衛(wèi)星電視的加密與解密技術(shù)

加密收費(fèi)的衛(wèi)星電視節(jié)目在國(guó)外已有20幾年的歷史，我國(guó)長(zhǎng)期以來都是收看的免費(fèi)電視節(jié)目，近年來這種經(jīng)營(yíng)方式已無法滿足要求，一方面電視節(jié)目制作的成本越來越高，電視臺(tái)也需要不斷更新技術(shù)設(shè)備；另一方面電視觀眾要求及時(shí)播出最新的電影、電視劇以及大型體育比賽等，這些都需要大量的經(jīng)費(fèi)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，這些矛盾只有通過收費(fèi)看電視的方式才能得到解決。收費(fèi)電視為電視事業(yè)帶來巨額的利潤(rùn)，同時(shí)也促進(jìn)了電視技術(shù)的發(fā)展。

“收費(fèi)電視”是指先用“加密”技術(shù)對(duì)發(fā)送的電視信號(hào)進(jìn)行特定的加擾處理，在接收端必須接入解碼器，還要在按時(shí)付費(fèi)后才能在有效期內(nèi)正常收看。

國(guó)外有許多衛(wèi)星加密節(jié)目，目前我國(guó)的衛(wèi)星電視加密節(jié)目共有4套，它們是鑫諾1號(hào)衛(wèi)星上的CCTV－3（綜藝頻道）、CCTV－5（體育頻道）、CCTV－6（電影頻道）、CCTV－8（電視劇頻道），現(xiàn)在許多大中城市的有線電視臺(tái)都基本開通了這4套加密節(jié)目。無論是國(guó)內(nèi)或是國(guó)外的加密衛(wèi)星節(jié)目，都必須采用專用的解密器才能接收，目前國(guó)內(nèi)外采用的衛(wèi)星電視加密系統(tǒng)有若干種，可以對(duì)圖像和伴音信號(hào)分別進(jìn)行加密處理。有的節(jié)目只對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行加密，伴音不加密，讓你聽到節(jié)目伴音，用以激發(fā)購買收看權(quán)的興趣。

1 視頻信號(hào)和伴音信號(hào)加密的幾種基本方法

（1）視頻反相。就是將正常視頻信號(hào)反相，用普通衛(wèi)星接收機(jī)接收時(shí)，電視機(jī)顯示的圖像黑白倒置，無法正常收看。但這種加密方式保密性相當(dāng)差，只要加一級(jí)簡(jiǎn)單的視頻反相器就能夠收看，特別是現(xiàn)在大部分衛(wèi)星接收機(jī)采用了高本振和低本振變頻技術(shù)，因而衛(wèi)星接收機(jī)必須設(shè)置視頻極性開關(guān)。收看時(shí)只需撥動(dòng)極性開關(guān)就可方便地切換視頻信號(hào)的極性。

（2）正弦波同步轉(zhuǎn)移。該技術(shù)的基本原理是加一個(gè)頻率等于行頻或行頻倍頻的正弦波到視頻信號(hào)中，使視頻信號(hào)的同步脈沖受到干擾，某些同步脈沖的幅度變小，使電視機(jī)顯示的圖像無法被同步鎖定，造成電視圖像翻滾或撕裂。這種加擾方式也容易被破解，侵權(quán)者只要知道干擾波的頻率，在視頻信號(hào)通路中加一個(gè)簡(jiǎn)單的濾波器，濾除干擾波就能顯示正常圖像。

（3）脈沖同步轉(zhuǎn)移。該技術(shù)的基本方法是加入與同步脈沖同頻的脈沖串到視頻信號(hào)中，使視頻信號(hào)中的同步脈沖被衰減壓縮，當(dāng)視頻信號(hào)中同步脈沖衰減后，其幅度已降到視頻圖像信號(hào)幅度之下，因此用普通衛(wèi)星接收機(jī)無法分離出同步信號(hào)，圖像也無法鎖定。在解密器中須經(jīng)解碼電路解調(diào)出同步脈沖才能得到正常信號(hào)。

（4）同步代換。同步代換法的基本原理是將視頻信號(hào)中的行同步或幀同步脈沖信號(hào)用非標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)波形代換，用數(shù)據(jù)副載波代替原同步信號(hào)，同步信號(hào)包含在數(shù)據(jù)副載波中。在解密器中，可采用數(shù)據(jù)解調(diào)器調(diào)出同步信號(hào)，使圖像同步。

（5）有源反相。有源反相加密技術(shù)有多種方法。一種是采用視頻信號(hào)逐行反相的方法，另一種是使特定的某些行進(jìn)行視頻反相，還有一種采用逐場(chǎng)進(jìn)行視頻信號(hào)反相。利用這類加密方式進(jìn)行節(jié)目加密時(shí)保密性較好，沒有任何明顯的信號(hào)可指出該行信號(hào)的極性。在解密器中，須對(duì)信號(hào)的每一行依次發(fā)送的2．5MHz的同步副載波、數(shù)據(jù)音源信號(hào)、色度副載波、相位識(shí)別鍵和圖像信號(hào)分別解密才能接收到正常的圖像和伴音信號(hào)。

（6）視頻信號(hào)切割和反轉(zhuǎn)。這種加密技術(shù)的基本原理是將每一行視頻信號(hào)切割成幾部分，并將已切割的部分視頻信號(hào)按預(yù)定的安排進(jìn)行反相或倒置。這種視頻信號(hào)切割和反轉(zhuǎn)加密法通常用在數(shù)字傳送的電視系統(tǒng)中。在解密器中，可將數(shù)字化的視頻信號(hào)中較多的切割點(diǎn)進(jìn)行正常的圖像處理，以解調(diào)出正常的圖像信號(hào)。

（7）行切割與旋轉(zhuǎn)。該加密法的基本原理是將視頻信號(hào)中每行切割成預(yù)定的段數(shù)，再將后面的分割段旋轉(zhuǎn)到行的起始部分。這種行切割和旋轉(zhuǎn)的加密法也適用于數(shù)字衛(wèi)星節(jié)目傳送系統(tǒng)，而且保密性較好，極不易被破譯。在解密器中，通常可采用8位數(shù)碼取樣，然后將每行的分割樣點(diǎn)切割成256點(diǎn)進(jìn)行解密。

（8）行轉(zhuǎn)移。行轉(zhuǎn)移加密法的基本原理是在發(fā)送一場(chǎng)或一幀信號(hào)時(shí)，不按每行的順序發(fā)送，例如第148行信號(hào)可在第228行位置送出，或第3行信號(hào)在第16行的位置上發(fā)送。這種加密方法適用于模擬或數(shù)字衛(wèi)星節(jié)目傳輸系統(tǒng)中，而且保密性較好，在解密器中，需先對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行模擬或數(shù)字轉(zhuǎn)換后，再將場(chǎng)或幀信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，發(fā)送時(shí)按預(yù)定的順序讀出某一行信號(hào)，按加密安排的順序發(fā)送。

2 解密器

解密器是收看加密衛(wèi)視節(jié)目的重要工具，不同加密系統(tǒng)的用戶解密器，電路結(jié)構(gòu)也不盡相同，但它們通常包含有以下幾部分電路：

（1）數(shù)碼處理及解密電路。這部分電路通常由微處理芯片、存儲(chǔ)器及算法運(yùn)算電路等組成。它可將電視臺(tái)傳送來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，以便進(jìn)行收費(fèi)收視授權(quán)、信息存儲(chǔ)、算法運(yùn)算等，輸出解擾信號(hào)碼、提供圖像及伴音信號(hào)。

（2）伴音及圖像信號(hào)處理電路。這部分電路包含有前端解調(diào)電路、數(shù)／模轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘恢復(fù)及同步恢復(fù)電路等。已加擾的圖像和伴音信號(hào)在這里進(jìn)行解擾。對(duì)于數(shù)碼伴音加密信號(hào)，還應(yīng)有專門的數(shù)字音頻處理電路，以便解調(diào)出伴音信號(hào)。

有的解密器還需要購買專門的收費(fèi)卡，將其插入到解密器后，才能進(jìn)行解密收看（這種卡通常具有時(shí)間期限，用戶要定期購買收費(fèi)卡，才能繼續(xù)收看該加密的衛(wèi)星電視節(jié)目）。該類接收裝置須經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)后才能安裝，普通家庭無法使用，所以該類解密器一般由各有線電視臺(tái)購買后將國(guó)內(nèi)的加密節(jié)目解密后以有線傳輸?shù)姆绞剿偷接脩艏抑校⒍ㄆ谙蛴脩羰杖∈找曎M(fèi)。