KR0174930B1 - 피엔키 암호화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CATV 시스템에서의 PN키의 암호화 방법에 관한 것으로 이를 해결하기 위해, 방송신호에다 암호화를 수행하는 암호화장치와 구비하고, PN키와 비밀키를 연산하고, 비밀키를 순환이동시키며, 십진수 및 모듈러-2에 따라 PN키를 순환이동 및 전이시켜 최종의 암호화된 데이타를 복호화장치로 송출하면, 이 복호화 장치에서는 암호화된 PN키의 역순서로 복호화를 실시하여 송신측에서 송출된 방송신호를 복원하게 된다.

Description

피엔키 암호화 방법
제1도는 본 발명에 따른 피엔(PN)키에 대한 암호화 및 복호화 시스템을 도시한 도면.
제2도는 제1도의 피엔(PN)키의 암호화 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 암호화 장치도 102 : 스크램블링 PN키 발생부
104 : PN 계열 발생부 106 : 스크램블러
108 : PN키 암호화부 200 : 복호화 장치도
202 : PN키 복호화부 206 : 디스크램블러
300 : 채널
본 발명은 케이블 텔레비젼(CATV)의 암호화 방법에 관한 것으로, 특히 스크램블링 및 디스크램블링 정보를 갖고 있는 PN키를 전송 및 수신할 때, 보안을 위해 암호화시키는 피엔(PN)키 암호화 방법에 관한 것이다.
요즘, 유선 방송국과 일반 가입자간에 유선을 통해 상호 연결한 다음 유선방송국으로부터 송출되는 방송신호를 가입자측에서 수신하여 시청하는 케이블 텔레비젼(CATV) 시스템이 일반화되고 있다.
그러나, 이는 유선방송국에 가입한 가입자에게만이 적용되는 것으로, 유선방송국에서는 송출되는 방송신호를 스크램블링하고, 이 스크램블링된 신호를 디스크램블링할 수 있는 정보(PN-키 데이타)를 같이 전송하게 되는 것이다.
따라서, 가입자는 스크램블링된 방송신호를 PN-키 데이타에 의거하여 스크램블링된 방송 신호를 디스크램블링(복조)시킴으로써, 가입자는 원하는 방송을 시청할 수 있다.
그러나, 불법적 의도를 가진 제3자에게 방송신호를 획득 당했을 경우에는 불이익을 당할 수 있으므로 PN-키 데이타를 암호화시켜 전송해야만 한다.
이와 같이, PN-키 데이타를 암호화하는 경우에는 주로 복잡한 DES알고리즘이나 RSA알고리즘을 이용하게 되는데, 이는 하드웨어적으로 복잡해지고, 암호화하는데 있어 많은 시간과 비용이 발생된다.
예컨데, DES 알고리즘(Data encryption Standard)에 대해 상술하면, 64비트 단위의 데이타를 56비트 비밀키와 다수의 키테이블 데이타를 이용하여 암호화 및 복호화를 수행하는 것으로, DES 알고리즘을 이용할 경우에는 시스템의 하드웨어가 복잡해지고, 32비트의 PN-키를 암호화시키는 시스템에서는 그 효율성이 떨어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 케이블 텔레비젼 시스템에 있어서, 전이암호와 대치암호로 간단히 적용시켜 보안성을 갖는 피앤(PN)키 암호화 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 스크램블링 PN키의 데이타와 임의로 조작가능한 비밀키의 데이타를 제공받아 PN키를 암호화하는 방법에 있어서:
상기 PN키 데이타와 상기 비밀키 데이타를 배타적 논리합에 의거하여 새로운 PN키 데이타를 구현하는 제1암호화 과정과;
상기 비밀키 데이타의 최상위 4비트에 대한 십진수 및 모듈러-2를 연산하고, 상기 비밀키 데이타를 4비트 좌측으로 순환이동하는 제2암호화 과정과;
상기 모듈러-2의 연산 결과에 따라 상기 PN키 데이타를 순환이동 및 전이시켜 변형된 PN키 데이타를 구현하는 제3암호화 과정과;
상기 제3암호화 과정수행 결과, 상기 비밀키 데이타중 16비트 비밀키 데이타의 연산이 종료되면, 이 상태의 비밀키 데이타와 변형된 PN키 데이타를 배타적 논리합으로 연산하고, 그 결과의 PN키 데이타를 근거로 상기 제2-3암호화 과정을 반복 수행하는 제4암호화 과정과;
상기 제4암호화 과정 이후에 비밀키 데이타를 1싸이클당 좌측방향으로 2비트씩 이동시켜서, 상기 제2-4암호화 과정을 8싸이클 반복하여 최종의 암호화된 PN키 데이타를 구현하는 제5암호화 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 제3암호화 과정에서, 모듈러-2 결과값이 0이 되면, 상기 제2암호화 과정에서 계산된 십진수 값만큼 상기 PN키 데이타를 좌측방향으로 순환 이동시켜 PN키 데이타를 구현하게 된다.
이와 반대로, 제3암호화 과정에서, 상기 모듈러-2 결과값이 1이 되면, 상기 PN키 데이타를 4비트씩 전이시켜 PN키 데이타를 구현하게 된다.
이하, 예시된 도면을 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 케이블 텔레비젼의 피엔(PN)키에 대한 암호화 및 복호화 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 제2도는 제1도의 피엔(PN)키의 암호화 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
제1도를 참조하면, 참조부호 100은 방송국에서 제작된 방송신호에다 암호화를 수행하는 암호화 장치도이고, 200은 암호화된 방송신호를 복원하는 복호화 장치도이다.
암호화 장치도(100)는 스크램블링 PN 키 발생부(102), PN 계열 발생부(104), 스크램블러(106), PN 키 암호화부(108)로 구성된다.
복호화 장치도(200)는 PN 키 복호화부(202), PN 계열 발생부(204), 디스크램블러(206)로 구성되며, 송신측 암호화 장치도(100)와 수신측 복호화 장치도(200)는 채널(300)로 연결 구성된다.
스크램블링 PN 키 발생부(102)는 스크램블링을 위한 32 비트 PN 키 데이타를 PN 계열 발생부(104)와 PN 키 암호화부(108)로 제공되도록 구성된다.
PN 계열 발생부(104)는 스크램블링 PN 키 발생부(102)로부터 제공된 32 비트 PN 키 데이타에 대응되는 PN 키의 계열신호를 스크램블러(106)로 제공되도록 구성된다.
스크램블러(106)는 PN 계열 발생부(104)로부터 제공되는 PN 키의 계열신호에 의거하여 외부로부터 입력되는 방송신호의 영상 및 음성신호를 스크램블링하여 채널(300)로 제공되도록 구성된다.
PN 키 암호화부(108)는 스크램블링 PN 키 발생부(102)로부터 제공되는 32 비트의 PN 키 데이타와 임의로 조작 가능한 32 비트 비밀키 데이타에 의거하여 암호화를 실시하여 최종의 PN-키 데이타를 상기 스크램블된 방송신호의 영상 및 음성 신호와 함께 채널(300)을 통해 복호화 장치도(200)로 출력하게 된다.
또한, 제1도를 참조하면, 복호화 장치도(200)의 PN 키 복호화부(202)에서는 채널(300)을 통해 출력되어 입력되는 암호화된 32 비트 PN-키 데이타와 송신측의 32 비트 비밀키와 동일한 데이타를 기초로 하여 복호화를 실시함과 아울러 이 복원된 PN-키 데이타를 PN 계열 발생부(204)로 제공되도록 구성된다.
PN 계열 발생부(204)는 PN 키 복호화부(202)로부터 원래의 32 비트 PN-키로 복원된 데이타에 상응되는 PN 키의 계열신호를 디스크램블러(204)로 제공되도록 구성된다.
디스크램블러(206)는 PN 계열 발생부(204)로부터 제공되는 PN 키의 계열신호를 기초로 하여 채널(300)을 통해 출력되어 입력되는 스크램블된 방송신호의 영상 및 음성 신호를 디스크램블링하여 재생된 원래의 방송신호를 미도시 된 각 회로단으로 출력하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 제2도를 참조하여 상세히 설명한다.
제1도를 참조하면, 암호화장치(100)의 스크램블링 PN 키 발생부(102)로부터 제공되는 스크램블링을 위한 32 비트 PN 키 데이타가 PN 계열 발생부(104)와 PN 키 암호화부(108)로 제공된다.
PN 키 암호화부(108)에는 스크램블링 PN 키 발생부(102)로부터 제공되는 스크램블링을 위한 32 비트 PN 키 데이타와 임의로 조작 가능한 32 비트 비밀 키 데이타를 제공받게 된다.
PN 계열 발생부(104)에서는 스크램블링 PN 키 발생부(102)로 부터 제공되는 32 비트 PN 키 데이타에 대응되는 PN 키의 계열신호를 스크램블러(106)로 제공된다.
이때, 스크램블러(106)에서는 PN 계열 발생부(104)로부터 제공되는 PN 키의 계열신호를 근거로 입력되는 영상 및 음성신호를 스크램블링하여 채널(300)로 출력하게 된다.
이와 동시에, PN 키 암호화부(108)에서는 스크램블링 PN 키(102)로부터 제공되는 32 비트 PN 키 데이타와 수신측의 PN 키 복호화부(202)와 동일하게 제공되는 32 비트 비밀키 데이타를 제공받아 암호화를 수행하게 된다.
제2도를 참조하면, PN 키 암호화부(108)에서의 제1,2,3,4,5 암호화 과정을 설명한다.
제 1 암호화 과정에서는, 스크램블링 PN 키 발생부(102)로부터 제공되는 32 비트의 PN 키 데이타와 임의로 조작 가능한 32 비트 비밀키 데이타를 배타적 논리합(exclusive OR)으로 연산을 실시함으로서, 배타적 논리합으로 연산된 32 비트의 PN 키 데이타를 구현한다.
그리고, 제 2 암호화 과정에서는, 32 비트 비밀키 데이타의 최상위 4비트(bo,b1,b2,b3)를 십진법에 의한 십진수를 계산한다. 그리고, 상기 최상위 4비트(b0,b1,b2,b3)에 대한 모듈러-2를 연산하게 된다.
그리고, 32 비트 비밀키 데이타의 최상위 4비트(b0,b1,b2,b3)에 대한 모듈러-2를 연산한 다음 이 32 비트 비밀키 데이타를 4비트 만큼 좌측으로 순환이동하게 된다.
제 3 암호화 과정에서는, 제 2 암호화 과정에서, 모듈러-2의 연산 결과에 따라 32 비트의 PN 키 데이타를 순환이동하거나 전이시켜서 32 비트의 PN 키 데이타를 구현하게 된다.
예를 들어, 최상위 4비트(b0,b1,b2,b3)에 대한 1011를 십진법에 의해 연산하면, 11(십일)로 된다.
이때, 최상위 4비트(b0,b1,b2,b3)에 대한 모듈러-2를 연산한 결과, 1 값이 되는 것이다.
참고로 1010 인 경우에는 0의 값이 된다. 즉, 모듈러-2 값이 0이 되면, 제 2 암호화 과정에서 계산된 십진수 값만큼 32 비트의 PN 키 데이타를 제2도(b)에 도시된 바와 같이 좌측방향으로 순환이동시켜 32 비트의 PN 키 데이타를 구현하게 된다.
또한, 모듈러-2 값이 1이 되면, 32 비트의 PN 키 데이타를 제2도(c)에 도시된 바와 같이 4비트씩 전이시켜 32 비트의 PN 키 데이타를 구현하게 된다.
제 4 암호화 과정에서는 제 3 암호화 과정수행 결과, 상기 32 비트 비밀키 데이타중 16 비트 비밀키 데이타의 계산이 종료되면, 이 상태의 32 비트 비밀키 데이타와 변형된 32 비트의 PN 키 데이타를 배타적 논리합으로 연산하고, 그 결과의 32 비트 데이타를 근거로 상기 제 2-3 암호화 과정을 반복 수행하게 된다.
제 5 암호화 과정에서는, 제 4 암호화 과정 이후에 32 비트 비밀키 데이타를 1 싸이클당 좌측방향으로 2 비트씩 이동시키면서 상기 제 2-4 암호화 과정을 8 싸이클 반복하여 최종의 암호화된 32 비트의 PN 키 데이타를 구현하게 되는 것이다.
이러한 암호화 과정을 통해, 얻어진 최종의 32 비트 PN 키 데이타를 구현하여 상기 스크램블된 방송의 영상 및 음성 신호와 함께 채널(300)을 통해 수신측으로 출력하게 된다.
이러한 암호화 과정을 통해, 얻어진 최종의 32 비트의 PN 키 데이타를 구현하여 상기 스크램블된 방송신호의 영상과 음성 신호와 함께 채널(300)을 통해 수신측으로 전달하게 되는 것이다.
복호화 장치도(200)에서는 채널(300)을 통해 출력되어 입력되는 스크램블링된 방송의 영상 및 음성신호는 디스크램블러(206) 및 PN 키 복호화부(202)로 제공되는 것이다.
따라서, PN 키 복호화부(202)에서는 송신측 비밀키와 동일한 비밀키의 데이타가 존재함으로, 상기 암호화된 방법의 역순서로 복호화를 실시하게 된다.
이렇게 복원된 PN 키 데이타가 PN 계열 발생부(204)로 제공됨과 동시에, PN 계열 발생부(204)에서는 송신측과 동일한 PN-키에 대응되는 PN 키의 계열신호를 디스크램블러(206)로 제공하게 된다.
디스크램블러(206)에서는 채널(300)을 통해 출력되어 입력되는 스크램블된 방송의 영상 및 음성 신호는 상기 복원된 PN-키 데이타에 의하여 디스크램블링하여 원래의 방송신호로서 미도시된 각 회로단으로 출력하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 암호화 방법을 이용할 경우에는 하드웨어적 단순화 및 암호화하는데 필요한 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하지 않고 본원의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 변형실시 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 스크램블링 PN키의 데이타와 임의로 조작가능한 비밀키의 데이타를 제공받아 PN키를 암호화하는 방법에 있어서: 상기 PN키 데이타와 상기 비밀키 데이타를 배타적 논리합에 의거하여 변형된 PN키 데이타를 구현하는 제1암호화 과정과; 상기 비밀키 데이타의 최상위 4비트에 대한 십진수 및 모듈러-2를 연산하고, 상기 비밀키 데이타를 이동하는 제2암호화 과정과; 상기 모듈러-2의 연산 결과에 따라 상기 PN키 데이타를 순환이동 및 전이시켜 변형된 PN키 데이타를 구현하는 제3암호화 과정과; 상기 비밀키 데이타중 16비트 비밀키 데이타의 연산이 종료되면, 이 상태의 비밀키 데이타와 변형된 PN키 데이타를 배타적 논리합으로 연산하고, 그 결과의 PN키 데이타를 근거로 상기 제2-3암호화 과정을 반복 수행하는 제4암호화 과정과; 상기 제4암호화 과정 이후, 상기 비밀키 데이타를 비트 이동시키면서, 상기 제2-4암호화 과정을 8싸이클 반복함과 아울러 최종의 암호화된 PN키 데이타를 구현하는 제5암호화 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 피엔(PN)키 암호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 2 암호화 과정은, 상기 비밀키 데이타의 최상위 4비트에 대한 십진수 및 모듈러-2 연산 이후 상기 비밀키 데이타를 4비트 좌측으로 순환 이동시키는 것을 특징으로 하는 피엔(PN)키 암호화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 3 암호화 과정은, 상기 모듈러-2 결과값이 0이 되면, 상기 제 2 암호화 과정에서 계산된 십진수 값만큼 상기 PN 키를 좌측방향으로 순환 이동시킴을 특징으로 하는 피엔(PN)키 암호화 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제 3 암호화 과정은, 상기 모듈러-2 결과값이 1이 되면, 상기 PN 키를 4비트씩 전이시킴을 특징으로 하는 피엔(PN)키 암호화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 5 암호화 과정은, 상기 비밀키 데이타를 좌측방향으로 2비트씩 1회부터 8회까지 순환이동시키는 것을 특징으로 하는 피엔(PN)키 암호화 방법.
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