專利名稱：加密數據的接收及解密裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字電視領域，特別是涉及一種數字電視系統中加密數據的接收及解密裝置。
背景技術：
目前我國的數字電視節目正準備開始廣播，數字電視取代模擬電視已是指日可待，但困擾我國數字電視發展的節目收費技術問題，即節目信號加密和有條件接收的技術問題，一直沒有得到很好解決。
圖1和圖2是目前國際上大部分國家采用的數字電視發送電路和接收電路的結構示意圖。圖1表示數字電視信號發送，圖2表示數字電視信號接收。與模擬電視對比，除了調制、解調電路和編碼、解碼電路不太相同外，數字電視還多了一套“復用編碼器”和“解復用編碼器”及“數據處理器”等電路部分。利用復用編碼器和解復用編碼器，可以使多種不同數據能夠集中在一起傳輸，利用數據處理器能夠對多種數據進行信息處理，如可以對數字電視節目信號進行加密和解密以及實現節目收費觀看功能。
由于數字電視信號傳輸的碼率很高，特別是高清晰度數字電視(HDTV)，碼率高達20MPS以上，因此復用編碼器和解復用編碼器一般都需要用含有數字信號處理(DSP)功能的RISC-CPU(如ARM-CPU)或SOC等高速數據處理器件或電路來實現。使用這些器件還需要嵌入式操作系統軟件、中間件及數據處理軟件來支持。因此，硬件成本很高，軟件開發難度也很大。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種用于數字電視系統的加密數據的接收及解密裝置，能夠對加密的節目信號進行解密，進而進行有條件接收，且電路簡單，成本低，無需嵌入式操作系統，易于技術開發。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種加密數據的接收及解密裝置，包括接收電路和解密電路，所述接收電路接收加密數據并將其分為加密信號和數據信號輸入所述解密電路，所述解密電路包括第一移位寄存器、第二移位寄存器、數據處理器、位比較器以及存儲器，其中加密信號輸入所述第一移位寄存器和所述第二移位寄存器，數據信號輸入所述數據處理器并經數據處理器分離輸出密鑰數據和原始數據至所述存儲器，所述位比較器接收第一移位寄存器中加密信號的同步頭數據和結束碼數據，并將其與存儲器中的密鑰數據比較，在加密信號的同步頭數據和結束碼數據與密鑰數據相同時，輸出控制信號至存儲器，存儲器用原始數據置換第二移位寄存器中加密信號的被加密數據。
所述加密信號為數字電視加密信號。
所述加密信號的被加密數據是同步頭數據和結束碼數據至少之一，所述原始數據相應是原始同步頭數據和原始結束碼數據至少之一。
所述接收電路設有高頻調諧器、混頻和高頻解調電路、第一濾波器、第二濾波器、第一解調器以及第二解調器，其中高頻調諧器選頻接收加密數據，并將該加密數據送入混頻和高頻解調電路混頻、高頻解調，輸出兩路信號，其中一路信號經第一濾波器濾波輸出加密信號，再由第一解調器解調；另一路信號經第二濾波器濾波輸出數據信號，再由第二解調器解調；所述第一解調器、第二解調器輸出的信號分別送入解密電路。
所述存儲器包括用于存儲密鑰數據的第一存儲器和用于存儲原始數據的第二存儲器。
所述數據信號還包括用戶碼，所述解密電路還包括第三存儲器，該第三存儲器預存儲有可被所述數據處理器讀取并與數據信號中的用戶碼相比較的用戶碼。
所述數據信號還包括節目號、收費標準，所述第三存儲器還預存有用戶費用。
所述第三存儲器為有條件接收卡。
本實用新型與現有技術相比具有以下突出的優點便于對加密的節目信號進行解密以及有條件接收，電路簡單，成本低，無需嵌入式操作系統，易于進行技術開發，且電路工作速度快、效率高，進一步提高了可靠性。
圖1是現有數字電視信號發送電路的結構示意圖。
圖2是現有數字電視信號接收電路的結構示意圖。
圖3是數字電視信號在傳輸過程中的基本編碼格式示意圖。
圖4是本實用新型第一實施例的結構示意圖。
圖5是本實用新型第二實施例的結構示意圖。
具體實施方式
數字電視信號在傳輸過程中的基本編碼格式如圖3所示，包括同步頭、傳送數據和結束碼，這構成了數字電視信號的一個幀。數字電視信號是一幀一幀地傳送的，在傳送過程中，如果同步頭和結束碼丟失或者錯誤，就使得信號失去時序，而無法從信號中將數據分離和解碼。根據這一原理，通過將每幀數字電視信號的同步頭或/和結束碼置換可以對數字電視信號進行加密。由此數字電視信號發送端可以將通過置換同步頭或/和結束碼加密的數字電視加密信號和包括密鑰、原始數據(可包括原始同步頭數據或/和原始結束碼數據，即數據電視信號加密前的同步頭數據或/和結束碼數據)或/和用戶碼、節目號、收費標準等用戶信息的數據信號分別調制，二者形成數字電視信號的加密數據，一并發送至接收端。
本實用新型能夠接收通過這種方式形成的數字電視信號的加密數據，并對其進行解密。以下以接收并解密通過置換每幀數字電視信號的同步頭進行加密的數字電視信號為例，對本實用新型進行說明。
如圖4所示，本實用新型第一實施例包括接收電路10和解密電路20。其中接收電路10設有高頻調諧器11、混頻和高頻解調電路12、第一濾波器13、第二濾波器14以及第一解調器15、第二解調器16。解密電路20包括第一移位寄存器21、第二移位寄存器22、數據處理器23、位比較器24以及第一存儲器25、第二存儲器26。
接收電路10的高頻調諧器11選頻接收數字電視信號發送端發送的射頻信號即數字電視信號的加密數據，該數字電視信號的加密數據包括數字電視加密信號和包括密鑰和原始同步頭數據的數據信號，并將該信號送入混頻和高頻解調電路12混頻、高頻解調，輸出兩路信號，其中一路信號經第一濾波器13濾波選出數字電視加密信號，再由第一解調器15解調產生數字電視編碼信號，如MPEG2編碼信號；另一路信號經第二濾波器14濾波選出數據信號，再由第二解調器16解調。經第一、第二解調器15、16解調輸出的信號都是TS流，即數字信號傳送流，指帶有同步頭和結束碼的幀信號。
接收電路10的第一、第二解調器15、16輸出的信號分別送入解密電路20。其中第一解調器15輸出的數字電視編碼信號送入第一移位寄存器21、第二移位寄存器22，第二解調器16輸出的數據信號送入數據處理器23。
第一移位寄存器21用來對數字電視編碼信號進行幀檢測，其長度(位數)正好與一幀信號的位數相等，當信號從第一移位寄存器21中經過時，第一移位寄存器21既可以看成是一根延時線，也可以看成是一個存儲器。該第一移位寄存器21嚴格監視對應每幀數據電視編碼信號的同步頭數據和結束碼數據的時刻，并將每幀信號的同步頭數據和結束碼數據輸入位比較器24。第二移位寄存器22因與第一移位寄存器21并聯，故當第一移位寄存器21中正好儲存滿一幀信號時，第二移位寄存器22中也正好儲存滿一幀信號。
數據處理器23將第二解調器16輸出的數據信號進行分離、存儲和數據處理，并輸出密鑰數據至第一存儲器25、原始同步頭數據至第二存儲器26進行存儲，其中密鑰數據與加密數字電視信號的同步頭數據和結束碼數據完全相同，原始同步頭數據是數據電視信號加密前的同步頭數據。本實用新型中的數據處理器主要包括微處理器(MPU)和存儲器，其中微處理器用于將密鑰數據和原始同步頭數據分離處理。
第一存儲器25將該密鑰數據送至位比較器24。
位比較器24接收第一移位寄存器21傳送的每幀數據電視編碼信號的同步頭數據和結束碼數據以及第一存儲器25傳送的密鑰數據，因該密鑰數據與加密數字電視信號的同步頭數據和結束碼數據完全相同，故只有當該密鑰數據與第一移位寄存器21傳送的每幀信號的同步頭和結束碼數據都相同時，加密的數字電視信號才能夠被解密。此時第一移位寄存器21中的信號正好為一幀，第二移位寄存器22中也正好儲存滿一幀信號。位比較器26將每幀數據電視編碼信號的同步頭數據和結束碼數據與第一存儲器25傳送的密鑰數據進行比較，如果二者完全相同，則輸出控制信號至第二存儲器26，將第二存儲器26的原始同步頭數據讀出并送至第二移位寄存器22，置換第二移位寄存器22中的每幀數據電視編碼信號的同步頭數據，將數字電視編碼信號還原成與加密前一樣的信號，即將加密的數字電視信號解密。
隨后經解密的數字電視編碼信號從模擬開關K的2-3端口輸出，送至音視頻解碼器(如MPEG解碼器)解碼、音視頻處理器處理后輸出音視頻信號。此外，當本實用新型接收的數字電視信號不曾被加密時，該不曾被加密的數字電視信號也可以經第一移位寄存器21從開關模擬K的1-3端輸出，或者不經第一移位寄存器21，直接從開關模擬K的1-3端輸出，送至音視頻解碼器(如MPEG解碼器)解碼、音視頻處理器處理后輸出音視頻信號。
如圖5所示，本實用新型第二實施例與第一實施例的不同之處在于，解密電路20還包括第三存儲器27，該第三存儲器27預存儲有用戶碼，該用戶碼是電視用戶申請開通加密電視節目頻道時向電視節目運營商注冊的號碼，用于表示電視用戶收看加密電視節目的權限。該第三存儲器27連接至數據處理器23，數據處理器23可以讀取并修改第三存儲器27中的數據。
在該實施例中，接收電路10接收的數字電視信號發送端發送的數字電視信號的加密數據中數據信號不僅僅包括密鑰和原始同步頭數據，還包括用戶碼、節目號、收費標準等用戶信息。這些數據信號以用戶碼、密鑰、原始同步頭數據、節目號、收費標準的順序反復發送至接收電路10，其中節目號與密鑰可以進行數據復用。接收電路10接收到數字電視信號的加密數據后，將其混頻、高頻解調、濾波解調，并送入解密電路20，其中數字電視編碼信號送入第一移位寄存器21、第二移位寄存器22，數據信號送入數據處理器23。
數據處理器23將接收到的數據信號分離后，先對分離出的用戶碼信息進行譯碼，將譯碼得到的用戶碼與從第三存儲器27讀取的用戶碼相比較，如果二者完全相同，才繼續進行數據處理工作，并將密鑰數據輸出至第一存儲器25、原始同步頭數據至第二存儲器26進行存儲。
隨后進行加密的數字電視信號的解密過程，并將經解密的數字電視編碼信號輸出。此過程與第一實施例相同，故在此不再贅述。
由此，本實用新型除了可對加密的數字電視信號進行解密，還可以實現有條件接收，使得用戶在注冊的前提下收看數字電視加密節目。
本實施例中，第三存儲器27除了預存用于鑒別用戶權限的用戶碼外，還可以用作儲值卡，預存儲用戶費用。當用戶收看數字電視加密節目時，數字電視信號發送端反復發送數據信號，每隔一定時間對用戶進行一次用戶碼查詢。如果加密數據的接收及解密裝置在一定時間內沒有收到數字電視信號發送端發送的數據信號，其數據處理器23將之前接收存儲下來的數據自動清零。數據處理器23根據計數結果和節目號以及收費標準等數據，計算收看節目費用，即可從第三存儲器27中存儲的用戶費用中扣除收看節目費用。如果第三存儲器27中存儲的用戶費用將要被扣完，數據處理器23會輸出信息，提示用戶須要準備向第三存儲器27中存儲用戶費用。該存儲可以由數字電視信號發送端發送儲值費用數據至該加密數據的接收及解密裝置，通過數據處理器23對第三存儲器27進行充值(即改寫用戶費用)來實現，也可以由用戶直接到運營商處對第三存儲器27充值實現。在本實施例中，該第三存儲器可為有條件接收(CA-IC)卡，通過接口電路與數據處理器連接。
權利要求1.一種加密數據的接收及解密裝置，包括接收電路和解密電路，其特征在于，所述接收電路接收加密數據并將其分為加密信號和數據信號輸入所述解密電路，所述解密電路包括第一移位寄存器、第二移位寄存器、數據處理器、位比較器以及存儲器，其中加密信號輸入所述第一移位寄存器和所述第二移位寄存器，數據信號輸入所述數據處理器并經數據處理器分離輸出密鑰數據和原始數據至所述存儲器，所述位比較器接收第一移位寄存器中加密信號的同步頭數據和結束碼數據，并將其與存儲器中的密鑰數據比較，在加密信號的同步頭數據和結束碼數據與密鑰數據相同時，輸出控制信號至存儲器，存儲器用原始數據置換第二移位寄存器中加密信號的被加密數據。
2.根據權利要求1所述的加密數據的接收及解密裝置，其特征在于，所述加密信號為數字電視加密信號。
3.根據權利要求1所述的加密數據的接收及解密裝置，其特征在于，所述加密信號的被加密數據是同步頭數據和結束碼數據至少之一，所述原始數據相應是原始同步頭數據和原始結束碼數據至少之一。
4.根據權利要求1、2或3所述的加密數據的接收及解密裝置，其特征在于，所述接收電路設有高頻調諧器、混頻和高頻解調電路、第一濾波器、第二濾波器、第一解調器以及第二解調器，其中高頻調諧器選頻接收加密數據，并將該加密數據送入混頻和高頻解調電路混頻、高頻解調，輸出兩路信號，其中一路信號經第一濾波器濾波輸出加密信號，再由第一解調器解調；另一路信號經第二濾波器濾波輸出數據信號，再由第二解調器解調；所述第一解調器、第二解調器輸出的信號分別送入解密電路。
5.根據權利要求1、2或3所述的加密數據的接收及解密裝置，其特征在于，所述存儲器包括用于存儲密鑰數據的第一存儲器和用于存儲原始數據的第二存儲器。
6.根據權利要求1、2或3所述的加密數據的接收和解密裝置，其特征在于，所述數據信號還包括用戶碼，所述解密電路還包括第三存儲器，該第三存儲器預存儲有可被所述數據處理器讀取并與所述數據信號中的用戶碼相比較的用戶碼。
7.根據權利要求6所述的加密數據的接收和解密裝置，其特征在于，所述數據信號還包括節目號、收費標準，所述第三存儲器還預存有用戶費用。
8.根據權利要求7所述的加密數據的接收和解密裝置，其特征在于，所述第三存儲器為有條件接收卡。
專利摘要本實用新型提供一種加密數據的接收及解密裝置，包括接收電路和解密電路，其中解密電路包括第一移位寄存器、第二移位寄存器、數據處理器、位比較器以及存儲器。接收電路接收加密數據并將其分為加密信號和數據信號輸入解密電路，其中加密信號輸入第一移位寄存器和第二移位寄存器，數據信號輸入數據處理器并經數據處理器分離輸出密鑰數據和原始數據至存儲器。位比較器接收第一移位寄存器中加密信號的同步頭數據和結束碼數據，并將其與存儲器中的密鑰數據比較，當二者相同時，輸出控制信號至存儲器，存儲器用原始數據置換第二移位寄存器中加密信號的被加密數據。本實用新型電路簡單，成本低，無需嵌入式操作系統，易于技術開發。
文檔編號H04N5/913GK2857364SQ20052012074
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月14日 優先權日2005年12月14日
發明者陶顯芳 申請人:康佳集團股份有限公司