TWI388214B - 經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法與裝置與記錄載體 - Google Patents

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TWI388214B
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Description

經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法與裝置與記錄載體
本發明係關於一種叢發之編密多媒體內容之傳送方法與裝置及其資訊記錄載體。
應用者已知的叢發之編密多媒體內容之傳送方法包含以下步驟：
a)為連續金鑰效期(crypto-period)選擇任意未指定的週期T；
b)在金鑰效期每次結束時，透過同步器(synchronizer)用新的當前金鑰TEKj+1替換一加密的當前金鑰TEKj；
c)使用當前加密金鑰即時地編密多媒體內容之連續分段Pi，每一分段Pi於各自的瞬時tdi處開始；
d)透過產生器建立叢發Si，叢發Si之接收週期比分段Pi的播放週期短，叢發Si包含編密分段Pi以及用於加密分段Pi的每一當前金鑰的密碼電文(cryptogram)。
叢發(Bursts)*係為英語術語中最普遍為公眾所知的〞叢發(Burst)〞。
多媒體內容係為包含音頻與/或視訊材料之內容。例如，多媒體內容可以為電影、視聽節目(audiovisual program)、電視頻道(television channel)、音樂等。有時，多媒體內容也被稱為〞服務〞。多媒體內容被設計為當其被接收時由接收裝置播放。
此內容之分段播放週期係為以正常速度在接收裝置上播放此分段所需的週期。
這裡，術語〞加密(encipher)〞與〞編碼(scramble)〞被認為可相互替換(inter-changeable)。
例如，編密多媒體內容之叢發傳送係由手持式數位視訊廣播(Digital Video Broadcast-Handheld；DVB-H)標準或類似標準加以描述。讀者可參考此標準獲得叢發傳送與設計之更多細節。
編密多媒體內容之叢發傳送已經被定義為能夠使行動接收裝置在這些多媒體內容的接收期間節省電力。例如，行動接收裝置為行動電話、個人數位助理、可攜式電視機、可攜式媒體播放器(portable media player；PMP)或者膝上型電腦。
在這些傳送方法中，多媒體內容被劃分為一序列的即時連續分段Pi，其中索引i表示此序列中特定分段之順序號。分段對應由單個叢發所結合與發送的多媒體內容的一小部分。因此，叢發包含一個且僅僅包含一個分段Pi。包含分段Pi之叢發被標記為Si。
在以叢發形式被發送之前，每一分段被壓縮和加密。分段之此次壓縮產生一叢發，其接收週期比此分段Pi之播放週期短。
在實踐中，若干多媒體內容係同時被傳送。為此，對應不同多媒體內容之叢發將暫時地被多工。例如，間隔一定時間的時隙係被分配給指定多媒體內容之叢發。分配給指定多媒體內容的這些時隙可定義一通道。
這些叢發之接收裝置每次僅僅處理一條通道。因此，在此通道的兩個連續叢發之間，接收裝置可保持不活動，進而節省電力。
用於確保此多媒體內容傳輸之加密金鑰之管理係透過〞金鑰管理系統〞被完成，其中〞金鑰管理系統〞係為所實施的內容保護系統之一部分。例如，這裡的描述係參考開放行動聯盟-廣播服務標準智慧卡規範(Open Mobile Alliance-Broadcast Services Enabler Suite Smartcard Profile；OMA-BCAST Smartcard Profile)中定義的內容保護系統之金鑰管理系統。因此，在此描述中，使用的術語係為此標準中所定義的術語。
在符合開放行動聯盟-廣播服務標準智慧卡規範的系統中，傳輸加密金鑰(Traffic Encryption Key；TEK)TEKj用於編密多媒體內容當前傳送之分段。TEKj依照規律的間隔被改變。這些間隔被稱為金鑰效期(crypto-period)。例如，金鑰效期持續至少一分鐘。通常，金鑰效期持續五至十秒。這裡，每一金鑰效期被標記為Tj，其中j係為金鑰效期之順序號。在金鑰效期Tj期間，僅僅金鑰TEKj用於編密多媒體內容。然後，在即時連續金鑰效期Tj+1期間，僅僅金鑰TEKj用於編密多媒體內容，以此類推。
每一叢發中包含至少一個短時金鑰訊息(Short Time Key Message；STKM)STKMj，這樣此叢發中包含的分段Pi可被解密。每一STKMj訊息包含此傳輸加密金鑰TEKj之密碼電文。在開放行動聯盟-廣播服務標準智慧卡規範標準中，短時金鑰訊息可僅包含一傳輸加密金鑰之一個密碼電文。短時金鑰訊息經常還包含多媒體內容之存取條件，用於與接收裝置之記憶體中的預先記錄的存取權比較，進而授權或者禁止對多媒體內容解密。
當行動接收裝置接收一叢發時，在解密此叢發中包含的分段Pi之前，它必須解密短時金鑰訊息STKMj中包含的TEKj之密碼電文。解密金鑰TEKj之密碼電文需花費一定的時間，此時間被標記為TSTKM。因此，當使用者改變通道時，即當使用者修正或者當他試圖打開他的接收裝置時，接收的第一叢發Si中封裝的分段Pi之解密最早可開始於開始接收此叢發之後的TSTKM。
此外，在改變通道期間，可能出現另一問題。為了解釋這個問題，現在請參考「第1圖」與「第2圖」加以說明。「第1圖」表示依照正常速度播放的多媒體內容之即時連續分段Pi序列。每一分段Pi開始於瞬時tdi。此瞬時tdi表示在時間軸2上。
第二時間軸4表示相同比例尺的金鑰效期。這裡，圖中表示兩個金鑰效期Tj與Tj+1。在金鑰效期Tj期間，分段透過TEKj金鑰被加密。此金鑰效期Tj於下一金鑰效期Tj+1開始的瞬時被完成，即瞬時tej+1。在金鑰效期Tj+1期間，用於編密多媒體內容之分段之金鑰係為TEKj+1金鑰。
在「第1圖」所示的特定實例中，金鑰效期的變化出現於瞬時tdi與tdi+TSTKM之間。因此，分段Pi首先藉由金鑰TEKj開始加密，直至瞬時tej+1。然後，此分段之終點係使用金鑰TEKj+1進行加密。因此，包含分段Pi之叢發Si必須包含兩個金鑰TEKj與TEKj+1，進而能夠解密分段Pi。為此，為了符合開放行動聯盟-廣播服務標準智慧卡規範標準，此叢發Si包含兩個訊息STKMj與訊息STKMj+1，其中兩個訊息STKMj與訊息STKMj+1分別包含金鑰TEKj與TEKj+1之密碼電文。
現在我們假設使用者剛剛改變通道，並且修正到與叢發Si對應之通道，這樣目前接收裝置在此通道上不包含任何資訊。在這些條件下，接收裝置等待接收此通道上的第一完整叢發。假設第一叢發係為包含分段Pi之叢發Si。叢發Si接收於「第2圖」之時間軸6所示之瞬時tSi。
一旦接收到叢發Si，接收裝置花費TSTKM的時間週期解密金鑰TEKj之密碼電文。因此，在瞬時tSi+TSTKM之前，接收裝置無法以明文(cleartext)形式播放接收的多媒體內容。這與「第2圖」的的時間週期8對應。例如，在此週期8期間，接收裝置僅僅顯示黑色螢幕或者允許聽不到聲音。
作為〞明文〞播放之術語表示在多媒體內容被解密後之播放。因此，明文之多媒體內容對應於接收裝置之使用者可直接看到與理解之影像或聲音。
從瞬時tSi+TSTKM開始，接收裝置開始非常清楚地顯示分段Pi之開始。
從瞬時tSi+TSTKM到瞬時tSi+TSTKM+tej+1-tdi，分段Pi開始以明文被顯示。此週期對應「第2圖」之參考標號10。
此外，並行地且從瞬時tSi+TSTKM開始，接收裝置解密TEKj+1之密碼電文。因此，分段Pi結束之明文形式之顯示最早僅僅可從瞬時tSi+2TSTKM開始。
現在，這裡瞬時tSi+TSTKM+tej+1-tdi係位於瞬時tSi+2TSTKM之前。因此，在分段Pi開始之顯示之結尾處，TEKj+1金鑰尚不可用。因此，接收裝置再次顯示黑色螢幕，直到瞬時tSi+2TSTKM為止。顯示黑色螢幕之第二週期具有「第2圖」之參考標號12。
從瞬時tSi+2TSTKM開始，接收裝置以明文模式顯示分段Pi之終點(週期14)。
在一段時間之明文顯示之多媒體內容後，使用者不願意在週期12期間看到黑色螢幕。
自然地，防止出現這種現象的一種解決方法係為在開始明文顯示分段Pi之前等待tSi+2TSTKM。然而，令人無法接受的是，這種解決方法增加了在改變通道之後以明文顯示多媒體內容所需要的時間。
本發明的目的在於尋求一種叢發之多媒體內容之傳送方法，進而克服上述缺陷，其中於週期12期間出現的黑色螢幕將被消除。
因此，本發明之目的在於提供一種叢發之編密多媒體內容之傳送方法，其中用當前金鑰TEKj+1替換當前金鑰TEKj以加密分段Pi可被延遲到瞬時tdi+TSTKM或者提前到瞬時tdi或提前到此瞬時tdi之前，藉以回應產生器和同步器之間交換的同步訊號，其中週期TSTKM係大於或者等於接收裝置用於解密叢發Si包含的當前金鑰之密碼電文所需要的時間並且嚴格地小於選擇週期T。
在上述方法中，用金鑰TEKj+1替換金鑰TEKj可被延遲或提前，進而避免金鑰效期之終點落入瞬時tdi與tdi+TSTKM之間。換言之，在多媒體內容之加密期間，金鑰效期之週期T被動態地加長或縮短，這樣，瞬時tej+1不會出現在分段Pi之間隔]tdi；tdi+TSTKM[期間。這表示不會再出現「第1圖」與「第2圖」所述的情形，進而避免在週期12期間出現黑色螢幕。另外，無論選擇的週期如何，此方法可用於解決此問題。特別地，無須選擇週期T為所考慮分段之最小播放週期TA的整數倍。
本方法之實施例可表示一或多個以下特徵：此方法包含：
-在加密新分段Pi之前，比較在同步訊號基礎上建立的當前瞬時tC與當前金鑰效期結束之理論瞬時ttej+1，理論瞬時可由瞬時tej與選擇週期T計算得出，其中瞬時tej係為當前金鑰效期之開始之瞬時；以及
-如果瞬時tC在瞬時ttej+1之前，即使金鑰效期Tj之終點出現在分段Pi期間，用當前金鑰TEKj加密分段Pi之全體，以及
-如果瞬時tC晚於瞬時ttej+1，用新的當前金鑰TEKj+1加密分段Pi之全體；
此方法包含：
-在加密新分段Pi之前，期問出現可能由當前金鑰效期之開始瞬時tej與選擇週期T計算的當前金鑰效期之終點之瞬時ttej+1，比較瞬時ttej+1與由同步訊號建立的間隔]tdi;tdi+TSTKM[；以及
-僅僅當瞬時ttej+1被包含在間隔]tdi;tdi+TSTKM[中，用當前金鑰TEKj+1替換當前金鑰TEKj(140，142)以加密分段Pi可被延遲，直到瞬時tdi+TSTKM之後或提前到瞬時tdi或者瞬時tdi之前。
這些實施例更包含以下優點：
-比較瞬時tC與ttej+1以使得容易實施此方法，因為以後無須估計分段Pi+1之開始之瞬時tdi+1，
-僅僅當瞬時ttej+1位於時隙]tdi+1;tdi+1+TSTKM[之外時，啟動用金鑰TEKj+1替換金鑰TEKj，藉以解決此問題，同時在分段期間實現金鑰替換。
此外，這些實施例包含以下優點：
-比較瞬時tC與ttej+1以使得容易實施此方法，因為以後無須估計分段Pi+1之開始之瞬時tdi+1，
-僅僅當瞬時ttej+1位於間隔]tdi+1;tdi+1+TSTKM[之外時，啟動用金鑰TEKj+1替換金鑰TEKj，藉以解決問題並且在分段期間之同時可以處理金鑰。
本發明之另一目的在於提供一種叢發之編密多媒體內容之傳送方法，此方法包含：
a)選擇連續金鑰效期之週期T；
b)在金鑰效期每次結束時，用新的當前金鑰TEKj+1即時地替換當前加密金鑰TEKj，
c)用當前加密金鑰即時地加密多媒體內容之連續分段Pi，每一分段Pi在各自瞬時tdi處開始，並且包含恆定的最小播放週期TB，
d)建立叢發Si，叢發Si的接收週期小於分段Pi之播放週期，叢發Si包含加密分段Pi與用於加密分段Pi之每一當前金鑰之密碼電文，其中每一分段之播放週期大於或等於全部分段共同之最小週期TB。
此外，本方法中，週期T被選擇以驗證以下條件：T/TB=r/q，其中r與q為非零自然整數，並且互為質數；以及，其中週期TSTKM大於或等於所需要的時間，這樣接收裝置可解密叢發Si所包含的當前金鑰之密碼電文，並且週期TSTKM係嚴格地小於選擇週期T。
在上述方法中，起初選擇的週期T並非某些非指定的數值。相反地，此週期T被選擇為有理數r/q，以驗證以上說明的兩個條件。當T驗證這兩個條件時，它確保瞬時tej+1不會在出現在時隙]tdi;tdi+TSTKM[中。因此，在以上方法中，週期T恆定，並且不需要動態地將其加長或縮短，藉以避免在時隙]tdi;tdi+TSTKM[中出現瞬時tej+1。然而，週期T的自由選擇受到限制。
本發明之實施例具有以下特徵：每一分段Pi的播放週期等於週期TB。
這些實施例有助於本方法之實施。
本發明之目的還包含提供一種資訊之記錄載體，包含用於執行上述方法之一之指令，由電子計算機執行這些指令。
本發明之目的還包含提供一種叢發之編密多媒體內容之傳送裝置，此裝置包含：
a)記憶體，其中記錄連續金鑰效期之週期T；
b)同步器，能夠在金鑰效期之每次結束時用新的當前金鑰TEKj+1替換加密當前金鑰TEKj；
c)編碼器，能夠用當前加密金鑰即時地加密多媒體內容之連續分段Pi，每一分段Pi開始於各自的瞬時tdi；以及
d)叢發Si之產生器，叢發Si之接收週期小於分段Pi之播放週期，叢發Si包含加密分段Pi與加密分段Pi所使用的每一當前金鑰之密碼電文。
此外，產生器(48)與同步器(54)能夠交換同步訊號，以延遲用當前金鑰TEKj+1替換該當前金鑰TEKj，直到瞬時tdi+TSTKM之後或者使得此替換提前到瞬時tdi或者瞬時tdi之前。
最後，本發明之目的還包含提供一種叢發之編密多媒體內容之另一傳送裝置，此裝置包含：
a)記憶體，其中記錄連續金鑰效期之週期T；
b)同步器，能夠在金鑰效期之每次結束時即時地用新的當前金鑰TEKj+1替換加密當前金鑰TEKj；
c)編碼器，能夠用當前加密金鑰即時地加密多媒體內容之連續分段Pi，每一分段Pi開始於各自的瞬時tdi，並且包含大於或等於全部分段共同之最小週期TB之播放週期，以及
d)叢發Si之產生器，叢發Si之接收週期小於分段Pi之播放週期，叢發Si包含加密分段Pi與加密分段Pi所使用的每一當前金鑰之密碼電文。
此外，此傳送裝置中，記憶體中包含的選擇週期T係驗證以下條件：
-T/TB=r/q，其中r與q為自然的非零整數，並且互為質數；以及
-。
傳送裝置之實施例包含以下特徵：
-傳送裝置能夠限制週期T之選擇，藉以使週期T滿足上述兩個條件。
這些圖式中，使用的相同的參考標號代表相同的部件。
以下描述中，不再詳細描述本領域之技術人員眾所周知的特性和功能。
「第3圖」表示叢發之多媒體內容之傳送系統20。此系統20包含傳送裝置22，用於傳送叢發之多媒體內容至行動接收裝置。為了簡化圖式，圖中僅僅表示三個行動接收裝置24、25與26。行動接收裝置24、25與26透過資訊傳輸網路28鏈結至傳送裝置22。接收裝置24、25與26分別透過無線鏈路30、31與32鏈結至此網路28，進而實現移動性。
每一接收裝置24、25與26被裝備螢幕34以及至少一個揚聲器36，這樣它能令使用者看到並理解所接收的多媒體內容之顯示。例如，接收裝置24、25與26係為行動電話。
例如，網路28係為行動電話網路。
傳送裝置22包含埠40，藉由埠40接收以加密形式待傳送出去之明文多媒體內容。此埠40鏈結模組42之輸入藉以壓縮多媒體內容。模組42之一個輸出連接編碼器(scrambler)44之一個輸入，編碼器44能夠加密經過壓縮的多媒體內容。為此，編碼器44使用記憶體46中包含的當前金鑰TEKj。編碼器44之輸出連接叢發產生器48之輸入。此產生器48還包含緩衝記憶體49，其中登記有編密多媒體內容之片段Pi以及以單個叢發形式待傳送之其他不同片段的資訊。叢發中組合的其他資訊片段尤其包含至少一個STKMj訊息，可能包含其他的資訊片段例如叢發、通道等的識別碼。產生器48的一個輸出連接廣播裝置50之輸入，廣播裝置50能夠在網路28上廣播產生器48所產生的叢發。
傳送裝置22還包含金鑰之產生器52，能夠為每一新金鑰效期產生新的金鑰TEKj。此產生器52之一個輸出連接同步器54之一個輸入以及STKMj訊息之建立器56之一個輸入。建立器56能夠建立包含金鑰TEKj之密碼電文之STKMj訊息。建立器56之一個輸出連接同步器54之一個輸入。
同步器54能夠在適當時間由新的金鑰TEKj+1代替記憶體46中當前登記的金鑰TEKj。
同步器54還能夠為產生器48傳送編碼器44當前使用的金鑰TEKj之對應訊息STKMj，以編密多媒體內容之當前分段。
此實施例中，產生器48還能夠傳送同步訊號至同步器54。例如，此同步訊號通知同步器關於叢發之準備結束以及開始準備下一叢發。
例如，傳送裝置22由一或多個可程式化的電子計算機製造，能夠執行資訊記錄載體上記錄的指令。例如，同步器54和產生器48分別由能夠並行作業的電子計算機製造。為此，這裡傳送裝置22連接記憶體60，記憶體60包含用於執行「第4圖」、「第7圖」與「第8圖」所述傳送方法至少其一所需的指令和資訊。
結合「第4圖」之方法與「第5圖」之時序圖，現在將詳細描述傳送裝置22之作業。
首先，步驟80期間，在多媒體內容之任意傳送之前，選擇金鑰效期之週期T，然後比如記錄在記憶體60中。在此第一實施例中，選擇的週期T可以為任意非指定週期。換言之，除了應該大於TSTKM之外，對週期T的選擇沒有限制。
然後，在步驟82之編密多媒體內容之傳送期間，產生器48傳送同步訊號至同步器54，以告知它現在必須開始準備新的叢發。例如，當產生器48已經完成產生前一叢發並且在產生下一叢發之前，產生器48傳送此訊號。
然後，在步驟86處，準備待廣播之下一叢發。例如，在步驟86中，模組42壓縮多媒體內容之當前分段Pi，然後編碼器44加密此壓縮分段，為此則使用記憶體46中當前記錄的金鑰。當此分段被加密時，它被記錄在緩衝記憶體49中。
然後，在步驟90期間，當緩衝記憶體49中記錄的資訊元素的數量超出預定閥值時，產生器48開始構造包含分段Pi之叢發Si。特別地，在步驟90處，產生器48在一個與相同叢發中關聯以下內容：
-壓縮與編密分段Pi，
-叢發識別碼，
-如果此分段Pi僅僅透過金鑰TEKj被加密，則為STKMj訊息，或者如果此分段Pi透過金鑰TEKj和金鑰TEKj+1連續地被加密，則為STKMj與STKMj+1兩個訊息。
一旦叢發Si之準備被終止，則它被傳送至廣播器50。在步驟92中，廣播器50將其廣播到透過網路28與傳送裝置22連接的全部接收裝置。
然後，對於待廣播的多媒體內容之每一分段Pi，循環重複步驟82至92。
與步驟82至92並行，同步器54管理金鑰效期之變化。例如，在步驟100中，每次金鑰效期Tj開始時，同步器54記錄開始此金鑰效期的瞬時tej。
然後，在步驟102中，產生器52產生金鑰TEKj+1，必須在下一金鑰效期Tj+1被使用。在步驟102處，一旦已經產生金鑰TEKj+1，建立器56即時建立訊息STKMj+1，訊息STKMj+1包含金鑰TEKj+1之密碼電文TEKj+1*。金鑰TEKj+1與訊息STKMj+1被傳送至同步器54。
然後，產生器48傳送同步訊號至同步器54。作為回應，同步器54即時地執行步驟104以計算差值Δt。差值Δt透過以下關係被計算：
Δt=tC-tej，
其中，瞬時tc係為此內容之當前瞬時，即已加密之內容之分段或部分分段之播放之累積週期，此時同步器54接收產生器48所傳送的同步訊號。
然後，在步驟106處，同步器54比較差值Δt與金鑰效期之選擇週期T。此步驟係為當前瞬時tc與當前金鑰效期Tj之終點之理論瞬時ttej+1之間比較的特別實施例，從金鑰效期Tj之開始的瞬時tej與選擇週期T開始可計算理論瞬時ttej+1。
如果差值Δt被嚴格地小於週期T，這表示目前尚未到達金鑰效期之終點。此實例中，在步驟108中，同步器54禁止替換記憶體46中記錄的金鑰TEKj，直到產生器48的下一指示為止，不久則依此開始準備新的叢發。依照此作業方式，同步器54防止在分段之加密期間替換記憶體46中記錄的金鑰。因此，同步器54確保在分段Pi之加密期間不會出現金鑰TEKj之改變。因此，如果必要時可擴展金鑰效期Tj之週期。
在步驟108之結束時，此方法返回至等待來自產生器48之新同步訊息之狀態。
若非如此，即如果差值Δt大於或等於週期T，這表示金鑰效期Tj即將結束或者幾近結束。在這種情況下，在步驟110中，在開始加密分段Pi+1之前，同步器54用金鑰TEKj+1代替記憶體46中的金鑰TEKj。在步驟110處，同步器54還傳送STKMj+1訊息至產生器48。
然後，在步驟112處，同步器54禁止記憶體46中記錄的金鑰的每次新改變，直到下一同步訊號為止。在步驟112結束時，此方法返回步驟100，進而記憶瞬時tej+1作為當前金鑰效期Tj+1之開始之新瞬時，此時同步器54已經替換記憶體46中的金鑰。
「第5圖」之時序圖使得能夠更加詳細地理解「第4圖」方法之行為與結果。「第5圖」所示之時間軸120上表示每一分段Pi之開始之瞬時tdi。在接收裝置上依照正常速度播放的內容中，分段Pi係為即時連續，這樣播放一分段的結束瞬時對應播放下一分段的開始瞬時。將注意到這種情況未必位於傳送裝置一側上，這樣連續分段之加密可透過足夠長的時隙被分離，例如能夠實現記憶體46中加密金鑰之替換。至少對於一定的時間週期，編碼器44還能夠用金鑰TEKj與金鑰TEKj+1各自並行加密兩個多媒體內容通道。在這種情況下，透過在這兩個通道上傳送相同的多媒體內容，然後從一個通道切換到另一個通道，無須中斷多媒體內容流以瞬間從金鑰週期Tj傳遞到金鑰週期Tj+1，進而替換當前金鑰。此外，還可能有其他方法。
在另一時間軸122上劃分相同的比例尺，圖中表示瞬時tej+1與金鑰效期Tj結束時的理論瞬時ttej+1。
瞬時ttej+1對應金鑰效期Tj結束時的理論瞬時，其中理論瞬時係透過增加步驟80期間選擇的週期T至金鑰效期Tj結束的瞬時tej而計算得出。
最後，時間軸120上表示的瞬時tC1與瞬時tC2對應兩個連續的當前瞬時，此時產生器48傳送同步訊號至同步器54。為了圖式的可讀性，瞬時tC1與瞬時tC2分別表示為位於瞬時tdi與瞬時tdi+1之前。
「第5圖」中，瞬時tC1係位於瞬時ttej+1之前。在本文中，步驟106處，同步器54判定差值Δt係嚴格地小於週期T。因此，直到下一瞬時tC2之前，避免記憶體46中金鑰的任意新變化。瞬時tC2係位於瞬時ttej+1之後。因此，同步器54判定Δt係嚴格地大於週期T。因此，在分段Pi之加密結束與在分段Pi+1之加密開始之前，用金鑰TEKj+1代替金鑰TEKj。
因此，將要理解下一分段即分段Pi+1透過金鑰TEKj+1之使用完全被加密。還可觀察到在分段Pi期間應該替換金鑰TEKj，實際上這種替換僅僅在分段Pi結束時才出現。這對應金鑰效期Tj的週期的延長。金鑰效期Tj的週期的延長被啟動以回應同步訊號。更特別地，這裡僅僅在分段期間出現瞬時ttej+1，金鑰效期Tj的週期的延長被啟動。若非如此，金鑰效期的週期等於選擇的週期T。依照這種方式作業可確保無論如何選擇週期T，在間隔]tdi；tdi+TSTKM[中都不會出現金鑰TEKj之替換。
「第5圖」表示劃分相同刻度尺的時間軸124，圖中表示開始接收叢發Si之瞬時tSi。
「第6圖」表示叢發之編密多媒體內容之傳送方法之另一實施例。起初，在傳送多媒體內容之前，在步驟130中，為金鑰效期選擇非指定週期T。
然後，循環重複步驟82至92以傳送叢發之多媒體內容。同時，同步器54管理用新金鑰取代記憶體46中儲存的金鑰。例如，在步驟132中，同步器54記錄當前金鑰效期Tj開始的瞬時tej。在步驟132處，同步器54還計算當前金鑰效期Tj之結束出現的瞬時ttej+1。為了實現這次計算，同步器使用例如瞬時tej以及步驟130處選擇的週期T。
然後，在每一金鑰效期開始之後，在步驟134處，產生器52和建立器56分別給出金鑰TEKj+1和訊息STKMj+1。
與步驟134並行，在步驟136處，無論產生器48是否傳送同步訊號至同步器54，同步器54設定瞬時tdi，此時待準備的叢發中包含的下一分段必須開始。例如，同步訊號在分段Pi之開始之每一瞬時tdi被傳送。因此，這裡同步訊號表示每一分段之開始。
然後，同步器54繼續步驟138，檢查是否滿足以下條件：
|tdi-ttej+1|>TSTKM
其中，tdi係為步驟136處記錄的開始瞬時。
因此，步驟138包含比較瞬時ttej+1與由從同步訊號起設定的間隔]tdi;tdi+TSTKM[。
一旦此條件被滿足，同步器54即時完成步驟140，用新的金鑰TEKj+1替換金鑰TEKj，無須等待當前片段Pi之加密結束。
若非如此，在步驟142處，同步器54延遲金鑰TEKj之替換。
例如，在步驟142處，同步器54引入嚴格大於tdi+TSTKM-ttej+1之延遲。在步驟142處引入此延遲之後，同步器繼續步驟140。在步驟140結束後，此方法返回步驟132。
因此，與「第4圖」之方法不同，在這種方法中，金鑰效期之變化可發生在分段期間。然而，如果瞬時ttej+1出現在間隔]tdi;tdi+TSTKM[中，同步器54能夠擴展金鑰效期Tj之週期。
「第7圖」還表示此方法之另一可能實施例。在開始傳送多媒體內容之前，在步驟150處，金鑰效期之週期T被選擇以驗證以下關係：
T/TB=r/q，以及
其中：
-r與q係為互為質數之自然非零整數；以及
-TB係為最小週期，小於或等於多媒體內容之分段之最小播放週期。
因此，週期TB係為獨立於索引i之弱函數(minorant)，可降低多媒體內容之全部分段Pi之週期。這裡假設每一分段Pi之播放週期等於週期TB。週期TB大於TSTKM。
選擇這種週期T確保在間隔]tdi;tdi+TSTKM[中不會出現金鑰效期之改變。
例如，在步驟150處，傳送裝置22僅僅限制週期T之選擇為符合上述關係之週期。例如，在步驟150處，圖形介面被呈現給此傳送裝置22之操作者，此圖形介面能夠使得僅僅一個操作者選擇驗證這些關係的週期T。然後，同步器54產生圖形介面。
然後，在傳送多媒體內容時，在步驟152期間準備每一叢發。例如，步驟152等於步驟86。
然後，一旦已經準備叢發，比如步驟154中的廣播等於步驟92。
循環重複步驟152和154以傳送叢發之多媒體內容。
同時，在步驟156處，在金鑰效期的每一開始處，產生器52和建立器56分別產生新金鑰TEKj+1和新訊息STKMj+1。
然後，在步驟158處，一旦出現瞬時ttej+1，同步器54即時地在記憶體46中用金鑰TEKj+1替換金鑰。在步驟158處，同步器54還將與金鑰TEKj+1對應的新訊息STKMj+1傳送給產生器48。
循環重複步驟156與158。在此方法中，透過週期T的特定選擇，產生器48不再需要通知同步器54關於開始準備新叢發。此外，透過「第7圖」之方法，同步器54不再具備延長或與此相反縮短金鑰效期之週期的功能。相反，在本實施例中，金鑰效期之週期T恆定。換言之，本實施例中，同步器54僅僅用於：
-限制週期T的選擇；以及
-替換記憶體46中的金鑰，並且同時傳送新訊息STKMj至產生器48。
另外還可能存在很多其他的實施例。例如，訊息STKMj中包含的金鑰TEKj的密碼電文可以成為接收裝置之記憶體中預先記錄的加密金鑰之參考。尤其在通常情況下，本文之術語〞金鑰TEKj之密碼電文〞表示重新建立金鑰TEKj所需的但是其本身不充分之全部資訊。
產生器48和同步器54可以透過特別接線的電子計算機而獲得以實現必要的功能。因此，這些電路不需要包含依賴資訊記錄載體上記錄的指令。
另一實施例中，為了解決「第1圖」與「第2圖」所述之問題，還可能修正接收裝置，這樣每一接收裝置能夠並行處理兩個訊息STKMj與STKMj+1。因此，在週期TSTKM結束時，這些接收裝置在它們處置器中包含金鑰TEKj與金鑰TEKj+1。因此，透過修正接收裝置，在週期12期間可避免黑色螢幕之重新出現。
當播放週期TB已知且恆定時，透過計算還可能事先知道下一金鑰效期Tj+1之開始瞬時ttej+1是否必須出現在間隔]tdi；tdi+TSTKM[中。如果此計算事先被充分完成，然後可縮短當前金鑰效期Tj之週期，進而並非在此間隔期間而是在瞬時tdi之前啟動記憶體46中金鑰之替換。此實例中，金鑰效期Tj之週期被縮短。
當用金鑰TEKj+1代替金鑰TEKj被提前或延遲，此替換將被提前或延遲進而不會發生在之前或下一分段之間隔]tdi;tdi+TSTKM[中。
在步驟150處，傳送裝置22無須限制此週期T的可能選擇。然後，滿意的週期T被儲存在傳送裝置中係僅僅在操作者的控制下被完成。
作為一種變更，週期T被選擇為週期TB之整數倍。在此情況下，起初第一金鑰效期與第一分段的開始瞬時被同步，這樣金鑰效期的結束不會出現在分段之間隔]tdi;tdi+TSTKM[中。依照這種方式，金鑰效期的週期恆定。
20‧‧‧系統
22‧‧‧傳送裝置
24、25、26‧‧‧接收裝置
28‧‧‧網路
30、31、32‧‧‧無線鏈路
34‧‧‧螢幕
36‧‧‧揚聲器
40‧‧‧埠
42‧‧‧模組
44‧‧‧編碼器
46‧‧‧記憶體
48‧‧‧產生器
49‧‧‧緩衝記憶體
50‧‧‧廣播裝置
52‧‧‧產生器
54‧‧‧同步器
56‧‧‧建立器
60‧‧‧記憶體
TEKj 、TEKj+1 ‧‧‧金鑰
STKMj 、STKMj+1 ‧‧‧訊息
第1圖所示係為分段Pi與金鑰效期變化之間的特定同步之時序示意圖；
第2圖所示係為表示習知技術之問題之時序圖；
第3圖所示係為使用叢發傳送裝置之編密多媒體內容之傳送系統之結構示意圖；
第4圖所示係為使用第3圖之傳送裝置藉由叢發之多媒體內容之傳送方法之流程圖；
第5圖所示係為使用第4圖之方法獲得的分段Pi與金鑰效期變化之同步時序圖；以及
第6圖與第7圖所示為叢發之編密多媒體內容之傳送方法之其他實施例之流程圖。

Claims (9)

  1. 一種經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法，該方法包含：a)選擇連續金鑰效期之一週期T；b)藉由一同步器，在一金鑰效期Tj 每次結束時用一新的當前金鑰TEKj+1 替換一當前金鑰TEKj ；c)用該當前金鑰加密該多媒體內容之即時連續分段Pi ，每一分段Pi 開始於各自的一瞬時tdi ；d)藉由一產生器建立一叢發Si ，該叢發Si 之接收週期比該分段Pi 之播放週期短，該叢發Si 包含經過加密之該分段Pi 以及用於加密該分段Pi 之每一當前金鑰之一密碼電文，其特徵在於，用當前金鑰TEKj+1 替換該當前金鑰TEKj 係被延遲，直到一瞬時tdi +TSTKM 之後或提前到瞬時tdi 或者瞬時tdi, 之前，藉以回應該產生器和該同步器之間的一同步訊號交換，週期TSTKM 大於或等於一接收裝置解密該叢發Si 包含的一當前金鑰之密碼電文所需的時間，並且嚴格小於選擇的該週期T。
  2. 如請求項第1項所述之經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法，其中該方法包含：在加密新的一分段Pi 之前，比較在該同步訊號之基礎上建立的一當前瞬時tC 與該當前金鑰效期之結束之一理論瞬時ttej+1 (106)，該理論瞬時ttej+1 可由瞬時tej 與該選擇的週期T計算得出即ttej+1 =tej +T，其中瞬時tej 係為該當前金鑰效期之開始之瞬時； - 如果該瞬時tC 在該理論瞬時ttej+1 之前，即使該金鑰效期Tj 之結束出現在該分段Pi 期間，仍用該當前金鑰TEKj 加密全體該分段Pi ，以及- 如果該瞬時tC 晚於該理論瞬時ttej+1 ，則用該新當前金鑰TEKj+1 加密全體該分段Pi 。
  3. 如請求項第1項所述之經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法，其中該方法包含：在加密新的一分段Pi 之前，期間出現該當前金鑰效期之終點之一理論瞬時ttej+1 ，其中該理論瞬時ttej+1 可由該當前金鑰效期之開始之該瞬時tej 與選擇的該週期T計算得出即ttej+1 =tej +T，比較該理論瞬時ttej+1 與同步訊號所建立的一間隔]tdi ；tdi +TSTKM [；以及僅僅當該瞬時包含在該間隔]tdi ；tdi +TSTKM [中時，為了加密該分段Pi 而用當前金鑰TEKj+1 替換該當前金鑰TEKj 係被延遲，直到一瞬時tdi +TSTKM 之後或被提前到該瞬時tdi 或者該瞬時tdi 之前。
  4. 一種經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法，該方法包含：a)選擇連續金鑰效期之一週期T；b)在一金鑰效期每次結束時，用一新的當前金鑰TEKj+1 即時地替換一當前加密金鑰TEKj ；c)用該當前加密金鑰即時地加密該多媒體內容之連續分段 Pi ，每一分段Pi 在各自瞬時tdi 處開始，並且包含大於或於全部分段共同之一最小週期TB 之一播放週期；以及d)建立一叢發Si ，該叢發Si之接收週期小於分段Pi 之播放週期，叢發Si 包含加密分段Pi 與用於加密該分段Pi 之每一當前金鑰之一密碼電文，其特徵在於，選擇的該週期T驗證以下條件：T/TB =r/q，其中r與q為互為質數的非零自然整數；以及1/qTSTKM /TB ，其中週期TSTKM 大於或等於接收裝置用於解密該叢發Si包含的一當前金鑰之密碼電文所需要的時間，並且嚴格地小於選擇的該週期T。
  5. 如請求項第4項所述之經過編密之多媒體內容之叢發傳送方法，其中每一分段Pi 之播放週期等於該週期TB 。
  6. 一種資訊記錄載體，其特徵在於該資訊記錄載體包含多個指令，當該等指令被一電子計算機執行時，係用於執行如以上任意一項請求項所述之方法。
  7. 一種經過編密之多媒體內容之叢發傳送裝置，該傳送裝置包含：a)一記憶體，其中記錄連續金鑰效期之一週期T；b)一同步器，能夠在一金鑰效期每次結束時用新的一當前金鑰TEKj+1 替換一當前金鑰TEKj ；c)一編碼器，能夠用該當前金鑰即時地加密該多媒體內容 之連續分段Pi ，每一分段Pi 開始於各自的一瞬時tdi ；d)一叢發Si 之一產生器，該叢發Si 之接收週期小於該分段Pi 之播放週期，該叢發Si 包含加密分段Pi 與用於加密該分段Pi 所使用的每一當前金鑰之一密碼電文，其特徵在於，該產生器與該同步器能夠交換一同步訊號，以延遲用該當前金鑰TEKj+1 替換該當前金鑰TEKj ，直到一瞬時tdi +TSTKM 之後或者使得此替換提前到該瞬時tdi 或者該瞬時tdi 之前，該週期TSTKM 大於或等於接收裝置解密該叢發Si 中包含的一當前金鑰之密碼電文所需要的時間並且嚴格地小於選擇的該週期T。
  8. 一種經過編密之多媒體內容之叢發傳送裝置，該傳送裝置包含：a)一記憶體，其中記錄連續金鑰效期之一週期T；b)一同步器，能夠在一金鑰效期每次結束時用新的一當前金鑰TEKj+1 即時地替換一當前金鑰TEKj ；c)一編碼器，能夠用該當前金鑰即時地加密該多媒體內容之連續分段Pi ，每一分段Pi 開始於各自的一瞬時tdi ，並且包含大於或等於全部分段共同之一最小週期TB 之一播放週期；d)一叢發Si 之一產生器，該叢發Si 之接收週期小於該分段Pi 之播放週期，該叢發Si 包含加密分段Pi 與用於加密該分段Pi 所使用的每一當前金鑰之一密碼電文， 其特徵在於，記憶體中包含的選擇的該週期T驗證以下條件：T/TB =r/q，其中r與q為互為質數的自然非零整數；以及1/qTSTKM /TB ，其中週期TSTKM 大於或等於接收裝置用於解密該叢發Si 包含的一當前金鑰之密碼電文所需要的時間並且嚴格地小於選擇的該週期T。
  9. 如請求項第8項所述之經過編密之多媒體內容之叢發傳送裝置，其中該傳送裝置能夠限制選擇的該週期T為滿足所述兩個條件之一週期T。
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