TWI459749B - 數位資訊編碼方法、解碼方法、資訊傳播裝置及資訊管理裝置 - Google Patents
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Description
本案是有關於一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法、解碼方法、資訊傳播裝置及資訊管理裝置。
隨著數位網路科技的進步，發展出一種無線隨意網路(Wireless Ad-hoc Network)中。無線隨意網路是一種分散式的網路系統，無線隨意網路的每一個節點都有能力轉送網路封包給其他節點，而不是依賴一個既存的網路架構(例如是有線系統的路由器或無線系統的無線網路基地台)。所以，無線隨意網路是由節點與節點間動態連結所形成的。
然而，基於無線隨意網路的特性，資訊在節點之間的傳送後，最後要對此資訊進行追蹤是相當困難的一項挑戰。目前業界發展的追蹤方法不僅相當耗費網路資源，且有心人士容易破壞中間的驗證資訊。
本案係有關於一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法、解碼方法、資訊傳播裝置及資訊管理裝置。
根據本案之第一方面，提出一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法。數位資訊編碼方法包括以下步驟。接收一數位資訊。以一線性組合運算(linear combination)將一私密簽章資訊編碼於數位資訊內，以獲得編碼後之數位資訊，其中編碼前之數位資訊與編碼後之數位資訊的位元數相同。傳遞編碼後之數位資訊。
根據本案之第二方面，提出一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊解碼方法。數位資訊解碼方法包括以下步驟。接收一數位資訊。以一線性碼(linear code)的解碼演算法從數位資訊解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少一錯誤碼字(error digit)所在的位置，每一個錯誤位置(error position)代表一私密簽章資訊。依據此錯誤位置資訊追蹤至少一資訊傳播裝置。
根據本案之第三方面，提出一種資訊傳播裝置。資訊傳播裝置包括一接收單元、一編碼運算單元及一傳遞單元。接收單元用以接收一數位資訊。編碼運算單元係以一線性組合運算(linear combination)將一私密簽章資訊編碼於數位資訊內，以獲得編碼後之數位資訊，其中編碼前之數位資訊與編碼後之數位資訊的位元數相同。傳遞單元用以傳遞編碼後之數位資訊。
根據本案之第四方面，提出一種資訊管理裝置。資訊管理裝置包括一輸入單元、一解碼運算單元及一追蹤單元。輸入單元用以輸入一數位資訊。解碼運算單元係以一線性碼(linear code)的解碼演算法從數位資訊解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少一錯誤碼字(error digit)所在的位置，每一個錯誤位置(error position)代表一私密簽章資訊。依據此錯誤位置資訊追蹤至少一資訊傳播裝置。
為了對本案之上述及其他方面更瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參照第1圖其繪示本實施例之一資訊傳播系統1000。資訊傳播系統100例如是一無線隨意網路(Wireless Ad-hoc Network)。資訊傳播系統1000包括一資訊提供裝置100、一資訊管理裝置200及數個資訊傳播裝置300。資訊提供裝置100例如是一廣告企業主之工作電腦。資訊管理裝置200例如是一廣告公司之一伺服器。資訊傳播裝置300係如是願意配合傳播資訊之車輛的行車電腦。
含有廣告內容之數位資訊D的傳遞方式大致如下。首先，資訊提供裝置100提供此數位資訊D給資訊管理裝置200。接者，資訊管理裝置200再將此數位資訊D傳遞給其中之一資訊傳播裝置300。然後，此資訊傳播裝置300再將此數位資訊傳遞至另一資訊傳播裝置300(無須透過資訊管理裝置200)。其中，數位資訊D每一次被傳遞前(包括資訊管理裝置200首次將此數位資訊D傳遞給其中之一資訊傳播裝置300前)，均會進行一編碼程序，以將一私密簽章資訊S(繪示於第2圖)編碼於此數位資訊D內。所以此數位資訊D最後將隱藏了數個私密簽章資訊S(至少包括資訊管理裝置200的私密簽章資訊)，而此些私密簽章資訊S代表著有哪些資訊傳播裝置300協助傳播。所以，資訊管理裝置200只需對數位資訊D進行解碼程序，即可瞭解有哪些資訊傳播裝置300協助傳播。
請參照第2圖，其繪示資訊傳播裝置300之方塊圖。以資訊傳播裝置300而言，資訊傳播裝置300包括一接收單元310、一編碼運算單元320、一傳遞單元330及一記錄單元340。接收單元310用以接收各種資訊，傳遞單元330則用以傳遞各種資訊。接收單元310及傳遞單元330例如是有線網路模組、一無線網路模組或一無線電傳播模組。編碼運算單元320用以執行編碼程序，例如是一微處理晶片、一韌體電路或具有數組程式碼之數位儲存媒體等。記錄單元340用以記錄各種資訊，例如是一硬碟、一記憶體或一光碟片等。
請參照第2圖及第3圖，第3圖繪示本實施例之數位資訊編碼方法的流程圖。以下係搭配流程圖詳細說明資訊傳播裝置300的運作。然而本案所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解本實施例之數位資訊編碼方法並不侷限應用於第2圖之資訊傳播裝置300。本實施例之資訊傳播裝置300也不侷限應用於第3圖之流程步驟。
首先，在步驟S110中，資訊傳播裝置300之接收單元310接收數位資訊D。此數位資訊D可能來自於資訊管理裝置200(繪示於第1圖)，也可能來自於任一資訊傳播裝置300。數位資訊D可以包含許多資訊，例如廣告內容、圖書借閱紀錄、電子書、運動器材租借紀錄或電腦程式檔案等。
當數位資訊D包含廣告內容時，在數位資訊D傳遞的過程中，廣告內容可以快速地被傳開，而數位資訊D內所隱藏的私密簽章資訊S則可用來追蹤出哪些資訊傳播裝置300協助傳播，並給予適當的報酬。
當數位資訊D包含圖書借閱紀錄時，圖書可以直接在扮演資訊傳播裝置300之借閱者之間傳遞，而不需要交回圖書館，也不需要陳列於圖書館架上。扮演圖書館角色的資訊管理裝置200(繪示於第1圖)則在最後拿到書籍時，透過私密簽章資訊S來追蹤出哪些借閱者曾經借閱此書籍。
接著，在步驟S120中，編碼運算單元320以一線性組合運算(linear combination)將私密簽章資訊S編碼於數位資訊D內，以獲得編碼後之數位資訊D。此私密簽章資訊S專屬於此資訊傳播裝置300。也就是說，當資訊傳播系統1000內有100萬個資訊傳播裝置300時，就有100萬組不同的私密簽章資訊S。而資訊管理裝置200預先儲存了此些私密簽章資訊S與此些資訊傳播裝置300之間的關係。
在此步驟中，該私密簽章資訊與編碼前之該數位資訊之位元數相同，且編碼前之數位資訊D與編碼後之數位資訊D的位元數相同，所以傳輸的資料量並不會因為傳遞的次數而增加。也就是說，即使數位資訊D被傳遞100萬次，其位元數仍然維持不變。
再者，經過數次傳遞後，私密簽章資訊S已經隱藏於數位資訊D中，有心人士無法將已隱藏於數位資訊D內的私密簽章資訊S刪除。
舉例來說，如第2圖所示，本實施例之編碼運算單元320包括一加法器(Add calculator)321及一餘數器(Mod calculator)322。加法器321用以執行一加法運算。餘數器322用以執行一餘數運算。數位資訊D及私密簽章資訊S係可以是二進制或屬於有限體(finite field)GF(pn
)內的元素。
若數位資訊D係為二進制，其位元數為3，且資訊傳播裝置300之接收單元310接收到的數位資訊D為[110]，而此資訊傳播裝置300之私密簽章資訊S為[100]，則將私密簽章資訊S編碼於數位資訊D內的過程如下：
1. 將兩者左邊起算第一碼的二進制數字[1]及[1]利用加法器321進行加法運算後，得到和為二進制數字[10]。
2. 將此二進制數字「10」作為被除數，以二進制[10]為除數，利用餘數器322進行餘數運算，得到餘數為二進制數字[0]。此二進制數字[0]即為編碼後數位資訊D之左邊起算第一碼。
3. 再兩者將左邊起算第二碼的二進制數字[1]及[0]利用加法器321進行加法運算後，得到和為二進制數字[1]。
4. 將此二進制數字[1]作為被除數，以二進制[10]為除數，利用餘數器322進行餘數運算，得到餘數為二進制數字[1]。此二進制數字[1]即為編碼後數位資訊D之左邊起算第二碼。
5. 再將兩者左邊起算第三碼的二進制數字[0]及[0]利用加法器321進行加法運算後，得到和為二進制數字[0]。
6. 將此二進制數字[0]作為被除數，以二進制[10]為除數，利用餘數器322進行餘數運算，得到餘數為二進制數字[0]。此二進制數字[0]即為編碼後數位資訊D之左邊起算第三碼。
最後，私密簽章資訊S(即[100])係透過加法運算及餘數運算編碼於數位資訊D(即[110])內後，則獲得編碼後數位資訊D(即[010])。在此實施例中，私密簽章資訊S(即[100])與數位資訊D(即[110])都是二進位，故可以直接以互斥運算(Exclusive-OR，EXOR)來進行(即100⊕110=010)。但私密簽章資訊S與數位資訊D不限於存在於二進位內，任何有限體(finite field)，可表示為GF(pn
)，其中p為質數，n為大於等於1的整數，均可當做私密簽章資訊S與數位資訊D的運算體(operating field)，在此有限體內，加法器與餘數器所做的運算與該有限體定義的加法與取餘數運算相同。
如上例所述，編碼前之數位資訊D、編碼後之數位資訊D及私密簽章資訊S皆為3位元，編碼後之數位資訊D並不會增加資料量。且從編碼後之數位資訊D也無法輕易地得知私密簽章資訊S。
然後，在步驟S130中，資訊傳播裝置300之傳遞單元330傳遞編碼後之數位資訊D至另一資訊傳播裝置300或資訊管理裝置200。
請參照第4圖，其繪示資訊管理裝置200之方塊圖。以資訊管理裝置200而言，資訊管理裝置200包括一輸入單元210、一解碼運算單元220、一追蹤單元230及一儲存單元240。輸入單元210用以輸入各種資訊，例如是有線網路模組、一無線網路模組、一無線電傳播模組、一鍵盤、一滑鼠或一觸控面板。解碼運算單元220用以執行解碼程序。追蹤單元230用以尋找出對應某一私密簽章資訊S之某一資訊傳播裝置300。解碼運算單元220及追蹤單元230例如是一微處理晶片、一韌體電路或具有數組程式碼之數位儲存媒體等。儲存單元240用儲存各種資訊，例如是硬碟、記憶體或光碟片等。
請參照第4圖及第5圖，第5圖繪示本實施例之數位資訊解碼方法的流程圖。以下係搭配流程圖詳細說明資訊管理裝置200的運作。然而本案所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解本實施例之數位資訊解碼方法並不侷限應用於第4圖之資訊管理裝置200，本實施例之資訊管理裝置200也不侷限於第5圖之流程步驟。
首先，在步驟S210中，資訊管理裝置200之輸入單元210接收一數位資訊D。此數位資訊D可能直接由其中之一資訊傳播裝置300傳遞，或者由一使用者手動輸入。
接著，在步驟S220中，解碼運算單元220以一線性碼(linear code)的解碼演算法從數位資訊D解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少一錯誤碼字(error digit)所在的位置，每一個錯誤位置(error position)代表一私密簽章資訊S。每一私密簽章資訊S專屬於特定之資訊傳播裝置300。而儲存單元240儲存私密簽章資訊S與資訊傳播裝置300之對應表。
在一實施例中，儲存單元240預先儲存了一組線性碼(linear code)的字碼(codeword)集合{000000,100110,010011,001111,110101,101001,011100,111010}。
並且儲存單元240也儲存了該線性碼的一組奇偶校驗矩陣(parity check matrix)H
=
並且，儲存單元240也儲存了一組對應於6個資訊傳播裝置300之私密簽章資訊S的集合{110,011,111,100,010,001}，其中每一私密簽章資訊S來自於奇偶校驗矩陣(parity check matrix)的每一列(row)。
當資訊管理裝置200之輸入單元210接收到之數位資訊D為[110]，運用該線性碼的一種解碼演算法，在本實施例中，其解碼過程如下：
1. 推算一向量w，此向量w滿足wH
=[110]。經過推算後，得到向量w為[000110]。
2. 從線性碼(linear code)的字碼(codeword)集合{000000,100110,010011,001111,110101,101001,011100,111010}中尋找與向量w差異碼數量最少之向量v0，例如向量[000110]與向量[100110]僅有第一碼有差異，其差異碼數量為「1」。經過尋找後，解碼出正確的字碼(codeword)向量v0為[100110]。
3. 將向量w與向量v0進行互斥運算(Exclusive-OR，EXOR)，而得到錯誤位置向量vf[100000]。
4. 錯誤位置向量vf[100000]中，只有第1碼為「1」，表示錯誤發生在第一個位置，故曾經編碼於數位資訊D的私密簽章資訊S為第1組私密簽章資訊[110]。
然後，在步驟S230中，追蹤單元230從對應於6個資訊傳播裝置300之私密簽章資訊S的集合{110,011,111,100,010,001}中，可以得知哪一資訊傳播裝置300對應於此私密簽章資訊S(即[110])，而被追蹤出來。
其中，步驟S220可能不只解碼出一個錯誤位置，故在步驟S230中，追蹤單元230將追蹤出數個對應的資訊傳播裝置300。
以上述數位資訊D包含廣告內容為例，曾經進行編碼程序並協助傳送之資訊傳播裝置300將被追蹤出來，廣告公司即可對該車輛之所有人給予獎勵報酬。
以上述圖書借閱為例，曾經進行此書籍借閱的閱讀者將被追蹤出來，圖書館即可將此書籍之閱讀記錄記錄下來。
綜上所述，雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1000‧‧‧資訊傳播系統
100‧‧‧資訊提供裝置
200‧‧‧資訊管理裝置
210‧‧‧輸入單元
220‧‧‧解碼運算單元
230‧‧‧追蹤單元
240‧‧‧儲存單元
300‧‧‧資訊傳播裝置
310‧‧‧接收單元
320‧‧‧編碼運算單元
321‧‧‧加法器
322‧‧‧餘數器
330‧‧‧傳遞單元
340‧‧‧記錄單元
D‧‧‧數位資訊
S‧‧‧私密簽章資訊
S110、S120、S130、S210、S220、S230‧‧‧流程步驟
第1圖繪示本實施例之一資訊傳播系統。
第2圖繪示資訊傳播裝置之方塊圖。
第3圖繪示本實施例之數位資訊編碼方法的流程圖。
第4圖繪示資訊管理裝置之方塊圖。
第5圖繪示本實施例之數位資訊解碼方法的流程圖。
S110、S120、S130．．．流程步驟
Claims (14)
- 一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法，包括：(a)一第一資訊傳播裝置接收一數位資訊；(b)該第一資訊傳播裝置以一線性組合運算(linear combination)將一第一私密簽章資訊編碼於該數位資訊內，以獲得一第一已編碼數位資訊，其中編碼前之該數位資訊與該第一已編碼數位資訊的位元數相同；(c)該第一資訊傳播裝置傳遞該第一已編碼數位資訊；(d)一第二資訊傳播裝置接收該第一已編碼數位資訊；(e)該第二資訊傳播裝置以該線性組合運算將一第二私密簽章資訊編碼於該第一已編碼數位資訊內，以獲得一第二已編碼數位資訊，其中該第一已編碼數位資訊與該第二已編碼數位資訊的位元數相同；以及(f)該第二資訊傳播裝置傳遞該第二已編碼數位資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法，其中在該步驟(b)中，該第一私密簽章資訊與編碼前之該數位資訊之位元數相同，在該步驟(e)中，該第二私密簽章資訊與該第一已編碼數位資訊的位元數相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法，其中在該步驟(a)及(b)中， 該數位資訊及該第一私密簽章資訊係為二進制或屬於有限體GF(pn )內的元素。
- 如申請專利範圍第1項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法，其中在該步驟(b)中，該第一私密簽章資訊係透過一加法運算(Add)及一餘數運算(Mod)編碼於該數位資訊內。
- 如申請專利範圍第1項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊編碼方法，其中在該步驟(a)中，該數位資訊包括一廣告內容。
- 一種可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊解碼方法，包括：(g)接收一數位資訊；(h)以一線性碼(linear code)的解碼演算法從數位資訊解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少兩個錯誤碼字(error digit)所在的位置，不同的錯誤位置(error position)代表不同的私密簽章資訊；以及(i)依據此錯誤位置資訊追蹤至少兩個傳播裝置。
- 如申請專利範圍第6項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊解碼方法，其中在該步驟(g)及(h)中，該數位資訊及該私密簽章資訊係為二進制或屬於有限體GF(pn )內的元素。
- 如申請專利範圍第6項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊解碼方法，其中在該步驟(h)中，該數位資訊係透過一奇偶校驗矩陣(parity check matrix)解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少兩個錯誤碼字 (error digit)所在的位置，不同的錯誤位置(error position)代表不同的私密簽章資訊。
- 如申請專利範圍第6項所述之可追蹤資訊傳播裝置之數位資訊解碼方法，其中在該步驟(g)中，該數位資訊包括一廣告內容。
- 一種資訊傳播裝置，包括：一接收單元，用以接收一第一已編碼數位資訊；一編碼運算單元，係以一線性組合運算(linear combination)將一第二私密簽章資訊編碼於該第一已編碼數位資訊內，以獲得一第二已編碼數位資訊，其中該第一已編碼數位資訊與該第二已編碼數位資訊的位元數相同；一傳遞單元，用以傳遞該第二已編碼數位資訊；其中，該第一已編碼數位資訊為一另一資訊傳播裝置所傳遞，該另一資訊傳播裝置以該線性組合運算將一第一私密簽章資訊編碼於其所接收之編碼前之一數位資訊內，以獲得該第一已編碼數位資訊。
- 如申請專利範圍第10項所述之資訊傳播裝置，其中該數位資訊、該第一私密簽章資訊、該第二私密簽章資訊、該第一已編碼數位資訊及該第二已編碼數位資訊係為二進制或屬於有限體GF(pn )內的元素。
- 如申請專利範圍第10項所述之資訊傳播裝置，其中該編碼運算單元包括：一加法器(Add calculator)，用以執行一加法運算；以及 一餘數器(Mod calculator)，用以執行一餘數運算；其中，該第二私密簽章資訊係透過該加法運算及該餘數運算編碼於該第一已編碼數位資訊內。
- 一種資訊管理裝置，包括：一輸入單元，用以輸入一數位資訊；一解碼運算單元，係以一線性碼(linear code)的解碼演算法從數位資訊解碼出正確的字碼(codeword)，並比對出至少兩個錯誤碼字(error digit)所在的位置，不同的錯誤位置(error position)代表不同的私密簽章資訊；以及一追蹤單元，係依據該錯誤位置資訊追蹤至少兩個傳播裝置。
- 如申請專利範圍第13項所述之資訊管理裝置，更包括：一儲存單元，係儲存一奇偶校驗矩陣(parity check matrix)，該解碼運算單元係透過該奇偶校驗矩陣從該數位資訊係解碼出該些錯誤位置資訊。
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