SE521906C2

SE521906C2 - Metod och anordning för kryptering av multimediainnehåll

Info

Publication number: SE521906C2
Application number: SE0103623A
Authority: SE
Inventors: Henrik Carlsson; Dag Helstad; Christer Oesterlind; Tomas Sparr
Original assignee: Kreatel Comm Ab
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-12-16
Also published as: SE0103623L; WO2003039067A1; SE0103623D0

Description

25 30 35 521 906 2 Fi g. 1 ett blockschema över ett krypteringssystem Fig. 2 ett ﬂödesschema för de steg som utförs när multimediaströmmen krypteras Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är multimediaströmmen en Moving Picture Experts Group 'Transport Stream (MPEG-2 TS) som hänför sig till familjen digitala videokomprimeringsstandarder och de av denna grupp utvecklade filformaten. MPEG-2 TS åstadkommer hög komprimeringsgrad genom att för de ﬂesta bilder lagra endast ändringarna frân en bild till en annan i stället för varje hel bild. Den som har goda kunskaper inom tekniken förstår dock att uppfinningen även är tillämpbar på andra multimediaströmmar, som t.ex. MPEG-l Audio Layer-3 (MP3) och MPEG-2 Packet Stream (MPEG-2 PS).

I figur l betecknas med 1, en fórprocessor för skydd av innehåll. Förprocessom är ansluten till en databas 6, från vilken den får den MPEG-2 TS som skall processas.

En server 2 ansluten till en krypteringsproxy 3 får den förprocessade MPEG-2 TS från databasen 6. Förprocessom 1 och krypteringsproxyn 3 är båda anslutna till ett krypteringsschema 5 från vilket de får information om krypteringen. En klient 4 kommunicerar med krypteringsproxyn 3 över ett nätverk 7, t.ex. lntemet. Fig. l visar ett exempel på krypteringssystemets uppbyggnad. Den som har goda kunskaper inom tekniken förstår dock att vilken annan kombination som helst av dei systemet ingående delama är möjlig.

För att åstadkomma en metod som har små krav på CPU-användning, på både klienten 4 och servern 2, krypteras vissa TS-paket statiskt, t.ex. på disken, och vissa krypteras dynamiskt, i realtid.

Den statiska krypteringen kan t.ex. utföras av innehållsägaren innan innehållet levereras till operatörema, vilket minskar risken för ”intemstöld” på operatörssajten.

Förprocessom 1 analyserar MPEG-2 transportströmmen (TS) och väljer de TS-paket som skall krypteras statiskt, krypterar dessa och markerar samtidigt de TS-paket som skall krypteras dynamiskt. Denna behandling utförs endast en gång per titel, t.ex. en gång per film då multimediaströmmen är en videoström och en gång per ljudspår då multimediaströmmen är en ljudström. Krypteringsproxyn 3 krypterar de TS-paket som markerats av förprocessorn l för dynamisk kryptering. Den dynamiska krypteringen utförs emellertid en gång per session. Detta innebär att, även om den 10 15 20 25 30 35 40 i 521 9Û6 -f f statiska krypteringen knäcks, gör den dynamiska krypteringen det omöjligt att titta på t.ex. en ñlm.

Vilka paket som skall krypteras statiskt och vilka som skall krypteras dynamiskt specificeras i krypteringsschemat 5. Krypteringsschemat 5 innehåller all den nödvändiga information som förprocessom 1 och krypteringsproxyn 3 behöver för att utföra krypteringen av multimediaströmmen. Den information som är lagrad i krypteringsschemat 5 tillhandahålls av innehållsägaren. Typisk information i krypteringsschemat 5 är vad som skall krypteras och när samt vilken algoritm som skall användas.

Kombinationen av förprocessorn l och krypteringsproxyn 3 gör systemet enligt uppfinningen ﬂexibelt med fullständig kontroll över vad som skall krypteras och när (statiskt eller dynamiskt). Systemet kan t.ex. optimeras för låg CPU-användning, hög säkerhet eller låg kostnad o.s.v. Systemets ﬂexibilitet innebär att olika sorters krypteringsalgoritmer kan användas i vilka alla paket, några paket eller inga paket alls kan krypteras.

Eftersom förprocessom 1 markerar de paket (en undergrupp av det totala antalet paket) som skall krypteras dynamiskt, vilket betyder att inte all kryptering behöver göras i realtid, ställs små krav på CPU-användning på den värddator som kör krypteringsproxyn 3. Kraven på CPU är konfigurerbara via krypteringsschemat 5.

Servem 2 lagrar den förprocessade MPEG-2 transportströmmen (TS) och skapar index. I en föredragen utföringsform av uppfinningen, är servem 2 en VoD (Video- on-Demand) server. VoD ger användaren möjlighet att beställa en film eller annat programinnehåll för omedelbar visning på t.ex. TV:en. Klienten 4, t.ex. en STB (Set- Top-Box) klient omfattar en webbsökare som gör det möjligt för användaren att välja t.ex. en film. Klienten 4 beställer sedan den film som valts från VoD-servern 2 via krypteringsproxyn 3. Eftersom krypteringsproxyn 3 hanterar all kommunikation med klienten, är systemet enligt uppfinningen oberoende av servern.

Den föredragna utföringsformen av uppfinningen är baserad på MPEG-2 standarden för förvanskning/kryptering av innehållet i TS-paket. Den typ av kryptering som används är fullständigt konfigurerbar och är en fråga om avtal mellan klienten 4 och krypteringsproxyn 3. Klienten 4 och krypteringsproxyn 3 förhandlar om en grupp krypteringsalgoritmer som skall användas bland åtskilliga krypteringsalgoritmer.

Ett tvåbitars ”'transportförvanskningskontroll”ïbitfält i TS-huvudet används för att ange vilken sorts kryptering som används inom gruppen krypteringsalgoritmer, enligt vad som avtalats mellan klienten 4 och krypteringsproxyn 3. Åtskilliga grupper av 10 15 20 25 30 35 521 906 §..'=§I."j'=¿__:' mappningar mellan transportförvanskningskontrollvärden och krypteringsalgoritmer kan stödjas. Klienten 4 får information om vilken grupp som skall användas från den (URL) som accessats eller från det kvitto den fått vid beställningen av VoD:en.

Metoden enligt uppfinningen kan tillämpas på alla typer av dekrypterings- nyckeldistributioner. Klienten 4 kan förhandla med krypteringsproxyn 3 om vilken nyckeldistribution som skall användas och hur många paket som skall krypteras dynamiskt av krypteringsproxyn 3. Klienten 4 kan t.ex. begära kryptering av endast en undergrupp av de paket som markerats för dynamisk kryptering p. g.a. små CPU- resurser. Krypteringsproxyn 3 kan dock avvisa en sådan begäran om mindre kryptering. Förhandlingen mellan klienten 4 och krypteringsproxyn 3 kan krypteras för att få en hög säkerhetsnivå. Ett annat alternativ är att använda en krypteringsalgoritm i krypteringsschemat 5, som är anpassad till vissa klienttyper T.ex. kryptera så få paket som möjligt (vanligtvis ca 1/10) för att minska belastningen på klientens CPU.

En föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning visas i figur 2 och metoden för kryptering av en MPEG-2 transportström (TS) är följande: 1. Förprocessom analyserar MPEG-2 transportströmmen 6 och väljer ut TS-paketen för statisk och dynamisk kryptering i enlighet med informationen i krypteringsschemat 5 (steg 21). De paket som valts ut för statisk kryptering krypteras på en gång, medan de paket som valts ut för dynamisk kryptering endast markeras av förprocessom 1. 2. Servem 2 lagrar den förprocessade transportströmmen på sitt format (steg 22). På begäran från klienten 4, sänds den lagrade delvis krypterade transportströmmen till krypteringsproxyn 3 (steg 23). Denna begäran initieras t.ex. genom att en användare väljer en film från en webbsida. Klienten 4 och krypteringsproxyn 3 förhandlar om vilken krypterings grupp som skall användas, innan transportströmmen sänds till krypteringsproxyn 3. 3. Krypteringsproxyn 3 krypterar de TS-paket som markerats för dynamisk kryptering av förprocessom 1, som dock kan modifieras i enlighet med förhandlingen mellan klienten 4 och krypteringsproxyn 3 (steg 24).

Krypteringsproxyn 3 skickar därefter den krypterade transportströmmen vidare till klienten 4 över nätverket 7 (steg 25). 4. Klienten 4 dekrypterar alla krypterade paket (steg 26).

Claims

1. 0 15 20 25 30 35 40 ~521 906 5 Patentkrav Metod för kryptering av ett multimediainnehåll som sänds från åtminstone en server (2) via en krypteringsproxy (3) till en klient (4), ansluten till krypteringsproxyn (3) över ett nätverk (7) kännetecknad därav att paket av detta multimediainnehåll antingen krypteras statiskt eller krypteras dynamiskt och att de paket av multimediainnehållet som skall krypteras statiskt och de paket som skall krypteras dynamiskt väljs ut initialt enligt vad som deﬁnierats i ett krypteringsschema (5). Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad därav att metoden omfattar stegen med: att välja ut paketen för statisk kryptering och kryptera dessa och välja ut paketen för dynamisk kryptering och markera dessa, att lagra den förprocessade multimediaströmmen, att sända (strömma) den lagrade multimediaströmmen på begäran, att kryptera de paket som markerats för dynamisk kryptering och sända multimediaströmmen vidare, att dekryptera alla krypterade paket. Metod enligt patentkrav l eller 2, kännetecknad därav att den statiska krypteringen sker en gång per multimediaström och att den dynamiska krypteringen sker en gång per session. Metod enligt endera av ovannämnda patentkrav, kännetecknad därav att för att hantera olika typer av klienter (4) förhandlas om vilken krypteringsalgoritm som skall användas. Anordning för att kryptera en multimediaström som sänds från åtminstone en server (2) via en krypteringsproxy (3) till en klient (4), ansluten till servern (2) över ett nätverk (7), kännetecknad därav att en förprocessor ( l) är anordnad för att statiskt kryptera ett första urval av paket i multimediaströmmen och för att markera ett andra urval av paket i multimediaströmmen för dynamisk kryptering, att en krypteringsproxy (3) är anordnad för att dynamiskt kryptera 10 15 20 521 906 gif; gjjgjjfç. ;_";-ji:. 6 det andra urvalet av paket och därav att förprocessom (1) är anordnad för att välja vilka paket som skall krypteras statiskt och vilka paket som skall krypteras dynamiskt enligt vad som definierats i ett krypteringsschema (5). Anordning enligt patentkrav 5 känneteckn ad därav att servern (2) är anordnad för att lagra den förprocessade mulitmediaströmmen och för att på begäran från klienten (4), sända den förprocessade multimediaströmmen till krypteringsproxyn (3), att krypteringsproxyn (3) är anordnad för att kryptera de paket som markerats av förprocessorn (1) för dynamisk kryptering och sända (strömma) multimediaströmmen vidare till klienten (4) och därav att klienten (4) är anordnad för att dekryptera alla krypterade paket. Anordning enligt krav patentkrav 5 eller 6 känneteckn ad därav att förprocessom (1) är anordnad för att utföra den statiska krypteringen en gång per multimediaström och därav att krypteringsproxyn (3) är anordnad för att utföra den dynamiska krypteringen en gång per session. Anordning enligt endera av patentkraven 5 - 7 känneteckn ad därav att klienten (4) och krypteringsproxyn (3) är anordnade för att förhandla om vilken krypteringsalgoritm som skall användas för att hantera olika typer av klienter (4)-