CN106817591B - 数据传输系统、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据传输系统、方法和装置。其中，该系统包括：高清数字显示接口，包括接收端和发送端，发送端向接收端发送空闲数据；时钟模块，与发送端相连接，用于产生时钟抖动，时钟抖动使发送的空闲数据产生误码；HDCP加密模块，与发送端相连接，用于根据随机数发生器生成的随机数对待传输的多媒体数据进行加密；随机数发生器，与HDCP加密模块相连接，用于以误码计数值为种子生成随机数。本发明解决了随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。

Description

数据传输系统、方法和装置
技术领域
本发明涉及多媒体领域，具体而言，涉及一种数据传输系统、方法和装置。
背景技术
随机数的产生被广泛应用于各种加密系统中，大部分计算机上产生的随机数，并不是真正的随机数。为了实现真正的随机，让该数值的产生拥有不可预测性，每个系统产生随机数的方法各不相同。
随机数产生的方法大致分为两类，一类是非确定性随机数产生器，这种方法一般是基于完全不可预测的物理过程，比如外界的温度，噪音等。另一类是确定性随机数产生器，基于一定的算法来生成。如果种子保密而且算法优质，我们可以认为它的输出是随机的。
在第二类方法中，如果选取的种子范围不够大或者不够随机，算法就会很容易被破解。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据传输系统、方法和装置，以至少解决随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种数据传输系统，包括：高清数字显示接口，包括接收端和发送端，所述发送端向所述接收端发送空闲数据；时钟模块，与所述发送端相连接，用于产生时钟抖动，所述时钟抖动使发送的所述空闲数据产生误码；HDCP加密模块，与所述发送端相连接，用于根据随机数发生器生成的随机数对待传输的多媒体数据进行加密；随机数发生器，与所述HDCP加密模块相连接，用于以误码计数值为种子生成随机数。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种数据传输方法，包括：高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值；随机数发生器将所述误码计数值作为产生随机数的种子；随机数发生器根据所述种子生成随机数；所述HDCP加密模块利用所述随机数对待传输的多媒体数据进行加密；所述高清数字显示接口的发送端向所述接收端发送加密后的所述多媒体数据。
可选地，高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值包括：在所述高清数字显示接口的所述接收端和发送端握手之前，插入所述时钟模块产生的时钟抖动，其中，所述发送端向所述接收端发送的空闲数据在所述时钟抖动的作用下产生误码；所述高清数字显示接口的所述接收端对收到的误码进行统计，得到所述误码计数值。
可选地，在所述高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值之后，所述方法还包括：所述高清数字显示接口的所述发送端通过辅助数据通道从接收端读取所述误码计数值。
可选地，插入所述时钟模块产生的时钟抖动包括：插入低级别的时钟抖动，并监听误码；判断是否未监听到误码或者监听到的误码计数值溢出；如果未监听到所述误码，则重新插入高级别的时钟抖动，其中，所述高级别的时钟抖动的频率高于所述低级别的时钟抖动的频率；如果监听到的所述误码计数值溢出，则重新插入所述低级别的时钟抖动，并监听误码。
可选地，所述误码计数值为16比特，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据的误码，得到误码计数值之后，所述方法还包括：将8个16比特的所述误码计数值拼接成1个128比特的误码计数值；将所述128比特的误码计数值作为所述种子。
可选地，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值之前，所述方法还包括：高清数字显示接口的发送端上电后，向所述接收端发送上电指令，其中，所述上电指令用于指示所述接收端上电。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种数据传输装置,包括：接收单元，用于接收空闲数据并对数据进行校验和误码统计，得到误码计数值；确定单元，用于将所述误码计数值作为产生随机数的种子；生成单元，用于根据所述种子生成随机数；加密单元，用于利用所述随机数对待传输的多媒体数据进行加密；发送单元，用于所述接收单元发送加密后的所述多媒体数据。
可选地，所述发送单元包括：插入模块，用于在所述发送单元和所述接收单元握手之前，插入时钟抖动，其中，所述发送单元向所述接收单元发送的空闲数据在所述时钟抖动的作用下产生误码；所述接收单元还用于对收到的误码进行统计，得到所述误码计数值。
可选地，所述发送单元还用于通过发送单元的辅助数据通道从所述接收单元读取所述误码计数值。
在本发明实施例中，高清数字显示接口的发送端先向高清数字显示接口的接收端发送空闲数据，时钟模块产生时钟抖动，空闲数据在时钟抖动的作用下产生误码，高清数字显示接口的接收端统计误码值。随机数发生器将误码计数值作为种子生成随机数，以便HDCP加密模块利用随机数对待传输的多媒体数据进行加密。在这个过程中，由于空闲数据产生的误码与环境温度、接收端的设计等诸多不确定因素相关，能够保证很大的随机性，误码计数值具有随机性，那么种子也有随机性，生成的随机数也就具有随机性，解决了现有技术中随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的数据传输系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的数据传输方法的流程图；
图3是根据本发明可选实施例数据传输方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的数据传输装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种数据传输系统的实施例。如图1所示，该数据传输系统包括：
高清数字显示接口包括接收端和发送端，发送端向接收端发送空闲数据；
时钟模块与发送端相连接，用于产生时钟抖动，时钟抖动使发送的空闲数据产生误码；
HDCP加密模块与发送端相连接，用于根据随机数发生器生成的随机数对待传输的多媒体数据进行加密；
随机数发生器与HDCP加密模块相连接，用于以误码计数值为种子生成随机数。
高清数字显示接口的发送端先向高清数字显示接口的接收端发送空闲数据，时钟模块产生时钟抖动，空闲数据在时钟抖动的作用下产生误码，高清数字显示接口接收端校验并统计，得到误码计数值。接收端可以将误码计数值发送给发送端，以便随机数发生器将误码计数值作为种子生成随机数，以便HDCP加密模块利用随机数对待传输的多媒体数据进行加密。在这个过程中，由于空闲数据产生的误码与环境温度、接收端的设计等诸多不确定因素相关，能够保证很大的随机性，误码计数值具有随机性，那么种子也有随机性，生成的随机数也就具有随机性，解决了现有技术中随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。
进一步地，由于误码是由空闲数据产生的，不是由待发送的多媒体数据生成的，因此，上述产生随机数和加密的过程并不会影响多媒体数据的正常发送。
根据本发明实施例，提供了一种数据传输方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图2是根据本发明实施例的数据传输方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值。
步骤S104，随机数发生器将误码计数值作为产生随机数的种子。
步骤S106，随机数发生器根据种子生成随机数。
步骤S108，HDCP加密模块利用随机数对待传输的多媒体数据进行加密。
步骤S110，高清数字显示接口的发送端向接收端发送加密后的多媒体数据。
高清数字显示接口的发送端先向高清数字显示接口的接收端发送空闲数据，时钟模块产生时钟抖动，空闲数据在时钟抖动的作用下产生误码，高清数字显示接口的接收端进行误码统计，得到误码计数值。随机数发生器将误码计数值作为种子生成随机数，以便HDCP加密模块利用随机数对待传输的多媒体数据进行加密。在这个过程中，由于空闲数据产生的误码与环境温度、接收端的设计等诸多不确定因素相关，能够保证很大的随机性，误码计数值具有随机性，那么种子也有随机性，生成的随机数也就具有随机性，解决了现有技术中随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。
可选地，高清数字显示接口的接收端接收传输数据的误码，得到误码计数值包括：在高清数字显示接口的接收端和发送端握手之前，插入时钟模块产生的时钟抖动，其中，发送端向接收端发送的空闲数据在时钟抖动的作用下产生误码；高清数字显示接口的接收端对收到的误码进行统计，得到误码计数值。
高清数字显示接口的接收端和发送端握手之后发送加密后的多媒体数据，因此，需要在握手之前产生误码并且监听误码，得到误码计数值。在这个过程中，由高清数字显示接口的发送端发送空闲数据，在传输过程中产生误码，而接收端统计产生的误码数量，得到误码计数值。在这个过程中，由于每个高清数字接口的时钟抖动、环境温度和接收端的设计都有很多不确定因素，有很大的随机性，因此，将误码计数作为随机发生器的种子能够产生随机性很大的随机数，便于HDCP加密模块进行数据加密。
可选地，高清数字显示接口的发送端监听接收到的误码，得到误码计数值包括：所述高清数字显示接口的所述发送端通过辅助数据通道从接收端读取所述误码计数值。
DPCD是DP配置数据，与链路管理层相连，用于链路的配置。DP是基于高清数字显示接口架构和协议的数字接口。通过接收端的该配置数据可以从高清数字显示接口的接收端读取误码计数值。
可选地，插入时钟模块产生的时钟抖动包括：插入低级别的时钟抖动，并监听误码；判断是否未监听到误码或者监听到的误码计数值溢出；如果未监听到误码，则重新插入高级别的时钟抖动，其中，高级别的时钟抖动的频率高于低级别的时钟抖动的频率；如果监听到的误码计数值溢出，则重新插入低级别的时钟抖动，并监听误码。
可选地，误码计数值为16比特，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据的误码，得到误码计数值之后，方法还包括：将8个16比特的误码计数值拼接成1个128比特的误码计数值；将128比特的误码计数值作为种子。
可选地，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据的误码，得到误码计数值之前，方法还包括：高清数字显示接口的发送端上电后，向接收端发送上电指令，其中，上电指令用于指示接收端上电。
结合图3对本实施例进行说明。
首先，发送端上电。发送端上电后，向接收端发送指令，以指示接收端上电。接收端上电后，初始化时钟模块为最低级别。此时读取误码，如果读取到误码，则进行误码计数。此时会判断是否读取到误码，如果没有读取到误码(即error count＝＝0)，或者误码计数值溢出(即error count＝＝0xFFFF),则重新计数。如果读取到误码，且误码计数值没有溢出，则重复8倍得到随机数种子。由于读取的误码计数值是16bits，随机数种子要求128bits，因此，重复8倍得到128bits的随机数种子。然后利用128bits的随机数种子生成随机数。
在上述过程中，如果时钟模块采用低级别的时钟抖动不能读取到误码，则提高时钟模块的级别来获取误码。
通过上述步骤，可以实现获取128bits的随机数种子，并利用随机数种子生成随机数。在发送端发送多媒体数据时，利用随机数种子对多媒体数据进行加密后向接收端发送，从而保证了采用随机性较大的随机数对多媒体数据进行加密。
本发明实施例还提供了一种数据传输装置。如图4所示，该数据传输装置包括：
接收单元10用于接收空闲数据并对数据进行校验和误码统计，得到误码计数值；
确定单元20用于将所述误码计数值作为产生随机数的种子；
生成单元30用于根据所述种子生成随机数；
加密单元40用于利用所述随机数对待传输的多媒体数据进行加密；
发送单元50用于所述接收单元发送加密后的所述多媒体数据。
高清数字显示接口的发送端先向高清数字显示接口的接收端发送空闲数据，时钟模块产生时钟抖动，空闲数据在时钟抖动的作用下产生误码，高清数字显示接口的接收端进行误码统计，得到误码计数值。随机数发生器将误码计数值作为种子生成随机数，以便HDCP加密模块利用随机数对待传输的多媒体数据进行加密。在这个过程中，由于空闲数据产生的误码与环境温度、接收端的设计等诸多不确定因素相关，能够保证很大的随机性，误码计数值具有随机性，那么种子也有随机性，生成的随机数也就具有随机性，解决了现有技术中随机数产生器生成的随机数不够随机的技术问题。
可选地，所述接收单元包括：插入模块，用于在所述发送单元和所述接收单元握手之前，插入时钟抖动，其中，所述发送单元向所述接收单元发送的空闲数据在所述时钟抖动的作用下产生误码；所述接收单元还用于对收到的误码进行统计，得到所述误码计数值。
高清数字显示接口的接收端和发送端握手之后发送加密后的多媒体数据，因此，需要在握手之前产生误码并且监听误码，得到误码计数值。在这个过程中，由高清数字显示接口的发送端发送空闲数据，在传输过程中产生误码，而接收端统计产生的误码数量，得到误码计数值。在这个过程中，由于每个高清数字接口的时钟抖动、环境温度和接收端的设计都有很多不确定因素，有很大的随机性，因此，将误码计数作为随机发生器的种子能够产生随机性很大的随机数，便于HDCP加密模块进行数据加密。
可选地，所述发送单元还用于通过发送单元的辅助数据通道从所述接收单元读取所述误码计数值。
DPCD是DP配置数据，与链路管理层相连，用于链路的配置。DP是基于高清数字显示接口架构和协议的数字接口。通过接收端的该配置数据可以从高清数字显示接口的接收端读取误码计数值。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
高清数字显示接口，包括接收端和发送端，所述发送端向所述接收端发送空闲数据；
时钟模块，与所述发送端相连接，用于产生时钟抖动，所述时钟抖动使发送的所述空闲数据产生误码；
HDCP加密模块，与所述发送端相连接，用于根据随机数发生器生成的随机数对待传输的多媒体数据进行加密；
随机数发生器，与所述HDCP加密模块相连接，用于以误码计数值为种子生成随机数；
其中，高清数字显示接口接收端校验并统计，得到误码计数值，且接收端将所述误码计数值发送给发送端。
2.一种基于权利要求1的数据传输系统的数据传输方法，其特征在于，包括：
高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值；
随机数发生器将所述误码计数值作为产生随机数的种子；
随机数发生器根据所述种子生成随机数；
所述HDCP加密模块利用所述随机数对待传输的多媒体数据进行加密；
所述高清数字显示接口的发送端向所述接收端发送加密后的所述多媒体数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值包括：
在所述高清数字显示接口的所述接收端和发送端握手之前，插入所述时钟模块产生的时钟抖动，其中，所述发送端向所述接收端发送的空闲数据在所述时钟抖动的作用下产生误码；
所述高清数字显示接口的所述接收端对收到的误码进行统计，得到所述误码计数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值之后，所述方法还包括：
所述高清数字显示接口的所述发送端通过辅助数据通道从接收端读取所述误码计数值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，插入所述时钟模块产生的时钟抖动包括：
插入低级别的时钟抖动，并监听误码；
判断是否未监听到误码或者监听到的误码计数值溢出；
如果未监听到所述误码，则重新插入高级别的时钟抖动，其中，所述高级别的时钟抖动的频率高于所述低级别的时钟抖动的频率；
如果监听到的所述误码计数值溢出，则重新插入所述低级别的时钟抖动，并监听误码。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述误码计数值为16比特，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据的误码，得到误码计数值之后，所述方法还包括：
将8个16比特的所述误码计数值拼接成1个128比特的误码计数值；
将所述128比特的误码计数值作为所述种子。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在高清数字显示接口的接收端接收传输空闲数据,并对所述空闲数据进行校验和误码统计，得到误码计数值之前，所述方法还包括：
高清数字显示接口的发送端上电后，向所述接收端发送上电指令，其中，所述上电指令用于指示所述接收端上电。
8.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收空闲数据并对数据进行校验和误码统计，得到误码计数值；
确定单元，用于将所述误码计数值作为产生随机数的种子；
生成单元，用于根据所述种子生成随机数；
加密单元，用于利用所述随机数对待传输的多媒体数据进行加密；
发送单元，用于所述接收单元发送加密后的所述多媒体数据；
其中，高清数字显示接口接收端校验并统计，得到误码计数值，且接收端将所述误码计数值发送给发送端。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述发送单元包括：
插入模块，用于在所述发送单元和所述接收单元握手之前，插入时钟抖动，其中，所述发送单元向所述接收单元发送的空闲数据在所述时钟抖动的作用下产生误码；
所述接收单元还用于对收到的误码进行统计，得到所述误码计数值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述发送单元还用于通过发送单元的辅助数据通道从所述接收单元读取所述误码计数值。
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