KR100728242B1 - System for protecting MPEG-2 TS files, apparatus and method of generating/playing protection MPEG-2 TS in its - Google Patents
System for protecting MPEG-2 TS files, apparatus and method of generating/playing protection MPEG-2 TS in its Download PDFInfo
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템 및 그의 보호 동영상 생성/재생 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to a system for protecting a video file of a streaming service, a device for generating / playing a protected video, and a method thereof.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 동영상의 불법 저장으로부터 동영상을 보호하기 위하여, 동영상을 서비스하는 서버측에서는 암복호화 기술을 적용하여 동영상 파일의 일부분(MPEG-2 TS 패킷의 유료부하)을 암호화(보호 동영상 생성)하여 서비스하고, 동영상을 시청하는 클라이언트측에서는 동영상 재생시에 보호된 동영상을 복호화(보호 동영상 재생)할 수 있는, 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템 및 그의 보호 동영상 생성/재생 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.In order to protect the video from illegal storage of the video, the server serving the video encrypts a portion of the video file (payload of MPEG-2 TS packet) by applying an encryption / decryption technique to serve the video. In order to provide a protection system of a streaming service video file, a device for generating / playing a protected video thereof, and a method thereof, capable of decrypting a protected video (playing a protected video) at the time of playing a video, the client side watching the video is provided. .
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템에 있어서, 원본 동영상 전송스트림(TS) 패킷의 유료부하를 암호화하여 보호 동영상 TS 패킷을 생성하기 위한 보호 동영상 생성수단; 상기 보호 동영상 생성수단으로부터 전달된 미디어 데이터의 암호화 정보를 저장 관리하며, 정당한 사용자로부터의 라이센스 발급 요청시 라이센스를 해당 사용자에게 발급하기 위한 라이센스 서버; 사용자에게 컨텐츠 정보를 보여주고, 해당 사용자가 요청한 동영상 컨텐츠에 대한 라이센스 발급을 상기 라이센스 서버로 요청하는 인터넷 서버; 상기 보호 동영상 생성수단에서 생성한 보호 동영상 TS 패킷을 스트리밍을 통하여 전송하기 위한 스트리밍 서버; 및 상기 발급받은 라이센스의 복호화 정보를 이용하여 상기 스트리밍 서버로부터 전송된 보호 동영상 TS 패킷의 유료부하를 복호화하여, 복호화된 동영상 TS 패킷을 재생하기 위한 보호 동영상 재생수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for protecting a streaming video file, comprising: protected video generating means for generating a protected video TS packet by encrypting a payload of an original video transport stream (TS) packet; A license server for storing and managing encryption information of the media data transferred from the protected video generating means, and issuing a license to a corresponding user when a license issuing request from a legitimate user; An Internet server which shows content information to a user and requests the license server to issue a license for the video content requested by the user; A streaming server for transmitting the protected video TS packet generated by the protected video generating means through streaming; And protected video reproducing means for decoding the payload of the protected video TS packet transmitted from the streaming server using the issued decryption information of the license to reproduce the decrypted video TS packet.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 스트리밍 서비스 등에 이용됨.The present invention is used for streaming services.
스트리밍, MPEG-2 TS, 동영상 파일, 불법 복제, 유료부하Streaming, MPEG-2 TS, Video Files, Piracy, Payload
Description
도 1 은 본 발명에 따른 동영상 파일 보호 시스템의 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an embodiment of a video file protection system according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 이용되는 MPEG-2 TS의 구조도,2 is a structural diagram of an MPEG-2 TS used in the present invention;
도 3 은 본 발명에 이용되는 상기 도 2의 MPEG-2 TS 패킷 헤더부의 상세 구조도,3 is a detailed structural diagram of the MPEG-2 TS packet header of FIG. 2 used in the present invention;
도 4 은 본 발명에 따른 상기 도 1의 보호 동영상 생성 장치의 일실시예 상세 구성도,4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the protection video generating device of FIG. 1 according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 보호 동영상 생성 방법에 대한 일실시예 흐름도,5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating a protected video according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 따른 상기 도 5의 MPEG-2 TS 유료부하 암호화 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,6 is a detailed flowchart illustrating an embodiment of an MPEG-2 TS payload encryption process of FIG. 5 according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 보호된 MPEG-2 TS 패킷 구조도,7 is a structure diagram of a protected MPEG-2 TS packet according to the present invention;
도 8 은 본 발명에 따른 상기 도 2의 보호 동영상 재생 장치의 일실시예 상세 구성도, 8 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the protection video reproducing apparatus of FIG. 2 according to the present invention;
도 9 는 본 발명에 따른 보호 동영상 재생 방법에 대한 일실시예 흐름도이 다. 9 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for playing a guarded video according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 보호 동영상 생성 장치 20 : 라이센스 서버10: protection video generation device 20: license server
30 : 웹 서버 40 : 스트리밍 서버30: web server 40: streaming server
50 : 보호 동영상 재생 장치50: protected video playback device
본 발명은 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템 및 그의 보호 동영상 생성/재생 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트리밍 동영상 파일 형식인 MPEG-2 TS(Motion Picture Experts Group 2 Transport Stream) 형태의 동영상을 주문형 비디오(Video On Demand) 방식으로 서비스하는 환경에서 동영상의 불법 저장을 통한 컨텐츠의 불법적인 사용 및 유통을 막기 위한 동영상 파일의 보호 시스템 및 그의 보호 동영상 생성/재생 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for protecting a video file that is provided by a streaming service, a device for generating / playing a protected video, and a method thereof, and more particularly, in the form of a MPEG-2 TS (Motion Picture Experts Group 2 Transport Stream), which is a streaming video file format. The present invention relates to a system for protecting a video file and a protected video generating / reproducing apparatus and a method thereof, for preventing illegal use and distribution of contents through illegal storage of a video in an environment in which a video is served by a video on demand method. .
MPEG2는 1994년 ISO 13818로 규격화한 영상압축 기술이다. 이는 디지털 TV, DVD 등과 같이 높은 화질과 음질을 필요로 하는 동영상을 위하여 MPEG-1을 개선한 것이다. MPEG-2 is a video compression technology standardized to ISO 13818 in 1994. This is an improvement on MPEG-1 for motion pictures that require high image quality and sound quality such as digital TV and DVD.
MPEG-2 TS는 스트리밍에 적합하도록 MPEG-2 시스템을 다중화하는 방식이다. 이는 네트워크상의 오류를 고려하여 188바이트의 비교적 작은 크기의 패킷에 MPEG-2 데이터를 실어 보내는 방식이다. MPEG-2 TS is a method of multiplexing the MPEG-2 system to be suitable for streaming. This is a method of loading MPEG-2 data in a relatively small packet of 188 bytes in consideration of errors on the network.
디지털 정보는 제작과 유통이 용이하므로 디지털화된 동영상 제작이 증가하고 있다. 그러나, 디지털 컨텐츠는 복제, 변형, 유포 등이 용이하고 안전하지 않은 인터넷을 통해 유통되고 있어 보안과 저작권 문제가 중요한 쟁점으로 대두되고 있다. 이러한 문제점은 특히 사용자의 PC에 저장되어 재생되는 동영상에 주로 발생하였으며, 종래에는 사용자의 PC에 저장된 동영상 파일의 보호를 위해 동영상 파일의 전체를 암호화한 후 적법한 사용자에게만 암호화된 동영상 파일을 복호화할 수 있는 정보를 제공하는 방법을 사용하였다. As digital information is easy to produce and distribute, digitalized video production is increasing. However, since digital contents are easily distributed, distributed, and distributed through the unsecure Internet, security and copyright issues are emerging as important issues. This problem has occurred mainly in the video stored and played on the user's PC, and in the related art, in order to protect the video file stored in the user's PC, after encrypting the entire video file, only the legitimate user can decrypt the encrypted video file. A method of providing information is used.
한편, 스트리밍(Streaming)은 로컬 시스템에 컨텐츠를 저장하지 않고 실시간으로 데이터를 전송하여 재생이 가능하도록 하는 기술이다. 주로, 대용량 동영상 컨텐츠의 경우 다운로드에 많은 시간이 소요되므로, 주문형 비디오와 같은 방식으로 스트리밍을 통하여 서비스를 하는 것이 보편적이다. 통상, 사용자의 PC에 저장되어 재생되는 동영상에 비하여 스트리밍 서비스를 통하여 재생되는 동영상은 사용자의 PC에 저장되지 않도록 함으로써 불법 복제등의 문제를 해결하였다. 하지만, 근래 스트리밍을 통하여 서비스되는 동영상을 저장할 수 있는 프로그램이 속속 등장하면서 스트리밍을 통하여 서비스되는 동영상에 대한 보호 방안도 필요하게 되었다. 하지만, 종래에는 스트리밍 동영상에 대한 보호를 위하여 접근제어 위주의 보안대책을 사용하고 있다. On the other hand, streaming is a technology that enables playback by transmitting data in real time without storing contents in a local system. In the case of large-capacity video content, it takes a lot of time to download, so it is common to provide services through streaming in the same manner as video on demand. In general, compared to a video stored and played on a user's PC, a video played through a streaming service is not stored in the user's PC, thereby solving the problem of illegal copying. However, with the recent emergence of programs that can store videos serviced through streaming, there is also a need for protection of videos served through streaming. However, conventionally, access control-oriented security measures are used to protect streaming video.
기존의 스트리밍 서버는 동영상을 스트리밍을 통하여 전송할 때 해당 동영상 파일의 정보를 이용하여 실시간으로 보내야 할 미디어 데이터를 결정한다. 이때, 스트리밍되는 동영상 파일은 미리 네트워크 패킷 형태로 구성되어 저장되거나, 실시간으로 네트워크 패킷을 만들 수 있는 정보를 저장하고 있다. The existing streaming server determines the media data to be sent in real time using the information of the video file when transmitting the video through streaming. At this time, the streaming video file is configured and stored in the form of a network packet in advance, or stores information for making a network packet in real time.
일반적인 컨텐츠 보호 방안은 파일 전체를 암호화하는 방식을 사용한다. 하지만, 스트리밍을 통하여 서비스되는 동영상의 보호를 위하여 이와 같이 파일의 전체를 암호화하는 방법을 사용하면, 네크워크 패킷을 구성할 수 있는 정보까지 변형되므로 스트리밍이 불가능하게 된다. A common content protection scheme uses a method of encrypting an entire file. However, if a method of encrypting the entire file is used in order to protect the video serviced through streaming, streaming is impossible because the information that can configure the network packet is modified.
따라서, 스트리밍 서비스되는 MPEG-2 TS 파일 형태의 동영상을 보호하면서도 기존의 스트리밍 서버가 동영상을 스트리밍하는데 문제가 발생하지 않도록 하기 위한 방안이 절실히 요구된다. Therefore, there is an urgent need for a method for protecting a video in the form of an MPEG-2 TS file that is streaming service while preventing a problem of streaming a video from an existing streaming server.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 동영상의 불법 저장으로부터 동영상을 보호하기 위하여, 동영상을 서비스하는 서버측에서는 암복호화 기술을 적용하여 동영상 파일의 일부분(MPEG-2 TS 패킷의 유료부하)을 암호화(보호 동영상 생성)하여 서비스하고, 동영상을 시청하는 클라이언트측에서는 동영상 재생시에 보호된 동영상을 복호화(보호 동영상 재생)할 수 있는, 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템 및 그의 보호 동영상 생성/재생 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above problems, in order to protect the video from illegal storage of the video, the server serving the video by applying encryption and decryption technology part of the video file (paid load of MPEG-2 TS packet) Protection system for video files that are serviced by streaming (protected video generation), and on the client side viewing a video, which can decrypt (protected video playback) a protected video during video playback, and a protected video generation / playback device thereof. And a method thereof.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 보호 시스템에 있어서, 원본 동영상 전송스트림(TS) 패킷의 유료부하를 암호화하여 보호 동영상 TS 패킷을 생성하기 위한 보호 동영상 생성수단; 상기 보호 동영상 생성수단으로부터 전달된 미디어 데이터의 암호화 정보를 저장 관리하며, 정당한 사용자로부터의 라이센스 발급 요청시 라이센스를 해당 사용자에게 발급하기 위한 라이센스 서버; 사용자에게 컨텐츠 정보를 보여주고, 해당 사용자가 요청한 동영상 컨텐츠에 대한 라이센스 발급을 상기 라이센스 서버로 요청하는 인터넷 서버; 상기 보호 동영상 생성수단에서 생성한 보호 동영상 TS 패킷을 스트리밍을 통하여 전송하기 위한 스트리밍 서버; 및 상기 발급받은 라이센스의 복호화 정보를 이용하여 상기 스트리밍 서버로부터 전송된 보호 동영상 TS 패킷의 유료부하를 복호화하여, 복호화된 동영상 TS 패킷을 재생하기 위한 보호 동영상 재생수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a protection system for a streaming video file, comprising: protected video generating means for generating a protected video TS packet by encrypting a payload of an original video transmission stream (TS) packet; A license server for storing and managing encryption information of the media data transferred from the protected video generating means, and issuing a license to a corresponding user when a license issuing request from a legitimate user; An Internet server which shows content information to a user and requests the license server to issue a license for the video content requested by the user; A streaming server for transmitting the protected video TS packet generated by the protected video generating means through streaming; And a protected video reproducing means for reproducing the decoded video TS packet by decoding the payload of the protected video TS packet transmitted from the streaming server by using the decrypted information of the issued license.
또한, 본 발명은 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 생성 장치에 있어서, 원본 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷 유료부하에서 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더를 포함하는지를 확인하고, 암호화 옵션에 따라 암호화할 위치를 찾기 위한 TS 패킷 분석수단; 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷의 유료부하를 암호화하고, 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷의 스크램블링 콘트롤 비트의 값을 '암호화된 유료부하를 갖는 것("11")'으로 설정하기 위한 동영상 전송스트림 유료부하 암호화수단; 및 상기 암호화된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 이용하여 보호된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 파일을 생성하기 위한 보호 동영상 생성수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, according to the present invention, in the apparatus for generating a video file of a streaming service, whether a video sequence header, a frame header, or an audio frame header is included in an original video transport stream (MPEG-2 TS) packet payload, TS packet analyzing means for finding a position to encrypt; Encrypt the payload of the video transport stream (MPEG-2 TS) packet and set the value of the scrambling control bit of the video transport stream (MPEG-2 TS) packet to 'having an encrypted payload ("11"). Video transmission stream payload encryption means for; And protected video generating means for generating a protected video transport stream (MPEG-2 TS) file using the encrypted video transport stream (MPEG-2 TS) packet.
또한, 본 발명은 상기 보호 동영상 생성 장치에 의해 생성된 보호 MPEG-2 TS 패킷을 재생하는 장치에 있어서, 스트리밍 서버로부터 전송되는 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 수신하는 스트리밍 데이터 수신수단; 라이센스 저장소에 저장된 복호화 관련 정보를 읽어 와서 상기 스트리밍 데이터 수신수단으로부터 넘겨받은 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷의 유료부하를 복호화하는 복호화수단; 및 상기 복호화된 동영상 전송스트림(MPE-2 TS) 패킷을 디코딩하여 화면상에 동영상을 재생하는 재생수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention provides a device for reproducing a protected MPEG-2 TS packet generated by the protected video generating apparatus, comprising: streaming data receiving means for receiving a video transport stream (MPEG-2 TS) packet transmitted from a streaming server; Decoding means for reading the decoding related information stored in the license storage and decoding the payload of the video transmission stream (MPEG-2 TS) packet received from the streaming data receiving means; And playback means for decoding the decoded video transport stream (MPE-2 TS) packet to play the video on the screen.
한편, 본 발명은 스트리밍 서비스되는 동영상 파일의 생성 방법에 있어서, 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 파일을 선택하고, 선택된 파일을 암호화하기 위하여 암호화 관련 옵션을 설정하는 동영상 파일 선택 및 암호화 옵션 설정 단계; 상기 선택한 파일에서 하나의 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 읽고 분석하는 분석 단계; 상기 설정된 암호화 옵션과 상기 분석 결과에 따라, 상기 선택된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷의 유료부하를 암호화 옵션의 TS 패킷내 암호화 크기에 맞게 암호화하는 패킷 암호화 단계; 및 상기 암호화된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 조합하여 보호된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 파일을 생성하는 보호 동영상 전송스트림 파일 생성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention is a method of generating a video file serviced by streaming service, selecting a video transmission stream (MPEG-2 TS) file, the video file selection and encryption option setting step of setting encryption-related options to encrypt the selected file ; An analysis step of reading and analyzing one video transport stream (MPEG-2 TS) packet from the selected file; A packet encryption step of encrypting the payload of the selected video transport stream (MPEG-2 TS) packet according to the encryption size in the TS packet of the encryption option according to the set encryption option and the analysis result; And generating a protected video transport stream file by combining the encrypted video transport stream (MPEG-2 TS) packets to generate a protected video transport stream (MPEG-2 TS) file.
또한, 본 발명은 상기 암호화 옵션 설정 단계 및 상기 패킷 암호화 단계에서 생성된 암호화 관련 정보를 라이센스 서버로 전송하는 암호화 정보 전송 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that it further comprises an encryption information transmission step of transmitting the encryption-related information generated in the encryption option setting step and the packet encryption step to the license server.
그리고, 본 발명은 상기 보호 동영상 생성 방법에 의해 생성된 보호 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 재생하는 방법에 있어서, 라이센스를 발급받아 상기 라이센스에서 복호화 정보를 추출하는 단계; 스트리밍 서버에 스트리밍을 요청하는 단계; 상기 스트리밍 서버로부터 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 수신하는 단계; 상기 수신된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷에서 스크램블링 콘트롤 비트값을 추출하고, 추출된 스크램블링 콘트롤 비트값을 검사하는 단계; 및 상기 스크램블링 콘트롤 비트값이 '암호화된 유료부하를 갖는 것("11")'으로 설정되어 있으면, 상기 복호화 정보를 이용하여 상기 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷의 유료부하를 복호화한 후, 복호화된 동영상 전송스트림(MPEG-2 TS) 패킷을 디코딩하여 재생하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention provides a method of playing a protected video transport stream (MPEG-2 TS) packet generated by the protected video generation method, comprising: obtaining a license and extracting decryption information from the license; Requesting streaming to the streaming server; Receiving a video transport stream (MPEG-2 TS) packet from the streaming server; Extracting a scrambling control bit value from the received video transport stream (MPEG-2 TS) packet and examining the extracted scrambling control bit value; And if the scrambling control bit value is set to 'having an encrypted payload (" 11 "), after decoding the payload of the MPEG-2 TS packet by using the decoding information. And decoding and playing the decoded video transport stream (MPEG-2 TS) packet.
본 발명은 컨텐츠 보호를 위하여 MPEG-2 TS 파일 형식을 변형하지 않고 MPEG-2 TS 패킷의 유료부하만을 암호화한다. The present invention encrypts only the payload of MPEG-2 TS packets without modifying the MPEG-2 TS file format for contents protection.
통상, 동영상 파일을 보호하기 위하여 전체 미디어 데이터를 암호화할 경우, 클라이언트측에서 해당 동영상을 재생시 복호화 과정에 의한 성능 저하가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명은 미디어 데이터 일부를 선택적으로 암호 화하고 미디어 데이터의 암호화 여부를 나타내는 정보를 MPEG-2 TS 패킷의 헤더부에 삽입함으로써, 동영상 재생 장치에서 복호화할 미디어 데이터를 선별할 수 있도록 한다. In general, when the entire media data is encrypted to protect the video file, performance may be degraded due to a decryption process when playing the video on the client side. In order to solve this problem, according to the present invention, by selectively encrypting a part of the media data and inserting information indicating whether the media data is encrypted, the media data to be decoded in the video reproducing apparatus can be selected. Make sure
이러한 암호화 과정은 기존의 스트리밍 서비스 환경을 그대로 사용하면서도 동영상을 보호할 수 있고, 전체 시스템의 성능에 별다른 영향을 주지 않는 장점을 갖는다. This encryption process can protect the video while still using the existing streaming service environment, and has the advantage of not significantly affecting the performance of the entire system.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 동영상 파일 보호 시스템의 일실시예 구성도로서, MPEG-2 TS 파일을 보호하면서 스트리밍 서비스하기 위한 전체 시스템 구성을 나타낸다. 1 is a configuration diagram of a video file protection system according to an embodiment of the present invention, and shows an overall system configuration for streaming service while protecting an MPEG-2 TS file.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MPEG-2 TS 파일을 안전하게 스트리밍 서비스하기 위한 동영상 파일 보호 시스템은, 원본 동영상 전송스트림(TS) 패킷의 유료부하를 암호화하여 보호 동영상 TS 패킷을 생성하기 위한 보호 동영상 생성 장치(10)와, 보호 동영상 생성 장치(10)로부터 전달된 미디어 데이터의 암호화 정보를 저장 관리하며, 정당한 사용자로부터의 라이센스 발급 요청시 라이센스를 해당 사용자에게 발급하기 위한 라이센스 서버(20)와, 사용자에게 컨텐츠 정보를 보여주고, 해당 사용자가 요청한 동영상 컨텐츠에 대한 라이센스 발급을 라이센스 서버(20)로 요청하는 웹 서버(30)와, 보호 동영상 생성 장치(10)에서 생성한 보호 동영상 TS 패킷을 스트리밍을 통하여 전송하기 위한 스트리밍 서버(40)와, 발급받은 라이센스의 복호화 정보를 이용하여 스트리밍 서버(40)로부터 전송된 보호 동영상 TS 패킷의 유료부하를 복호화하여, 복호화된 동영상 TS 패킷을 재생하기 위한 보호 동영상 재생 장치(50)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a video file protection system for safely streaming an MPEG-2 TS file according to the present invention generates a protected video TS packet by encrypting a payload of an original video transport stream (TS) packet. And a
여기서, 라이센스는 사용자가 보호된 동영상을 재생하는데 필요한 정보를 담고 있는 XML(eXtensible Markup Language) 형태의 문서이다. 이 정보는 보호된 동영상을 복호화하는데 필요한 복호화 키, 암호화 옵션을 포함하며, 전송 과정에서의 위변조를 막기 위하여 발급자의 인증서을 이용한 전자서명이 추가된다.Here, the license is a document in the form of XML (eXtensible Markup Language) that contains information necessary for the user to play the protected video. This information includes the decryption key and encryption options required to decrypt the protected video, and an electronic signature using the issuer's certificate is added to prevent forgery in the transmission process.
보호 동영상 생성 장치(10)는 원본 MPEG-2 TS 파일을 보호된 MPEG-2 TS 파일로 변환하는 기능을 한다. 또한, 보호 동영상 생성 장치(10)는 암호화에 사용한 암호화키 정보 및 암호화 옵션 정보는 라이센스 서버(20)로 전송하고, 암호화된 MPEG-2 TS 파일은 스트리밍 서버(40)로 전송한다. The protected
라이센스 서버(20)는 보호 동영상 생성 장치(10)로부터 받은 암호화키 정보 및 암호화 옵션 정보를 저장 관리하며, 웹 서버(30)로부터 라이센스 발급 요청을 받아 보호 동영상 재생 장치(50)에 라이센스를 발급하는 기능을 한다. The
웹 서버(30)는 구매자에게 컨텐츠의 정보를 보여주고, 사용자가 요청한 동영 상 컨텐츠에 대한 라이센스 발급을 라이센스 서버(20)에 요청하는 기능을 한다. The
스트리밍 서버(40)는 보호 동영상 생성 장치(10)에서 생성한 보호된 MPEG-2 TS 파일을 보호 동영상 재생 장치(50)에 스트리밍을 통하여 전송하는 기능을 한다. The streaming
보호 동영상 재생 장치(50)는 라이센스 서버(20)로부터 발급받은 라이센스 정보를 이용하여 스트리밍 서버(40)로부터 전송받는 MPEG-2 TS 동영상 데이터를 복호화하여 재생하는 기능을 한다.The protected
참고적으로, 도 2를 참조하여 MPEG-2 TS의 구조를 살펴보기로 한다. For reference, the structure of the MPEG-2 TS will be described with reference to FIG. 2.
MPEG-2 인코더는 동영상 데이터를 인코딩하여 비디오 또는 오디오 비트열(elementary stream) 또는 PSI(Program Specific Information) 데이터를 생성한다. The MPEG-2 encoder encodes moving image data to generate video or audio elementary stream (PSI) or program specific information (PSI) data.
MPEG-2 인코더에 의해 각각 인코딩된 MPEG-2 비디오 비트열과 MPEG-2 오디오 비트열을 하나로 묶어 전송하거나 저장하기 위한 규격이 MPEG-2 시스템이다. The MPEG-2 system is a standard for collectively transmitting or storing the MPEG-2 video bit stream and the MPEG-2 audio bit stream encoded by the MPEG-2 encoder.
MPEG-2 시스템은 시분할 다중 방식에서 쓰이고 있는 패킷 다중화 방식을 사용한다. 이때, 비디오와 오디오 비트열 각각을 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷이라 불리는 적당한 길이의 비트열로 분할한다. The MPEG-2 system uses the packet multiplexing scheme used in time division multiplexing. At this time, each of the video and audio bit streams is divided into bit streams of an appropriate length called a packetized elementary stream (PES) packet.
PES 패킷은 다양한 응용에 대응하도록 길이의 상한을 64kb까지로 하고 있고, 각 패킷마다 고정길이나 가변길이 어느 것이라도 취할 수 있도록 하고 있다. 각각의 PES 데이터를 하나의 비트열로 다중화하여 TS를 생성한다. PES packets have an upper limit of up to 64 kb for a variety of applications, and each packet can have either a fixed length or a variable length. Each PES data is multiplexed into one bit string to generate a TS.
TS 패킷은 ATM(Asynchronous Transfer Mode)과의 접속성을 고려하여 188바이트의 비교적 짧은 고정길이를 가지고 있다.TS packet has a relatively short fixed length of 188 bytes in consideration of connectivity with ATM (Asynchronous Transfer Mode).
이러한 MPEG-2 시스템의 TS 패킷의 헤더부를 도 3을 참조하여 살펴보면 다음 과 같다. The header of the TS packet of the MPEG-2 system will now be described with reference to FIG. 3.
도 3에 도시된 바와 같이, MPEG-2 TS 패킷 헤더에는 스크램블링 콘트롤 값을 위한 2비트의 공간이 있다. As shown in FIG. 3, there is a 2-bit space for the scrambling control value in the MPEG-2 TS packet header.
따라서, 본 발명에서는 이 공간을 암호화 여부를 표시하기 위한 것으로 사용한다. 즉, 스크램블링 콘트롤 비트값이 "11"이면 해당 MPEG-2 TS 패킷은 암호화된 유료부하를 갖는다. Therefore, in the present invention, this space is used to indicate whether or not to encrypt. That is, if the scrambling control bit value is "11", the corresponding MPEG-2 TS packet has an encrypted payload.
도 4 은 본 발명에 따른 상기 도 1의 보호 동영상 생성 장치의 일실시예 상세 구성도이다. 4 is a detailed block diagram of an embodiment of the apparatus for generating protected video of FIG. 1 according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 보호 동영상 생성 장치(10)는, 원본 동영상 스트림의 TS 패킷 유료부하에서 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더를 포함하는지를 확인하고, 암호화 옵션에 따라 암호화할 위치를 찾기 위한 TS 패킷 분석부(11)와, MPEG-2 TS 패킷의 유료부하를 암호화하고, MPEG-2 TS 패킷의 스크램블링 콘트롤 비트의 값을 '암호화된 유료부하를 갖는 것("11")'으로 설정하기 위한 MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)와, 암호화된 MPEG-2 TS 패킷을 이용하여 보호된 MPEG-2 TS 동영상 파일을 생성하기 위한 보호 동영상 생성부(13)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the
TS 패킷 분석부(11)는 원본 동영상 저장소(41)에 저장된 MPEG-2 TS 파일에서 MPEG-2 TS 패킷을 읽고, TS 패킷의 유료부하에서 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더가 있는지를 확인한다. 만일, TS 패킷의 유료부하에 비디오, 오디오 헤더가 포함되어 있다면, 이 패킷은 암호화하지 않는다. 일반적으로, 스트리밍 서버는 스트리밍시 빨리감기(Fast forward), 되감기(Rewind) 기능을 제공 하기 위해 스트리밍 파일의 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더 정보 등을 이용해 별도의 작업을 수행한다. 만일, TS 패킷의 유료부하 전체를 암호화할 경우 스트리밍 서버에서 필요로 하는 헤더 정보들까지 암호화되었기 때문에 암호화된 파일이 스트리밍 서버에서 제대로 작동하지 않을 수 있다. 따라서, 암호화 시 이러한 헤더정보들을 제외하기 위해 TS 패킷의 유료부하에서 헤더 정보들이 있는지를 확인하는 작업이 필요하다. 암호화 옵션 중 비디오 I-프레임만 암호화는 옵션이 선택되었다면, 비디오 프레임 헤더를 보고 I-프레임인지를 검사하고, I-프레임에 해당하는 TS 패킷들을 검출한다. 또한, TS 패킷 스킵 카운트의 값에 따라 암호화하지 않고 스킵할 패킷인지를 확인한다. The TS
MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)는 해당 MPEG-2 TS 패킷의 유료부하를 암호화 옵션의 TS 패킷내 암호화 크기대로 암호화하고, MPEG-2 TS 패킷 헤더부의 스크램블링 콘트롤 비트를 "11"로 설정한다. The MPEG-2 TS
이때, MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)에서 암화화시 사용되었던 암호화키 정보 및 암호화 옵션 정보는 라이센스 서버(20)로 전송된다.At this time, the encryption key information and the encryption option information used during encryption in the MPEG-2 TS
보호 동영상 생성부(13)는 MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)에 의해 처리된 MPEG-2 TS 패킷을 이용하여 보호된 MEPG-2 TS 파일을 생성한다. 이때, 보호 동영상 생성부(13)에 의해 생성된 보호된 MPEG-2 TS 파일은 보호 동영상 저장소(42)에 저장되며, 스트리밍 서버(40)를 통하여 서비스된다. The protected
도 5 는 본 발명에 따른 보호 동영상 생성 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 원본 MPEG-2 동영상 파일로부터 보호된 MPEG-2 TS 동영상 파일을 생성하는 과정을 나타낸다. 5 is a flowchart illustrating a method of generating a protected video according to an embodiment of the present invention, which illustrates a process of generating a protected MPEG-2 TS video file from an original MPEG-2 video file.
보호된 동영상 파일을 생성하기 위하여, 먼저 보호할 원본 MPEG-2 TS 동영상 파일을 선택한다(501). In order to generate a protected video file, an original MPEG-2 TS video file to be protected is first selected (501).
이후, 동영상 파일이 선택되면(501), 암호화할 때 사용할 옵션을 입력한다(502). 하기의 [표 1]은 선택가능한 암호화 옵션의 값이다. Thereafter, when a video file is selected (501), an option to use when encrypting is input (502). Table 1 below shows the values of selectable encryption options.
다음으로, 선택한 파일에서 하나의 MPEG-2 TS 패킷을 읽고 분석한다(503). 즉, TS 패킷 분석부(11)에서 원본 동영상 저장소(41)에 저장된 MPEG-2 TS 파일에서 MPEG-2 TS 패킷을 읽고 TS 패킷의 유료부하에서 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더가 있는지를 확인한다. 만일, TS 패킷의 유료부하에 비디오, 오디오 헤더가 포함되어 있다면, 이 패킷은 암호화하지 않는다. 암호화 옵션 중 비디오 I-프레임만 암호화는 옵션이 선택되었다면, 비디오 프레임 헤더를 보고 I-프레임인지를 검사하고, I-프레임에 해당하는 TS 패킷들을 검출한다. 또한, TS 패킷 스킵 카운트의 값에 따라 암호화하지 않고 스킵할 패킷인지를 확인한다. Next, one MPEG-2 TS packet is read and analyzed from the selected file (503). That is, the TS
MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)는 암호화 옵션의 TS 패킷내 암호화 크기에 맞게 해당 MPEG-2 TS 패킷의 유료부하를 암호화하고, MPEG-2 TS 패킷 헤더부의 스크램블링 콘트롤 비트를 "11"로 설정한다. 즉, 설정된 암호화 옵션과 MPEG-2 TS 패킷의 분석 결과에 따라 MPEG-2 TS 유료부하를 암호화한다(504). The MPEG-2 TS
이후에, 처리된 MPEG-2 TS 패킷을 이용하여 보호된 파일을 생성한다(505). 즉, 보호 동영상 생성부(14)에서는 MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)에 의해 처리된 MPEG-2 TS 패킷을 이용하여 보호된 MEPG-2 TS 파일을 생성한다.Thereafter, a protected file is generated using the processed MPEG-2 TS packet (505). That is, the protected video generation unit 14 generates a protected MEPG-2 TS file using the MPEG-2 TS packet processed by the MPEG-2 TS
상기 작업이 끝나면 암호화 과정에 발생한 정보를 라이센스 서버(20)에 전송한다(506). 추후, 라이센스 서버(20)는 사용자로부터 라이센스 발급 요청을 받았을 때 보호 동영상 재생 장치(50)에 라이센스를 발급한다. After the operation is completed, the information generated in the encryption process is transmitted to the license server 20 (506). Subsequently, when the
도 6 은 본 발명에 따른 상기 도 5의 MPEG-2 TS 유료부하 암호화 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도로서, I-프레임 암호화 옵션을 설정한 경우 MPEG-2 TS 유료부하 암호화부(12)에서의 MPEG-2 TS 유료부하 암호화 과정을 나타낸다. 즉, 도 6은 비디오 스트림의 I-프레임만 암호화한 경우에 해당한다. FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating the MPEG-2 TS payload encryption process of FIG. 5 according to the present invention. In the MPEG-2 TS
먼저, TS 패킷 분석부(11)가 원본 동영상 저장소(41)에 저장된 MPEG-2 TS 파일에서 MPEG-2 TS 패킷을 읽어, TS 패킷의 유료부하에서 비디오 시퀀스 헤더, 프레임 헤더, 오디오 프레임 헤더가 있는지를 확인한다(601). First, the
이후, 비디오 프레임 헤더에서 프레임 종류를 나타내는 두 비트 값을 보고 I-프레임인지 검사한 후, I-프레임에 해당하는 TS 패킷을 추출한다(602). Thereafter, two bit values indicating the frame type are examined in the video frame header to check whether the frame is an I-frame, and then a TS packet corresponding to the I-frame is extracted (602).
다음으로, 만일 TS 패킷의 유료부하에 비디오, 오디오 헤더가 포함되어 있으면(603), 이 패킷은 암호화하지 않는다. Next, if the payload of the TS packet includes video and audio headers (603), this packet is not encrypted.
한편, TS 패킷의 유료부하에 비디오, 오디오 헤더가 포함되어 있지 않으면(603), I-프레임에 해당하는 TS 패킷들을 암호화한다(604,605). 즉, 암호화 옵션의 TS 패킷내 암호화 크기에 맞게 해당 MPEG-2 TS 패킷의 유료부하를 암호화하고, MPEG-2 TS 패킷 헤더부의 스크램블링 콘트롤 비트를 "11"로 설정한다. 다시 말해, 설정된 암호화 옵션과 MPEG-2 TS 패킷의 분석 결과에 따라 MPEG-2 TS 유료부하를 암호화한다. On the other hand, if the payload of the TS packet does not include the video and audio header (603), TS packets corresponding to the I-frame is encrypted (604, 605). That is, the payload of the MPEG-2 TS packet is encrypted according to the encryption size in the TS packet of the encryption option, and the scrambling control bit in the MPEG-2 TS packet header part is set to "11". In other words, the MPEG-2 TS payload is encrypted according to the set encryption option and the analysis result of the MPEG-2 TS packet.
도 7 은 본 발명에 따른 보호된 MPEG-2 TS 패킷 구조도이다. 7 is a structure diagram of a protected MPEG-2 TS packet according to the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 암호화된 MPEG-2 TS 패킷의 스크램블링 콘트롤 비트값은 "11"의 값을 갖고, 암호화되지 않은 MPEG-2 TS 패킷의 스크램블링 콘트롤 비트값은 "11"의 값을 갖지 않는다. As shown in FIG. 7, the scrambling control bit value of the encrypted MPEG-2 TS packet has a value of "11", and the scrambling control bit value of an unencrypted MPEG-2 TS packet has a value of "11". Do not.
도 8 은 본 발명에 따른 상기 도 2의 보호 동영상 재생 장치의 일실시예 상세 구성도이다. 8 is a detailed block diagram of an embodiment of the protection video playback device of FIG. 2 according to the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 보호 동영상 재생 장치(50)는, 스트리밍 서버(40)로부터 전송되는 MPEG-2 TS 패킷을 수신하는 스트리밍 데이터 수신부(51)와, 라이센스 저장소(81)에 저장된 복호화 관련 정보를 읽어 와서 스트리밍 데이터 수신부(51)로부터 넘겨받은 MPEG-2 TS 패킷의 유료부하를 복호화하는 복호화부(52)와, 복호화된 MPE-2 TS 패킷을 디코딩하여 화면상에 동영상을 재생하는 재생부(53)를 포 함한다. As shown in FIG. 8, the protection
스트리밍 데이터 수신부(51)는 스트리밍 서버(40)로부터 전송되는 MPEG-2 TS 패킷을 수신하여 수신된 데이터를 복호화부(52)로 보내는 기능을 수행한다. The streaming
복호화부(52)는 라이센스 저장소(81)로부터 복호화 관련 정보를 읽어 와서 스트리밍 데이터 수신부(51)로부터 넘겨받은 스트리밍 데이터를 복호화하는 기능을 수행한다. 이때, 복호화된 데이터는 재생부(53)로 넘겨지며, 재생부(53)는 데이터를 디코딩하여 화면상에 동영상을 재생한다.The
도 9 는 본 발명에 따른 보호 동영상 재생 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 보호된 MPEG-2 TS 동영상 파일을 사용자측에서 재생하는 과정을 나타낸다. 9 is a flowchart illustrating a method of playing a protected video according to an embodiment of the present invention, which illustrates a process of playing a protected MPEG-2 TS video file at a user side.
사용자측 PC의 라이센스 저장소(81)에는 라이센스에서 복호화 관련 정보가 추출되어 저장되어 있다. In the
VOD 요청시, 보호 동영상 재생 장치(50)는 라이센스 저장소(81)로부터 복호화 관련 정보를 가져온다(901). When the VOD request is made, the protected
이후, 보호 동영상 재생 장치(50)가 스트리밍 서버(40)에 스트리밍 시작을 요청하면(902), 스트리밍 서버(40)는 요청된 동영상에서 데이터를 읽어 MPEG-2 TS 패킷을 보호 동영상 재생 장치(50)로 전송하며, 보호 동영상 재생 장치(50)는 네트워크을 통하여 이 데이터를 수신한다(903). Thereafter, when the protected
다음으로, 보호 동영상 재생 장치(50)에서는 수신된 MPEG-2 TS 패킷에서 스크램블링 콘트롤 비트값을 추출한다(904). Next, the protection
이후, 스크램블링 콘트롤 비트값을 검사하여(905), 스크램블링 콘트롤 비트 값이 "11"이면(906), 암호화된 MPEG-2 TS 패킷이므로 라이센스의 복호화 정보를 이용하여 유료부하를 복호화한 후(907), 처리된 MPEG-2 TS 패킷을 디코더로 전송하여(908) 디코딩을 수행한다. Subsequently, the scrambling control bit value is checked (905), and if the scrambling control bit value is "11" (906), since it is an encrypted MPEG-2 TS packet, the payload is decrypted using the decryption information of the license (907). Then, the processed MPEG-2 TS packet is transmitted to the decoder (908) to perform decoding.
한편, 스크램블링 콘트롤 비트값이 "11"이 아니면(906), 복호화 과정(907)을 거치지 않는다. 즉, 처리된 MPEG-2 TS 패킷을 디코더로 전송하여(908) 디코딩을 수행한다. On the other hand, if the scrambling control bit value is not "11" (906), it does not go through the decoding process (907). That is, the processed MPEG-2 TS packet is transmitted to the decoder (908) to perform decoding.
이후에, 디코딩된 데이터를 화면과 소리로 재생한다(909). Thereafter, the decoded data is reproduced as a picture and a sound (909).
상기와 같은 과정(903~909)을 동영상의 재생이 완료될 때까지(910), MPEG-2 TS 패킷의 수신부터 동영상 재생까지의 작업을 반복한다.The
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, MPEG-2 TS 형태의 동영상을 주문형 비디오 방식으로 서비스하는 환경에서, 스트리밍 서버가 필요로 하는 정보는 변경하지 않고, MPEG-2 TS 패킷의 유료부하만을 암호화하여 보호함으로써, 동영상의 불법 저장을 통한 컨텐츠의 불법적인 사용 및 유통을 막을 수 있는 효과가 있다. In the present invention as described above, in an environment in which a video of an MPEG-2 TS format is serviced on demand, the streaming server does not change information and encrypts and protects only the paid load of the MPEG-2 TS packet, There is an effect that can prevent illegal use and distribution of content through illegal storage of video.
특히, 본 발명은 전체 MPEG-2 TS 패킷을 암호화 대상으로 하지 않고, 선택적으로 MPEG-2 TS 패킷을 암호화하여 복호화에 소요되는 시간을 줄일 수 있도록 함으로써, 이로 인해 스트리밍 서비스 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In particular, the present invention does not target the entire MPEG-2 TS packet, and by selectively encrypting the MPEG-2 TS packet, the time required for decryption can be reduced, thereby improving the streaming service performance. There is.
또한, 본 발명을 이용하면 기존의 스트리밍 서비스 환경을 그대로 유지하면서 동영상 파일을 보호할 수 있으므로, 저비용으로 저작권을 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can protect the video file while maintaining the existing streaming service environment as it is, there is an effect that can protect the copyright at a low cost.
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