TWI327029B - Method and apparatus for encrypting and decrypting digital data - Google Patents
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1327029 • » 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種對數位資料進行加密和解密之方 裝置’更具體的說’是利用多重霍夫曼表和加密金鎗的方法 處理多媒體數位資料以增加其安全性和處理的效率。 【先前技術】 許多年來’娛樂事業以電視節目播送的方式對普羅大眾 ,聲音和視覺的資訊。當節則言號以類比的格式傳送,例如國 家電視系、统委員會_i〇nal TelevisiQn Systems CommitMNTSC))或相位交替線(Phase Altemating Une (p 規格,這個播送節目某種程度是由類比信號的特性所保護住。 由於數位處理技術的進步和網際網路的普及,數位内容的 散佈(distribution)目前正持續的普及當中。例如數位電視已經 在今日扮演一個重要的角色。然而,不適當的内容缺乏有效的 控制,越來越多經由這類的播送出現在電視節目當中。即使是 由一些現有的產品可以協助父母親保護他們的子女不會去收 看某些特疋頻道’還疋有一些不適當的内容會來自所謂的健康 或女全的頻道,或是在電影裡面製作人不希望將他們剪掉,因 為他們可能被特別用來吸引特定的觀眾,或是它對於内容的完 整性很重要。那些不適當的數位電視内容的管理,例如兒童收 看的一般頻道數位電視的内容,將會有很高的需求。 在描述多媒體數位資料加密機制的先前技術之前,先來回 顧多媒體數位資料處理和壓縮基本的建置區塊,是很有幫助 的。第一圖顯示媒體内容提供者系統的概要圖例,其中内容 k供者傳送多媒體數位資料,例如影像、聲音、圖像資料經 5 t無,或是有線頻道給許多_戶。通常,影像内容的傳輸 而^可觀的頻寬,因此許多不同的標準被提出用⑽縮影像 内谷動態圖片專家群(Moving Picture Experts Group (MPEG))標準是魏和傳輸祕圖像和聲音資料以及解壓縮 和處理被編碼的壓縮資訊的國際標準。MPEG標準包括 M^G-1、mpeg-2和MPEG-4 ’通常是應用統計特性對多媒 體貝料進行刪減或是轉換重覆的資訊且壓縮動祕像信號成 為剩餘或是轉換過的多媒體資料。 第二圖顯示一個先前技術MPEG-2編碼器1〇的簡單化概 要圖例,其中為簡化的緣故某些元件,例如運動估測器 (motion estimator)、預測選擇器(precjicti〇n seiect〇r)、減法單元 (subtract unit)、内部解碼器(intemai decocjer)和速率控制器(rate controller)均予以省略。 ° 第三圖是一個mpeg位元流從影像序列層到區塊層的階 層圖例。一個影像短片是由許多的圖片框和數個框被分派給 圖片群組(group of picture (GOP))以利用短暫的多餘(temp〇ral redundancy)所構成。從G0P取出的一個内框办加如㈣被分 割成許多的條狀而每一個條狀更進一步被分割成許多的巨集 區塊(macro block (MB))。該巨集區塊再被分割成許多的區塊 ,其中該區塊在標準的影像編碼演算法是最小的編碼單元而 且是被第二圖中編碼器1〇所處理。 因此在第二圖中編碼器10的輸入是一個8χ8圖素區塊, 這個圖素區塊將會和其他區塊組成一個圖像框。這個8χ8圖 素 Εϊ 塊疋由離散餘弦轉換(discrete Cosine Transform (DCT)) 100利用它的多餘性和不相關性所處理,這些特性對數位圖 像和衫像的壓縮疋很重要的。從DCT 100所獲得的DCT參 數是由量化和之字形(zigzag)掃瞄以形成具有高或然率的位 1327029 元序列而得。這個位元序列是由一個動態長度編碼器14〇 (run-length coder)所處理,這個編碼器負責處理連續的邏輯〇 而且將處理的結果送到可變長度編碼器(variable length c〇der (VLC)) ’例如負貴減少全部資料量的霍夫曼編碼器ι6〇。霍 夫曼編碼器160的資料輸出是一個資料位元流而且可以被送 到一個對應具有解碼能力的接收器以相反的次序來處理這個 資料位元流,也就是將它解碼。 對於多媒體資料機密性的傳統解決方法是採用亂數技術 ,這個技術包括在時域或是頻域一個相對簡單的排列或仿射 的轉換運算。然而隨著運算能力快速增強的今日,低成本的 亂數演算法變得很容易受到攻擊。此外以亂數技術處理信號 會降低多媒體壓縮系統的效能,這個系統原先是為尚未被亂 數處理的信號特性而設計。 近來,多媒體安全性研究的焦點已經轉移到將加密整合至 多媒體壓縮系統中。在美國公開的第20040136566號專利申 請書中,揭露一個加密和壓縮多媒體資料的方法和裝置。這 個揭露的方法包括將多媒體資料輸入到DCT單元以產生 DCT參數和量化DCT參數;藉由一個時間熵值的加密金錄 編碼量化的DCT參數中的DC和AC參數來轉換編碼過的 DC和AC參數,以加密和壓縮經轉換的微分參數(Differential
Coefficients (DC coefficient))和振幅參數(Amplitude Coefficients (AC coefficient))。然而這個方法由於在動態長度 和霍夫曼編碼之前加密DCT參數因而降低壓縮的效率。 【發明内容】 本發明提供一種增加數位資料加密和解密,安全性和處理 效率的方法和裝置。在一個實施例中,提供一個例如像⑽阳 7 1327029 類或JPEG數位資料加密的方法。至少有—個 徵化該數位資料,例如-個動態向量表或是直流昭明卢用罐 (DC_lumi_e) ’被選為—個圖像參數。根據該“ 有可能的霍夫曼表是由霍夫曼樹的突變所產生。 = 數量的有效霍夫曼表’是經由使㈣—個加密麵和雜凑函^ (hashflmctum),由所有可能的霍夫曼表所產生。菩二’數 效^夫曼表的編碼序列是由第二個加密金鑰和雜凑函, 二最後,數位資料是由財效霍夫曼表和_相,加 达、位元流(encrypted bit stream)。 成加 -方面’符號崎分析可雜應_圖像 的符號數量。因此霍夫曼表的數量被減少以節= 醢六I方面’本發明揭露一個加密和解密數位資料的方法。 岔時所㈣麟錄是和加料所 在確知正綠金錄的情況下才能被解密。Η固初札、有 =出的元似其絲,更可《轉 為範:卜·^=解的是無論是先前之描述或以下之詳述,皆 之用,並不限制請求項所述之發明。 釋本圖,咖了本㈣之—實施鑛描述,用以解 8 1327029 【實施方式】 參考資料將會被詳細地列於本發明之實施例内容裡,並加 以圖示說明,而相同的數字指的是圖形相同或相似處。 以下將會參照所附圖示詳細地描述多媒體數位資料加密 和解推的方法和裝置的實施例。以下的實施例是以MpEG-2 一第四A圖顯示第一個實施例在實際應用上的概要圖例。 ^個實施_加密裝置可以被安裝在内容提供者的加密編碼 ^ 20上。此外。一個相對應的解密裝置的解碼器π會被安裝 ^戶端。由内容提供者所傳送的數位内容是經由加密編碼器 〇所加密和獅臟―修練元流。這個加雜元流是經 由=40傳送至用戶端,再經由用戶端的解密解碼器3 仃解壓縮和解密。
數位資料為範例,然而所揭露的裝置和方法也可以應用在任何 MPEG類的格式上,例如MpE(M、mpegj和MPEG〆格式 或是JPEG格式,只要是有用到熵值編碼和霍夫曼編碼。 十了第·,圖顯示第—個實施例的加密編端20的概要圖例 器'20 口在裝置被用來加密傳送的資料外,這個加密編碼 i字,圖有相似的組成元件。相似的元件被編以相似的 這個加的相似元件的操作均被省略。更特別的是, 將從動態長度編碼器輸出__加密成加密位元流 第六Α圖是第一個實施例, 中霍夫曼編碼器=== 下的步驟:運作。本發明的第—個實施例的加密方法包括以 步驟_ :選至少—铜像參數用以特徵化從動態長度 9 編碼器240輸出的影像資料。 步驟S20 .依據選定的圖像參數以產生所有可能的霍夫 f表。 步驟S30:用第-個加密金錄由所有可能的霍夫曼表中 機選取Μ個有效的霍夫曼表。 步驟S4G.用第二個加密麵以產生_個霍夫曼表序列 :以該霍夫曼表序列決定較序,由有效霍夫曼絲對影像資 科的符號進杆ήσ宓。 依據ISO_JEC_13818 ’霍夫曼編補挪是觀來處理 像參數’包括巨集區塊位址增加表,巨集區塊樣式表 編竭區频式表,動態向量表,錢照明度直流色度表, 2幅參數。以下本發鴨會以直流照明度和祕向量表來當 :巳。因此在步驟S10的加密方法中,直流照明度是被選為 密影像資料的圖像參數。 在步驟S20中’所有可能的霍夫曼表是由所選定的圖像 二所產生,也就是影像參數的直流照明度。可能的霍夫曼表 j霍夫曼樹的突變所產生。第九_示由直流照明度產生霍 又樹突變的運算。通常—個有t個輸人的霍夫曼表每一個節 ^連接兩個子節點’葉節點(該節點伴隨有數字方塊)除外。 二,曼樹有1個葉節點,t_1個内節點和標籤對,該標籤對將 ί ^ ί ^對内節點你1排列的t_ 1個決定。在這個例子中有2(M>的 夫j樹將會被產生。正如第九騎示,標準的直流照明度霍 表有12個輸入和丨丨個内節點,因此依據第一個實施例加 雄方法的步驟S2G,有2”=厕的霍夫曼絲會被產生。 合在上述所提及的實施例中,只有特定葉節點的標籤對不 ㈣!!列而改變其長度。因此,最後的大小是_的。最初, 灌標準的H㈣度霍夫曼表,觀2的VLC碼是01而符 1327029 號7的VLC碼疋111110。參照第九圖右邊的新霍夫@表价 號2的VLC碼是00而符號7的VLC碼是llllu,二碼長二 依然相同。因此使用多重霍夫曼表來加密影像資料' 二 變其槽案从。 將不會改 在步驟S30中’-個事先決定數量的霍夫曼表,例如μ 個霍夫曼表(此後,這Μ個霍夫曼表被稱為有效霍夫曼表),是 用第一個加密金錄由所有可能霍夫曼表隨機選出。參=第七= 圖,步驟S30包括下列步驟。步驟S300選定一個二密'雜湊函 數h,例如,PJW雜湊函數。步驟S302隨機種子s被選為 -個加密錄。步驟S3G4計算函數值㈣(s)。步驟S3%依 函數值X ’在霍夫曼表池中選定—個霍夫曼表。更特別的是, 霍夫曼表可以經由計算函數值x和霍夫曼表池總數量的餘數 產生。假如經由雜凑函數計算的函數值χ為9〇〇〇,霍夫@ 池總數量為2048,則被選定的為第8〇8個霍夫曼表^步驟=川 檢查是否已經選取Μ個霍夫曼表。如果不是,函數值χ亦即 上例中的9_將被當成步驟S312中雜湊函數新的種子s 到步驟S304以計算下-個函數值。最後整個流程將於 夫曼表選出後停止。 M Ht0中’數位内容是經由M個霍夫曼表中隨機選 取的-個霍夫曼表來加密。參照第七B圖,步驟S4g包括下 蝴嫩的M财效霍夫曼表 來决疋£塊大小為m,其中Μ=Γ。在步驟S4〇2中一個隨 機種子s被用來當成第二個加密金瑜。步驟以〇4計算函數值 中’多重霍夫曼表是經由函數值x隨機 3 ::二,依據表示式x=—…丨一 個Ά表—個從G到M·1的數字奮 代表繼驗7L。例如Μ的錢8,因此m的值是3,函數 1327029 =中:步_。檢查是否所有二步 J回到步驟S·以計算下一個函數值。最後整個 有的符號被處理後停止。參照第六B圖顯示依據另!^實斤 例加密數位資料方法的流程圖。加密編碼器2〇中霍
f 依據第六B圖所示加密方法來操作。在這施: 中’计异花費將因對圖像參數採用符號統計分軒而有效 。因此需要被處理的符號數量會減少。第-二 法包括以下的步驟: 〜第―個實施例的加密方 編似步選至少—個圖像參數用以特徵化從動態長度 Γ==的影像資料,其中圖像參數包括第-個符號數 子。參照第九圖,直流酬度的符號數目S 121此在步驟 10中當被選取的圖像參數是直流照明度時,其第一個數 12 η
步驟S15 ·依據圖像參數的符號統計分析,從 選定第二個符號的數目,其中第二個數字小於第—個數字。參 照第十Α圖’直流照明度的優勢符號數是9 ^這9個 常出現的9個直流照明度參數。因此,第二個數目是9者在步 驟10中被選定的圖像參數是直流照明度。 田 步驟S20’ :依據選定的符號以產生所有可能的霍夫曼表 〇 步驟S30 :用第一個加密金錄由所有可能的霍夫曼表中 隨機選取Μ個有效的霍夫曼表。 又 步驟S40 ·用第一個加密金錄以產生一個霍夫曼表序列 和以該霍夫曼表相決定的次序,由有效霍夫曼表來對影像資 12 1327029 料的符號進行加密。 〜本發明的第二個實施例的加密方法和第一個實施例的加 役方法有她的步驟。因此’所有的步驟均_相似的數 示,說明只有針對步驟S15和S20,不同的部份。 在步驟SI5中,依據符號統計分析,只有直流昭明戶一 部份符號被選取’以避免過度的運算。第十A圖和第十^ 顯示兩個短片的直流照明度參數符號統計分 ,參數有12個符號。這些在㈣
在圖像參數所有的舰的-侧著或鱗。正如贿示 〇-8佔全鑛制90%以上。耻,符够峨縣產生^ 2表池’而不是使麟有的符號[(M1]。可以節省計算花 这個加密方式可以被實施在資源有限的可攜式電子裝備上 ^驟S20,中,所有可能霍夫曼表是依據選取的符號產生。因此 在廷個實施例有29=512個可能的霍夫曼表。 日灸奴此外,第十一 A圖和第十一 B圖顯示兩個短片的動態向 ,參數符贼計分析。正如圖所示,大部份祕向量參數符號
在區間[·8, 8]。目此,符號崎分析能財效的用於動 態向置參數。 動態向量參數的有效性將描述如下m個符號的直流 照明度而言,直流照明度編碼器有2〇48個霍夫曼表每個霍 =表有12個輸人,每個輸人有3個位元組,因 端,共需要2,〇48xl2x3=73,728個位元組。對解碼器而言,除 ΙΐΠϊ都相同。該表格大小由Μ編碼器最長 格川tf'明度最長的長度是9’因此解碼器端表 二,直流照明度在解碼器端所需要的記 ,體為聊㈣制风瓜位元組❶就僅只是一個霍夫曼 編碼表而言已佔用太多記憶體。依據第二個實施例步驟阳, 13 1327029 有9個直流照明度符號,也就是符號[〇_8],被用來產生可能 的霍夫曼表。第二個實施例固定那些左節點為9,1〇和u的 内節點,之後在編碼器端記憶體的使用減少至 512χ12χ3=18,432位元組,在解碼器端記憶體的使用減少至 512x512x3=786,432位元組’已達到實際上可以接受的情況。 〜由以上描述可以知道,因為有效霍夫曼表是依第一個加 密金鑰的雜湊函數所隨機選取所以被加密數位内容的安全性 可=增加,且有效霍夫曼表的編碼霍夫曼表序列亦是由第二個 加密金鑰的雜湊函數所決定。此揭露加密方法的有效性可以由 上述例子來評估。提供即時的特色是目標之一。只要該金鑰的 長度夠長’駭客將會發現沒正確的金錄想要破解加密位元流是 很困難的。 正如同先前所說明,一個有t輸入的霍夫曼編碼表,能 夠被排列以產生2(M)個不同的表格,其中有河個表格將會被選 取,不同的選取方法為cf”種。用以選取厘個霍夫曼表的金 瑜序列數目相互是獨iL的。沒有正_金输,每—個符號,骇 客需要試Μ健夫曼表。假設有L個符麵編碼絲文,則 金錄長度大小為:
Size(keyspace)=C2(->xMi 以直流照明度來表示金輪長度為例子,會產生512個霍 夫曼排列樹。假設有4個有效霍夫曼從512個霍夫曼排列樹選 出,且L是128,金錄長度大小為: 直流照明度金錄長度大小χ广=3.2768xi〇86 動態向量金鑰長度大小χ4l28 =3 2768χ1〇ω 總金錄長度大小=直流照明度金鑰長度χ動態向量金鑰 長度=(3.2768xl〇86)2 通常一個影像短片的編碼符號是遠比128長,所以不可 1327029 金触度進行暴力搜尋。耻,依據第一個和 弟-個實施例的資料加密方法有優異的安全性。 3〇是ίΐίΓί圖所示,依據所揭露解密方法的解密解碼器 傳送過來^^ ’且被用來解密由加密編碼器2G經由通道40 第二Ιϊί魏元流,假設有使用正確的第-個加密金鑰和 流程。在^2密!^依^這個實施例加密方法的一個 選定的容之前,解密解碼器3〇會有關於 選ς的=參數’例如直流照明度,兩個加密 第;加密金錄等先前資訊。此外,被選定^ 密解碼器L加在金餘也可以經由一個安全通道傳送至解 是㈣正圖所示,在步驟謂中,所有可能的霍夫曼表 seolT^ ^ ^ ° 金錄是否正確S61G觸帛—個輸入 祕也就和第一個加密金錄比對。當第一個輸入 正罐ΐ-舶=將會執行步驟S614。依據和加密編碼器20及 霍夬®μ街金餘中相同的雜凑函數,步驟S614產生有效 就ίϊϊ厶ί?觸第二雜人她^正確,也 20傳细心^ 中,用以解密&加密編· 編元流的正確霍夫曼表序列是依據和加密 最後,在喊個加密金射相_雜凑函數所產生。
HiSF在 確時’經加密的數位内容 15 =提及的加密方法,是對應到第—個實施例的加密方法。 密=法可以套用至解密由第二個實施例的加密方法所產生 t密位it流上。在這個情形,解祕碼器3G也有關於除 2圖像參數和加密麵外’所選定_參數符號統計分的 先則資訊。在步驟S600中,除了選定的圖像參數外 能霍夫曼表是依據已知的符號騎分析來產生。 ▲第四B圖顯示依據另—個實施例的應用的概要圖例 =固2例中’ 一個輔助的編碼器2〇A和一個辅助的解碼器 〇,被應用至-個沒有加密和解密能力的數位系統上。在這個 立糸統中’内容提供者端有—個原本的編碼H 2GB,該編碑 器將多媒體資料轉換成未加密的位元流,例如第二圖中戶^的馬 解瑪戶端有—個-般的解碼器細,這個 流成㈣體龍以供減。此輔助編 =20A和辅助解碼器施能被應用至—個數位系統上,盆 有加般編碼11和在用戶端的—般解碼器是^ 号2〇t辅!f碼器撤包括—個如細A_示的加密編碼 f二和—個内建的解碼器(未示於圖中)。此内建解碼器先將 翻細送過細位元雜碼成數位 媒體中的加密編碼器2〇將數位 相似的情況,輔助解碼器30Α包括一個如第四Α圖所示 解』二和一個内建的編碼器(未示於圖中)。此辅助 的‘ -贿密解碼器3G料將獅編碼器2GA傳送過來 位流解密成數位媒體資料,而内建編碼器將解密的數 2貝科編碼成未加密的位元流’此位元流就能被用戶端的 叙解碼器細所存取。因此,只有裝設有輔助解喝器撤 1327029 的用戶端才能夠解密和播放從輔助編喝 位元流。此輔助編碼器2GA *輔助解辦3()a 至内容提供者端和用戶端的硬體中。二、不而要正口 料加密解絲置,能纽地触―個4=== 體^補_資訊雜贼麵抑會過度地增加硬 由使触㈣㈣難^法和裝置藉 -步減例如直流照明度,進行符號統計分析可進 =明許多其他的修改及潤飾當可由熟此技藝者實現,而 和舉例僅止於示範,其真正的範圍和精神將由下列 【圖式簡單說明】 第 第 第 例 圖顯示一個媒體内容提供者系統的範例概要圖例。 圖顯示一個先前技術MPEG-2編碼器的簡化概要圖 層圖例 圖是一個MPEG位元流從影像序列層到區塊層的階 第四A圖顯示依據第一個實施例的應用概要圖例。 第四B圖顯示依據第二個實施例的應用概要圖例。 第五圖顯示依據第一個實施例的編碼器的概要圖例。 第六A圖是依據第一個實施例,加密數位資料方法 程圖。 ππ/Λΐ 第六Β圖是依據第二個實施例,加密數位資料方法的流程 17 1327029 第七A圖是選取有效霍夫曼表的流程圖。 第七B圖設定被選取有效霍夫曼表序列的流程圖。 第八圖是依據另一個實施例,加密數位資料方法的流程 第九圖顯示直流照明度參數的霍夫曼樹突變。 第十AB圖顯示兩個短片直流照明度的符號統計分析。 第十一AB圖顯示兩個短片動態向量的符號統計分析。
【主要元件符號說明】
20 20A 20B 30 30A 30B 40 100 、 200 120 、 220 加密編碼器 輔助編碼器 一般編碼器 解密解碼器 輔助解碼器 —般解碼器 加密位元流 離散餘弦轉換 量化器 140、240 160 260 動態長度編碼器 霍夫曼編碼器 霍夫曼表序列
Claims (1)
- 、申請專利範圍·· TE ~~~ 月啡正替換頁 華民^㈣專射請案第 095122565 號 ^線之申請專利範圍替換本 P華民國99年I月22日送呈 L 一種加密數位資料的方法,其包含: 選擇至少一個圖像參數,用 圖像參數包括第-健目的符號/場徵化該數位資料,該 依據該圖像參數的符號铳舛八 擇第二個數目㈣號,_3統^分析,自該圖像參數中選 分站 、^該第一個數目小於該第一健目; =據所選擇,符號產生所有可能的霍夫曼表; 選取-個事歧定數目的有效霍夫H⑷霍夫X表愤機 碑;^丨使[第二加密金鑰,以產生—個有效霍夫曼表的編 碼序列;以及 使帛减夫曼表的編碼序列,加約位資料使其成 马一加密位元流。 2. 如π求項1所述之加密數位資料的方法,其巾該數位資料是 MPEG 資料’包括 MPE(M,MPEG 2 和 MPEG 4 資料。 3. 如請求項1所述之加密數位資料的方法,其中該數位資料是 JPEG資料。 4.如請求項2所述之加密數位資料的方法,其中該圖像參數至 少是巨集區塊位址増加表、巨集區塊樣式表y/p/B;) 、編碼區 塊模式表、動態向量表、直流照明度、直流色度表、和振幅 參數其中之一。 5.如請求項1所述之加密數位資料的方法,其中被選擇的該第 個數目及該第二個數目的 符號中的—顯著或然率。⑽相包括在該圖像參數所有的 6·如請求項1所述之加密數位 且該第-加密錄來當成該ς 表是由雜凑函數所選出,皿⑦一丄:^中該有效霍夫曼 凑函數的種子。 8’ ^請求項1所述之加密數位:#料的方法,其巾 表的編竭序列是由一雜凑函數、〜二二^霍夫曼 用來當成所述雜湊聽的種子。、& ’且該第二加密金瑜被 9.如晴求項8所述之加密數位資料 # 是一個PJW雜湊函數》 / ,,、中斤述雜凑函數 10. 依法’其包含: 所有可能的霍夫曼表; _參數的符號統計分析,產生 接收一第一輸入金鑰; 第入金^該第一加密金鑰經比對吻合時,使用該 數目“效霍夫=顧有可能的霍夫曼表產生—個事先決定 接收一第二輸入金鑰; 當該第二輸入金鑰和該第二加密 20 1327029 使用所述有效霍夫曼表的編碼序列,將該加密位元流解密‘ 11· 一種將數位資料加密的方法,其包含: 像參數㈣徵傾數位資料; 依據麵產生所村歸夫曼表; - 密麵,從所述财可能霍夫曼表帽機選取 一個事先決定數目的有效霍夫曼表; 及使用-第二加密金输以產生該有效霍夫曼表的編碼序列;以 密^=夫曼表的編碼相,將⑽触倾加軸為一加 12·巧述之將數位資料加密的方法,其中該數位資 ;疋EG :貝料’包括,MPEG-2和MPEG-4資料 13. 項11所述之將數位資料加密的方法,其中該數位資 料是JPEG資料。 如請求項η所述之將數位資料加密的方法,其中圖像來數 =是巨紐塊位址增加表、巨雜塊樣絲(麵)、編喝 =¼式表、動態向量表、直流照明度、直流色度表、和振 中田參數其中之^^· 〇 15.如請求項n所述之將數位資料加密的方法,直中該有效 ^曼表是由-雜湊函數所決定,且該第—加密金錄被用來當 成所述雜凑函數的種子。 21 1327029 函 Π 數位資料加密的方法,其中該有效霍 夫又表的、扁馬序列疋由—雜湊函數所 霍 雜用來當摘述雜湊函數_子。 似第-加錢 月长項17所述之將數位資料加密的方法 數是-個PJW雜凑函數。 Ί亥雜凑函 19. -種將請求項u所述之加密位元流解密之方法, 表依據被選擇的該至少一個圖像參數產生所有可能的霍夫曼 接收一第一輸入金餘; 田4第輪入金鑰和該第一加密金鍮經比對吻合時,使用該 第-輸入金输,以從該所有可能的霍夫曼表產生一個事先決g 數目的有效霍夫曼表; 接收一第二輸入金鑰; 當該第二輪入金鑰和該第二加密金鑰經比對吻合時,使用該 第二輸入金鑰產生有效霍夫曼表的編碼序列;以及 使用所述有效霍夫曼表的編碼序列,將該加密位元流解密。 20. —個用以編碼數位資料的加密編碼器,其包含: 用以選擇至少一個圖像參數以特徵化該數位資料之機制,其 中該圖像參數包括第一數目的符號; 用以依據該圖像參數的符號統計分析以自該圖像參數選擇 22 第二數目的符號之機制’其中該第二數目小於該 用以依據所選取的符肋產生所討=數目, 用以使用-第-加密金鑰從所述 ;表:制; 選取4事先決絲目的有效霍夫曼表的^奸表中隨機 資料成 為一加密位元流的機制 序歹^猶树生,峨曼表的編媽 H用所、f霍夫曼表的編碼序顺加密所述數位 211:=°建:::=:7編·,其更 内容提供者;以及❻^加賴是連接到-個 體容提供者來的資料解竭成―媒 貝枓h亥加㈣將該媒體資料編碼成-個加m 22t請求項20所述之用以編碼數位資料的加密編碼器,其包 以產生所該目像絲的魏統計分析 =當^-輸入金鍮和該第一加密 鑰以從該所有可能霍夫曼表產生-個事先二 數目的有效霍夫曼表的機制; 腎无决疋 用兮第一於第二輸入金鑰和該第二加密金輸經比對吻合時,使 用該第-輸人錢减生有效霍夫曼表之編解觸機= 23. -個用以編碼數位資料之加密編碼器,其包含: 23 1327029 用以選擇至少一圖像參數以特徵化該數位資料的機 用以依據該圖像參數以產生所有可能霍夫曼表的機制. 用以使用-第-加密金繪從該所有可能霍夫曼 取一事先決定數目的有效霍夫曼表的機制; 、 用以使用-第二加密金鑰以產生有效霍夫曼表之 的機制;以及 π J 用以使用所述霍夫曼表之編碼序列以加密該數位 一加密位元流的機制。 @ u取馬 24.如請求項23所述之用以編石馬數位資料之加密編石馬器, 包含-個内建的-般解碼器,且該加密編碼 固 容提供者;以及 個内 其中該-般解碼器將從該内容提供者來 體資料’且該加密編將該聰資料編碼成加流 如請求項23所述之用以編魏位#料之加密編瑪器,其包 以細綱_統計分析 Γ輸人金鍮和該第—加密金鑰經比對吻合時,# 童/曰11 0鎗以從該所有可能霍夫曼表產生-個事Ιϊ 數目的有效霍夫曼表的機制; f死决定 用第二輸人金錄和該第二加密金鑰經比對吻合時# 用该第二輸人錢以產生有效霍夫曼表之編碼序觸機t使 24
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US20130259395A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Pascal Massimino | System and Method of Manipulating a JPEG Header |
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US10218496B2 (en) * | 2014-08-04 | 2019-02-26 | Cryptography Research, Inc. | Outputting a key based on an authorized sequence of operations |
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US4646061A (en) * | 1985-03-13 | 1987-02-24 | Racal Data Communications Inc. | Data communication with modified Huffman coding |
US4897717A (en) * | 1988-03-30 | 1990-01-30 | Starsignal, Inc. | Computer-based video compression system |
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KR970019336A (ko) * | 1995-09-29 | 1997-04-30 | 김광호 | 팩시밀리시스템의 데이타 암호화 장치 및 방법 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI562630B (en) * | 2011-09-30 | 2016-12-11 | Intel Corp | Media content rating management with pattern matching |
TWI578187B (zh) * | 2016-03-30 | 2017-04-11 | 新唐科技股份有限公司 | 資料保護方法 |
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