CN107948727B - 一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，包括量子纠缠光子对发生器、前端和终端，前端包括第一量子KEY分发器和复用调制器，终端包括第二量子KEY分发器和解复用解调器，量子纠缠光子对发生器分别与第一量子KEY分发器和第二量子KEY分发器连接，第一量子KEY分发器与复用调制器连接，复用调制器通过数字电视传输模块与解复用解调器连接，第二量子KEY分发器与解复用解调器连接。本发明还公开了一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法。本发明涉及广播电视领域。一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统及方法，在系统前端采用纠缠态的一个光子进行加密，另一个纠缠态光子用在系统终端加密，安全性高，保密性好。
Description
技术领域
本发明涉及广播电视领域，尤其涉及一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统及方法。
背景技术
HFC：HybridFiber－Coaxial，混合光纤同轴电缆网。
ECM：授权控制信息(Entitlement Control Message)，CA系统私有信息，包含以安全方式传送的CW和私有授权信息，应用于数字电视。
现有的数字电视加密系统中，均采用控制字CW和密钥对传输信息进行加密，控制字CW和密钥在传输过程中容易被截获，造成音视频盗版和黑客拷贝终端机顶盒的问题，从而使CA系统失去加密的意义，保密性差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种保密性好的基于量子加密的数字电视节目流传输系统。
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种保密性好的基于量子加密的数字电视节目流传输方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，包括量子纠缠光子对发生器、前端和终端，所述前端包括第一量子KEY分发器和复用调制器，所述终端包括第二量子KEY分发器和解复用解调器，所述量子纠缠光子对发生器分别与所述第一量子KEY分发器和所述第二量子KEY分发器连接，所述第一量子KEY分发器与所述复用调制器连接，所述复用调制器通过数字电视传输模块与所述解复用解调器连接，所述第二量子KEY分发器与所述解复用解调器连接。
作为上述方案的进一步改进，所述量子纠缠光子对发生器的输出端与所述第一量子KEY分发器的输入端连接，所述量子纠缠光子对发生器通过量子通信通道与所述第二量子KEY分发器通信连接。
作为上述方案的进一步改进，所述前端还包括第一加密器，所述第一量子KEY分发器的输出端与所述第一加密器的输入端连接，所述第一加密器的输出端与所述复用调制器的输入端连接。
作为上述方案的进一步改进，所述终端还包括第一解密器，所述第二量子KEY分发器的输出端与所述第一解密器的输入端连接，所述解复用解调器的输出端与所述第一解密器的输入端连接。
作为上述方案的进一步改进，所述前端还包括CW发生器和加扰器，所述CW发生器分别与所述加扰器和所述第一加密器连接。
作为上述方案的进一步改进，所述终端还包括解扰器，所述解扰器分别与所述第一解密器和所述解复用解调器连接。
一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法，适用于如上述的一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，包括：
光子分发步骤，量子纠缠光子对发生器产生组成一对纠缠光子对的第一光子和第二光子，将第一光子发送给第一量子KEY分发器，将第二光子发送给第二量子KEY分发器；
加密步骤，前端调用第一量子KEY分发器中的第一光子对前端节目流进行加密处理，并将加密节目流通过数字电视传输模块发送给终端；
解密步骤，终端接收到加密节目流后，终端调用第二量子KEY分发器中的第二光子对加密节目流进行解密处理，得到节目流。
作为上述方案的进一步改进，所述加密步骤具体包括子步骤：
S11,第一量子KEY分发器将第一光子发送给第一加密器，CW发生器生成控制字，并将控制字发送给第一加密器，第一加密器利用第一光子对控制字进行加密生成ECM，并将ECM发送给复用调制器；
S12，CW发生器将生成的控制字发送给前端的加扰器，加扰器采用控制字对节目流进行加扰，生成加扰节目流，并将加扰节目流发送给复用调制器；
S13，复用调制器利用接收到的ECM和加扰节目流进行复用调制处理，生成传输流，并将传输流通过数字电视传输模块发送给终端。
作为上述方案的进一步改进，所述解密步骤具体包括子步骤：
S21，终端的解复用解调器接收数字电视传输模块发送的传输流，对传输流进行解密处理，得到加扰节目流和ECM，并将加扰节目流发送给解扰器，将ECM发送给第一解密器；
S22，第二量子KEY分发器将第二光子发送给第一解密器，第一解密器利用第二光子对接收到的ECM进行解密处理，得到控制字，并将控制字发送给第一解扰器；
S23，第一解扰器利用接收到的控制字对接收到的加扰节目流进行解扰处理，得到节目流。
本发明的有益效果是：
一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，在系统前端采用纠缠态的一个光子进行加密，另一个纠缠态光子用在系统终端加密，保证在节目流在传输过程中不被破解，也保护系统终端不被拷贝，安全性高，保密性好。
一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法，在系统前端采用纠缠态的一个光子进行加密，另一个纠缠态光子用在系统终端加密，保证在节目流在传输过程中不被破解，也保护系统终端不被拷贝，安全性高，保密性好。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统结构框图；
图2是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法流程图；
图3是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统实施例一示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统结构框图，参照图1，一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，包括量子纠缠对光子发生器、前端和终端。其中，前端包括第一量子KEY分发器和复用调制器，终端包括第二量子KEY分发器和解复用解调器，量子纠缠光子对发生器分别与第一量子KEY分发器和第二量子KEY分发器连接，第一量子KEY分发器与复用调制器连接，复用调制器通过数字电视传输模块(图1中未示出)与解复用解调器连接，本实施例中，数字电视传输模块为混合光纤同轴电缆网HFC。第二量子KEY分发器与解复用解调器连接。
具体的，量子纠缠光子对发生器的输出端与第一量子KEY分发器的输入端连接，量子纠缠光子对发生器通过量子通信通道与第二量子KEY分发器通信连接。
具体的，前端还包括第一加密器、CW发生器和加扰器，第一量子KEY分发器的输出端与第一加密器的输入端连接，第一加密器的输入端与复用调制器的输入端连接，CW发生器分别与加扰器和第一加密器连接。
具体的，终端还包括第一解密器和解扰器，第二量子KEY分发器的输出端与第一解密器的输入端连接，解复用解调器的输出端与第一解密器的输入端连，第一解密器的输出端和解复用解调器的输出端均与解扰器的输入端连接。
图2是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法流程图，如图2所示，一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法，适用于如上述一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，方法包括：
光子分发步骤，量子纠缠光子对发生器产生组成一对纠缠光子对的第一光子和第二光子，将第一光子发送给第一量子KEY分发器，将第二光子发送给第二量子KEY分发器；
加密步骤，前端调用第一量子KEY分发器中的第一光子对前端节目流进行加密处理，并将加密节目流通过数字电视传输模块发送给终端；
解密步骤，终端接收到加密节目流后，终端调用第二量子KEY分发器中的第二光子对加密节目流进行解密处理，得到节目流。
进一步的，加密步骤具体包括子步骤：
S11，第一量子KEY分发器将第一光子发送给第一加密器，CW发生器生成控制字，并将控制字发送给第一加密器，第一加密器利用第一光子对控制字进行加密生成ECM，并将ECM发送给复用调制器；
S12，CW发生器将生成的控制字发送给前端的加扰器，加扰器采用控制字对节目流进行加扰，生成加扰节目流，并将加扰节目流发送给复用调制器；
S13，复用调制器利用接收到的ECM和加扰节目流进行复用调制处理，生成传输流，并将传输流通过数字电视传输模块发送给终端。
具体的，解密步骤具体包括子步骤：
S21，终端的解复用解调器接收数字电视传输模块发送的传输流，对传输流进行解密处理，得到加扰节目流和ECM，并将加扰节目流发送给解扰器，将ECM发送给第一解密器；
S22，第二量子KEY分发器将第二光子发送给第一解密器，第一解密器利用第二光子对接收到的ECM进行解密处理，得到控制字，并将控制字发送给第一解扰器；
S23，第一解扰器利用接收到的控制字对接收到的加扰节目流进行解扰处理，得到节目流。
一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法，在系统前端采用纠缠态的一个光子进行加密，另一个纠缠态光子用在系统终端加密，保证在节目流在传输过程中不被破解，也保护系统终端不被拷贝，安全性高，保密性好。
图3是本发明一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统实施例一示意图，如图3所示，该系统包括量子纠缠光子对发生器、前端和终端，前端包括第一量子KEY分发器、加扰器、CW发生器、第一加密器、第二加密器和复用调制器，终端包括第二量子KEY分发器、解扰器、第一解密器、第二解密器和解复用解调器。
量子纠缠光子对发生器产生一对纠缠态的光子对，包括第一光子和第二光子。量子纠缠光子对发生器将第一光子发送给第一量子KEY分发器，将第二光子通过量子通信通道(如量子通讯卫星等)发送给第二量子KEY分发器。
第一量子KEY分发器将第一光子作为ECM密钥发送给第一加密器，CW发生器生成控制字CW，并将控制字CW分别发送给加扰器和第一加密器，加扰器利用控制字CW对接收到的节目流进行处理生成加扰节目流，并将加扰节目流发送给复用调制器，第一加密器利用ECM密钥对控制字CW进行加密处理生成ECM，并将ECM发送给复用调制器，第二加密器利用接收到的EMM密钥对接收到的用户管理信息进行加密处理生成EMM，并将EMM发送给复用调制器。
复用调制器接收到加扰节目流、ECM和EMM后，对加扰节目流、ECM和EMM进行复用调制处理后，生成传输流，通过传输系统将传输流发送给终端。
终端的解复用解调器接收到传输流后，对传输流进行解复用解调制处理，得到加扰节目流、ECM和EMM，将加扰节目流发送给解扰器，将ECM发送给第一解密器，将EMM发送给第二解密器，第二解密器利用预置的EMM密钥对EMM进行解密处理，得到用户管理信息，并将用户管理信息发送给第一解密器。
第一解密器接收到用户管理信息判断接收到的节目流是否被授权，若是，则第一解密器调用第二量子KEY分发器中的第二光子作为ECM密钥，对接收到的ECM进行解密处理，得到控制字CW，第一解密器将控制字CW发送给解扰器，解扰器利用控制字CW对加扰节目流进行解扰，得到节目流。
一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，在系统前端采用纠缠态的一个光子进行加密，另一个纠缠态光子用在系统终端加密，保证在节目流在传输过程中不被破解，也保护系统终端不被拷贝，安全性高，保密性好。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，其特征在于，其包括量子纠缠光子对发生器、前端和终端，所述前端包括第一量子KEY分发器和复用调制器，所述前端还包括第一加密器、CW发生器和加扰器，所述第一量子KEY分发器的输出端与所述第一加密器的输入端连接，所述第一加密器的输出端与所述复用调制器的输入端连接，所述CW发生器分别与所述加扰器和所述第一加密器连接；所述终端包括第二量子KEY分发器和解复用解调器，所述终端还包括第一解密器和解扰器，所述第二量子KEY分发器的输出端与所述第一解密器的输入端连接，所述解复用解调器的输出端与所述第一解密器的输入端连接，所述解扰器分别与所述第一解密器和所述解复用解调器连接；所述量子纠缠光子对发生器分别与所述第一量子KEY分发器和所述第二量子KEY分发器连接，所述第一量子KEY分发器与所述复用调制器连接，所述复用调制器通过数字电视传输模块与所述解复用解调器连接，所述第二量子KEY分发器与所述解复用解调器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，其特征在于，所述量子纠缠光子对发生器的输出端与所述第一量子KEY分发器的输入端连接，所述量子纠缠光子对发生器通过量子通信通道与所述第二量子KEY分发器通信连接。
3.一种基于量子加密的数字电视节目流传输方法，适用于如权利要求1至2任一项所述的一种基于量子加密的数字电视节目流传输系统，其特征在于，其包括：
光子分发步骤，量子纠缠光子对发生器产生组成一对纠缠光子对的第一光子和第二光子，将第一光子发送给第一量子KEY分发器，将第二光子发送给第二量子KEY分发器；
加密步骤，S11,第一量子KEY分发器将第一光子发送给第一加密器，CW发生器生成控制字，并将控制字发送给第一加密器，第一加密器利用第一光子对控制字进行加密生成ECM，并将ECM发送给复用调制器；S12，CW发生器将生成的控制字发送给前端的加扰器，加扰器采用控制字对节目流进行加扰，生成加扰节目流，并将加扰节目流发送给复用调制器；S13，复用调制器利用接收到的ECM和加扰节目流进行复用调制处理，生成传输流，并将传输流通过数字电视传输模块发送给终端；
解密步骤，S21，终端的解复用解调器接收数字电视传输模块发送的传输流，对传输流进行解密处理，得到加扰节目流和ECM，并将加扰节目流发送给解扰器，将ECM发送给第一解密器；S22，第二量子KEY分发器将第二光子发送给第一解密器，第一解密器利用第二光子对接收到的ECM进行解密处理，得到控制字，并将控制字发送给第一解扰器；S23，第一解扰器利用接收到的控制字对接收到的加扰节目流进行解扰处理，得到节目流。
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