CN105306205B - 解密引擎以及解密方法 - Google Patents

Abstract

一种解密引擎，包括一更新电路、一密钥产生电路、一解密电路以及一检测电路。该更新电路基于一目前接收图框是被加密的前提之下产生一第一更新信息，并基于该目前接收图框是未被加密的前提之下产生一第二更新信息。该密钥产生电路依据该第一更新信息产生一第一密钥，并依据该第二更新信息产生一第二密钥。该解密电路依据该第一密钥以及该目前接收图框产生一第一解密图框，并依据该第二密钥以及该目前接收图框产生一第二解密图框。该检测电路依据该第一解密图框以及该第二解密图框来检测该目前接收图框是否被加密，并产生一加密检测结果。

Description

解密引擎以及解密方法

技术领域

本发明所揭露的实施例涉及加/解密，尤指一种解密引擎以及相关解密方法。

背景技术

在加密解密的系统，例如高带宽数字内容保护(High-Bandwidth DigitalContent Protection,HDCP)2.2中，接收端进行解密的流程可大致分为两个步骤。第一个步骤是需要和传送端之间完成认证流程，第二个步骤则是启动高级加密标准计数器(Advanced Encryption Standard Counter,AES-CTR)引擎来计算出密钥(key)，进而利用所计算出的密钥来进行解密的流程。然而，在解密的过程中若是因为传送端送出错误的控制信号，或是接收端受到噪声干扰而运算出错误的密钥，就可能会造成同步失败。一旦发生同步失败，使用者便无法观赏正常的影像，且要等到接收端正式地发现以及确认此一同步失败的情况之后，接收端再向传送端提出重新认证的请求(re-authentication request)，并且再经过一次冗长的认证流程才可以从错误的状态中回复，严重地造成不良的使用者经验。

因此，此领域亟需一种新颖的方法来解决上述问题。

发明内容

根据本发明的实施例，揭露一解密引擎以及相关解密方法以解决上述问题。

依据本发明的第一实施例，提出一种解密引擎，包括：一更新电路、一密钥产生电路、一解密电路以及一检测电路。其中该更新电路基于一目前接收图框是被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第一更新信息，以及基于该目前接收图框是未被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第二更新信息。该密钥产生电路至少依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的一第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的一第二密钥。该解密电路依据该第一密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第一解密图框，以及依据该第二密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第二解密图框。该检测电路至少依据该第一解密图框以及该第二解密图框来检测该目前接收图框是否被加密，并产生对应该目前接收图框的一加密检测结果。

依据本发明的第二实施例，提出一种解密方法，包括：基于一目前接收图框是被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第一更新信息，以及基于该目前接收图框是未被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第二更新信息；至少依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的一第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的一第二密钥；依据该第一密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第一解密图框，以及依据该第二密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第二解密图框；以及至少依据该第一解密图框以及该第二解密图框来检测该目前接收图框是否被加密，并产生对应该目前接收图框的一加密检测结果。

本发明的精神在于不利用传送端发出的控制信号来得知目前图框为加密/非加密，而是实时地同时产生一加密密钥与一非加密密钥，并将该加密密钥与该非加密密钥分别用于解密输入图框，以产生两个根据不同密钥所产生的图框，之后再利用图像处理的方法来判断对使用者来说哪一个应为正确的影像，以及哪一个为噪声，进而反推出当前的图框应为加密/非加密。并据以更新产生下一加密密钥与下一非加密密钥。这样一来便不会受到传送端发出的控制信号有可能发生错误的影响。

附图说明

图1为熟知的高级加密标准计数器。

第2图为本发明一解密引擎的示范性实施例的示意图。

第3图为本发明一解密方法的示范性实施例的流程图。

其中，附图标记说明如下：

200 解密引擎

202 第一更新单元

204 第二更新单元

206 第一高级加密标准计数器

208 第二高级加密标准计数器

210 第一解密单元

212 第二解密单元

214 检测电路

216 输出电路

302～310 步骤

具体实施方式

因此，本发明的目的之一在于揭露一解密引擎及一解密方法，以解决现有技术的问题。图1为熟知的高级加密标准计数器(Advanced Encryption Standard Counter,AES-CTR)，一般来说，一接收端在和一传送端经过认证流程之后，可以得到一第一常数Constant1以及一第二常数Constant2，其分别为两个定值。而在开始传输数据(例如图框或封包)之后，高级加密标准计数器便需要依据第一常数Constant1、第二常数Constant2、图框数FrameNumber和数据数DataNumber来计算出密钥Key。其中图框数FrameNumber是用来表示已解密的图框数；数据数DataNumber是用来表示已产生的密钥数。正常情况下，传送端会在传送每一图框的同时传送相对应的一控制信号，接收端则会据以针对图框数FrameNumber和数据数DataNumber进行相对应的更新。不过，一旦该控制信号发生错误，图框数FrameNumber和数据数DataNumber的更新便会连带的发生错误，因此造成图1的高级加密标准计数器计算出错误的密钥Key。

本发明的精神在于不利用传送端发出的控制信号来得知目前图框为加密/非加密，而是实时地同时产生一加密密钥与一非加密密钥，并将该加密密钥与该非加密密钥分别用于解密输入图框，以产生两个根据不同密钥所产生的图框，之后再利用图像处理的方法来判断对使用者来说哪一个应为正确的影像，以及哪一个为噪声，进而反推出当前的图框应为加密/非加密。并据以更新产生下一加密密钥与下一非加密密钥。这样一来便不会受到传送端发出的控制信号有可能发生错误的影响。

图2为本发明一解密引擎的示范性实施例的示意图。该解密引擎可以为适用于高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)2.2标准的一高级加密标准引擎200，其包含有一第一更新单元202、一第二更新单元204、一第一高级加密标准计数器206、一第二高级加密标准计数器208、一第一解密单元210、一第二解密单元212、一检测电路214以及一输出电路216。请注意，本发明并不限定于高带宽数字内容保护2.2标准，也可以适用于其它加密/解密系统。举例来说，高级加密标准引擎200可以是其它标准的解密引擎，而第一高级加密标准计数器206和第二高级加密标准计数器208也可以是符合其它标准的密钥产生器。高级加密标准引擎200实际作用于一接收端，例如一高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)2.2标准的接收端中，并且针对一传送端所发出的数据进行解密的流程。该接收端在和该传送端经过认证流程之后，便可以得到一第一常数Constant1以及一第二常数Constant2(在此实施例中为128位)，其分别为两个定值。而在开始传输数据(例如含有影像数据的图框和/或含有控制数据的封包)之后，高级加密标准引擎200便会依据第一常数Constant1、第二常数Constant2、一第一图框数FrameNumber1、一第二图框数FrameNumber2、一第一数据数DataNumber1以及一第二数据数DataNumber2来计算出一第一密钥Key1以及一第二密钥Key2，进而正确地解密出所接收到的数据中的图框。其中第一图框数FrameNumber1是指对于第一更新单元202来说，从一开始认证完成到目前已完成解密的图框数目；第二图框数FrameNumber2是指对于第二更新单元204来说，从一开始认证完成到目前已完成解密的图框数目；第一密钥Key1是指对于第一更新单元202来说，从一开始认证完成到目前已计算出的密钥数目；第二密钥Key2是指对于第二更新单元204来说，从一开始认证完成到目前已计算出的密钥数目。

具体来说，第一更新单元202持续地将当前(时间T)的一输入图框fram_rx视为加密后图框，并据以产生第一图框数FrameNumber1以及第一数据数DataNumber1，也就是会持续地累加第一图框数FrameNumber1以及第一数据数DataNumber1，并将第一常数Constant1、第一图框数FrameNumber1以及第一数据数DataNumber1(在此实施例中共128位)传送到第一高级加密标准计数器206。相反地，第二更新单元204持续地将输入图框frame_rx视为非加密后图框，并据以产生第二图框数FrameNumber2以及第二数据数DataNumber2，也就是不会持续地累加第二图框数FrameNumber2以及第二数据数DataNumber2，并将第一常数Constant1、第二图框数FrameNumber2以及第二数据数DataNumber2(在此实施例中共128位)传送到第二高级加密标准计数器208。

第一高级加密标准计数器206会依据第二常数Constant2(在此实施例中为128位)、第一常数Constant1、第一图框数FrameNumber1以及第一数据数DataNumber1来产生第一密钥Key1(在此实施例中为128位)至第一解密单元210；而第二高级加密标准计数器208会依据第二常数Constant2(在此实施例中为128位)、第一常数Constant1、第二图框数FrameNumber2以及第二数据数DataNumber2来产生第二密钥Key2(在此实施例中为128位)至第二解密单元212。

第一解密单元210会依据第一密钥Key1来对输入图框frame_rx进行解密，并输出一第一解密后图框frame_decrypt1；第二解密单元212则会依据第二密钥Key2来对输入图框frame_rx进行解密，并输出一第二解密后图框frame_decrypt2。检测电路214会分别对第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2进行图像处理。毫无疑问的，第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2之中会有一个是被正确解密出来的影像，而另一个会是没有意义的噪声。因此检测电路214的关键即在于利用图像处理的技术来辨别出第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2之中哪一个为被正确解密出来的影像。

举例来说，可以先将第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2分别转成灰阶，再对其作平滑化的处理(例如邻近的像素相加取平均值)，并且将经过平滑化处理后的两图框中每一像素各自的像素值和一第一临界值(例如127)相比较，若是没有任何大于该第一临界值的像素值，则判断为噪声图框；反之则判断为正确被解密出来的影像。又例如，可以先将第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2分别转换成灰阶并进行傅利叶转换(Fourier transform)，之后再将经过傅利叶转换的两图框中每一像素各自的像素值和一第二临界值与作比较。对于噪声图框来说，除了正中央的点以外，其他的所有像素的像素值应小于该第二临界值，而正常的正确被解密出来的影像图框来说，会有不一样的特性。由于熟知此领域的人应能理解以上相关于图像处理的技术，故在此不对其细节多作赘述。

检测电路214在辨别出第一解密后图框frame_decrypt1和第二解密后图框frame_decrypt2之中哪一个为被正确解密出来的影像之后，便会将针对时间T的输入图框fram_rx是否为经过加密后的图框的一判断结果result同时传送给输出电路216、第一更新单元202以及第二更新单元204。这样一来，输出电路216便可以依据判断结果result来选择将第一解密后图框frame_decrypt1或是第二解密后图框frame_decrypt2输出为一输出图框frame_out。此外，第一更新单元202以及第二更新单元204会依据判断结果result来修正在时间T时为了输入图框fram_rx所做的更新。举例来说，若是判断结果result指示输入图框fram_rx为经过加密后的图框，则第一更新单元202在时间T时为了输入图框fram_rx所做的更新是正确的，不需要再另外更改；而第二更新单元204在时间T时为了输入图框fram_rx所做的更新则是错误的，需要在时间T+1的输入图框fram_rx来到之前更新为正确的状态。反之，若是判断结果result指示输入图框fram_rx为未经加密后的图框，则第一更新单元202在时间T时为了输入图框fram_rx所做的更新是错误的，需要在时间T+1的输入图框fram_rx来到之前更新为正确的状态；而第二更新单元204在时间T时为了输入图框fram_rx所做的更新则是正确的，不需要再另外更改。接下来高级加密标准引擎200便会重复相同的步骤来做更新及检测。

图3为本发明一解密方法的示范性实施例的流程图。该解密方法可以适用于高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)2.2标准，如前一实施例中所述的解密引擎200。倘若大体上可达到相同的结果，并不一定需要按照图3所示的流程中的步骤顺序来进行，且图3所示的步骤不一定要连续进行，亦即其他步骤也可插入其中。此外，图3中的某些步骤可根据不同实施例或设计需求而省略。

步骤302：当对应一前一接收图框的一加密检测结果指示该前一接收图框是经过加密，则更新对应该前一接收图框的一第一更新信息来产生对应一目前接收图框的一第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第一更新信息来作为对应该目前接收图框的一第二更新信息；当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是不经过加密，则更新对应该前一接收图框的一第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第二更新信息来作为对应该目前接收图框的该第二更新信息；其中对应该前一接收图框的该第一更新信息是基于该前一接收图框被加密的前提之下所产生；以及对应该前一接收图框的该第二更新信息是基于该前一接收图框未被加密的前提之下所产生；

步骤304：至少依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的一第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的一第二密钥；

步骤306：依据该第一密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第一解密图框，以及依据该第二密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第二解密图框；

步骤308：至少依据该第一解密图框以及该第二解密图框来检测该目前接收图框是否被加密，并产生对应该目前接收图框的一加密检测结果；以及

步骤310：依据对应该目前接收图框的该加密检测结果，来将该第一解密图框或是该第二解密图框输出为一目前输出图框。

熟知此领域的人在阅读过以上关于解密引擎200的说明之后，应能立即了解解密方法300的各个步骤，故为简洁起见，在此便不对更进一步的细节多作赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种解密引擎，包括：

一更新电路，基于一目前接收图框是被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第一更新信息，以及基于该目前接收图框是未被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第二更新信息；

一密钥产生电路，至少依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的一第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的一第二密钥；

一解密电路，依据该第一密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第一解密图框，以及依据该第二密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第二解密图框；以及

一检测电路，利用图像处理技术辨别第一解密图框和第二解密图框之中哪一个为被正确解密出来的影像，以此判别该目前接收图框是否被加密，并产生对应该目前接收图框的一加密检测结果。

2.如权利要求1所述的解密引擎，还包括：

一输出电路，依据对应该目前接收图框的该加密检测结果，来将该第一解密图框或是该第二解密图框输出为一目前输出图框。

3.如权利要求1所述的解密引擎，其中该解密引擎依序处理一前一接收图框以及该目前接收图框；其中当对应该前一接收图框的一加密检测结果指示该前一接收图框是经过加密，则该更新电路依据对应该前一接收图框的一第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及依据对应该前一接收图框的该第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第二更新信息；当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是不经过加密，则该更新电路依据对应该前一接收图框的一第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及依据对应该前一接收图框的该第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第二更新信息；对应该前一接收图框的该第一更新信息是该更新电路基于该前一接收图框是被加密的前提之下所产生；以及对应该前一接收图框的该第二更新信息是该更新电路基于该前一接收图框是未被加密的前提之下所产生。

4.如权利要求3所述的解密引擎，其中当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是经过加密，则该更新电路更新对应该前一接收图框的该第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第一更新信息来作为对应该目前接收图框的该第二更新信息；当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是不经过加密，则该更新电路更新对应该前一接收图框的该第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第二更新信息来作为对应该目前接收图框的该第二更新信息。

5.如权利要求1所述的解密引擎，其中该第一更新信息以及该第二更新信息分别包含有一已解密图框数目或一已产生密钥数目。

6.如权利要求1所述的解密引擎，其中该解密引擎符合高带宽数字内容保护2.2的规范，以及该密钥产生电路为一高级加密标准计数器。

7.一种解密方法，包括：

基于一目前接收图框是被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第一更新信息，以及基于该目前接收图框是未被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的一第二更新信息；

至少依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的一第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的一第二密钥；

依据该第一密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第一解密图框，以及依据该第二密钥以及该目前接收图框，产生对应该目前接收图框的一第二解密图框；以及

利用图像处理技术辨别第一解密图框和第二解密图框之中哪一个为被正确解密出来的影像，以此判别该目前接收图框是否被加密，并产生对应该目前接收图框的一加密检测结果。

8.如权利要求7所述的解密方法，还包括：

依据对应该目前接收图框的该加密检测结果，来将该第一解密图框或是该第二解密图框输出为一目前输出图框。

9.如权利要求7所述的解密方法，其中该解密方法依序处理一前一接收图框以及该目前接收图框；在基于该目前接收图框是被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及基于该目前接收图框是未被加密的前提之下，产生对应该目前接收图框的该第二更新信息的步骤中：当对应该前一接收图框的一加密检测结果指示该前一接收图框系是经过加密，则依据对应该前一接收图框的一第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及依据对应该前一接收图框的该第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第二更新信息；当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是不经过加密，则依据对应该前一接收图框的一第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及依据对应该前一接收图框的该第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第二更新信息；对应该前一接收图框的该第一更新信息是基于该前一接收图框是被加密的前提之下所产生；以及对应该前一接收图框的该第二更新信息是基于该前一接收图框是未被加密的前提之下所产生。

10.如权利要求9所述的解密方法，其中当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是经过加密，则更新对应该前一接收图框的该第一更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第一更新信息来作为对应该目前接收图框的该第二更新信息；当对应该前一接收图框的该加密检测结果指示该前一接收图框是不经过加密，则更新对应该前一接收图框的该第二更新信息来产生对应该目前接收图框的该第一更新信息，以及使用对应该前一接收图框的该第二更新信息来作为对应该目前接收图框的该第二更新信息。

11.如权利要求7所述的解密方法，其中该第一更新信息以及该第二更新信息分别包含有一已解密图框数目或一已产生密钥数目。

12.如权利要求7所述的解密方法，其中该解密方法符合高带宽数字内容保护2.2的规范，以及依据该第一更新信息产生对应该目前接收图框的该第一密钥，以及至少依据该第二更新信息产生对应该目前接收图框的该第二密钥符合一高级加密标准计数方法。