有线电视网数字信息加密方法研究

摘要

本文主要做了以下研究工作:对有线网络的结构特点、作为网络结点的协议支持和安全隐患等进行分析.本文通过在网络协议的MAC层之下添加链路安全子层来完成加密功能.研究了具有扩展加密功能的MAC格式封装方式,如何验证通信双方的合法身份.本文还研究了如何对数据流加密以及密钥的安全产生、加密、传递、管理和对管理消息的完整性验证方法.本文提出密钥的具体更新方法;详细讨论了最适合本系统的各种加密算法的选用;提出混合密钥、纵向加密层次的思路;抽象出加密系统两大重要参数TEK和AK的有穷状态机模型;提出如何采用带内、带外两种方式在有线网络上传送交互式数字电视信息和利用DOCSIS加密上行点播信息的方法;本文还对现有加密机制的安全性和可用性做了详细的分析,就尚存的安全问题做了客观评价.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2课题研究的目的与意义

1.3相关研究的国内外发展现状

1.3.1电缆数据业务相关标准的制定

1.3.2安全体系考虑

1.3.3国内外技术发展现状

1.4课题来源与主要研究内容

1.5章节安排

第2章有线电视网数字信息加密系统概述

2.1交互式有线电视网络概况

2.1.1 HFC网全业务结构

2.1.2数字及视频信息通讯协议

2.1.3频道划分

2.2加密系统概述

2.2.1加密系统组成

2.2.2带加密扩展的MAC数据包格式

2.3数字证书的使用

2.4 Cable Modem初始化

2.5利用DOCSIS加密交互式电视点播信息

2.5.1利用DOCSIS传输上行点播信号的必要性

2.5.2 DVB与DOCSIS混合传输模式

2.5.3上行视频信号的安全性实现

2.6本章小结

第3章有线电视网数字信息加密机制分析与设计

3.1密钥管理

3.1.1密钥交互过程

3.1.2密钥的使用

3.1.3随机数的产生

3.2密钥的更新设计

3.2.1授权密钥AK的更新

3.2.2流加密密钥TEK的更新

3.3分层加密体系研究

3.4加密算法的选用

3.5安全性与可靠性分析

3.5.1系统安全性

3.5.2现有机制下的安全隐患

3.6本章小结

第4章有线电视网数字信息加密系统的实现

4.1密钥管理消息

4.1.1消息格式

4.1.2消息种类及属性定义

4.2系统功能模块划分

4.3有穷状态机(Finite State Machine)的设计与实现

4.3.1主要功能

4.3.2主要伪程序代码

4.4 CM端主线程模块的实现

4.4.1主要功能

4.4.2程序流程图

4.5消息封装模块的实现

4.5.1主要功能

4.5.2程序流程图

4.6属性解析模块的实现

4.6.1数据结构

4.6.2程序流程图

4.7消息解析模块的实现

4.7.1主要功能

4.7.2程序流程图

4.8 AK、TEK密钥处理模块的实现

4.9加解密模块的实现

4.10本章小结

第5章实验结果及分析

5.1实验环境

5.2实验结果

5.3系统可用性分析

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢