본 논문에서는 스트림 암호와 공개 키 알고리듬을 혼합하여 초기 동기 방식의 고신뢰도 동기식 스트림 암호 시스템을 제안하였다. 스트림 동기를 위하여 열악한 채널에서도 동기를 유지할 수 있는 고신뢰도 초기 스트림 동기를 제안하고, 데이터 기밀성을 혼합형 키 수열 발생기, 시스템의 안정성재고를 zs알고리듬, 그리고 세션 키 분배를 위한 M-L 키 분배 방식을 적용하여 분석하였다.
본 논문은 DVB-MHP 규약을 따르는 동기화 된 데이터 방송 애플리케이션을 제작하기 위한 스트림 생성기의 구현을 기술한다. 동기화 된 애플리케이션은 비디오와 공유된 시간기준을 가지며 특정시각에 발생한 이벤트(스케쥴드 스트림 이벤트)를 처리할 수 있는 애플리케이션이다. 동기화 된 애플리케이션을 위해서 스트림 생성기는 다음 작업을 수행한다. (1) NPT(Normal Play Time)를 수신기로 보내기 위해 NPT 참조서술자를 전송 스트림 내에 MPEG2 섹션으로 포장하여 넣는다. (2) 스케쥴드 스트림 이벤트들을 생성하여 전송 스트림내의 적당한 위치에 MPEG2 섹션으로 포장하여 넣는다. (3) 애플리케이션 프로그램과 스트림 이벤트에 대한 참조(reference)를 포함하는 객체 카로셀을 생성한다. DVB-J 애플리케이션은 DVB-MHP API중에 섹션필터 관련 API를 이용하여 전송된 NPT 참조 서술자를 읽어들이고 이로부터 NPT를 재구성하며, 스트림 이벤트 관련 API를 이용하여 스트림 이벤트를 처리하도록 구현한다 스트림 생성기가 생성한 MPEG2 전송 스트림으로 Interactive Game Show 애플리케이션을 제작하여 비디오와 애플리케이션이 사용하는 이미지 디스플레이간의 동기화를 테스트하였다.
본 논문에서는 듀얼 스트림 기반의 지상파 양안식 3DTV 서비스를 위하여, 상용제품의 MPEG-2 인코더와 AVC/H.264 인코더를 이용하여 부호화할 경우, 두 개의 인코더에서 출력되는 MPEG-2 전송스트림을 입력받아 좌우 영상의 스트림을 프레임단위로 동기화하는 방법을 제안한다. 제안하는 동기화 방법은 좌우 HD-SDI 신호의 수직 보조 데이터 공간(VANC-Vertical ANCillary data space)에 동기정보를 삽입하고, 이 동기정보를 바탕으로 2 개의 DTV 인코더에서 출력되는 좌우영상의 전송스트림을 동기화할 수 있도록 한다. 따라서, 본 논문에서 동기정보는 기존의 상용 DTV 인코더에서 프레임 단위로 부호화를 지원하는 폐쇄자막(Closed caption) 구문에 따라 VANC 에 삽입하는 방법을 제안한다.
본 논문은 모바일 환경에서 Handoff 상에서 부드러운 스트림(stream) 재생(presentation)을 위한 멀티미디어 동기화 기법을 제안한다. 모바일 환경에서 자주 발생되는 Handoff는 베이스스테이션이 변경되므로 해서 베이스스테이션에 저장되어 있는 멀티미디어 스트림을 잃어버리게 된다. 이러한 단점은 스트림의 재생시 끊기게 되어 멀티미디어 스트림이 낮은 QoS를 갖게된다. 본 논문에서는 멀티미디어 동기화 기법으로 버퍼링 방법을 제안하였다. 분석결과, 제안된 기법은 기존의 기법보다 미디어 스트림의 끊김없는 재생(stream of continuous play out)을 제공하는 것뿐만 아니라 패킷의 높은 재생률(playout rate)과 낮은 손실률(loss rate)을 보였다.
논문에서는 프레임릴레이 프로토콜을 사용하는 암호 통신 시스템에 적합한 키 스트림 동기 방식을 제안하였다. 제안된 주소영역의 확장 비트를 이용한 키 스트림 동기 방식은 단위 측정 시간 동안 측정된 프레임릴레이 프로토콜의 주소영역의 확장 비트 정보와 플래그 패턴의 수신률을 이용하여 문턱값보다 적은 경우에 동기 신호와 세션 키를 전송하므로써 종래의 주기적인 동기 방식에서 전송 효율성 저하와 주기적인 상이한 세션 키 발생, 다음 주김까지 동기 이탈 상태로 인한 오류 확산 등의 단점을 해결하였다. 제안된 알고리즘을 데이터 링크 계층의 처리기능을 최소화하여 패킷 망의 고속화가 가능하도록 설계된 프레임릴레이 프로토콜에서 서비스되는 동기식 스트림 암호 통신 시스템에 적용하여 slip rate $10^{-7}$의 환경에서 주기가 Isec인 주기적인 동기 방식에서 요구되는 9.6*10/ sup 6/비트에 비해 6.4*$10^{5}$비트가 소요됨으로써 전송율 측면에서의 성능 향상과 오복호율과 오복호율과 오복호 데이터 비트 측면에서 성능 향상을 얻었다.다.
본 논문은 모바일 환경에서 Handoff 상에서 부드러운 스트림(stream) 재생(presentation)을 위한 멀티미디어 동기화 기법을 제안한다. 모바일 환경에서 자주 발생되는 Handoff는 베이스스테이션이 변경되므로 해서 베이스스테이션에 저장되어 있는 멀티미디어 스트림을 잃어버리게 된다. 이러한 단점은 스트림의 재생시 끊기게 되어 멀티미디어 스트림이 낮은 QoS를 갖게 된다. 본 논문에서는 멀티미디어 동기화 기법으로 핸드오프를 제어하는 방법을 제안하였다. 분석결과, 제안된 기법은 기존의 기법보다 미디어 스트림의 끊김없는 재생(stream of continuous play-out)을 제공하는 것뿐만 아니라 패킷의 높은 재생률(play-out rate)과 낮은 손실률(loss rate)을 보였다.
비디오 스트림과 오디오 스트림 그리고 제어신호등의 서로 다른 종류의 digital data 들을 저장 또는 전송하기 위해서는 하나의 스트림으ㅗ 통합하기 위해 다중화 과정을 거쳐야 한다. 이러한 다중화 과정에서 가장 중요한 문제점은 하나로 묶여진 일련의 스트림을 원래의 순차대로 복원해주는 동기화 문제이고, DVD-Video에서는 MPEG2 system를 이용한 동기방식을 사용한다. 본 논문은 DVD 규격에 맞추어 Microsoft의 Visual C++5.0을 이용하여 software로 VOB를 구현하였다. 입력 스트림은 MPEG2로 압축된 비디오스트림과 최대 8개의 5.1채널 AC3 오디오스트림이고 각 스트림은 frame단위로 구성이 된다. 이 frame들을 단위로 time stamp가 부여되며 time stamp의 비교에 의해 우선 순위를 부여하여 encoding을 하게된다. 그리고 같은 time stamp를 가졌을 경우 발생하는 encoding 순서의 문제는 스트림별로 미리 우선 순위를정함으로써 해결했다.
디지털 방송에서 애플리케이션은 셋톱박스(TV 수신기)에서 수행되는 응용프로그램을 말하며, 연동형 애플리케이션은 비디오내의 특정 시각에 정해진 일을 수행하는 애플리케이션이다. 본 논문에서는 연동형 애플리케이션을 구현하는데 필요한 개념, 표준 및 기술을 분석하고, 이들을 통합하여 연동형 애플리케이션을 구현하는 방법을 제안한다. 본 논문은 특히 유럽식 데이터 방송 표준인 DVB-MHP를 염두에 두고 기술한다. DVB-MHP 규약에서는 비디오와 애플리케이션을 동기화 시키는 방법으로 스케줄드 스트림 이벤트 방법을 권장하고 있다. 이 방법은 방송중간에 스케줄드 스트림 이벤트를 전송하고 애플리케이션이 스트림 이벤트를 수신, 스트림 이벤트에 명시된 시각에 스트림 이벤트를 처리하는 방법이다. 현재 상용으로 사용되고 있는 전송 스트림 생성기, 즉, 다중화기는 스트림 이벤트를 사용할 수 있도록 전송 스트림을 생성해 주지 않기 때문에 본 논문에서는 본 연구팀이 개발한 실험실용 스트림 생성기를 이용하여 필요한 전송 스트림을 생성하였다. 그리고 실제로 하나의 연동형 애플리케이션을 구현하여 테스트했다. 그 결과 연동형 애플리케이션이 스트림 이벤트를 성공적으로 처리함을 확인하였다. 구현된 애플리케이션에서 스트림 이벤트들은 의도한 시점으로부터 240ms 이내에서 비디오와 동기화 되었는데, 이 시간은 비디오와 그래픽 이미지간의 동기화 오차에 대한 허용치이다.
고속 데이터 통신을 위한 T1 전송시스템에 동기식 스트림암호를 적용시 수신 데이터는 매우 긴 비트 간격 동안 연속해서 "0" 또는 "1"이 발생될 수 있다. 이러한 경우 수신클럭 복구가 어려울 뿐 아니라 통신규약을 위반하게 된다. 본 논문에서는 T1 전송시스템에 동기식 스트림암호를 적용시 출력단에서 암호문의 연속 "0" 비트수를 k( $\geq$ 2) 이하로 억제하는 블록검출방식과 직렬검출방식(ZS, Zero Suppression)을 제안한다. 제안된 ZS방식들은 암호학적 비도를 유지하면서 스트림동기 문제를 효과적으로 해결한다.도를 유지하면서 스트림동기 문제를 효과적으로 해결한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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