DE602004010577T2 - System und Verfahren zur individuellen Video-Verschlüsselung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verschlüsselung von Multimedia-Daten, insbesondere Multimedia-Daten, die vor der Übertragung verschlüsselt werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Mit der Entwicklung von Datennetzwerken wie beispielsweise dem Internet und mit der großen Akzeptanz von Breitbandverbindungen besteht seitens der Endverbraucher eine Nachfrage nach Video- und Audio-Objekten (beispielsweise Fernsehprogrammen, Kinofilmen, Videokonferenzen, Rundfunkprogrammen), die nach Bedarf („on Demand") ausgewählt und über ein Kommunikationsnetzwerk bereitgestellt werden können. Das Konzept (Netzwerkdesign) eines solchen On-Demand-Bereitstellungssystems muss dementsprechend Codecs (Codierer/Decodierer-Programme), die für die Bereitstellung von Multimedia-Objekten verwendet werden, ebenso berücksichtigen wie Fragen der Dienstgüte (Quality of Service, QoS) bei der Darstellung der bereitgestellten Multimedia-Daten und den Transport der Multimedia-Daten über Kommunikationsnetzwerke, etwa Audio- und Video-Daten, die in einem Signal übermittelt werden.
  • Codecs sind in aller Regel als eine Kombination von Software und Hardware implementiert. Dieses System wird dafür eingesetzt, Multimedia-Daten zu codieren, die ein Medienobjekt auf einer Senderseite eines Kommunikationsnetzwerks repräsentieren, und Daten auf einer Empfängerseite des Kommunikationsnetzwerks zu decodieren. Design-Überlegungen in Bezug auf Codecs beinhalten Aspekte wie die Skalierbarkeit von Bandbreite über ein Netzwerk, die Komplexität der Rechenoperationen beim Codieren/Decodieren von Daten, die Unempfindlichkeit gegenüber Verlusten im Netzwerk (Datenverlusten) sowie durch den Codierer/Decodierer verursachte Verzögerungen bei der Übertragung von Daten, die Medien-Datenströme repräsentieren. Häufig verwendete Codecs, die sowohl die diskrete Kosinustransformation (Discrete Cosine Transformation, DCT) (beispielsweise ein Video-Codierer wie in „Video Coding for Low Bit Rate Communications H.263", veröffentlicht von der International Telecommunications Union) als auch Nicht-DCT-Verfahren (beispielsweise Wavelets und Fraktale) verwenden, sind Beispiele von Codecs, bei denen die vorstehend ausgeführten Aspekte berücksichtigt sind. Darüber hinaus werden Codecs dazu verwendet, wegen der begrenzt verfügbaren Bandbreite in einem Kommunikationsnetzwerk Daten zu komprimieren und zu dekomprimieren.
  • Dienstgüteaspekte (QoS) betreffen die Bereitstellung von Audio- und Video-Informationen sowie die Gesamt-Erfahrung für einen Benutzer, der ein Medienobjekt betrachtet. Medienobjekte werden über ein Kommunikationsnetzwerk in einzelnen Einheiten, den so genannten Datenpaketen, übermittelt. Diese Informationseinheiten, die in der Regel in sequenzieller Folge übertragen werden, werden über ein Datennetzwerk mit Knoten gesendet, die allgemein als Server und Router bekannt sind. Aus diesem Grund ist es möglich, dass zwei nacheinander übertragene Datenpakete an einem Zielgerät zu unterschiedlichen Zeitpunkten ankommen, da die Datenpakete unter Umständen auf verschiedenen Wegen durch das Internet reisen. Demzufolge kann es zu einem Dienstgüteproblem kommen, das als Dispersion bezeichnet wird und bei dem ein später gesendetes Datenpaket von einem Zielgerät vor einem früher übertragenen Datenpaket verarbeitet und angezeigt wird, sodass die Reihenfolge der angezeigten Ereignisse nicht mehr stimmt. In ähnlicher Weise kann es vorkommen, dass Datenpakete bei der Übertragung verloren gehen. Ein Zielgerät führt üblicherweise ein Fehlerverdeckungsverfahren aus, um den Datenverlust zu verbergen. Verfahren zur Sicherstellung der Dienstgüte QoS über ein Netzwerk wie beispielsweise die Über-Zuteilung der Anzahl von übertragenen Datenpaketen oder die Verbesserung der Qualität eines Netzwerks in einem Lastzustand können eingesetzt werden, allerdings bringen diese Verfahren zusätzliche Overhead-Anforderungen mit sich, die sich auf die Leistung des Kommunikationsnetzwerks auswirken.
  • Kommunikationsnetzwerke steuern die Übermittlung von Datenpaketen durch die Anwendung eines Schemas, das als Transportprotokoll bekannt ist. Das Transmission Control Protocol (TCP), das in dem Request for Comments (RFC) 793 der Internet Engineering Task Force IETF beschrieben wird, ist ein ausreichend bekanntes Transportprotokoll, das den Fluss von Informationen durch ein Kommunikationsnetzwerk steuert. Ein Transportprotokoll versucht, ein Kommunikationsnetzwerk zu stabilisieren, indem Parameter wie etwa Flusssteuerung, Fehlerüberwachung und die zeitlich geregelte Zustellung von Datenpaketen gepflegt werden. Diese Kontrollmöglichkeiten werden mithilfe von Befehlen verwaltet, die in einem Kopfteil (Header) eines Datenpakets enthalten oder aber von den Datenpaketen, die zwischen Endgeräten über das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden, getrennt sind. Diese Steuerinformationen sind ausreichend für ein Kommunikationsnetzwerk, das in einer „synchronen" Art und Weise arbeitet und in dem die Datenpakete tendenziell in der richtigen Reihenfolge übertragen werden.
  • Wenn Multimedia-Daten über ein Kommunikationsnetzwerk übertragen werden, dann will der Produzent dieser Multimedia-Daten, dass das übertragene Produkt ausschließlich von solchen Benutzern empfangen und verwendet werden kann, die rechtmäßig Zugriff auf solcherart übertragene Daten haben. In vielen Fällen werden Multimedia-Daten von Benutzern abgefangen und verwendet, die als Piraten bezeichnet werden und nicht über eine entsprechende Berechtigung zum Zugriff auf diese Daten verfügen. Um die unberechtigte Nutzung von Multimedia-Daten auf ein Minimum zu beschränken, schützt ein Produzent seine Daten durch Mittel für den bedingten Zugriff, um es einem unberechtigten Benutzer zu erschweren, auf solche Daten zuzugreifen und sie zu nutzen.
  • Einige gängige Verfahren für den bedingten Zugriff beinhalten die zwingende Verwendung eines Passworts für den Zugriff auf die Daten, das Verwürfeln von Daten (Scrambling), die Verschlüsselung von Daten und ähnliche. Aufgrund des häufigen Einsatzes von bedingten Zugriffssystemen verfügen Piraten über ausgefeilte Möglichkeiten zum Durchbrechen solcher Systeme, um illegal auf die derart geschützten Daten zugreifen zu können. Dies ist der Fall, wenn ein Pirat im Voraus weiß, welche(s) Verfahren eingesetzt wird/werden, um die Daten zu schützen.
  • Trotzdem gibt der bisherige Stand der Technik einem Produzenten von Multimedia-Daten keinerlei Anweisungen, wie Multimedia-Daten auf einfache Weise geschützt werden können, ohne für einen Piraten preiszugeben, welches spezielle Verfahren für den Schutz solcher Daten verwendet wird. Beispielsweise offenbart das Dokument DE-U-29814544 von CM COMMUNITY MEDIA GMBH & CO. ET AL., das am 10. Dezember 1998 veröffentlicht wurde, eine Operation zum Verschlüsseln von Video-Datenströmen mithilfe eines Schlüssels. Dieser Schlüssel wird seinerseits ebenfalls verschlüsselt und über Satellit an einen Kunden gesendet. Der Kunde empfängt den verschlüsselten Schlüssel, um derart verschlüsselte Daten zu entschlüsseln.
  • US-5.285.497 beschreibt eine Variante des herkömmlichen dreischichtigen Verschlüsselungsschemas zum Schützen digitaler Inhalte in einem digitalen Transport-Datenstrom. Datenblöcke und die zugehörigen Paritätsdaten, die sich aus der Vorwärtsfehlerkorrektur ergeben, werden aufgeteilt und in jeden Datenblock wird ein Ein-Bit-Fehler eingefügt, während die Paritätsdaten mit einem Codewort verschlüsselt werden, das mit einem Multi-Session-Schlüssel verschlüsselt ist, welcher wiederum mithilfe der geheimen Seriennummer des empfangenden Decodierers verschlüsselt ist. Die Datenblöcke, verschlüsselten Paritätsdaten, verschlüsselten Codewörter und verschlüsselten Multi-Session-Keys werden dann gemultiplext und an den Decodierer gesendet.
  • US-6.304.659 beschreibt ein Verfahren zur Übermittlung von Datenpaketen an Empfänger, die jeweils eine individuelle Kennung haben. Die Daten sind in einem Signal enthalten, das Zieladressen, welche mit Kontrollwörtern und Empfängerkennungen verschlüsselt wurden, sowie Kontrollnachrichten, die verschlüsselte Kontrollwörter, Adress-Flags und Kontroll-Flags enthalten, beinhaltet. Ein Empfänger konstruiert Empfängeradressen aus den Kontrollwörtern und der Empfängerkennung, kann unter Umständen ein Empfängeradressregister aktualisieren und akzeptiert Datenpakete mit einer Zieladresse, die seiner Empfängeradresse entspricht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schützen von Multimedia-Daten, wobei es die folgenden Schritte umfasst:
    Codieren von Multimedia-Daten zu verschlüsselten Multimedia-Daten; und
    Multiplexen der codierten Multimedia-Daten mit Stream-Key-Daten und Entschlüsselungsinformationen, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Schritt des Multiplexens mit Blick auf die Stream-Key-Daten und eine Geräte-Identifikationsnummer ausgeführt wird.
  • Ein Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Multiplexen von Multimedia-Daten in einen gemultiplexten Datenstrom bereit.
  • Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Demultiplexen eines gemultiplexten Datenstroms mit Bezug auf Stream-Key-Daten, die in dem Datenstrom enthalten sind, bereit
    Ein Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Demultiplexen eines gemultiplexten Datenstroms mit Bezug auf Stream-Key-Daten, die in dem Datenstrom enthalten sind, bereit.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie ihre bevorzugten Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich der Veranschaulichung dienen und in keiner Weise den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einschränken und in denen:
  • 1 ein Systemdiagramm eines Codierers ist, der Multimedia-Daten zu einem geschützten gemultiplexten Datenstrom verarbeitet, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Darstellung der Inhalte eines geschützten gemultiplexten Datenstroms ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Codieren von Multimedia-Daten in einen geschützten gemultiplexten Datenstrom ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Demultiplexen eines geschützten gemultiplexten Datenstroms ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein Systemdiagramm eines Decodierers ist, der einen gemultiplexten Datenstrom in Multimedia-Daten demultiplext, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • So, wie der Begriff Multimedia-Daten hier verwendet wird, steht er für eine beliebige Kombination aus Text-, Bild-, Video- und Audio-Daten. Streaming-Medien umfassen Audio-, Video-, Multimedia-, Text- und interaktive Daten, die über das Internet oder ein anderes Kommunikationsdatennetzwerk an ein Endgerät eines Benutzers bereitgestellt werden, an dem derartige Medien unter Umständen wiedergegeben werden können, bevor die gesamten Multimedia-Daten des Mediums vollständig empfangen worden sind.
  • Die beispielhafte Ausführungsform gehört dem Bereich eines Video-on-Demand-Servers an, der einem Benutzer Multimedia-Daten wie beispielsweise einen Kinofilm, ein Fernsehprogramm, ein Rundfunkprogramm und Ähnliches über ein Datennetzwerk bereitstellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt und kommt für jedes System zur Anwendung, in dem Multimedia-Daten an einen Benutzer, übertragen werden und in dem diese Daten gegen den unberechtigten Zugriff durch einen Dritten geschützt werden müssen.
  • 1 ist ein Systemdiagramm eines Codierers, der Multimedia-Daten eines Medien-Objekts zu einem geschützten gemultiplexten Datenstrom verarbeitet, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform werden Multimedia-Daten verarbeitet, um durch einen Diensteanbieter (Service Provider) an einen Datenteilnehmer übertragen zu werden, wobei diese Daten geschützt werden, um zu verhindern, dass ein Dritter die Daten nutzt. Vorzugsweise betreibt der Datenteilnehmer einen Decodierer, der eine eindeutige Identifikationsnummer (Unique Identification Number, UID) trägt, welche als Indikator zum Identifizieren des Datenteilnehmers verwendet wird. Eine derartige Nummer kann dem Decodierer zugewiesen werden auf Basis der Identifikationsnummer, die von einer Netzwerkkarte (Network Interface Card, NIC) in einer mit IEEE 802.3 konformen Verbindung zu einem Datennetzwerk verwendet wird, einer Adresse zur Medienzugangskontrolle (Media Access Control, MAC), wie sie in einer Decodieroperation verwendet wird, oder einer UID, die von einem Service Provider einem Datenteilnehmer zugewiesen wird, oder ähnlich. Der Service Provider nutzt optional die UID dazu, die Zugriffsrechte eines Datenteilnehmers, der einer solchen UID entspricht, zu identifizieren und nachzuprüfen.
  • Der Multimedia-Datenserver 110, der Teil des Codiersystems 100 ist, speichert und überträgt Multimedia-Daten vorzugsweise an einen Datenteilnehmer. Multimedia-Daten bedeutet Audio- und/oder Video-Daten eines Medienobjektinhalts wie beispielsweise Kinofilme, Fernsehprogramme, Rundfunkprogramme und ähnliche. Der Multimedia-Datenserver 110 kann ein Festplattenlaufwerk sein, eine auswechselbare Festplatte, eine Compact-Disc (CD), eine Digital Versatile Disk (DVD) oder eine Mehrzahl davon sowie ein beliebiges anderes Gerät sein, das zum Speichern und Bereitstellen von Multimedia-Daten für eine Codieroperation verwendet wird. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird der Multimedia-Datenserver 110 ersetzt durch eine Dateneinspeisung von in Echtzeit erzeugten Multimedia-Daten, die schließlich für die Übertragung codiert werden.
  • Der Codierer 120, der mit dem Multimedia-Datenserver 110 gekoppelt ist, codiert Multimedia-Daten in ein für die Verarbeitung geeignetes Format. Beispielsweise werden Multimedia-Daten, die der Codierer 120 empfängt, in ein MPEG-2-kompatibles Format formatiert. Die Verwendung des Codierers 120 in dieser Art von Codieroperation ist in der Technik bekannt, ebenso wie die Verwendung des Codierers 120 für das Codieren von Multimedia-Daten in ein anderes Multimedia-Format, etwa MPEG-2, MPEG-4, Joint Video Team Compression und andere.
  • Der Codierer 120 wird auch eingesetzt, um Multimedia-Daten in einem Format zu schützen, das es Dritten erschwert, auf derart geschützte Daten zuzugreifen. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet der Codierer 120 Codiertabellen zum Codieren von Daten im MPEG-2-Format in ein verschlüsseltes Format. Entsprechend wird für einen Dritten die Möglichkeit begrenzt, direkt auf das codierte Multimedia-Format zuzugreifen, ohne zu wissen, auf welche Weise diese Daten verschlüsselt wurden. Alternativ kann der Codierer 120 ein Verschlüsselungsverfahren wie den Data Encryption Standard (DES), den International Data Encryption Algorithm (IDEA), Secure and Fast Encryption Routine (SAFER) oder beliebige andere Arten von Verschlüsselungsverfahren nutzen, wie sie in der Technik für das Verschlüsseln von Multimedia-Daten bekannt sind. Das Produkt aus der Verschlüsselungsoperation erzeugt Daten, die als verschlüsselte Multimedia-Daten bezeichnet werden.
  • Als nächstes empfängt der Paketmultiplexer 140 verschlüsselte Multimedia-Daten von dem Codierer 120. Der Paketmultiplexer 140 führt einen zweiten Schritt zum Schutz der Daten aus, indem er die verschlüsselten Multimedia-Daten, die er von dem Codierer 120 empfangen hat, mit anderen Arten von Daten multiplext, wobei eine solche Multiplexing-Operation als ein Multiplexpaket (MUXP) bezeichnet wird.
  • Dementsprechend beginnt die MUXP-Operation damit, dass ein Service Provider willkürlich einen Wert oder Term wählt, der als Stream-Key bezeichnet wird, wie dies etwa durch den Stream-Key-Generator 115 erfolgt. Zusätzlich bezieht der Paketmultiplexer 140 eine UID, die einem Benutzer oder einem Benutzerendgerät entspricht, aus der Geräte-Identifikationsnummer 130. Der Stream-Key und die UID werden von dem Paketmultiplexer 140 dazu genutzt zu bestimmen, wie die Daten von dem Codierer 120 mit dem Stream-Key und den Entschlüsselungsinformationen, welche zum Entschlüsseln der Daten von dem Codierer 120 verwendet werden, gemultiplext werden sollen.
  • Das Multiplexen eines Stream-Key, von Entschlüsselungsinformationen und verschlüsselten Multimedia-Daten durch den Paketmultiplexer 140 erfolgt, indem der Stream-Key und die UID als Startwerte in einer MUXP-Operation mit Blick auf eine mathematische Formel verwendet werden, oder mithilfe eines beliebigen anderen Verfahrens, das dazu dient, die Positionen von mindestens drei verschiedenen Datentypen in einem Datenstrom zuzuweisen. Beispielsweise ist ein MUXP, das von dem Paketmultiplexer 140 benutzt wird, eine statistische Multiplexing-Operation, in der der Stream-Key und die UID als Startwerte verwendet werden, obwohl andere Arten von Formeln oder Verfahren zur Bestimmung des MUXP herangezogen werden können. Es ist wichtig, dass sich das MUXP-Paket ändert, wenn sich entweder der UID-Wert oder der Stream-Key-Wert ändert.
  • Das Produkt der MUXP-gesteuerten Multiplexing-Operation ist in 2 dargestellt und repräsentiert den Inhalt eines geschützten gemultiplexten Datenstroms. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der geschützte gemultiplexte Datenstrom 200 (im Folgenden Datenstrom 200 genannt) in Form von Datenpaketen übertragen, obwohl der Datenstrom 200 jedes beliebige Datenformat haben kann. Die Zusammensetzung des Datenstroms 200 beinhaltet mindestens drei verschiedene Datentypen: den Stream-Key 210, verschlüsselte Multimedia-Daten 220 und Entschlüsselungsinformationen 230. Der Stream-Key 210 steht für Stream-Key-Daten, die zum Multiplexen und/oder Demultiplexen des Datenstroms 200 verwendet werden. Vorzugsweise belegt der Stream-Key 210 immer dieselben Datenpaketpositionen im Datenstrom 200, wobei diese Positionen entsprechend einer vorab definierten Sequenz wiederholt werden können. Die verschlüsselten Multimedia-Daten 220 stellen gemultiplexte Daten dar, welche von dem Codierer 120 empfangen wurden.
  • Bei den Entschlüsselungsinformationen 230 handelt es sich um Daten, die zum Entschlüsseln der verschlüsselten Multimedia-Daten 220 verwendet werden und Bestandteil des Datenstroms 200 sind. Die Entschlüsselungsinformationen 230 werden vorzugsweise dafür genutzt, die Umkehroperation des Verschlüsselungsprozesses auszuführen, mit dem die verschlüsselten Multimedia-Daten 220 erzeugt wurden. Der Inhalt der Verschlüsselungsinformationen kann aus Geheimtext-Informationen, Schlüsseln oder anderen Daten bestehen, die zum Entschlüsseln geschützter Daten dienen.
  • Im Anschluss an die Multiplexing-Operation wird der Datenstrom 200 von dem Transport-Codierer 150 in ein für die Übertragung geeignetes Format formatiert, beispielsweise Datenpakete, die über ein TCP/IP-konformes Netzwerk übermittelt werden. Der Transport-Codierer 150 überträgt die formatierten Daten über das Datennetzwerk 160 zur Verwendung für eine Decodieroperation in einem Decodierer.
  • In einer optionalen Ausführungsform der Erfindung wird das MUXP, das für die Verteilung der Daten zum Erzeugen des Datenstroms 200 verwendet wird, entsprechend der Anwendung für die Wiedergabe oder Speicherung der decodierten Multimedia-Daten gewählt. Wenn beispielsweise beabsichtigt ist, die Multimedia-Daten während einer Streaming-basierten Anwendung wiederzugeben, würde das MUXP-Paket dazu neigen, den größten Teil der Entschlüsselungsinformationen an den Anfang des Datenstroms 200 zu platzieren, sodass die Multimedia-Daten an einer späteren Stelle in den Datenstrom 200 gemultiplext werden. Auf diese Weise ist der Betrieb eines Decodierers mit Datenstrompufferung (Stream-Buffering) der Multimedia-Daten effizienter, wenn eine derartige Anordnung beim Streaming von Multimedia-Daten eingesetzt wird. Im Gegensatz zu einer Speicherlösung würde das MUXP die Entschlüsselungsdaten gleichmäßig über den Datenstrom 200 verteilen, da die Daten nicht unmittelbar in einer Echtzeit-Operation wiedergegeben werden.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Codieren von Multimedia-Daten in einen geschützten gemultiplexten Datenstrom gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Schritt 310 werden Multimedia-Daten, die ein Audio- und/oder Video-Objekt repräsentieren, codiert und vorzugsweise gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung von dem Codierer 120 (siehe 1) zu verschlüsselten Multimedia-Daten verschlüsselt. Die Codier- und Verschlüsselungsprozesse können wie oben beschrieben von einem beliebigen Typ sein.
  • In Schritt 320 werden die verschlüsselten Multimedia-Daten zu einem bedingt zugänglichen geschützten gemultiplexten Datenstrom mit Entschlüsselungsinformationen und Stream-Key-Daten gemultiplext. Wie vorstehend bereits beschrieben multiplext der Paketmultiplexer 140 die drei Datentypen in einen geschützten gemultiplexten Datenstrom 200 (siehe 2) entsprechend einem MUXP in Abhängigkeit von einem Stream-Key (von dem Stream-Key-Generator 115) und einer UID aus der Geräte-Identifikationsnummer 130. Die Position der jeweiligen Datentypen in dem gemultiplexten Datenstrom ändert sich, wenn sich entweder die Stream-Key-Daten oder die UID ändern.
  • In Schritt 330 wird der Datenstrom 200 von dem Transport-Codierer 150 in ein für den Transport über das Datennetzwerk 160 geeignetes Format formatiert. Vorzugsweise wird der Datenstrom 200 an einen Decodierer übertragen, dem die UID entspricht.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Demultiplexen eines bedingt zugänglichen geschützten Datenstroms gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Datenstrom 200 in die folgenden Datentypen demultiplext: Stream-Key 210, verschlüsselte Multimedia-Daten 220 und Entschlüsselungsinformationen 230. Diese Datentypen werden anschließend dazu verwendet, die verschlüsselten Multimedia-Daten 220 zu nicht verschlüsselten Multimedia-Daten zu verarbeiten, die in einem für die Wiedergabe oder Speicherung geeigneten Format vorliegen.
  • Die Schritte von 4 werden mit Bezug auf das Decodiersystem 500 beschrieben, das in 5 in Form eines Systemdiagramms eines Decodierers dargestellt ist, der einen gemultiplexten Datenstrom in Multimedia-Daten demultiplext, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Schritt 410 beginnt das Demultiplexing-Verfahren 400 mit dem Empfangen eines gemultiplexten Datenstroms etwa von dem Datennetzwerk 560. Vorzugsweise wird für diesen Schritt ein Endgerät eingesetzt, das in der Lage ist, Daten von einem Datennetzwerk zu empfangen, etwa ein Transport-Decodierer 550, obwohl auch jedes andere Endgerät verwendet werden kann, das Daten empfangen kann. Der Transport-Decodierer 550 formatiert den empfangenen Datenstrom für die Verarbeitung durch den Paketdemultiplexer 540.
  • Der empfangene gemultiplexte Datenstrom wird in Schritt 420 von einem Paketdemultiplexer 540 (der die Umkehroperation eines Paketmultiplexers 140 ausführt) demultiplext. Für den Demultiplexing-Prozess werden Stream-Key-Daten genutzt, die als Bestandteil der Zusammensetzung des gemultiplexten Datenstroms übertragen wurden. Üblicherweise weiß der Paketdemultiplexer 540 aufgrund der Tatsache, dass Stream-Key-Daten üblicherweise an vorab festgelegten Positionen in dem gemultiplexten Datenstrom platziert werden, an welcher Stelle diese Stream-Key-Daten aus einem empfangenen Datenstrom zu extrahieren sind. Zusätzlich verwendet der Paketdemultiplexer 540 die UID, die ihm selbst oder einem angekoppelten Decodierer entspricht, für die Demultiplexing-Operation.
  • Die Demultiplexing-Operation ist die Umkehrung der Operation, mit der der gemultiplexte Datenstrom erzeugt wird. Speziell verwendet der Paketdemultiplexer 540 eine umgekehrte MUXP-Operation, bei der der Stream-Key und die UID dazu genutzt werden, einen gemultiplexten Datenstrom wieder in Entschlüsselungsinformationen und verschlüsselte Multimedia-Daten zurückzuverwandeln.
  • In Schritt 430 werden die verschlüsselten Multimedia-Daten zu einem Format verarbeitet, das für die Wiedergabe und Speicherung geeignet ist. Durchgeführt wird dieser Schritt unter Verwendung eines Decodiergeräts (welches die Umkehroperationen von Codierung und Verschlüsselung im Codierer 120 ausführt), beispielsweise etwa des Decodierers 520. Der Decodierer 520 nutzt die Entschlüsselungsinformationen, die aus dem gemultiplexten Datenstrom demultiplext wurden, um die verschlüsselten Multimedia-Daten zu codierten Multimedia-Daten zu entschlüsseln. Diese Daten werden anschließend in ein Datenformat decodiert, das für die Wiedergabe oder Speicherung auf einem Multimedia-Endgerät 510 wie beispielsweise einem Fernsehgerät, einem Computer, einem CD-Player und ähnlichen geeignet ist, wobei solche Daten idealerweise Multimedia-Daten ähnlich den Daten von dem Multimedia-Datenserver 110 (aus 1) darstellen.
  • Die vorliegende Erfindung kann in der Form von auf einem Computer implementierten Prozessen und einer Vorrichtung zum Ausführen dieser Prozesse ausgeführt werden. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls in der Form von Computer-Programmcode ausgeführt werden, der auf physischen Datenträgern enthalten ist, beispielsweise auf Disketten, Nur-Lesen-Speichergeräten (ROM), CD-ROM, Festplatten, High-Density Disk oder einem beliebigen anderen, computerlesbaren Speichermedium, wobei, wenn der Computer-Programmcode auf einen Computer geladen und von diesem ausgeführt wird, der Computer dadurch zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Die vorliegende Erfindung kann außerdem in der Form von Computer-Programmcode ausgeführt werden, der beispielsweise auf einem Speichermedium gespeichert sein, auf einem Computer geladen oder von diesem ausgeführt werden oder über ein Übertragungsmedium, etwa elektrische Leitungen oder Kabel, Glasfaser oder mittels elektromagnetischer Strahlung übertragen werden kann, wobei, wenn der Computer-Programmcode auf einen Computer geladen und von diesem ausgeführt wird, der Computer dadurch zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Wenn die Implementierung auf einem Universal-Prozessor erfolgt, konfigurieren die Segmente des Computer-Programmcodes den Prozessor so, dass spezifische logische Schaltungen gebildet werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Multiplexen von Datentypen zu einem gemultiplexten Datenstrom, das die folgenden Schritte umfasst: Codieren (310) von Multimedia-Daten zu verschlüsselten Multimedia-Daten; und Multiplexen (320) der codierten Multimedia-Daten mit Stream-Key-Daten und Entschlüsselungsinformationen; dadurch gekennzeichnet, dass die Stream-Key-Daten und eine Geräte-Identifikationsnummer dazu verwendet werden zu bestimmen, wie die codierten Multimedia-Daten mit den Stream-Key-Daten und Entschlüsselungsinformationen zu multiplexen sind.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stream-Key-Daten an vorab festgelegten Positionen in den Datenstrom eingefügt werden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Codierens Folgendes umfasst: Codieren der Multimedia-Daten in ein Multimedia-Format wie beispielsweise MPEG-2, und Verschlüsseln der codierten Multimedia-Daten.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenstrom für den Transport über ein Datennetzwerk verarbeitet wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräte-Identifikationsnummer dem Empfänger des gemultiplexten Datenstroms entspricht.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Multiplexens ferner in Bezug auf eine Anwendung ausgeführt wird, für die die verschlüsselten Multimedia-Daten genutzt werden sollen.
  7. Vorrichtung zum Durchführen von Multiplexing-Operationen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Codierer (120) zum Codieren von Multimedia-Daten in verschlüsselte Multimedia-Daten; und einen Paketmultiplexer (140) zum Multiplexen der codierten Multimedia-Daten mit Stream-Key-Daten und Entschlüsselungsinformationen; dadurch gekennzeichnet, dass der Paketmultiplexer (140) ferner dafür vorgesehen ist, mithilfe der Stream-Key-Daten und einer Geräte-Identifikationsnummer zu bestimmen, wie die codierten Multimedia-Daten mit den Stream-Key-Daten und Entschlüsselungsinformationen zu multiplexen sind.
  8. Verfahren zum Demultiplexen eines gemultiplexten Datenstroms in verschlüsselte Multimedia-Daten, Entschlüsselungsinformationen und Stream-Key-Daten, dadurch gekennzeichnet, das die Stream-Key-Daten und eine Geräte-Identifikationsnummer dazu genutzt werden zu bestimmen, wie die gemultiplexten Daten zu demultiplexen sind.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stream-Key-Daten auf der Basis der vorab definierten Einfügung der Stream-Key-Daten lokalisiert werden.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verschlüsselten Multimedia-Daten mithilfe der Entschlüsselungsinformationen in ein für die Wiedergabe geeignetes Format entschlüsselt werden.
  11. Vorrichtung zum Ausführen des Demultiplexens eines gemultiplexten Datenstroms, welcher verschlüsselte Multimedia-Daten, Entschlüsselungsinformationen und Stream-Key-Daten enthält, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Paketdemultiplexer (540), der die Stream-Key-Daten und eine Geräte-Identifikationsnummer dazu verwendet, den gemultiplexten Datenstrom zu demultiplexen; und einen Decodierer (520), um die Entschlüsselungsinformationen dazu zu nutzen, den demultiplexten Datenstrom in ein für die Wiedergabe oder Speicherung geeignetes Format zu decodieren.
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