用于在多个信道上发送数字数据的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在多个信道(CH1，CH2，CH3)上发送数字数据的方法，其中发送器(A)执行以下步骤：‑对具有第一数量的源符号(SYi)的源数据(SD)进行编码(COD)，该编码(COD)使得从源数据(SD)生成纠错码(EC)，该纠错码(EC)包括比第一数量高的第二数量的修复符号(RSj)以及标识符(IDj)，其中，每个标识符(IDj)被分配给对应的修复符号(RSj)，该纠错码(EC)向源数据(SD)添加冗余；‑通过基于发送器(A)和接收器(B)之间的共享秘密(e)的加密处理(CRY)来加密每个修复符号(RSj)，其中针对相应修复符号(RSj)的加密处理(CRY)取决于分配给相应修复符号(RSj)的标识符(IDj)；‑将经加密的修复符号(RSj')和所分配的标识符(IDj)的对馈送到连接到接收器(B)的多个信道(CH1，CH2，CH3)。

Method for transmitting digital data over multiple channels

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在多个信道上发送数字数据的方法
本专利技术涉及一种用于发送多个信道的数字数据的方法。此外，本专利技术涉及一种用于处理数字数据的方法，该数字数据由用于发送数字数据的方法来发送。此外，本专利技术涉及一种用于将数字数据从发送器传输到接收器的方法以及对应的发送器和接收器。此外，本专利技术涉及包括发送器和接收器的传输系统。
技术介绍
当从发送器向接收器发送数字数据时，由于传输错误可能发生数据丢失。为了即使在数据丢失的情况下也能重建原始数据，使用所谓的纠错技术，例如前向纠错，其对数字数据进行编码以获得纠错码，其中向数据添加了冗余。尽管纠错码使得在数据丢失的情况下能够重构原始源信息，但是这些码不提供对抗侦听数据传输的攻击者的密码保护。为了提供这种密码保护，从现有技术中已知的是，对连同纠错码的对应修复符号一起传输的经编码的符号标识符进行加密。然而，这种加密不是很强。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于在多个信道上发送数字数据的方法，该方法使得能够对所发送的数字数据进行纠错和强加密。此外，本专利技术的目的是提供一种从由本专利技术的方法发送的数字数据中重建源数据的方法。该目的通过独立权利要求来解决。本专利技术的优选实施例在从属权利要求中描述。本专利技术的方法提供了一种用于在多个信道上、即在至少一个信道上发送数字数据的机制。术语"信道"应被宽泛地解释，并且可以指从发送器到接收器的任何连续传输路径。即信道也可以具有基于不同传输技术的不同信道部分。在本专利技术的方法中，发送器执行如下所述的步骤。发送器对具有第一数量的源符号的源数据进行编码，其中编码使得从源数据中生成纠错码，该纠错码包括比第一数量高的第二数量的修复符号以及标识符，其中每个标识符被分配给对应的修复符号。该纠错码向源数据添加冗余。在该步骤中可以使用用于生成这样的纠错码的任何已知技术。特别地，纠错码可以是FEC码(FEC=前向纠错)。在优选实施例中，使用喷泉编码，即纠错码是喷泉码。在已经生成纠错码之后，发送器通过加密处理来加密该码的每个修复符号，该加密处理基于发送器与加密的修复符号将通过其来接收的接收器之间的共享秘密，其中针对相应修复符号的加密处理取决于分配给相应修复符号的标识符。术语"共享秘密"指的是仅应当被发送器和接收器知道的秘密值。在下一步骤中，发送器将经加密的修复符号和分配的标识符的对馈送到多个信道。即，将均包括经加密的修复符号和分配的标识符的对应对馈送到多个信道。本专利技术的方法具有以下优点：通过不仅基于共享秘密而且依赖于对应的标识符对修复符号进行加密来提供纠错码的强加密。在本专利技术的优选实施例中，源符号和修复符号每个都是具有相同固定位长度的位序列。在本专利技术的另一优选变型中，加密处理使用伪随机函数，即伪随机发生器的函数。术语"伪随机函数"以及"伪随机发生器"对于本领域技术人员来说是公知的。将伪随机函数应用于修复符号，其中伪随机函数取决于共享秘密和要加密的修复符号的标识符。该实施例提供了根据共享秘密和修复符号的标识符两者的加密处理的高效实现。在上述变型的优选实现方案中，伪随机函数生成具有要加密的修复符号的位长度的中间位序列，经加密的修复符号是中间位序列与要加密的修复符号的异或（XOR）组合。在另一特别优选的实施例中，多个信道包括若干独立信道，其中，将经加密的修复符号和分配的标识符的对馈送到独立信道，使得每个独立信道都接收至少一对经加密的修复符号和分配的标识符。术语"独立信道"意味着对一个信道的访问不准许对任何其它独立信道的访问。独立信道的使用大大增强了数据传输的安全性，因为需要来自若干信道的信息以便重建整个数据。在上述实施例的优选变型中，独立信道是多径TCP协议的信道。这种协议是从现有技术中已知的。然而，独立信道也可以例如通过不同的传输技术来不同地定义。在特别优选的实施例中，每个独立信道中的经加密的修复符号和分配的标识符的对的数量小于涉及源符号的数量的第一数量。根据该实施例，即使在攻击者成功解密修复符号的情况下，也无法通过单个信道中的修复符号来重构源符号。在根据本专利技术的方法的另一变型中，加密处理还取决于经加密的修复符号被馈送到的信道，从而导致对抗攻击的增强的安全性。可以在基于本专利技术的方法发送数据之前，将上述用于加密的共享秘密通知给接收器。然而，在本专利技术的优选实施例中，与将经加密的修复符号和分配的标识符的对馈送到多个信道并行地，由发送器将共享秘密馈送到连接到接收器并且独立于多个信道中的信道的附加信道。因此，共享秘密的传输不需要在单独的步骤中执行，而可以是根据本专利技术的用于发送数据的方法的一部分。除了上述用于发送数字数据的方法之外，本专利技术还涉及一种用于处理通过本专利技术的方法或者通过根据本专利技术的方法的一个或多个优选实施例发送的数字数据的方法。为此，接收器执行以下步骤：-在所述多个信道上接收经加密的修复符号和分配的标识符的对；-通过基于发送器与接收器之间的共享秘密的解密处理来解密每个经加密的修复符号，从而产生纠错码，其中针对相应的经加密的修复符号的解密处理取决于分配给相应的修复符号的标识符；-解码纠错码，使得恢复源数据。在用于发送数字数据的方法使用基于伪随机函数的加密处理的情况下，在以上用于处理数字数据的方法中使用相同的伪随机函数以便对经加密的修复符号进行解密。特别地，在伪随机函数生成中间位序列的情况下，解密将使得对应的经解密的修复符号是中间位序列与经加密的修复符号的XOR组合。本专利技术还涉及一种用于在多个信道上从发送器向接收器传输数字数据的方法，其中发送器执行根据本专利技术或其一个或多个优选实施例的用于发送数字数据的方法，并且其中接收器执行根据本专利技术或其一个或多个优选实施例的用于处理数字数据的方法。此外，本专利技术涉及一种用于发送数字数据的发送器，其中该发送器包括用于执行根据本专利技术或其一个或多个优选实施例的用于发送数字数据的方法的装置。此外，本专利技术涉及一种用于处理数字数据的接收器，其中该接收器包括用于执行根据本专利技术或其一个或多个优选实施例的用于处理数字数据的方法的装置。另外，本专利技术涉及包括上述发送器以及上述接收器的传输系统。附图说明在下文中将参考附图1详细描述本专利技术的实施例。该图是图示基于本专利技术的变型的数字数据的传输的示意图。具体实施方式图1示出了其中使用三个信道CH1、CH2和CH3在发送器A和接收器B之间传输数字数据的场景。除了这三个信道之外，另外的信道CH'用于传输共享秘密e，如将进一步解释的。如上所述，术语"信道"应被宽泛地解释，并且是指从发送器A到发送器B的连续传输路径，其中该路径可以具有带有不同传输技术的部分。信道CH1、CH2、CH3和CH'彼此独立。即，侦听一个信道的攻击者只接收在该信道中传输的信息，而不接收来自其它信道的信息。在本专利技术的一个变型中，信道CH1、CH2和CH3可以指不同的UDP因特网流或多径TCP协议的不同信道。与此相对，信道CH'可以指SMS信道。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在多个信道(CH1，CH2，CH3)上发送数字数据的方法，其中发送器(A)执行以下步骤：/n-对具有第一数量的源符号(SYi)的源数据(SD)进行编码(COD)，所述编码(COD)使得从源数据(SD)生成纠错码(EC)，所述纠错码(EC)包括比第一数量高的第二数量的修复符号(RSj)以及标识符(IDj)，其中，每个标识符(IDj)被分配给对应的修复符号(RSj)，所述纠错码(EC)向源数据(SD)添加冗余；/n-通过基于发送器(A)和接收器(B)之间的共享秘密(e)的加密处理(CRY)来加密每个修复符号(RSj)，其中针对相应修复符号(RSj)的加密处理(CRY)取决于分配给相应修复符号(RSj)的标识符(IDj)；/n-将经加密的修复符号(RSj')和分配的标识符(IDj)的对馈送到连接到接收器(B)的所述多个信道(CH1、CH2、CH3)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 EP 17190779.31.一种用于在多个信道(CH1，CH2，CH3)上发送数字数据的方法，其中发送器(A)执行以下步骤：
-对具有第一数量的源符号(SYi)的源数据(SD)进行编码(COD)，所述编码(COD)使得从源数据(SD)生成纠错码(EC)，所述纠错码(EC)包括比第一数量高的第二数量的修复符号(RSj)以及标识符(IDj)，其中，每个标识符(IDj)被分配给对应的修复符号(RSj)，所述纠错码(EC)向源数据(SD)添加冗余；
-通过基于发送器(A)和接收器(B)之间的共享秘密(e)的加密处理(CRY)来加密每个修复符号(RSj)，其中针对相应修复符号(RSj)的加密处理(CRY)取决于分配给相应修复符号(RSj)的标识符(IDj)；
-将经加密的修复符号(RSj')和分配的标识符(IDj)的对馈送到连接到接收器(B)的所述多个信道(CH1、CH2、CH3)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纠错码(EC)是喷泉码。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述源符号(SYi)和所述修复符号(RSj)均是具有相同固定位长度的位序列。


4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述加密处理(CRY)使用应用到修复符号(RSj)的伪随机函数(f(IDj，e))，所述伪随机函数(f(IDj，e))取决于共享秘密(e)和被分配要加密的修复符号(RSj)的标识符(IDj))。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述伪随机函数(f(IDj，e))生成具有要加密的修复符号(RSj)的位长度的中间位序列，所述经加密的修复符号(RSj')是中间位序列与要加密的修复符号(RSj)的异或组合。


6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述多个信道(CH1、CH2、CH3)包括若干独立信道，其中，经加密的修复符号(RSj')和所分配的标识符(IDj)的对被馈送到独立信道(CH1、CH2、CH3)，使得每个独立信道(CH1、CH2、CH3)接收至少一对经加密的修复符号(RSj')和所分配的标识符(IDj)。


7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：J屈纳尔，T加西巴，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE