CN104320673B - 一种防止非法篡改节目内容的方法 - Google Patents

一种防止非法篡改节目内容的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止非法篡改节目内容的方法，步骤为：(1)加扰器接收TS流，解析获得PES分组；(2)加扰器将第一PES分组的校验码、包计数器和第二PES分组的包计数器封装到ECM包中，并将ECM包插入到TS流中；(3)加扰器将TS流发送给调制器；(4)调制器将TS流调制后发送给终端；(5)终端接收TS流，解析获得ECM包和PES分组；(6)判断ECM包中第一PES分组的校验码和对相应的PES分组进行校验生成校验码是否匹配；若匹配，对TS流进行解码播放；若不匹配，提示校验错误，停止解码。本发明能够有效的防止非法篡改节目内容，保障了数字电视的内容安全，实现简单、且易于推广。

Description

一种防止非法篡改节目内容的方法
技术领域
本发明涉及数字电视领域，尤其涉及一种防止非法篡改节目内容的方法。
背景技术
数字电视广播系统包括前端和终端两部分，其中，前端又包括编码器、加扰器、复用器、调制器等设备，编码器在前端系统的主要作用是将模拟视音频信号压缩编码成数字音视频信号，模拟视音频信号经过抽样、量化及压缩编码形成基本码流ES(ElementaryStreams)，ES经分割成段，并加上相应的头文件打包形成的打包基本码流PES(PacketizedElementary Streams)，传输时将PES包再分段打成有固定长度传送码流TS(TransportStream)或可变长度的节目流PS(Program Stream)；复用器接收TS流，对数据进行复用，调整了节目排布的信息；加扰器负责对TS流数据进行加扰，保障了TS流数据的安全性；调制器负责将TS流数据转化为高频载波下的射频信号传输给终端；终端包括机顶盒、电视机等设备，终端接收射频信号并解调，得到TS流，经过解复用、解扰、解码等操作后，实现电视节目的播放。
随着技术和社会的发展，有可能出现不法分子篡改数字电视信号中的合法内容，利用数字电视广播系统传播非法信息，影响社会稳定团结。目前数字电视广播系统为了保证节目内容安全，主要采用条件接收技术，即在前端对数字电视节目数据进行加扰，然后再发送给终端，终端接收到数字电视节目数据后，根据授权信息对数字电视节目数据进行解扰，然后才能正常收看电视节目。但是，这种方式仅仅保证数字电视节目数据被截获后不能被非法使用，并不能解决不法分子篡改数字电视系统中的合法节目内容的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种防止非法篡改节目内容的方法，采用原始数据的校验机制，添加前端和终端的交互机制，来杜绝节目传输中的非法修改，实现简单易行，不会增加当前的业务成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种防止非法篡改节目内容的方法，它的步骤为：
(1)加扰器接收TS流，解析获得PES分组；
(2)加扰器将第一PES分组的校验码、包计数器和第二PES分组的包计数器封装到ECM包中，并将ECM包插入到TS流中；
(3)加扰器将TS流发送给调制器；
(4)调制器将TS流调制后发送给终端；
(5)终端接收TS流，解析获得ECM包和PES分组；
(6)判断ECM包中第一PES分组的校验码和对相应的PES分组进行校验生成校验码是否匹配；若匹配，对TS流进行解码播放；若不匹配，提示校验错误，停止解码。
所述步骤(2)进一步为：
(2-1)加扰器将第m个PES分组作为第一PES分组，将所述第一PES分组的检验码字段和包计数器字段插入到ECM包中，其中m为自然数；
(2-2)将所述第一PES分组之后的第i个PES分组作为第二PES分组，将第二PES分组的包计数器字段插入到ECM包中，其中i为整数，其范围是[1,127]；
(2-3)设置ECM包中的校验标志位；
(2-4)将ECM包插入到TS流中，所述ECM包与包含第一PES分组的起始码字段的TS包紧邻；
(2-5)m的值增加i，转到步骤(2-1)执行。
所述步骤(6)进一步包括：
(6-1)终端从TS流中过滤出第n个ECM包，并获取ECM包中第一PES分组的校验码字段、包计数器字段和第二PES分组的包计数器字段；其中，n为自然数；
(6-2)根据第n个ECM包中的第二PES分组的包计数器字段，终端从TS流中获取与第二PES分组紧邻的前一个PES分组，并对所述前一个PES分组的数据进行校验生成校验码；
(6-3)获取第n+1个ECM包，比较第n+1个ECM包中的第一PES分组的校验码字段与所述步骤(6-2)中生成的校验码是否匹配；若匹配，执行步骤(6-4)；若不匹配，执行步骤(6-5)；
(6-4)对TS流进行解码播放，n的值增加1，并执行步骤(6-1)；
(6-5)提示校验错误，停止解码。
所述步骤(6)进一步包括：
(6-a)终端从TS流中获取PES分组，并对PES分组的数据进行校验生成校验码，将PES分组的包计数器字段和生成的校验码存放到缓存中；同时从TS流中获取ECM包，解析获取ECM包中第一PES分组校验码字段和包计数器字段；
(6-b)从缓存中查找与比所述第一PES分组的包计数器字段小1的包计数器字段对应的生成的校验码；
(6-c)判断所述第一PES分组的校验码字段与所述生成的校验码是否匹配；
(6-d)若匹配，则对TS流进行解码播放，并继续接收TS流，转到步骤6-a执行；
(6-e)若不匹配，则停止对TS流进行解码。
所述PES分组符合ISO/IEC 13818-1标准中的定义，PES分组中的校验码字段指的是previous_PES_packet_CRC，包计数器字段指的是program_packet_sequence_counter。
所述PES分组的起始码字段指的是packet_start_code_prefix。
所述ECM包在GY/Z 175-2001标准中表H3规定的CA_message_section的基础上做了扩展，增加了校验标志位字段、第一PES分组校验码字段和包计数器字段、第二PES分组包计数器字段。
所述步骤(6-2)中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
所述步骤(6-a)中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
本发明的有益效果为：本发明通过在前端周期性提取PES分组的校验码，并将校验码插入到ECM包中，再将ECM包和包含PES分组起始码字段的TS包紧邻下发；终端将收到的ECM包包中校验码与终端根据校验算法和PES分组数据生成的校验码比较，确保了前端发送到终端的数据没有被篡改，有效地解决了数字电视内容在从前端传输到终端的过程中可能存在被非法篡改的问题，保证了数字电视内容本身的安全，并且不需要添加额外的设备，具有简单可用、易于推广等优点。
附图说明
图1为本发明所述方法流程示意图；
图2为本发明所述方法的前端处理流程示意图；
图3为本发明所述方法的终端处理流程示意图；
图4为本发明所述方法的另一终端处理流程示意图；
图5为本发明中ECM包结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1-图2所示，本发明的目的是要解决前端信号在传输到终端设备的过程中可能遇到的非法修改和插入。
如图1所示，防止非法篡改节目内容的方法，它的步骤为：
S1：加扰器接收TS流，解析获得PES分组；
S2：加扰器将第一PES分组的校验码、包计数器和第二PES分组的包计数器封装到ECM包中，并将ECM包插入到TS流中；
S3：加扰器将TS流发送给调制器；
S4：调制器将TS流调制后发送给终端；
S5：终端接收TS流，解析获得ECM包和PES分组；
S6：判断ECM包中第一PES分组的校验码和对相应的PES分组进行校验生成校验码是否匹配；若匹配，对TS流进行解码播放；若不匹配，提示校验错误，停止解码。
所述PES分组符合ISO/IEC 13818-1标准中的定义，PES分组中的校验码字段指的是previous_PES_packet_CRC，包计数器字段指的是program_packet_sequence_counter。
所述ECM包在GY/Z 175-2001标准中表H3规定的CA_message_section的基础上做了扩展，增加了校验标志位字段、第一PES分组校验码字段和包计数器字段、第二PES分组包计数器字段。
如图2所示，本发明中，前端在ECM包中添加PES分组的校验码、包计数器的处理流程为：
S2-1：加扰器将第m个PES分组作为第一PES分组，将所述第一PES分组的检验码字段和包计数器字段插入到ECM包中，其中m为自然数；
S2-2：将所述第一PES分组之后的第i个PES分组作为第二PES分组，将第二PES分组的包计数器字段插入到ECM包中，其中i为整数，其范围是[1,127]；
S2-3：设置ECM包中的校验标志位；
S2-4：将ECM包插入到TS流中，所述ECM包与包含第一PES分组的起始码字段的TS包紧邻；
S2-5：m的值增加i，转到步骤S2-1执行。
所述PES分组的起始码字段指的是packet_start_code_prefix。
如图3所示，终端判断数字电视内容是否被篡改的处理流程为：
S6-1：终端从TS流中过滤出第n个ECM包，并获取ECM包中第一PES分组的校验码字段、包计数器字段和第二PES分组的包计数器字段；其中，n为自然数；
S6-2：根据第n个ECM包中的第二PES分组的包计数器字段，终端从TS流中获取与第二PES分组紧邻的前一个PES分组，并对所述前一个PES分组的数据进行校验生成校验码；
S6-3：获取第n+1个ECM包，比较第n+1个ECM包中的第一PES分组的校验码字段与所述步骤S6-2中生成的校验码是否匹配；若匹配，执行步骤S6-4；若不匹配，执行步骤S6-5；
S6-4：对TS流进行解码播放，n的值增加1，并执行步骤S6-1；
S6-5：提示校验错误，停止解码。
所述步骤S6-2中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
如图4所示，终端判断数字电视内容是否被篡改的另一处理流程为：：
S6-a：终端从TS流中获取PES分组，并对PES分组的数据进行校验生成校验码，将PES分组的包计数器字段和生成的校验码存放到缓存中；同时从TS流中获取ECM包，解析获取ECM包中第一PES分组校验码字段和包计数器字段；
S6-b：从缓存中查找与比所述第一PES分组的包计数器字段小1的包计数器字段对应的生成的校验码；
S6-c：判断所述第一PES分组的校验码字段与所述生成的校验码是否匹配；
S6-d：若匹配，则对TS流进行解码播放，并继续接收TS流，转到步骤6-a执行；
S6-e：若不匹配，则停止对TS流进行解码。
所述步骤S6-a中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
如图5所示，本发明中，ECM包在GY/Z 175-2001标准的表H3规定的CA_message_section的基础上做了扩展，增加了PES_CRC_flag、Pre_PES_CRC、First_PES_counter和Second_PES_counter四个字段，其中，PES_CRC_flag使用了CA_message_section的reserved字段，占1个bit位，用于指示ECM包中的PES相关字段是否有效，1表示有效，0表示无效；Pre_PES_CRC、First_PES_counter和Second_PES_counter字段位于CA_message_section的最后，位宽分别为16bit、7bit和7bit，分别代表第一PES分组的校验码字段(previous_PES_packet_CRC)、第一PES分组的包计数器(program_packet_sequence_counter)和第二PES分组的包计数器(program_packet_sequence_counter)。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：它的步骤为：
(1)加扰器接收TS流，解析获得PES分组；
(2)加扰器将第一PES分组的校验码、包计数器和第二PES分组的包计数器封装到ECM包中，并将ECM包插入到TS流中；
(3)加扰器将TS流发送给调制器；
(4)调制器将TS流调制后发送给终端；
(5)终端接收TS流，解析获得ECM包和PES分组；
(6)判断ECM包中第一PES分组的校验码和对相应的PES分组进行校验生成校验码是否匹配；若匹配，对TS流进行解码播放；若不匹配，提示校验错误，停止解码。
2.如权利要求1所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述步骤(2)进一步为：
(2-1)加扰器将第m个PES分组作为第一PES分组，将所述第一PES分组的检验码字段和包计数器字段插入到ECM包中，其中m为自然数；
(2-2)将所述第一PES分组之后的第i个PES分组作为第二PES分组，将第二PES分组的包计数器字段插入到ECM包中，其中i为整数，其范围是[1,127]；
(2-3)设置ECM包中的校验标志位；
(2-4)将ECM包插入到TS流中，所述ECM包与包含第一PES分组的起始码字段的TS包紧邻；
(2-5)m的值增加i，转到步骤(2-1)执行。
3.如权利要求1所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述步骤(6)进一步包括：
(6-1)终端从TS流中过滤出第n个ECM包，并获取ECM包中第一PES分组的校验码字段、包计数器字段和第二PES分组的包计数器字段；其中，n为自然数；
(6-2)根据第n个ECM包中的第二PES分组的包计数器字段，终端从TS流中获取与第二PES分组紧邻的前一个PES分组，并对所述前一个PES分组的数据进行校验生成校验码；
(6-3)获取第n+1个ECM包，比较第n+1个ECM包中的第一PES分组的校验码字段与所述步骤(6-2)中生成的校验码是否匹配；若匹配，执行步骤(6-4)；若不匹配，执行步骤(6-5)；
(6-4)对TS流进行解码播放，n的值增加1，并执行步骤(6-1)；
(6-5)提示校验错误，停止解码。
4.如权利要求1所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述步骤(6)进一步包括：
(6-a)终端从TS流中获取PES分组，并对PES分组的数据进行校验生成校验码，将PES分组的包计数器字段和生成的校验码存放到缓存中；同时从TS流中获取ECM包，解析获取ECM包中第一PES分组校验码字段和包计数器字段；
(6-b)从缓存中查找与比所述第一PES分组的包计数器字段小1的包计数器字段对应的生成的校验码；
(6-c)判断所述第一PES分组的校验码字段与所述生成的校验码是否匹配；
(6-d)若匹配，则对TS流进行解码播放，并继续接收TS流，转到步骤(6-a)执行；
(6-e)若不匹配，则停止对TS流进行解码。
5.如权利要求1所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述PES分组符合ISO/IEC 13818-1标准中的定义，PES分组中的校验码字段指的是previous_PES_packet_CRC，包计数器字段指的是program_packet_sequence_counter。
6.如权利要求2所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述PES分组的起始码字段指的是packet_start_code_prefix。
7.如权利要求1所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述ECM包在GY/Z175-2001标准中表H3规定的CA_message_section的基础上做了扩展，增加了校验标志位字段、第一PES分组校验码字段和包计数器字段、第二PES分组包计数器字段。
8.如权利要求3所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述步骤(6-2)中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
9.如权利要求4所述的防止非法篡改节目内容的方法，其特征是：所述步骤(6-a)中对PES分组的数据进行校验的方法为采用CRC16进行CRC校验，校验多项式为X16+X12+X5+1。
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