廣播電視信號傳輸安全和監(jiān)控技術(shù)的分析與研究

李洪杰

【摘要】隨著電視與廣播建設(shè)的不斷深入，更多的電視與相關(guān)產(chǎn)品受到社會的大量關(guān)注，逐步進入人們的日常生活，給人們帶來極大的便利，而近年來，數(shù)字電視信號不斷被攻擊的事件屢屢發(fā)生，例如溫州電視網(wǎng)絡(luò)被攻擊事件，導(dǎo)致萬戶人家的電視機頂盒遭到黑客侵襲，引起重大社會影響，人民的財產(chǎn)受到侵犯。在數(shù)字電視信號傳播中，數(shù)字信號一旦受到入侵，檢測設(shè)備無法第一時間檢測出這是惡意信號，導(dǎo)致后續(xù)的防范手段無法施展，對此，本文對于廣播電視信號的整體監(jiān)控技術(shù)與傳播技術(shù)進行相關(guān)的研究和分析，以此希望保障廣播電視事業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定和安全。

【關(guān)鍵詞】廣播;信號;安全

中圖分類號：TN943 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1673-0348（2020）010-026-03

[Abstract] With the development of TV and radio construction， more and more TV and related products have attracted a lot of attention from the society， gradually entering people's daily life， bringing great convenience to people. In recent years， the attacks on digital TV signals have occurred repeatedly， such as the attacks on Wenzhou TV network， which have led to the hackers of TV set-top boxes of ten thousand households The invasion caused great social impact and infringed upon people's property. In the digital TV signal transmission， once the digital signal is invaded， the detection equipment can't detect the malicious signal at the first time， which leads to the failure of the follow-up prevention measures. Therefore， this paper studies and analyzes the overall monitoring technology and communication technology of the radio and TV signal， in order to ensure the stability and safety of the development of the radio and TV industry.

[Key words] Broadcast; Signal; Safety

1. 廣播電視信號的傳輸方式

廣播電視信號分為兩種主要傳播方式，分為電臺數(shù)據(jù)傳播以及數(shù)字信號傳播兩種，第一種是音頻電臺信號傳播，第二種則是視頻信號傳播，這是實現(xiàn)信號廣播的具體傳輸步驟。過去的廣播信號的傳播方式主要是依靠連續(xù)波形進行傳播，但是這種傳播方式，會導(dǎo)致音視頻數(shù)據(jù)的損壞，所以改善是我們現(xiàn)在必須進行的，而現(xiàn)在，有衛(wèi)星信號傳播、光纖信號傳播、微波信號傳播等三種專業(yè)的傳播方法。

1.1 衛(wèi)星信號傳播

這種衛(wèi)星傳播往往在衛(wèi)星上建設(shè)中繼站，發(fā)揮衛(wèi)星的大范圍傳輸能力，接受能力強，傳輸距離遠的優(yōu)勢，這個傳輸方式極大解決了電視傳播的信號質(zhì)量差的問題，但是因為中繼站自身的信號傳播能力的問題，這也導(dǎo)致衛(wèi)星傳輸還容易受到其他因素的干擾。

1.2 光纖信號傳播

光纖分為兩種傳輸方式，主要是分為多模傳播和單模傳播，在我國運用范圍較廣的是單模傳播方式，他有著更廣的傳輸帶，更小的信息損失，而多模傳輸因為其傳輸距離小，傳輸帶小，信息損失太高，導(dǎo)致現(xiàn)在多模傳輸?shù)墓饫w已經(jīng)逐步被單模傳播所取代。

1.3 微波傳輸

這是最為廣泛的廣播電視信號傳輸途徑，有著直達太空的強大的傳輸能力，抵抗自然災(zāi)害因素的影響，而且本身的波長較之前信號較短，并且這種傳播方式有利于音視頻數(shù)據(jù)的存放，但是它只可以進行直線傳播，卻無法進行曲線傳播，使得廣播電視信號的傳輸質(zhì)量易受障礙物阻擋而降低質(zhì)量。

2. 廣播電視信號安全傳輸?shù)默F(xiàn)狀

2.1 傳統(tǒng)檢測防范

傳統(tǒng)的電視信號網(wǎng)絡(luò)檢測主要是前端機的物理檢測，通過與設(shè)備的配合，使用以適當(dāng)?shù)臋z測設(shè)備與策略，可以展開定量檢測，可即使前端機有著完善的檢測體系，但是中端的媒介以及末端的用戶群卻沒有任何防范體系。

2.2 安全防范模式

非技術(shù)角度防范系統(tǒng)：從人力的管理和制度方面來保證廣播電視信號的安全，但是這種方法的人力要求大，且技術(shù)含量低，不僅很難做到提前防御，且人力也會出現(xiàn)差錯。

技術(shù)角度防范：從技術(shù)角度防范是對傳輸信號突變時進行檢測，但因為電視信號的傳輸速度太快，且數(shù)字電視信號本身的大容量以及多樣性，有的時候防范速度顯得會有些滯后，而且技術(shù)手段上會造成誤判，例如基于場消隱與場同步的電視信號，會造成技術(shù)層面的無法識別。

技術(shù)結(jié)合人力：將技術(shù)與人力進行整合，管理制度和信號檢測同時進行，但是目前還無法實現(xiàn)，前端的輸出機房可以做到信號設(shè)備的安全保證，但是傳輸?shù)闹髀贩糯?，支路放大，樓宇放大環(huán)節(jié)等通道沒有得到有效的防范。

3. 信號傳播的困難與隱藏缺點

3.1 信號傳播的隱藏缺點

在前期的保護措施剛剛施行的時候，廣播電視臺往往十分被動，大多都無法做到精準且準時的防御，往往在攻擊和異?，F(xiàn)象發(fā)生之后才恍然大悟，知識在傳播的過程做到某些防護措施，但是往往實際防御要求遠比這些措施要更高，并且電視臺對于攻擊行為和傳播信號異常的準確度認知不足，并且無法做到準時躲避攻擊，因而帶來十分嚴重的影響。

3.2 數(shù)據(jù)傳播的監(jiān)控缺點

廣播電視防護的主要方式就是依靠技術(shù)監(jiān)控，但是本身監(jiān)控技術(shù)很容易受到多方面因素的印象概念股，無法保證監(jiān)控的針對性和完整性，比如：現(xiàn)在大多數(shù)電視臺使用的技術(shù)都是對于終端數(shù)據(jù)的監(jiān)視，類似機頂盒等。但是信號傳輸?shù)闹卸螀s是遭受惡意攻擊的重災(zāi)區(qū)，導(dǎo)致很多危險信息無法被識別。并且因為信號發(fā)出位置和信息中段的距離相差太長，這也就導(dǎo)致了整體的監(jiān)控技術(shù)范圍不足以做到完全覆蓋，導(dǎo)致技術(shù)無法對中段進行監(jiān)控，導(dǎo)致監(jiān)控出現(xiàn)漏洞

4. 廣播電視信號的安全監(jiān)管技術(shù)

在當(dāng)前也有許多有關(guān)信號安全的檢測以及研究，也有很多可以優(yōu)化早期技術(shù)缺陷的全新模式。

4.1 全新監(jiān)護模式

早期防護手段中，主要以監(jiān)護模式為主要手段，在那個時代主要靠人工監(jiān)護，在對于現(xiàn)狀進行分析之后，我們提出了兩種全新的監(jiān)護模式。

內(nèi)容標(biāo)簽防護：這種內(nèi)容標(biāo)簽防護采用使信號具有數(shù)字化象征的嵌入技術(shù)，在整個信號傳播過程，監(jiān)護系統(tǒng)主要負責(zé)監(jiān)控數(shù)據(jù)的數(shù)字化標(biāo)簽，如果確定是正確，那么就可以直接通過，如果是沒有標(biāo)簽的信號，則會直接判定為非法信號，直接上傳給人工，而且在傳播途中，一旦整體數(shù)據(jù)受到判定為惡意的攻擊，就會被系統(tǒng)立即發(fā)現(xiàn)并生成報告，及時上傳給人工進行處理。

分析攻擊行為：這種防護模式與數(shù)字象征不同，它可以做到自動識別惡意攻擊，這種模式需要人工將攻擊可能的特征信息直接導(dǎo)入整個識別系統(tǒng)，系統(tǒng)對于整體出現(xiàn)在監(jiān)護中的信息進行比對，如果在經(jīng)過比對之后是特殊攻擊信號直接停止傳播，并且自動上傳人工，如果確定沒有任何異常，則會繼續(xù)進行正常傳播。

這兩種模式相較于傳統(tǒng)模式都有著極大優(yōu)勢，但是也都各有不足，攻擊特征防護職能防御具有攻擊行為特征的信號，而無法全面識別異常信號，內(nèi)容標(biāo)簽防護則是有一定的實施難度，因為無法將所有的數(shù)據(jù)信息全部嵌入數(shù)字化象征，那么這就導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常判斷，失誤率將會很高，這也就說明了一個嚴重的問題，那就是無論什么監(jiān)護模式，都會有一定的缺陷，這也就要求我們做到進一步完善和發(fā)展。

4.2 信息水印嵌入

信息水印直接嵌入視頻信息與圖片信息不同，海量的數(shù)據(jù)傳輸要求其傳輸通道處理速度快，實時性強。在所有的功能特征中，不可見性與實時性是最重要的，其復(fù)雜程度會更高，不能采用原來的常規(guī)方法，數(shù)字視頻因為必須按照一個固定的數(shù)據(jù)進行播放，這也就導(dǎo)致了很大一部分的數(shù)據(jù)堆積，因為流暢度和華麗的要求，導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)必須固定，除此之外，數(shù)字水印還需具有魯棒性，意思就是能夠經(jīng)受住無疑的修改和打擊，在保證數(shù)據(jù)價值完好的情況下，在修改和攻擊中，水印是無法被取出的，也就所謂可以抵抗住任何數(shù)據(jù)的失真問題。而如果通過常規(guī)方法嵌入水印，不僅速度很慢，而且還有許多技術(shù)層面的問題，而如果成串嵌入，則會引起圖像失真，幀平均，圳重構(gòu)，幀刪除等問題，所以需要進行改善，對此，本文提出了三種解決方法。

壓縮比特流直接嵌入：此方法采用在變換域中進行編碼，編碼的目標(biāo)為壓縮比特流，這種方法可以保證視頻質(zhì)量，且計算復(fù)雜度較低，但是壓縮比特流空間有限，水印的數(shù)據(jù)量偏大，這是其缺點。

嵌入編碼：壓縮視頻有一個壓縮比，這種壓縮比始終保持在同一區(qū)間內(nèi)，只需要對于這個區(qū)間進行編碼，并且將這個區(qū)間的所有視頻都進行統(tǒng)一編碼，這樣就可以保持無論如何將壓縮比進行變化，原本的視頻編碼都不會改變，但是這種方法相比壓縮比特流嵌入，會一定程度上損失一些視頻上的質(zhì)量，這也是一大缺點。

嵌入原始視頻：為了保證視頻的整體質(zhì)量，這也就導(dǎo)致最初視頻必須經(jīng)過專業(yè)整理，視頻流就代表原始視頻幀數(shù)，在專業(yè)整理之前的視頻被稱為原始視頻，而原始視頻的數(shù)據(jù)占據(jù)空間會偏大，這種視頻有很大缺點，如果視頻被壓縮后，則需要進行專門的解壓縮，并且嵌入之后還需重新編碼，還有一個非常復(fù)雜的過程，從三種方案來看，這三種方案都是各具優(yōu)缺點，在應(yīng)用中，結(jié)合算法特點，實際的數(shù)據(jù)量，嵌入的魯棒性要求，來選擇科學(xué)的，適應(yīng)實際狀況的方案。

5. 廣播電視信號安全傳播的應(yīng)用

針對上述兩種全新防護模式，因為各自都有一定的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)在還無法付諸實現(xiàn)，所以本文研究了一個全新模式，在對兩種監(jiān)護模式進行整體結(jié)合，因為在傳播過程中有很多種各式各樣不同的信息，所以根據(jù)現(xiàn)在的前端科技，我們可以使用云計算來建立一個完整的防護公式，由這個公式發(fā)展成整個智能防護公式，然后建立云數(shù)據(jù)庫、云計算公式庫以及標(biāo)簽監(jiān)護模式進行一個綜合的防護，將所有內(nèi)容標(biāo)簽導(dǎo)入云技術(shù)庫，然后根據(jù)云技術(shù)庫建立公式庫，根據(jù)公式庫的信息來進行信息監(jiān)護，然后按照云技術(shù)庫中的公式標(biāo)簽進行辨別，還有某些無法分析內(nèi)容的數(shù)據(jù)，則是直接用惡意攻擊行為進行審核。按照云算法，將整個網(wǎng)絡(luò)的惡意攻擊行為直接錄入公式內(nèi)，這時候云技術(shù)庫就可以根據(jù)公式計算，直接識別是否為攻擊行為，如果行為標(biāo)簽與公式庫的結(jié)果相符合，就可以直接攔截，如果沒有任何符合的標(biāo)簽，則會分配給人工進行審核，

根據(jù)上述描述，因為云計算技術(shù)的介入，使兩種防護模式相融合，形成一種全新的運作模式，內(nèi)容監(jiān)護模式可以識別所有的信號發(fā)出與傳入過程，即使無法識別，也會被錄入云算法，在云算法按照公式對其行為進行判定，在判定之后，進而可以對機頂盒等客戶端信息進行反饋防護，而且有利于信號安全的提升，并且云算法理論上可以無限進化，并且在算法公式中，系統(tǒng)也逐漸智能，可以減少對人工的依賴。

結(jié)束語：在當(dāng)今時代，因為科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電視信號的傳播也有了長足的發(fā)展，信號傳播也有了多個途徑，但是每種傳輸方法都有各自的特點與缺陷。為了信號傳輸?shù)陌踩Ｕ?，也因為各種傳輸途徑天生或后天帶有的缺陷，導(dǎo)致廣播電視信號的傳輸不能就此止步，而是必須要不斷發(fā)展更加實用的技術(shù)，且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，未來廣播電視面對的環(huán)境也會更加復(fù)雜多變，因此需要在安全上不斷做出努力，保證廣播電視信號的安全，保證國家的信息安全與技術(shù)安全。