专利名称：数字数据加密和解密的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种对数字数据进行加密和解密的方法和装置，更具体地说，是利用多重霍夫曼表和加密密钥的方法来处理多媒体数字数据以增加其安全性和处理的效率。
背景技术：
许多年来，娱乐事业以电视节目播送的方式对普通大众提供声音和视觉的信息。当节目信号以模拟的格式传送，例如国家电视系统委员会(National Television Systems Committee(NTSC))或相位交替线(Phase Alternating Line(PAL))规格，这个播送节目某种程度是由模拟信号的特性所保护住。
由于数字处理技术的进步和互联网的普及，数字内容的散布(distribution)目前正持续的普及当中。例如数字电视已经在今日扮演一个重要的角色。然而，不适当的内容缺乏有效的控制，越来越多经由这类的播送出现在电视节目当中。即使是由一些现有的产品可以协助父母亲保护他们的子女不会去收看某些特定频道，还是有一些不适当的内容会来自所谓的健康或安全的频道，或是在电影里面制作人不希望将他们剪掉，因为他们可能被特别用来吸引特定的观众，或是它对于内容的完整性很重要。那些不适当的数字电视内容的管理，例如儿童收看的一般频道数字电视的内容，将会有很高的需求。
在描述多媒体数字数据加密机制的现有技术之前，先来回顾多媒体数字数据处理和压缩基本的建置区块(building block)，是很有帮助的。
图1显示媒体内容提供者系统的概要图例，其中内容提供者传送多媒体数字数据，例如影像、声音、图象数据经由无线或是有线频道给许多的用户。通常，影像内容的传输需要可观的频宽，因此许多不同的标准被提出用以压缩影像内容。动态图片专家群(MovingPicture Experts Group(MPEG))标准是压缩和传输动态图像和声音数据以及解压缩和处理被编码的压缩信息的国际标准。MPEG标准包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4，通常是应用统计特性对多媒体数据进行删减或是转换重复的信息且压缩动态影像信号成为剩余或是转换过的多媒体数据。
图2显示一个现有技术MPEG-2编码器10的简单化概要图例，其中为了简化将某些元件，例如运动估测器(motion estimator)、预测选择器(prediction selector)、减法单元(subtract unit)、内部解码器(internal decoder)和速率控制器(rate controller)均予以省略。
图3是一个MPEG比特流从影像序列层到区块层的阶层图例。一个影像短片是由许多的图片框和数个框被分派给图片群组(group ofpicture(GOP))以利用短暂的多余(temporal redundancy)所构成。从GOP取出的一个内框(Intra frame)被分割成许多的条状而每一个条状更进一步被分割成许多的巨集区块(macro block(MB))。该巨集区块再被分割成许多的区块，其中该区块在标准的影像编码演算法是最小的编码单元而且是被第二图中编码器10所处理。
因此在图2中编码器10的输入是一个8×8像素区块，这个像素区块将会和其他区块组成一个图像框。这个8×8像素区块是由离散余弦转换(discrete Cosine Transform(DCT))100利用它的多余性和不相关性所处理，这些特性对数字图像和影像的压缩是很重要的。从DCT 100所获得的DCT参数是由量化和之字形(zigzag)扫描以形成具有高可能性(probability)的比特序列而得。这个比特序列是由一个动态长度编码器140(run-length coder)所处理，这个编码器负责处理连续的逻辑0而且将处理的结果送到可变长度编码器(variable length coder(VLC))，例如负责减少全部数据量的霍夫曼编码器160。霍夫曼编码器160的数据输出是一个数据比特流而且可以被送到一个对应具有解码能力的接收器以相反的次序来处理这个数据比特流，也就是将它解码。
对于多媒体数据机密性的传统解决方法是采用乱数(scrambling)技术，这个技术包括在时域或是频域一个相对简单的排列或仿射的转换运算。然而随着运算能力快速增强的今日，低成本的乱数演算法变得很容易受到攻击。此外以乱数技术处理信号会降低多媒体压缩系统的效能，这个系统原先是为尚未被乱数处理的信号特性而设计。
近来，多媒体安全性研究的焦点已经转移到将加密整合至多媒体压缩系统中。在美国公开的第20040136566号专利申请书中，公开一种加密和压缩多媒体数据的方法和装置。这个公开的方法包括将多媒体数据输入到DCT单元以产生DCT参数和量化DCT参数；借助于一个时间熵值的加密密钥编码量化的DCT参数中的DC和AC参数来转换编码过的DC和AC参数，以加密和压缩经转换的微分参数(DifferentialCoefficients(DC coefficient))和振幅参数(AmplitudeCoefficients(AC coefficient))。然而这个方法由于在动态长度和霍夫曼编码之前加密DCT参数因而降低压缩的效率。
发明内容
本发明提供一种增加数字数据加密和解密，安全性和处理效率的方法和装置。在一个实施例中，提供一个例如像MPEG类或JPEG数字数据加密的方法。至少有一个图像参数用于特征化该数字数据，例如一个动态向量表或是直流照明度(DC-luminance)，被选为一个图像参数。根据该图像参数的所有可能的霍夫曼表是由霍夫曼树的突变所产生。一个事先决定数量的有效霍夫曼表，是经由使用第一个加密密钥和杂凑函数(hash function)，由所有可能的霍夫曼表所产生。接着，一个有效霍夫曼表的编码序列是由第二个加密密钥和杂凑函数产生。最后，数字数据是由该有效霍夫曼表和编码序列，加密成加密比特流(encrypted bit stream)。
一方面，符号统计分析可以被应用到图像参数以减少需要被处理的符号数量。因此霍夫曼表的数量被减少以节省计算资源。
另一方面，本发明公开一种加密和解密数字数据的方法。解密时所用的杂凑函数是和加密时所用的同一个。该数据只有在确知正确密钥的情况下才能被解密。
另一方面，本发明所公开的加密和解密装置可以和一个没有数据加密机制的数字系统的一般解码和编码器一起使用，以增加其安全性。
此发明其它的特色和优点除如下所述外，部分内容于描述中即显而易见，或也可在实施本发明时获知，尤其是权利要求中所提出的元件及其组合，更可以理解和实现本发明的特征与优点。
此外，必须了解的是无论是先前的描述或以下的详述，都为范例和说明之用，并不限制权利要求所述的发明。
说明书的附图，阐明了本发明的一个实施例与描述，用于解释本发明的原理。
图式简单说明图1显示一个媒体内容提供者系统的范例概要图例；图2显示一个现有技术MPEG-2编码器的简化概要图例；图3是一个MPEG比特流从影像序列层到区块层的阶层图例；图4A显示依据第一实施例的应用概要图例；图4B显示依据第二实施例的应用概要图例；
图5显示依据第一个实施例的编码器的概要图例；图6A是依据第一实施例，加密数字数据方法的流程图；图6B是依据第二实施例，加密数字数据方法的流程图；图7A是选取有效霍夫曼表的流程图；图7B设定被选取有效霍夫曼表序列的流程图；图8是依据另一个实施例，加密数字数据方法的流程图；图9显示直流照明度参数的霍夫曼树突变；图10A和10B显示两个短片直流照明度的符号统计分析；图11A和11B显示两个短片动态向量的符号统计分析。
具体实施例方式
参考数据将会被详细地列于本发明的实施例内容里，并加以图示说明，而相同的附图标记指的是图形相同或相似处。
以下将会参照所附图示详细地描述多媒体数字数据加密和解密的方法和装置的实施例。以下的实施例是以MPEG-2数字数据为范例，然而所公开的装置和方法也可以应用在任何MPEG类的格式上，例如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4格式或是JPEG格式，只要是有用到熵值编码和霍夫曼编码。
图4A显示第一实施例在实际应用上的概要图例。这个实施例的加密装置可以被安装在内容提供者的加密编码器20上。此外。一个相对应的解密装置的解码器30会被安装在用户端。由内容提供者所传送的数字内容是经由加密编码器20所加密和压缩形成一个加密比特流。这个加密比特流是经由通道40传送至用户端，再经由用户端的解密解码器30来进行解压缩和解密。
图5显示第一实施例的加密编码器20的概要图例。除了一个加密装置被用来加密传送的数据外，这个加密编码器20和图3有相似的组成元件。相似的元件被编以相似的数字，为简化的目的相似元件的操作均被省略。更特别的是，这个加密装置是由加密编码器20中霍夫曼编码器260所施行，将从动态长度编码器240输出的影像数据加密成加密比特流。
图6A是第一实施例，加密数字数据的方法的流程图。加密编码器20中霍夫曼编码器260是依据该流程图所示的加密方法来运作。本发明的第一实施例的加密方法包括以下的步骤步骤S10选至少一个图像参数用于特征化从动态长度编码器240输出的影像数据。
步骤S20依据选定的图像参数以产生所有可能的霍夫曼表。
步骤S30用第一个加密密钥由所有可能的霍夫曼表中随机选取M个有效的霍夫曼表。
步骤S40用第二个加密密钥以产生一个霍夫曼表序列和以该霍夫曼表序列决定的次序，由有效霍夫曼表来对影像数据的符号进行加密。
依据ISO_IEC_13818，霍夫曼编码器260是被用来处理图像参数，包括巨集区块地址增加表，巨集区块样式表(I/P/B)，编码区块模式表，动态向量表，直流照明度，直流色度表，和振幅参数。以下本发明将会以直流照明度和动态向量表来当示范。因此在步骤S10的加密方法中，直流照明度是被选为加密影像数据的图像参数。
在步骤S20中，所有可能的霍夫曼表是由所选定的图像参数所产生，也就是影像参数的直流照明度。可能的霍夫曼表会由霍夫曼树的突变所产生。图9显示由直流照明度产生霍夫曼树突变的运算。通常一个有t个输入的霍夫曼表每一个节点，连接两个子节点，叶节点(该节点伴随有数字方块)除外。该霍夫曼树有t个叶节点，t-1个内节点和标签对，该标签对将会对是否对内节点做排列的t-1个决定。在这个例子中有2(t-1)的霍夫曼树将会被产生。正如图9所示，标准的直流照明度霍夫曼表有12个输入和11个内节点，因此依据第一实施例加密方法的步骤S20，有211＝2048的霍夫曼表将会被产生。
在上述所提及的实施例中，只有特定叶节点的标签对不会因排列而改变其长度。因此，最后的大小是相同的。最初，依据标准的直流照明度霍夫曼表，符号2的VLC码是01而符号7的VLC码是111110。参照图9右边的新霍夫曼表，符号2的VLC码是00而符号7的VLC码是111111，编码长度依然相同。因此使用多重霍夫曼表来加密影像数据，将不会改变其档案大小。
在步骤S30中，一个事先决定数量的霍夫曼表，例如M个霍夫曼表(此后，这M个霍夫曼表被称为有效霍夫曼表)，是用第一个加密密钥由所有可能霍夫曼表随机选出。参照图7A，步骤S30包括下列步骤。步骤S300选定一个加密杂凑函数h，例如，PJW杂凑函数。步骤S302随机种子s被选为第一个加密密钥。步骤S304计算函数值x＝h(s)。步骤S306依据函数值x，在霍夫曼表池中选定一个霍夫曼表。更特别的是，霍夫曼表可以经由计算函数值x和霍夫曼表池总数量的余数产生。假如经由杂凑函数计算的函数值x为9000，霍夫曼表池总数量为2048，则被选定的为第808个霍夫曼表。步骤S310检查是否已经选取M个霍夫曼表。如果不是，函数值x亦即上例中的9000将被当成步骤S312中杂凑函数新的种子s且回到步骤S304以计算下一个函数值。最后整个流程将于M个霍夫曼表选出后停止。
在步骤S40中，数字内容是经由M个霍夫曼表中随机选取的一个霍夫曼表来加密。参照图7B，步骤S40包括下列子步骤。在步骤S400中，依据被选取的M个有效霍夫曼表来决定区块大小为m，其中M＝2。在步骤S402中，一个随机种子s被用来当成第二个加密密钥。步骤S404计算函数值x＝h(s)。在步骤S406中，多重霍夫曼表是经由函数值x随机选取。更特别的是，函数值x依据表示式x＝t1||t2||…||tk||rem被分成m比特的区块，每一个ti代表一个从0到M-1的数字，rem代表剩余的比特。例如M的值是8，因此m的值是3，函数值500的二进位值为1111101000，且被分为111||110||100||0。因此，第7个，第6个和第4个霍夫曼表，依序被选来加密步骤S408中的符号。步骤S410检查是否所有的符号均被处理。如果不是，函数值x将被当成步骤S412中杂凑函数新的种子且回到步骤S404以计算下一个函数值。最后整个流程将于所有的符号被处理后停止。参照图6B显示依据另一个实施例加密数字数据方法的流程图。加密编码器20中霍夫曼编码器260是依据图6B所示加密方法来操作。在这个实施例中，计算花费将因对图像参数采用符号统计分析而有效的降低。因此需要被处理的符号数量会减少。第二个实施例的加密方法包括以下的步骤步骤S10选至少一个图像参数用于特征化从动态长度编码器240输出的影像数据，其中图像参数包括第一个符号数字。参照图9，直流照明度的符号数目是12。因此在步骤10中当被选取的图像参数是直流照明度时，其第一个数字是12。
步骤S15依据图像参数的符号统计分析，从图像参数选定第二个符号的数目，其中第二个数字小于第一个数字。参照图10A，直流照明度的优势符号数是9。这9个符号是最常出现的9个直流照明度参数。因此，第二个数目是9当在步骤10中被选定的图像参数是直流照明度。
步骤S20’依据选定的符号以产生所有可能的霍夫曼表。
步骤S30用第一个加密密钥由所有可能的霍夫曼表中随机选取M个有效的霍夫曼表。
步骤S40用第二个加密密钥以产生一个霍夫曼表序列和以该霍夫曼表序列决定的次序，由有效霍夫曼表来对影像数据的符号进行加密。
本发明的第二实施例的加密方法和第一实施例的加密方法有相似的步骤。因此，所有的步骤均采用相似的数字标示，说明只有针对步骤S15和S20’不同的部份。
在步骤S15中，依据符号统计分析，只有直流照明度一部份符号被选取，以避免过度的运算。图10A和图10B显示两个短片的直流照明度参数符号统计分析，其中该直流照明度参数有12个符号。这些在步骤S15中被选取的符号占有在图像参数所有的符号的一个显著的可能性。正如图所示，符号0-8占全部符号的90％以上。因此，符号
被选来产生霍夫曼表池，而不是使用所有的符号
。可以节省计算花费且这个加密方式可以被实施在资源有限的可携式电子装备上。在步骤S20’中，所有可能霍夫曼表是依据选取的符号产生。因此在这个实施例有29＝512个可能的霍夫曼表。
此外，图11A和图11B显示两个短片的动态向量参数符号统计分析。正如图所示，大部份动态向量参数符号是出现在区间[-8，8]。因此，符号统计分析能够有效的用于动态向量参数。
动态向量参数的有效性将描述如下。以12个符号的直流照明度而言，直流照明度编码器有2048个霍夫曼表，每个霍夫曼表有12个输入，每个输入有3个字节，因此在编码器端总共需要2,048×12×3＝73,728个字节。对解码器而言，除了表格大小外，其他都相同。该表格大小由VLC编码器最长的长度来决定。直流照明度最长的长度是9，因此解码器端表格长度是29＝512个输入。直流照明度在解码器端所需要的存储器为2,048×512×3＝3,145,728字节。就仅只是一个霍夫曼编码表而言已占用太多存储器。依据第二实施例步骤S15，只有9个直流照明度符号，也就是符号
，被用来产生可能的霍夫曼表。第二个实施例固定那些左节点为9，10和11的内节点，之后在编码器端存储器的使用减少至512×12×3＝18,432字节，在解码器端存储器的使用减少至512×512×3＝786,432字节，已达到实际上可以接受的情况。
由以上描述可以知道，因为有效霍夫曼表是依第一个加密密钥的杂凑函数所随机选取所以被加密数字内容的安全性可以增加，且有效霍夫曼表的编码霍夫曼表序列也是由第二个加密密钥的杂凑函数所决定。此公开加密方法的有效性可以由上述例子来评估。提供即时的特色是目标之一。只要该密钥的长度够长，黑客(hacker)将会发现没正确的密钥想要破解加密比特流是很困难的。
正如同先前所说明，一个有t输入的霍夫曼编码表，能够被排列以产生2(t-1)个不同的表格，其中有M个表格将会被选取，不同的选取方法为CM2(t-1)种。用以选取M个霍夫曼表的密钥序列数目相互是独立的。没有正确的密钥，每一个符号，黑客需要试M个霍夫曼表。假设有L个符号被编码成密文，则密钥长度大小为Size(keyspace)=CM2(t-1)×ML]]>以直流照明度来表示密钥长度为例子，会产生512个霍夫曼排列树。假设有4个有效霍夫曼从512个霍夫曼排列树选出，且L是128，密钥长度大小为 总密钥长度大小＝直流照明度密钥长度x动态向量密钥长度＝(3.2768×1086)2通常一个影像短片的编码符号是远比128长，所以不可能在这样大小的密钥长度进行暴力搜寻。因此，依据第一个和第二实施例的数据加密方法有优异的安全性。
正如图4A所示，依据所公开解密方法的解密解码器30是用在客户端，且被用来解密由加密编码器20经由通道40传送过来的加密比特流，假设有使用正确的第一个加密密钥和第二个加密密钥。图8显示依据这个实施例加密方法的一个流程。在解密加密的数字内容之前，解密解码器30会有关于选定的图像参数，例如直流照明度，两个加密密钥，亦即，第一个加密密钥和第二个加密密钥等先前信息。此外，被选定的图像参数和两个加密密钥也可以经由一个安全通道传送至解密解码器30。
正如图8所示，在步骤S600中，所有可能的霍夫曼表是依据选定的图像参数，例如直流照明度，所产生。在步骤S602中第一个输入密钥被输入，且步骤S6 10判断第一个输入密钥是否正确，也就是和第一个加密密钥比对。当第一个输入密钥是正确时，将会执行步骤S614。依据和加密编码器20及正确第一个加密密钥中相同的杂凑函数，步骤S614产生有效霍夫曼表(M个霍夫曼表)。之后，在步骤S616中第二个输入密钥被输入，且步骤S620判断第二个输入密钥是否正确，也就是和第二个加密密钥比对。当第二个输入密钥是正确时，将会执行步骤S624。在步骤S624中，用以解密由加密编码器20传送过来的加密比特流的正确霍夫曼表序列是依据和加密编码器20及正确第二个加密密钥中相同的杂凑函数所产生。最后，在步骤S626中，经加密的比特流是由有效霍夫曼表所解密，该霍夫曼表的序列是在步骤S624中所决定。正如这个流程图所示，只有当第一个输入密钥和第二个输入密钥同时正确时，经加密的数字内容才能被正常的播放。图8所示以上所提及的加密方法，是对应到第一实施例的加密方法。该解密方法可以套用至解密由第二实施例的加密方法所产生的加密比特流上。在这个情形，解密解码器30也有关于除了选定的图像参数和加密密钥外，所选定图像参数符号统计分析的先前信息。在步骤S600中，除了选定的图像参数外，所有可能霍夫曼表是依据已知的符号统计分析来产生。
图4B显示依据另一实施例的应用的概要图例。在这个实施例中，一个辅助的编码器20A和一个辅助的解码器30A被应用至一个没有加密和解密能力的数字系统上。在这个数字系统中，内容提供者端有一个原本的编码器20B，该编码器将多媒体数据转换成未加密的比特流，例如图2中所示的MPEG-2编码器10。在用户端有一个一般的解码器30B，这个解码器解码未加密的比特流成多媒体数据以供播放。此辅助编码器20A和辅助解码器30A能被应用至一个数字系统上，其在内容提供者端的一般编码器和在用户端的一般解码器是没有加密或是解密能力。
此辅助编码器20A包括一个如图4A所示的加密编码器20和一个内建的解码器(未示于图中)。此内建解码器先将由内容提供者端一般编码器20B送过来的比特流解码成数字媒体数据。之后在辅助编码器20A中的加密编码器20将数字媒体数据加密成加密比特流。
相似的情况，辅助解码器30A包括一个如图4A所示的解密解码器30和一个内建的编码器(未示于图中)。此辅助解码器30A的解密解码器30首先将辅助编码器20A传送过来的加密比特流解密成数字媒体数据，而内建编码器将解密的数字媒体数据编码成未加密的比特流，此比特流就能被用户端的一般解码器30B所存取。因此，只有装设有辅助解码器30A的用户端才能够解密和播放从辅助编码器20A送过来的加密比特流。此辅助编码器20A和辅助解码器30A并不需要整合至内容提供者端和用户端的硬体中。依据这个实施例的数字数据加密解密装置，能有效地强化一个没有安全机制的数字系统。这个实施例能够增强信息传输的安全性而不会过度地增加硬体的成本。
总之，依据本发明的数字数据加密解密的方法和装置通过使用多重霍夫曼表和杂凑函数，可以增加传输数字数据的安全性。对图像参数，例如直流照明度，进行符号统计分析可进一步减少计算花费。
本发明许多其他的修改及变化当可由本领域技术人员实现，而上述的说明和举例仅是示范而已，其真正的范围和精神将由下列权利要求来限定。
权利要求
1.一种加密数字数据的方法，其包含选择至少一个图像参数，用以特征化该数字数据，该图像参数包括符号的第一个数目；依据该图像参数的符号统计分析，自该图像参数中选择该符号的第二个数目，其中该第二个数目小于该第一个数目；依据所选取的该符号产生所有可能的霍夫曼表；使用第一加密密钥，从所有可能的霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表；使用第二加密密钥，以产生一个有效霍夫曼表的编码序列；以及使用该霍夫曼表的编码序列，加密该数字数据使其成为加密比特流。
2.如权利要求1所述的加密数字数据的方法，其中该数字数据是MPEG数据，包括MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4数据。
3.如权利要求1所述的加密数字数据的方法，其中该数字数据是JPEG数据。
4.如权利要求2所述的加密数字数据的方法，其中该图像参数至少是巨集区块地址增加表、巨集区块样式表(I/P/B)、编码区块模式表、动态向量表、直流照明度、直流色度表、和振幅参数其中之一。
5.如权利要求1所述的加密数字数据的方法，其中该选定的符号在该图像参数所有的符号中含括显著的可能性。
6.如权利要求1所述的加密数字数据的方法，其中该有效霍夫曼表是由杂凑函数所选出，且该第一加密密钥被用来当成该杂凑函数的种子。
7.如权利要求6所述的加密数字数据的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。
8.如权利要求1所述的加密数字数据的方法，其中该有效霍夫曼表的编码序列是由一个杂凑函数所决定，且该第二加密密钥被用来当成所述杂凑函数的种子。
9.如权利要求8所述的加密数字数据的方法，其中所述杂凑函数是一个PJW杂凑函数。
10.一种将权利要求1所述的加密比特流解密的方法，其包含依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析，产生所有可能的霍夫曼表；接收第一输入密钥；当该第一输入密钥和该第一个加密密钥经比对吻合时，使用该第一输入密钥，以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表，；接收第二输入密钥；当该第二输入密钥和该第二加密密钥经比对吻合时，使用该第二输入密钥产生有效霍夫曼表的编码序列；以及使用所述有效霍夫曼表的编码序列，将该加密比特流解密。
11.一种将数字数据加密的方法，其包含选择至少一个图像参数以特征化该数字数据；依据该图像参数产生所有可能霍夫曼表；使用第一加密密钥，从所述所有可能的霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表；使用第二加密密钥以产生该有效霍夫曼表的编码序列；以及使用该霍夫曼表的编码序列，将所述数字数据加密成为加密比特流。
12.如权利要求11所述的将数字数据加密的方法，其中该数字数据是MPEG数据，包括MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4数据。
13.如权利要求11所述的将数字数据加密的方法，其中该数字数据是JPEG数据。
14.如权利要求12所述的将数字数据加密的方法，其中图像参数至少是巨集区块地址增加表、巨集区块样式表(I/P/B)、编码区块模式表、动态向量表、直流照明度、直流色度表、和振幅参数其中之一。
15.如权利要求11所述的将数字数据加密的方法，其中该有效霍夫曼表是由杂凑函数所决定，且该第一加密密钥被用来当成所述杂凑函数的种子。
16.如权利要求15所述的将数字数据加密的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。
17.如权利要求11所述的将数字数据加密的方法，其中该有效霍夫曼表的编码序列是由一杂凑函数所决定，且该第二加密密钥被用来当成所述杂凑函数的种子。
18.如权利要求17所述的将数字数据加密的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。
19.一种将权利要求11所述的加密比特流解密的方法，其包含依据该选定的图像参数产生所有可能的霍夫曼表；接收第一输入密钥；当该第一输入密钥和该第一个加密密钥经比对吻合时，使用该第一输入密钥，以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表；接收第二输入密钥；当该第二输入密钥和该第二加密密钥经比对吻合时，使用该第二输入密钥产生有效霍夫曼表的编码序列；以及使用所述有效霍夫曼表的编码序列，将该加密比特流解密。
20.一个用以编码数字数据的加密编码器，其包含用以选择至少一个图像参数以特征化该数字数据之机制，其中该图像参数包括符号的第一数目；用以依据该图像参数的符号统计分析以自该图像参数选择符号的第二数目的机制，其中该第二数目小于该第一数目；用以依据所选取的符号以产生所有可能的霍夫曼表的机制；用以使用第一加密密钥从所述所有可能的霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以使用一第二加密密钥以产生一个有效霍夫曼表的编码序列的机制；以及用以使用所述霍夫曼表的编码序列以加密所述数字数据成为加密比特流的机制。
21.如权利要求20所述的用以编码数字数据的加密编码器，其更包含一个内建的一般解码器，且该加密编码器是连接到一个内容提供者；以及其中该一般解码器将从该内容提供者来的数据解码成媒体数据，且该加密编码器将该媒体数据编码成一个加密比特流。
22.如权利要求20所述的用以编码数字数据的加密编码器，其包含用以依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析以产生所有可能的霍夫曼表的机制；用以当该第一输入密钥和第一加密密钥经比对吻合时，使用该第一输入密钥以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以当该第二输入密钥和第二加密密钥经比对吻合时，使用该第二输入密钥以产生有效霍夫曼表的编码序列的机制。
23.一个用于编码数字数据的加密编码器，其包含用于选择至少一个图像参数以特征化该数字数据的机制；用于依据该图像参数以产生所有可能霍夫曼表的机制；用于使用第一加密密钥从该所有可能的霍夫曼表中随机选取事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用于使用第二加密密钥以产生有效霍夫曼表的编码序列的机制；以及用于使用所述霍夫曼表之编码序列以加密该数字数据成为加密比特流的机制。
24.如权利要求23所述的用于编码数字数据的加密编码器，其更包含一个内建的一般解码器，且该加密编码器是连接到一个内容提供者；以及其中该一般解码器将从该内容提供者来的数据解码成媒体数据，且该加密编码器将该媒体数据编码成一个加密比特流。
25.如权利要求23所述的用于编码数字数据的加密编码器，其包含用于依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析以产生所有可能之霍夫曼表的机制；用于当该第一输入密钥和第一加密密钥经比对吻合时，使用该第一输入密钥以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用于当该第二输入密钥和第二加密密钥经比对吻合时，使用该第二输入密钥以产生有效霍夫曼表的编码序列的机制。
全文摘要
一种采用多重霍夫曼表和至少一个加密密钥以增加数字数据的安全性，来对数字数据进行加密和解密的方法和装置。至少有一个图像参数用于特征化该数字数据，例如一个动态向量表或是直流照明度(DC－luminance)，被选为一个图像参数。根据该图像参数的所有可能的霍夫曼表是由霍夫曼树的突变所产生。一个事先决定数量的有效霍夫曼表，是经由使用第一个加密密钥和杂凑函数(hash function)，由所有可能的霍夫曼表所产生。接着，一个有效霍夫曼表的编码序列是由第二个加密密钥和杂凑函数产生。最后，数字数据是由该有效霍夫曼表和编码序列，加密成加密比特流(encrypted bit stream)。图像参数的加密符号可以经由符号统计分析来减少，因此可以减少计算花费。
文档编号H04N7/167GK1893350SQ20061009570
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年6月30日
发明者王蓓, 叶家宏, 施宣辉, 郭宗杰 申请人:智辉研发股份有限公司