WO2005088902A2 - Procede et systeme de distribution securisee de textes numeriques compresses - Google Patents

Procede et systeme de distribution securisee de textes numeriques compresses Download PDF

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Jérôme CAPOROSSI
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    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G—PHYSICS
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    • G06F21/6209—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a single file or object, e.g. in a secure envelope, encrypted and accessed using a key, or with access control rules appended to the object itself

Definitions

  • the present invention relates to the field of binary data resulting from transformations applied to digital texts. It is proposed in the present invention to provide a system making it possible to protect and securely distribute compressed digital texts and to restore the original digital text, while preventing unauthorized use or access to said compressed digital texts.
  • text defines a succession of characters from an alphabet of letters or numbers, and punctuation marks.
  • digital text defines the succession of bytes representing characters from an alphabet and / or punctuation marks and / or data for formatting and displaying a text. on a display screen.
  • compressed digital text defines the binary data stream resulting from a statistical compression algorithm applied to digital text.
  • the action of displaying compressed digital text is defined as the series of operations consisting in reading and decoding the succession of binary data which constitute the compressed digital text in order to restore the text on a display screen so that 'it can be read and understood from a semantic point of view by a human being.
  • the present invention relates more particularly to a device capable of securely transmitting a set of compressed digital texts to a display screen and / or to be recorded on the hard drive of a computer or on the recording medium of a box connecting the remote transmission network to the display screen such as a television screen or a personal computer monitor, but avoiding any use fraudulent such as the possibility of making illicit copies of text content or compressed digital text.
  • the invention also relates to a client-server system, between the server which supplies the secure compressed digital texts, and the client which displays, reads, saves or prints the compressed digital texts.
  • a client-server system between the server which supplies the secure compressed digital texts, and the client which displays, reads, saves or prints the compressed digital texts.
  • the document concerns the encryption of textual data using ASCII character matrices generated by keys.
  • the three key input elements are a Personal Identification Number (PIN) code, the user's bank account number and a password. These three keys trigger the generation of a matrix A and a matrix B.
  • the matrices A and B are generated in a pseudo-random manner using an analytical function, such as a logarithmic function, a trigonometric function, a square or other root function.
  • the distribution of characters within matrices A and B is irregular and each character is unique.
  • three integrity control values are calculated and incorporated into the protected flow, one of which represents the sum of the textual data input, the other two being relative to the three key input elements.
  • the input data is transformed into a decimal value of four digits, by permutation, addition, subtraction, multiplication, division operations, and they are then divided into two two-digit values. These two values are indexed with respect to the elements of matrices A and B to form the protected data stream.
  • the size of the protected stream increases considerably compared to the size of the original data.
  • all the protected data, as well as the three control values generated are present inside the protected flow. This prior art therefore does not correspond to the criteria of high security, the objective of the present invention.
  • the protection of compressed digital texts is based on the principle of deletion and replacement of certain information coding the original compressed digital texts by any method, namely: substitution, modification, permutation or displacement of information. This protection is also based on knowledge of the structure of binary data at the output of the encoder producing the compressed digital texts.
  • the present invention relates to the general principle of a method for securing compressed digital texts.
  • the solution consists in extracting and keeping permanently and out of access for the user, in fact in the distribution network, part of the compressed digital text recorded at the customer's or sent in line, this part being essential for using said compressed digital text on a display screen, but being of a very low volume compared to the total volume of compressed digital text recorded by the user or received online.
  • the missing part will be transmitted via the distribution network when said compressed digital text is used. Since the compressed digital text is separated into two non-equal parts, most of the separated original compressed digital text is called "modified compressed digital text" and will therefore be transmitted via a conventional broadband or narrowband broadcast network, while the bulk missing called “additional information” will be sent on request via a narrowband telecommunications network such as conventional telephone networks or cellular networks of GSM, GPRS or UMTS type or using a small part of a DSL or BLR network, or by using a subset of the shared bandwidth on a cable network, or even via a physical medium such as a memory card or any other medium.
  • the two networks can be merged, while keeping the two separate transmission channels.
  • the original compressed digital text is reconstructed on the recipient equipment by a synthesis module from the modified compressed digital text and additional information.
  • the invention provides a protection system, comprising an analysis - protection module and a redial module based on a digital format resulting from the encoding of a digital text using statistical compression algorithms .
  • the analysis and protection module proposed by the invention is based on substitution with “decoys” or on the modification of part of the binary data composing the original compressed digital text.
  • the fact of having removed and substituted a part of the original data of the original compressed digital text when generating the modified compressed digital text does not allow the recomposition of said original compressed digital text from only the data of said modified compressed digital text.
  • Based on the characteristics of the compressed digital texts several variants of the protection process are implemented and are illustrated with examples of implementation.
  • the present invention relates more particularly to a device capable of securely transmitting digital text to a display and / or to be recorded in the. memory of the backup device of a box connecting the remote transmission network to the display, while preserving the semantic content of the text, but avoiding the possibility that the digital text may be read and copied illegally.
  • Compressed digital text generated by a statistical compression algorithm from digital text consists of a series of binary data representing codes and / or entries in coding tables and / or pointers to positions within digital text.
  • the present invention consists, after analysis of the compressed digital text, in extracting from the compressed digital text at least one original binary datum representing a code or an entry in a coding table or a pointer, this datum being chosen randomly, and to replace it with a binary datum called lure, of the same size and of the same nature but of random value in order to generate a modified compressed digital text conforming to the format of the original compressed digital text.
  • the display of the modified compressed digital text then restores a text illegible and / or incomprehensible from a semantic point of view for a human being.
  • the original binary data to be extracted is chosen in a deterministic manner.
  • the value of the decoy binary data is calculated in a deterministic manner.
  • the decoy binary data is of different size from the size of the original binary data.
  • the invention according to its most general meaning relates to a method for the secure distribution of compressed digital texts formed from binary data blocks, resulting from digital transformations applied to an original text, characterized in that it comprises: a preparatory step consisting of modify at least one binary datum in one of said blocks according to at least one substitution operation consisting of the extraction within a block of this binary datum and its replacement by a decoy, a step of transmission: i. modified compressed digital text conforming to the format of the original compressed digital text, consisting of blocks modified during the preparatory stage and ii. by a separate channel of said modified compressed digital text, of digital additional information making it possible to reconstruct the original compressed digital text, from the calculation on the recipient equipment, as a function of said modified compressed digital text and of said additional information.
  • said binary data represents an entry in a coding table and the decoy represents a different entry in said coding table.
  • the coding table is constructed dynamically during decoding.
  • the coding table is predefined by a given standard or a given standard.
  • said binary data represents an anterior position within the digital text generated during decoding and the decoy represents a different anterior position within said digital text generated during decoding.
  • the modified compressed digital text (5) conforms to the standard of the original compressed digital text (1).
  • the modified compressed digital text (5) conforms to the format of the original compressed digital text (1).
  • said binary data and said decoy are of the same size. In another embodiment, said binary data and said decoy are of different sizes. Preferably, the binary data series is coded differently. Alternatively, the modified compressed digital text is the same size as the original compressed digital text.
  • the modified compressed digital text is of different size compared to that of the original compressed digital text.
  • the compressed digital text reconstructed from the modified compressed digital text is strictly identical to the original compressed digital text.
  • the method is applied to compressed digital texts originating from the LZW compression format.
  • the method is applied to compressed digital texts originating from the ZLIB / DEFLATE compression format.
  • the method is applied to compressed digital texts from the Adobe PDF format.
  • the method is applied to compressed digital images from the TIFF format.
  • the method is applied to compressed digital images from the GIF format.
  • the present invention also relates to a system for implementing the method, comprising at least one server containing original compressed digital texts and comprising a device for analyzing the compressed digital text, a device for separating the original compressed digital text into a text. modified compressed digital and in additional information according to said analysis, at least one telecommunication network for the transmission and at least one device on the destination equipment for the re-composition of the original compressed digital text according to said modified compressed digital text and said additional information.
  • the LZW (Lempel-Ziv-Welch) compression algorithm is an adaptive statistical compression algorithm with variable length, which has been adopted in particular as compression standard in TIFF (Tagged Image File Format), GIF (Graphics Interchange Format) standards or Adobe PDF (Portable Document Format).
  • the LZW algorithm compresses both binary (byte stream) and visual (pixel stream) data, as well as data from digital text.
  • the data from the LZW compression algorithm consists of a sequence of codes that are between 9 and 12 bits long.
  • Each code represents either a single character (ie a byte between 0 and 255), a table reset marker (value 256), an "end of data” marker (value 257) or an entry in a table (value> 258), this entry being associated with a sequence of bytes previously encountered in the digital text to be compressed.
  • the codes have a length of 9 bits (value between 0 and 257) and the table is initialized with the first 258 entries (the 256 values of a byte + the reset marker 256 + the end of data marker 257).
  • the binary length of the codes When the binary length of the codes is no longer sufficient to represent an entry in the table, it is increased by 1: thus, as soon as the number of entries in the table reaches 510, the codes are coded on 10 bits (and the same way when the number of entries reaches 1022 (11 bits) and 2046 (12 bits)). However, the codes never exceed a length of 12 bits (4095 entries at most).
  • the code 256 can appear several times: the table is then reset and the binary length of the codes reset to 9.
  • an algorithm reads the byte stream and dynamically builds the table in the same way as an LZW decompression algorithm.
  • the operation of protecting a compressed digital text LZW consists in extracting, randomly and / or deterministically, in the sequence one or more (this number being determined randomly or calculated) original codes and replacing them with one or several valid “decoy” codes, these valid “decoy” codes pointing to entries in the table.
  • a “decoy” code is said to be valid when the new pointed entry of the table exists and this entry corresponds to a sequence of bytes of length identical to that pointed by the original code.
  • the digital text decompressed from the modified compressed digital text is the same size as the original digital text.
  • the text displayed from the modified compressed digital text consists of a random succession of alphabetic characters and punctuation marks which is not intelligible to a human being.
  • Adobe PDF Portable Document Format
  • a digital text object represents a paragraph, one or more pages of text, the legend of a figure.
  • Each digital text object is coded independently.
  • the present invention makes it possible to protect certain digital texts in order to make the displayed text illegible and / or incomprehensible while leaving other text objects within the same PDF document readable and understandable.
  • the present invention makes it possible to protect objects of the figure type and of the digital image type incorporated into a text document and derived from a statistical compression algorithm by making them incoherent from the point of view of human visual perception, while by leaving text objects within the same readable and understandable PDF document.
  • the present invention makes it possible to protect digital images in TIFF and GIF format by making them inconsistent from the point of view of human visual perception.
  • the zlib / deflate compression algorithm is a combination of two statistical compression algorithms: Huffman and LZ77 (Lempel-Ziv 77). It is notably used to compress objects of digital text and / or digital image and / or figure type in Adobe PDF format.
  • Huffman's algorithm consists in replacing a succession of symbols in an original flow and coming from a certain alphabet by a series of codes of variable lengths, each code replacing a symbol in the compressed flow.
  • the algorithm begins by analyzing the number and frequency of the symbols appearing in the original flow in order to build a coding tree from which it associates with each symbol encountered a length code inversely proportional to the frequency of appearance of the symbol in the original feed.
  • the compression then consists in replacing each symbol by its associated code.
  • the decompression algorithm however needs the coding tree to decompress the compressed stream.
  • a modified version of Huffman is used: the coding tree is constructed by respecting additional rules which give it a unique property and the decompression algorithm no longer needs to the coding tree but only the lengths of the codes used to reconstruct the latter.
  • the LZ77 algorithm identifies the sequences of recurrent data in a flow within a sliding window of fixed size.
  • a sequence that has already appeared is detected again, it is replaced in the compressed stream by two numbers: a distance d and a length 1.
  • the distance indicates where in the window this same sequence begins and the length indicates how many data contains the identified sequence.
  • the zlib / deflate compression algorithm uses three compression modes: a “no compression” mode for data that has already been compressed, a classic LZ77 + Huffman mode, the coding trees being defined in the specifications of the algorithm and a modified LZ77 + Huffman mode.
  • the data is divided into blocks, each block being coded independently according to one of the three modes previously mentioned.
  • modes 2 and 3 the data is first coded according to LZ77 and a sequence of symbols is thus generated, these symbols being of “character” type (ie a byte whose value is between 0 and 255) or couple distance-length (d, l).
  • This sequence of symbols is then compressed with a classic Huffman algorithm (mode 2) or a modified Huffman (mode 3).
  • the operation of protecting a digital text compressed according to the zlib / deflate algorithm consists in modifying one or more blocks coded according to modes 2 or 3.
  • the modifications consist in extracting a code from compressed digital text Huffman coding a symbol of type "character" or distance d and replacing it with a valid Huffman code.
  • a Huffman code is said to be valid if it is the same length as the code it replaces and if it actually corresponds to a coded symbol of the same type, i.e. character or distance.
  • a modified zlib / deflate compressed digital text is the same size as the original zlib / deflate compressed digital text.
  • the digital text decompressed from the modified compressed digital text is the same size as the original digital text.
  • the display of the modified digital text will produce an illegible and / or incomprehensible text for any human being because it displays a succession of characters and punctuation marks without any logic.
  • the specifications of the zlib format define a 4 byte ADLER32 field located at the end of the compressed digital texts: this field stores a unique identifier of the original digital text and it is used during decompression to verify the integrity of the digital text.
  • the signature of the decompressed digital text will not be identical to that of the original digital text.
  • the original signature will be updated when the protection is applied.
  • FIG. 1 illustrates a particular embodiment of the system allowing secure protection and distribution of compressed digital texts according to the invention.
  • the compressed digital text (1) that we want to secure is passed through the link (2) to an analysis - protection module (3) which will generate a modified compressed digital text (5) in the same format as the compressed digital text original (1) apart from that some of the binary data has been replaced with values different from the original, and is stored in the server (6).
  • the complementary information (4), of any format, is also placed in the server (6) and contains information relating to the data of the compressed digital text which has been modified, replaced, substituted or moved, and their values or locations in the original compressed digital text.
  • the protected compressed digital text (5) in the same format as the original compressed digital text is then transmitted, via a broadband network (9) of the radio, cable, satellite or other network type, to the user's terminal (8 ), and more precisely in a memory (10).
  • the modified compressed digital text (5) generated by the protection module (3) and present on the memory (10) is passed to the synthesis system (13), via a read buffer memory (11), which does not not modify it and the transmits identically to a display capable of decoding it (14) and its content, damaged by the protection module (3) and incomprehensible from a semantic point of view, is displayed on the display screen (15).
  • the modified compressed digital text (5) generated by the protection module (3) is passed directly via a network (9) to the read buffer memory (11) then to the synthesis module (13).
  • the synthesis module (13) makes a display request to the server (6) containing the additional information (4) necessary for the recomposition of the original compressed digital text (1).
  • the server (6) then sends via the telecommunication network (7) of analog or digital telephone line type, DSL (Digital Subscriber Line) or BLR (Local Radio Loop), via DAB (Digital Audio Broadcasting) networks or via networks.
  • digital mobile telecommunications GSM, GPRS, UMTS
  • the additional information (4) allowing the reconstruction of the compressed digital text, so that the user (8) can store it in a buffer memory (12).
  • the synthesis module (13) then proceeds to reconstitute the original compressed digital text from the modified compressed digital text which it reads in its read buffer (11), modified fields of which it knows the positions as well as the values of origin are restored thanks to the content of the additional information read in the redial buffer (12).
  • the additional information (4) which is sent to the redial module is specific for each user and depends on their rights, for example single or multiple use, right to make one or more private copies, delay or anticipation of payment.
  • the modified compressed digital text (5) is passed directly via a network (9) to the read buffer memory (11) then to the synthesis module (13).
  • the modified compressed digital text (5) is recorded on a physical medium such as a CD-ROM, DVD, hard disk, flash memory card (9bis) type disc.
  • the modified compressed digital text (5) will then be read from the physical medium (9bis) by the disk drive (10bis) of the box (8) to be transmitted to the read buffer memory (11) then to the redial module (13 ).
  • the additional information (4) is recorded on a physical medium (7bis) of credit card format, consisting of a chip card or a flash memory card.
  • This card (7bis) will be read by the module (12) of the device (8) which includes a card reader (7ter).
  • the card (7bis) contains the applications and the algorithms which will be executed by the redial module (13).
  • the device (8) is an autonomous, portable and mobile device.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires, issus de transformations appliquées à un texte original, et comporte deux étapes : une étape préparatoire consistant à modifier au moins une donnée binaire dans un desdits blocs selon au moins une opération de substitution consistant en l'extraction au sein d'un bloc de cette donnée binaire et son remplacement par un leurre, et une étape de transmission d'un texte numérique compressé modifié (5) conforme au format du texte original, constitué par des blocs modifiés au cours de l'étape préparatoire et par une voie séparée dudit texte numérique compressé modifié (5), d'une information complémentaire (4) numérique permettant de reconstituer le texte numérique compressé original (1), sur l'équipement destinataire, à partir dudit texte numérique compressé modifié (5) et de ladite information complémentaire (4). La présente invention concerne également un système pour la mise en oeuvre dudit procédé.

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE DISTRIBUTION SÉCURISÉE DE TEXTES NUMÉRIQUES COMPRESSÉS
La présente invention se rapporte au domaine des données binaires issues de transformations appliquées sur des textes numériques. On se propose dans la présente invention de fournir un système permettant de protéger et de distribuer de manière sécurisée des textes numériques compressés et de restituer le texte numérique original, tout en prévenant une utilisation ou un accès non autorisé aux dits textes numériques compressés. Dans la suite, on définit par le terme « texte » une succession de caractères issus d'un alphabet de lettres ou de chiffres, et de signes de ponctuation. Dans la suite, on définit par le terme « texte numérique » la succession d'octets représentant des caractères issus d'un alphabet et/ou des signes de ponctuations et/ou des données de mise en forme et d'affichage d'un texte sur un écran de visualisation. Dans la suite, on définit par le terme « texte numérique compressé » le flux de données binaires issu d'un algorithme de compression statistique appliqué au texte numérique . Dans la suite, on définit l'action d'afficher un texte numérique compressé comme la série d'opérations consistant à lire et à décoder la succession de données binaires qui constituent le texte numérique compressé pour restituer le texte sur un écran de visualisation afin qu'il puisse être lu et compris d'un point de vue sémantique par un être humain. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif capable de transmettre de façon sécurisée un ensemble de textes numériques compressés vers un écran de visualisation et/ou pour être enregistrés sur le disque dur d'un ordinateur ou sur le support d'enregistrement d'un boîtier reliant le réseau de télétransmission à l'écran de visualisation tel qu'un écran de télévision ou un moniteur d'ordinateur personnel, mais en évitant toute utilisation frauduleuse comme la possibilité de faire des copies illicites de contenus textuels ou de textes numériques compressés. L'invention concerne également un système client-serveur, entre le serveur qui fournit les textes numériques compressés sécurisés, et le client qui affiche, lit, enregistre ou imprime les textes numériques compressés. Avec les solutions actuelles, il est possible de transmettre des textes et documents volumineux sous forme numérique via des réseaux de télécommunication type câble, DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (Boucle Locale Radio). Par ailleurs, pour éviter le piratage des œuvres et documents confidentiels ainsi diffusés, ces derniers sont souvent cryptés ou brouillés par divers moyens bien connus de l'homme de l'art. Concernant la distribution sécurisée de textes et de données binaires, l'art antérieur connaît le document WO9805142 « Multi matrix encryption for private transmission of data », présentant un procédé et un équipement pour la protection de données et leur transmission sécurisée à travers un réseau électronique. Le document concerne le cryptage de données textuelles à l'aide de matrices de caractères ASCII générées par des clés. Les trois éléments clés en entrée sont un code PIN (Personal Identication Number), le numéro de compte bancaire de l'utilisateur et un mot de passe. Ces trois clés déclenchent la génération d'une matrice A et d'une matrice B. Les matrices A et B sont générées de manière pseu o aléatoire à l'aide d'une fonction analytique, comme une fonction logarithmique, une fonction trigonométrique, une fonction racine carrée ou autre. La distribution des caractères au sein des matrices A et B est irrégulière et chaque caractère est unique. Avantageusement, trois valeurs de contrôle d'intégrité sont calculées et incorporées dans le flux protégé, dont une qui représente la somme des données textuelles en entrée, les deux autres étant relatives aux trois éléments clés en entrée. Les données en entrée sont transformées en valeur décimale de quatre chiffres, par des opérations de permutation, addition, soustraction, multiplication, division, et elles sont ensuite divisées en deux valeurs de deux chiffres. Ces deux valeurs sont indexées par rapport aux éléments des matrices A et B pour former le flux de données protégé. Toutefois, à cause de la division en deux parties pour l'indexation, la taille du flux protégé augmente considérablement par rapport à la taille des données initiales. De plus toutes les données protégées, ainsi que les trois valeurs de contrôle générées sont présentes à l'intérieur du flux protégé. Cet art antérieur ne correspond donc pas aux critères de haute sécurité, objectif de la présente invention. La protection des textes numériques compressés, réalisée de façon conforme à la présente invention, est basée sur le principe de suppression et de remplacement de certaines informations codant les textes numériques compressés originaux par une méthode quelconque, soit : substitution, modification, permutation ou déplacement de l'information. Cette protection est également basée sur la connaissance de la structure des données binaires à la sortie de l'encodeur produisant les textes numériques compressés. La présente invention concerne le principe général d'un procédé de sécurisation de textes numériques compressés. La solution consiste à extraire et à conserver en permanence et hors d'accès pour l'utilisateur, en fait dans le réseau de distribution, une partie du texte numérique compressé enregistré chez le client ou envoyé en ligne, cette partie étant primordiale pour exploiter ledit texte numérique compressé sur un écran d'affichage, mais étant d'un volume très faible par rapport au volume total du texte numérique compressé enregistré chez l'usager ou reçu en ligne. La partie manquante sera transmise via le réseau de distribution au moment de l'exploitation dudit texte numérique compressé. Le texte numérique compressé étant séparé en deux parties non égales, la plus grande partie du texte numérique compressé original séparé est appelée «texte numérique compressé modifié» et sera donc transmise via un réseau de diffusion classique large bande ou bande étroite, alors que la partie manquante appelée «information complémentaire» sera envoyée à la demande via un réseau de télécommunication bande étroite comme les réseaux téléphoniques classiques ou les réseaux cellulaires de type GSM, GPRS ou UMTS ou en utilisant une petite partie d'un réseau de type DSL ou BLR, ou en utilisant un sous-ensemble de la bande passante partagée sur un réseau câblé, ou encore via un support physique comme une carte à mémoire ou tout autre support. Avantageusement, les deux réseaux peuvent être confondus, tout en gardant les deux voies de transmission séparées. Le texte numérique compressé original est reconstitué sur l'équipement destinataire par un module de synthèse à partir du texte numérique compressé modifié et de l'information complémentaire . Pour mette en œuvre le procédé, l'invention réalise un système de protection, comprenant un module d'analyse - protection et un module de recomposition basés sur un format numérique issu de l'encodage d'un texte numérique utilisant des algorithmes de compressions statistiques. Le module d'analyse et protection proposé par l'invention repose sur la substitution par des « leurres » ou sur la modification d'une partie des données binaires composant le texte numérique compressé original. Le fait d'avoir enlevé et substitué une partie des données originales du texte numérique compressé original lors de la génération du texte numérique compressé modifié ne permet pas la recomposition dudit texte numérique compressé original à partir des seules données dudit texte numérique compressé modifié. Se basant sur les caractéristiques des textes numériques compressés, plusieurs variantes du procédé de protection sont mises en œuvre et sont illustrées avec des exemples de réalisation.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif capable de transmettre de manière sécurisée un texte numérique vers un afficheur et/ou pour être enregistré dans la. mémoire du dispositif de sauvegarde d'un boîtier reliant le réseau de télétransmission à l'afficheur, tout en préservant le contenu sémantique du texte, mais en évitant la possibilité que le texte numérique puisse être lu et copié de manière illicite. Un texte numérique compressé généré par un algorithme de compression statistique à partir d'un texte numérique est constitué d'une succession de données binaires représentants des codes et/ou des entrées dans des tables de codage et/ou des pointeurs vers des positions au sein du texte numérique. La présente invention consiste, après analyse du texte numérique compressé, à extraire au sein du texte numérique compressé au moins une donnée binaire originale représentant un code ou une entrée dans une table de codage ou un pointeur, cette donnée étant choisie de manière aléatoire, et à la remplacer par une donnée binaire appelée leurre, de même taille et de même nature mais de valeur aléatoire afin de générer un texte numérique compressé modifié conforme au format du texte numérique compressé original. L'affichage du texte numérique compressé modifié restitue alors un texte illisible et/ou incompréhensible d'un point de vue sémantique pour un être humain. Selon une variante de l'invention, la donnée binaire originale à extraire est choisie de manière déterministe. Selon une autre variante de l'invention, la valeur de la donnée binaire leurre est calculée de manière déterministe. Selon une autre variante de l'invention, la donnée binaire leurre est de taille différente de la taille de la donnée binaire originale.
L'invention selon son acception la plus générale concerne un procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires, issus de transformations numériques appliquées à un texte original, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape préparatoire consistant à modifier au moins une donnée binaire dans un desdits blocs selon au moins une opération de substitution consistant en l'extraction au sein d'un bloc de cette donnée binaire et son remplacement par un leurre, -une étape de transmission : i. d'un texte numérique compressé modifié conforme au format du texte numérique compressé original, constitué par des blocs modifiés au cours de l'étape préparatoire et ii. par une voie séparée dudit texte numérique compressé modifié, d'une information complémentaire numérique permettant de reconstituer le texte numérique compressé original, à partir du calcul sur l'équipement destinataire, en fonction dudit texte numérique compressé modifié et de ladite information complémentaire . Dans un mode de mise en œuvre, ladite donnée binaire représente une entrée dans une table de codage et le leurre représente une entrée différente dans ladite table de codage. Dans un autre, mode de mise en œuvre, la table de codage est construite de manière dynamique lors du décodage. Avantageusement, la table de codage est prédéfinie par un standard donné ou une norme donnée. Avantageusement, ladite donnée binaire représente une position antérieure au sein du texte numérique généré au cours du décodage et le leurre représente une position antérieure différente au sein dudit texte numérique généré au cours du décodage . Dans un mode de mise en œuvre, le texte numérique compressé modifié (5) .est conforme au standard du texte numérique compressé original (1).
Dans un autre mode de mise en œuvre, le texte numérique compressé modifié (5) est conforme au format du texte numérique compressé original (1).
Dans un mode de réalisation, ladite donnée binaire et ledit leurre sont de même taille. Dans un autre mode de réalisation, ladite donnée binaire et ledit leurre sont de tailles différentes. De préférence, la série de données binaires est codée de manière différentielle. Dans une variante, le texte numérique compressé modifié est de même taille que le texte numérique compressé original.
Dans une autre variante, le texte numérique compressé modifié est de taille différente par rapport à celle du texte numérique compressé original. De préférence, le texte numérique compressé reconstitué à partir du texte numérique compressé modifié est strictement identique au texte numérique compressé original. Avantageusement, le procédé est appliqué à des textes numériques compressés issus du format de compression LZW. Avantageusement, le procédé est appliqué à des textes numériques compressés issus du format de compression ZLIB/DEFLATE. Avantageusement, le procédé est appliqué à des textes numériques compressés issus du format Adobe PDF. Avantageusement, le procédé est appliqué à des images numériques compressés issus du format TIFF. Avantageusement, le procédé est appliqué à des images numériques compressés issus du format GIF. La présente invention concerne également un système pour la mise en œuvre du procédé, comportant au moins un serveur contenant des textes numériques compressés originaux et comportant un dispositif d'analyse du texte numérique compressé, un dispositif de séparation du texte numérique compressé original en un texte numérique compressé modifié et en une information complémentaire en fonction de ladite analyse, au moins un réseau de télécommunication pour la transmission et au moins un dispositif sur l'équipement destinataire pour la recomposition du texte numérique compressé original en fonction dudit texte numérique compressé modifié et de ladite information complémentaire.
La présente invention sera mieux comprise à l ' aide des exemples de réalisation qui suivent et qui concernent des algorithmes de compression statistiques de textes numériques bien connus par l ' homme de l ' art . L'algorithme de compression LZW (Lempel-Ziv-Welch) est un algorithme de compression statistique adaptatif à longueur variable, qui a été adopté notamment comme standard de compression dans les standards TIFF (Tagged Image File Format), GIF (Graphics Interchange Format) ou Adobe PDF (Portable Document Format). L'algorithme LZW compresse aussi bien des données binaires (flux d'octets) que visuelles (flux de pixels), ou encore les données d'un texte numérique . Les données issues de l'algorithme de compression LZW consistent en une séquence de codes qui ont une longueur comprise entre 9 et 12 bits. Chaque code représente soit un simple caractère (c'est-à-dire un octet compris entre 0 et 255), un marqueur de réinitialisation de table (valeur 256), un marqueur « fin des données » (valeur 257) ou encore une entrée dans une table (valeur > 258), cette entrée étant associée à une séquence d'octets rencontrée précédemment dans le texte numérique à compresser. Initialement, et à l'encodage comme au décodage, les codes ont une longueur de 9 bits (valeur comprise entre 0 et 257) et la table est initialisée avec les 258 premières entrées (les 256 valeurs d'un octet + le marqueur de réinitialisation 256 + le marqueur fin de données 257). Au fur et à mesure que le processus d'encodage (ou de décodage) progresse, de nouveaux codes sont ajoutés à la table, associés chacun à des séquences d'octets de longueurs variables qui seront susceptibles d'apparaître de manière récurrente dans le texte numérique à compresser (ou à décompresser). À chaque fois qu'une séquence d'octets qui est déjà apparue réapparaît dans le texte numérique, le code correspondant à l'entrée de la table stockant cette même séquence est émis dans le texte numérique compressé. De même, à la décompression, les codes sont systématiquement remplacés par la séquence d'octets lue à l'entrée correspondante de la table et une nouvelle entrée est ajoutée à la table afin de stocker la séquence formée à partir de la séquence décodée précédemment. Ainsi, la table est construite dynamiquement de la même manière à l'encodage comme au décodage. Lorsque la longueur binaire des codes n'est plus suffisante pour représenter une entrée dans la table, elle est augmentée de 1 : ainsi, dès que le nombre d'entrées de la table atteint 510, les codes sont codés sur 10 bits (et de la même manière lorsque le nombre d'entrée atteint 1022 (11 bits) et 2046 (12 bits)). Cependant les codes ne dépassent jamais une longueur de 12 bits (4095 entrées au maximum). Au sein d'un texte numérique compressé, le code 256 peut apparaître plusieurs fois : la table est alors réinitialisée et la longueur binaire des codes réinitialisée à 9. Lors de l'opération de protection d'un texte numérique compressé issu de l'algorithme LZW, un algorithme lit le flux d'octets et construit dynamiquement la table de la même manière qu'un algorithme de décompression LZW. L'opération de protection d'un texte numérique compressé LZW consiste à extraire, de manière aléatoire et/ou déterministe, dans la séquence un ou plusieurs (ce nombre étant déterminé de manière aléatoire ou calculé) codes originaux et à les remplacer par un ou plusieurs codes « leurres » valides, ces codes « leurres » valides pointant sur des entrées dans la table. Un code « leurre » est dit valide lorsque la nouvelle entrée pointée de la table existe et que cette entrée correspond à une séquence d'octets de longueur identique à celle pointée par le code original. Le texte numérique décompressé à partir du texte numérique compressé modifié est de même taille que le texte numérique original. Le texte affiché à partir du texte numérique compressé modifié consiste en une succession aléatoire de caractères alphabétiques et de signes de ponctuations qui n'est pas intelligible pour un être humain. Le format Adobe PDF (Portable Document Format) utilise l'algorithme de compression statistique LZW pour compresser des objets de type texte numérique au sein d'un document encodé au format PDF. Un objet de type texte numérique représente un paragraphe, une ou plusieurs pages de texte, la légende d'une figure. Chaque objet de type texte numérique est codé de manière indépendante. Ainsi, la présente invention permet de protéger certains textes numériques afin de rendre le texte affiché illisible et/ou incompréhensible tout en laissant d'autres objets textes au sein du même document PDF lisibles et compréhensibles. Avantageusement, la présente invention permet de protéger des objets de type figure et de type image numérique incorporés au sein d'un document texte et issus d'un algorithme de compression statistique en les rendant incohérents du point de vue de la perception visuelle humaine, tout en laissant des objets textes au sein du même document PDF lisibles et compréhensibles. Avantageusement, la présente invention permet de protéger des images numériques au format TIFF et GIF en les rendant incohérentes de point de vue perception visuelle humaine. L'algorithme de compression zlib/deflate est une combinaison de deux algorithmes de compression statistique : Huffman et LZ77 (Lempel-Ziv 77). Il est notamment utilisé pour compresser des objets de type texte numérique et/ou image numérique et/ou figure dans le format Adobe PDF. L'algorithme d'Huffman consiste à remplacer une succession de symboles dans un flux original et issus d'un certain alphabet par une suite de codes de longueurs variables, chaque code se substituant à un symbole dans le flux compressé. L'algorithme commence par analyser le nombre et la fréquence des symboles apparaissant dans le flux original afin de construire un arbre de codage à partir duquel il associe à chaque symbole rencontré un code de longueur inversement proportionnelle à la fréquence d'apparition du symbole dans le flux original. La compression consiste alors à remplacer chaque symbole par son code associé. L'algorithme de décompression a cependant besoin de l'arbre de codage pour décompresser le flux compressé. Pour l'algorithme zlib/deflate, une version modifiée d'Huffman est cependant utilisée : l'arbre de codage est construit en respectant des règles supplémentaires qui lui confèrent une propriété d'unicité et l'algorithme de décompression n'a plus besoin de l'arbre de codage mais seulement des longueurs des codes utilisés afin de reconstruire ce dernier. L'algorithme LZ77 identifie les séquences de données récurrentes dans un flux au sein d'une fenêtre glissante de taille fixée. Lorsqu'une séquence étant déjà apparue est de nouveau détectée, elle est remplacée dans le flux compressé par deux nombres : une distance d et une longueur 1. La distance indique à quel endroit dans la fenêtre cette même séquence débute et la longueur indique combien de données comporte la séquence identifiée. À la décompression, à chaque fois que l'algorithme rencontre un couple (d,l), il recopie dans le flux sortant la séquence de données de longueur 1 lue à partir de la position courante moins d. L'algorithme de compression zlib/deflate utilise trois modes de compression : un mode « pas de compression » pour les données ayant déjà été compressées, un mode LZ77 + Huffman classique, les arbres de codage étant définis dans les spécifications de l'algorithme et un mode LZ77 + Huffman modifié. Les données sont découpées en blocs, chaque bloc étant codé de manière indépendante selon l'un des trois modes précédemment cités. Dans les modes 2 et 3, les données sont codées tout d'abord selon LZ77 et une séquence de symboles est ainsi générée, ces symboles étant de type « caractère » (i.e. un octet dont la valeur est comprise entre 0 et 255) ou couple distance-longueur (d,l). Cette séquence de symboles est alors compressée avec un algorithme d'Huffman classique (mode 2) ou un Huffman modifié (mode 3).
Conformément à l'invention, l'opération de protection d'un texte numérique compressé selon l'algorithme zlib/deflate consiste à modifier un ou plusieurs blocs codés selon les modes 2 ou 3. Les modifications consistent à extraire du texte numérique compressé un code d'Huffman codant un symbole de type « caractère » ou distance d et à le remplacer par un code d'Huffman valide. Un code d'Huffman est dit valide s'il est de même longueur que le code qu'il remplace et s'il correspond effectivement à un symbole codé de même type, c'est-à-dire caractère ou distance. Un texte numérique compressé zlib/deflate modifié est de même taille que le texte numérique compressé zlib/deflate original. De même, le texte numérique décompressé à partir du texte numérique compressé modifié est de même taille que le texte numérique original. L'affichage du texte numérique modifié produira un texte illisible et/ou incompréhensible pour tout être humain car affichant une succession de caractères et de signes de ponctuation sans aucune logique. Les spécifications du format zlib définissent un champ de 4 octets ADLER32 situé à la fin des textes numériques compressés : ce champ stocke un identifiant unique du texte numérique original et il est utilisé lors de la décompression afin de vérifier l'intégrité du texte numérique. Dans le cas d'un texte numérique compressé zlib/deflate et modifié selon notre invention, la signature du texte numérique décompressé ne sera pas identique à celle du texte numérique original. Avantageusement, la signature d'origine sera mise à jour lors de l'application de la protection. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure 1 annexée qui illustre un mode de réalisation particulier du système permettant de protéger et de distribuer de manière sécurisée des textes numériques compressés selon l'invention.
Le texte numérique compressé (1) que l'on souhaite sécuriser est passé par le lien (2) à un module d'analyse - protection (3) qui va générer un texte numérique compressé modifié (5) au format identique au texte numérique compressé original (1) en dehors de ce que certaines des données binaires ont été remplacées par des valeurs différentes de celles d'origine, et est stocké dans le serveur (6). L'information complémentaire (4), de format quelconque, est également placée dans le serveur ( 6 ) et contient des informations relatives aux données du texte numérique compressé qui ont été modifiées, remplacées, substituées ou déplacées, et à leurs valeurs ou emplacements dans le texte numérique compressé original. Avantageusement, le texte numérique compressé protégé (5) au format identique au texte numérique compressé original est ensuite transmis, via un réseau haut débit (9) de type hertzien, câble, satellite, ou autre réseau, au terminal de l'utilisateur (8), et plus précisément dans une mémoire ( 10) . Lorsque l'utilisateur (8) fait la demande d'affichage du texte présent dans la mémoire (10), deux éventualités sont possibles : soit l'utilisateur (8) ne possède pas tous les droits nécessaires pour exploiter le texte numérique compressé, dans ce cas, le texte numérique compressé modifié (5) généré par le module de protection (3) et présent sur la mémoire (10) est passé au système de synthèse (13), via une mémoire tampon de lecture (11), qui ne le modifie pas et le transmet à l'identique à un afficheur capable de le décoder (14) et son contenu, détérioré par le module de protection (3) et incompréhensible de point de vue sémantique, est affiché sur l'écran de visualisation (15). Avantageusement, le texte numérique compressé modifié (5) généré par le module de protection (3) est passé directement via un réseau (9) à la mémoire tampon de lecture (11) puis au module de synthèse ( 13) . Soit le serveur (6) décide que l'utilisateur (8) possède les droits pour afficher correctement le texte numérique compressé. Dans ce cas, le module de synthèse (13) fait une demande d'affichage au serveur (6) contenant l'information complémentaire (4) nécessaire à la recomposition du texte numérique compressé original (1). Le serveur (6) envoie alors via le réseau de télécommunication (7) de type ligne téléphonique analogique ou numérique, DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (Boucle Locale Radio), via des réseaux DAB (Digital Audio Broadcasting) ou via des réseaux de télécommunications mobiles numériques (GSM, GPRS, UMTS), l'information complémentaire (4), permettant la reconstitution du texte numérique compressé, de façon à ce que l'utilisateur (8) puisse la stocker dans une mémoire tampon (12). Le module de synthèse (13) procède alors à la reconstitution du texte numérique compressé original à partir du texte numérique compressé modifié qu'il lit dans sa mémoire tampon de lecture (11), des champs modifiés dont il connaît les positions ainsi que les valeurs d'origine sont restituées grâce au contenu de l'information complémentaire lue dans la mémoire tampon (12) de recomposition. L'information complémentaire (4) qui est envoyée au module de recomposition est spécifique pour chaque utilisateur et dépend de ses droits, par exemple l'utilisation unique ou multiple, droit de faire une ou plusieurs copies privées, retard ou anticipation de paiement. Avantageusement, le texte numérique compressé modifié (5) est passé directement via un réseau (9) à la mémoire tampon de lecture (11) puis au module de synthèse (13). Avantageusement, le texte numérique compressé modifié (5) est enregistré sur un support physique comme un disque de type CD-ROM, DVD, disque dur, carte à mémoire flash (9bis). Le texte numérique compressé modifié (5) sera ensuite lu depuis le support physique (9bis) par le lecteur de disque (lObis) du boîtier (8) pour être transmis à la mémoire tampon de lecture (11) puis au module de recomposition ( 13 ) . Avantageusement, l'information complémentaire (4) est enregistrée sur un support physique (7bis) de format carte de crédit, constitué par une carte à puce ou une carte à mémoire flash. Cette carte (7bis) sera lue par le module (12) du dispositif (8) qui comprend un lecteur de carte (7ter) . Avantageusement, la carte (7bis) contient les applications et les algorithmes qui seront exécutés par le module de recomposition (13). Avantageusement, le dispositif (8) est un dispositif autonome, portable et mobile.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires, issus de transformations numériques appliquées à un texte original, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape préparatoire consistant à modifier au moins une donnée binaire dans un desdits blocs selon au moins une opération de substitution consistant en l'extraction au sein d'un bloc de cette donnée binaire et son remplacement par un leurre, - une étape de transmission : i. d'un texte numérique compressé modifié conforme au format du texte numérique compressé original (1), constitué par des blocs modifiés au cours de l'étape préparatoire et ii . par une voie séparée dudit texte numérique compressé modifié (5), d'une information complémentaire ( 4 ) numérique permettant de reconstituer le texte numérique compressé original (1), à partir du calcul sur l'équipement destinataire, en fonction dudit texte numérique compressé modifié (5) et de ladite information complémentaire ( 4 ) .
2. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite donnée binaire représente une entrée dans une table de codage et que le leurre représente une entrée différente dans ladite table de codage.
3. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la table de codage est construite de manière dynamique lors du décodage .
4. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la table de codage est prédéfinie par un standard donné ou une norme donnée.
5. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite donnée binaire représente une position antérieure au sein du texte numérique généré au cours du décodage et que le leurre représente une position antérieure différente au sein dudit texte numérique généré au cours du décodage.
6. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite donnée binaire et ledit leurre sont de même taille.
7. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite donnée binaire et ledit leurre sont de tailles différentes.
8. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la série de données binaires est codée de manière différentielle.
9. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est conforme au standard du texte numérique compressé original (1).
10. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est conforme au format du texte numérique compressé original (1).
11. Procédé pour . la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est de même taille que le texte numérique compressé original (1).
12. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est de taille différente par rapport à celle du texte numérique compressé original (1).
13. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé reconstitué à partir du texte numérique compressé modifié (5) est strictement identique au texte numérique compressé original (1).
14. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 19
9. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est conforme au standard du texte numérique compressé original (1).
10. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est conforme au format du texte numérique compressé original (1).
11. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est de même taille que le texte numérique compressé original (1).
12. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé modifié (5) est de taille différente par rapport à celle du texte numérique compressé original (1).
13. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le texte numérique compressé reconstitué à partir du texte numérique compressé modifié (5) est strictement identique au texte numérique compressé original (1).
14. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 20
ce qu'il est appliqué à des textes numériques compressés issus du format de compression LZW.
15. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des textes numériques compressés issus du format de compression ZLIB/DEFLATE.
16. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des textes numériques compressés issus du format Adobe PDF.
17. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des images numériques compressées issues du format TIFF.
18. Procédé pour la distribution sécurisée de textes numériques compressés formés de blocs de données binaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des images numériques compressées issues du format GIF.
19. Système pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un serveur contenant des textes numériques compressés originaux et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'analyse du texte numérique compressé, un dispositif de séparation du texte numérique compressé original (1) en un texte numérique compressé modifié (5) et en une information complémentaire (4) en fonction de ladite analyse, au moins un réseau de 21
télécommunication pour la transmission et au moins un dispositif sur l'équipement destinataire pour la recomposition du texte numérique compressé original (1) en fonction dudit texte numérique compressé modifié (5) et de ladite information complémentaire ( 4 ) .
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