CN1190300A - 加密与解密设备 - Google Patents

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柳川良文
松见知代子
吉田顺二
小林正明
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Abstract

一种加密装置包括:(a)传输数据格式变换器,(b)加密装置,(c)传输命令处理器,(d)传输许可装置,(e)多路复用装置。一种对加密信号解密的解密设备,一种组合了上述加密与解密设备的加密与解密设备,一种组合了上述加密与解密设备的加密与解密设备。独立于发送线路的加密,可根据数据内容对数据应用各种加密程度,故可改变加密程度,也可灵活改变加密方法。

Description

加密与解密设备
本发明涉及一种网络接口设备，该设备在与网络连接的视频装置与音频装置之间经网络发送音频数据。具体地说，本发明不仅涉及一种用于传输线的带传输钥的加密，而且涉及一种将在网络上发送的音频数据与视频数据转换为代码的加密设备，以及一种把自网络上接收的数据转换为音频数据与视频数据的解密设备。
利用CATV(有线电视)或通信卫星传播视频与音频数据的业务已被普遍接受。接收这种服务的顶置盒(set-top-box)是行销产品之一，而有些带网络接口的AV(音频视频)设备，诸如家用数字电视摄像机已在市场上受到注意。在用网络联接这些设备时，因为要保护版权和合理收费，所以要求对音频与视频数据使用加密与解密设备。
日本未经审核的专利公开第H06-125554号揭示了某些有关加密与解密设备的已有技术。
下述参照图8所作的描述解释一种有关加密与解密设备的已有技术。
在把数据发送上网时，传输命令处理装置1接收包括接收机名的命令输入、设备控制命令等等，然后把命令输入转换成控制信息，从而让接收机能理解该命令输入，同时，传输命令处理装置1请求传输许可装置2许可准备发送的数据以及准备使用的发送线路。例如，传输许可装置2把贮存在该加密与解密设备的公共钥输出给发送线路加密装置5作为发送的传输钥，而且把控制信息变换成异步传输数据以把异步传输数据输出给数据多路复用装置6。
另一方面，包括音频与视频数据等的传输数据被传输数据格式变换装置4变换成以发送线路数据格式编写的同步传输数据，并从发送线路加密装置5分接出去。发送线路加密装置5用发送的传输钥把这种同步传输数据加密为加密的同步传输数据，然后把它发送给数据多路复用装置6。
数据多路复用装置6以时分方式等手段对异步传输数据及加密的同步传输数据执行多路复用，而传输装置7把该数据发送给发送线路。
从网络接收数据时，接收装置9通过发送线路8接收数据，然后用数据分离装置10分离已在时分复用系统中处理过的数据，并产生加密的同步接收数据和异步接收数据。
接收许可装置11从异步接收数据里取出控制信息，并用贮存在这一设备里的密钥作为发送的接收钥，把控制信息输出给发送线路解密装置。接收命令处理装置12对接收到的控制信息进行处理，并在这一设备里产生有效的命令。
发送线路解密装置13从接收许可装置11接收发送的接收钥，用这个发送的接收钥对加密的同步接收数据进行解密并产生同步接收数据。接收数据变换装置用于变换同步接收数据的格式，产生接收数据。
如上所述，传统加密与解密设备是用发送线路加密装置编码数据的，因而会对网上非接收机的装置掩盖准备发送的信息。然而，按上述结构，加密程度取决于发送线路加密装置，无法根据被发送或接收的内容予以变更。
本发明的一个目的是提供一种加密设备、一种解密设备以及一种加密与解密设备，它们能根据准备发送或接收的数据内容改变加密程度，并能根据数据压缩方法灵活地改变加密方法。
为实现上述目的，本发明的加密与解密设备包括下列构件：
1.数据加密装置，用数据传输钥加密传输数据，
2.传输数据格式变换装置，把数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有发送数据格式的同步传输数据，
3.发送线路加密装置，用发送的传输钥对同步传输数据加密，产生加密的同步传输数据，
4.发送线路解密装置，用发送的传输钥对加密的同步接收数据解密，
5.接收数据格式变换装置，把从发送线路解密装置分接出来的同步接收数据的格式作变换，产生加密的接收数据，以及
6.数据解密装置，用数据接收钥对加密的接收数据作解密，产生接收数据。
这样，本发明的加密与解密设备能根据数据内容或类型合理地加密数据，并以更深程度加密高度机密的数据。
数据传输钥不仅包括付费控制钥，还包括表明加密方法的钥和对应的解密钥。
上述加密与解密设备进一步包括下列构件：
7.传输许可装置，它联接着数据加密装置和传输线路加密装置，用于许可数据传输及响应于数据内容产生数据传输钥，而数据加密装置则用从传输许可装置分接出来的数据传输钥加密待发送数据。
8.接收许可装置，它联接着数据解密装置和发送线路解密装置，用于许可数据接收并产生对应于数据传输钥数据的接收钥，而数据解密装置则用数据接收钥解密经加密的接收数据。加密与解密设备能根据数据内容或类别用数据钥合理地加密待发送或接收的数据，从而能以更深程度对高度机密的数据加密，以便于保护。
实现上述目的另一种加密与解密设备包括下列构件：
1.多个数据加密装置，用数据传输钥加密传输数据，
2.多个传输数据格式变换装置，把每个数据加密装置产生的加密的传输数据变换成具有发送线路数据格式的同步传输数据，
3.发送线路加密装置，用发送传输钥加密同步传输数据以产生加密的同步传输数据，
4.发送线路解密装置，用发送接收钥解密经加密的同步接收数据。
5.多个接收数据格式变换装置，变换从发送线路解密装置分接出来的同步接收数据的格式以产生加密的接收数据，及
6.多个数据解密装置，用数据接收钥解密经加密的接收数据以产生接收数据。
该加密设备能根据各种数据类型(如用MPEG、DV格式等不同方法压缩的数据)独立而合理地加密待发送或接收的数据，且能对多种数据灵活地改变加密程度。
上述的加密与解密设备进一步包括下列构件：
7.传输许可装置，它联接着多个数据加密装置和发送线路加密装置，许可数据传输并响应于每个数据加密装置的输入数据产生数据传输钥，数据以各种方式编码，数据加密装置则用从传输许可装置分接出来的数据传输钥对待发送数据加密。
8.接收许可装置，它联接着发送线路解密装置和多个数据解密装置，用于许可数据接收并产生对应于数据传输钥的数据接收钥，且每个数据解密装置用数据接收钥对加密的接收数据解密，从而产生接收数据。这样，加密或解密设备就能根据数据内容或类型用数据钥合理地加密待发送或接收的数据，从而能对更深保护程度的高度机密数据作高速加密。
实现上述目的的又一加密与解密设备包括下列构件：
1.数据加密装置，用数据传输钥编码传输数据，
2.传输数据格式变换装置，把数据加密装置产生的加密的传输数据变换成具有通信数据格式的同步传输数据，
3.发送线路加密装置，它用发送传输钥对同步传输数据编码而产生加密的同步传输数据，
4.发送线路译码装置，它用发送接收钥对加密的同步接收数据作译码，
5.接收数据格式变换装置，通过变换从发送线路译码装置分出的同步接收数据的格式而产生加密的接收数据，及
6.数据译码装置，用数据接收钥译码加密的接收数据而产生接收数据。
当传输与接收数据是AV(音频视频)数据时，本设备能根据数据的机密程度以合适的掩盖手法加密每个单独的AV数据，并根据每个视频数据的数据压缩方法作出判断，由此实现简便的加密操作。
例如，一种有发送接收钥而没有数据接收钥的联网设备，可应用某种合适的加密方法利用符合要求的数据接收钥根据图像的压缩方法容易地对某种难以辨认但大体能理解所示内容的所需图像进行加密。在一种应答方式中，当用VCR(盒式录像机)重放录制的AV数据时，本设备还能对由TV(电视)广播录入VCR的AV数据进行加密，这样就可保护版权且正常收费。
当把视频数据以逐行扫描方式变成累进视频数据时，很容易在个人计算机显示器上显示优质视频数据，同时，为便于收费，本设备可对累进视频数据适当加密。当联网的个人计算机无数据接收钥时，本设备可对累进视频数据加密而防止可能出现的侵权与更改，使累进视频数据不被解密，由此提高传输/接收数据的安全性。
当把数据传输钥与数据接收钥作为加密的传输数据和加密的接收数据一部分而发送与接收，并且用发送的传输与接收钥加密发送线路时，本设备能对传输与接收数据作适当加密以确保发送线路的安全性。
图1是示例性实施例1使用的加密与解密设备的方框图。
图2是示例性实施例1中应用传输/接收许可装置的加密与解密设备的方框图。
图3是示例性实施例1中应用传输/接收许可装置的加密设备的方框图。
图4是示例性实施例1中应用传输/接收许可装置的译码设备的方框图。
图5是以同步数据发送/接收数据接收钥的加密与解密设备的方框图。
图6是示例性实施例2使用的加密与解密设备的编码部分的方框图。
图7是示例性实施例2使用的加密与解密设备的译码部分的方框图。
图8是说明传统加密与解密设备的方框图。
图示标号：
1.传输命令处理装置
2.传输许可装置
3.数据加密装置
4.传输数据格式变换装置
5.发送线路加密装置
6.数据多路复用装置
7.传输装置
8.发送线路
9.接收装置
10.数据分离装置
11.接收许可装置
12.接收命令处理装置
13.发送线路译码装置
14.接收数据格式变换装置
15.数据译码装置
现参照附图说明诸示例性实施例。
示例性实施例1
图1是本发明示例性实施例1使用的加密与解密设备的方框图。在已有技术中使用的图1中相同元件用已有技术同样的标号，故省略其说明。
把数据发送上网时，传输命令处理装置1接收包括接收机、设备控制命令等的命令输入，然后把该命令输入变为接收机能理解的控制信息，同时，传输命令处理装置1请求传输许可装置2许可待发送数据和待使用的发送线路。当把本设备引入VCR或激光盘播放机时，设备控制命令就是例如播放、搜索等等一类的控制信息。本加密与解密设备把这种信息变换成在本设备与接收设备之间规定的代码，再把代码输出给传输许可装置2。
传输许可装置2把贮存在本加密与解密设备里的接收机的公共钥作为发送传输钥输出给发送线路加密装置5，并把传输数据公共钥作为数据传输钥输出给数据加密装置3。同时，传输许可装置2把从传输命令处理装置1分出的控制信息作为异步传输数据输出给数据多路复用装置6。但不一定要用数据传输公共钥作为数据传输钥，也不一定要用该接收机的公共钥作为发送传输钥。其它几种方法如下：
1.在发送视频数据之类的数据前，传输许可装置2通过发/收异步数据可从接收机得到加密钥。
2.用任意数字构成的密钥和贮存在本加密与解密设备里的密钥作为加密钥，并以异步数据形式发送对应于该接收机独有的这种构成公共钥的公共钥。
3.对多台接收机装置提供一公用钥，并且该公用钥或公用钥的密钥进行加密。
4.以异步数据形式接收密钥或接收机的公共钥，并用该钥作为数据传输钥。
5.通过发射机与接收机之间的异步数据格式的通信，使它们之间的密钥或公共钥相符，其中的一个钥可用作数据传输钥。
除上上述诸方法外，还可通过诸如使用地波的电视广播、有线电视、数字电视广播、数字卫星广播等传输线路和电话线路接收到数据传输钥及数据接收钥。例如，在把电视广播的AV数据录入VCR或用VCR播放AV数据时，就用接收到的数据传输钥对AV数据加密，并用联上发送线路的显示装置中智能卡贮存的数据接收钥或用经电话线收到的数据接收钥对AV数据解密。
如上所述，加密使用了密钥与公共钥；然而，可用一个钥完成加解密。
另一方面，数据加密装置3则用从传输许可装置2收到的数据传输钥对待发送AV数据(＝传输数据)加密，并产生加密的传输数据。这种加密法是在各种扰频法基础上形成的，可根据数据内容改变加密程度，即数据的机密程度。
接着，传输数据格式变换装置4把加密的传输数据变换成某种数据格式的同步传输数据并传输给发送线路的加密装置5。这种传输数据例如象数字VCR使用的DV数据形式或MPEG数据。同步传输数据例如象IEEE1394-1995规定的以同步成组形式编写的数据。
发送线路加密装置5用传输许可装置2分出的发送传输钥加密同步传输数据，并作为加密的同步传输数据输出给数据多路复用装置6。
数据多路复用装置6采用例如IEEE1394-1995规定的方法把异步传输数据多路复用为异步组，并把加密的同步数据复用为同步组。若异步数据的传递速率有足够余量，则可用时分法对异步数据多路复用，并作为异步组发送。
传输装置7执行发送线路8的总线仲裁以获得该总线的使用权，并把异步组发送到接收机。同时，传输装置7按IEEE1394-1995的规约把同步组定期发送给接收机。
从网络接收数据时，接收装置9从发送线路8接收例如送给接收装置9的异步组和同步组，并用数据分离装置10分离复用的数据，从而从异步组获得异步接收数据，从同步组获得加密的同步数据。
接收许可装置11从异步接收数据里取出控制信息，并把贮存在本设备里的密钥作为发送接收钥输出给发送线路解密装置13，还把数据接收密钥作为数据接收钥输出给数据解密装置15。接收的控制信息经接收命令处理装置12处理，在本设备中产生一个有效命令。在这方面，发送接收钥和数据接收钥未必是密钥。在传输许可装置2部分叙述的几种方法也适用于这两种钥。
传输线路解密装置13从接收许可装置11接收发送接收钥，并用发送接收钥密钥经加密的同步接收数据而产生同步接收数据。
接收数据格式变换装置14变换同步接收数据的格式而产生加密的接收数据，这里的同步传输数据就是例如以IEEE1394-1995规定的同步组形式的数据，而数字VCR使用的例如DV数据形式的加密接收数据予以加密。
数据解密装置15用数据接收钥对加密接收数据解密而产生接收数据。接收数据就是例如数字VCR所使用的DV数据。这样，从数据解密装置15分出的输出信号被馈送给DV编码器而得出可在TV屏上显示的NTSC制式视频数据。本例中，使用了NTSC制的视频数据；然而，还可使用逐行扫描方式的累进视频数据，以便于在个人计算机显示器上产生优质视频数据。在无数据接收钥的个人计算机联网时，估计会出现侵权与更改的情况，可对累进视频数据进行难以解密的某种加密，因而改进了传输/接收数据的安全性。
附图未示出实施例1中每个方框的详细实施例，不过可说明如下：
传输命令处理装置1有两部分；即(1)传输命令产生部分，它把发射机的内部命令变换成传输命令并从中输出，及(2)允许请求部分，它请求传输许可装置2的许可。
传输许可装置2包括下列三种元件；(a)用于贮存数据与发送两种公共钥的存储器，(b)传输钥通知部件，它根据传输处理装置1的请求通知这些公共钥对数据加密装置3和发送线路加密装置5分别作为数据传输钥与发送传输钥，及(c)异步数据发送部件，它把从传输命令处理装置1收到的发射机控制信息发送给数据多路复用装置6。
数据加密装置3包括一数据加密部件，它用从传输许可装置2收到的数据传输钥按预定的加密法对数据加密。
传输数据格式变换装置4包括一格式变换部件，把加密的传输数据变换成发送线路数据格式的同步传输数据。
发送线路加密装置5包括一传输加密部件，它用从传输许可装置2收到的发送传输钥按预定的加密法对数据加密。
数据多路复用装置6包括下述三种元件：(a)一同步组产生部件，它把异步传输数据变换成异步组，(b)一异步组产生部件，它把加密的同步传输数据变换成同步组，及(c)一多路复用部件，对异步组与同步组执行多路复用。
传输装置7包括一发送部件，它对发送线路8执行总线仲裁以得到总线使用权，并以预定的协议逐个把异步组与同步组传给接收机。
接收装置9包括一接收部件，用于接收地址为接收装置9的异步组和同步组。当然，接收装置可在发射机之间建立连接。
数据分离装置10包括下列三个元件：(a)分离多路复用数据的分离部件，(b)从异步组产生异步接收数据的异步组接收部件，(c)从同步组接收加密的同步数据的同步组接收部件。
接收许可装置11包括下列三个元件：(a)命令提取部件，它从由数据分离装置10接收的异步传输数据里提取发射机的控制信息，并把控制信息发送给接收命令处理装置12，(b)贮存数据密钥和发射机密钥的存储器，(c)接收钥通知部件，它根据异步接收数据、同步接收数据和该接收机用户的请求，分别通知数据解密装置15和发送线路解密装置13把这些密钥作为数据接收钥和发送接收钥。
接收命令处理装置12包括一内部命令产生部件，它从接收许可装置11接收控制信息，并在本装置范围内产生有效的命令。
发送线路解密装置13包括一传输解密部件，它用从接收许可装置11收到的发送接钥按预定解密手段对数据解密。该解密法与发射机使用的发送线路加密法配对，在发射机与接收机之间相一致。
数据解密装置15包括一数据解密部件，它用从接收许可装置11收到的数据接收钥按预定方法对数据解密。该解密法与发射机使用的数据加密法配对，在发射机与接收机间相一致。
正如上例证明的那样，通过使用数据加密装置、发送线路加密装置、数据解密装置和发送线路解密装置，能实现响应于传输/接收数据的加密。这样，可对独特的高度机密数据容易地提供更深程度的加密。因此，可根据传输/接收数据的内容灵活改变加密的程度。
当用AV数据作为传输/接收数据而加密“付费收看”的视频数据时，使得图像隐约可见但无法分辨清楚。这样，可以应用数字广播的加密法，通过按用途使用数据钥就能以更深程度对高度机密的图像加密。
在用VCR等重放AV数据时，可对从电视广播等录入VCR的AV数据加密，因此，对于联上发送线路的任何显示装置，既保护了AV数据的版权，又能收费。
此外，与发送线路加密无关，内容提供者例如可用其原始方法对内容加密。因此，内容提供者可对通过联接发送线路的显示装置收看和收听AV数据的接收者，对每个内容灵活地保护版权或者收费。当用VCR等重放录制内容时，内容提供者还可收费。
本例中，包括数据加密装置等的数据发射机和包括数据解密装置等的数据接收机装在一个设备里。然而，如果数据传输钥与数据接收钥都是预定的，例如视频播放专用设备可以只配备数据发射机，它包括传输命令处理装置、传输许可装置、数据加密装置、传输数据格式变换装置、发送线路加密装置、数据多路复用装置和传输装置。在诸如监视器一类只接收视频数据的设备中，该设备可只配备数据接收机，包括接收命令处理装置、接收许可装置、数据解密装置、接收数据格式变换装置、传输线路解密装置、数据分离装置和接收装置。
本例中，一般把包括音频视频数据的AV数据用作传输/接收数据；然而，可以使用例如文本数据用图表数据的各种机密数据，预计效果与AV数据一样。
除了传输装置和接收装置的发送线路驱动电路等以外，能以软件形式执行本例中介绍的每一种装置而达到同样效果。
此外，可把数据多路复用装置与传输装置合成一个装置，而数据分离装置与接收装置也可合成一个装置，两者都可得到上例同样效果。
图2是方框图，在该方框图中，实现上述实施例时用传输/接收命令处理装置16代替传输命令处理装置1和接收命令处理装置12，用传输/接收命令装置17代替传输许可装置2和接收许可装置11。
图3这种结构更便于在发射机与接收机之间作异步数据通信，特别是允许传输与接收以及异步数据的传输/接收必需的设备控制，从而灵活适用于联上发送线路8的各种装置。例如，运用这种结构很容易实现下列工作：(1)以异步数据形式从接收机接收密钥或公共钥，并用该收到的钥作为数据传输钥而作加密。(2)通过异步数据通信在发射机与接收机间使密钥或公共钥相符，用其中一个钥作为数据传输钥作加密。
本例中，把包括数据加密装置等的数据发射机与包括数据解密装置等的数据接收机合在一个设备里；然而如图3所示，在视频专用的播放装置中，只需一个加密设备，且只用下列两个元件组成：(1)数据发射机，包括传输/接收命令处理装置16、传输/接收许可装置17、数据加密装置3、传输数据格式变换装置4、发送线路加密装置5、数据多路复用装置6和传输装置7，及(2)耦合于传输/接收许可装置17的异步数据接收装置9。关于图4所示的解密装置，在专门接收视频数据的监视器中，只需一个解密设备且只用下述两种元件组成：(1)数据接收机，包括传输/接收命令处理装置16、传输/接收许可装置17、数据解密装置15、接收数据格式变换装置14、传输线路解密装置13、数据分离装置10和接收装置9，及(2)耦合于传输/接收许可装置17的异步数据传输装置7。
图5表示对该实施例的修改情况，这里的数据传输钥与同步传输数据一起发送，然后数据接收钥与同步接收数据一起接收。
首先，传输许可装置2把例如贮存在本设备里的接收机公共钥作为发送传输钥输出给传输线路加密装置5，并把传输数据公共钥作为数据传输钥输出给数据加密装置3。同时，传输许可装置2把传输数据密钥作为数据接收钥输出给传输数据格式变换装置4。在此修改方案中，不必把公共钥与传输数据密钥分别用作数据传输钥与数据接收钥，而是把本设备贮存的密钥与任意数字产生的密钥用作数据传输钥来加密数据，并把对应于该密钥的公共钥用作数据接收钥。另一种方法是对接收机侧的多台装置规定某个公用钥，而把公共钥和该公用钥的密钥分别用作数据传输钥和数据接收钥。在此修改方案中，用密钥与公用钥解释加密；然而，可用一个单钥执行加解密，这里对输出到数据加密装置3和传输数据格式变换装置4的数据使用一个等钥。构成上述的设备可以容易地处理数据接收钥，并根据传输/接收数据的类型实现合适的加密且确保传输线路的机密性。
接着，传输数据格式变换装置4把从数据加密装置3分出的加密的传输数据和数据接收钥变为传输线路数据格式的同步传输数据，然后把它们输出给传输线路加密装置5。另一方面，接收数据格式变换装置14对格式进行变换而提取加密的接收数据和数据接收钥。然后，数据解密装置15用该数据接收钥对加密接收数据解密而产生接收数据。如上述构成的设备可不在设备里保留数据接收钥，因而简化了结构，并通过对其加密而确保了传输线路的安全性。
示例性实施例2
图6和7是表示本发明实施例2使用的加密与解密设备的方框图，实施例1中使用的相同元件在图2中采用同样的标号并略去对其说明。图6中，使用了第“N”个数据解密装置32和第“N”个接收数据格式变换装置33，  “N”是自然数且代表有几个数据解密装置和传输数据格式变换装置。本例中，应用两种数据加密装置，即第一个和第“N”个(例如，把每个加密装置指定给每种不同的压缩编码方法，诸如MPEG数据和DV格式数据)。在应用任何任意数量的数据加密装置而不是两个装置时，应用本例使用的同样方法可期望得到同样的结果。
首先，在把数据发送上网的情况下，传输许可装置2把本设备贮存的接收机的公共钥输出给发送线路加密装置5，第一串数据公共钥作为数据传输钥输出给第一数据加密装置20，第“N”传输数据公共钥作为数据第“N”传输输出给第“N”数据加密装置22，与此同时，传输许可装置2把从传输命令处理装置1接收的控制信息作为异步传输数据输出给数据多路复用装置6。第一与第“N”数据传输钥可以不同或相同(当应用不同的压缩编码方法，而且几乎同样的电路能适应两种压缩方法，例如MPEG法与运动JPEG法时，两种数据传输钥可以相同)。如实施例1所解释的那样，不必用数据传输公共钥作为数据传输钥，也不必用接收机的公共钥作为发送传输钥。其它几种方法如下：
1.在发送诸如视频数据之类的数据前，传输许可装置可通过发送/接收异步数据从接收机得到加密钥。
2.把任意数字与贮存在本加密与解密设备里的密钥产生的密钥用作加密钥，并以异步数据形式发送相应于该接收机独用的这一产生的公共钥的公共钥。
3.给多台接收机设备提供一公共钥，使用公共钥或该加密公用钥的密钥。
4.以异步数据形式从接收机接收密钥或公共钥，把该钥用作数据传输钥。
5.通过发射机与接收机间的异步数据格式通信，密钥或公共钥在它们之间相符，可把任一个钥用作数据传输钥。
除了上述几种方法外，还可通过诸如使用地波的电视广播、有线电视、数字电视广播、数字卫星广播之类的传输线路和电话线路接收数据传输钥和数据接收钥。例如，当从电视广播把AV数据录入VCR或用VCR重放AV数据时，就用接收的数据传输钥加密AV数据，而AV数据则用联上发送线路的显示设备中智能卡里贮存的数据接收钥或者通过电话线接收的数据接收钥解密。
在上述说明中，加密中使用了密钥与公共钥；然而，可用一个钥完成加解密。
另一方面，第一数据加密装置20和第“N”数据加密装置22用从传输许可装置2接收的数据传输钥对待发送数据加密以产生加密的传输数据，这里的待发送数据包括音频视频数据。把第一传输数据馈人第一数据加密装置20，把第“N”传输数据馈入第“N”数据加密装置22。
例如，第一传输数据应是数字VCR使用的DV数据，而第“N”传输数据应是数字卫星广播使用的MPEG数据。第一数据加密装置20通过同一种加密法用第一数据传输钥加密所有的帧。第“N”数据加密装置22用第“N”数据传输钥只加密一帧MPEG数据。当然，第一数据加密装置20和第“N”数据加密装置22可应用同一种加密法。
接着，第一传输数据格式变换装置21和第“N”传输数据格式变换装置23把加密的传输数据变换成传输线路数据格式的第一同步传输数据和第“N”同步传输数据，并把变换的数据输出给发送线路加密装置5。同步传输数据例如是用IEEE1394-1995规定的同步组格式编写的数据。
发送线路加密装置5用传输许可装置2分出的发送传输钥加密这些同步传输数据，并把它们作为加密的同步传输数据输出给数据多路复用装置6。
例如利用IEEE1394-1995规定的一种方法，数据多路复用装置6对异步组形式的异步数据和同步组形式的加密同步传输数据作多路复用。
传输装置7执行发送线路8的总线仲裁以获得对总线的使用权，并把异步组发送给接收机。同时，传输装置7按IEEE1394-1995的规约把同步组定期发送给接收机。
当从网上接收数据时，接收装置9从发送线路8接收地址为接收装置9的异步组和同步组，并用数据分离装置10分离复用的数据，由此从异步组里获得异步接收数据而从同步组里获得加密的同步数据。
接收许可装置11从异步接收数据里提取控制信息，并把本设备贮存的密钥作为发送接收钥输出给发送线路解密装置13，还把数据接收密钥分别输出给数据解密装置30、33作为数据接收钥。接收的控制信息经接收命令处理装置12处理，在本设备中产生有效的命令。在这方面，发送接收钥与数据接收钥未必是密钥。在传输许可装置2部分介绍的同样几种方法也适用于这两种钥。
传输线路解密装置13从接收许可装置11接收发送接收钥，并用发送接收钥对加密的同步接收数据解密而产生同步接收数据。
第一接收数据格式变换装置31和第“N”接收数据格式变换装置33变换同步接收数据的格式，分别产生第一加密接收数据和第“N”加密接收数据。例如，第一加密接收数据可以是加密的DV数据格式的数据，而第“N”加密接收数据可以是加密的MPEG数据格式的数据。例如，同步传输数据可以是IEEE1394-1995规定的同步组格式。
第一数据解密装置30和第“N”数据解密装置32分别用第一接收数据接收钥和第“N”接收数据接收钥对加密接收数据解密而产生第一接收数据和第“N”接收数据，这里的第一数据接收钥对应于第一数据传输钥，第“N”数据接收钥对应于第“N”数据传输钥。结果，第一接收数据可以是DV数据，第“N”接收数据可以是MPEG数据。这些接收数据分别以合适的时间间隔馈给DV编码器和MPEG编码器，产生可在监视器上显示的视频数据。视频数据可以是逐行扫描方法的累进视频数据，故视频数据作为优质视频数据可在个人计算机显示设备上显示。这样，可方便地实现累进视频数据收费所必需的加密。当把无数据接收钥的个人计算机联网时，可能出现这台个人计算机的用户侵权和更改数据的情况，这时可实现加密让数据难以读取。这样，就能以高度安全性保护传输/接收数据。
如上所述，根据实施例2，可使用多个数据加密装置、多个传输数据变换装置和一个传输线路加密装置，响应于数据串对DV格式或MPEG数据压缩的视频数据适当加密。这样，可方便地根据每种视频数据的压缩方法加密要求掩盖的视频信息。例如，一台有发送接收钥但没有数据接收钥的设备联网后，用户可通过这台设备不很清楚的观看图像，但看不明白。在这种情况下，图像可独立于视频压缩法而加密。
本例中，把多个传输数据格式变换装置耦合于数据多路复用装置；然而，可用开关来更改多个传输数据格式变换装置，选择其中一个装置与数据多路复用装置耦接。可用传输命令处理装置或传输许可装置控制切换。用这种方法可望达到上例同样效果。该方法也适用于多个接收数据格式变换装置。
本例中，包括数据加密装置等的数据发射机和包括数据解密装置等的数据接收机合成一台设备里。然而，如果数据传输钥与数据接收钥是预定的，例如，视频重放专用设备可只配备数据发射机，它包括传输命令处理装置、传输许可装置、第一数据加密装置、第“N”数据加密装置、第一传输数据格式变换装置、第“N”传输数据格式变换装置、发送线路加密装置、数据多路复用装置和传输装置。若设备是只接收视频数据的监视器等，则该设备可只配备数据接收机，它包括接收命令处理装置、接收许可装置、第一数据解密装置、第“N”数据解密装置、第一接收数据格式变换装置、第“N”接收数据格式变换装置、传输线路解解密装置、数据分离装置和接收装置。
除了传输装置和接收装置的发送线路驱动电路等外，本例的每个装置都可以软件形式执行而得到同样效果。
此外，可把数据多路复用装置和传输装置合成一个装置，数据分离装置和接收装置也可合成一个装置，两者都有上例一样的效果。
同样如图2所示，实施本例时，用传输/接收命令处理装置16代替传输命令处理装置1和接收命令处理装置12，并用传输/接收命令装置17代替传输许可装置2和接收许可装置11。例如，采用这种结构可方便地完成下列任务：(1)以异步数据形式从接收机接收密钥或公共钥把这个收到的钥作为数据传输钥执行加密。(2)通过异步数据通信在发射机与接收机间使密钥或公共钥相符，并用其中一个钥作为数据传输钥完成加密。
本例中，把包括第一数据加密装置等的数据发射机和包括第一数据解密装置等的数据接收机配在一台设备里；然而如图2所示，在图像专用重放设备中，只需一种加密设备，它可由下列两个元件组成：(1)数据发射机，包括传输/接收命令处理装置16、传输/接收许可装置17、第一数据加密装置20、第“N”数据加密装置22、第一传输数据格式变换装置21、第“N”传输数据格式变换装置23、发送线路加密装置15、数据多路复用装置6和传输装置7，及(2)与传输/接收许可装置17耦接的异步数据接收装置9。关于图4所示的解密设备，在只接收视频数据的监视设备中，只需一台解密设备，它可由下列两个部件组成：(1)数据接收机，包括传输/接收命令处理装置16、传输/接收许可装置17、第一数据解密装置30、第“N”数据解密装置32、第一接收数据格式变换装置31、第“N”接收数据格式变换装置33、传输线路解密装置13、数据分离装置10和接收装置9，及(2)与传输/接收许可装置17耦接的异步数据传输装置7。
同样如图5所示，本例中，可把数据传输钥同步传输数据一起发送，把数据接收钥与同步接收数据一起接收，这样就便于处理数据接收钥，而且传输/接收数据能以简单结构加密而确保发送线路的机密性。

Claims (13)

1.一种加密与解密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)允许待发送数据的传输许可装置，该装置耦接至所述传输命令处理装置，
(c)用所述传输许可装置分出的数据传输钥加密传输数据的数据加密装置，
(d)传输数据格式变换装置，用于把所述数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据，
(e)传输线路加密装置，通过用所述传输许可装置分出的发送传输钥对所述同步传输数据加密而产生加密的同步传输数据，
(f)数据多路复用装置，用于对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据和异步传输数据作多路复用，
(g)数据传输装置，用于发送由所述数据多路复用装置分到传输线路的传输数据，
(h)接收装置，用于接收从发送线路发送的接收数据，
(i)数据分离装置，用于分离所述发送到加密同步接收数据里的接收数据和异步接收数据，
(j)接收许可装置，用于允许待接收数据，它与所述数据分离装置耦接，
(k)接收命令处理装置，用于处理从所述接收许可装置分出的接收控制信号，
(l)发送线路解密装置，用于以所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据，
(m)接收数据格式变换装置，通过把所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式进行变换而产生加密的接收数据，及
(n)数据解密装置，通过用所述接收许可装置分出的数据接收钥对所述加密接收数据解密而产生接收数据。
2.一种加密与解密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)与所述传输命令处理装置耦接并用于允许待发送数据的传输许可装置，
(c)用所述传输许可装置分出的数据传输钥加密传输数据的数据加密装置，
(d)传输数据格式变换装置，用于把所述数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据，
(e)传输线路加密装置，通过用所述传输许可装置分出的发送传输钥加密所述同步传输数据而产生加密的同步传输数据，
(f)数据多路复用装置，对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据和异步传输数据作多路复用，及
(g)发送传输装置，用于把所述数据多路复用装置分出的传输数据发送到传输线路上。
3.一种解密设备，包括：
(a)接收装置，用于接收从传输线路发送的接收数据，
(b)数据分离装置，用于把所述接收数据分离发送为加密同步接收数据与异步接收数据，
(c)与所述数据分离装置耦接并允许待接收数据的接收许可装置，
(d)处理所述接收许可装置分出的接收控制信号的接收命令处理装置，
(e)发送线路解密装置，用所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据，
(f)接收数据格式变换装置，通过变换所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密的接收数据，及
(g)数据解密装置，通过用所述接收许可装置分出的数据接收钥解密所述加密接收数据而产生接收数据。
4.一种加密与解密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)与所述传输命令处理装置耦接并用于允许待发送数据的传输许可装置，
(c)用所述传输许可装置分出的数据传输钥加密传输数据的多个数据加密装置，
(d)多个传输数据格式变换装置，把所述多个数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据，
(e)传输线路加密装置，通过用所述传输许可装置分出的发送传输钥加密所述同步传输数据而产生加密的同步传输数据，
(f)数据多路复用装置，对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据和异步传输数据实行多路复用，
(g)把所述数据多路复用装置分出的数据发送到发送线路的传输装置，
(h)接收从发送发送线路发送的接收数据的接收装置，
(i)把所述接收数据分离发送为加密同步接收数据与异步接收数据的数据分离装置，
(j)与所述数据分离装置耦接并允许待接收数据的接收许可装置，
(k)处理所述接收许可装置分出的接收控制信号的接收命令处理装置，
(l)用所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据的发送线解密装置，
(m)多个接收数据格式变换装置，通过变换所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密的接收数据，及
(n)多个数据解密装置，通过用所述接收许可装置分出的数据接收钥解密所述加密接收数据而产生接收数据。
5.一种加密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)与所述传输命令处理装置耦接并允许待发送数据的传输许可装置，
(c)用所述传输许可装置分出的数据传输钥加密传输数据的多个数据加密装置，
(d)多个传输数据格式变换装置，把所述多个数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据，
(e)传输线路加密装置，通过用所述传输许可装置分出的发送传输钥加密所述同步传输数据而产生加密的同步传输数据，
(f)对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据与异步传输数据多路复用的数据多路复用装置，及
(g)把所述数据多路复用装置分出的传输数据发送到发送线路的传输装置。
6.一种解密设备：包括：
(a)接收从发送线路发送的接收数据的接收装置，
(b)把所述接收数据分离发送为加密同步接收数据与异步接收数据的数据分离装置，
(c)与所述数据分离装置耦接并允许接收数据的接收许可装置，
(d)处理所述接收许可装置分出的接收控制信号的接收命令处理装置，
(e)用所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据的发送线路解密装置，
(f)多个接收数据格式变换装置，通过变换所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密的接收数据，及
(g)多个数据解密装置，通过用所述接收许可装置分出的数据接收钥解密所述加密接收数据而产生接收数据。
7.如权利要求1或4的加密与解密调设备，或如权利要求2或5的加密设备，或如权利要求3或6的解密设备，其特征在于，接收数据和传输数据是包括音频视频数据的AV数据。
8.如权利要求7的加密与解密设备或加密设备或解密设备，其特征在于，视频数据是累进视频数据。
9.如权利要求1或4加密与解密设备或权利要求2或5的加密设备，其特征在于，传输数据格式变换装置用传输许可装置分出的数据接收钥把加密传输数据变换为具有发送线路数据格式的同步传输数据。
10.如权利要求1或4的加密与解密设备或权利要求3或6的解密设备，其特征在于，接收数据格式变换装置通过变换发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密的接收数据和数据接收钥，而数据解密装置则用所述接收数据格式变换装置分出的数据接收钥解密所述加密的接收数据。
11.一种加密与解密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)与所述传输命令处理装置耦接并允许发送数据、根据所述数据的内部产生传输钥的传输许可装置，
(c)用所述传输许可装置分出的数据传输钥加密传输数据的数据加密装置，
(d)传输数据格式变换装置，用于把所述数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据，
(e)通过用所述传输许可装置分出的发送传输钥加密所述同步传输数据而产生加密同步传输数据的传输线路加密装置，
(f)对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据和异步传输数据执行复用的数据多路复用装置，
(g)把所述数据多路复用装置分出的传输数据发送到发送线路的传输装置，
(h)接收从发送线路发送的接收数据的接收装置，
(i)把所述接收数据分离发送为加密同步接收数据与异步接收数据的数据分离装置，
(j)与所述数据分离装置耦接并允许接收数据、根据所述数据传输钥产生数据接收钥的接收许可装置，
(k)处理所述接收许可装置分出的接收控制信号的接收命令处理装置，
(l)用所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据的发送线路解密装置，
(m)通过变换所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密接收数据的接收数据格式变换装置，及
(n)通过用所述接收许可装置分出的数据接收钥解密所述加密接收数据的数据解密装置。
12.一种加密设备，包括：
(a)处理传输控制信号的传输命令处理装置，
(b)与所述传输命令处理装置耦接并允许发送数据、根据所述数据内容产生数据传输钥的传输许可装置，
(c)用所述传输许可装置分出的所述数据传输钥加密传输数据的数据加密装置，
(d)把所述数据加密装置产生的加密传输数据变换成具有传输线路数据格式的同步传输数据的传输数据格式变换装置，
(e)用所述传输许可装置分出的发送传输钥加密所述同步传输数据而产生加密同步传输数据的传输线路加密装置，
(f)对所述传输许可装置分出的所述加密同步传输数据与异步传输数据执行复用的数据多路复用装置，及
(g)把所述数据多路复用装置分出的传输数据发送到传输线路的传输装置。
13.一种解密设备，包括：
(a)接收根据数据内容从发送线路发送的接收数据的接收装置，所述发送的接收数据包括由数据传输钥加密的数据，
(b)把所述接收数据分离发送为加密同步接收数据与异步接收数据的数据分离装置，
(c)与所述数据分离装置耦接并允许接收数据、响应于所述数据传输钥产生数据接收钥的接收许可装置，
(d)处理所述接收许可装置分出的接收控制信号的接收命令处理装置，
(e)用所述接收许可装置分出的发送接收钥解密所述加密同步接收数据的发送线路解密装置，
(f)通过变换所述发送线路解密装置分出的同步接收数据的格式而产生加密接收数据的接收数据格式变换装置，及
(g)用所述接收许可装置分出的数据接收钥解密所述加密接收数据而产生接收数据的数据解密装置。
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