数位资料加密和解密的方法和装置;METHOD AND APPARATUS FOR ENCRYPTING AND DECRYPTING DIGITAL DATA

摘要

一种采用多重霍夫曼表和至少一个加密金钥以增加数位资料的安全性，来对数位资料进行加密和解密之方法和装置。至少有一个图像参数用以特征化该数位资料，例如一个动态向量表或是直流照明度(DC－luminance)，被选为一个图像参数。根据该图像参数的所有可能的霍夫曼表是由霍夫曼树的突变所产生。一个事先决定数量的有效霍夫曼表，是经由使用第一个加密金钥和杂凑函数(hash function)，由所有可能的霍夫曼表所产生。接着，一个有效霍夫曼表的编码序列是由第二个加密金钥和杂凑函数产生。最后，数位资料是由该有效霍夫曼表和编码序列，加密成加密位元流(encrypted bit stteam)。图像参数的加密符号可以经由符号统计分析来减少，因此可以减少计算花费。

主权项

1.一种加密数位资料的方法，其包含：选择至少一个图像参数，用以特征化该数位资料，该图像参数包括第一个数目的符号；依据该图像参数的符号统计分析，自该图像参数中选择第二个数目的符号，其中该第二个数目小于该第一个数目；依据所选择的该符号产生所有可能的霍夫曼表；使用一第一加密金钥，从所有可能的霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表；使用一第二加密金钥，以产生一个有效霍夫曼表的编码序列；以及使用该霍夫曼表的编码序列，加密该数位资料使其成为一加密位元流。 ;2.如请求项1所述之加密数位资料的方法，其中该数位资料是MPEG资料，包括MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4资料。 ;3.如请求项1所述之加密数位资料的方法，其中该数位资料是JPEG资料。 ;4.如请求项2所述之加密数位资料的方法，其中该图像参数至少是巨集区块位址增加表、巨集区块样式表(I/P/B)、编码区块模式表、动态向量表、直流照明度、直流色度表、和振幅参数其中之一。 ;5.如请求项1所述之加密数位资料的方法，其中被选择的该第一个数目及该第二个数目的该符号包括在该图像参数所有的符号中的一显着或然率。 ;6.如请求项1所述之加密数位资料的方法，其中该有效霍夫曼表是由杂凑函数所选出，且该第一加密金钥被用来当成该杂凑函数的种子。 ;7.如请求项6所述之加密数位资料的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。 ;8.如请求项1所述之加密数位资料的方法，其中该有效霍夫曼表的编码序列是由一杂凑函数所决定，且该第二加密金钥被用来当成所述杂凑函数的种子。 ;9.请求项8所述之加密数位资料的方法，其中所述杂凑函数是一个PJW杂凑函数。 ;10.一种将请求项1所述之加密位元流解密之方法，其包含：依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析，产生所有可能的霍夫曼表；接收一第一输入金钥；当该第一输入金钥和该第一加密金钥经比对吻合时，使用该第一输入金钥，以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表；接收一第二输入金钥；当该第二输入金钥和该第二加密金钥经比对吻合时，使用该第二输入金钥产生有效霍夫曼表的编码序列；以及使用所述有效霍夫曼表的编码序列，将该加密位元流解密。 ;11.一种将数位资料加密的方法，其包含：选择至少一个图像参数以特征化该数位资料；依据该图像参数产生所有可能霍夫曼表；使用一第一加密金钥，从所述所有可能霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表；使用一第二加密金钥以产生该有效霍夫曼表的编码序列；以及使用该霍夫曼表的编码序列，将所述数位资料加密成为一加密位元流。 ;12.如请求项11所述之将数位资料加密的方法，其中该数位资料是MPEG资料，包括MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4资料。 ;13.如请求项11所述之将数位资料加密的方法，其中该数位资料是JPEG资料。 ;14.如请求项12所述之将数位资料加密的方法，其中图像参数至少是巨集区块位址增加表、巨集区块样式表(I/P/B)、编码区块模式表、动态向量表、直流照明度、直流色度表、和振幅参数其中之一。 ;15.如请求项11所述之将数位资料加密的方法，其中该有效霍夫曼表是由一杂凑函数所决定，且该第一加密金钥被用来当成所述杂凑函数的种子。 ;16.如请求项15所述之将数位资料加密的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。 ;17.如请求项11所述之将数位资料加密的方法，其中该有效霍夫曼表的编码序列是由一杂凑函数所决定，且该第二加密金钥被用来当成所述杂凑函数的种子。 ;18.如请求项17所述之将数位资料加密的方法，其中该杂凑函数是一个PJW杂凑函数。 ;19.一种将请求项11所述之加密位元流解密之方法，其包含：依据被选择的该至少一个图像参数产生所有可能的霍夫曼表；接收一第一输入金钥；当该第一输入金钥和该第一加密金钥经比对吻合时，使用该第一输入金钥，以从该所有可能的霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表；接收一第二输入金钥；当该第二输入金钥和该第二加密金钥经比对吻合时，使用该第二输入金钥产生有效霍夫曼表的编码序列；以及使用所述有效霍夫曼表的编码序列，将该加密位元流解密。 ;20.一个用以编码数位资料的加密编码器，其包含：用以选择至少一个图像参数以特征化该数位资料之机制，其中该图像参数包括第一数目的符号；用以依据该图像参数的符号统计分析以自该图像参数选择第二数目的符号之机制，其中该第二数目小于该第一数目；用以依据所选取的符号以产生所有可能霍夫曼表的机制；用以使用一第一加密金钥从所述所有可能霍夫曼表中随机选取一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以使用一第二加密金钥以产生一个有效霍夫曼表的编码序列的机制；以及用以使用所述霍夫曼表的编码序列以加密所述数位资料成为一加密位元流的机制。 ;21.如请求项20所述之用以编码数位资料的加密编码器，其更包含一个内建的一般解码器，且该加密编码器是连接到一个内容提供者；以及其中该一般解码器将从该内容提供者来的资料解码成一媒体资料，且该加密编码器将该媒体资料编码成一个加密位元流。 ;22.如请求项20所述之用以编码数位资料的加密编码器，其包含：用以依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析以产生所有可能霍夫曼表的机制；用以当一第一输入金钥和该第一加密金钥经比对吻合时，使用该第一输入金钥以从该所有可能霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以当一第二输入金钥和该第二加密金钥经比对吻合时，使用该第二输入金钥以产生有效霍夫曼表之编码序列的机制。 ;23.一个用以编码数位资料之加密编码器，其包含：用以选择至少一图像参数以特征化该数位资料的机制；用以依据该图像参数以产生所有可能霍夫曼表的机制；用以使用一第一加密金钥从该所有可能霍夫曼表中随机选取一事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以使用一第二加密金钥以产生有效霍夫曼表之编码序列的机制；以及用以使用所述霍夫曼表之编码序列以加密该数位资料成为一加密位元流的机制。 ;24.如请求项23所述之用以编码数位资料之加密编码器，其更包含一个内建的一般解码器，且该加密编码器是连接到一个内容提供者；以及其中该一般解码器将从该内容提供者来的资料解码成一媒体资料，且该加密编码器将该媒体资料编码成一个加密位元流。 ;25.如请求项23所述之用以编码数位资料之加密编码器，其包含：用以依据所选定的图像参数和该图像参数的符号统计分析以产生所有可能霍夫曼表的机制；用以当一第一输入金钥和该第一加密金钥经比对吻合时，使用该第一输入金钥以从该所有可能霍夫曼表产生一个事先决定数目的有效霍夫曼表的机制；用以当一第二输入金钥和该第二加密金钥经比对吻合时，使用该第二输入金钥以产生有效霍夫曼表之编码序列的机制。;第一图显示一个媒体内容提供者系统的范例概要图例。;第二图显示一个先前技术MPEG－2编码器的简化概要图例。;第三图是一个MPEG位元流从影像序列层到区块层的阶层图例。;第四A图显示依据第一个实施例的应用概要图例。;第四B图显示依据第二个实施例的应用概要图例。;第五图显示依据第一个实施例的编码器的概要图例。;第六A图是依据第一个实施例，加密数位资料方法的流程图。;第六B图是依据第二个实施例，加密数位资料方法的流程图。;第七A图是选取有效霍夫曼表的流程图。;第七B图设定被选取有效霍夫曼表序列的流程图。;第八图是依据另一个实施例，加密数位资料方法的流程图。;第九图显示直流照明度参数的霍夫曼树突变。;第十AB图显示两个短片直流照明度的符号统计分析。;第十一AB图显示两个短片动态向量的符号统计分析。