TWI271081B - Digital data streaming transmission method under encryption - Google Patents

Description

1271081 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係為-種數位資料串流傳送方法，尤指應用於網 路上之具加密功能之數位資料串流傳送方法。 % 【先前技術】 ^ 隨著電腦網路的普及以及高效率壓縮演算法的快速發 展’在電腦網路上傳送串流媒體（血隱_ media)變得 越來越普遍。而什麼是串流媒體（streaming media)技術 呢·配口第-圖所不之架構圖來說，就是影音串流伺服器 (Streaming Server)將—個影音播案分成一段段然後透 過電腦網路1〇傳送出去，而用戶端12 (clien〇便可以邊 下載邊看，觀看與下載的動作可以是同時進行的，使用者 • $必等整個難傳送完畢，就可即時連續不斷地觀賞，這 樣^旦大幅節省使用者等待的時間，也可以相當程度達到 ΡΝ*的效果。目月ί在用戶端12，較普遍的多媒體播放軟體、 有RealNetworks公司的Rea黯yer、Α_公司的 QuickTime Player 以及 Micr〇s〇ft 公司的 Wind龍 m他 Player (以下簡稱 ms WMV)。 串流媒體（streaming media)技術在進行傳輸前，檔 案需經過編碼及壓縮處理，並在用戶端收到後再進行解^ 及解壓縮處理，但是常用的影音壓縮方式就只有那麼幾種 6 1271081 而且是公開規格，例如JPEG/MPEG X/H.26X/MS WMV/RV 1〇等等。但因網際網路是開放的，如果有人從網路傳輸的 過程中攔取到檔案，然後從屈指可數的影音壓縮方式中用 旨试與錯誤（tryanderr〇r)的方式來猜出解碼方式，如此 便可很容易就可以把攔取到的串流資料解碼出來觀看。因 此在網際網路上傳送串流媒體（streaming media)是不 太有隱密性舆安全性的，有礙於利用網路傳輸安全監視晝 面或$它不容許被別人盜取之影音檔案等應用的發展。而 如何能改善此一缺失，便成為了發展本案的主要目的。 【發明内容] =案係為一種數位資料串流傳送方法，應用於網路上 之》第主機與一第二主機之間，該方法包含下列步驟： 該第-，機將一數位資料擋案進行一編石馬壓縮程序而產生 I 7數位射4壓縮髓’該編碼壓練序巾產生-個編碼壓 縮減集合；該第一主機將該編碼壓縮參數集合中之編碼 壓縮參數進行一加密處理，並將包含有經過加密處理之該 編碼壓縮參數集合之該數位資料壓縮檔案以串流方式透過 網路傳:¾到該第二主機；以及該第二主機接收以串流方式 傳达之包含有經過加密處理之該編碼壓縮參數华合之該數 位資料壓縮槽案後，將經過加密處理之_碼壓 合進打-解密處理而還原成該編碼塵縮參數华合， 該編碼壓縮參數集合對該數位資料壓縮檔案進行一解碼解 7 1271081， 壓縮程序，進而得回該數位資料槽案。 根據上述構想，本案所述之數位資料串流傳送方法， 其中該數位資料檔案係可為一數位影音檔案或一數位影像 檔案，而所進行之該編碼壓縮程序係可為一 MPEG編碼壓 縮程序或一 JPEG編碼壓縮程序。 根據上述構想’本案所述之數位資料串流傳送方法， 其中所產生之該編碼壓縮參數集合係為一直流值集合或是 一移動向量集合。 根據上述構想，本案所述之數位資料串流傳送方法， 其中該加密處理係包含下列步驟：取出該編碼壓縮參數集 合；以及利用一公開金鑰（PublicKey)對該編碼壓縮參數 集合進行加密而完成該經過加密處理之編碼壓縮參數集 合。 根據上述構想，本案所述之數位資料串流傳送方法， 其中該解密處理係包含下列步驟：取出該經過加密處理之 編碼壓縮參數集合；以及私密錢㈤遞一） 對該經過加密處理之編碼壓縮參數#合進行解密而還原成 該編碼壓縮參數集合。 根據上述構想，本案所述之數位資料串流傳送方法， 其:以串流方賴送之賴位:#料壓職案料—數位影 音貝料壓馳案，該帛二域邊對絲财彡音資料麵權 案進行該解碼解壓_序，便—邊減已解碼完成之該數 位影音資料壓縮檔案。 根據上述構想，本案所述之數位資料串流傳送方法， 8 8ι :,该加密處理係包含下列步驟：取出該編碼獅參數集 數，=及利用一私密金鑰（Private Key)對該編碼壓縮參 來口進行加密而完成該經過加密處理之編碼壓縮參數集 根據上述構想’本案所述之數位資料串流傳送方法， 繞該解密處理係包含下列步驟：取出該經過加密處理之 重焉參數集合，以及利用—私密金餘㈤vate Key) 好亥經過加岔處理之編碼壓縮參數集合進行解密而還原成 ^鵠碼壓縮參數集合。 本案之另—方面係為—種數位資料處理方法，應用於 2位資料檔案以及-第—主機與_第二主機之間，該方 2含下列步驟：該第—主機將該數位資料㈣進行-編 2縮程序而產生—數位龍壓縮槽案，該編碼壓縮程序 個編碼壓縮參數集合；該第—域將該編碼壓縮 2集合中之編碼壓縮參數進行—力禮處理，並將經過加 之该編碼壓縮參數集合連_數位資料壓縮檔案進 了4存或傳送；以及該第二主機得到該數位資料壓縮槽案 ，經過加蚊狀簡驢縮錄#錢，先將經過加穷 縮ί數集合進行—解密處理而還原成該編 二I數W ’再_該編碼壓縮參數集合對該數 =縮槽案進行一解碼解壓縮程序，進而得回該數位資料 根據上述構想，本案所述之數位資料處理方法， 該數位資料檐案係可為-數位影音槽案或—數位影像二 1271081 案，而所進行之該編碼壓縮程序係可為一 MPEG編碼壓縮 私序或一 jpeg編碼壓縮程序，至於所產生之該編碼壓縮 參數集合係為一直流值集合或是一移動向量集合。 【實施方式】 請參見第二圖，其係本案為改善習用手段缺失所發展 出來之一編碼壓縮加密-解碼解壓縮解密之第一較佳實施 例方法步驟流程示意圖，而為方便說明本案之技術精神， 本貝把例係以動晝專業團體（Moving picture Expert Group，簡稱MPEG)之編碼壓縮方法為主要骨幹，再加上 本案之主要技術特徵來進行說明。首先，電腦網路（本圖 未不出）上所連接之一第一主機（本圖未示出）將一數位 資料檔案（例如是一數位影音檔案）之一影像畫面（frame) 進行方塊（block)分割處理，進而產生許多8x8像素點大 _ 小的方塊，然後再針對每個方塊進行離散餘弦轉換 (Discrete Cosine Transform，簡稱 DCT)、量化（quantize) 以及鋸齒狀掃描（zigzag scan)之資料壓縮處理，之後再 進行掃描長度編碼（Run Length Encoding，簡稱RLE)以 及可變長度編碼（Variable Length Coding，簡稱VLC)而 形成一數位資料壓縮檔案後，便可將該數位資料壓縮構案 以串流方式透過電腦網路（例如網際網路）傳送到也連接 於電腦網路之一第二主機（本圖未示出）。而本實施例為能 使非預定之主機無法將攔取到的串流資料解碼出來觀看， 1271081 於是將於資料壓縮處理過程中相對應於每個方塊（bl〇ck) 所產生之每一直流值（Dc value)所形成之編碼壓縮參數 集合進打一加密處理。而該加密處理可利用私密金鑰 (Key)進行加逾、之對稱式加解密方法，或是利用公開金 錄（PubllcKey)與私密金鑰（Private Key)配對之不對稱 加解密加密處理，但因此等加密處理已屬成熟技術，本案 不再資述’但需強調的是，不同位置的方塊（bl〇ck)之直 流值（DC value)所利用之金鑰（Key)可隨不同位置的方 塊（block)而變化其值，如此可讓加密後之數位資料壓縮 槽案更不易被辨識。 而在第二主機接收到以串流方式傳送之包含有經過加 密處理之該編碼壓縮參數集合之該數位資料壓縮檔案後， 便可反向利用可變長度解碼（Variable Length Dec〇ding， 間稱VLD)、田長度解碼（Run Length Decoding，簡稱 RLD )、反鋸齒狀掃描（Ιην_ zigzag _ )、反量化（心咖 quantize )以及反離散餘弦轉換（inverse Discrete c〇sine

Transform’簡稱IDCT)等解碼解壓縮程序，最後完成資 料重建（reconstruct)而得回該數位資料檔案。但其間必須 利用適當金鑰來對經過加密處理之該編碼壓縮參數集合進 行解密，進而得回相對應於每個方塊（bl〇ck)所產生之每 一直流值（DC value)。 而就是因為相對應於每個方塊（bl〇ck)所產生之直流 值（DC value)已被加密，因此需要適當金鑰來對其進行 解密，如此才能正確解回該數位資料檔案，所以即使透過 11 1271081 ，，傳=之串流資料被他人截取，在沒有適當金錄來進行 、:、况下所解碼出來之影像晝面將會模糊不清而無 法被有效辨識。如此便可有效改善習用手段之缺失，進而 達成本案之主要目的。 再凊芩見第三圖，其係本案為改善習用手段缺失所發 2出來之一編碼壓縮加密-解碼解壓縮解密之第二較佳實 =列方法步驟流程示意圖，本實施例與第一較佳實施例之 • *部，内容皆相同，不同處在於加密處理係改為應用於移 $向里之上，即對於在將影像晝面（frame)進行方塊(心成） 二副處理後所隨後進行之移動估測（M〇ti〇n㈤運 算程序中所產生之移動向量（Motion Vector)進行加密處 理。而该加密處理同樣可利用私密金鑰（Key)進行加密 之，稱式加解密方法，或是利用公開金鑰（Public Key)與 =袷金鑰（Private Key)配對之不對稱加解密加密處理。 ^強調的是，相對應於每個方塊之移動向量所形成之編碼 • 麵參數集合進行加密處理時，不同位置的方塊（block) 之移動向量（Motion Vector)所利用之金鑰（Key)可隨方 塊（block)的位置而變化其值，如此可讓加密後之數位資 料壓縮檔案更不易被辨識。 、 紅上所述，本案兩實施例皆可達到對在開放網路環境 中傳送得串流資料進行保密的目的，而且本案技術主要是 在壓縮域（compressed domain)進行加密，因此可以很有 效率的保護串流資料中某一段特別重要的資料，如果硬體 %境許可，甚至可以把整段串流資料全部保護。而本案所 12 1271081 舉之兩個例子，針對直流值與移動向量進行加密，就可以 在小計算量的硬體環境需求下達到保護整個#料流的目 的。所以即使當我們必須透過網路傳送一段需要保密的串 流貧料到遠端主機的時候，應用本案之技術手段，不但需 要加密的資料量很小，但仍可達到整段諸保護的目的。 而本案除了可顧於刪G格式外，㈣絲仍可應 用於 删/H篇MS WMV/RV料編碼壓縮格式巾。而不論 在網路傳料是齡於—般料齡上，本案之技術手段 皆可應用其上並達到功效之增進，而且本案手制硬體或 軟體的方式皆可實現。故但本·明得由熟f此技藝之人 士任施匠“為諸般修飾，料獨如附申料 欲保護者。 【圖式簡單說明】

…本案得藉由下列圖式及詳細朗，俾得—更深入 解： 編石馬 驟流 =圖，其係傳送串流媒體之制功能方塊架構圖。 第-圖，其係本案為改善f用手段缺失所發展出來之 壓縮加密解骑__之第—較佳實_方法步 程示意圖。 碥石馬 驟流 第三圖，其係本案為改善習用手段缺失所發展出來之 壓縮加密·解碼解壓縮解密之第二較佳實施例方法步 程示意圖。 13 1271081 【主要元件符號說明】 本案圖式中所包含之各元件列式如下： 電腦網路10 影音串流伺服器11 用戶端12

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Claims (1)

1271081 十、申請專利範圍： 1. 一種數位資料串流傳送方法，應用於網路上之一第一主 機與一第二主機之間，該方法包含下列步驟： 該第一主機將一數位資料檔案進行一編碼壓縮程序而 產生一數位資料壓縮檔案，該編碼壓縮程序中產生一個編 碼歷縮參數集合； 該第一主機將該編碼壓縮參數集合中之編碼壓縮參數 進行一加密處理，並將包含有經過加密處理之該編碼壓縮 參數集合之該數位資料壓縮檔案以串流方式透過網路傳送 到該第二主機；以及 該第二主機接收以串流方式傳送之包含有經過加密處 理之該編碼壓縮參數集合之該數位資料壓縮檔案後，將經 過加密處理之該編碼壓縮參數集合進行一解密處理而還原 成該編碼壓縮參數集合，並利用該編碼壓縮參數集合對該 數位資料壓縮檔案進行一解碼解壓縮程序，進而得回該數 位資料檔案。 2. 如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中該數位資料檔案係可為一數位影音檔案或一數位影像 檔案，而所進行之該編碼壓縮程序係可為一 MPEG編碼壓 縮程序或一 JPEG編碼壓縮程序。 3. 如申請專利範圍第2項所述之數位資料串流傳送方法， 其中所產生之該編碼壓縮參數集合係為一直流值集合或是 一移動向量集合。 15 1271081 4. 如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中該加密處理係包含下列步驟： 取出該編碼壓縮參數集合；以及 利用一公開金鑰（Public Key)對該編碼壓縮參數集合 進行加密而完成該經過加密處理之編碼壓縮參數集合。 5. 如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中該解密處理係包含下列步驟： 取出該經過加密處理之編碼壓縮參數集合；以及 鲁 利用一私密金錄（Private Key)對該經過加密處理之 編碼壓縮參數集合進行解密而還原成該編碼壓縮參數集 合。 6. 如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中以串流方式傳送之該數位資料壓縮檔案係為一數位影 音資料壓縮檔案，該第二主機邊對該數位影音資料壓縮檔 案進行該解碼解壓縮程序，便一邊播放已解碼完成之該數 位影音貢料壓縮樓案。 • 7.如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中該加密處理係包含下列步驟： 取出該編碼壓縮蒼數集合；以及 利用一私密金錄（Private Key)對該編碼壓縮參數集 合進行加密而完成該經過加密處理之編碼壓縮參數集合。 8.如申請專利範圍第1項所述之數位資料串流傳送方法， 其中該解密處理係包含下列步驟： 取出該經過加密處理之編碼壓縮參數集合；以及 16 1271081 利用一私密金錄（Private Key)對該經過加密處理之 編碼壓縮參數集合進行解密而還原成該編碼壓縮參數集 合。 9. 一種數位資料處理方法，應用於一數位資料檔案以及一 第一主機與一第二主機之間，該方法包含下列步驟： 該第一主機將該數位資料檔案進行一編碼壓縮程序而 產生一數位資料壓縮檔案，該編碼壓縮程序中產生一個編 碼壓縮參數集合； 該第一主機將該編碼壓縮參數集合中之編碼壓縮參數 進行一加密處理，並將經過加密處理之該編碼壓縮參數集 合連同該數位資料壓縮檔案進行儲存或傳送；以及 該第二主機得到該數位資料壓縮檔案與經過加密處理 之該編碼壓縮參數集合後，先將經過加密處理之該編碼壓 縮參數集合進行一解密處理而還原成該編碼壓縮參數集 合，再利用該編碼壓縮參數集合對該數位資料壓縮檔案進 行一解碼解壓縮程序，進而得回該數位資料檔案。 10. 如申請專利範圍第9項所述之數位資料處理方法，其中 該數位資料檔案係可為一數位影音檔案或一數位影像檔 案，而所進行之該編碼壓縮程序係可為一 MPEG編碼壓縮 程序或一 JPEG編碼壓縮程序，至於所產生之該編碼壓縮 參數集合係為一直流值集合或是一移動向量集合。 17