，用于标示字节2和3是无效数据。然而，字节1设置为D1h，用于标示无效的附属数据。第二个至第八个四字节组与块#0中的相同。
在这类包数据流的传输中，例如在传输部件1中采用的随机噪音附加单元11需要将随机噪音插入为无效数据提供的每个部分内。也即，随机噪音附加单元11需要将随机噪音插入由每个包中平行影线框所标示的每个无效数据部分内。具体地，随机噪音附加单元11为准备插入无效数据四字节组内的每个包生成2个字节的随机噪音，也即分别具有标记值CFh的四字节组的字节2和3。
通过如上所述地插入随机噪音，即使一个包中的包括固定模式例如96h或全零在内的音频数据也不会再重现为固定模式例如分别为96h或全零，从而如上所述地使加密算法的推断成为不可能。此外，将随机噪音插入于无效数据部分的操作很大地简化了接收部件2所执行的处理操作。更详细地，在由接收部件2中的解密单元22执行解密过程之后，将具有图7中所示格式的包数据流提供给随机噪音消除单元23，它只需要去除具有标记值CFh的四字节组。由于具有标记值CFh的四字节组是无论如何都要去除的，因此随机噪音消除单元23不必为随机噪音的插入执行特殊处理过程。
4将随机噪音附加于音频包数据的IEEE-1394传输中的第二例在图7中所示例子中，在块#0至#1567中的每一块中将随机噪音插入分配给无效数据的四字节组q8中。也即，随机噪音只插入每一块中的一个四字节组中。
然而，如果传输格式规定图2中所示加密单元12将加密单元中的数据加密，每个都小于例如一块，在某些情况下，有可能推断出加密算法。使加密单元12将数据加密为8个字节(2个四字节组)的数据单元(或加密单元)。在此情况下，可以分析不带插入的随机噪音的部分。考虑图7中所示的块#0的8个字节的加密单元。假设块#0的音频数据是固定模式例如96h或全零。
在此情况下，加密过程中使用的加密单元是一对四字节组q1和q2，一对四字节组q3和q4，一对四字节组q5和q6，以及一对四字节组q7和q8。该对四字节组q3和q4及该对四字节组q5和q6中的每一对都是不带插入的随机噪音而加密的。因此担心知道解密结果是固定模式例如96h或全零之后，会在试错法的基础上将提取的一对四字节组q3和q4或者提取的一对四字节组q5和q6成功地解密，将会导致正确地推断出可用于非法解密的加密算法。应该注意到，用作加密单元的一对四字节组q1和q2包括加密的附属数据。因此，其解密结果不是固定模式例如96h或全零，因而是未知的，也就不可能知道在试错法的基础上执行的解密操作是否成功。无需说，包括加密的附属数据的用作加密单元的一对四字节组q7和q8的解密结果也不是固定模式例如96h或全零，因而也是未知的，也就不可能知道在试错法的基础上执行的解密操作是否成功。
因此，对于一个块单元以外的加密单元，也即对于小于块单元的加密单元，可以如下合适地插入随机噪音。图8A至8D显示传输2个通道即左和右通道的1位数字音频数据的典型例子。应该注意到，图8A至8C显示的每一个表示一段音乐的道包括各帧，其中每帧包括各块，即块#0至#1567，其中每个具有以前参照图5和7所解释的结构。
一般都知道，一幅帧是对应于具有频率为75Hz或周期为13.3毫秒的音频数据的单元。如上所述，每一幅帧包括1,568块。在2通道数据的情况下，每块具有图8D中所示结构。
假设解密单元是8个字节。在此情况下，一对四字节组即第一个和第二个四字节组加密为一个加密单元EU1，同时一对四字节组即第三个和第四个四字节组加密为一个加密单元EU2。也即，每一块被加密为2个加密单元EU。
在此情况下，图2中所示的在传输部件1中采用的随机噪音附加单元11至少将随机噪音附加至每个加密单元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，首先在块#0的情况下，将随机噪音插入第四个四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU2的无效数据部分。在图8D中，字节2和3中每一个都用平行影线框标示。用与块#0相同的方法将随机噪音插入块#1至#(x-1)中。
在块#x至#1567的情况下，将随机噪音插入第一个四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU1的无效数据部分，以及插入第四个四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU2的无效数据部分。第一个和第四个四字节组的字节2和3中每一个都用平行影线框标示。
在如上所述地插入随机噪音之后，加密单元12将数据加密并且输出加密的数据至传输线3。
假设在块#0至#(x-1)中附属数据是插入第一个四字节组中的。在此情况下，由于存于加密单元EU1中的数据既不是全零又不是固定模式，就无法推断出加密单元EU1的加密算法。类似地，由于随机噪音是插入加密单元EU2中的，即使存于加密单元EU2的第三个四字节组中的音频数据是固定模式，也难于推断出加密算法。因此，两个加密单元中任何一个的提取和解密都不会导致加密算法的正确推断。至于对于块#x至#1567，将随机噪音插入加密单元EU1和EU2两者中。同样原因，两个加密单元中的任何一个的提取和解密都不会导致加密算法的正确推断。
由接收部件2执行的处理过程特别简单，即使音频数据包括一个如上所述的插入的随机噪音也如此。这是因为随机噪音是插入音频数据的无效数据部分中的。详细内容是，在接收部件2中采用的解密单元22向随机噪音消除单元23输出一个类似于图8D中所示的作为解密结果的包数据流，因而只需去除每个具有标记值为CFh的四字节组。
类似地，图9A和9B显示第二实施例用于传输5通道1位数字音频数据，而图10A和10B显示第二实施例用于传输6通道1位数字音频数据。在这两个情况下，用相同方式将随机噪音插入每个加密单元中。
更具体地，图9A显示传输的5通道1位数字音频数据的块#0至#1567。在5通道音频数据的情况下，每一块基本上包括如图9B所示的6个四字节组。然而，在此实施例中，每一块由10个四字节组组成，包括附加四字节组，允许将无效数据插入每个如图9A所示的加密单元EU中。每个附加四字节组具有标记值CFh。因此，每一块包括5个加密单元EU1至EU5，及加密单元EU2至EU5中每一个包括一个无效数据部分。同样在此例中，显示于图2中的传输部件2中采用的随机噪音附加单元11将随机噪音至少附加至每个加密单元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，在块#0的情况下，将随机噪音插入四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU2至EU5的无效数据部分。在图9A中，字节2和3中每一个都用平行影线框标示。用与块#0相同的方法将随机噪音插入块#1至#(x-1)中。
在块#x至#1567的情况下，将随机噪音插入第一个四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU1的无效数据部分，以及插入各四字节组的字节2和3中，每个用作加密单元EU2至EU5的无效数据部分。各四字节组的字节2和3中每一个都用平行影线框标示。
在如上所述地插入随机噪音之后，加密单元12将数据加密并且输出加密的数据至传输线3。
与以上所述2通道音频数据非常类似，将随机噪音插入5通道音频数据中的操作消除了通过加密单元的提取和解密来推断出加密算法的危险。此外，接收部件2所执行的处理过程也非常简单。
另一方面，图10A显示传输的6通道1位数字音频数据的块#0至#1567。在6通道音频数据的情况下，如图10B所示，每一块基本上包括8个四字节组。然而，在此实施例中，每一块由12个包括附加四字节组在内的四字节组组成，允许将无效数据插入每个如图10A所示的加密单元EU中。每个附加四字节组具有标记值CFh。因此，每一块包括6个加密单元EU1至EU6，及加密单元EU2至EU6中每一个包括一个无效数据部分。同样在此例中，显示于图2中的传输部件1中采用的随机噪音附加单元11将随机噪音至少附加至每个加密单元EU中，它可能包含全零或固定模式。因此，在块#0的情况下，将随机噪音插入四字节组的字节2和3中，每个用作加密单元EU2至EU6的无效数据部分。在图10A中，字节2和3中每一个都用平行影线框标示。也用与块#0相同的方法将随机噪音插入块#1至#(x-1)中。
在块#x至#1567的情况下，将随机噪音插入第一个四字节组的字节2和3中，用作加密单元EU1的无效数据部分，以及插入各四字节组的字节2和3中，每个用作加密单元EU2至EU6的无效数据部分。各四字节组的字节2和3中每一个都用平行影线框标示。
在如上所述地插入随机噪音之后，加密单元12将数据加密并且输出加密的数据至传输线3。
与以上所述2通道音频数据非常类似，将随机噪音插入6通道音频数据中的操作消除了通过加密单元的提取和解密来推断出加密算法的危险。此外，接收部件2所执行的处理过程也非常简单。
5将随机噪音附加于音频包数据的IEEE-1394传输中的第三例以下的说明将解释在以前参照图2解释的数据传输中遵循IEEE-1394规范的传输格式的使用例子。图11显示第三实施例中采用的数据结构，其中随机噪音插入于数字音频数据内。更具体地，图11显示附加至包括图7中所示帧序列的道的开端和末尾处的各块。可以附加任意数量的这类块以便容纳随机噪音。
如同图7中所示每块的情况，图11中所示每块包括8个四字节组q1至q8。这些四字节组都具有用于标示无效数据的标记值CFh。这些四字节组q1至q8的子标记设置为D1h、50h、CFh和其他值。由平行影线框所标示，四字节组q1至q8中每一个的字节2和3都充满随机噪音。任意数量的每个充满随机噪音的块可附加至道的开端和末尾处而得到图3C中所示的数据道。准备传输的加密结果显示于图3D中。因此，即使传输的加密数据DTs的道的开端或末尾处的部分用试错法被提取和解密，也无法推断出加密算法，因为包括于该部分中的数据是一个未知随机噪音。
此外，将随机噪音插入具有用于标示无效数据的标记值CFh的四字节组的每块中的操作使接收部件2执行的处理过程特别简单。详细内容是，在接收部件2中采用的解密单元22向随机噪音消除单元23输出一个类似于图3C中所示的作为解密结果的包数据流，因而随机噪音消除单元23只需去除显示于图11中的每个具有标记值CFh的四字节组。由于具有标记值CFh的四字节组是无论如何都要去除的，因此随机噪音消除单元23不必由于随机噪音的插入而执行特殊处理过程。也即，图11中所示随机噪音可以与图7中所示无数据部分中的无效数据一起去除。
6将随机噪音附加于音频包数据的IEEE-1394传输中的第四例图12是一个用于显示本发明第四实施例所实施的传输和接收系统的框图。第四实施例中大部分配置与图2中所示第一实施例相同，不同之处在于，在第一实施例中只传输数字音频数据DT例如音乐数据，而在第四实施例中，与主数字音频数据一起传输的还有附加于主数字音频数据上的附加数据块Da1和Da2。
下面将要描述包结构。主数字音频数据DT通常是转换为包的或者遵循预定传输协议的格式而分块的1位数字音频数据。附加数据块Da1和Da2包装于一块中而进行传输。在传输之前，将附加数据块Da1和Da2和主数字音频数据DT加密。
每块包括一个用于容纳附加数据块Da1和Da2的区域和一个充满无效数据的区域。在此实施例中，至少有或者附加数据Da2或者附加数据Da1和Da2插入于从块序列中随机地选取的一块中。
在此实施例中，附加数据Da2插入于从块序列中完全随机地选取的一块中。实际上，非授权用户不可能根据从传输线3中取得的加密数据DTs来提取表示附加数据Da2的加密部分。也即，不可能从加密数据DTs中提取具有已知预加密内容的加密部分。
即使能够从加密数据DTs中提取加密的附加数据Da2，该加密数据DTs在音频数据之外还包括一个加密的随机噪音。因此，在分析数据DTs时，不可能将作为使用加密算法将音频数据加密的结果而产生的数据元素与作为使用相同的加密算法将包括于数据DTs中的随机噪音加密的结果而产生的数据元素区别开。因此，要想推断出加密算法将更为困难得多。如上所述，使用本实施例，未授权用户几乎不可能将通过传输线3传输的数据解密。因此，该实施例非常适合于传输需要版权保护或类似要求的数据。
此外，在传输部件1中多包括一个块处理单元10，用于从块序列中随机地选择一块和将附加数据Da2附加至所选块中，以及多包括一个随机数据附加单元11，用于插入一个随机噪音。因此，不能认为传输部件1的配置这么复杂。其结果是，由本实施例所实施的传输部件1可以容易地包括于不同类型的设备内。
应该注意到，即使随机地选择其中插入附加数据Da2的块，接收部件2所执行的解码过程也不会变得复杂。如稍后将详细描述的，在该块中包括一个用于显式地标示附加数据Da2的标记。因此，接收部件2中采用的块解码单元24只需提取由该标记标示的附加数据Da2。由于相同原因，可以容易地去除随机噪音。也即，由于随机噪音是插入由预定标记所标示的无效数据部分中的，接收部件2中采用的块解码单元24只需去除由预定标记所标示的无效数据部分。因此，不能认为接收部件2的配置这么复杂。其结果是，由本实施例所实施的接收部件2可以容易地包括于不同类型的设备内。
可想到的附加数据Da1的例子是附属数据Anci和补充数据Suppli，同时可想到的附加数据Da2的例子是ISRC(国际标准记录代码)，用于标识一首歌的名称、一个用于描述歌的名称和艺术家名字的文本，其中艺术家名字可以是歌唱家的名字、表演家的名字、作曲家的名字、词作家的名字或乐曲改编者的名字。
图13A、13B、14和15中每一图显示作为将附加数据块Da1和Da2插入图7所示的通过将附加数据与其他块混合而得的帧中的结果而获得的一幅帧。应该注意到，图13A、13B、14和15只显示该帧中每块的第一个四字节组q1，即图8D中所示每块的顶部四字节组。
图13A显示一个作为进行比较用的参考的普通块序列。在图13A中显示的普通块序列的情况下，序列开端处的块#0包含附属数据Anci。块#0后跟随块#1至#(x-1)，它们中每一个包含补充数据Suppli。以此方式，顺序地将附加数据Da1即附属数据Anci和补充数据块Suppli附加至自块#0开始的各块中。
如果不需要插入附加数据Da2例如一个ISRC，则块#x至#1567中的每一块中的第一个四字节组q1用作无效数据部分。另一方面，如果需要插入附加数据Da2例如一个ISRC，则可在补充数据Suppli之后顺序地将数据块Da2插入自块#x开始的各块中。在图13A中所示帧的情况下，顺序地将信息块作为ISRC插入块#x至#(x+2)中，它们中每一块具有标记值C0h和分别具有子标记为00h、01h和02h。块#(x+3)至#1567中每一块包含一个由平行影线框标示的无效数据部分。应该注意到，如上所述，该无效数据部分中充满随机噪音。
然而，使用这类普通块序列，会担心未授权人员能够知道插入的ISRC的位置或者其中插入ISRC的块的数量。也即，如果其中插入附加数据Da1的块的数量是固定的，则其中插入ISRC的块的数量(#x)也是已知的，因为ISRC跟随于附加数据Da1之后。在此情况下，未授权人员从加密数据DTs中提取块#x，以及如果能够利用某些手段识别包括于块#x中的一首歌的ISRC，则该人也能容易地推断出加密算法。
为解决以上所述问题，此实施例提供的块处理单元10如上所述地随机地选择准备至少插入附加数据Da2的块。图13B显示包括插入随机地选择的块中的附加数据Da2的块的序列。与普通块序列非常类似，该序列开端处的块#0包含附属数据Anci。块#0之后跟随块#1至#(x-1)，它们中每一个包含补充数据Suppli。如果需要插入附加数据Da2，则可在补充数据Suppli之后将附加数据Da2插入自块#x至#1567中随机地选择的块中。在图13B中所示的块序列中，例如将标示ISRC的附加数据Da2插入块#(x+1)、#(x+2)和#1567中。块#x至#1567中余留块的每一块包含一个由平行影线框标示的无效数据部分。随机噪音附加单元11将每个无效数据部分填满随机噪音。
为每一帧将数据块Da2插入自块#x至#1567中随机地选择的块中。假设图13B显示帧#M中的块序列。在此情况下，图14中显示帧#(M+1)中的典型块序列。如图中所示，表示ISRC的附加数据Da2通常插入#x、#(x+3)和#1566中。块#x至#1567中余留块的每一块包括一个由平行影线框标示的无效数据部分。
在此实施例中，块处理单元10将附加数据Da2插入组成每一帧的块序列的自块#x至#1567中随机地选择的块中。因此，完全不可能预测附加数据Da2已插入包括帧在内的数据流中的哪一块。然后加密单元12将这一块序列的数据加密为输出至传输线3的加密数据DTs。因此几乎不可能从加密数据DTs中提取包含附加数据Da2的部分。其结果是，有可能避免如上所述的对加密算法的非法推断。此外，通过如上所述地将每个无效数据部分填满随机噪音，就更难于推断加密算法。
应该注意到，以前所述将附加数据Da2插入随机地选择的块中的操作以及以前所述附加数据Da2在不同帧中的位置都不相同这一事实并不会在接收部件2中造成麻烦。这是因为在接收部件2中采用的块解码单元24只需从组成每帧的块中提取每个具有标记值C0h的部分。此外，将随机噪音插入每个无效数据部分中的操作并不使接收部件2执行的处理过程复杂。这是因为在接收部件2中采用的块解码单元24只需去除每个具有标记值CFh的四字节组。因为具有标记值CFh的四字节组是无论如何都要去除的，因此块解码单元24不必为随机噪音的插入而执行特殊处理过程。
顺便提及，块处理单元10可以将块序列设置如图15中所示。在图13B和14中所示块序列的情况下，块处理单元10将附加数据Da2插入块#x及随后各块中随机地选择的块中。另一方面，在图15中所示块序列的情况下，块处理单元10将附加数据Da2插入自块#1至#1567中随机地选择的各块中。
由于块序列的开端处的块#0规定为供由标记值D1h和子标记00h标示的附属数据Anci插入之用，因此附加数据Da1或Da2不能插入该块中。然而，可以自由地选择块#1和随后各块用作将附加数据Da1或Da2插入其中的块。也即，只要使用标记和子标记将每个四字节组的内容加以标识，就可以将补充数据Suppli和ISRC作为附加数据Da1或附加数据Da2分别插入任何块中而不在接收部件2中造成问题。因此可以如图15中所示地随机地选择其中准备插入包括补充数据Suppli在内的附加数据的块。
在组成图15中所示帧的块序列的情况下，补充数据Suppli作为附加数据Da1插入块#3、#4、#(x+2)、…和#1567中，而ISRC则作为附加数据Da2插入块#2、#x和其他块中。没有填满附加数据的无效数据部分则如平行影线框所标示的用随机噪音来填满。图15显示一个典型帧，其中补充数据Suppli和ISRC插入如上所述随机地选择的各块中。在下一幅帧、下一幅之后的帧和其他各幅帧中，补充数据Suppli和ISRC的位置与图中所示帧中位置完全不同。
通过将包括补充数据Suppli和ISRC在内的附加数据Da1或Da2插入如上所述随机地选择的块中，就更难于识别例如一个插入的其预加密值是已知的ISRC的位置。其结果是有可能增强用于防止推断加密算法的效果。
7本发明对于记录和回放部件的典型应用。
以下的说明将要解释将本发明所提供的数据传输部件或数据传输方法及数据解码部件或数据解码方法分别应用于记录和回放部件的实施例。记录部件用作用于将数据传输至记录媒体的数据传输部件以及回放部件用作用于自记录媒体中读出数据的数据解码部件。
图16显示一个记录部件4的框图，该记录部件4能够用于将数据DT记录入预定记录媒体6中。如图16中所示，记录部件4包括一个加密单元40、一个编码和记录驱动单元44和一个记录头(或一个接口)45，它们形成一个用于处理和记录输入数据DT的记录和处理系统。加密单元40包括一个随机噪音附加单元41、一个加密器42、一个传输单元43和一个随机噪音生成单元46。
在记录部件4中，随机噪音附加单元41将由随机噪音生成单元46生成的随机噪音附加至包括于输入数据DT内的每一道的开端和末尾处。附加至一个节目的随机噪音长度是变化的，以便使加密算法难于推断。
随机噪音附加单元41将包括附加的随机噪音在内的数据DTad提供给加密器42以供将数据DTad加密之用。加密器42将加密的数据DTs提供给传输单元43，它将数据DTs向前送至编码和记录驱动单元44。编码和记录驱动单元44将数据DTs的格式转换为准备用于记录数据DTs的记录媒体6的记录格式。编码和记录驱动单元44还在不同编码过程之外附加一个遵循调制技术的误差校正代码，以便生成一个提供给记录头45的记录驱动信号。记录头45执行操作以便根据记录驱动信号将数据DTs写入记录媒体6中。
通常记录媒体6是光盘、磁光盘、磁盘、磁带或类似装置。在此情况下，记录头45是由记录驱动信号驱动以便完成写操作的光头或磁头。另一方面，如果记录媒体6是一张通常具有快闪存储器的存储卡，则接口45执行对记录媒体6的写操作。
图17是用于显示一个能够自记录媒体6中回放数据DT的回放部件5的框图。如图所示，回放部件5包括一个回放头(或一个接口)54、一个解码单元55和一个解密单元50，后者具有一个拾取单元51、一个解密器52和一个随机噪音消除单元53。
在回放部件5中，记录媒体6通常是光盘、磁光盘、磁盘、磁带或类似装置。在此情况下，回放头54是用于自记录媒体6中读出数据的光头或磁头。另一方面，如果记录媒体6是一张存储卡，则接口54执行自记录媒体6中读出数据的对记录媒体的读操作。自记录媒体6中读出的数据提供给解码单元55以便执行遵循记录媒体6的记录格式的解码过程和误差校正处理过程。由解码单元55产生的数据是在记录部件4中的加密数据DTs。这些数据由解密单元50中采用的拾取单元51加以拾取并且由解密器52进行解密。
解密器52执行对应于加密器42中采用的加密算法的解密操作以便重现包括附加的随机噪音在内的数据DTad。数据DTad提供给随机噪音消除单元53，它把由随机噪音附加单元41附加在其中的随机噪音去除，从而重现初始数据DT。
在如上所述的记录部件4的配置中，准备记录入记录媒体6中的数据DT经受将随机噪音附加至每一道的开端和末尾处以便产生数据DTad的处理过程，数据DTad又经受一个加密过程以便生成加密数据DTs。因此，在数据DT加密之前，数据DT中每一道的开端和末尾都设置为既不包含全零又不包含固定模式例如96h。
由于以上原因，在将自回放部件5的记录媒体6中读出的数据DTs进行解码的过程中，这些数据中每一道的开端和末尾都不是无声部分。因此，在分析数据DTs的过程中，不可能将作为使用加密算法将音频数据DT加密的结果而产生的数据元素与作为使用相同加密算法将包括于数据DTs中的随机噪音加密的结果而产生的数据元素区别开。因此，几乎不可能推断出加密算法。
也即，除非将回放部件5用于解密数据，不然，要想将由记录部件4记录入记录媒体6中的数据解密是非常困难的。因此，记录部件4和回放部件5非常适合于记录需要版权保护的数据的应用场合。此外，由于本发明的应用分别与使用传输部件1和接收部件2一样，记录部件4和回放部件5的配置并不复杂。也即，本发明可以容易地应用于记录部件4和回放部件5。
应该注意到，虽然在图16和17中分别显示的记录部件4和回放部件5的电路配置是彼此独立的，但记录部件4和回放部件5能够实施为一个集成的记录和回放部件。此外，记录部件4(或记录和回放部件)并不必须包括加密单元40。在记录部件将通过传输线3自传输部件接收的数据进行记录的情况下，假设传输部件具有图2中所示配置，则由记录部件接收的数据是作为包括附加随机噪音在内的初始数据的加密结果而获得的早已加密的数据DTs。因此，在此情况下，不需要加密单元40。通过将图17中所示解密单元50提供给回放部件5，可以回放收到的数据。在通常用于发送音乐或类似内容的系统中，这类配置是优选的。
无需提及，本发明提供的用于将由加密方法加密的数据进行记录的记录媒体包括一个由光盘代表的盘媒体，一个由磁带代表的磁媒体和一个由快闪存储器代表的存储媒体。
除以上所述实施例之外，本发明的范围还包括不同配置。此外，本发明可以包括于不同类型的设备内，例如传输部件、接收部件、记录部件、回放部件等。
在以上所述实施例中，用于将传输部件1连至接收部件2的传输系统是传输线3，它是遵循IEEE-1394规范的物理线。然而，应该注意到，传输系统也可遵循其他规范。此外，本发明也可应用于无线电传输系统例如卫星通信，无线电电话通信或红外通信。
从以上所述可以明显看出，根据本发明，准备传输的节目数据经受将随机噪音附加至数据的过程及在传输之前将包括随机噪音在内的数据加密的过程。例如，通常在一段初始音乐的开端或末尾处包括一个包含已知预加密数据例如代表无声部分的全零序列的部分。这类部分的这类预加密数据通过在加密过程之前将随机噪音附加至一段音乐的开端或末尾处而转换为未知数据。也即，在加密过程之前，已知的预加密数据改变为随机噪音。因此，本发明显示出一种效能，即使在传输过程中拾取了加密的数据，要想推断加密算法也是极端困难的。其结果是，本发明适合于例如版权保护的应用场合。
此外，在以上所述将包括附加的随机噪音在内的加密数据进行解码的处理过程中，只需将数据解密及然后去除每个包括随机噪音的部分。也即，不需要复杂的将加密数据解码的过程。因此，有可能实施一种具有简单配置的解密部件。
换言之，根据本发明，有可能实施数据传输，如果不限定于使用数据传输部件和数据解密部件的复杂配置，这类数据传输本来是极端困难的。
还有，根据本发明，由数据传输部件附加的随机噪音的数据长度是变化的。因此要辨识实际的无声数据部分是困难的。其结果是，有可能增强用于阻止推断加密算法的功能。
此外，通过在不同设备中将数据传输部件和数据解密部件分别用作传输部件和接收部件，在不同设备之间传输数据时可显示出以上所述效果。
最后，通过将数据传输部件用作输出部件，用于将准备在记录媒体中记录的数据输出以供将数据记录于记录媒体中，以及通过将数据解密部件用作解密部件，用于将回放部件中的回放数据进行解密以便自记录媒体中重现回放数据，就可以在记录媒体中记录的数据中及在记录和回放过程中的数据中显示出以上所述效果。
权利要求
1．一种用于将数字数据转换为包及将所述转换为包的数字数据传输的传输部件，所述传输部件包括插入装置，用于将随机数据插入所述准备传输的转换为包的数字数据的一部分中；加密装置，用于将由所述插入装置插入的包括所述随机数据在内的所述转换为包的数字数据加密；及传输装置，用于传输由所述加密装置加密的所述数字数据。
2．根据权利要求1的传输部件，其中所述传输装置通过无线电或有线通信将所述加密的数字数据传输至其他设备。
3．根据权利要求1的传输部件，其中所述传输装置将所述加密的数字数据作为准备记录于记录媒体上的数据进行传输。
4．根据权利要求1的传输部件，其中所述插入装置将所述随机数据插入存在于所述包内的无效数据部分中。
5．根据权利要求1的传输部件，其中由所述加密装置加密的加密单元的长度小于所述转换为包的数字数据的长度。
6．根据权利要求5的传输部件，其中所述插入装置将所述随机数据插入所述加密单元中。
7．一种用于接收每个包内包括随机数据在内的加密数字数据的接收部件，所述接收部件包括接收装置，用于接收加密的转换为包的数字数据；解密装置，用于将由所述接收装置接收的所述加密的转换为包的数字数据解密；及消除装置，用于从由所述解密装置执行解密操作所得结果而获得的转换为包的数字数据中去除随机数据。
8．根据权利要求7的接收部件，其中所述接收装置通过无线电或有线通信自其他设备中接收所述加密的数字数据。
9．根据权利要求7的接收部件，其中所述接收装置接收记录于记录媒体上的所述加密的数字数据。
10．根据权利要求7的接收部件，其中所述消除装置通过去除所述包中存在的无效数据部分而消除所述随机数据。
11．根据权利要求7的接收部件，其中由所述解密装置解密的解密单元的长度小于所述转换为包的数字数据的长度。
12．根据权利要求11的接收部件，其中所述消除装置从所述解密单元中消除所述随机数据。
13．一种用于将数字数据转换为包及将所述转换为包的数字数据传输的传输方法，所述传输方法包括以下步骤将随机数据插入所述准备传输的转换为包的数字数据的一部分中；将包括所述插入的随机数据在内的所述转换为包的数字数据加密；及传输所述加密的数字数据。
14．根据权利要求13的传输方法，其中准备加密的加密单元的长度小于所述转换为包的数字数据的长度以及将所述随机数据插入至所述加密单元中。
15．一种用于接收每个包内包括随机数据在内的加密数字数据的接收方法，所述接收方法包括以下步骤接收加密的转换为包的数字数据；将所述接收的加密的转换为包的数字数据解密；及从作为将所述接收的加密的转换为包的数字数据进行解密的结果而获得的转换为包的数字数据中去除随机数据。
16．根据权利要求15的接收方法，其中准备解密的解密单元的长度小于所述转换为包的数字数据的长度以及从所述解密单元中去除所述随机数据。
17．一种用于将包括连续数据流在内的节目加密和将所述加密的节目传输的传输部件，所述传输部件包括随机数据生成装置，用于生成随机数据；附加装置，用于将由所述随机数据生成装置生成的所述随机数据附加至所述节目的开端和末尾处；加密处理装置，用于将包括由所述附加装置附加于上的所述随机数据在内的所述节目加密；及传输装置，用于传输由所述加密处理装置加密的所述节目。
18．根据权利要求17的传输部件，其中所述传输装置通过无线电或有线通信将所述加密的数字数据传输至其他设备。
19．根据权利要求17的传输部件，其中所述传输装置将所述加密的数字数据作为准备记录于记录媒体上的数据进行传输。
20．根据权利要求17的传输部件，其中由所述随机数据生成装置生成所述随机数据的数据长度是可变的。
21．一种用于接收包括连续数据流在内的加密的节目的接收部件，所述接收部件包括接收装置，用于接收包括连续数据流在内的所述加密的节目；解密装置，用于将由所述接收装置接收的包括连续数据流在内的所述加密的节目解密；及消除装置，用于从由所述解密装置执行解密操作所得结果而获得的节目的开端和末尾中去除随机数据。
22．根据权利要求21的接收部件，其中所述接收装置通过无线电或有线通信自其他设备中接收所述加密的数字数据。
23．根据权利要求21的接收部件，其中所述接收装置接收记录于记录媒体上的所述加密的数字数据。
24．根据权利要求21的接收部件，其中由所述消除装置去除的所述随机数据的数据长度是可变的。
25．一种用于将包括连续数据流在内的节目加密和将所述加密的节目传输的传输方法，所述传输方法包括生成随机数据；将所述生成的随机数据附加至所述节目的开端和末尾处；将包括所述附加的随机数据在内的所述节目加密；及传输所述加密的节目。
26．一种用于接收包括连续数据流在内的加密的节目的接收方法，所述接收方法包括以下步骤接收所述包括连续数据流在内的加密的节目；将所述接收到的包括连续数据流在内的加密的节目解密；及从作为将所述接收的加密的节目解密的结果而获得的节目的开端和末尾中去除随机数据。
27．一种用于将包括主数据和附加数据在内的多个数据块加密和将所述加密的数据块传输的传输部件，所述传输部件包括附加数据插入装置，用于执行将附加数据插入包含所述主数据流的所述数据块序列中随机地选择的数据块中的处理操作；加密装置，用于在由所述附加数据插入装置执行的插入附加数据的所述处理操作之后将所述数据块序列加密；及传输装置，用于传输由所述加密装置加密的所述数据块序列。
28．根据权利要求27的传输部件，其中还提供了随机数据插入装置，用于执行将随机数据插入某些所述数据块中的处理操作；及所述加密装置在由所述附加数据插入装置执行的插入附加数据的所述处理操作之后和由所述随机数据插入装置的插入随机数据的所述处理操作之后将所述数据块序列加密。
29．根据权利要求27的传输部件，其中由所述附加数据插入装置插入至所述随机地选择的数据块中的所述附加数据是未加密数据。
30．根据权利要求27的传输部件，其中由所述附加数据插入装置插入至所述随机地选择的数据块中的所述附加数据是未加密数据和加密数据。
31．根据权利要求28的传输部件，其中所述随机数据插入装置将随机数据插入某些数据块的每一块的无效数据部分中。
32．根据权利要求27的传输部件，其中所述传输装置通过无线电或有线通信将所述数据块序列传输至其他设备中。
33．根据权利要求27的传输部件，其中所述传输装置将所述数据块序列作为准备记录于记录媒体上的数据进行传输。
34．一种用于将包括主数据和附加数据在内的多个数据块加密和将所述加密的数据块传输的传输方法，所述传输方法包括以下步骤执行将附加数据插入包含所述主数据流的所述数据块序列中随机地选择的数据块中的处理操作；在所述插入附加数据的处理操作之后将所述数据块序列加密；及传输所述加密的数据块序列。
35．根据权利要求34的传输方法，所述传输方法还包括执行将随机数据插入某些所述数据块中的处理操作的步骤，其中在执行插入附加数据的所述处理步骤之后和执行插入随机数据的所述处理步骤之后将所述数据块序列加密。
36．一种用于记录至少一个加密的节目的记录媒体，其中在将所述节目记录入所述记录媒体中之前，在将随机数据附加至所述节目的开端和/或末尾处之后将所述节目加密。
37．一种用于记录转换为包后又加密的数字数据的记录媒体，其中在将所述转换为包的数据记录入所述记录媒体中之前，在将随机数据附加至所述转换为包的数据的一部分之后将所述转换为包的数据加密。
38．一种用于记录包括主数据和附加数据在内的多个加密的数据块的记录媒体，其中在将所述加密的数据块记录入所述记录媒体中之前，通过将附加数据插入包含所述主数据流在内的数据块序列中随机地选择的数据块中以及将包括所述附加数据在内的所述数据块序列加密而获得所述加密的数据块。
39．根据权利要求38的记录媒体，其中在将所述附加数据附加之后，在将包括所述随机数据在内的所述数据块序列加密之前，将随机数据插入所述数据块序列的某些数据块中。
40．根据权利要求38的记录媒体，其中插入随机地选择的数据块中的所述附加数据是未加密数据。
41．根据权利要求38的记录媒体，其中插入随机地选择的数据块中的所述附加数据是加密数据和未加密数据。
全文摘要
本发明涉及传输部件、接收部件、传输方法和接收方法,它们用于传输和接收加密的数字数据,以防具有能力通过将具有已知预加密值的模式进行解密而推断出加密算法的第三方非法地将加密数据解密,以及涉及一种用于记录加密的数字数据的记录媒体。
文档编号H04K1/10GK1313687SQ0111136
公开日2001年9月19日 申请日期2001年3月14日 优先权日2000年3月14日
发明者市村元 申请人:索尼株式会社