KR20030022484A

KR20030022484A - 멀티미디어 데이터의 암호화 방법

Info

Publication number: KR20030022484A
Application number: KR1020010055592A
Authority: KR
Inventors: 정진호
Original assignee: (주)아이디스
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-17
Also published as: KR100440783B1; US20030051150A1; CN1203439C; CN1409263A

Abstract

본 발명은 비디오, 오디오 등과 같은 멀티미디어 데이터를 기록할 때 해당 입력 데이터에 대한 핑거 프린트 값을 별도로 저장하여 상기 데이터의 변조 여부 확인 및 변조를 어렵게 하도록 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 주어진 멀티미디어 데이터의 핑거 프린트 값을 계산할 때 해당 멀티미디어 데이터뿐만 아니라, 임의의 수식에 의하여 인접한 멀티미디어 데이터 값, 또는 멀티미디어 데이터의 핑거 프린트 값을 입력값으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티미디어 데이터의 암호화 방법 {Method for an Encryption of Multimedia Data}

본 발명은 멀티미디어 데이터의 암호화 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 디지털 영상 기록 장치(DVR : Digital Video Recorder)등을 통하여 입력되는멀티미디어 데이터의 암호화 시에 핑거 프린트(Finger Print) 값을 별도로 저장하여 상기 데이터의 변조 여부 확인 및 변조를 어렵게 하도록 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 영상 기록 장치는 카메라로 촬영한 아날로그 신호를 비디오 테이프 레코더에 기록하는 장치와는 달리, 촬영한 영상을 디지털 신호로 전환하여 녹화, 저장, 재생 및 전송시킬 수 있는 영상 저장 장치를 의미한다.

이러한, 디지털 영상 기록 장치는 동영상 압축 기술을 이용하여 영상을 압축한 후 저장하며, 영상 압축 시에는 영상 데이터의 변조를 감지 및 방지하기 위하여 암호화 한 후 저장하게 된다.

통상, 상기 암호화는 주어지는 임의의 멀티미디어 데이터의 저장 단위에 핑거 프린트를 이용하여 암호화하게 되는데, 이때 핑거 프린트란, 알려진 바와 같이 주어진 임의의 입력 데이터에 대하여 고정 길이의 데이터로 표현한 것을 의미하며, 상기 입력 데이터의 변조 여부를 확인하는데 사용된다.

이와 같이, 입력 데이터의 변조 여부를 확인하는데 사용되는 핑거 프린트는 암호화에 용이한 해쉬 함수(Hash Function)를 많이 사용한다.

해쉬 함수란 임의의 길이를 가지고 스트링을 입력받아 일정 길이의 비트(Bit)로 표현하여 주는 함수로서, 이 해쉬 함수의 가장 큰 특징은 계산되어 나온 결과를 가지고 원래의 입력된 스트링을 예측할 수 없다는 것이다.

즉, 입력되는 값으로 동일한 내용의 스트링을 입력하여 준다면 결과는 항상 같게 나오지만 그 역방향의 처리는 불가능한 것이다.

따라서, 상기 스트링 상의 어느 한 글자라도 바뀌게 되면 결과로서 나오는 값 역시 바뀌게 되므로, 이러한 해쉬 함수의 특징을 이용하면 전송 도중에 데이터가 변조되었는지의 여부를 알 수 있게 된다.

그러므로, 중요 정보의 전송 시, 제 3자에 의한 정보의 수정, 삽입 등의 문제에 대한 무결성을 확인할 수 있어, 메시지 인증 코드의 구성과 디지털 서명의 효율성 증대를 위하여 사용된다.

이러한 해쉬 함수로 가장 많이 사용되고 있는 것은 메시지 다이제스트 5(Message Digest 5) 알고리즘으로, 이는 빠른 소프트웨어 실행을 위하여 디자인된 해쉬 함수를 기반으로 하고 있다.

이와 같이, 해쉬 함수를 기반으로 하는 핑거 프린트를 저장할 때, 종래의 경우에는, 영상 데이터인 경우 프레임 또는 필드, 음성 데이터인 경우에는 일정 구간의 데이터를 하나의 저장 단위로 설정하여 각각 핑거 프린터를 계산하여 저장한다.

그런데, 이렇게 하나의 저장 단위에 대하여 핑거 프린트를 계산, 저장하는 종래의 방법은, 만약 상기 핑거 프린트 계산 방법이 유출되어 알려진다면, 상기 저장 단위를 변조한 후에 핑거 프린트를 다시 계산하여 저장하면 상기 영상 데이터 또는 음성 데이터의 변조 여부를 확인할 수 없게 되는 문제점이 있어, 암호화의 궁극적 목적을 완벽히 수행하지 못하는 치명적인 단점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 주어진 임의의 멀티미디어 데이터 저장 단위의 핑거 프린트를 계산할 때, 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값 및 저장 단위를 입력으로 하여 핑거 프린트를 계산, 저장하도록 하여 입력 데이터의 변조 여부의 확인을 용이하게 하고, 동시에 입력 데이터의 변조를 어렵게 하도록 하는 멀티미디어 데이터 암호화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 암호화 방법의 핑거 프린트 생성 과정을 설명하기 위한 블록도.

도 2는 도 1의 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 암호화 방법의 흐름을 나타내는 흐름도.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 데이터의 암호화 방법에 대한 핑거 프린트 생성을 설명하기 위한 블록도.

도 4는 도 3의 실시예에 따른 멀티미디어 데이터의 암호화 방법을 나타내는 흐름도.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 멀티미디어 데이터를 다수의 저장 단위로 나누고, 나뉘어진 저장 단위에 각각 대응되는 핑거 프린트를 계산/저장하여 암호화하는 방법에 있어서, 각 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산할 때, 상기 저장 단위뿐만 아니라, 상기 저장 단위와 임의의 수식으로 연계된 또 다른 핑거 프린트 값 또는 상기 저장 단위와 임의의 수식으로 연계된 또 다른 저장 단위를 입력으로 하여 상기 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

이때, 임의의 수식으로 연계된 또 다른 핑거 프린트 값은, 상기 저장 단위의 이전 저장 단위의 핑거 프린트 값 및 상기 저장 단위의 이후 저장 단위의 핑거 프린트 값 중 적어도 어느 하나이다.

또한, 상기 다수의 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산할 때, 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값 및 상기 각 저장 단위를 입력으로 하여 정방향 핑거 프린트 값을 계산하고, 그 역으로 상기 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값과 상기 계산된 정방향 핑거 프린트 값 및 상기 각 저장 단위를 입력으로 하여 역방향핑거 프린트 값을 계산할 수도 있다.

이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 지닌자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 암호화 방법의 핑거 프린트 생성 과정을 설명하기 위한 블록도로서, 데이터의 핑거 프린트 값 계산 시에 이전 데이터의 핑거 프린트 값을 그 입력으로 사용하는 일례를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 바람직한 실시예에 의하면 암호화할 멀티미디어 데이터를 임의의 저장 단위(S1~Sn)로 나누고, 정방향으로 핑거 프린트 (FP-F0 ~ FP-Fn)를 구비한다.

이때, 저장 단위는 영상 데이터의 경우 단일 프레임 또는 필드 등이 될 수 있고, 텍스트 데이터인 경우에는 단일 페이지가 될 수 있으며, 음성 데이터의 경우에는 일정 구간의 데이터일 수 있다.

또한, 실시간으로 생성되는 데이터인 경우, 미리 저장 단위를 만들 필요 없이 실시간으로 처리한다.

도 2는 도 1의 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 암호화 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 암호화할 데이터를 일련의 저장 단위 데이터(S1~Sn)로 나누고(단계:201), 나뉘어진 일련의 저장 단위 데이터(S1~Sn)에 대하여 정방향 이전 핑거 프린트(FP-F0)를 초기화한다(단계:202).

이어서, 저장 단위 데이터(Si, 이때 i는 1, 2, ...)를 읽어 들이고(단계:203), 읽어 들인 저장 단위 데이터(Si)에 대하여 정방향 이전 핑거 프린트(FP-Fi-1)와 상기 저장 단위 데이터(Si)를 입력으로 계산된 핑거 프린트(FP-Fi)를 저장한다(단계:204).

이러한 저장 단위 데이터 읽기 과정(단계:203)과 핑거 프린터 저장 과정(단계:204)이 반복 수행되면, 마지막 저장 단위(Sn)에 대한 정방향 핑거 프린트(FP-Fn) 계산이 완료되었는가를 판단하고(단계:205), 이때 상기 마지막 저장 단위(Sn)에 대한 핑거 프린트(FP-Fn)의 계산이 완료되지 않았으면 완료될 때까지 반복 수행하고, 상기 핑거 프린트(FP-Fn)가 완료되었으면 종료한다(단계:205).

이와 같이, 일련의 저장 단위(S1~Sn)에 대하여 핑거 프린트가 완료된 상태에서, 만약 저장 단위(S1)에 대한 내용을 변조하기 위해서는 저장 단위(S1)에 대한 정방향 핑거 프린트(FP-F1)를 변경하여야 하고, 이 변경된 핑거 프린트(FP-F1)는 다음 저장 단위(S2)의 정방향 핑거 프린트(FP-F2)에 영향을 주므로, 상기 저장 단위(S2)에 대한 정방향 핑거 프린트(FP-F2)를 변경하여야 한다.

따라서, 상술한 바와 같은 과정으로 저장 단위(Sn)까지의 정방향 핑거 프린트(FP-Fn)를 변경하여야 저장 단위(S1)에 대한 내용을 변조할 수 있으므로, 변조하는 과정이 복잡하여 저장 단위에 대한 내용을 변조하기가 매우 어렵게 된다.

이와 같이, 도 1 및 도 2를 통하여 설명한 실시예에서는, 데이터의 핑거 프린트 값을 다음 데이터의 핑거 프린트의 입력으로 사용하여 저장 단위에 대한 변조를 용이하지 않도록 하였음을 알 수 있는데, 이러한 방법 이외에도 더욱 다양하게 확장하여 본 발명을 실시할 수 있다.

예를 들어, 저장 단위(Si)의 핑거 프린트 값을 구할 때, 이전 저장 단위(Si-1)의 핑거 프린트 값뿐만 아니라 두 번째 이전 저장 단위(Si-2), 또는 세 번째 이전 저장 단위(Si-3)의 핑거 프린트 값, 또는 이전 모든 핑거 프린트 값 등 임의의 수식에 의한 핑거 프린트 값들을 사용할 수 있다.

한편, 각 저장 단위(Si)에 대하여 사용할 이전 핑거 프린트 값을 서로 다르게 사용할 수도 있다.

그 예를 들면, 짝수 번째 저장 단위(S2*i)는 이전 핑거 프린트 값(FP-Fi-1)을 사용하고, 홀수 번째 저장 단위(S2*i+1)는 두 번째 이전의 핑거 프린트 값(FP-Fi-2)을 사용할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 데이터의 암호화 방법에 대한 핑거 프린트 생성을 설명하기 위한 블록도로서, 임의의 멀티미디어 데이터의 핑거 프린트 값을 구할 때 정방향으로 이전 또는 임의의 수식에 의한 데이터의 핑거 프린트 값만 사용하는 것이 아니라, 이후 또는 임의의 수식에 의한 데이터의 핑거 프린트 값을 함께 사용함으로써 변조를 더욱 어렵게 하도록 하는 경우를 나타낸다.

먼저, 변조를 감지하고자 하는 멀티미디어 데이터를 임의의 저장단위(S1~Sn)로 나누어 구비하고, 상기 임의의 저장 단위(S1~Sn)에 대하여 정방향으로 임의의 핑거 프린터(FP-F0 ~ FP-Fn)를 구비하며, 상기 임의의 저장 단위(S1~Sn)에 대하여 역방향으로 임의의 핑거 프린트(FP-R1 ~ FP-Rn+1)를 구비한다.

도 4는 도 3의 실시예에 따른 멀티미디어 데이터의 암호화 방법을 수행하는 과정을 나타내는 흐름도로서, 도 3 및 도 4를 참조하여 그 과정을 설명한다.

먼저, 암호화할 데이터를 일련의 저장 단위 데이터(S1~Sn)로 나누고(단계:201), 나뉘어진 일련의 저장 단위 데이터(S1~Sn)에 대하여 정방향 이전 핑거 프린트(FP-F0)를 초기화 한 뒤(단계:202), 저장 단위 데이터(Si)로 이동하여 읽어 들인다(단계:203).

이어서, 읽어 들인 저장 단위 데이터(Si)의 정방향 이전 핑거 프린트(FP-Fi-1)와 상기 저장 단위 데이터(Si)를 입력으로 하여 핑거 프린트(FP-Fi)를 계산한 뒤 저장한다(단계:204).

이러한, 계산 및 저장 과정(단계:204)이 완료되면, 마지막 저장 단위(Sn)에 대한 정방향 핑거 프린트(FP-Fn)의 계산이 완료되었는지를 판단하는 과정을 수행하는데, 이때 만약 마지막 저장 단위(Sn)에 대한 핑거 프린트(FP-Fn)의 저장이 완료되지 않았으면 완료될 때까지 앞선 과정(단계203, 단계:204)을 반복 수행하고, 마지막 핑거 프린트(FP-Fn)의 계산 및 저장이 완료되었으면 정방향 핑거 프린트 생성을 종료한다(단계:205).

한편, 상술한 과정(단계:205)에서 마지막 저장 단위(Sn)에 대한 핑거 프린트(FP-Fn)의 계산이 종료되었으면, 다시 마지막 저장 단위(Sn)에서부터 역방향으로 저장 단위(Sn)를 읽어 들인 뒤(단계:206), 이어서 역방향 핑거 프린트(FP-Ri+1)와 정방향 핑거 프린트(FP-Fi)와 저장 단위(Sn)를 입력으로 하여 역방향 핑거 프린트를 계산하여 저장한다(단계:207).

이러한, 계산 및 저장 과정(단계:207)은, 첫 저장 단위(S1)에 대한 역방향 핑거 프린트(FP-R1)의 계산 및 저장이 완료 될 때까지 반복 수행되며, 상기 역방향 핑거 프린트 계산이 수행되어 저장이 완료되었으면 역방향 핑거 프린트의 생성을 종료한다(단계:208).

이렇게, 역방향 핑거 프린트 값을 가지는 방법에서는, 임의의 저장 단위(Si)를 변조하는 경우에, 먼저 해당 영상의 정방향 핑거 프린트(FP-Fi)를 변경하여야 하고, 그에 따른 모든 정방향 핑거 프린트 값을 변경하여야 할 뿐만 아니라, 다시 모든 역방향 핑거 프린트 값을 변조하여야만 데이터의 변조가 가능하므로, 변조가 거의 불가능하게 된다.

이와 같이, 도 3 및 도 4의 실시예에서는 저장 단위(Si)의 역방향 핑거 프린트 값을 계산할 때, 주어진 저장 단위(Si)와 역방향 이전 핑거 프린트 값(FP-Ri-1) 및 정방향 해당 핑거 프린트 값(FP-Fi)을 사용하고 있음을 알 수 있다.

따라서, 이를 더 확장하여 임의의 역방향 핑거 프린트 값(예를 들어, FP-Ri+2, FP-Ri+3 등) 또는 임의의 정방향 핑거 프린트 값(예를 들어, FP-Fi+1, FP-Fi+2 등) 또는 모든 역방향 핑거 프린트 값 등 임의의 수식에 의한 값들을 다양하게 적용할 수 있음은 물론이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 주어진 멀티미디어 데이터 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산할 때, 해당 저장 단위뿐만 아니라 이전, 이후 또는 임의의 수식에 의하여 연계된 저장 단위의 핑거 프린트 값을 입력 값으로 사용하므로, 멀티미디어 데이터의 변조 여부 확인이 용이하며, 동시에 멀티미디어 데이터의 변조의 난이도를 높일 수 있어 변조를 어렵게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims

멀티미디어 데이터를 다수의 저장 단위로 나누고, 상기 나뉘어진 저장 단위에 각각 대응되는 핑거 프린트를 계산, 저장하여 암호화하는 방법에 있어서,

상기 각 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산할 때, 상기 저장 단위와 임의의 수식으로 연계된 또 다른 핑거 프린터 값과, 상기 저장 단위와 임의의 수식으로 연계된 또 다른 저장 단위 및 상기 저장 단위 중 적어도 어느 하나를 입력으로 하여 상기 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법.
제 1항에 있어서, 상기 임의의 수식으로 연계된 또 다른 핑거 프린트 값은, 상기 저장 단위의 이전 저장 단위의 핑거 프린트 값 및 상기 저장 단위의 이후 저장 단위의 핑거 프린트 값 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법.
제 1항에 있어서, 상기 다수의 저장 단위의 핑거 프린트 값을 계산할 때,

상기 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값 및 상기 각 저장 단위를 입력으로 하여 정방향 핑거 프린트 값을 계산하고, 그 역으로 상기 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값과 상기 계산된 정방향 핑거 프린트 값 및 상기 각 저장 단위를 입력으로 하여 역방향 핑거 프린트 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법.
제 3항에 있어서, 상기 정방향 핑거 프린트 값을 계산하기 위한 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값은, 상기 각 저장 단위의 이전 저장 단위의 핑거 프린트 값이며,

상기 역방향 핑거 프린트 값을 계산하기 위한 임의의 수식으로 연계된 핑거 프린트 값은, 상기 각 저장 단위의 이후 저장 단위의 핑거 프린트 값인 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터의 암호화 방법.