JPH0595351A

JPH0595351A - スクランブル装置およびそのデスクランブル装置

Info

Publication number: JPH0595351A
Application number: JP3255048A
Authority: JP
Inventors: Noboru Katsuta; 昇勝田; Susumu Ibaraki; 晋茨木; Seiji Nakamura; 誠司中村; Hironori Murakami; 弘規村上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、高速な暗号処理を必要とせず、効
果制御を行う際も容易に行えるスクランブル装置とその
デスクランブル装置を提供することを目的とする。【構成】入力信号のある層の開始コードは、検出回路
１で検出され、暗号化装置５で暗号化される。そして、
スイッチ９で正規の開始コードと暗号化されたコードと
入れ換えられる。デスクランブル側では、暗号化された
検出コードを暗号化装置４で生成し、それを検出コード
２でスクランブル信号内から検出し、スイッチ１０で、
検出したコードを正規の開始コードと入れ換える。【効果】本発明によれば、暗号装置の処理を一方向性
の処理にすることができ、秘匿性を高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像あるいは音声とい
った情報のディジタル信号による伝送あるいは保管の際
に復号者を限定するスクランブル装置およびそのデスク
ランブル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のディジタル信号に対するスクラン
ブル装置としては、擬似乱数を加えることによって入力
信号を暗号化する方法があった。たとえば、現代暗号理
論第４章（電子通信学会編）に、疑似乱数を用いた暗号
化方法に関する記述がある。

【０００３】（図３）は、従来の映像スクランブル装置
の構成図である。ここで、３１は、擬似乱数発生装置、
３２は、排他的論理和回路である。

【０００４】以上のように構成された従来例について以
下その動作を説明する。入力信号は、１ビットあるいは
数ビット単位で逐次排他的論理和回路３２へ入力され
る。一方、擬似乱数発生装置３１は、暗号化鍵に基づい
て擬似乱数を発生し、排他的論理和回路に入力される。
したがって、出力信号は、入力信号と擬似乱数との排他
的論理は和演算の結果として、乱数状の信号として出力
される。デスクランブル装置は、スクランブル装置と同
じ構成となり、スクランブル処理の際の擬似乱数をその
ままもう一度スクランブル信号と排他的論理和演算する
ことで復号できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、伝送レートの高い映像信号の場合、信号
のすべてに暗号化を行うため高速な処理を行う必要があ
る。また、入力信号が単に各画像の画素値を示す信号で
あれば、擬似乱数の１と０のビット数の割合を制御する
ことにより、映像の撹拌の程度を制御する効果制御を行
うことができるが、通常映像信号を伝送する際は、高能
率符号化を行うことが多く、このような高能率符号化さ
れた信号の場合、数ビットの信号を反転するだけで他の
部分も解読困難となり、撹拌の程度を制御する効果制御
が困難である問題があった。

【０００６】本発明は、前記問題を解決し、高速な暗号
処理を必要とせず、また高能率符号化された信号に対す
る効果制御を行う際にも、効果制御が容易に行えるスク
ランブル装置とそのデスクランブル装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスクランブル装
置は、ディジタル信号のブロックの層の開始コードを検
出し、検出した開始コードを送受信者で共有している規
約に基づいて発生したコードに置き換える暗号化を行う
ものであり、デスクランブル装置では、この暗号化され
た開始コードを検出し、本来の開始コードに置き換える
ものである。

【０００８】

【作用】本発明は前記した構成により、検出した開始コ
ードを暗号化するために通常の受信機では、開始コード
を検出できず復号が困難となる。したがって、信号全体
に暗号化を行う必要がなく、開始コードに対する暗号化
によって全体を復号化することを困難とし、高速な処理
速度暗号化装置を必要としない。また、検出した開始コ
ードを暗号化するかしないかを制御することによって、
受信者側の視聴可不可を層毎に制御することができる。
また、暗号化する開始コードは、受信者側ですでにわか
っているので暗号化された信号を検出するだけで復号化
する必要がなく、暗号化処理を１方向性の変換処理する
ことが可能になり、高い秘匿度を実現できる。

【０００９】

【実施例】（図１）は本発明の第１の実施例におけるス
クランブル装置およびそのデスクランブル装置の構成図
を示すものである。（図１）において、１,２は、決め
られたコードを検出する検出回路、３,４は、６４ビッ
トブロックの完全一方向性の処理を行う暗号化装置、
５,６は、制御装置、７,８は、検出コードのビット長の
信号を一時記憶できるバッファ、９,１０は、信号の流
れを制御するスイッチである。

【００１０】以上のように構成された本実施例のスクラ
ンブル装置およびそのデスクランブル装置において以下
その動作を説明する。入力信号は、ＭＰＥＧ（Moving P
icture Experts Group:国際標準化機関ＩＳＯと国際電
気標準会議ＩＥＣの合同の作業グループ）標準に準拠し
た信号とし、バッファ７および検出回路１へ入力され
る。ＭＰＥＧ標準については、例えば、蓄積メディア用
画像符号化技術（テレビジョン学会誌Vol.45,No.7(199
1)pp.807-812）にその解説記事がある。

【００１１】以下、図２を用いて、ＭＰＥＧ標準に準拠
した信号の概要について説明する。図２に示すように、
データ構造はシーケンス層（レイヤ）からなり、シーケ
ンス層は一つの動画像シーケンス表わし、ヘッダ部分に
は開始コードとしての役割を果たすシーケンス先頭識別
信号をはじめ、各種パラメータとデータを含み、一つ以
上のＧＯＰ（グループオブピクチャー(Group of pictur
e)）、ピクチャ（画像）群の符号化データを含んでい
る。

【００１２】また、ＧＯＰ層は、任意の長さのフレーム
で構成され、ＧＯＰ層の開始コードとしての役割を果た
すＧＯＰの先頭識別信号(Start-code)、一つ以上のピク
チャの符号化データ等を含んでいる。次に、前述のピク
チャ層は、ピクチャの開始コードとしての役割を果たす
ピクチャの先頭識別信号(Start-code)、一つ以上のマク
ロブロックスライスの符号化データ等を含んでおり、こ
のマクロブロックスライス層は、一つ以上のマクロブロ
ックの情報を含み、任意のマクロブロックを含むことが
でき、マクロブロックスライス層の開始コードとしての
役割を果たすマクロブロックスライスの先頭識別信号(S
tart-code)や、一つ以上のマクロブロックスライスの符
号化データ等を含んでいる。

【００１３】さらにマクロブロックについて説明する
と、このマクロブロックは、輝度１６ｘ１６、色差８ｘ
８のブロックであり、従って基本符号化処理単位である
８ｘ８のブロックが輝度４つと、色差２つからなるの
で、動き補償フレーム間予測処理、ブロック毎の部分量
子化制御もできる。なお、マクロブロックの中には、予
測タイプ、符号化タイプ等のマクロブロックタイプや、
モーションベクトル、８ｘ８ブロック毎の各ＤＣＴ係数
の符号化データ等が含まれる。

【００１４】検出回路１は、上述した入力信号から、３
２ビットのマクロブロックのスライス層の開始コー
ド（"slice-start-code"が該当する）を検出し、その検
出信号を制御回路５へ送る。暗号化装置３へは、上位３
２ビットをあらかじめ送受信者間共有している初期値、
下位３２ビットに正しい開始コードをあらかじめ入力し
ておき、暗号化装置３は、その信号を暗号化して待機す
る。そして、スライス層の開始コードを検出回路１が検
出すると、制御回路５へ検出したことを示す信号が入力
される。制御回路５では、検出回路１からの信号を受け
取ると暗号化装置３へ信号出力命令を送るとともに、ス
イッチ９を暗号化装置３からの出力側に切り換える。そ
して、暗号化装置３から暗号文の下位３２ビットが出力
され、その後、再びバッファ７からの信号が出力される
ようにスイッチが切り換えられる。

【００１５】暗号化装置３では、上位３２ビットに前記
した初期値と、下位３２ビットに今出力した開始コード
と、暗号化した信号を再度暗号化して、次に検出される
開始コードと入れ換える信号とする。ただし、開始コー
ドと入れ換える信号が他の層の開始コードなどあらかじ
め予約されたコードあるいはその一部となる場合は、デ
スクランブル処理の際、他の層の開始コードや予約され
たコードを復号すべき開始コードとして誤って検出する
ことがあるので、そのコードを用いず、もう一度検出コ
ードを生成する処理を行いなおすこととする。

【００１６】次にデスクランブル側では、スクランブル
信号は、バッファ８に入力され３２ビットの信号が貯え
られた後、順に出力される。暗号化装置４は、上位３２
ビットに送信者との間で共有している初期値、下位３２
ビットに正しい開始コードが与えられており、制御回路
６からの信号毎に下位３２ビットを１つ前に検出コード
として出力した信号に変更して暗号化を繰り返し行い、
その下位３２ビットを検出すべきコードとして、検出回
路２へ送る。検出回路２では、暗号化装置４からの入力
された検出コードを入力信号から検出し、検出したこと
を示す信号を制御回路６へ入力する。制御回路６では、
検出回路２からの信号を受け取ると正しい開始信号がデ
スクランブラル装置の出力となるようにスイッチ１０を
切り換える。そして、３２ビットの開始コードを出力し
た後、再びバッファ８からの信号がデスクランブラル装
置の出力になるようにスイッチが切り替わる。同時に制
御回路６は、暗号化装置４へ更新信号を送る。また、効
果制御を行う場合には、検出した開始コード毎で送受信
者間であらかじめ決めておく規約に基づいて暗号化する
しないを制御回路上で決定してやればよい。たとえば、
送受信者間で擬似乱数の種を共有しておき、コードを検
出する毎に擬似乱数を発生し、その特定の１ビットが１
か０によって暗号化するかしないかを決めてやることが
できる。

【００１７】以上のように本実施例によれば、開始コー
ドとして、ＭＰＥＧ標準に準拠した信号で開始コードが
ついている最も小さい単位であるスライス層の開始コー
ドを検出しているため、効果制御を行う際細かい制御を
行うことができる。また、暗号化装置として、６４ビッ
トのブロック暗号を用い、そのうち下位３２ビットのみ
を用いているため、用いられる検出コードから、暗号化
鍵や暗号化前の３２ビットを求めることは困難であり、
高い秘匿度を実現できる。また、検出信号が毎回変わる
ため、単に開始コードを他のコードに置き換え、そのコ
ードを繰り返す場合のように明らかに層の開始であるこ
とが分かるような部分から、置き換えられたコードを取
り出すことによる解読を困難にすることができる。

【００１８】なお、本実施例では、検出する開始コード
としてスライス層の開始コードを用いたが、ピクチャー
層の開始コードでもよいし、多重化された音声等の信号
の開始コードなど異なる開始コードでもよいし、ＭＰＥ
Ｇ標準に準拠していない信号でも各符号化ブロックなど
の開始ブロックでもよい。さらに、入力信号として映像
信号以外にも音声信号等他の信号であってもよい。ま
た、デスクランブル装置側で検出コードをすべて生成で
きるため、それ以降の検出コードを複数個検出回路内に
記録し、それらを同時に検出することにより、伝送中の
誤り等で劣化し検出コードを受信できなかった場合で
も、次の開始コードを検出することが可能であり、エラ
ーをその層内で納めることができる。また、検出コード
を開始コードをもとに暗号化装置３で生成しているが、
規約に基づいて受信者側でも同一の検出コードを生成で
きるなら、検出コードを開始コードの値とは独立に乱数
発生装置等で生成してやり、単に開始コードと対応づけ
てやるだけでもよい。

【００１９】また、本実施例では、ある特定の層の開始
コードのみを検出したが、ＭＰＥＧ標準に準拠した信号
のスライス層とピクチャー層といったいくつか異なる層
の開始コードを検出し、それぞれ暗号化することによっ
て、より高い秘匿度を実現できることはいうまでもな
い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速な暗号化処理を必要とすることなく、信号の一部を
暗号化するだけで画像全体の視聴を困難にし、また、効
果制御を行う際にも効果制御が容易に行うことができる
スクランブル装置およびそのデスクランブル装置を提供
することができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるスクランブル装置お
よびそのデスクランブル装置の構成図

【図２】同ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号の概要図

【図３】従来のスクランブル装置の構成図

【符号の説明】

１検出回路２検出回路３暗号化装置４暗号化装置５制御回路６制御回路７バッファ８バッファ９スイッチ１０スイッチ３１擬似乱数発生装置３２排他的論理和回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上弘規大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号の層の開始コードを検出
する検出手段と、検出された開始コードを暗号化する暗
号化手段を有することを特徴とするスクランブル装置。
【請求項２】請求項１記載のスクランブル装置によっ
て変換された層の開始コードのスクランブル信号を検出
する検出手段と、検出した信号をもとの開始コードに置
き換える手段を有することを特徴とするデスクランブル
装置。
【請求項３】ディジタル信号の層の開始コードを検出
する検出手段と、検出した前記開始コードをその検出し
た累積回数だけ暗号化を繰り返した信号に変換する手段
を有することを特徴とするスクランブル装置。
【請求項４】請求項３記載のスクランブル装置によっ
て生成されたスクランブル信号を復号するデスクランブ
ル装置であって、層の開始コードから検出すべきスクラ
ンブル開始コードを生成する手段を有するデスクランブ
ル装置。
【請求項５】検出手段は、ＭＰＥＧに準拠した信号の
スライス層の開始コードを検出することを特徴とする請
求項１記載のスクランブル装置。
【請求項６】検出手段は、ＭＰＥＧに準拠した信号の
スライス層の開始コードのスクランブル信号を検出する
ことを特徴とする請求項２記載のデスクランブル装置。
【請求項７】検出手段は、ＭＰＥＧに準拠した信号の
ピクチャー層の開始コードを検出することを特徴とする
請求項１記載のスクランブル装置。
【請求項８】検出手段は、ＭＰＥＧに準拠した信号の
ピクチャー層の開始コードのスクランブル信号を検出す
ることを特徴とする請求項２記載のデスクランブル装
置。