DE69109722T2 - Verfahren und Gerät zur Verschlüsselung/Entschlüsselung von digitalen multiplexen Tonsignalen bei der Fernsehübertragung. - Google Patents

Verfahren und Gerät zur Verschlüsselung/Entschlüsselung von digitalen multiplexen Tonsignalen bei der Fernsehübertragung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung von digitalem Ton. Die Erfindung richtet sich insbesondere auf die Verwendung für digitalen Ton, der im NICAM-Format übertragen wird. Die Erfindung umfaßt die Verwürfelung des Signals durch eine Verschlüsselung mit einem laufenden Schlüssel und die Verschlüsselung von Steuerungswörtern, die den laufenden Schlüssel steuern.
  • Die Verschlüsselung analoger Signale wird heutzutage beim Kabelfernsehen durchgeführt. Wenn jedoch die Verschlüsselung an analogen Signalen durchgeführt wird, führt sie zu einer gewissen Verschlechterung der Qualität. Gleichgültig wie gut die Anlage ist, wird bei der Verschlüsselung und Entschlüsselung analoger Signale stets eine gewisse Verzerrung eingefügt. Außerdem ist es ziemlich schwierig, eine wirklich starke und sichere Verschlüsselung analoger Signale zu erzielen.
  • Beim Verschlüsseln eines digitalen Signals ist es bedeutend leichter, eine starke und sichere Verschlüsselung zu erzielen. Das Signal kann auf der Empfängerseite immer noch perfekt wiedergegeben werden, da es nicht notwendig ist, einen genauen Pegel zu bestimmen, sondern nur die Entscheidung "1" oder "0" zu treffen.
  • Die Verschlüsselung von digitalem Ton wird heutzutage beim Satellitenfernsehen verwendet. Dieses Verschlüsselungs- System kann jedoch bei der terrestrischen Übertragung nicht direkt verwendet werden, da es ein Problem mit der Mehrwegausbreitung gibt. Bei der Satellitenübertragung hat die Empfangsantenne eine sehr schmale Keule, wodurch dieses Problem nicht auftritt. Vor kurzem wurde ein digitales System zur terrestrischen Übertragung von Stereoton, als NICAM bezeichnet (Near Instantanious Companded Audio Multiplex), entwickelt. Das NICAM-System neigt weniger stark zur Mehrwegausbreitung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verschlüsselung von digitalem Ton, der im NICAM- Format oder einem ähnlichen Format übertragen wird. Somit wird das Problem mit der Mehrwegausbreitung vermieden.
  • Beim Kabelfernsehen ist es bekannt, ein Tonsignal zu digitalisieren und zu verschlüsseln. Die US-A-4 682 360 offenbart eine Vorrichtung zur Verschlüsselung von digitalem Ton beim Fernsehen, wobei ein digitales Signal zwischen einem Sender und einem Empfänger übertragen wird, und die Vorrichtung aufweist: einen Generator, der eine Pseudozufallssequenz erzeugt, wobei der Generator weiterhin ein Steuerungswort zum Initialisieren der Pseudozufallssequenz erzeugt, und einen Addierer, der zu dem eine Toninformation enthaltenden digitalen Signal die Pseudozufallssequenz addiert. Das Dokument offenbart eine entsprechende Vorrichtung zur Entschlüsselung von digitalem Ton beim Fernsehen.
  • Das Videoübertragungssystem der US-A-4 682 360 verwendet den Farbsynchronimpuls des Videosignals, um die Abtastzeiten an dem empfangenen zusammengesetzten Videosignal zu synchronisieren. In der vorliegenden Erfindung wird das verschlüsselte Signal in einem vorbestimmten Format, vorzugsweise NICAM, übertragen, innerhalb dessen auch ein Steuerungswort übertragen wird. Dies liefert eine vollständig innerhalb des digitalen Signals liegende Synchronisation.
  • Die Erfindung gestattet eine einfache und sichere Verschlüsselung mittels eines Verfahrens, bei dem das auf den Kanal übertragene digitale Signal verschlüsselt wird, indem man eine binäre Modulo-2-Pseudozufallssequenz zu dem digitalen Ton addiert, d.h. eine Verschlüsselung mit einem laufenden Schlüssel durchführt. Zur Wiedergabe des ursprünglichen Signals wird die gleiche Sequenz auf der Empfängerseite addiert. Die binäre Pseudozufallssequenz wird durch einen Pseudozufallssequenz-Generator erzeugt. Die Sequenz wird durch ein sogenanntes Steuerungswort gesteuert, das auf der Senderseite zufällig erzeugt und nach geeigneten Intervallen geändert wird. Das verschlüsselte Signal wird in einem vorbestimmten Format übertragen. Das Steuerungswort wird verschlüsselt und in dem gleichen Format zu dem Empfänger übertragen, wo es entschlüsselt und zu dem Pseudozufallssequenz-Generator des Empfängers übertragen wird.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung für die Durchführung des Verfahrens. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.
  • Die Erfindung wird nun anhand der begleitenden Zeichnung im Detail beschrieben, wobei:
  • Fig. 1 ein Übersichtsblockdiagramm der Erfindung ist;
  • Fig. 2 ein Diagramm des NICAM-Formats ist;
  • Fig. 3 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Senders ist;
  • Fig. 4 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Empfängers ist; und
  • Fig. 5 ein Blockdiagramm des in dem erfindungsgemäßen Sender und Empfänger enthaltenen Pseudozufallssequenz- Generators ist.
  • In Fig. 1 ist ein Überblicksblockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Die Quelle liefert ein digitales Signal, das die Toninformation für die Fernsehübertragung enthält. Der Ton kann in Stereo oder Mono sein, und es können auch Daten in Übereinstimmung mit dem weiter unten beschriebenen NICAM-Format übertragen werden. In dem NICAM- Generator wird das Signal formatiert. Falls das Signal nicht verschlüsselt werden soll, wird es direkt über Funk oder Kabel zu dem Empfänger übertragen, wo das Signal in einem NICAM-Decodierer decodiert wird, um den analogen Ton wiederzugeben. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird jedoch das formatierte Signal zuerst einer Verschlüsselungseinheit zugeführt, in der das Signal verschlüsselt wird, bevor es zu dem Empfänger übertragen wird. In dem Empfänger befindet sich eine entsprechende Entschlüsselungseinheit.
  • Fig. 2 zeigt, wie das NICAM-Format gestaltet ist. NICAM ist ein Standardformat, das für digitalen stereophonen Ton entwickelt wurde. Das System gestattet eine Übertragung in Stereo oder zwei gesonderten Monokanälen oder von Daten. In Fig. 2 ist ein NICAM-Datenblock gezeigt. Jeder Datenblock umfaßt 728 bit, und sie werden mit einer Geschwindigkeit von 1 000 Datenblöcken pro Sekunde, d.h. einer gesamten Bitrate von 728 kbit/s, übertragen. Jeder Datenblock beginnt mit einem Datenblock-Ausrichtungswort FAW, das aus acht Bits besteht. Danach werden fünf Steuerungsbits CO-C4 übertragen, wodurch z.B. die Art der übertragenen Information bestimmt wird. Dann gibt es 11 Zusatzdaten-AD-Bits AD0-AD10, die zur Übertragung optischer Information verwendet werden können. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise das erste Bit AD0 verwendet, um ein Steuerungswort und das Kryptosynchronisationswort zu übertragen, das weiter unten genauer beschrieben wird. Am Ende jedes Datenblocks werden die zu verschlüsselnden 704 Ton- und/oder Dateninformationsbits übertragen.
  • Erfindungsgemäß wird eine Pseudozufallssequenz zu den Informationsbits modulo-2- addiert. Der Ausdruck Pseudozufallssequenz bezieht sich auf eine Sequenz aus Einsen und Nullen, die als eine zufällige wahrgenommen werden kann, jedoch tatsächlich vorhersagbar ist, wenn ein Initialisierungswort und die Art, mit der die Sequenz erzeugt wird, bekannt sind. Aufgrund dieser Tatsache ist die Wiedergabe der Sequenz auf der Empfängerseite möglich. Somit muß ein Initialisierungswort oder ein Steuerungswort zwischen dem Sender und dem Empfänger übertragen werden. Um den Verschlüsselungspegel zu erhöhen, wird das Steuerungswort verschlüsselt, bevor es übertragen wird. Der Schlüssel der letztgenannten Verschlüsselung kann auf unterschiedliche Arten gehandhabt werden. Dies ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
  • In Fig. 3 ist die Gestalt der Verschlüsselungseinheit auf der Senderseite gezeigt. Ton oder Daten im NICAM-Format treten zusammen mit dem Schlüssel, der den Verschlüsselungsalgorithmus steuert, in die Verschlüsselungseinheit ein. Ein Pseudozufallsgenerator PRBS erzeugt eine binäre Pseudozufallssequenz. Dies wird weiter unten anhand von Fig. 5 genauer beschrieben. Ein Modulo-2-Addierer addiert die Modulo-2-Pseudozufallssequenz zu den 704 Eingabe- Ton/Datenbits pro NICAM-Datenblock. Der Pseudozufallsgenerator wird durch ein Steuerungswort initialisiert, das von einem Steuerungswortgenerator CW gen erzeugt wird. Eine Verzögerungseinheit dient dazu, das Steuerungswort in den Pseudozufallsgenerator zum richtigen Zeitpunkt zu laden. Das Steuerungswort wird nicht als einfacher Text übertragen, sondern wird in der Verschlüsselungseinheit verschlüsseit, um eine unbefugte Benutzung zu verhindern. Zusätzlich zu der Verschlüsselung muß das Steuerungswort in Form eines Pehlerkorrekturcodes geschützt werden. Diese Fehlerkorrektur wird in der Codiereinheit durchgeführt. Eine Synchronisationseinheit Synch erzeugt geeignete Steuerungssignale zu den anderen Einheiten unter Verwendung des Datenblock-Ausrichtungsworts FAW. Ein Synchronisationswort, das einem Empfänger ermöglicht, den Anfang des Steuerungswortes zu finden, wird auch kurz vor dem Steuerungswort eingefügt. Die Einfügung dieses Kryptosynchronisationswortes und des Steuerungswortes zu dem richtigen Zeitpunkt in den NICAM- Datenblock wird durch einen Multiplexer MUX erzielt.
  • Das Steuerungswort ist nach der Verschlüsselung und Fehlerkorrektur ca. 300 bit mit dem Synchronisationswort zusammen, und das Steuerungswort wird nach geeigneten Intervallen ersetzt. Da es unerwünscht ist, die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen, indem man Information zusätzlich zu den NICAM-Datenblöcken überträgt, ist es ganz natürlich, die Zusatzdatenbits zu verwenden. Es reicht völlig aus, nur ein Bit pro NICAM-Datenblock zu verwenden, was zu der Bitrate von 1 000 bit pro Sekunde führt. Eine andere Möglichkeit der Übertragung des Steuerungsworts ist die Verwendung des vertikalen Austastintervalls, VBI, wo sich zur Zeit z.B. Teletext befindet.
  • In Fig. 4 ist die entsprechende erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung gezeigt. Das verschlüsselte NICAM-Signal tritt in den Multiplexer DEMUX ein, der das verschlüsselte Steuerungswort einer Decodier- und Entschlüsselungseinheit zuführt. Das entschlüsselte Steuerungswort wird in einen entsprechenden Binär-Pseudozufallssequenz-Generator PRBS geladen. Die erzeugte Zufallssequenz wird zu dem verschlüsselten digitalen Signal modulo-2-addiert, um das einfache (unverschlüsselte) NICAM-Signal wiederzugeben.
  • In Fig. 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pseudozufallssequenz-Generators gezeigt. Wie zuvor erwähnt, ist eine Pseudozufallssequenz eine Sequenz, die als zufällig aufgefaßt werden kann, insbesondere wenn sie sehr lang ist, so daß es viele Bits gibt, bevor sie erneut beginnt und wiederholt wird. Eine Pseudozufallssequenz wird auf recht einfache Weise unter Verwendung von rückgekoppelten Schieberegistern erzeugt. In der Rückkopplung wird das Signal eines der Ausgänge der Schieberegister genommen und wird über ein (oder mehrere) XOR-Gatter zu dem in der Figur durch einen Addierblock S dargestellten Eingang zurückgeführt. Um die Länge der Sequenz weiter zu erhöhen, wird für eine nichtlineare Rückkopplung gesorgt, indem man ein nichtlineares Element nach den linearen rückgekoppelten Schieberegistern bereitstellt. Die Länge der Sequenz in einem solchen rückgekoppelten Schaltkreis ist etwa 2n, falls das Schieberegister eine Länge von n bit hat. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Pseudozufallssequenz-Generator vier lineare rückgekoppelte Register, einen Addierer und einen Entscheidungsschaltkreis. Die Schieberegister haben jeweils die Längen 13, 14, 15 und 17 bit. Der Addierer und der Entscheidungsschaltkreis wurden zu einem Kombinationsschaltkreis zusammengefaßt.
  • Die Sequenzlänge des Generators ist so lang wie ein Generator mit einem 59-Bit-Schieberegister, wobei 59 die Summe der vier Längen der Schieberegister ist. Die Sequenzlänge ist dann ungefähr 2&sup5;&sup9; ~ 5,8 x 10¹&sup7;.
  • Bevor der Generator gestartet wird, muß ein Initialisierungswort, das nicht gleich Null ist, in das Schieberegister eingelesen werden, d.h. jedes der Latch-Flip-Flops der Schieberegister sollte einen gewissen Zustand einnehmen. Dieses mit dem Steuerungswort identische Initialisierungswort bestimmt, wo der Start in der Sequenz ist. Somit ist die Länge des Steuerungsworts 59 bit. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird der Generator mit einem neuen Steuerungswort ungefähr einmal in der Sekunde gestartet. Dann wird er mit dem NICAM-Taktgeber mit 728 kHz getaktet, und es werden 704 bit/ms für die Verschlüsselung des Tons verwendet. Die verbleibenden Bits werden für die Verschlüsselung nicht verwendet, da das Datenblock-Ausrichtungswort, die Steuerungsbits und die Zusatzdatenbits am Anfang jedes NICAM-Datenblocks unverschlüsselt übertragen werden.
  • Das Steuerungswort wird nach geeigneten Intervallen ersetzt. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Steuerungswort kontinuierlich ersetzt, d.h. es werden jedesmal neue Steuerungswörter übertragen. Es ist jedoch möglich, das gleiche Steuerungswort während einer längeren Zeitdauer, z.B. 60 Sekunden, gelten zu lassen, wodurch das gleiche Steuerungswort 60 mal hintereinander übertragen wird. Ein weniger häufiges Ändern der Steuerungswörter erschwert es, den Verschlüsselungsalgorithmus für die Entschlüsselung des Steuerungsworts zu knacken, erleichtert es jedoch andererseits, das Steuerungswort zu "erraten" und somit zu der Pseudozufallssequenz Zugang zu bekommen. Selbst wenn die gleiche Steuerung für eine längere Zeitdauer verwendet wird, eignet es sich, es etwas häufiger, z.B. einmal pro Sekunde, zu übertragen, so daß während der Übertragung erzeugte mögliche Bitfehler das System nicht für eine wesentliche Zeitdauer lahmlegen. Ein geeignetes Intervall zum Ändern des Steuerungsworts hängt von der vorgeschriebenen Sicherheitsstufe ab.
  • Somit sollte jede Sekunde ein neues Steuerungswort auf der Senderseite erzeugt werden. Dies geschieht in einem Steuerungswort-Generator, der eine Zufallssequenz erzeugt, die zur Bildung des Steuerungsworts verwendet wird. Der Zweck des Steuerungsgenerators ist es, eine wahre Zufallssequenz im Sinne einer nicht vorhersagbaren Sequenz zu erzielen. Verwendete man eine Pseudozufallssequenz, gäbe es eine Möglichkeit, das Steuerungswort vorherzusagen, sobald der Code geknackt ist. In diesem Fall kann der Ton in dem Empfänger ohne Zugang zu dem Entschlüsselungsalgorithmus für das Steuerungswort entschlüsselt werden, d.h. ohne daß man das Steuerungswort lesen muß, wenn es auf dem Kanal übertragen wird.
  • Ein Fehler in dem Steuerungswort oder Synchronisationswort führt zu einem Tonausfall, bis das Steuerungswort beim nächsten Mal korrekt gelesen wird. Dies ist der Grund, weshalb die Fehlerkorrektur von den Codier- und Decodiereinheiten durchgeführt wird. In der vorliegenden Erfindung wurde der BCH-Code (127,71) mit guten Ergebnissen verwendet. Die Fehlerkorrektur ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung und wird daher hier nicht genauer beschrieben.
  • Die Verschlüsselung des Steuerungsworts wird so gewählt, daß eine hohe Sicherheit gegenüber Knacken erzielt wird. Dies kann auf viele Arten erzielt werden, die dem Fachmann bekannt sind. Vorzugsweise wird ein den Verschlüsselungs- und Fehlerkorrektureinheiten gemeinsamer Mikroprozessor verwendet. Die Verwendung eines Mikroprozessors führt dazu, daß das System keinem speziellen Verschlüsselungsalgorithmus unterliegt. Es ist sehr einfach, den Algorithmus zu ändern, indem man den Mikroprozessor erneut programmiert. Auch ist die Herstellung eines Mikroprozessors kostengünstig.
  • Das System wird aus zwei Gründen verschlüsselt. Der erste besteht darin, daß man nur befugten Benutzern den Zugang zu dem System gewährt. Der andere liegt in der gleichzeitigen Bereitstellung eines Kostenauferlegungssystems für den Zugang zum System; ein Benutzer wird durch Zahlung der Abonnementgebühr befugt. Daher muß der Austausch des Verschlüsselungsschlüssels zu jeder neuen Gebührenauferlegungsperiode stattfinden. Dies kann erzielt werden, indem man den Empfänger bei seiner Herstellung mit einem individuellen und einzigartigen Teil eines Verschlüsselungsschlüssels ausstattet, der in den Mikroprozessor einprogrammiert ist.
  • Der komplementäre Teil des Schlüssels wird zu jeder Gebührenauferlegungsperiode erneuert und wird gegen Zahlung einer Abonnementgebühr verteilt. Die Handhabung des Schlüssels an sich ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Verschlüsselung/Entschlüsselung von digitalem Ton bereit. Die Verschlüsselung wird in zwei Schritten durchgeführt. Der erste Schritt, die Verschlüsselung mit laufendem Schlüssel, ist ein einfaches Verfahren zur schnellen Verwürfelung großer Datenmengen und wird durch einfache Hardware verwirklicht, während der zweite Schritt fortgeschrittene Algorithmen verwenden kann, da die Datenmenge in diesem Fall klein ist. Durch die Verwendung von Mikroprozessoren für diesen zweiten Schritt wird die Sicherheit des Systems ebenfalls erhöht, da die Verschlüsselungsalgorithmen leicht verändert werden können. Weiter oben wurde ein speziell für das NICAM-Format angepaßtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Selbstverständlich leuchtet einem Fachmann ein, daß die Erfindung auch auf andere Formate angewendet werden kann. Die Erfindung ist nur durch die weiter unten stehenden Ansprüche beschränkt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Verschlüsselung/Entschlüsselung von digitalem Ton bei der Fernsehübertragung, bei dem ein digitales Signal zwischen einem Sender und einem Empfänger übertragen wird, mit den folgenden Schritten in dem Sender:
Initiieren einer Pseudozufallssequenz mit einem Steuerungswort;
Bilden eines verschlüsselten Signals durch Addieren der Pseudozufallssequenz zu dem digitalen Signal, das die Toninformation enthält;
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Übertragen des verschlüsselten Signals in einem vorbestimmten Format; und
Verschlüsseln und Übertragen des Steuerungsworts als Nebeninformation als Teil von und innerhalb des vorbestimmten Formats;
und durch folgende Schritte in dem Empfänger:
Empfangen der Signale von dem Sender in dem vorbestimmten Format;
Entschlüssein des Steuerungsworts;
Initiieren einer entsprechenden Pseudozufallssequenz mit dem entschlüsselten Steuerungswort; und
Addieren der Pseudozufallssequenz zu dem von dem Empfänger empfangenen verschlüsselten Signal, um das digitale Tonsignal wiederzugeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Codewort nach geeigneten Intervallen ersetzt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Format ein NICAM-Datenblock ist und daß das Steuerungswort vorzugsweise unter Verwendung des Bits AD0 in aufeinanderfolgenden NICAM-Datenblöcken übertragen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungswort zur Fehlerkorrektur codiert wird.
5. Vorrichtung zur Verschlüsselung von digitalem Ton bei der Fernsehübertragung, wobei ein digitales Signal zwischen einem Sender und einem Empfän/ger übertragen wird, mit einem Generator, der eine Pseudozufallssequenz erzeugt;
einem Generator, der ein Steuerungswort zum Initialisieren der Pseudozufallssequenz erzeugt;
einem Addierer, der zu dem eine Toninformation enthaltenden digitalen Signal die Pseudozufallssequenz addiert; gekennzeichnet durch
eine Verschlüsselungseinheit zum Verschlüsseln des Steuerungsworts, bevor es zu dem Empfänger übertragen wird;
eine Einrichtung zum Übertragen des Steuerungsworts und des verschlüsselten Tons in einem vorbestimmten Format, so daß das Steuerungswort in dem gleichen vorbestimmten Format wie der verschlüsselte Ton übertragen wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungswort-Generator einen Zufallssequenz-Generator aufweist, der eine unvorhersagbare Sequenz erzeugt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsselungseinheit einen Mikroprozessor aufweist, der auch die Fehlerkorrektur des Steuerungsworts durchführt.
8. Vorrichtung zur Verschlüsselung von digitalem Ton bei der Fernsehübertragung, bei der ein verschlüsseltes digitales Signal zwischen einem Sender und einem Empfänger übertragen wird, mit
einem Generator, der eine Pseudozufallssequenz erzeugt; gekennzeichnet durch
eine Verschlüsselungseinheit, die aus dem verschlüsselten Signal ein Steuerungswort zur Initialisierung der Pseudozufallssequenz entschlüsselt;
eine Einrichtung zum Empfangen des Steuerungsworts und des verschlüsselten Tons in einem vorbestimmten Format, das sowohl das Steuerungswort und den verschlüsselten Ton enthält, so daß das Steuerungswort der Entschlüsselungseinheit zugeführt wird;
einen Addierer, der die Pseudozufallssequenz zu dem die Toninformation enthaltenden verschlüsselten digitalen Signal addiert, um das ursprüngliche digitale Tonsignal wiederzugeben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entschlüsselungseinheit einen Mikroprozessor aufweist, der auch die Fehlerkorrektur des Steuerungsworts durchführt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pseudozufallssequenz-Generator ein nichtlineares rückgekoppeltes Schieberegister aufweist.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2094228C (en) * 1992-04-17 2000-06-20 Masayoshi Hirashima Video recorder
US5363448A (en) * 1993-06-30 1994-11-08 United Technologies Automotive, Inc. Pseudorandom number generation and cryptographic authentication
US5377270A (en) * 1993-06-30 1994-12-27 United Technologies Automotive, Inc. Cryptographic authentication of transmitted messages using pseudorandom numbers
FR2710223A1 (fr) * 1993-09-15 1995-03-24 Philips Electronics Nv Procédé pour l'embrouillage et le désembrouillage en télévision, et émetteur et récepteur utilisant ce procédé.
EP0648031B1 (de) * 1993-10-12 2007-08-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Einrichtung zur Verschlüsselung und Entschlüsselung von Audiosignalen
US5502767A (en) * 1994-05-27 1996-03-26 Sasuta; Michael Method for maintaining secure information synchronization on a control channel
US5606322A (en) * 1994-10-24 1997-02-25 Motorola, Inc. Divergent code generator and method
KR0152788B1 (ko) 1994-11-26 1998-10-15 이헌조 디지탈 영상 시스템의 복사 방지 방법 및 장치
KR0136458B1 (ko) 1994-12-08 1998-05-15 구자홍 디지탈 자기 기록재생 시스템의 복사 방지장치
KR100436610B1 (ko) * 1995-10-31 2004-09-23 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 시간이동된조건부액세스
US5745522A (en) * 1995-11-09 1998-04-28 General Instrument Corporation Of Delaware Randomizer for byte-wise scrambling of data
FR2750554B1 (fr) * 1996-06-28 1998-08-14 Thomson Multimedia Sa Systeme a acces conditionnel et carte a puce permettant un tel acces
US5768374A (en) * 1996-08-06 1998-06-16 Transcrypt International Apparatus and method for continuous scrambling while transmitting or receiving synchronization data
ITVA20000030A1 (it) * 2000-08-11 2002-02-11 Siemens Inf & Comm Networks Metodo di trasmissione per garantire la confidenzialita' dei dati.
US20020118726A1 (en) * 2001-02-28 2002-08-29 Motorola, Inc System and electronic device for providing a spread spectrum signal
US7430262B2 (en) * 2001-03-19 2008-09-30 Defense Ultra Electronics Canada Inc. Frame synchronization method and system
US7142675B2 (en) * 2002-02-12 2006-11-28 City University Of Hong Kong Sequence generator and method of generating a pseudo random sequence
US7660982B1 (en) 2003-02-27 2010-02-09 Weinblatt Lee S Subscription broadcast security system
US7335021B2 (en) * 2003-09-22 2008-02-26 Stephen Gerard Nikodem Methods and apparatus to facilitate orthodontic alignment of teeth
WO2007041140A2 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Freescale Semiconductor Inc. Nicam processor
US7653448B2 (en) * 2005-09-30 2010-01-26 Freescale Semiconductor, Inc. NICAM processing method
US7734044B2 (en) * 2006-02-23 2010-06-08 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for synchronous stream cipher encryption with reserved codes
US7873425B2 (en) * 2006-08-07 2011-01-18 Sigmatel, Inc. System and method of processing compressed audio data
US8533557B2 (en) * 2011-01-28 2013-09-10 Infineon Technologies Ag Device and method for error correction and protection against data corruption

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE25521E (en) * 1959-06-29 1964-02-11 Amplifier
US4389671A (en) * 1980-09-29 1983-06-21 Harris Corporation Digitally-controlled analog encrypton
US4628358A (en) * 1983-06-10 1986-12-09 General Instrument Corporation Television signal encryption system with protected audio
US4682360A (en) * 1983-12-22 1987-07-21 Frederiksen Jeffrey E Video transmission system
FR2580885B1 (fr) * 1985-04-19 1988-07-08 Radiotechnique Systeme pour la transmission secrete de signaux audio, et televiseur pour la reception de tels signaux
US4809274A (en) * 1986-09-19 1989-02-28 M/A-Com Government Systems, Inc. Digital audio companding and error conditioning
US4870682A (en) * 1987-02-25 1989-09-26 Household Data Services (Hds) Television scrambling system

Also Published As

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ES2071969T3 (es) 1995-07-01
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CA2038916A1 (en) 1991-09-24
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US5243650A (en) 1993-09-07
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