專(zhuān)利名稱(chēng)：提供用于識(shí)別射頻信號(hào)來(lái)源和/或內(nèi)容的裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提供用于識(shí)別射頻信號(hào)來(lái)源和/或內(nèi)容的裝置的方法。
背景技術(shù)：
已知多種用于避免諸如雷達(dá)信號(hào)的信號(hào)擾頻的技術(shù)。但是，在諸如無(wú)線電定 位信號(hào)接收的領(lǐng)域中，必須有衛(wèi)星提供的測(cè)量值(被稱(chēng)為偽測(cè)量值)和天體位置數(shù)據(jù) (ephemeride data)。保護(hù)天體位置數(shù)據(jù)以便保證其來(lái)源和/或內(nèi)容是比較容易的。另一 方面，測(cè)量信號(hào)的特征屬于公共域，因此不能被保護(hù)。因此，用戶(hù)易于模仿這些信號(hào)從而獲 得假的地理位置坐標(biāo)。在諸如電信或電視節(jié)目播放的數(shù)字傳輸?shù)钠渌I(lǐng)域中也存在同樣的 情況。幾乎還沒(méi)有為保證這種射頻信號(hào)來(lái)源而進(jìn)行的研究。特別地，如果使用功能足夠 強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，則能夠惡意地生成模仿由地理定位衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)。這種欺騙技術(shù)被稱(chēng)為“電 子欺騙”。例如，在Logan SCOTT 發(fā)表于 ION GPS/GNSS 2003，9-12 September 2003， Portland, OR 上的綜述“Anti-Spoofing andAuthenticated Signal Architectures for Civil Navigation systems” 一文中，描述了用于驗(yàn)證接收的信號(hào)的一些設(shè)備。但是，確定 接收的信號(hào)的來(lái)源和/或內(nèi)容還需要強(qiáng)大的計(jì)算裝置，該裝置消耗大量能量因此超出無(wú)線 電導(dǎo)航接收器的一般用戶(hù)或者訂購(gòu)數(shù)字電視節(jié)目的普通用戶(hù)的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主題是一種提供用于識(shí)別射頻信號(hào)來(lái)源和/或內(nèi)容的裝置的方法，其不 需要強(qiáng)大的計(jì)算裝置，這些識(shí)別裝置只能由被授權(quán)的人訪問(wèn)且?guī)缀醪豢尚薷?，而且很難被 未被授權(quán)的人檢測(cè)，其適用于使用射頻信號(hào)傳輸至少被部分隱藏的信息的各種應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，傳播借助于隱藏碼被隱藏的信息項(xiàng)，通過(guò)XOR函 數(shù)(異或)，將該信息分布到借助于隱藏分布算法已知的碼中，接收時(shí)，其應(yīng)用與分布時(shí)已 采用的相反的算法，以便獲得傳播碼，將該傳播碼與隱藏碼相關(guān)聯(lián)，以便找到該隱藏信息。 有利地，隱藏碼在發(fā)射時(shí)被偏移，從而在接收時(shí)，當(dāng)傳播碼與沒(méi)有被偏移的隱藏碼相關(guān)聯(lián) 時(shí)，偏移被檢測(cè)。該偏移的值使得可以傳輸信息。


通過(guò)閱讀以非限制性示例給出的并且顯示在附圖中的實(shí)施例的具體描述，可以更 好地理解本發(fā)明，其中圖1是用于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明方法的設(shè)備的簡(jiǎn)化方框圖。
具體實(shí)施例方式下面參考無(wú)線電定位信號(hào)(GNSS)的來(lái)源和/或內(nèi)容的驗(yàn)證來(lái)描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解本發(fā)明不限于這一種應(yīng)用，其可以應(yīng)用于各種射頻信號(hào)，例如其他類(lèi)型的位置信號(hào) (例如地面)或數(shù)字地面電視(DTT)信號(hào)，特別是付費(fèi)電視或其他付費(fèi)電話信號(hào)。本發(fā)明的方法的一個(gè)重要特征是在傳播序列(spread sequence)中隱藏可以被稱(chēng) 為水印的數(shù)字簽名。該水印被隱藏，從而不能在傳播序列中直接檢測(cè)到或借助于統(tǒng)計(jì)方法檢測(cè)到該水印。顯然，被授權(quán)的用戶(hù)可以容易地從傳播序列中提取該水印，并用其確定接收 的信號(hào)的源。在附圖的方框圖中顯示了衛(wèi)星1和對(duì)應(yīng)的接收器2，圖中只顯示了與本發(fā)明有關(guān) 的元件。衛(wèi)星1的適當(dāng)電路接收信息的隱藏簽名項(xiàng)3，該簽名項(xiàng)可以存儲(chǔ)在衛(wèi)星上或者從 地面發(fā)送。該簽名是只有控制衛(wèi)星的組織和被授權(quán)知情的用戶(hù)(例如由衛(wèi)星1傳輸?shù)母顿M(fèi) 服務(wù)的訂購(gòu)者)知道的信息的隱藏項(xiàng)。簽名3包括長(zhǎng)序列，優(yōu)選地為至少大約一百位，該長(zhǎng) 序列可以識(shí)別無(wú)線電定位信號(hào)的來(lái)源和/或內(nèi)容，且能夠通過(guò)借助于發(fā)送新序列或者用于 生成新序列的新種子、或者用于改變衛(wèi)星上存儲(chǔ)的簽名中的簽名的指令，產(chǎn)生的加密消息 從地面有利地動(dòng)態(tài)修改該長(zhǎng)序列。隱藏的傳播碼(水印)4被簽名(3) “調(diào)制”(5)。該調(diào) 制包括將水印分布到簽名3的序列中。這產(chǎn)生被調(diào)制的水印6。傳播碼4是私用碼，如以上 對(duì)于簽名3所述，也可以從地面動(dòng)態(tài)修改該傳播碼。然后(以難以檢測(cè)的方式，如下所述)，借助于利用調(diào)制的水印6的技術(shù)并通過(guò)“異 或”函數(shù)8(也被稱(chēng)為“X0R”)，修改公用碼7的一部分，在此例中，該共用碼是傳統(tǒng)的導(dǎo)航傳 播碼。該修改包括動(dòng)態(tài)反轉(zhuǎn)碼7的某些元素(“片段”)，即該修改隨著碼6運(yùn)行逐漸進(jìn)行， 碼7被提供給調(diào)制的水印6的每個(gè)序列上的函數(shù)8的不同單元，通過(guò)使用了密鑰的算法9 來(lái)確定這些元素在公用碼中的位置。這些元素通過(guò)算法以偽隨機(jī)方式選擇，并形成公用碼 7的一小部分，有利地是該碼的百分之幾，從而使對(duì)該碼7的修改難以檢測(cè)并且以最小方式 降低公用碼7的關(guān)聯(lián)性。由于調(diào)制碼6的長(zhǎng)度大于碼7的長(zhǎng)度，并且調(diào)制碼6僅修改碼7 的一小部分，XOR函數(shù)8使用幾個(gè)單元，每個(gè)單元對(duì)提供給它的碼7實(shí)時(shí)地執(zhí)行XOR操作。這樣隱藏的導(dǎo)航碼被衛(wèi)星1的發(fā)射器(未顯示)播放(11)。根據(jù)與在無(wú)線電導(dǎo)航 接收器2的發(fā)射中使用的操作相反的操作通過(guò)以下方式來(lái)處理。接收器2的接收電路(未 顯示)將從衛(wèi)星1接收的信號(hào)傳輸?shù)綄?shí)體12，實(shí)體12借助于公鑰13動(dòng)態(tài)地選擇其中已執(zhí) 行“異或”(XOR)操作8的片段的位置。此外，公鑰13可以生成傳播隱藏水印碼14 (與碼4相同)。該碼14被發(fā)送到相關(guān) 器15，相關(guān)器15從實(shí)體12接收碼的序列，在該序列中，發(fā)射時(shí)被修改的碼7的片段已被恢復(fù)為其初始值。在相關(guān)器15的輸出處，如果傳播碼14有效地出現(xiàn)在接收信號(hào)中，則獲得符 號(hào)(16)，使得在解碼之后可以重建簽名17，如果從衛(wèi)星1接收的信息確實(shí)是由控制衛(wèi)星的 組織發(fā)射的而不屬于電子欺騙，則簽名17—定與簽名3相同?？傊?，本發(fā)明的方法的使用對(duì)于不需要被該方法保護(hù)的服務(wù)(通常為付費(fèi)服務(wù)) 的用戶(hù)是“透明的”。由于被修改的發(fā)射碼(10)實(shí)質(zhì)上沒(méi)有被改動(dòng)，而且導(dǎo)航傳播公用碼 (7)沒(méi)有被修改，因此難以檢測(cè)該方法執(zhí)行的標(biāo)記。此外，即使懷有不良企圖的人使用非常強(qiáng)大的裝置來(lái)模擬該標(biāo)記，他們也必須使 用高增益天線來(lái)檢測(cè)修改的片段，因?yàn)椴煌ㄟ^(guò)高增益天線就不能調(diào)制具有修改片段的導(dǎo)航 信號(hào)。只能推遲電子欺騙的發(fā)射以便有時(shí)間提取每個(gè)片段并對(duì)其進(jìn)行分析，因此可以簡(jiǎn)便地執(zhí)行這些信號(hào)的多普勒一致性的檢驗(yàn)。被通知的用戶(hù)可以驗(yàn)證接收信號(hào)的一致性(多普 勒儀中，距離和天體位置值)。由于修改片段的值還取決于發(fā)射數(shù)據(jù)，因此即使懷有不良企 圖的人能夠檢測(cè)到修改片段，他們也不能插入電子欺騙，因?yàn)樗麄儾荒艽_定他們所需修改 的片段的位置，因?yàn)槿绻麄兿Ｍl(fā)射與真實(shí)系統(tǒng)發(fā)射的值相反的值，他們只知道沒(méi)有被修改的片段的位置。
權(quán)利要求
一種提供可以識(shí)別射頻信號(hào)來(lái)源和/或內(nèi)容的裝置的方法，其特征在于，其傳播(5)借助于隱藏碼(4)被隱藏的信息項(xiàng)(3)，將因此獲得的信息通過(guò)“異或”函數(shù)(8)分布到借助于隱藏分布算法(9)已知的碼中，接收時(shí)，應(yīng)用與分布時(shí)已采用的相反的算法(12)，以便獲得傳播碼(14)，將該傳播碼與隱藏碼相關(guān)聯(lián)(15)，以便找到隱藏信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)射時(shí)，隱藏碼(4)被及時(shí)偏移。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，接收時(shí)，當(dāng)傳播碼與沒(méi)有被偏移的隱藏碼相 關(guān)聯(lián)時(shí)，偏移被檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述偏移用于發(fā)射信息。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述射頻信號(hào)是衛(wèi)星星座的無(wú) 線電定位信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，被隱藏的信息存儲(chǔ)在衛(wèi)星上。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，被隱藏的信息從地面發(fā)射到衛(wèi)星。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，被隱藏的信息(3)是長(zhǎng)的位序 列，并且借助于加密消息從地面上被動(dòng)態(tài)修改。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，被隱藏的信息被發(fā)射的新序列修改。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，被隱藏的信息被發(fā)射的用于生成新序列的 新種子修改。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，幾個(gè)被隱藏的信息項(xiàng)被存儲(chǔ)在衛(wèi)星上，并 且發(fā)射改變指令以便選擇存儲(chǔ)在衛(wèi)星上的幾個(gè)被隱藏的信息項(xiàng)之一。
12.如權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，傳播隱藏碼(4)借助于加密 消息從地面上被動(dòng)態(tài)修改。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，隱藏碼是長(zhǎng)的位序列并且被發(fā)射的新序 列修改。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，隱藏碼被發(fā)射的用于生成新序列的新種 子修改。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，幾個(gè)隱藏碼被存儲(chǔ)在衛(wèi)星上，并且發(fā)射改 變指令以便選擇存儲(chǔ)在衛(wèi)星上的幾個(gè)隱藏碼之一。
全文摘要
本發(fā)明的主題是一種提供用于識(shí)別射頻信號(hào)來(lái)源和/或內(nèi)容的裝置的方法，其不需要強(qiáng)大的計(jì)算裝置，這些識(shí)別裝置只能由被授權(quán)的人訪問(wèn)且?guī)缀醪豢尚薷?，而且難以被未被授權(quán)的人檢測(cè)，其適用于使用射頻信號(hào)傳輸至少被部分隱藏的信息的各種應(yīng)用中。該方法的特征在于，其傳播借助于隱藏碼被隱藏的信息項(xiàng)，將因此獲得的信息通過(guò)異或函數(shù)分布到借助于隱藏分布算法已知的碼中，接收時(shí)，應(yīng)用與分布時(shí)已采用的相反的算法，以便獲得傳播碼，將該傳播碼與隱藏碼相關(guān)聯(lián)，以便找到該隱藏信息。
文檔編號(hào)H04L9/32GK101803274SQ200880107672
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者J-L·達(dá)米多 申請(qǐng)人:泰勒斯公司