衛(wèi)星電視的加密與解密技術(shù)

加密收費的衛(wèi)星電視節(jié)目在國外已有20幾年的歷史，我國長期以來都是收看的免費電視節(jié)目，近年來這種經(jīng)營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。在市場經(jīng)濟發(fā)展的今天，這些矛盾只有通過收費看電視的方式才能得到解決。收費電視為電視事業(yè)帶來巨額的利潤，同時也促進了電視技術(shù)的發(fā)展。

“收費電視”是指先用“加密”技術(shù)對發(fā)送的電視信號進行特定的加擾處理，在接收端必須接入解碼器，還要在按時付費后才能在有效期內(nèi)正常收看。

國外有許多衛(wèi)星加密節(jié)目，目前我國的衛(wèi)星電視加密節(jié)目共有4套，它們是鑫諾1號衛(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都基本開通了這4套加密節(jié)目。無論是國內(nèi)或是國外的加密衛(wèi)星節(jié)目，都必須采用專用的解密器才能接收，目前國內(nèi)外采用的衛(wèi)星電視加密系統(tǒng)有若干種，可以對圖像和伴音信號分別進行加密處理。有的節(jié)目只對圖像信號進行加密，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 視頻信號和伴音信號加密的幾種基本方法

（1）視頻反相。就是將正常視頻信號反相，用普通衛(wèi)星接收機接收時，電視機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，只要加一級簡單的視頻反相器就能夠收看，特別是現(xiàn)在大部分衛(wèi)星接收機采用了高本振和低本振變頻技術(shù)，因而衛(wèi)星接收機必須設(shè)置視頻極性開關(guān)。收看時只需撥動極性開關(guān)就可方便地切換視頻信號的極性。

（2）正弦波同步轉(zhuǎn)移。該技術(shù)的基本原理是加一個頻率等于行頻或行頻倍頻的正弦波到視頻信號中，使視頻信號的同步脈沖受到干擾，某些同步脈沖的幅度變小，使電視機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，在視頻信號通路中加一個簡單的濾波器，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中，使視頻信號中的同步脈沖被衰減壓縮，當(dāng)視頻信號中同步脈沖衰減后，其幅度已降到視頻圖像信號幅度之下，因此用普通衛(wèi)星接收機無法分離出同步信號，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。

（4）同步代換。同步代換法的基本原理是將視頻信號中的行同步或幀同步脈沖信號用非標(biāo)準(zhǔn)的信號波形代換，用數(shù)據(jù)副載波代替原同步信號，同步信號包含在數(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，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逐行反相的方法，另一種是使特定的某些行進行視頻反相，還有一種采用逐場進行視頻信號反相。利用這類加密方式進行節(jié)目加密時保密性較好，沒有任何明顯的信號可指出該行信號的極性。在解密器中，須對信號的每一行依次發(fā)送的2．5MHz的同步副載波、數(shù)據(jù)音源信號、色度副載波、相位識別鍵和圖像信號分別解密才能接收到正常的圖像和伴音信號。

（6）視頻信號切割和反轉(zhuǎn)。這種加密技術(shù)的基本原理是將每一行視頻信號切割成幾部分，并將已切割的部分視頻信號按預(yù)定的安排進行反相或倒置。這種視頻信號切割和反轉(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)字化的視頻信號中較多的切割點進行正常的圖像處理，以解調(diào)出正常的圖像信號。

（7）行切割與旋轉(zhuǎn)。該加密法的基本原理是將視頻信號中每行切割成預(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?？刹捎?位數(shù)碼取樣，然后將每行的分割樣點切割成256點進行解密。

（8）行轉(zhuǎn)移。行轉(zhuǎn)移加密法的基本原理是在發(fā)送一場或一幀信號時，不按每行的順序發(fā)送，例如第148行信號可在第228行位置送出，或第3行信號在第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，需先對視頻信號進行模擬或數(shù)字轉(zhuǎn)換后，再將場或幀信號進行存儲，發(fā)送時按預(yù)定的順序讀出某一行信號，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、存儲器及算法運算電路等組成。它可將電視臺傳送來的數(shù)據(jù)信號進行處理，以便進行收費收視授權(quán)、信息存儲、算法運算等，輸出解擾信號碼、提供圖像及伴音信號。

（2）伴音及圖像信號處理電路。這部分電路包含有前端解調(diào)電路、數(shù)／模轉(zhuǎn)換電路、時鐘恢復(fù)及同步恢復(fù)電路等。已加擾的圖像和伴音信號在這里進行解擾。對于數(shù)碼伴音加密信號，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。

有的解密器還需要購買專門的收費卡，將其插入到解密器后，才能進行解密收看（這種卡通常具有時間期限，用戶要定期購買收費卡，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購買后將國內(nèi)的加密節(jié)目解密后以有線傳輸?shù)姆绞剿偷接脩艏抑?，并定期向用戶收取收視費。