专利名称：信息传输系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及信息传输系统。本发明尤其涉及用于保密传输数字信息的系统。另外，本发明涉及传输密码信息的方法。
背景技术：
在一个常规数字式信息传输系统中，将被传输的数字数据(数字信息)在实际传输之前被处理成一个规定的的传输格式。具体地，数字数据被划分成相等大小的段。一个同步信号被附加到每个数据段头而奇偶性信号由此附加到其末端。该同步信号为识别该数据段中第一位而设计。该奇偶性信号为该数据段中错误的检测而设计。同步信号、数据段、和奇偶性信号的组是一个规定传输信号单位模块。这样，将被传输的数字数据被转换成包括同步信号和奇偶性信号的单位模块序列。单位模块序列被传输。
在上述格式的信号的传输期间，如果信号格式被透露，则任何人都可以在所传输的信号中分接数字数据。
为了对所传输的数字数据保密，通常在其中的传输之前对该数字数据加密。DES(数据加密标准)是对数字信息加密的一个典型方法。依照DES，将被传输的数字信息被以一种逐块标准对应加密密钥加密，其中每一个模块有64位。类似地，一个接收器端以一种逐块标准对应解密密钥对输入的信息解密。一个发送器端中的加密密钥和接收器端中的解密密钥是一样的。由于在此执行了逐块分配解密，这样以DES加密的数字信息中的一位在传输过程中变为一个错误，则这1位错误引起接收器端判定包含这1位错误的整个模块，即，包含这1位错误的64位为错。因而，DES倾向于减少错误改正能力。
由Tatsuaki Okamoto和Hirosuke Yamamoto编写，Sangyo-Tosho株式会社于1997年6月30，出版的题为“现代密码”的日本书籍在第73-75页，公开一个DES的输出反馈(OFB)方式。DES-OFB方式通常被用于通过易于产生位错误传输线的数字信息传输。在DES-OFB方式下，加密被用于产生密钥流模块。具体地，加密器依照DES将每个输入模块转变成一个密钥流模块。所产生的密钥流模块反馈给加密器的输入端，并作为下一个输入模块使用。因而，每个密钥流模块通过依照DES对最后一个模块加密而产生。结果，每个密钥流模块对应于一个伪随机数。所产生的密钥流模块与信息模块异或以获得将被传输的隐藏信息(密码信息)。
在这样基于加密的信息传输系统中，在一个信息发送端和一个信息接收端之间传输一个加密密钥，并由它们共同保存该加密密钥是必要的。通常，验证或认证需要被用作实现加密密钥高安全性传输的过程的一部分的复杂演算，并允许一个信息发送端和一个信息接收端共同保存该加密密钥。因而，基于加密的信息传输系统要求用于执行验证或认证的大型电路标度演算设备。用于验证或认证的演算需要相对长的时间。为了提高所传输信息的安全性，通常在一个信息发送端和一个信息接收端中频繁且同步地更新加密密钥。通常，验证或认证需要被用作该信息发送端和信息接收端中同步更新加密密钥的过程的一部分的复杂演算。
在DES-OFB方式下，用于一个输入模块的初始值被转变以改变信息发送端和信息接收端的每个中的加扰模式和加密模式。为安全性、验证或认证需要复杂的演算一般用作在信息发送端和信息接收端同步地改变初始值的过程的一部分。
发明内容
本发明的第一个目的是提供可以同步地在信息发送端和信息接收端中更新加密密钥的一个廉价信息传输系统。
本发明的第二个目的是提供对所传输的信息的高安全性执行加密的一个信息传输系统。
本发明的第三个目的是提供有一个相对地简单的结构并能省却复杂的演算的信息传输系统。
本发明的第四个目的是提供传输密码信息一个改善的方法。
本发明的第一方面提供一个信息传输系统包括一个发送装置，用于发送包括一个第一同步信号、第二同步信号，和加密合成信息的一个组合信号，该第一同步信号重复发生在一个第一预定周期，第二同步信号重复发生在比第一预定周期短的一个第二预定周期，其中多个第二同步信号出现在该组合信号中第一同步信号的一个周期内；以及用于接收来自于该发送装置的组合信号的一个接收装置，用于检测所接收的组合信号中的第一同步信号和第二同步信号，并且用于对所接收的组合信号中的加密合成信息解密。该发送装置包括第一装置用于与第二同步信号同步执行一个第一移位操作以产生一个第一伪随机数信号，并且用于在第一规定时间间隔内与第一同步信号同步暂停第一移位操作；第二装置用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生第一初始值；第三装置从第二装置分离，用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生一个第二初始值；第四装置用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生一个第一加密密钥，该第一加密密钥与该第二同步信号同步更新；第五装置用于响应由第四装置产生的第一加密密钥和第三装置产生的第二初始值，将原始信息加密成加密合成信息；第六装置用于产生包含该第一同步信号、第二同步信号，和加密合成信息的一个组合合成信号；以及第七装置用于组合由第二装置产生的第一初始值和第一规定时间间隔内的组合合成信号，为此第一装置的第一移位操作被暂停以获得一个组合信号。该接收装置包括第八装置用于与第二同步信号的检测同步，执行等于第一移位操作的第二移位操作以产生一个等于第一伪随机数信号的第二伪随机数信号，并且用于在响应第一规定时间间隔的一个第二规定时间间隔内与所检测的第一同步信号同步暂停第二移位操作；第九装置用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号产生通常等于该第一初始值的第三初始值；第十装置从第九装置分离，用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号产生通常等于该第二初始值的第四初始值；第十一装置用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号产生等于该第一加密密钥的第二加密密钥，该第二加密密钥与所检测的第二同步信号同步更新；第十二装置用于检测所接收的组合信号中的第一初始值；第十三装置用于比较由第十二装置产生的第一初始值和由第九装置产生的第三初始值以检查发送装置和接收装置之间的同步；以及第十四装置用于响应由第十一装置产生的第二加密密钥和由第十装置产生的第四初始值，对所接收的组合信号中的加密合成信息解密。
本发明的第二方面基于其中的第一方面，并提供一个信息传输系统，其中第一同步信号包括一个垂直同步信号；第二同步信号包括一个水平同步信号；第一装置包括用于在包含垂直同步信号的发生之后的一个空白区的第一规定时间间隔内暂停第一移位操作的装置，和用于在第一空白区之后的第一数据区间隔中与第二同步信号同步执行第一移位操作以产生第一伪随机数信号的装置；第二装置包括用于在第一空白区中水平同步信号发生的时刻产生第一初始值的装置；第三装置包括用于在第一数据区间隔内与第二同步信号同步更新第二初始值的装置；第四装置包括用于在第一数据区间隔内与第二同步信号同步更新第一加密密钥的装置；第五装置包括用于在数据区间隔内将原始信息加密成加密合成信息的装置；第八装置包括用于在包含所检测的垂直同步信号之后的第二空白区的第二规定时间间隔内暂停第二移位操作的装置，以及用于在第二空白区之后的第二数据区间隔内与所检测的第二同步信号同步执行第二移位操作以产生第二伪随机数信号的装置，该第二空白区对应于第一空白区，第二数据区间隔对应于第一数据区间隔；第九装置包括用于在第二空白区中所检测的水平同步信号发生的时刻产生第三初始值的装置；第十装置包括用于在第二数据区间隔内与所检测的第二同步信号同步更新第四初始值的装置；第十一装置包括用于在第二数据区间隔内与所检测的第二同步信号同步更新第二加密密钥的装置；以及第十四装置包括用于在第二数据区间隔内对所接收的组合信号中的加密合成信息解密的装置。
本发明的第三方面基于其中的第一方面，并提供一个信息传输系统，其中该组合信号有一个与第一同步信号同步发生的数据区间隔并包含加密合成信息，并且第八装置包括用于检测关于所接收的组合信号的数据区间隔内，第二同步信号发生的总次数的装置，从一个预定数减去一个所检测的总数以获得一个减法结果的装置，以及在下一个第二规定时间间隔内按照该减法结果执行数次第二移位操作的装置。
本发明的第四方面提供从信息发送装置到信息接收装置传输密码信息的一种方法。该信息发送装置包括一个第一线性反馈移位寄存器。该信息接收装置包括结构上等于第一线性反馈移位寄存器的一个第二线性反馈移位寄存器。该方法包括如下步骤以共有的一组值代表位载入第一线性反馈移位寄存器和第二线性反馈移位寄存器；响应由第一线性反馈移位寄存器保存的值代表位，产生第一加密密钥；响应第一加密密钥对一个原始视频信号加密密钥以获取一个密码视频信号；移动由第一线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位以更新用于其中相关有效扫描间隔中的由原始视频信号表示的每个水平线的第一加密密钥；将在关于原始视频信号的每个1帧间隔或1场间隔中规定水平线的第一定时由第一线性反馈移位寄存器保存的值代表位代表的值用作一个第一验证值；组合该密码视频信号和第一验证值以获取一个包括该密码视频信号和第一验证值的组合信号；从信息发送装置传输该组合信号到信息接收装置；响应由第二线性反馈移位寄存器保存的值代表位，产生一个等于第一加密密钥的第二加密密钥；移动由第二线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位以依照第一加密密钥的更新，更新第二加密密钥；在信息接收装置中响应第二加密密钥，对从该信息发送装置传输的组合信号中的密码视频信号解密以恢复原始视频信号；将在对应于第一定时的第二定时，由第二线性反馈移位寄存器中的值代表位代表的值用作第二验证值；检测从信息发送装置传输的组合信号中的第一验证值；并且检查信息发送装置和信息接收装置是否有相同的验证值共同响应用于每个帧或每个场的所检测的第一验证值和第二验证值。
本发明的第五方面基于其中的第四，并提供一种方法进一步包括如下步骤检测在每个帧或每个场中的预定以后时间区内，由第二线性反馈移位寄存器中保存的一组值代表位移动的总次数；从预定数减去所检测的总数以获取应该减法结果；并且在下个帧或下个场中的预定以前时间区内，以该减法结果的次数移动由第二线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位。
本发明的第六方面基于其中第四方面，并提供一种方法，其中检查步骤包括判定所检测的第一验证值和第二验证值是否相等以检查信息发送装置和信息接收装置是否共有相同的验证值，并且进一步包括如下步骤当判定所检测的第一验证值和第二验证值不同时，以共有的相同的一组值代表位重载第一线性反馈移位寄存器和第二线性反馈移位寄存器。
本发明的第七方面基于其中第四方面，并提供一组方法，其中检查步骤包括比较所检测的第一验证值和第二验证值以检查信息发送装置和信息接收装置是否共有一个相同的验证值。
本发明的第八方面提供一个信息传输系统包括一个第一线性反馈移位寄存器保存有一个多位信号并输出所保存的多位信号；第一装置用于驱使第一线性反馈移位寄存器执行由第一线性反馈移位寄存器保存的多位信号的一个位的移动，并因此响应由输入视频信号代表的每个帧或场的预定数据区内一个输入视频信号中的每个水平同步信号，更新从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号；第二装置用于响应从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号，对输入视频信号中的视频数据加密以将该输入视频信号转变成第一密码视频信号；第三装置用于在由该输入视频信号代表的每个帧或场相关的规定定时，响应从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号产生一个第一初始矢量信号；第四装置用于将第一密码视频信号和第一初始矢量信号组合成一个第二密码视频信号，并输出该第二密码视频信号；一个第二线性反馈移位寄存器保存一个多位信号并输出所保存的多位信号；第五装置用于从第四装置输出的第二密码视频信号，并检测所接收的第二密码视频信号中的每个水平同步信号；第六装置用于驱使第二线性反馈移位寄存器执行由第二线性反馈移位寄存器保存的多位信号的一个位的移动，并因此响应由所接收的第二密码视频信号代表的每个帧或场的预定数据区内，由第五装置检测的每个水平同步信号，更新从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号；第七装置用于响应从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号，对所接收的第二密码视频信号中的视频数据解密以复制该输入视频信号；第八装置用于在由所接收的第二密码视频信号代表的每个帧或场相关的规定定时，响应从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号产生一个第二初始矢量信号；第九装置用于检测所接收的第二密码视频信号中的第一初始矢量信号；第十装置用于判定所检测的第一初始矢量信号和所产生的第二初始矢量信号是否相等；以及第十一装置用于，当第十装置判定所检测的第一初始矢量信号和所产生的第二初始矢量信号不同时，同步将第一和第二线性反馈移位寄存器复位到它们的初始状态，其中第一和第二线性反馈移位寄存器保存并输出一个相同的预定初始多位信号。
本发明的第九方面基于其中第八方面，并提供一个信息传输系统，其中第六装置包括用于补偿由所接收的第二密码视频信号代表的每个帧或场的预定数据区内，一个水平同步信号或第五装置中的信号的检测失败的装置本发明的第十方面提供一个信息传输系统包括一个用于将一个输入信息信号加密成一个加密合成信息信号，并用于发送该加密合成信息信号的发送装置，其中该输入信息信号包含多个不同类型的同步信号；以及用于从该发送装置接收该加密合成信息信号，并用于将所接收的加密合成信息信号解密的一个接收装置。该发送装置包括第一装置用于依照该输入信息信号中的当前的一个同步信号的类型，产生一个加密密钥；以及第二装置用于响应由第一装置产生的加密密钥，对输入信息信号加密以获取加密合成信息信号。该接收装置包括第三装置用于检测所接收的加密合成信息信号中，当前的一个同步信号的类型；第四装置用于依照由第三装置检测的类型，产生一个解密密钥；以及第五装置用于响应第四装置产生的解密密钥，对所接收的加密合成信息信号解密。
本发明的第十一方面提供一个信息发送装置，包括一个第一存储器存储一个第一加密密钥；一个第二存储器存储不同于第一加密密钥的一个第二加密密钥；第一装置用于检测输入信息信号中，第一类型或第二类型中任一类型的每个水平同步信号，第一和第二类型互不相同；第二装置用于判定由第一装置检测的水平同步信号是第一类型还是第二类型；用于当第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第一类型时，访问第一存储器以选择第一加密密钥，以及用于当第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第二类型时，访问第二存储器以选择第二加密密钥的一个选择器，其中该选择器在第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第二类型之前，连续访问第一存储器，以及在第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第一类型之前，连续访问第二存储器；第三装置用于响应由选择器选择的加密密钥，对输入信息信号加密；第四装置用于检测输入信息信号中的每个垂直同步信号；以及第五装置用于更新每次第四装置检测输入信息信号中的垂直同步信号时，第一和第二存储器中不被该选择器访问的那个存储器中的加密密钥。
本发明的第十二方面基于其中的第十一方面，并且提供一个信息发送装置进一步包括第六装置用于以第一和第二类型的水平同步信号替换原始信息信号中的水平同步信号，以将该原始信息信号转换成输入信息信号。
本发明的第十三方面提供一个信息接收装置，包括一个第一存储器存储一个第一加密密钥；一个第二存储器存储不同于第一加密密钥的一个第二加密密钥；第一装置用于检测输入信息信号中，第一类型或第二类型中任一类型的每个水平同步信号，第一和第二类型互不相同；第二装置用于判定由第一装置检测的水平同步信号是第一类型还是第二类型；用于当第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第一类型时，访问第一存储器以选择第一加密密钥，以及用于当第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第二类型时，访问第二存储器以选择第二加密密钥的一个选择器，其中该选择器在第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第二类型之前，连续访问第一存储器，以及在第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第一类型之前，连续访问第二存储器；第三装置用于响应由选择器选择的加密密钥，对所接收的信息信号解密；第四装置用于检测所接收的信息信号中的每个垂直同步信号；以及第五装置用于更新每次第四装置检测所接收的信息信号中的垂直同步信号时，第一和第二存储器中不被该选择器访问的那个存储器中的加密密钥。
本发明有下述的优点。根据本发明，一个发送装置使用第一和第二同步信号。发送装置与第二同步信号同步执行一个移位操作以产生一个伪随机数信号，并且在一个规定时间间隔内与第一同步信号同步暂停该移位操作。响应该伪随机数信号，产生一个加密密钥、一个第一初始值，和一个第二初始值。该加密密钥与第二同步信号同步更新。原始信息响应该加密密钥和第二初始值，被加密成密码信息。该第一同步信号、第二同步信号，和密码信息被组合成一个组合合成信号。进一步，在该移位操作被暂停的规定时间间隔内，第一初始值与该组合合成信号组合。结果，产生了将被传输的组合信号。该发送装置有必要传输该加密密钥和第二初始值。因此，可以提供一个高信号传输效率。因为该加密密钥与第二同步信号同步更新，所以所传输的信息可以高度隐藏。
优选地，单程函数被用于从该伪随机数产生第一初始值。这样，即使盗窃第一初始值的非法攻击成功了，也很难从被盗的第一初始值计算该第二初始值和加密密钥。
根据本发明，在发送装置中产生的伪随机数信号和在接收装置中产生的伪随机数信号是相同的。该发送装置响应所产生的伪随机数对原始信息加密。该加密合成信息(密码信息)被从发送装置传输到接收装置。该接收装置响应所产生的伪随机数信号，对所接收的加密合成信息解密。从而，发送装置和接收装置的大部分可以由等价电路形成，因此，发送装置和接收装置可以变得廉价。
根据本发明，接收装置从发送装置接收包括第一初始值的组合信号。该接收装置检测所接收的组合信号中的第一初始值。该接收装置有一个部分用于对应于由发送装置产生的第一初始值，产生第一初始值。该接收装置比较所检测的第一初始值和所产生的第一初始值以检查发送装置和接收装置之间的加密/解密相关同步是否正常地维持。从而，有可能执行信息的安全传输。
根据本发明，由接收装置接收的一个组合信号有一个与第一同步信号同步发生的数据区间隔，并且包含加密合成信息。该数据区间隔跟随一个规定时间间隔，与第一同步信号同步。该接收装置有一个部分通过执行一个移位操作，产生一个伪随机数信号。这个部分也被设计用于检测在该数据区间隔内，所检测的第二同步信号发生的总次数，用于从一个预定数中减去所检测的总数以获取一个减法结果，以及用于在下个时间间隔内依照该减法结果执行相应次数的移位操作。从而，所执行移位操作的次数可以被校正为第二同步信号或数据区内的信号没有检测失败的一个正常值。因此，对检测第二同步信号或数据区中的信号的失败进行补偿成为可能，这样的失败将打破发送装置和接收装置间的加密/解密相关同步。
图1是根据本发明的第一实施例的信息传输系统的模块图。
图2是图1中信息发送装置的模块图。
图3是图1中信息传输系统中传输的信息信号采用的格式的图。
图4是图1中信息接收装置的模块图。
图5是本发明第二实施例中的信息发送装置的模块图。
图6是图5中从信息发送装置输出的信息信号采用的格式的图。
图7是本发明的第二实施例中信息接收装置的模块图。
图8是本发明的第二实施例中信息发送装置的模块图。
图9是图8中的预处理器的模块图。
具体实施例方式
第一实施例图1显示一个根据本发明的第一实施例的信息传输系统。图1的信息传输系统包括通过一条传输线90双向连接的信息发送装置10和信息接收装置30。该传输线90可能包含一个通信网络或空间传输介质。
该信息发送装置10输出信息信号到传输线90。在到达该信息接收装置30之前，该信息信号沿传输线90传播。该信息接收装置30从传输线90接收信息信号。
如图2所示，该信息发送装置10包括一个同步信号检测器11、一个最大长度序列发生器(M序列发生器)12、一个64位寄存器13、一个加法器(模2加法器)14、转换器15、16，和17、一个存储器18，一个寄存器19、一个加密器20，和一个组合器21。
该同步信号检测器11跟M序列发生器12、64位寄存器13，和加法器14连接。该M序列发生器12通过传输线90从信息接收装置30引导。该M序列发生器12与64位寄存器13连接。该64位寄存器13与转换器15、16，和17连接。该加法器14与加密器20和组合器21连接。该转换器15与存储器18连接。该转换器16与寄存器19连接。该转换器17与组合器21连接。该存储器18与加密器20连接。该寄存器19与加密器20连接。该组合器21通过传输线90引导到信息接收装置30。
将被传输的一个输入信号被反馈到该同步信号检测器11。该输入信号为已知视频或电视格式，并且代表以逐行标准扫描的帧或场的一个序列。输入信号的每1个帧片断或每1个场片断被分为一个图像数据(视频数据)的一个空白部分空隙和一个跟随该空白部分的数据部分，并且包括图像数据。因此，输入信号包括水平同步信号、垂直同步信号、空白信号，和流数据，例如视频数据。该检测器11检测该输入信号中的每个水平同步信号和每个垂直同步信号。每次检测水平同步信号以后，该同步信号检测器11反馈给该M序列发生器12并且该64位寄存器13以一个信号代表该水平同步信号的检测。代表该水平同步信号的检测的信号被成为水平同步检测信号。每次检测垂直同步信号以后，该同步信号检测器11反馈给该M序列发生器12并且该64位寄存器13以一个信号代表该垂直同步信号的检测。代表该垂直同步信号的检测的信号被成为垂直同步检测信号。该同步信号检测器11将输入信号传递给该加法器14。
M序列发生器12包括一个随机数发生器(一个伪随机数信号发生器)使用保存一组数位，并可以在所保存的数位组上执行或暂停一个移位操作的线性反馈移位寄存器(LFSR)12A，该数位组代表等于一个初始值或一个伪随机数的一个值。在从该同步信号检测器11接收每个垂直同步检测信号的时刻之后的一个空白区(空白时间区)内，该M序列发生器12继续暂停该移位操作。从而，该M序列发生器12与该垂直同步信号同步暂停该移位操作。在该空白区之后，在每次有水平同步检测信号来自同步信号检测器11时，该M序列发生器12对所保存的数位组执行1位的移位。从而，该M序列发生器12与该水平同步信号同步执行1位的移位。在初始阶段，该M序列发生器12在一个等待状态(一个初始状态)其中随着代表一个预传输或预定的初始值，该M序列发生器12或LFSR 12A被载入。依照由该LFSR12A保存的数位，该M序列发生器12产生一个最大长度序列，即，代表一个伪随机数的多位信号。在该空白区之后，M序列发生器12执行1位的移位，不去因此在每次有来自该同步信号检测器11的水平同步检测信号时，更新该伪随机数信号。该M序列发生器12将该伪随机数信号输出到64位寄存器13。
该64位寄存器13采样并保存来自于该M序列发生器12的输出信号，并且同时响应来自该同步信号检测器11的每个水平同步检测信号，将所保存的信号反馈给该转换器15、16和17。该转换器15依照一个第一预定单程函数，将从64位寄存器13反馈的信号代表的值改变为第一值。该转换器16依照一个第二预定单程函数，将从64位寄存器13反馈的信号代表的值改变为第二值。该转换器17依照一个第三预定单程函数，将从64位寄存器13反馈的信号代表的值改变为第三值。该第一、第二，和第三值互不相同。该转换器15将代表第一值的信号反馈给该存储器18。该第一值作为代表DES(数据加密标准)的加密密钥的信号被存储于存储器18中。
在接收该空白区中最后的水平同步检测信号的时刻，该信号被从64位寄存器13馈送给转换器17，特别如下处理。由这个信号代表的值被用作验证或认证值并由转换器17转换，并且代表转换结果值的一个信号被作为代表帧相关或场相关初始矢量(初始值)的信号，从转换器17反馈给组合器21。
一个数据区间隔之前的空白区被分配给流数据的传输。在该数据区间隔内，该M序列发生器12执行1位的移位，并且从64位寄存器13反馈该转换器16的信号依照每次有来自于该同步信号检测器11的水平同步检测信号时的1位的移位而改变。在该数据区间隔内，由从64位寄存器13反馈的信号代表的值由转换器16转换，并且代表转换结果值的一个信号作为代表1H相关初始矢量(初始值)的信号，被从转换器16反馈给寄存器19。从转换器16反馈的信号被存储于寄存器19中。
寄存器19、加密器20，和加法器14组成一个OFB(输出反馈)方式的加密电路。代表1H相关初始矢量的信号作为第一字，被从寄存器19反馈给加密器20。代表加密密钥的信号被从该存储器18反馈到该加密器20。该器件20响应该加密密钥，对该第一字加密。加密器20将加密结果输出到该加法器14，并且作为第二字，将该加密结果反馈给寄存器19。该寄存器19存储第二字，并且将该第二字反馈给加密器20。该加密器20响应该加密密钥，对第二字加密。加密器20将加密结果输出到加法器14，并且将该加密结果作为第三字反馈到寄存器19。这样的一系列操作被重复，直到该数据区间隔终止。
加法器14完成从同步信号检测器11反馈的输入信号和从加密器20输出的信号之间的异或运算(XOR运算)，并因此响应从加密器20输出的信号，对输入信号加密以获取一个密码信号，其中除了水平和垂直同步信号以及空白信号的信号部分都被加密。加法器14将该密码信号反馈给组合器21。该组合器21多路传输该密码信号和来自于该转换器17的分时标准上的帧相关初始矢量信号(或场相关初始矢量信号)，以获取将被传输的被称为传输信号或信息信号的多路合成信号。该组合器21通过该传输线90向信息接收装置30输出并发送该信息信号(传输信号)。
优选地，该组合器21包括一个错误检查代码发生器。该错误检查代码发生器响应信息信号中的水平同步信号或从该同步信号检测器11输出的水平同步检测信号，将该信息信号划分为1H(一个水平扫描周期)片断。该错误检查代码发生器响应每个1H片断产生代表奇偶性的一个信号，并且把该奇偶性信号附加在该1H片断的末尾。从而，该错误检查代码发生器将该信息信号转换成一个奇偶性附加信息信号(一个奇偶性附加传输信号)。该组合器21通过该传输线90向信息接收装置30输出并发送该奇偶性附加信息信号。
值得注意的是，该错误检查代码发生器可能被提供于一个从该组合器21分开的位置。
如上所述，该同步信号检测器11接收该输入信号并检测其中的每个水平同步信号和垂直同步信号。对每个垂直同步信号的检测导致对该输入信号代表的每个帧或每个场的头的检测。在跟随着或开始于每个垂直同步信号的空白区(空白时间区)内，该M序列发生器12继续暂停该移位操作。该移位操作的暂停响应从该同步信号检测器11反馈的每个垂直同步检测信号，该垂直同步检测信号指示每个垂直同步信号的检测，即，对每个帧或每个场的头的检测。
图3显示从组合器21输出的信息信号的每1帧对应的部分(或每1场对应的部分)所采用的格式。图3中的大矩形表示由信息信号中的固定数量的1H片断产生的信息信号的1帧对应的部分(或1场对应的部分)。如图3所示，该信息信号的1帧对应的部分的头，由一个垂直同步信号23占有。应该空白区25跟随该垂直同步信号23。在图3中，水平行分别构成表示信息信号的1H片断的大矩形。从第一片断开始的连续1H片断的应该预定数被分配到该空白区25。除了第一片断以外，其他1H片断的头都由水平同步信号24分别占有。1H片断的末尾由奇偶性信号28分别占有。一个从转换器17输出的帧相关初始矢量信号(或一个场相关初始矢量信号)26跟随着该空白区25中的最终水平同步信号24。因此，在该空白区25中的最终水平同步信号24可以用作该帧相关初始矢量信号(或一个场相关初始矢量信号)26的一个指针。连续1H片断的一个规定数随后对一个为空白区25被分配到跟随空白区25的数据区(一个数据区间隔)27。从而，该水平同步信号24的同样的规定数(正常总数)被分配给数据区27。被分配给数据区27的1H片断随着密码流数据被载入。一组空白区25和数据区27形成一个1帧间隔(或1场间隔)。
该数据区27中的密码流数据由上述通过加法器14的加密而产生。对于该数据区27中的每个1H间隔(每个水平同步信号间隔或每个水平扫描线间隔)，该M序列发生器12响应水平同步信号24在该1H间隔的头执行1位的移位，并且从64位寄存器13反馈到转换器15和16的信号依照该1位的移位改变。该OFB方式加密电路中，由从转换器16输出到寄存器19的信号代表的1H初始矢量随着从64位寄存器13反馈给转换器16的信号的改变而改变。同样，由转换器15输出的信号代表的加密密钥随着从64位寄存器13反馈给转换器15的信号改变而改变。从而，对于该数据区27中的1H间隔，该1H相关初始矢量和输入该OFB方式加密电路的加密密钥被更新。从而，对于该数据区27中的每个1H间隔，在该OFB方式加密电路中，从加密器20输出的加密结果被更新。
正如从以上解释了解的一样，该数据区27中的密码流数据由响应从1H间隔到1H间隔改变的加密密钥的加密产生。从该转换器17输出的帧相关初始矢量信号(或一个场相关初始矢量信号)26被置于空白区25中。该帧相关初始矢量信号26可以由信息接收装置30用于关于加密/解密相关同步的一个决定。从信息发送装置10向信息接收装置30发送的每个1帧对应部分(或每个1场对应部分)在数据区27中有密码流数据，并且在空白区25中有一个帧相关初始矢量信号(或一个场相关初始矢量信号)26。用于加密电路的加密密钥和一个初始值(第一字)都不从信息发送装置10向信息接收装置30传输。
该信息接收装置30在结构上基本类似于信息发送装置10。
如图4所示，该信息接收装置30包括同步信号检测器31、最大长度序列发生器(M序列发生器)32、64位寄存器33、加法器(模2加法器)34、转换器35、36和37、比较器38、存储器39、寄存器40、加密器41，和一个错误检测器42。
该同步信号检测器31通过传输线90从信息发送装置10引导。该同步信号检测器31与M序列发生器32、64位寄存器33、加法器34，和比较器38连接，M序列发生器32与64位寄存器33和比较器38连接。64位寄存器33与转换器35、36，和37连接。加法器34与加密器41和错误检测器42连接。该转换器35和存储器39连接。该转换器36与寄存器40连接。转换器37与比较器38连接。比较器38通过传输线90引导到信息发送装置10。存储器39与加密器41连接。寄存器40与加密器41连接。该错误检测器42可以与适当的装置连接，例如显示装置、信息记录装置，或播放器装置。
该信息接收装置30通过传输线90从信息发送装置10接收一个信息信号。所接收的信号为图3中的格式。所接收的信号被反馈给同步信号检测器31。该同步信号检测器31检测所接收的信号中的每个水平同步信号和每个垂直同步信号。每次水平同步信号被检测后，该同步信号检测器31将代表该水平同步信号的检测的信号反馈给M序列发生器32和64位寄存器33。代表水平同步信号的检测的信号被成为水平同步检测信号。每次垂直同步信号被检测后，该同步信号检测器31将代表该垂直同步信号的检测的信号反馈给M序列发生器32和64位寄存器33。代表垂直同步信号的检测的信号被成为垂直同步检测信号。该同步信号检测器31将所接收的信号传递到加法器34。
该同步信号检测器31包括响应每个垂直同步信号和水平同步信号，检测每个帧相关初始矢量信号或一个场相关初始矢量信号26(见图3)的电路。具体地，该检测电路响应每个垂直同步信号，开始计算水平同步信号，并且根据计数结果，直接在一个与帧相关或与场相关初始矢量信号26之前，判断水平同步信号。从而，该检测电路判断该帧相关初始矢量信号或一个场相关初始矢量信号26的位置指针。该检测电路响应所判断的水平同步信号(所判断的位置指针)从所接收的信号提取帧相关初始矢量信号或一个场相关初始矢量信号26。该同步信号检测器31将所提取的帧相关初始矢量信号或一个场相关初始矢量信号26反馈到比较器38。
该M序列发生器32的结构跟信息发送装置10中的M序列发生器12的结构相同。因此，M序列发生器32包括一个线性反馈移位寄存器(LFSR)32A。在从同步信号检测器31接收每个垂直同步检测信号的时刻之后的一个空白区(空白时间区)内，该M序列发生器32通常继续暂停一个移位操作。从而，该M序列发生器32与所检测的垂直同步信号同步暂停该移位操作。在该空白区之后，M序列发生器32在每次有来自于同步信号检测器31的水平同步检测信号时，执行1位的移位。从而，该M序列发生器32与所检测的水平同步信号同步执行1位的移位。在初始状态，该M序列发生器32为等待状态(一个初始状态)，而随着代表与该信息发送装置10中的M序列发生器12相等的预传输或预定初始值的一个多位信号，其中的M序列发生器32或该LFSR32A被载入。依照由LFSR32A保存的一组数位，该M序列发生器32产生一个最大长度序列，即，代表一个伪随机数的一个多位信号。在该空白区之后，每次有来自于该同步信号检测器31的水平同步检测信号时，该M序列发生器32执行1位的移位并因此更新该伪随机数信号。该M序列发生器32将伪随机数信号输出到64位寄存器33。
该M序列发生器32包括用于计算跟随着该空白区的数据区内，每个水平同步检测信号的一个计算器(一个H同步计算器)。该M序列发生器32包括一个减法器用于，在当前的帧(或当前的场)的末尾，从分配到一个帧(或一个场)中的数据区的水平同步信号的通常总数减去该水平同步计算数。在下个帧(或下个场)中的空白区内，该M序列发生器32依照之前的减法结果，执行相同次数的1位的移位。从而，M序列发生器32执行1位移位的次数可以被校正为水平同步信号或数据区内的信号没有检测失败的一个正常值。因此，对检测水平同步信号或数据区中的信号的失败进行补偿成为可能。
该64位寄存器33采样并保存来自于该M序列发生器32的输出信号，并且同时响应来自该同步信号检测器31的每个水平同步检测信号，将所保存的信号反馈给该转换器35、36和37。该转换器35依照一个第一预定单程函数，将从64位寄存器33反馈的信号代表的值改变为第一值。该转换器36依照一个第二预定单程函数，将从64位寄存器33反馈的信号代表的值改变为第二值。该转换器37依照一个第三预定单程函数，将从64位寄存器33反馈的信号代表的值改变为第三值。该第一、第二，和第三值互不相同。
该转换器35、37，和37的结构分别和信息发送装置10中的转换器15、16，和17相同。因此，当转换器35和15的输入信号相同，转换器35和15输出相等的转换结果信号。当转换器36和16的输入信号相同，转换器35和15输出相等的转换结果信号。当转换器37和17的输入信号相同，转换器35和15输出相等的转换结果信号。
该转换器35将代表第一值(转换结果)的信号反馈给存储器39。该第一值信号作为代表DES(数据加密标准)加密密钥的信号存储在该存储器39中。
在接收该空白区中最后的水平同步检测信号的时刻，该信号被从64位寄存器33反馈给转换器37，特别如下处理。由这个信号代表的值被用作验证或认证值并由转换器37转换，该值对应于信息发送装置10中的验证或认证值，并且代表转换结果值的一个信号被作为代表帧相关或场相关初始矢量(初始值)的信号，从转换器37反馈给组合器38。在没有传输错误或错误时，由转换器37产生的帧相关或场相关初始矢量信号与从同步信号检测器31输出的帧相关或场相关初始矢量信号26相同。
器件38比较由转换器37产生的帧相关或场相关初始矢量信号和从同步信号检测器31输出的帧相关或场相关初始矢量信号。因为由转换器37产生的帧相关或场相关初始矢量信号源于该信息接收装置30中的验证值(认证值)而从同步信号检测器31输出的帧相关或场相关初始矢量信号源于该信息发送装置10中的验证值(认证值)，该比较器38实质上比较信息接收装置30中的验证值和信息发送装置10中的验证值。当比较结果指示由转换器37产生的帧相关或场相关初始矢量信号和从同步信号检测器31输出的帧相关或场相关初始矢量信号一样(两个验证值相等)，则确定在稍后的阶段产生的加密密钥与用于信息发送装置10中的加密密钥相等。这样，则证实了信息发送装置10和信息接收装置30有相同的验证值，或者正常地维持了在信息发送装置10和信息接收装置30之间的加密/解密相关同步。另一方面，当比较结果指示由转换器37产生的帧相关或场相关初始矢量信号和从同步信号检测器31输出的帧相关或场相关初始矢量信号不一样(两个验证值不同)，则确定在稍后的阶段产生的加密密钥与用于信息发送装置10中的加密密钥不同。这样，该信息发送装置10和信息接收装置30被判定为丧失加密/解密相关同步，并且该比较器38将代表比较结果的信号作为故障指示信号通过传输线90发送到信息发送装置10。同时，该比较器38将该比较结果信号反馈给M序列发生器32，这将M序列发生器32重置为初始状态。
该故障指示信号到达信息发送装置10中的M序列发生器12。该故障指示信号将M序列发生器12重置为其初始状态。
在由比较器38做出的比较结果指示两个帧相关或场相关初始矢量信号相同的情况下，该信息接收装置30如下述般操作。在一个数据区间隔之前的空白区被分配到流数据的传输、在该数据区间隔内，该M序列发生器32执行1位的移位并且从64位寄存器33反馈给转换器36的信号依照每次有来自于同步信号检测器31的水平同步检测信号时的1位移位而改变。在该数据区间隔内，由从64位寄存器33反馈的信号所代表的值被转换器36转换，并且代表该转换结果值的信号作为代表1H相关初始矢量(初始值)的信号，从转换器36反馈给寄存器40。从转换器36反馈的信号被存储在该寄存器40中。
寄存器40、加密器41和加法器34组成OFB(输出反馈)方式的一个加密电路。代表1H相关初始矢量的信号作为第一字，从该寄存器40反馈到加密器41。代表该加密密钥的信号被从存储器39反馈给加密器41。该器件41响应加密密钥，对第一字加密。该加密器41将加密结果输出到加法器34，并且将该加密结果作为第二字，反馈到寄存器40、该寄存器40存储第二字，并且将第二字反馈到加密器41。加密器41响应该加密密钥，对第二字加密。该加密器41将加密结果输出到加法器34，并且将该加密结果作为第三字反馈到寄存器40。这样一系列运算步骤将被重复，直到该数据区间隔终止。
信息接收装置30中OFB方式的加密电路的结构跟信息发送装置10中的相同。该信息接收装置30和信息发送装置10同步产生一个1H相关初始矢量和一个加密密钥。
加法器34完成从同步信号检测器31反馈的输入信号和从加密器41输出的信号之间的异或运算(XOR运算)，并因此响应从加密器41输出的信号，对所接收的信号解密以获取包括流数据和奇偶性信号的一个非密码信号。上述信息接收装置30和信息发送装置10之间的同等和同步关系导致该非密码信号实质上跟发生在信息发送装置10中，加密之前的输入信号一样。从而，所接收的信号被解密成发生在信息发送装置10中的原始信号。加法器34将该非密码信号反馈到错误检测器42。该错误检测器42使该非密码信号中的流数据服从一个响应其中奇偶性信号的错误检查。该错误检测器42将错误检查合成流数据输出到包括一个适当装置的下一阶段，该装置诸如显示装置、信息记录装置或播放器装置。
对于每个帧或每个场，帧相关或场相关初始矢量信号26从信息发送装置10传输到信息接收装置30。对于每个帧或每个场，信息接收装置30产生对应于所传输的帧相关或场相关初始矢量信号一个帧相关或场相关初始矢量信号。信息接收装置30比较所产生的帧相关或场相关初始矢量信号和实际上从该信息发送装置10接收的帧相关或场相关初始矢量信号，并因此判断这两个帧相关或场相关初始矢量信号是否相同。当这两个帧相关或场相关初始矢量信号相同时，该信息接收装置30确认在稍后阶段产生的加密密钥将等于用于信息发送装置10中的每个帧或每个场的加密密钥。这样，转换器35和36被允许产生被更新的，用于数据区的每个1H间隔的一个1H相关初始矢量和一个加密密钥。所产生的1H相关初始矢量和所产生的加密密钥等于用于信息发送装置10的1H相关初始矢量和加密密钥。该1H相关初始矢量和加密密钥被输入到OFB方式加密电路中。从而，对于该数据区中的每个1H间隔，从OFB方式加密电路中的加密器41输出的加密结果被更新并等于从信息发送装置10中的加密器20输出的加密结果。因此，通过加法器34响应来自于加密器41的加密结果执行异或运算产生的非密码信号(非密码数据流)等于发生在信息发送装置10中加密之前的原始信号(原始数据流)。
就像上述的一样，该信息接收装置30计算用于每个帧(或场)中的数据区的每个水平同步检测信号。在当前帧(或当前场)的末尾，该水平同步计算数被从分配到该数据区的水平同步信号常规总数中减去。在下一帧(或下一场)的空白区内，该M序列发生器32依照之前的减法结果，执行相同次数的1位的移位。从而，M序列发生器32执行1位移位的次数可以被校正为水平同步信号或数据区内的信号没有检测失败的一个正常值。因此，对检测水平同步信号或数据区中的信号的失败进行补偿成为可能，这样的失败将打破信息发送装置10和信息接收装置30间的加密/解密相关同步。
在信息发送装置10和信息接收装置30中，被输入OFB方式加密电路，用于每个1H间隔的1H相关初始矢量和加密密钥被更新。因此，所传输的信息可以高度隐藏。
周期性更新的1H相关初始矢量和周期性更新的加密密钥都不从信息发送装置10传输到信息接收装置30。当同步的时候，该信息发送装置10和信息接收装置30产生周期性更新的1H相关初始矢量和周期性更新的加密密钥。从而，可能防止由周期性更新的1H相关初始矢量和周期性更新的加密密钥的传输引起的传输有效性下降的发生。而且，可能可靠地防止周期性更新的1H相关初始矢量和周期性更新的加密密钥被非法攻击者盗窃。
帧相关或场相关初始矢量信号26被用于检查信息发送装置10和信息接收装置30关于加密和解密是否正常同步。当发现该信息发送装置10和信息接收装置30失去加密/解密相关同步时，其中的M序列发生器12和32被初始化以重新起动同步过程。从而信息传输系统是可靠的、有效的，并且关于加密和解密是廉价的。
第二实施例图5显示本发明的第二实施例中的一个信息发送装置10A。该信息发送装置10A除了此后叙述的设计改变之外，类似于信息发送装置10(见图2)。
如图5所示，信息发送装置10A包括一个同步信号检测器11A、存储器18A和18B以及一个选择器18C。同步信号检测器11A代替在图2中的同步信号检测器11。该存储器18A和18B与同步信号检测器11A、转换器15和选择器18C连接。选择器18C与同步信号检测器11A和加密器20连接。存储器18A和18B以及选择器18C的组合代替图2中的存储器18。
反馈给同步信号检测器11A的输入信号包括“A”和“B”两个不同类型的水平同步信号，即，水平同步信号“A”和水平同步信号“B”。水平同步信号“A”在模式(数位序列模式)上不同于水平同步信号“B”。这个输入信号的结构意味着其中的水平同步信号如同在时域中一样在类型“A”和类型“B”中变化。
该同步信号检测器11A类似于同步信号检测器11(见图2)，只是判断输入信号中每个所检测的水平同步信号是类型“A”或是类型“B”。该同步信号检测器11A将代表判断结果的信号输出到选择器18C。该同步信号检测器11A包括例如，识别水平同步信号“A”和水平同步信号“B”的模式检测器。
每次有输入信号中的垂直同步信号被检测，该同步信号检测器11A不但将一个垂直同步检测信号反馈到M序列发生器12和64位寄存器13，而且反馈到存储器18A和18B。
如同将在稍后解释的一样，存储器18A可以随着从转换器15输出的信号被载入，该输出信号作为代表加密密钥“A”的信号。类似地，存储器18B可以随着从转换器15输出的信号被载入，该输出信号作为代表加密密钥“B”的信号。该选择器18C访问存储器18A和18B中的一个存储器，并从所访问的存储器将该加密密钥信号传递到加密器20。换句话说，器件18C从代表加密密钥“A”的信号和代表加密密钥“B”的信号中选择一个信号，并将所选择的加密密钥信号反馈到加密器20。该加密器20响应由选择器18C反馈的信号代表的加密密钥，执行加密。
存储器18A和18B中，目前不连接并从选择器18C释放的存储器可以响应从同步信号检测器11A反馈的垂直同步检测信号。另一个存储器，即，目前由该选择器18C访问的存储器，不能响应该垂直同步检测信号。具体地，每次从同步信号检测器11A反馈一个垂直同步检测信号，存储器18A和18B中目前不连接并从选择器18C释放的存储器存储从转换器15输出的第一值信号。所存储的第一值信号是一个更新的加密密钥信号或一个新加密密钥信号。这样，保存在存储器18A或18B中，目前不连接并从选择器18C释放的存储器中的加密密钥信号在垂直同步信号检测的定时内被更新。保存在另一个存储器中的加密密钥信号仍不改变。
在输入信号中，每个垂直同步信号之后跟随着水平同步信号“A”或水平同步信号“B”，即，类型“A”或类型“B”的水平同步信号。该选择器18C响应从同步信号检测器11A输出的判断结果信号。具体地，当该判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“A”，该选择器18C访问存储器18A并从此将该加密密钥信号传递到加密器20。另一方面，当该判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“B”，该选择器18C访问存储器18B并从此将该加密密钥信号传递到加密器20。该加密器20响应从选择器18C传递的信号代表的加密密钥，执行加密。
只要该选择器18C访问该存储器18A，该选择器18C继续从此传递加密密钥信号到加密器20，直到判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“B”的。类似地，只要该选择器18C访问该存储器18B，该选择器18C继续从此传递加密密钥信号到加密器20，直到判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“A”的。
在一个帧中的最后的水平同步信号是类型“B”的情况下，该存储器18B被选择器18C访问，并且该存储器18A从此不连接并被释放，所以该存储器18A存储由转换器15响应下一帧中的垂直同步信号的检测，输出的第一值信号。另一方面，这样，其中在一个帧中的最后的水平同步信号是类型“A”的，该存储器18A被选择器18C访问，并且该存储器18A从此不连接并被释放，所以该存储器18B存储由转换器15响应下一帧中的垂直同步信号的检测，输出的第一值信号。
通常，存储器18A保存的第一值信号和存储器18B保存的第一值信号，即，代表加密密钥“A”的信号和代表加密密钥“B”的信号，在逻辑状态上互不相同。这意味着加密密钥“A”和加密密钥“B”通常互不相同。
关于选择性访问存储器18A和18B的选择器18C状态决定哪个存储器存储由转换器15响应垂直同步信号的检测所输出的第一值信号。从而，存储器18A和18B以一种不同于“交替”的方式存储第一值信号。优选地，在类型“A”和类型“B”之间的水平同步信号的改变如同在时域上一样，是无规律的。因此，反馈到加密器20的加密密钥无规律变化。
图6显示从图5中的组合器21输出的信息信号的每个1帧对应部分(或每个1场对应部分)采用的格式。图6对应于图3。如图6所示，除了第一个1H片断，其余的1H片断的头都由水平同步信号24A和24B所占有。图6中的水平同步信号24A意味着水平同步信号“A”(类型“A”的水平同步信号)。图6中的水平同步信号24B意味着水平同步信号“B”(类型“B”的水平同步信号)。例如，在一个帧中，以前的水平同步信号是类型“A”的，而以后的是类型“B”的。
图7显示本发明的第二实施例中的信息接收装置30A。该信息接收装置30A除了下述的设计改变之外，类似于信息接收装置30(见图4)。
如图7所示，信息接收装置30A包括一个同步信号检测器31A、存储器39A和39B以及一个选择器39C。该同步信号检测器31A代替图4中的同步信号检测器31。存储器39A和39B与同步信号检测器31A、转换器35和选择器39C连接。选择器39C与同步信号检测器31A和加密器41连接。存储器39A和39B以及选择器39C的组合代替图4中的存储器39。
该信息接收装置30A通过一根传输线90(见图1)从信息发送装置10A接收一个信息信号。所接收的信号为如图6所示的格式。所接收的信号被反馈到同步信号检测器31A。同步信号检测器31A类似于同步信号检测器31(见图4)，只是确定所接收的信号中所检测的水平同步信号是类型“A”或类型“B”。同步信号检测器31A将代表该确定结果的信号输出到选择器39C。该同步信号检测器31A包括，例如，区别水平同步信号“A”和水平同步信号“B”的一个模式检测器。
每次检测到所接收的信号中的垂直同步信号时，该同步信号检测器31A将一个垂直同步检测信号反馈到M序列发生器32和64位寄存器33以及存储器39A和39B。
将代表加密密钥“A”的一个信号装载到存储器39A。将代表通常不同于加密密钥“A”的加密密钥“B”的信号装载到存储器39B。该选择器39C访问存储器39A和39B中的一个存储器，并且从所访问的存储器将加密密钥信号传递到加密器41。换句话说，器件39C从代表加密密钥“A”的信号和代表加密密钥“B”的信号中选择一个，并将所选择的加密密钥信号反馈到加密器41。该加密器41响应由选择器39C反馈的信号代表的加密密钥，执行加密。
当前不连接并从选择器39C释放的存储器39A和39B中的一个存储器可以响应从同步信号检测器31A反馈的一个垂直同步检测信号。另一个存储器，即，当前由选择器39C访问的存储器，不能响应一个垂直同步检测信号。具体地，每次有从同步信号检测器31A反馈的垂直同步检测信号时，存储器39A和19B中，当前不连接并从选择器39C释放的那个存储器存储从转换器35输出的第一值信号。所存储的第一值信号是被更新的加密密钥信号或者一个新的加密密钥信号。这样，存储器39A和39B中，不连接并从选择器39C释放的一个存储器中保存的加密密钥信号在垂直同步信号检测的一个定时被更新。保存在另一个存储器中的加密密钥信号仍然不被改变。
每个垂直同步信号之后跟随着水平同步信号“A”或水平同步信号“B”，即，类型“A”或类型“B”的水平同步信号。该选择器39C响应从同步信号检测器31A输出的判断结果信号。具体地，当该判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“A”，该选择器39C访问存储器39A并从此将该加密密钥信号传递到加密器41。另一方面，当该判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“B”，该选择器39C访问存储器39B并从此将该加密密钥信号传递到加密器41。该加密器41响应从选择器39C传递的信号代表的加密密钥，执行加密。
只要该选择器39C访问该存储器39A，该选择器39C继续从此传递加密密钥信号到加密器41，直到判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“B”的。类似地，只要该选择器39C访问该存储器39B，该选择器39C继续从此传递加密密钥信号到加密器41，直到判断结果信号代表当前所检测的水平同步信号是类型“A”的。
在一个帧中的最后的水平同步信号是类型“B”的情况下，该存储器39B被选择器39C访问，并且该存储器39A从此不连接并被释放，所以该存储器39A存储由转换器15响应下一帧中的垂直同步信号的检测，输出的第一值信号。另一方面，这样，其中在一个帧中的最后的水平同步信号是类型“A”的，该存储器39A被选择器39C访问，并且该存储器39A从此不连接并被释放，所以该存储器39B存储由转换器15响应下一帧中的垂直同步信号的检测，输出的第一值信号。
第三实施例本发明的第三实施例除了下述的设计改变之外，类似于其中的第二实施例。
图8显示本发明第三实施例中的信息发送装置10B。信息发送装置10B类似于信息发送装置10A(见图5)，只是提供一个预处理器95。如图8所示，该预处理器95与一个同步信号检测器11A连接。
该预处理器95接收一个输入信号，包括水平同步信号、垂直同步信号、空白信号和流数据，例如视频数据。该预处理器95将输入信号转换成一个预处理信号，包括“A”和“B”两个不同类型的预处理信号。该预处理器95将预处理信号输出到同步信号检测器11A。
如图9所示，该预处理器95包括存储器95A和95B、选择器95C、多路复用器95D和控制器95E。该存储器95A和95B与选择器95C连接。选择器95C与多路复用器95D和控制器95E连接。多路复用器95D接收该输入信号。该多路复用器95D与同步信号检测器11A连接。
该存储器95A存储水平同步信号“A”，即，类型“A”的水平同步信号，该水平同步信号是一组预定模式“A”的数位。该存储器95B存储水平同步信号“B”，即，类型“B”的水平同步信号，该水平同步信号是一组不同于预定模式“A”的预定模式“B”的数位。该选择器95C访问存储器95A和85B中的一个存储器，并且将该水平同步信号从所访问的存储器传递到该多路复用器95D。从而，该选择器95C从水平同步信号“A”和“B”中选择一个水平同步信号，并将所选择的水平同步信号传递到该多路复用器95D。
该控制器95E产生一个控制信号。控制器95E将所产生的控制信号输出到该选择器95C。该控制信号确定该选择器95C选择水平同步信号“A”和“B”中的哪个水平同步信号。该控制信号被规定，所以选择器95C将不规则地或随机地从水平同步信号“A”和“B”中随机地选择其中一种。该控制信号可能被交替地规定，所以该选择器95C将规则地从水平同步信号“A”和“B”中随机地选择其中一种。
如上所述，多路复用器95D接收该输入信号。该多路复用器95D以从该选择器95C传递的水平同步信号替换该输入信号中的每个原始水平同步信号，并且因此将该输入信号转换成预处理信号。该多路复用器95D将该预处理信号输出到同步信号检测器11A。该预处理信号等价于本发明第二实施例(图5)中，输入到该同步信号检测器11A的输入信号。
选择器95C和多路复用器95D服从定时控制，该定时控制响应与输入信号同步的一个位时钟信号。该位时钟信号由一个适当的器件产生(未示出)。
第四实施例根据本发明的第四实施例，本发明的第一、第二和第三实施例之一中的信息发送装置和信息接收装置分别被修改成一个信息记录装置和一个信息再生装置。
第五实施例本发明的第五实施例类似于其中的第一、第二和第三实施例之一，只是信息发送装置和信息接收装置中的加密电路为不同于DES-OFB方式类型的类型。具体地，该加密电路为普通DES类型或其他类型。
第六实施例本发明的第六实施例除了下述变化之外，类似于其中第一、第二和第三实施例的之一。依照本发明的第六实施例，在信息发送装置和信息接收装置中的每个装置中，加密密钥响应一个引入的垂直同步信号，被更新，而1H相关初始矢量响应一个引入的水平同步信号被更新。
权利要求
1.一种信息传输系统，包括发送装置，用于发送包括第一同步信号、第二同步信号，和加密合成信息的组合信号，该第一同步信号重复发生在第一预定周期，第二同步信号重复发生在比第一预定周期短的第二预定周期，其中多个第二同步信号出现在该组合信号中第一同步信号的一个周期内；接收装置，用于接收来自于该发送装置的组合信号，用于检测所接收的组合信号中的第一同步信号和第二同步信号，并且用于对所接收的组合信号中的加密合成信息解密，其中该发送装置包括第一装置，用于与第二同步信号同步执行第一移位操作以产生第一伪随机数信号，并且用于在第一规定时间间隔内与第一同步信号同步暂停第一移位操作；第二装置，用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生第一初始值；第三装置，与第二装置分离，用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生第二初始值；第四装置，用于响应由第一装置产生的第一伪随机数信号，产生第一加密密钥，该第一加密密钥与该第二同步信号同步更新；第五装置，用于响应由第四装置产生的第一加密密钥和第三装置产生的第二初始值，将原始信息加密成加密合成信息；第六装置，用于产生包含该第一同步信号、第二同步信号，和加密合成信息的组合合成信号；第七装置，用于第一规定时间间隔内组合由第二装置产生的第一初始值和组合合成信号，在该时间间隔内第一装置的第一移位操作被暂停以获得组合信号；其中该接收装置包括第八装置，用于与检测到的第二同步信号同步地执行等于第一移位操作的第二移位操作，以产生等于第一伪随机数信号的第二伪随机数信号，并且用于在相应于第一规定时间间隔的第二规定时间间隔内与所检测到的第一同步信号同步地暂停第二移位操作；第九装置，用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号，产生通常等于该第一初始值的第三初始值；第十装置，与第九装置分离，用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号，产生等于该第二初始值的第四初始值；第十一装置，用于响应由第八装置产生的第二伪随机数信号产生等于该第一加密密钥的第二加密密钥，该第二加密密钥与所检测到的第二同步信号同步更新；第十二装置，用于检测所接收到的组合信号中的第一初始值；第十三装置，用于比较由第十二装置检测到的第一初始值和由第九装置产生的第三初始值以检查发送装置和接收装置之间的同步；以及第十四装置，用于响应由第十一装置产生的第二加密密钥和由第十装置产生的第四初始值，对所接收到的组合信号中的加密合成信息解密。
2.根据权利要求1所述的信息传输系统，其中第一同步信号包括垂直同步信号；第二同步信号包括水平同步信号；第一装置包括用于在包含垂直同步信号发生后的第一空白区的第一规定时间间隔内暂停第一移位操作的装置，和用于在第一空白区之后的第一数据区间隔中与第二同步信号同步执行第一移位操作以产生第一伪随机数信号的装置；第二装置包括用于在第一空白区中水平同步信号发生的时刻产生第一初始值的装置；第三装置包括用于在第一数据区间隔内与第二同步信号同步更新第二初始值的装置；第四装置包括用于在第一数据区间隔内与第二同步信号同步更新第一加密密钥的装置；第五装置包括用于在数据区间隔内将原始信息加密成加密合成信息的装置；第八装置包括用于在包含所检测到的垂直同步信号发生之后的第二空白区的第二规定时间间隔内暂停第二移位操作的装置，以及用于在第二空白区之后的第二数据区间隔内与所检测到的第二同步信号同步执行第二移位操作以产生第二伪随机数信号的装置，该第二空白区对应于第一空白区，第二数据区间隔对应于第一数据区间隔；第九装置包括用于在第二空白区中所检测到的水平同步信号发生的时刻产生第三初始值的装置；第十装置包括用于在第二数据区间隔内与所检测到的第二同步信号同步更新第四初始值的装置；第十一装置包括用于在第二数据区间隔内与所检测到的第二同步信号同步更新第二加密密钥的装置；以及第十四装置包括用于在第二数据区间隔内对所接收到的组合信号中的加密合成信息解密的装置。
3.根据权利要求1所述的信息传输系统，其中该组合信号有与第一同步信号同步发生的数据区间隔并包含加密合成信息，并且第八装置包括用于检测与所接收到的组合信号相关的数据区间隔内检测到的第二同步信号发生的总次数的装置，从预定数减去所检测到的总数以获得减法结果的装置，以及在下一个第二规定时间间隔内执行等于该减法结果的次数第二移位操作的装置。
4.一种从信息发送装置将密码信息传输到信息接收装置的方法，该信息发送装置包括第一线性反馈移位寄存器。该信息接收装置包括结构上等于第一线性反馈移位寄存器的第二线性反馈移位寄存器。该方法包括如下步骤将共有的相同的一组值代表位装载到第一线性反馈移位寄存器和第二线性反馈移位寄存器；响应由第一线性反馈移位寄存器保存的值代表位，产生第一加密密钥；响应第一加密密钥对原始视频信号加密以获得密码视频信号；移位由第一线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位以更新用于与其相关的有效扫描间隔中的原始视频信号表示的每个水平线的第一加密密钥；在与原始视频信号相关的每个1帧间隔或1场间隔中规定水平线的第一定时将由第一线性反馈移位寄存器保存的值代表位代表的值用作第一验证值；组合该密码视频信号和第一验证值以获得包括该密码视频信号和第一验证值的组合信号；从信息发送装置传输该组合信号到信息接收装置；响应由第二线性反馈移位寄存器保存的值代表位，产生等于第一加密密钥的第二加密密钥；移位由第二线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位以按照第一加密密钥的更新，更新第二加密密钥；在信息接收装置中响应第二加密密钥，对从该信息发送装置传输的组合信号中的密码视频信号解密，以恢复原始视频信号；在对应于第一定时的第二定时，将由第二线性反馈移位寄存器保存的值代表位代表的值用作第二验证值；检测从信息发送装置传输的组合信号中的第一验证值；以及检查信息发送装置和信息接收装置是否有共同响应于每个帧或每个场的所检测到的第一验证值和第二验证值的相同的验证值。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法进一步包括如下步骤检测在每个帧或每个场中一段预定以后的时间区内，由第二线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位被移位的总次数；从预定数减去所检测到的总数以获得减法结果；以及在下个帧或下个场中一段预定以前时间区内，移位由第二线性反馈移位寄存器保存的一组值代表位等于该减法结果的次数。
6.根据权利要求4所述的方法，其中检查步骤包括判定所检测到的第一验证值和第二验证值是否相等，以检查信息发送装置和信息接收装置是否具有共同的相同的验证值，并且进一步包括如下步骤当判定所检测到的第一验证值和第二验证值不同时，将共同的相同的一组值代表位重新装载到第一线性反馈移位寄存器和第二线性反馈移位寄存器。
7.根据权利要求4所述的方法，其中检查步骤包括比较所检测到的第一验证值和第二验证值，以检查信息发送装置和信息接收装置是否具有共同的相同的验证值。
8.一种信息传输系统，包括第一线性反馈移位寄存器，保存有多位信号并输出所保存的多位信号；第一装置，用于驱使第一线性反馈移位寄存器执行由第一线性反馈移位寄存器保存的多位信号中的一位移位，并由此由输入视频信号代表的每个帧或场的预定数据区期间响应输入视频信号中的每个水平同步信号，更新从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号；第二装置，用于响应从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号，对输入视频信号中的视频数据加密，以将该输入视频信号转变成第一密码视频信号；第三装置，用于在相对于由该输入视频信号代表的每个帧或场的规定定时，响应从第一线性反馈移位寄存器输出的多位信号，产生第一初始矢量信号；第四装置，用于将第一密码视频信号和第一初始矢量信号组合成第二密码视频信号，并输出该第二密码视频信号；第二线性反馈移位寄存器保存多位信号并输出所保存的多位信号；第五装置，用于接收从第四装置输出的第二密码视频信号，并检测所接收到的第二密码视频信号中的每个水平同步信号；第六装置，用于驱使第二线性反馈移位寄存器执行由第二线性反馈移位寄存器保存的多位信号的一位的移位，并由此在由所接收到的第二密码视频信号代表的每个帧或场的预定数据区期间，响应由第五装置检测到的每个水平同步信号，更新从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号；第七装置，用于响应从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号，对所接收到的第二密码视频信号中的视频数据解密，以再生该输入视频信号；第八装置，用于在相对于由所接收到的第二密码视频信号代表的每个帧或场的规定定时，响应从第二线性反馈移位寄存器输出的多位信号，产生第二初始矢量信号；第九装置，用于检测所接收到的第二密码视频信号中的第一初始矢量信号；第十装置，用于判定所检测到的第一初始矢量信号和所产生的第二初始矢量信号是否相等；第十一装置，用于当第十装置判定所检测到的第一初始矢量信号和所产生的第二初始矢量信号不同时，同步地将第一和第二线性反馈移位寄存器复位到它们的初始状态，其中第一和第二线性反馈移位寄存器保存并输出相同的预定初始多位信号。
9.根据权利要求8所述的信息传输系统，其中第六装置包括用于补偿由所接收到的第二密码视频信号代表的每个帧或场的预定数据区期间检测水平同步信号或第五装置中的信号失败的装置。
10.一种信息传输系统，包括发送装置，用于将输入信息信号加密成加密合成信息信号，并用于发送该加密合成信息信号，其中该输入信息信号包含多个不同类型的同步信号；以及接收装置，用于从该发送装置接收该加密合成信息信号，并用于将所接收到的加密合成信息信号解密；其中该发送装置包括第一装置，用于按照该输入信息信号中的当前一个同步信号的类型，产生加密密钥；以及第二装置，用于响应由第一装置产生的加密密钥，对输入信息信号加密，以获得加密合成信息信号；以及其中该接收装置包括第三装置，用于检测所接收到的加密合成信息信号中当前一个同步信号的类型；第四装置，用于按照由第三装置检测到的类型产生解密密钥；以及第五装置，用于响应第四装置产生的解密密钥，对所接收到的加密合成信息信号解密。
11.一种信息发送装置，包括第一存储器，存储第一加密密钥；第二存储器，存储不同于第一加密密钥的第二加密密钥；第一装置，用于检测输入信息信号中第一类型或第二类型的每个水平同步信号，第一和第二类型互不相同；第二装置，用于判定由第一装置检测到的水平同步信号是第一类型还是第二类型；选择器，用于当第二装置判定由第一装置检测的水平同步信号为第一类型时，访问第一存储器以选择第一加密密钥，以及用于当第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第二类型时，访问第二存储器以选择第二加密密钥，其中该选择器连续访问第一存储器，直到第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第二类型为止，以及连续访问第二存储器，直到第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第一类型为止；第三装置，用于响应由选择器选择的加密密钥，对输入信息信号加密；第四装置，用于检测输入信息信号中的每个垂直同步信号；以及第五装置，用于每次第四装置检测到输入信息信号中的垂直同步信号时，更新第一和第二存储器中不被该选择器访问的一个存储器中的加密密钥。
12.根据权利要求11所述的信息发送装置，该信息发送装置进一步包括第六装置，用于以第一和第二类型的水平同步信号替换原始信息信号中的水平同步信号，以将该原始信息信号转换成输入信息信号。
13.一种信息接收装置，包括第一存储器，存储第一加密密钥；第二存储器，存储不同于第一加密密钥的第二加密密钥；第一装置，用于检测输入信息信号中第一类型或第二类型的每个水平同步信号，第一和第二类型互不相同；第二装置，用于判定由第一装置检测到的水平同步信号是第一类型还是第二类型；选择器，用于当第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第一类型时，访问第一存储器以选择第一加密密钥，以及用于当第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第二类型时，访问第二存储器以选择第二加密密钥，其中该选择器连续访问第一存储器，直到第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第二类型为止，以及连续访问第二存储器，直到第二装置判定由第一装置检测到的水平同步信号为第一类型为止；第三装置，用于响应由选择器选择的加密密钥，对所接收的信息信号解密；第四装置，用于检测所接收到的信息信号中的每个垂直同步信号；以及第五装置，用于每次第四装置检测到所接收到的信息信号中的垂直同步信号时，更新第一和第二存储器中不被该选择器访问的一个存储器中的加密密钥。
全文摘要
发送装置响应一个伪随机数，产生第一初始矢量、第二初始矢量和一个加密密钥。原始信息响应该加密密钥和第二初始矢量，被加密成密码信息。该密码信息和第一初始矢量被从发送装置传输到接收装置。该接收装置响应等于信息发送装置中伪随机数的一个伪随机数，产生第一初始矢量、第二初始矢量和一个加密密钥。该密码信息响应所产生的加密密钥和所产生的第二初始矢量，被解密成原始信息。该接收装置比较所接收的第一初始矢量和所产生的第一初始矢量以检查发送装置和接收装置之间的加密/解密相关同步是否正常地维持。
文档编号H04L9/00GK1595978SQ20041006836
公开日2005年3月16日 申请日期2004年8月31日 优先权日2003年9月12日
发明者日暮诚司 申请人:日本胜利株式会社