廣播電視信號傳輸安全和監(jiān)控技術(shù)

鄭燕敏

摘要：安全播出對廣電而言需要保障安全的管理運(yùn)行環(huán)境。如今電視技術(shù)發(fā)展下，我國的廣播電視行業(yè)迎來了發(fā)展高峰，數(shù)字化和智能化的發(fā)展下，信號發(fā)射、傳出也變得更加復(fù)雜、直觀性變?nèi)?。本文從?dāng)前的廣播電視信號技術(shù)的發(fā)展出發(fā)，對其傳輸安全和相應(yīng)的安全監(jiān)測技術(shù)展開分析，基于數(shù)字水印技術(shù)，分析其嵌入特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)，探討信號傳輸安全的防范措施。

關(guān)鍵詞：廣電；信號；傳輸；安全

中圖分類號：TN943 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0201-02

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，我國的數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為世界第一大網(wǎng)絡(luò)。廣播電視承擔(dān)著信息傳播和文化娛樂的功能，是社會主義精神文明的建設(shè)陣地，黨和政府一直以來都是十分重視廣電的安全播出問題。然而近年來數(shù)字電視信號被攻擊的問題頻繁發(fā)生，2014年溫州市的電視網(wǎng)絡(luò)被攻擊，造成15.98萬戶人家的電視機(jī)頂盒遭受黑客侵襲，造成重大社會影響。 在數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程中，最大的威脅是數(shù)字信號一旦受到黑客入侵，當(dāng)前的檢測設(shè)備無法第一時(shí)間去是被非法信號，所以后續(xù)的防止技術(shù)手段也就無法實(shí)施。數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展給信號安全防范提供了解決方案。本文就將對數(shù)字信號的安全現(xiàn)狀展開分析，基于數(shù)字水印技術(shù)來分析其安全和檢測，保障廣播電臺的安全。

2 數(shù)字電視信號傳輸安全現(xiàn)狀

科技的發(fā)展下，電視媒體數(shù)字化的深入極大的提高了效率，但相應(yīng)的攻擊手段也越來越專業(yè)化和規(guī)模化。新的形勢下，要求一套完整、高效、全面、嚴(yán)密的數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)，確保安全播出。

2.1 傳統(tǒng)監(jiān)測防范

傳統(tǒng)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測主要是前端機(jī)房區(qū)域的物理監(jiān)測，設(shè)備眾多，配合以適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測策略和監(jiān)測設(shè)備，可以展開定性和定量監(jiān)測。然而前端系統(tǒng)雖然有完善的監(jiān)測防范，但是中端的網(wǎng)絡(luò)媒介和末端的用戶群卻沒有建立監(jiān)測防范體系。

2.2 安全防范模式

（1）非技術(shù)角度防范系統(tǒng)。從非技術(shù)的角度，也就是從人力的管理和制度方面，來保證數(shù)字電視有線網(wǎng)絡(luò)安全。但技術(shù)含量低，人力勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以做到提前防御，人力也會出現(xiàn)差錯(cuò)。（2）一般技術(shù)角度防范。技術(shù)角度是對傳輸信號突變時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，但是由于數(shù)字電視信號本身的高容量和多樣性，這一防范手段顯得有些滯后，而且技術(shù)手段上容易造成誤判，例如基于場同步和場消隱的數(shù)字電視信號，會造成技術(shù)上的無法識別。（3）技術(shù)與非技術(shù)的結(jié)合。也就是管理制度和技術(shù)檢測的結(jié)合，這種思路是正確的，但是還無法實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)的安全。前端播出機(jī)房可以做到信號設(shè)備的充分保障，但是在傳輸中的主路放大、支路放大、樓宇放大環(huán)節(jié)并沒有有效的技術(shù)防范。

3 數(shù)字電視信號傳輸安全和監(jiān)測技術(shù)

3.1 防范模式

3.1.1 基于攻擊特診防范

基于對數(shù)字電視內(nèi)容本身特征的提取，從而形成大數(shù)據(jù)規(guī)律特征，實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻特征比對，然后確認(rèn)其視頻是否合法，如果合法，就可以進(jìn)行傳輸，反之通過判斷將直接進(jìn)行屏蔽并發(fā)出預(yù)警。

3.1.2 基于內(nèi)容標(biāo)簽的防范模式

通過對數(shù)字電視內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記，通過數(shù)字水印，準(zhǔn)確識別標(biāo)記的數(shù)字電視內(nèi)容，沒有水印標(biāo)記的內(nèi)容將被認(rèn)為是異常和非法信號，將受到屏蔽。

在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，是通過將電視機(jī)房發(fā)出的信號嵌入一定的數(shù)字特征，這一特征一旦形成，不易遭受破壞，除非是遭受到了非法攻擊。而一旦數(shù)字標(biāo)記被破壞，那么內(nèi)容的完整性就受到了影響，此時(shí)就可以被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)受到了攻擊。

這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就在于賦予數(shù)字視頻信號源一定的水印，使得準(zhǔn)確識別有了合法統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。只要數(shù)字標(biāo)記設(shè)計(jì)合理，就可以成功防范。

基于以上的數(shù)字水印以及攻擊數(shù)據(jù)庫的特征分析，結(jié)合起來共同防范數(shù)字信號源的安全問題。

3.2 數(shù)字水印的嵌入

數(shù)字電視信號碼流的海量數(shù)據(jù)傳輸要求要求其傳輸通道處理速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。在所有功能特征指標(biāo)中，不可見性、實(shí)時(shí)性是最重要的，實(shí)時(shí)性保證了數(shù)字電視信號的流暢性，不可見則能夠保障信號不受外界干擾。同時(shí)，數(shù)字水印還需具備魯棒性，也就是能夠經(jīng)得起無疑的修改和攻擊，保證數(shù)據(jù)價(jià)值的情況下，在攻擊和修改中水印是無法被取出的，可以用于被認(rèn)證，也就是能夠抵抗任意數(shù)據(jù)的失真問題。

3.2.1 圖片數(shù)字水印

監(jiān)測數(shù)字電視網(wǎng)路信號的合法性，基本思想是在發(fā)送端嵌入，在接收端提取和監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來進(jìn)行分析，判斷傳輸信號是否忠于原始碼流，確定其合法性，圖1。

流入嵌入器之前被成為凈信號，嵌入水印之后就成為了“加印信號”，相當(dāng)于為數(shù)字信號提供了一個(gè)身份證。檢測部分提取水印進(jìn)行檢測，驗(yàn)證這一身份證。所有的數(shù)字水印對用戶的接收端而言是透明的。

3.2.2 視頻數(shù)字水印

隨著視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，水印嵌入的方案也越來越復(fù)雜。由于數(shù)字視頻是連續(xù)播放的圖像序列，存在大量的數(shù)據(jù)冗余，并且存在動(dòng)態(tài)解碼的過程。視頻水印的特點(diǎn)在于其魯棒性、安全性、不可感知性、盲檢性、實(shí)時(shí)性、視頻速率的恒定性、水印容量能夠攜帶足夠多的信息。數(shù)字視頻水印技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，還有很多的技術(shù)問題，如多重水印的圖像保真度，幀刪除、幀平均和幀重構(gòu)的水印丟失問題，視頻經(jīng)過解碼重編碼，壓縮域水印很難保留。所以圖片嵌入無法直接使用。 研究人員提出以下三種嵌入方案。

（1）水印直接嵌入到原始視頻流中，此類方案的優(yōu)點(diǎn)是水印嵌入的方法比較多， 原則上數(shù)字圖像水印方案都可以應(yīng)用于此。缺點(diǎn)是：對于已壓縮的視頻，需要進(jìn)行解碼，然后嵌入水印后再重新編碼。（2）水印嵌入到編碼階段的變換域中的系數(shù)中，缺點(diǎn)是會降低視頻質(zhì)量，針對不同壓縮格式的文件需要有不同的嵌入算法。 （3）水印直接嵌入到壓縮比特流中，優(yōu)點(diǎn)是可以保證視頻質(zhì)量、計(jì)算復(fù)雜度低。缺點(diǎn)是嵌入水印的數(shù)據(jù)量的大小。endprint

從提取方案來看，視頻水印的三種嵌入方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，在應(yīng)用中，結(jié)合算法的特點(diǎn)，實(shí)際的數(shù)據(jù)容量，嵌入的魯棒性要求，來科學(xué)選擇嵌入方案。

4 結(jié)語

廣播電視是高投入、重設(shè)備、依靠技術(shù)發(fā)展的部門。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步，廣播電視面臨的環(huán)境也更加復(fù)雜，因此需要在安全上做出更大的努力，保障電視播出的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]李建鑫.廣播電視信號的安全傳輸分析[J].西部廣播電視，2017，（7）：228-228.

[2]張素光.廣播電視信號播出的可靠性與安全性[J].西部廣播電視，2017，（13）：237-237.

[3]毛玉峰.影響廣播電視衛(wèi)星信號傳輸安全的主要因素探析[J].通訊世界，2017，（18）：18-22.

Abstract：Safe broadcast for radio and television， the need to ensure the safe management of the operating environment. Nowadays， with the development of TV technology， the radio and television industry in our country has ushered in the development peak， digital and intelligent development， signal transmission， and the spread has become more complex and intuitive. Starting from the development of current radio and television signal technology， this paper analyzes its transmission security and corresponding security monitoring technology， based on digital watermarking technology， analyzes its embedded characteristics and technical indicators， and discusses the preventive measures of signal transmission security.

Key Words：radio and television；signal transmission；safetyendprint