廣播電視信號傳輸安全和監控技術

鄭燕敏

摘要：安全播出對廣電而言需要保障安全的管理運行環境。如今電視技術發展下，我國的廣播電視行業迎來了發展高峰，數字化和智能化的發展下，信號發射、傳出也變得更加復雜、直觀性變弱。本文從當前的廣播電視信號技術的發展出發，對其傳輸安全和相應的安全監測技術展開分析，基于數字水印技術，分析其嵌入特點和技術指標，探討信號傳輸安全的防范措施。

關鍵詞：廣電；信號；傳輸；安全

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

1 前言

隨著經濟社會的發展，我國的數字電視網絡已經成為世界第一大網絡。廣播電視承擔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。然而近年來數字電視信號被攻擊的問題頻繁發生，2014年溫州市的電視網絡被攻擊，造成15.98萬戶人家的電視機頂盒遭受黑客侵襲，造成重大社會影響。 在數字電視信號傳輸的過程中，最大的威脅是數字信號一旦受到黑客入侵，當前的檢測設備無法第一時間去是被非法信號，所以后續的防止技術手段也就無法實施。數字水印技術的發展給信號安全防范提供了解決方案。本文就將對數字信號的安全現狀展開分析，基于數字水印技術來分析其安全和檢測，保障廣播電臺的安全。

2 數字電視信號傳輸安全現狀

科技的發展下，電視媒體數字化的深入極大的提高了效率，但相應的攻擊手段也越來越專業化和規模化。新的形勢下，要求一套完整、高效、全面、嚴密的數字化監測技術，確保安全播出。

2.1 傳統監測防范

傳統數字電視網絡監測主要是前端機房區域的物理監測，設備眾多，配合以適當的監測策略和監測設備，可以展開定性和定量監測。然而前端系統雖然有完善的監測防范，但是中端的網絡媒介和末端的用戶群卻沒有建立監測防范體系。

2.2 安全防范模式

（1）非技術角度防范系統。從非技術的角度，也就是從人力的管理和制度方面，來保證數字電視有線網絡安全。但技術含量低，人力勞動強度大，難以做到提前防御，人力也會出現差錯。（2）一般技術角度防范。技術角度是對傳輸信號突變時進行監測，但是由于數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，而且技術手段上容易造成誤判，例如基于場同步和場消隱的數字電視信號，會造成技術上的無法識別。（3）技術與非技術的結合。也就是管理制度和技術檢測的結合，這種思路是正確的，但是還無法實現整個數字視頻網絡的安全。前端播出機房可以做到信號設備的充分保障，但是在傳輸中的主路放大、支路放大、樓宇放大環節并沒有有效的技術防范。

3 數字電視信號傳輸安全和監測技術

3.1 防范模式

3.1.1 基于攻擊特診防范

基于對數字電視內容本身特征的提取，從而形成大數據規律特征，實時進行視頻特征比對，然后確認其視頻是否合法，如果合法，就可以進行傳輸，反之通過判斷將直接進行屏蔽并發出預警。

3.1.2 基于內容標簽的防范模式

通過對數字電視內容進行標記，通過數字水印，準確識別標記的數字電視內容，沒有水印標記的內容將被認為是異常和非法信號，將受到屏蔽。

在具體的實現過程中，是通過將電視機房發出的信號嵌入一定的數字特征，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。而一旦數字標記被破壞，那么內容的完整性就受到了影響，此時就可以被認為是網絡受到了攻擊。

這一技術的優點就在于賦予數字視頻信號源一定的水印，使得準確識別有了合法統一的標準。只要數字標記設計合理，就可以成功防范。

基于以上的數字水印以及攻擊數據庫的特征分析，結合起來共同防范數字信號源的安全問題。

3.2 數字水印的嵌入

數字電視信號碼流的海量數據傳輸要求要求其傳輸通道處理速度快、實時性強。在所有功能特征指標中，不可見性、實時性是最重要的，實時性保證了數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，數字水印還需具備魯棒性，也就是能夠經得起無疑的修改和攻擊，保證數據價值的情況下，在攻擊和修改中水印是無法被取出的，可以用于被認證，也就是能夠抵抗任意數據的失真問題。

3.2.1 圖片數字水印

監測數字電視網路信號的合法性，基本思想是在發送端嵌入，在接收端提取和監測，根據監測結果來進行分析，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”，相當于為數字信號提供了一個身份證。檢測部分提取水印進行檢測，驗證這一身份證。所有的數字水印對用戶的接收端而言是透明的。

3.2.2 視頻數字水印

隨著視頻壓縮標準的不斷發展，水印嵌入的方案也越來越復雜。由于數字視頻是連續播放的圖像序列，存在大量的數據冗余，并且存在動態解碼的過程。視頻水印的特點在于其魯棒性、安全性、不可感知性、盲檢性、實時性、視頻速率的恒定性、水印容量能夠攜帶足夠多的信息。數字視頻水印技術發展到現在，還有很多的技術問題，如多重水印的圖像保真度，幀刪除、幀平均和幀重構的水印丟失問題，視頻經過解碼重編碼，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，此類方案的優點是水印嵌入的方法比較多， 原則上數字圖像水印方案都可以應用于此。缺點是：對于已壓縮的視頻，需要進行解碼，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中，缺點是會降低視頻質量，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，優點是可以保證視頻質量、計算復雜度低。缺點是嵌入水印的數據量的大小。endprint

從提取方案來看，視頻水印的三種嵌入方案各有優缺點，在應用中，結合算法的特點，實際的數據容量，嵌入的魯棒性要求，來科學選擇嵌入方案。

4 結語

廣播電視是高投入、重設備、依靠技術發展的部門。隨著數字技術的不斷進步，廣播電視面臨的環境也更加復雜，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

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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