KR20040011464A - 압축 비디오 스트림의 암호화 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 작은 암호 용량을 가지는 단말기에서 강력한 알고리즘을 이용함으로서 압축 데이터 플럭스를 수신할 수 있도록 하는 것이다.

이 목적은 독립 데이터 블록과 차동 데이터 블록을 포함하는 압축된 비디오 플럭스의 암호화 방법에 의해 실현되며, 이 방법은, 독립 데이터 블록과 차동 데이터 블록을 서로 다른 암호화 수준에 따라 암호화하는 과정을 포함한다.

Description

압축 비디오 스트림의 암호화{ENCRYPTION OF A COMPRESSED VIDEO STREAM}

비디오 압축 알고리즘은 이미지와 그 다음에 이어지는 이미지간의 차이가 작다는 사실을 바탕으로 하며, 이 차이들을 전체 이미지보다 훨씬 감소된 양의 정보로 표시하는 것을 바탕으로 한다. 한 이미지로부터 다음 이미지까지, 상당한 양의 정보가 변화되지 않았으며, 약간 다른 평면에서 변화가 발견된다는 것이 관측되었다.

이 원리는 MPEG-2, MPEG-3, 또는 Quick-Time 포맷에 적용된다.

이 알고리즘들에 따르면, 기준 이미지라 불리는 제 1 이미지가 완전하게 전송되고, 차이를 결정하고 전송하기 위해 다음 이미지 분석이 실행된다. MPEG 표준에 따르면, 전체적으로 전송된 프레임(I-프레임)과 MV 타입(이동 벡터) 및 DFD 타입(MV 모델과 실제 이미지간 차이)의 차이 데이터를 구분한다.

공지된 해법에 따르면, 이 데이터들은 원하는 보안 수준을 지닌 알고리즘에 따라 암호화된다.

전송 및 처리 과정 중 호환성을 유지하기 위해, 각각의 그룹은 자체적으로 암호화된다. 즉, 프레임 속성은 가시적으로 유지되고, 콘텐트만이 암호화된다.

저장 수단의 발전으로, 가령, 영화를 나타내는 암호화된 데이터를 사용자 유닛을 향해 전송하는 것은 매우 공공연한 일이다.

파일이 사용자 유닛에 저장되면, 제 3 자가 데이터 해역을 시도할 충분한 시간을 가질 수 있다.

이 위험을 피하기 위해, 첫 번째 접근법은 파일의 보안 수준을 증가시키는 것이다. 즉, 긴 키(keys)를 가진 강력한 알고리즘을 사용하는 것이다.

이 기술이 보안 수준 측면에서 만족스럽지만, 해역 유닛 측에 중요한 리소스를 부과하는 불편함을 제시한다.

디스플레이 수단이 다양화됨으로서, 작은 암호 용량을 가진 유닛들에 의한 데이터 이용이 발전되고 있다. 이는 예를 들어, 디스플레이 스크린을 가진 새로운 이동 전화의 경우에 해당된다. 이 종류의 유닛의 경우, 정교한 알고리즘을 실시간으로 이용하려면 유닛 성능 저하를 감수하여야 한다.

따라서, 강력한 알고리즘에 의해 암호화된 데이터를 이용할 수 없다는 것은 모든 종류의 사용자 유닛을 대상으로 시용하는 측면에 있어 호환성이 없다.

본 발명의 목적은 작은 암호 용량을 가진 단말기로 강력한 알고리즘을 이용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 압축 비디오 플럭스를 해역하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 해역 중 리소스에 손상을 가하지 않으면서 보안 수준을 강화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

도 1은 암호화 과정 이전 압축된 플럭스의 도면.

도 2는 암호화 형태의 압축 플럭스 도면.

도 3은 전송 중 압축 플럭스 도면.

이 목적은 독립 데이터 블록과 차동 데이터 블록을 포함하는 압축된 비디오플럭스의 암호화 방법에 의해 실현되며, 이 방법은, 독립 데이터 블록과 차동 데이터 블록을 서로 다른 암호화 수준에 따라 암호화하는 과정을 포함한다.

독립 데이터 블록이란, 이전 정보를 참고하지 않고 압축된 신호를 얻을 수 있는 정보를 의미한다. 예를 들어 완전한 프레임(I-프레임)일 수 있다.

차동 데이터 블록이란 이 차동 정보를 적용하여 이전 신호의 수정에 의해 압축해제되는 신호를 얻을 수 있는 정보를 의미한다.

실제로, 이 해법은 이미지의 압축해제에 꼭 필요한 정보에 최대의 보안성을 집중시킬 수 있다. 이 방법에 따르면, 제 1 알고리즘은 압축 비디오 신호의 완전한 프레임(I-프레임)에 적용되고, 제 2 알고리즘은 MV 타입이나 DFD 타입의 차동 정보에 적용된다.

이 차이는 데이터 타입에 따라 서로 다른 길이의 키를 이용함으로서 실현될 수 있다. 따라서, 완전한 프레임들은 2048 비트의 키에 의해 암호화될 것이고, 차동 정보는 128 비트의 키에 의해 암호화될 것이다.

발명의 한 실시예에 따르면, 차동 정보는 암호화되지 않는다.

차동 원리에 따라 동작하는 다른 정보 소스들이 이 방법을 이용할 수도 있다. 이는 MP3 포맷에 따른 압축 음악의 경우를 예로 들 수 있다.

도 1에서, 압축 플럭스는 완전한 타입(I)과 차동 정보(P/C)의 일련의 프레임으로 표시된다. 본 예에 따르면, 제 1 완전한 프레임 I1에 이어 프레임 P/C 1-2이 나타나서, 완전한 프레임 I1과 I2간의 사이 프레임들을 재구축할 수 있게 한다.

마찬가지 방식으로, 완전한 프레임 I2에 이어 차동 프레임 P/C 2-3이 나타나서, 완전한 프레임 I3에 도달할 수 있게 한다.

이 플럭스는 도 2에 도시되는 바와 같이 프레임 타입에 따라 선택적으로 암호화된다. 도면에서, 완전한 프레임 I1, I2, I3를 암호화하기 위해 2048 비트 길이의 제 1 키 k1을 사용하였다. 차동 프레임 P/C 1-2와 P/C 2-3의 암호화를 위해 128비트의 제 2 키 k2가 사용되었다.

키 k1 과 k2의 길이는 한 예로 주어진 것으로서, 다른 길이를 취할 수도 있다.

발명에 따르면, 암호화 품질의 차이는 사용된 알고리즘의 수준이나 키의 수준에서 결정될 수 있다. 따라서, k1에 따른 암호화는 가령, IDEA 타입의 알고리즘을 나타내며, k2에 따른 암호화는 DES 타입의 알고리즘을 나타낸다.

이 플럭스의 확산 중, 완전한 프레임들은 도 3에 도시되는 바와 같이 먼저 전송된다.

이로 인해, 긴 처리과정을 필요로하는 프레임의 해역을 수신 유닛이 즉시 시작할 수 있다. 이 프레임들이 해역되면, 프레임들에 대해 선택된 알고리즘 타입의 신속한 실행으로 인해, 차동 프레임 처리가 실시간으로 이루어질 수 있다.

발명의 한 실시예에 따르면, 완전한 프레임에 대한 암호화 수준은 프레임 I1같은 첫 번째 프레임인지, 또는 다음의 프레임(I2, I3)인 지에 따라 다르다. 실제로, 해역되고 압축해제된 신호로부터 이득을 얻기 위해서는, 첫 프레임을 즉시 처리하고 그후 차이 프레임들을 즉시 처리할 수 있어야 한다. 이는 일련의 프레임 중 첫 프레임이 다음의 완전한 프레임보다 고속 해역 알고리즘으로 암호화되는 이유이다.

이 알고리즘은 차동 프레임에 대한 알고리즘이나 그 외 다른 알고리즘과 다를 바 없다.

Claims (4)

1. 독립 데이터 블록(I)과 차동 데이터 블록(P/C)을 포함하는 압축 비디오 플럭스의 암호화 방법으로서, 이 방법은,

   - 독립 데이터 블록(I)과 차동 데이터 블록(P/C)을 서로 다른 암호화 수준에 따라 암호화하는

   단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 비디오 플럭스의 암호화 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 독립 데이터 블록(I)이 높은 수준의 알고리즘으로 암호화되고, 차동 데이터 블록(P/C)이 신속한 해역 알고리즘에 의해 암호화되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 독립 데이터 블록(I)이 한개 이상의 긴 키들에 의해 암호화되고, 차동 데이터 블록(P/C)은 한개 이상의 짧은 키에 의해 암호화되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 압축 신호의 전송 중, 독립 데이터 블록(I)이 일련의 군으로 묶이며, 상기 방법은,

   - 다음에 이어지는 독립 블록의 암호화 수준과는 다른 암호화 수준에 따라 이 일련의 군의 첫 번째 블록을 암호화하는

   단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.