KR960012504B1 - Scramble & descramble apparatus for catv video signal - Google Patents

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Abstract

The device consists of a scramble device and descramble device. The scramble device comprises a scramble window generator for generating a scramble window signal by a picture signal, a GMW sequence generator for supplying GMW sequence value to the encoder by using a pseudo random sequence data and phase. The descramble device is similar to the scramble device except for the picture signal in the scramble window generator.

Description

종합유선방송용 영상신호 스크램블 및 디스크램블 장치Video signal scramble and descrambler for cable broadcasting

제1도는 종래의 유료방송신호를 스크램블하여 가입자에게 보내는 시스템의 개략도.1 is a schematic diagram of a system to scramble a conventional pay broadcast signal and send it to a subscriber.

제2도는 8비트 M-시퀀스회로도.2 is an 8-bit M-sequence circuit diagram.

제3도는 본 발명에 의한 스크램블장치의 개략적인 블록도.3 is a schematic block diagram of a scrambler according to the present invention.

제4도는 본 발명에 의한 디스크램블장치의 개략적인 블록도.4 is a schematic block diagram of a descrambler according to the present invention.

제5도는 본 발명에 적용되는 GMW시퀀스발생을 위한 전체 곱셈회로도.5 is an overall multiplication circuit diagram for GMW sequence generation according to the present invention.

제6도는 제5도의 곱셈회로를 상세하게 도시한 곱셈회로도.6 is a multiplication circuit diagram showing in detail the multiplication circuit of FIG.

제7도는 제3도 및 제4도에 적용되는 스크램블 윈도우 발생기의 블록도.7 is a block diagram of a scrambled window generator as applied to FIGS. 3 and 4;

* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명* Explanation of symbols on main parts of the drawings

5, 5' : 영상신호원8, 8' : 동기분리기5, 5 ': Video signal source 8, 8': Synchronous separator

10 : 인코더10' : 디코더10: encoder 10 ': decoder

11-18 : 시프트레지스터20, 30 : PN시퀀스발생기11-18: Shift register 20, 30: PN sequence generator

22, 22' : 마이컴24, 24' : GMW시퀀스발생기22, 22 ': Micom 24, 24': GMW sequence generator

26, 26' : PN클럭발생기28, 28' : 스크램블윈도우발생기26, 26 ': PN clock generator 28, 28': scrambled window generator

100, 107 : 숏트펄스발생기101-104 : 제1-제4카운터100, 107: short pulse generator 101-104: first to fourth counter

105, 106 : SR플립플롭108 : NAND게이트105, 106: SR flip-flop 108: NAND gate

109 : AND게이트110 : OR게이트109: AND gate 110: OR gate

본 발명은 종합유선방송용 영상신호 스크램블 및 디스크램블 장치에 관한 것으로, 특히 보안성이 향상되고 스크램블영역을 조절할 수 있는 종합유선방송용(cable television : CATV) 영상신호 스크램블 및 디스크램블 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal scramble and descramble device for wireline broadcasting, and more particularly, to a cable television (CATV) video signal scramble and descramble device capable of improving security and adjusting a scrambled area.

일반적으로 유료방송방식은 시청자가 특정의 방송을 시청하고자 할 때, 방송사업자와의 계약하에 방송서비스를 받는 방식으로, CATV등의 케이블에 의한 방송에서는 케이블의 무단접속(wire tapping)에 의한 불법적인 시청을 막기 위해서 영상신호에 간섭신호를 혼합함으로써 불법도시청자가 그 변형된 영상신호를 시청하기 어렵게 하는 스크램블 기법을 사용하여 방송하고 있다. 또한, 무선에 의한 방송에서는 미계약자에게도 동일한 전파가 도달하기 때문에 미계약자가 방송을 수신할 수 없도록 신호를 스크램블하여 방송한다. 또한, 계약자는 상기 스크램블기법과 역순으로 상기 스크램블신호를 디스크램블하여 원하는 방송을 시청하게 된다.In general, pay-TV is a method in which a viewer receives a broadcast service under a contract with a broadcaster when he / she wants to watch a specific broadcast. In broadcasting by a cable such as CATV, it is illegal by wire tapping. In order to prevent viewing, broadcasts are broadcast using a scramble technique that makes it difficult for an illegal urban listener to view the modified video signal by mixing interference signals with the video signal. In addition, in the radio broadcasting, since the same radio wave reaches the uncontractor, the signal is scrambled so that the uncontractor cannot receive the broadcast. In addition, the contractor may descramble the scramble signal in the reverse order of the scramble technique to watch the desired broadcast.

종래의 스크램블 기법으로는 제니스사(Zenith Co., Ltd.)의 SSAVI(Synchronization Suppression and Active Video Inversion)방식이나, 사이언티픽 아틀란트(Scientific Atlanta ; SA)방식이 있다. 상기 종래의 방식들은 의사랜덤 시퀀스(pseudorandom sequence ; PN시퀀스)를 사용하여 인코더에서 영상신호를 반전시키고 있다. 이러한 의사랜덤 시퀀스로는 M-시퀀스, Kasami-시퀀스 및 Gold-시퀀스등이 있고, 이중에 M-시퀀스에 대한 특징 및 구성을 제1도를 참조하여 설명하기로 한다.Conventional scramble techniques include Zenith Co., Ltd.'s Synchronization Suppression and Active Video Inversion (SSAVI), or Scientific Atlanta (SA). The conventional schemes use a pseudorandom sequence (PN sequence) to invert an image signal at an encoder. Such pseudorandom sequences include M-sequences, Kasami-sequences, and Gold-sequences, among which the features and configurations of M-sequences will be described with reference to FIG.

제1도에는 유료방송신호를 스크램블하여 가입자에게 보내는 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 제1도에 의하면, 인코더(10)는 영상신호를 받아서 PN시퀀스발생기(20)로부터 발생되는 PN시퀀스값에 의해 영상반전하여, 디코더(10')와 PN시퀀스발생기(30)로 구성된 가입자측 수신기(converter)로 전송된다. 그리고, 가입자측 PN시퀀스발생기(30)가 PN시퀀스값을 발생시키기 위한 PN위상 및 프로그램태그(programtag)는 헤드엔드측 PN시퀀스 발생기(20)로부터 인밴드데이타로 디스크램블러에 전송되어 디스크램블장치의 PN시퀀스발생기(30)를 초기화시킨다. 가입자측 수신기는 상기 스크램블된 영상신호와 인밴드데이타를 받아 디스크램블과정을 통하여 디스크램블신호를 출력하게 된다.FIG. 1 schematically shows a system for scrambled pay broadcasting signal and sending it to a subscriber. Referring to FIG. 1, the encoder 10 receives an image signal and inverts the image based on the PN sequence value generated from the PN sequence generator 20. The subscriber receiver includes a decoder 10 'and a PN sequence generator 30. Sent to (converter) Then, the PN phase and program tag for generating the PN sequence value by the subscriber side PN sequence generator 30 are transmitted from the headend side PN sequence generator 20 to the descrambler as in-band data. Initialize the PN sequence generator 30. The receiver receiver receives the scrambled video signal and in-band data and outputs a descrambled signal through a descramble process.

상기 PN시퀀스발생기(20, 30)는 통상 M-시퀀스, Kasami-시퀀스 및 Gold-시퀀스등을 사용하여 PN시퀀스신호를 생성하는데, 여기서는 제2도의 M-시퀀스발생기를 참조하여 M-시퀀스의 생성 동작을 설명하기로 한다.The PN sequence generators 20 and 30 typically generate PN sequence signals using M-sequences, Kasami-sequences, and Gold-sequences. Here, the operation of generating M-sequences is described with reference to the M-sequence generator of FIG. Will be described.

우선 M-시퀀스를 정의하면 다음과 같다.First, the M-sequence is defined as follows.

이진 M-시퀀스 S(t)=trn 4, (αt), 0≤t≤N-1Binary M-sequence S (t) = tr n 4 , (α t ), 0 ≦ t ≦ N-1

단, 주기 N-n-1이고 α는 갈로아필드 GV(2n)의 원시원(primitive element)이다.However, the period N− n −1 and α is a primitive element of gallofield GV (2 n ).

제2도의 8비트 M-시퀀스회로에서 PN키값이 셋트나 리셋트단자에 입력되면 시프트레지스터들(11-18)에 의하여 계속 시프트되면서 28-1의 주기를 갖는 PN시퀀스를 출력한다. 이 PN시퀀스값에 의해 인코더(10)에서 영상반전이 이루어진다. 이 M-시퀀스의 특징으로는 다른 여러가지 장점이 있음에도 불구하고 선형스팬(linear span)이 매우 작다는 단점이 지적되고 있다. 마찬가지로 Gold-시퀀스나 Kassami-시퀀스도 상관함수는 최전조건이지만 선형스팬이 너무 작은 단점이 있다. 따라서, 이러한 시퀀스들은 선형복잡성이 낮게 되어 부시퀀스로부터 전체의 시퀀스를 결정하는데 이용되는 Berlekamp-Massey알고리즘의 공격(attack)에 대해 낮은 보안성을 가지게 되는 것이 단점으로 지적되고 있다. 여기서, 3개의 XOR게이트들은 PN시퀀스 출력값의 선형스팬, 선형복잡성을 크게 하고 주기를 길게하며, 낮은 자기 상관값을 갖게 한다.In the 8-bit M-sequence circuit of FIG. 2, when the PN key value is input to the set or reset terminal, the PN sequence having a period of 2 8 -1 is output while being continuously shifted by the shift registers 11-18. The PN sequence value inverts the image in the encoder 10. Although the M-sequence has many other advantages, it has been pointed out that the linear span is very small. Similarly, the Gold-sequence or Kassami-sequence is a prerequisite for correlation, but the disadvantage is that the linear span is too small. Therefore, it is pointed out that such sequences have low linear complexity and low security against the attack of the Berlekamp-Massey algorithm used to determine the whole sequence from the bush sequence. Here, the three XOR gates increase the linear span, linear complexity of the PN sequence output value, lengthen the period, and have a low autocorrelation value.

한편, 종래의 Zenith사의 SSAVI방식도 반전 및 비반전 정보를 데이타라인에 실어서 전송하기 때문에 윈도우개념을 사용하지 않고 있으므로, 스크램블윈도우가 존재하지 않기 때문에 그를 프로그래머블하게 설계하는 것에 의해 스크램블영역을 조절할 수는 없었다.On the other hand, since the conventional Zenith SSAVI method does not use the window concept because the inversion and non-inversion information is loaded on the data line, the scramble area can be adjusted by designing it because there is no scramble window. Was not.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 단점들을 해결하기 위하여 종래의 M-시퀀스와 동일한 자기 상관성을 가지면서 매우 높은 선형복잡도를 갖는 GMW(알고리즘 창안자인 Gorden, Mills, Welch의 첫글자를 따서만든 용어)알고리즘을 사용하여 보안도를 향상시킨 종합유선방송용 스크램블 및 디스크램블 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above-mentioned disadvantages, the present invention has the same autocorrelation as the conventional M-sequence and has a very high linear complexity, GMW (a term coined by the first letters of algorithm creators Gorden, Mills, Welch). An object of the present invention is to provide a scrambled and descrambled device for comprehensive cable broadcasting, which has improved security using an algorithm.

본 발명의 다른 목적은 윈도우 개념을 도입하여 스크램블 윈도우를 프로그래머블하게 설계함으로써 화면상의 임의의 영역을 시청가능하게하여 시청유발효과를 증가시킬 수 있는 종합유선방송용 스크램블 및 디스크램블장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a scrambled and descrambled device for comprehensive cable broadcasting, which can increase the viewing effect by enabling an arbitrary area on the screen to be programmed by designing a scrambled window by introducing a window concept.

그러므로, 본 발명은 상기한 목적들을 달성하기 위하여, 마이크로컴퓨터의 제어하에 인코더를 통하여 영상신호를 스크램블하여 가입자측에 전송하는 종합유선방송용 영상신호 스크램블장치에 있어서, 영상신호로부터 분리된 수직동기신호를 사용하여 소정의 카운터값을 초기화시키고, 이 영상라인에서부터 복합(copmosite ; CMP)동기신호를 소정수만큼 카운팅하도록 인에이블되고, 상기 소정 수만큼 카운팅한 후에 디스크에이블되어 스크램블 윈도우 신호를 발생하는 스크램블윈도우발생기 ; 및 상기 스크램블윈도우신호를 수신하고 상기 마이크로컴퓨터의 제어하에 소정의 PN(pseudorandom sequence)키데이타와 PN위상을 받아서, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1{trn mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1, 주기 N=2n-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원(primitive element)이며, m, n, r, t는 모두 정수임)의 식에 의해 소정의 GMW시퀀스값을 생성하여 상기 인코더에 공급하는 GMW시퀀스발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 스크램블 장치를 제공하고 있다.Therefore, in order to achieve the above objects, the present invention provides a video signal scramble apparatus for wired broadcasting, which scrambles a video signal through an encoder and transmits it to a subscriber side under the control of a microcomputer. A scramble window is used to initialize a predetermined counter value, and to count a predetermined number of composite (CMP) synchronous signals from this video line, and to count after the predetermined number to enable a disk to generate a scrambled window signal. Generator; And receiving the scrambled window signal and receiving a predetermined pseudorandom sequence (PN) key data and PN phase under the control of the microcomputer, so that the binary GMW sequence S (t) = tr m 1 {tr n mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N−1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, period N = 2 n −1, and α is a primitive element of gallofield GF (2 n ), m , n, r, t are all integers), and a GMW sequence generator for generating a predetermined GMW sequence value and supplying the encoder to the encoder is provided.

또한, 본 발명은 상기한 목적들을 달성하기 위하여, 마이크로컴퓨터의 제어하에 디코더를 통하여, 가입자측에 전송된 스크램블 영상신호를 디스크램블하는 종합유선방송용 영상신호 디스크램블장치에 있어서, 스크램블 영상신호로부터 분리된 수직동기신호를 사용하여 카운터값을 초기화시키고, 이 영상라인에서부터 복합동기신호를 소정 수만큼 카운팅하도록 인에이블되고, 상기 소정 수만큼 카운팅한 후에 디스에이블되어 스크램블 윈도우 신호를 발생하는 스크램블윈도우발생기 ; 및 상기 스크램블윈도우신호를 수신하고 상기 마이크로컴퓨터의 제어하에 소정의 PN키데이타를 받아서, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1,{trn mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원이며, m, n, r, t는 모두 정수임)의 식에 의해 소정의 GMW시퀀스값을 생성하여 상기 디코더로 공급하는 GMW시퀀스발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상시니호 디스크램블 장치를 제공하고 있다.Also, in order to achieve the above objects, the present invention provides a video signal descrambling apparatus for cable broadcasting, which descrambles a scrambled video signal transmitted to a subscriber side through a decoder under control of a microcomputer, wherein the video signal descrambler is separated from the scrambled video signal. A scramble window generator for initializing a counter value using the vertical synchronous signal and counting the composite synchronous signal from the video line by a predetermined number, and disabling after counting the predetermined number to generate a scrambled window signal; And receiving the scrambled window signal and receiving predetermined PN key data under the control of the microcomputer, wherein the binary GMW sequence S (t) = tr m 1 , {tr n mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N-1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, α is a source of gallofield GF (2 n ), and m, n, r, and t are all integers). It provides a video signal descrambling device comprising a GMW sequence generator for generating a value and supplied to the decoder.

이하, 첨부된 도면을 첨부하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상술하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to an embodiment of the present invention.

본 발명은 같은 주기의 M-시퀀스와 동일한 자기상관성을 가지며, 동일주기의 M-시퀀스보다 매우 높은 선형복잡도를 갖는 GMW시퀀스를 적용하여 여러가지 공격에 대해서 수준높은 암호학적 보안성을 증가시키고 있다. 이를 위하여 본 발명은 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같은 스크램블 장치 및 디스크램블 장치를 제공하고 있다.The present invention increases the level of cryptographic security against various attacks by applying the GMW sequence having the same autocorrelation as the M-sequence of the same cycle and having a much higher linear complexity than the M-sequence of the same cycle. To this end, the present invention provides a scrambler and a descrambler as shown in FIGS. 3 and 4.

제3도에서, 동기분리기(8)는 영상신호원(5)으로부터 영상신호를 받아 동기신호를 분리하고, 스크램블윈도우발생이(28)는 영상신호로부터 분리된 수직동기신호를 사용하여 카운터값을 초기화시키고, 이 영상라인에서부터 CMP동기신호를 소정 수만큼 카운팅하도록 인에이블되고, 상기 소정수만큼 카운팅한 후에 디스크레이블되어 스크램블 윈도우 신호를 발생한다. 상기 발생된 스크램블윈도우 신호는 PN클럭발생기(26)와 GMW시퀀스발생기(24)로 전송되어 PN클럭발생구간과 영상반전구간을 결정한다.In FIG. 3, the sync separator 8 receives the video signal from the video signal source 5 to separate the sync signal, and the scramble window generator 28 uses the vertical sync signal separated from the video signal to adjust the counter value. It initializes and enables to count a predetermined number of CMP synchronization signals from this video line, and after counting the predetermined number, is descrambled to generate a scrambled window signal. The generated scramble window signal is transmitted to the PN clock generator 26 and the GMW sequence generator 24 to determine the PN clock generation section and the image inversion section.

상기 스크램블윈도우 발생기(28)는 제7도에 도시된 바와 같이 구성된다. 제7도에서, 제1카운터(101)내지 제4카운터(104)는 4비트 업다운 카운터(모델 74193)이고, 수직 동기신호를 사용한 제1숏트펄스발생기(100)의 숏트펄스로 카운터(101-104)를 초기화시킨다.The scrambled window generator 28 is configured as shown in FIG. In FIG. 7, the first to fourth counters 104 are 4-bit up-down counters (model 74193), and the counters 101-1 are short pulses of the first short pulse generator 100 using the vertical synchronization signal. Initialize 104).

초기화된 제1카운터(101)와 제2카운터(102)는 보로우(borrow)로 연결되어 28개의 복합동기신호를 카운트하여 화상신호의 26번 라인을 선택하고, 이 순간 발생되는 제2카운터를 브로우는 제3카운터(103)를 인에이블시킨다. 제3카운터(103)와 제4카운터(104)도 브로우로 연결되어 234개의 복합동기신호를 카운트하고 난 뒤, 제2숏트펄스발생기(107)의 숏트펄스로 SR플립플롭들(105, 106)을 리셋트시킴으로써 카운터동작을 정지시킨다. 이렇게하여 하여 스크램블윈도우를 발생시킬 수 있다.The initialized first counter 101 and second counter 102 are connected by a borrow to count 28 complex synchronous signals to select line 26 of the image signal, and the second counter generated at this moment is brow. Enables the third counter 103. The third counter 103 and the fourth counter 104 are also connected by a brow to count 234 complex synchronous signals, and then SR flip-flops 105 and 106 with the short pulse of the second short pulse generator 107. The counter operation is stopped by resetting. In this way, a scrambled window can be generated.

제7도에서, 각 카운터(101-104)에는 초기값1-4가 각각 입력된다.In Fig. 7, initial values 1-4 are input to each counter 101-104, respectively.

또한, 제1카운터(101)의 타입력으로는 NAND게이트(108)의 출력이 접속된다. 이 NAND게이트(108)의 입력에는 복합동기신호와 제1SR플립플롭(105)의 출력이 연결된다. 제1카운터(101)의 출력은 제2카운터(102)의 타입력으로 연결되고, 제2카운터(102)의 출력은 제2SR플립플롭(106)의 셋트단자로 연결된다. 제3카운터(103)의 타입력으로는 AND게이트(109)의 출력이 접속된다. 이 AND게이트(109)의 입력에는 복합동기신호와 제2SR플립플롭(106)의 출력이 연결된다. 제3카운터(103)의 출력은 제4카운터(104)의 타입력으로 연결된다. 제4카운터(104)의 출력은 OR게이트(110)의 입력으로 연결된다. 이 OR게이트(110)의 타입력으로는 제3카운터(103)의 타출력이 연결된다.The output of the NAND gate 108 is connected to the type force of the first counter 101. The composite synchronous signal and the output of the first SR flip-flop 105 are connected to an input of the NAND gate 108. The output of the first counter 101 is connected by the type force of the second counter 102, and the output of the second counter 102 is connected to the set terminal of the second SR flip-flop 106. The output of the AND gate 109 is connected to the type force of the third counter 103. The input of the AND gate 109 is coupled to the composite synchronous signal and the output of the second SR flip-flop 106. The output of the third counter 103 is connected by the type force of the fourth counter 104. The output of the fourth counter 104 is connected to the input of the OR gate 110. The other output of the third counter 103 is connected to the type force of the OR gate 110.

한편, 제3도 및 4도의 GMW시퀀스발생기(24, 24')에 적용되는 2진 GMW시퀀스는 다음의 식, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1{trn mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1, 주기 N=2n-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원(primitive element)이며, m, n, r, t는 모두 정수임)으로 정의되고, 그 특징으로는 선형스팬이 매우 길다는데 있다.On the other hand, the binary GMW sequence applied to the GMW sequence generators 24 and 24 'of FIGS. 3 and 4 has the following formula: Binary GMW sequence S (t) = tr m 1 {tr n mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N−1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, period N = 2 n −1, and α is a primitive element of gallofield GF (2 n ), m , n, r, and t are all integers), which is characterized by a very long linear span.

상기 각 GMW시퀀스발생기는 GF(2n)에서의 αp의 최소다항식 M4 αp(x)으로부터 그 과거의 연속된 데이타가 주어졌을 때 그 연립방정식을 풀어 GMW시퀀스를 얻는다.Each GMW sequence generator obtains a GMW sequence by solving its system of equations given the previous series of data from the minimum polynomial M 4 α p (x) of α p in GF (2 n ).

상기 최소다항식 M4 αp(x)의 계수 βi는 집합내의 각 원소간의 조합을 이용하여 계산하면 32배수 2진벡터로 표현되게 된다. 상기 최소다항식 M4 αp(x)은 다음과 같이 전개된다 :The coefficient β i of the minimum polynomial M 4 α p (x) is expressed as a 32-fold binary vector when calculated using a combination of elements in the set. The least polynomial M 4 α p (x) develops as follows:

M4 αp(x)=x81x72x63x54x4+ββ5x56x27x+β8 M 4 α p (x) = x 8 + β 1 x 7 + β 2 x 6 + β 3 x 5 + β 4 x 4 + ββ 5 x 5 + β 6 x 2 + β 7 x + β 8

= =

이 경우, 상기 최소다항식을 풀기 위한 전체 곱셈회로의 구성은 제5도에 도시된 바와 같다.In this case, the configuration of the entire multiplication circuit for solving the minimum polynomial is as shown in FIG.

제5도에 도시된 곱셈회로의 하나의 곱셈기는 제6도에 도시된 바와 같다. 제6도는 βi와 궤환되는 βt값과의 곱셈회로를 나타낸다. 여기서, βi값은 PN키데이타라고 불리우며, 이 데이타는 ROM테이블에 저장되게 된다. 이 곱셈회로에서 궤환되는 βt값은 레지스터내의 초기값에 의해 결정되며, 이 초기값은 PN위상값으로 각 플립플롭의 셋트 및 리셋트단자에 입력됨으로써 초기화된다. 따라서, PN키이데이타값과 초기값인 위상값이 같으면 동일한 GMW시퀀스출력값을 얻을 수 있다. 각 항의 계수 βi는 32-tuple의 이진벡터로 표현되며, 8개의 4-tuple 이진벡터와 일대일 대응됨에 따라 전체 곱셈회로를 구성하면 제5도에 도시된 바와 같다.One multiplier of the multiplication circuit shown in FIG. 5 is as shown in FIG. 6 shows a multiplication circuit of β i and the returned β t value. Here, the value of β i is called PN key data, and this data is stored in the ROM table. The β t value fed back from this multiplication circuit is determined by the initial value in the register, which is initialized by inputting to the set and reset terminals of each flip-flop as the PN phase value. Therefore, if the PN key data value and the initial phase value are the same, the same GMW sequence output value can be obtained. The coefficient β i of each term is represented by a 32-tuple binary vector, and is composed as shown in FIG. 5 when the entire multiplication circuit is constructed by one-to-one correspondence with eight 4-tuple binary vectors.

제6도에 의하면, 16개의 PN키 데이타는 계산하는 ROM에 저장하여 둔다. 즉, 모든 βi에 대한 PN키 데이타값을 ROM에 입력하여 두고, 입력되는 p값에 따라 최소 다항식 M4 αp(x)에서 계산되는 8개의 계수 βi의 어드레스를 선택하여 곱셈기에 입력한다.According to FIG. 6, sixteen pieces of PN key data are stored in a ROM to be calculated. That is, the PN key data values for all β i are input into the ROM, and the addresses of the eight coefficients β i calculated from the minimum polynomial M 4 α p (x) are input to the multiplier according to the input p value. .

상기와 같이 구성된 GMW시퀀스발생기의 동작을 설명하면, PN키발생기 소프트웨어에 의하여 PN키데이타를 선택하여 ROM에 저장한다.Referring to the operation of the GMW sequence generator configured as described above, the PN key generator software selects and stores the PN key data in the ROM.

스크램블블록에서 PN위상의 값과 ROM테이블이 PN키값으로 피드백을 통하여 연속적인 곱셈연산을 행하게 된다. 이 곱셈 연산값을 트레이스를 통하여 최종적인 GMW시퀀스값을 얻게 된다.In the scramble block, the PN phase value and the ROM table perform a continuous multiplication operation through feedback to the PN key value. This multiplication operation is traced to obtain the final GMW sequence value.

즉, GMW시퀀스발생기(24)는 소정의 PN키데이타를 받아서, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1{trn mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1, 주기 N=2n-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원(primitive element)이며, m, n, r, t는 모두 정수임)의 식에 의해 소정의 GMW시퀀스값을 생성한다.That is, the GMW sequence generator 24 receives predetermined PN key data, and the binary GMW sequence S (t) = tr m 1 {tr n mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N-1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, period N = 2 n −1, α is a primitive element of gallofield GF (2 n ), and m, n, r, t are all integers Generates a predetermined GMW sequence value.

상기 GMW시퀀스발생기(24)로 부터 출력되는 GMW시퀀스값들을 인코더(10)에 보내져, GMW시퀀스값에 따라 입력되는 영상신호를 스크램블하여 출력한다.The GMW sequence values output from the GMW sequence generator 24 are sent to the encoder 10 to scramble and output an image signal input according to the GMW sequence values.

이상으로 본 실시예에는 스크램블장치에 한정하여 기술하였으나, 제4도에 도시한 바와 같이 디스크램블장치의 경우에도 스크램블장치의 경우와 매우 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 다만, 디스크램블장치에서는 인코더대신에 디코더(10')가 있다는 것이 상이하다. 그외 마이컴(22'), 스크램블영상신호원(5') 및 동기분리기(8')의 동작은 제3도에 도시된 것들과 동일하다.As described above, the present embodiment is limited to the scrambler. However, as shown in FIG. 4, the descrambler is also very similar to that of the scrambler, and thus a detailed description thereof will be omitted. However, in the descrambler, it is different that the decoder 10 'is used instead of the encoder. Other operations of the microcomputer 22 ', the scrambled video signal source 5', and the synchronous separator 8 'are the same as those shown in FIG.

상술한 바와 같이, 본 발명의 스크램블장치 및 디스크램블장치는 M-시퀀스와 동일한 자기상관성을 가지면 선형복잡성이 큰 GMW알고리즘을 사용하여 여러가지 공격에 대해 보안성이 향상된다. 또한, 스크램블 윈도우 발생기의 카운터의 초기값을 조절함으로써 화면상에 임의의 영역을 스크램블영역으로 택할 수 있으며, 이로 인해 시청 유발효과를 증대시킬 수 있다. 한편, 본 발명에 의한 스크램블기법을 다른 제품에 적용할 수도 있으며, 그 경우 시스템설계비용을 기존의 방식보다 절감할 수 있다.As described above, when the scrambler and the descrambler of the present invention have the same autocorrelation as the M-sequence, the security against various attacks is improved by using the GMW algorithm having a large linear complexity. In addition, by adjusting the initial value of the counter of the scrambled window generator, an arbitrary area on the screen can be selected as a scrambled area, thereby increasing the viewing effect. On the other hand, the scramble technique according to the present invention can be applied to other products, in which case it is possible to reduce the system design cost than conventional methods.

Claims (2)

마이크로컴퓨터의 제어하에 인코더를 통하여 영상신호를 스크램블하여 가입자측에 전송하는 종합유선방송용 영상신호 스크램블 장치에 있어서, 영산신호로부터 분리된 수직동기신호를 사용하여 소정의 카운터값을 초기화시키고, 이 영상라인에서부터 복합동기신호를 소정 수만큼 카운팅하도록 인에이블되고, 상기 소정 수만큼 카운팅한 후에 디스에이블되어 스크램블 윈도우 신호를 발생하는 스크램블윈도우발생기 ; 및 상기 스크램블윈도우신호를 수신하고, 상기 마이크로컴퓨터의 제어하에 소정의 의사랜덤(pseudorandom sequence ; PN)키데이타와 의사랜덤위상을 받아서, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1{trn mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1, 주기 N=2n-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원(primitive element)이며, m, n, r, t는 모두 정수임)의 식에 의해 소정의 GMW시퀀스값을 생성하여 상기 인코더에 공급하는 GMW시퀀스발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 스크램블 장치.In an integrated cable broadcasting video signal scramble apparatus for scrambled video signals through an encoder under the control of a microcomputer and transmitting them to subscribers, the video signal scrambler is initialized by using a vertical synchronization signal separated from a video signal. A scramble window generator which is enabled to count a complex synchronous signal from a predetermined number, and is disabled after counting the predetermined number of signals to generate a scrambled window signal; And receiving the scrambled window signal, and receiving a pseudorandom sequence (PN) key data and a pseudorandom phase under the control of the microcomputer, and a binary GMW sequence S (t) = tr m 1 {tr n mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N−1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, period N = 2 n −1, and α is a primitive source of gallofield GF (2 n )) element), wherein m, n, r, and t are all integers, and a GMW sequence generator for generating a predetermined GMW sequence value and supplying it to the encoder. 마이크로컴퓨터의 제어하에 디코더를 통하여, 가입자측에 전송된 스크램블 영상신호를 디스크램블하는 종합유선방송용 영상신호 디스크램블장치에 있어서, 스크램블 영상신호로부터 분리된 수직동기신호를 사용하여 카운터값을 초기화시키고, 이 영상라인에서부터 복합동기신호를 소정 수만큼 카운팅하도록 인에이블되고, 상기 소정 수만큼 카운팅한 후에 디스에이블되어 스크램블 윈도우 신호를 발생하는 스크램블윈도우발생기 ; 및 상기 스크램블윈도우신호를 수신하고 상기 마이크로컴퓨터의 제어하에 소정의 의사랜덤키데이타와 의사랜덤위상을 받아서, 2진 GMW시퀀스 S(t)=trm 1{trn|mt)}r(단, 0≤t≤N-1, 1≤r≤2m-1, 주기 N=2n-1이고, α는 갈로아필드 GF(2n)의 원시원이며, m, n, r, t는 모두 정수임)의 식에 의해 소정의 GMW시퀀스값을 생성하여 상기 디코더로 공급하는 GMW시퀀스발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 디스크램블 장치.In the integrated cable broadcasting video signal descrambling device which descrambles the scrambled video signal transmitted to the subscriber side under the control of the microcomputer, the counter value is initialized by using the vertical synchronization signal separated from the scrambled video signal, A scramble window generator that is enabled to count a predetermined number of composite synchronization signals from the video line, and is disabled after counting the predetermined number and generates a scrambled window signal; And receiving the scrambled window signal and receiving a predetermined pseudorandom key data and a pseudorandom phase under the control of the microcomputer, so that the binary GMW sequence S (t) = tr m 1 {tr n | mt )} r (where 0 ≦ t ≦ N-1, 1 ≦ r ≦ 2 m −1, period N = 2 n −1, and α is the source of gallofield GF (2 n ) , m, n, r, t are all integers; and a GMW sequence generator for generating a predetermined GMW sequence value and supplying the predetermined GMW sequence value to the decoder.
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