DE3828269A1 - Verfahren zur verschluesselten uebertragung von bildfernsprechsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verschlüsselten Über­ tragung von ein digitales Videosignal und ein digitales Tonsi­ gnal beinhaltenden Bildfernsprechsignalen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 36 40 680.5 ist ein Bild­ fernsprecher zur verschlüsselten Übertragung von Bild- und Ton­ signalen beschrieben, der durch eine Verschlüsselungskarte und gegebenenfalls durch ein zusätzliches Schlüsselwort auf ver­ schlüsselte Übertragung umgeschaltet werden kann. Bei künftigen digitalen Bildfernsprechgeräten soll aus vermittlungstechnischen Gründen der Sprachkanal getrennt vom Bildkanal geführt werden. Für eine Verschlüsselung eines solchen 64kbit/s-Sprachsignals stehen kommerzielle Verschlüsselungsgeräte zur Übertragung von geheimen Informationen zur Verfügung. Um die Schlüsselsicher­ heit zu gewährleisten, soll jedoch der Benutzerkreis von Ver­ schlüsselungsgeräten möglichst klein gehalten werden. Für priva­ te Zwecke, bei denen lediglich ein unbefugtes Mitsehen und Mit­ hören verhindert werden soll, ist ein kommerzielles Verschlüsse­ lungsverfahren weder notwendig noch zumutbar, da die Benutzer sicherheitstechnisch überprüft werden müßten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein für private Zwecke ausreichen­ des Verschlüsselungsverfahren für Bildfernsprechsignale anzuge­ ben.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist die gemeinsame Verschlüsse­ lung von Videosignalen und Tonsignalen. Hierdurch ist für die Sprachsignalverschlüsselung kein zusätzlicher Aufwand erforder­ lich. Durch das Einfügen des Sprachsignals in das Videosignal entsteht ein zusätzlich verschleiertes Multiplexsignal. Das Ein­ fügen des Sprachssignals kann bit-, wort- oder paketweise erfol­ gen. Ebenso kann ein Wort des Sprachsignals in zwei oder mehrere Blöcke aufgeteilt werden.

Für das Tonsignal kann ein Tonkanal mit erhöhter Datenrate ge­ bildet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Multiplexsignal in Daten­ blöcke aufgeteilt wird und diese miteinander verschachtelt wer­ den. Hierdurch werden die Abtastwerte beinhaltenden Datenwörter zerlegt, so daß eine Korrelation zwischen ihnen in der Regel nicht mehr feststellbar ist. Wird der Verschachtelungsmodus au­ ßerdem noch variiert, so wird die Entschlüsselung weiter er­ schwert. Durch Anwendung eines Datenreduktionsverfahren vor ei­ ner Verschachtelung von Video- und Tonsignal wird die Informa­ tion zusätzlich wesentlich verschleiert. Die Summe der vorste­ hend angeführten Schritte ergibt ein Multiplexsignal, das keine Rückschlüsse auf das ursprüngliche Videosignal erkennen läßt.

Das Verfahren wird anhand eines Prinzipschaltbildes und eines Zeitdiagramms näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Verschlüsselung von Video- und Tonsignal und

Fig. 2 ein zugehöriges Zeitdiagramm.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält einen ersten Spei­ cher 4, dem ein Videosignal VS über einen Videoeingang 1 zuge­ führt wird, einen zweiten Speicher 5, dem ein Tonsignal TS über einen Toneingang 2 zugeführt wird, einen Multiplexer 6, dessen Eingänge an die Ausgänge der Speicher 4 und 5 angeschaltet sind und eine Steuerung 7, die das Auslesen des Videosignals und des Tonsignals aus den Speichern steuert und den Multiplexer betä­ tigt. Am Ausgang 3 wird ein Multiplexsignal MS abgegeben.

Das nach Fig. 2a aus einem Synchronwort SY und darauf folgenden Abtastwerten AW 1, AW 2,... bestehende Videosignal wird in den er­ sten Speicher 4 eingeschrieben. Ebenso wird das Tonsignal TS in den zweiten Speicher 5 eingeschrieben. Das Verschachteln beider Signale kann durch ein entsprechend gesteuertes Auslesen der entsprechenden Datenwörter aus den Speichern erfolgen. Der Mul­ tiplexer kann hierbei durch Wired-OR-Ausgänge der Speicher er­ setzt werden. Nach Fig. 2b werden nach den ersten und dritten Abtastwerten AW 1 und AW 3 des Videosignals beispielsweise jeweils 3 Bits des Tonsignals TS angeordnet. Hierdurch wird bereits ein Erkennen der Abtastwerte des Videosignals erschwert. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Positionen, an denen das Ton­ signal eingefügt wird, ständig variiert werden. Weiter können auch die Abtastwerte entsprechend Fig. 2c miteinander beliebig verschachtelt werden. Ist der Verschachtelungsabschnitt auf eine Zeile beschränkt, so braucht der Speicherinhalt des ersten Spei­ chers 4 lediglich für die Abtastwerte von 2 Bildzeilen ausgelegt werden.

Wird das Videosignal und/oder das Tonsignal einem Datenredukti­ onsverfahren unterworfen und wird außerdem eine Optimalkodierung durchgeführt, so führt dies zu einem Multiplexsignal nach Fig. 2d. Die Abtastwerte AW 1, AW 2, AW 3,... werden hierdurch in redu­ zierte Abtastwerte RW 1, RW 2, RW 3,... umgesetzt. Das Tonsignal kann zwischen den datenreduzierten Abtastwerten RW 1, RW 2,... oder zu festen Zeitpunkten eingefügt werden. Es ist bereits schwierig, aus einem solchen Signal das ursprüngliche Videosi­ gnal nach Fig. 2a und das Tonsignal zu gewinnen. Noch schwieri­ ger wird es wenn eines der Multiplexsignale 2 b bis 2 d in Daten­ blöcke DB 1, DB 2 ... die nach Fig. 2e hier gleiche Länge Länge aufweisen, zerlegt wird und diese Datenblöcke nach Fig. 2f mit­ einander verschachtelt werden. Die Abtastwerte AW, beziehungs­ weise die datenreduzierten Abtastwerte RW, werden hierdurch zer­ teilt und durch das Verschachteln der Datenblöcke derart ver­ mischt, daß die ursprünglichen Signale nur mit erheblichem Auf­ wand rekonstruiert werden können. Die Synchronwörter SY können zusätzlich verschlüsselt werden. Dies ergibt insbesondere bei Anwendung von Datenreduktionsverfahren zusätzliche Synchronisa­ tions-Probleme, da der Zeilenanfang bzw. Bildanfang nur bei Kenntnis der verschlüsselten Synchronsignale erkannt werden kann. Entsprechende Datenreduktionseinrichtungen können den Ein­ gängen 1 und 2 der Anordnung nach Fig. 1 vorgeschaltet werden.

Empfangsseitig werden die Datenblöcke entsprechend ihrer ur­ sprünglichen Reihenfolge geordnet, das Tonsignal eliminiert, ge­ gebenenfalls die Abtastwerte wieder geordnet, beziehungsweise zunächst die reduzierten Abtastwerte geordnet und dann in die ursprünglichen Abtastwerte rückumgesetzt. Bei allen Schritten des Ver- und Entschlüsselns sind - von Adressenrechnungen abge­ sehen - keinerlei Rechenoperationen erforderlich.

Claims (8)

1. Verfahren zur verschlüsselten Übertragung von Bildfernsprech­ signalen, die ein digitales Videosignal (VS) und ein digitales Tonsignal (TS) beinhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignal (TS) mit dem Videosignal (VS) zu einem Multi­ plexsignal (MS) zusammengefaßt wird und daß das Multiplexsignal (MS) verschlüsselt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Tonsignal (TS) mit dem digitalen Videosignal verschachtelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplexsignal (MS) in Datenblöcke (DB 1, DB 2,...) auf­ geteilt wird und daß die Datenblöcke (DB 1, DB 2,...) miteinander verschachtelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschachtelungsmodus ständig variiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des Tonsignals (TS) ein Tonkanal mit erhöh­ ter Datenrate gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignale (SY) verschlüsselt übertragen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal (VS) und/oder das Tonsignal (TS) vor Bildung des Multiplexsignals (MS) einem Datenreduktionsverfahren unter­ zogen werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ursprünglich zur Übertragung von Vermittlungskrite­ rien und des Tonsignals (TS) benutzten separaten Übertragungska­ nal anstelle des Tonsignals (TS) ein Randomsignal übertragen wird.