广播电视信号传输安全和监控技术

郑燕敏

摘要：安全播出对广电而言需要保障安全的管理运行环境。如今电视技术发展下，我国的广播电视行业迎来了发展高峰，数字化和智能化的发展下，信号发射、传出也变得更加复杂、直观性变弱。本文从当前的广播电视信号技术的发展出发，对其传输安全和相应的安全监测技术展开分析，基于数字水印技术，分析其嵌入特点和技术指标，探讨信号传输安全的防范措施。

关键词：广电；信号；传输；安全

中图分类号：TN943 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）11-0201-02

1 前言

随着经济社会的发展，我国的数字电视网络已经成为世界第一大网络。广播电视承担着信息传播和文化娱乐的功能，是社会主义精神文明的建设阵地，党和政府一直以来都是十分重视广电的安全播出问题。然而近年来数字电视信号被攻击的问题频繁发生，2014年温州市的电视网络被攻击，造成15.98万户人家的电视机顶盒遭受黑客侵袭，造成重大社会影响。 在数字电视信号传输的过程中，最大的威胁是数字信号一旦受到黑客入侵，当前的检测设备无法第一时间去是被非法信号，所以后续的防止技术手段也就无法实施。数字水印技术的发展给信号安全防范提供了解决方案。本文就将对数字信号的安全现状展开分析，基于数字水印技术来分析其安全和检测，保障广播电台的安全。

2 数字电视信号传输安全现状

科技的发展下，电视媒体数字化的深入极大的提高了效率，但相应的攻击手段也越来越专业化和规模化。新的形势下，要求一套完整、高效、全面、严密的数字化监测技术，确保安全播出。

2.1 传统监测防范

传统数字电视网络监测主要是前端机房区域的物理监测，設备众多，配合以适当的监测策略和监测设备，可以展开定性和定量监测。然而前端系统虽然有完善的监测防范，但是中端的网络媒介和末端的用户群却没有建立监测防范体系。

2.2 安全防范模式

（1）非技术角度防范系统。从非技术的角度，也就是从人力的管理和制度方面，来保证数字电视有线网络安全。但技术含量低，人力劳动强度大，难以做到提前防御，人力也会出现差错。（2）一般技术角度防范。技术角度是对传输信号突变时进行监测，但是由于数字电视信号本身的高容量和多样性，这一防范手段显得有些滞后，而且技术手段上容易造成误判，例如基于场同步和场消隐的数字电视信号，会造成技术上的无法识别。（3）技术与非技术的结合。也就是管理制度和技术检测的结合，这种思路是正确的，但是还无法实现整个数字视频网络的安全。前端播出机房可以做到信号设备的充分保障，但是在传输中的主路放大、支路放大、楼宇放大环节并没有有效的技术防范。

3 数字电视信号传输安全和监测技术

3.1 防范模式

3.1.1 基于攻击特诊防范

基于对数字电视内容本身特征的提取，从而形成大数据规律特征，实时进行视频特征比对，然后确认其视频是否合法，如果合法，就可以进行传输，反之通过判断将直接进行屏蔽并发出预警。

3.1.2 基于内容标签的防范模式

通过对数字电视内容进行标记，通过数字水印，准确识别标记的数字电视内容，没有水印标记的内容将被认为是异常和非法信号，将受到屏蔽。

在具体的实现过程中，是通过将电视机房发出的信号嵌入一定的数字特征，这一特征一旦形成，不易遭受破坏，除非是遭受到了非法攻击。而一旦数字标记被破坏，那么内容的完整性就受到了影响，此时就可以被认为是网络受到了攻击。

这一技术的优点就在于赋予数字视频信号源一定的水印，使得准确识别有了合法统一的标准。只要数字标记设计合理，就可以成功防范。

基于以上的数字水印以及攻击数据库的特征分析，结合起来共同防范数字信号源的安全问题。

3.2 数字水印的嵌入

数字电视信号码流的海量数据传输要求要求其传输通道处理速度快、实时性强。在所有功能特征指标中，不可见性、实时性是最重要的，实时性保证了数字电视信号的流畅性，不可见则能够保障信号不受外界干扰。同时，数字水印还需具备鲁棒性，也就是能够经得起无疑的修改和攻击，保证数据价值的情况下，在攻击和修改中水印是无法被取出的，可以用于被认证，也就是能够抵抗任意数据的失真问题。

3.2.1 图片数字水印

监测数字电视网路信号的合法性，基本思想是在发送端嵌入，在接收端提取和监测，根据监测结果来进行分析，判断传输信号是否忠于原始码流，确定其合法性，图1。

流入嵌入器之前被成为净信号，嵌入水印之后就成为了“加印信号”，相当于为数字信号提供了一个身份证。检测部分提取水印进行检测，验证这一身份证。所有的数字水印对用户的接收端而言是透明的。

3.2.2 视频数字水印

随着视频压缩标准的不断发展，水印嵌入的方案也越来越复杂。由于数字视频是连续播放的图像序列，存在大量的数据冗余，并且存在动态解码的过程。视频水印的特点在于其鲁棒性、安全性、不可感知性、盲检性、实时性、视频速率的恒定性、水印容量能够携带足够多的信息。数字视频水印技术发展到现在，还有很多的技术问题，如多重水印的图像保真度，帧删除、帧平均和帧重构的水印丢失问题，视频经过解码重编码，压缩域水印很难保留。所以图片嵌入无法直接使用。 研究人员提出以下三种嵌入方案。

（1）水印直接嵌入到原始视频流中，此类方案的优点是水印嵌入的方法比较多， 原则上数字图像水印方案都可以应用于此。缺点是：对于已压缩的视频，需要进行解码，然后嵌入水印后再重新编码。（2）水印嵌入到编码阶段的变换域中的系数中，缺点是会降低视频质量，针对不同压缩格式的文件需要有不同的嵌入算法。 （3）水印直接嵌入到压缩比特流中，优点是可以保证视频质量、计算复杂度低。缺点是嵌入水印的数据量的大小。endprint

從提取方案来看，视频水印的三种嵌入方案各有优缺点，在应用中，结合算法的特点，实际的数据容量，嵌入的鲁棒性要求，来科学选择嵌入方案。

4 结语

广播电视是高投入、重设备、依靠技术发展的部门。随着数字技术的不断进步，广播电视面临的环境也更加复杂，因此需要在安全上做出更大的努力，保障电视播出的安全。

参考文献

[1]李建鑫.广播电视信号的安全传输分析[J].西部广播电视，2017，（7）：228-228.

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[3]毛玉峰.影响广播电视卫星信号传输安全的主要因素探析[J].通讯世界，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