一、蹉跎岁月

2006年8月30日，国家标准化管理委员会在其官方网站上刊登了“2006年第8号(总第95号)中国国家标准批准发布公告”，标准号为GB20600-2006的《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》就藏身于这批标准之中。公告显示，标准的批准时间为8月18日。作为国家强制性标准，国家给了一年的产业准备期，2007年8月1日将正式实施。

现在，一年的产业准备期已经过去了，我们还没有看到国内哪个电视台的电视节目表中有“高清”的字样，也没看到有哪个电视台给高清数字电视节目频道分配了频率使用表。在商场中也没有看到符合这个高清标准的电视机卖；由此，人们不得不怀疑，这套3合1的中国高清数字电视地面传输标准是否实施艰难。

自从1999年，中国政府有关部门宣布我国的高清数字电视节目试播成功以来，数字电视就开始成为中国人们生活中的一件大事，在各种新闻媒体上，有关数字电视的消息不断流传。从2000年起，每次在深圳高交会上都是一个最大的亮点。

2001年10月，在深圳高新技术交易会上，国内几大电视机生产厂商都展出了自己的高清数字电视产品，这不但给深圳高新技术交易会增添了光彩，也给政府有关部门以及各大电视机厂出尽了风头。

2002年国家广电总局向世人宣布：2003年广电将开播10套以上数字电视影视频道；2004年为中国广播电视的数字化年和产业化年；然而这些美好的愿望一直没有实现。

2003年10月，上海交大的ADTB-T方案和清华DMB-T方案，同时在深圳高新技术交易会上亮相，并突然传出我国优选的两套高清数字电视技术标准方案测试都未能成功。人们才开始知道，以前宣布我国的高清数字电视节目试播成功是“大红灯笼高高挂”中的四姨太怀孕——假的。

从此，关于上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案的好消息不断传出。美国在成立华盛顿新政府的时候，曾召开过一次新宪法修改讨论会，各个州的代表为了表达自己的利益，互相讨价还价，使讨论会连续开了200多天，最终才制订出一部以今天的人看来也是一部非常成功的宪法；而我们为了制定一个“数字电视地面广播传输标准”双方也争斗了7年多的时间，这说明，我们的这个标准比美国的宪法还要伟大。只不过是，美国的新宪法当时是代表46个州的利益；而我们现在的新标准只是代表两方的利益。

实际上在2001年10月至2002年4月期间，国家标准化管理委员会还另外收到过成都电子科技大学和广电总局下属的广科院等4家单位提出的3套方案，他们也要求加入地面传输标准的竞标行列。这样，我国的高清数字电视地面传输标准方案就不只是上海交大和清华两家，而是6家。可能是因为其它4家单位实力还不够雄厚，或者脸皮薄，才不敢与上海交大和清华争斗，要么，5套方案一起包装成一个5合1的中国高清数字电视地面传输标准，哪就更起劲了。

二、是标准催生数字电视，还是数字电视催生标准

什么叫做标准？标准就是产品生产厂家对自己生产的产品质量的承诺和保证，也是国家技术、质量督察和检测部门对产品质量进行检查的法律依据。因此，标准一般都是首先在企业中使用，这称之为企业标准；尔后，等使用企业标准的企业逐步多起来以后，经过同一修改，企业标准才慢慢升为行业标准或国家标准，最后升为国际标准。企业标准一般要求优于行业标准；而行业标准又优于国家标准或国际标准。

当然任何标准都需要技术来支持，采用什么样的技术就有什么样的标准，但对于一个标准却可以采用多种不同的技术来实现。例如：采用16-QAM数字调制，其码率是4bit/秒；而采用8-VSB数字调制，也可以达到同样效果，或者选用3780-COFDM数字调制，也同样实现这个功能。但各种不同技术的应用，虽然功能一样，在性能上多少还是有些差别的。正是因为有这么一点点的差别，就使得ADTB-T和DMB-T两个方案的组织互相争斗的时间达6、7年之久。

制定一个技术标准一直以来都是一件很简单的事，国家标准化管理部门只需在现有各类产品的企业标准基础上，对所有厂家的各种型号产品的主要技术性能和质量指标，进行统一测试、对比、分类，然后制定一个既能体现各种产品的主要技术性能和质量指标，同时也符合用户质量要求的标准，一个新产品的技术标准（国家标准）就这样地诞生了。

因此，一项新的技术发明首先必须有人使用，并且要把它转化成产品后，才有可能成为标准。这种技术转化的过程应该是企业，即生产产品的单位，而不是学校或技术研究所。企业生产产品首先要经过设计定型、生产定型这两个基本过程，然后才能向技术质量检测和标准部门申请产品技术标准，即企业标准。

标准的制定过程应该是企业与国家标准化管理部门份内的事，而这次HDTV地面传输标准的制定却要劳动这么多单位，这么多部门，这可不是一件简单的事情。但我们不得不怀疑，没有企业的参与，制定这样的一个标准能够成功吗？可曾想过不久前出台的EVD、AVS等标准，这些标准还没等到产品生产出来，就将要过期了，它们很可能就是HDTV地面传输标准的前车之鉴。

国家标准出台太早，对技术产品性能的提高一点没有好处。比如我国发展最快的产品VCD、CVCD、SVCD以及逐行扫描电视；一开始的时候，这些产品都没有国家标准，所以它才能这么快的发展起来；但另一方面，如果没有国家标准，各个企业的产品质量也会鱼龙混杂，一些企业就会粗制滥造。因此，国家标准就是用来规范这些企业的行为，对他们产品质量进行监督和处罚，防止一些企业粗制滥造浪费社会资源。

数字电视也一样，不是有了一个国家标准就能发展起来的，相反，如果要想让数字电视产业能发展起来，国家就不应该马上制定国家标准，而是要等数字电视产品的技术性能和质量基本稳定以后再制定国家标准。在国家标准还没出台之前，一种产品有几个企业标准都是正常的，到最后，国家应该把几个企业标准统一到一个标准之中。

三、什么是单载波调制和多载波调制

大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。

所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM（QPSK）、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。

上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。

QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。

正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（2进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I信号和Q信号，然后用I信号和Q信号分别对两个频率相同，但相位正好相差 的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。

我国的HDTV如选用MPGE-2编码，最高传送码率大约为20M bit/S，如果选用16-QAM调制模式，其频谱利用率是每赫芝传送4位数据，即码率为4bit/S。由此可知其载波最高频率约为6MHz，经高频调制后采用残留边带发送，其载频带宽大约为7点多MHz。

所谓多载波调制，就是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。如：n-COFDM，其中n为子载波数目。清华的DMB-T方案选用的是多载波调制，在DMB-T方案中采用3780-COFDM调制方式。多载波调制也叫编码正交频分复用调制。

就多载波调制中的各个载波而言，其调制的工作原理与n-QAM单载波调制的工作原理基本相同，只是把需要传送的数据分成很多组（这里为3780组），然后每组再分成两组，通过幅度编码以后便可生成两组I信号和Q信号，而后用3780组I信号和Q信号分别对3780个频率各不相同的载波进行正交调制，最后把所有的调制信号合在一起进行传送。

四、ADTB-T和DMB-T谁能当驸马

上面我们简单介绍了单载波调制和多载波调制的工作原理，下面我们进一步来分析单载波调制和多载波调制的优、缺点，最后由大家来猜一猜，ADTB-T和DMB-T，谁能当驸马？

根据上面分析，采用16-QAM单载波调制，其最高码率为24Mbit/S，载波频率为6MHz；如果选用多载波调制，在码率同样为24Mbit/S的情况下，采用3780-OFDM多载波调制，对于3780个载波平均下来，每个载波平均传送的码率大约只有6.3Kbit/S，这样，哪怕每个载波都选用QPSK调制，其载波的最高频率还是可以选得很低；如果选用16-QAM或64-QAM调制，其载波的最高频率还可以进一步降低。但这是在没有考虑解码以及图像信号处理需要时间的理想情况，实际并不是这样。

一方面，在数字电视机中，选用的载波频率也不能太低，因为，数字信号传送的速度一定要大于图像信号处理的速度，这样，最后输出信号才不会产生间断。例如，我国HDTV的行扫描频率大约为32KHz，如果不考虑MPEG解码电路以及图像信号处理电路对输入信号处理所需要的时间，那么，多载波的最低频率就不能低于32KHz，否则，行扫描电路就会出现没有信号可扫描的情况，图像显示就会出现间断。因此，MPEG解码电路以及图像信号处理电路对数字信号传送速度也有同样的要求。

另一方面，多载波解调制对数字信号进行分批处理时候，每次都需要等3780个载波传送的数据全部到齐以后，才能一次性地对数据进行处理，即需要对信号进行并转串处理；因此，其解调制过程消耗的时间相对来说比较长，其最低频率也就不能取得很低。另外，多载波调制一般都不采用残留边带发送，因此，调制后的频带宽度相对于残留边带发送来说大约要宽一倍。

综合以上因素，就平均而言，多载波的平均频率相对来说可以低一些，但载波的最高频率与单载波的频率相对来说，并不会相差很大。

载波频率低的最大好处就是，可以降低信号传送过程中的多经反射干扰（即图像重影效应）。下面我们分三种情况来分析：

比如单载波频率为6MHz，其周期为0.17uS，两个正交载波相差1/4个周期（90°），为0.0425uS；由于电磁波的速度约等于光速，即每微妙为300米，那么，频率为6MHz的载波对应于一个周期所传播的距离就是51米，即波长为51米；半个周期为25.5米（半波长），1/4个周期为12.75米（1/4波长）。

如果反射体的路经距离正好与电视接收点相差12.75米（或1/4波长的奇数倍），即电视接收机相当于同时收到两个信号，一个是主信号，另一个是反射信号，两个调制载波信号的相位正好相差90°（1/4波长）；这样，两个调制载波信号互相叠加以后，不但会改变原来信号的相位，同时也会改变信号的幅度，结果相当于I和Q两路信号互相串扰，并且，当两个信号叠加之后的相位差越接近时，即反射信号越强，干扰就越严重；在这种情况下，数字电视接收机的调制解调电路可能无法正常解码。

如果反射体的路经距离正好与电视接收点相差半个波长（25.5米，或半个波长的奇数倍），则两个调制载波信号的相位正好相差180°（半波长），由于正交调制的两路信号（I和Q）都是对载波的半波进行幅度调制的，因此，两路调制过的信号合成之后就相当于是对载波的1/4波进行调制；当原信号正、负半周是对称时，则两个信号互相叠加的结果会使接收信号减弱，相当于电视接收机接收灵敏度降低；当原信号正、负半周不是对称时，则两个信号互相叠加的结果会使接收信号失真，相当于两路信号（I和Q）互相串扰，与两个调制载波信号的相位相差90°时没有多大区别。

如果反射体的路经距离正好与电视接收点相差1个波长（51米，或1个波长的整数倍），两个信号的相位正好相差360°（1个波长）；当原信号正、负半周为对称时，则两个信号互相叠加的结果会使接收信号加强，相当于电视接收机接收灵敏度提高；当原信号正、负半周不是对称时，则两个信号互相叠加的结果会使接收信号失真，相当于两路信号（I和Q）互相串扰，与两个调制载波信号的相位相差90°时没有多大区别。

由此可见，只要接收到两个信号（主信号和反射信号）的相位角相差正好是90°（1/4波长）的整数倍，对单载波正交调制信号造成的干扰最严重；对于其它相位差同样也会产生干扰，只是干扰程度相对来说没有90°时那么严重。

假设多载波的最高频率只有3MHz，即为单载波频率的二分之一，相对来说多载波的波长比较长；根据两点之间的电磁场强度与距离的平方成反比的定理，可以求得，在1/4波长处是干扰最严重的地方，两者的电磁场强度相差4倍。而对所有载波平均而言，甚至可以相差几百倍，即多载波调制的多经干扰相对来说比单载波轻。

但多载波调制和解调的过程都非常麻烦，多个载波经过调制后合在一起传输，解调时对其再进行分离就非常困难；因为，在高码率传送之下，它无法用滤波电路把各个调制载波信号选出来，只能采用同步分离的方法，因此，它对同步信号的相位要求非常严格，所以多个载波对相位噪音的要求比单载波高很多。

如果多载波调制信号解调时各个载波信号分离不干净，就相当于多个载波之间会互相产生干扰，信噪比（S/N）就会降低。一般多载波解调电路要求信噪比（S/N）的门限值要比单载波解调电路高好几个db（根据报道为3-4dB）。

目前已经有很多方法可以降低单载波多经反射干扰，例如，采用数字延时均衡技术，即从信号中取出一部分信号经延时一个相位后再与原信号叠加，现在这种技术可以通过软件控制来实现，将来所有的数字信号接收机都可以采用这种技术。

很多人都认为，只有多载波调制才能用于移动电视接收机，而单载波调制无法实现移动接收的功能。我认为，这种想法毫无道理。

比如，一辆汽车的速度是每小时100公里（28米/秒），那么，它跑1/4周期（6MHz）的时间（0.0425uS）所对应的距离就是1.19×10^－6米，这相当于2.3×10^－8个波长；或它跑1/4波长的距离（12.75米）所对应的时间为0.46秒，相当于2710000个周期。这两个结果无论是在时间上或在距离上都没有可比性。因此，汽车速度对单载波的相位影响几乎等于零。而受影响最大的反而应该是，在0.46秒时间内，数字延时均衡电路是否能正常工作。

而对于高频载波在移动接收过程中产生的多普勒效应，它只影响接收频率的偏移，这种影响对单载波调制和多载波调制都是一样的。

特别值得注意的是，由于ADTB-T是单载波技术，因此，它对广电原有的发射系统能够很方便的接洽。根据资料分析，在前端数字化改造方面，交大方案的成本要比清华方案的成本节省约80～90％，仅需要一个MPEG和ADTB-T调制器即可利用原有模拟发射机发射数字信号，而清华方案必需要整套更换成全新的数字发射机，这笔代价在边远地区还是需要斟酌的很大的一笔开销。

同时，在衡量一个数字信号接收的时候，还需考虑信号的接收稳定率；由于是数字信号的属性是0和1，就是要么收到，要么收不到，这就凸现门限的意义；根据测试结果，DMB-T的接收门限比DVB-T低，可ADTB-T的接收门限比DMB-T还要低，这就是为什么采用ADTB-T的发射系统其覆盖范围比DMB-T的发射系统的覆盖范围更广阔的原因，因为其门限低，采用ADTB-T接收机的灵敏度要比DMB-T接收机的灵敏度高3-4dB，因此，其能够在更远的距离上接收弱信号。

另外，上交大单载波系统在组建单频网（SFN）时，对发射机时钟频率的精度和稳定度的要求仅为E-9。这同任何多载波系统相比，要低三个数量级，因此，其工程造价较低。

在发射功率方面相比，上交大单载波系统的发射机平均功率是多载波系统的二分之一，其标定功率则是后者的五分之一。即：在同样的覆盖范围之内，为了实现高数据率的固定接收，上交大方案需要1kW的平均发射功率，则其发射机的标定功率需要4kW，因为其峰均比（PAR）接近6dB。

而对于多载波系统（以欧洲标准为代表）而言，如果要覆盖相同的地区，则其平均发射功率需要2.0-2.5kW。这是因为：多载波系统与单载波系统相比，载噪比（C/N）门限值要增加3-4 dB。其次，其发射机的标定功率需要20-25kW，因为其峰均比（PAR）接近10dB。

选用单载波系统将来还可以把地面接收和有线接收同用一个高频头和解码器，因为，目前有线电视采用的调制方式基本上都是采用64-QAM，而地面传输一般都采用16-QAM，将来也可以选用64-QAM。

上面这些分析，对老百姓来说，不一定会感兴趣；但老百姓感兴趣的是，怎么样能买到既便宜又好用的电视机。相比之下，交大方案数字电视接收机的生产成本大约要比清华方案的生产成本低20～30%。这很清楚，如果由老百姓自己来选择的话，他们一定会知道自己应该选择什么样的数字电视接收机。但什么时候老百姓有过自己的选择权，皇帝家的驸马是由老百姓来选择的吗？

五、ADTB-T和DMB-T是双胞胎，还是畸

谁都清楚，是双胞胎就应该分开来抚养，是畸形儿就应该赶快动手术。上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，是两套功能完全相同的系统方案，它们在功能上没有互补性，在性能上也没有多大区别，它们在使用中完全可以互相取代，即他们是一对双胞胎。

既然是双胞胎，为什么在标准号为GB20600-2006的《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》标准中还要把他们捆绑在一起，这不是把双胞胎又改变成畸形儿了吗？这个道理，在一般人看来是很难想象的，在医学上更无法进行解释。

实践已经证明，把上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，两个捆绑在一起，既增加成本（估计增加30%），还会降低机器的技术性能。国内所有电视机生产企业都强烈反对，殊不知中国的老百姓是否反而会喜欢这种奇特电视机？如果不是这样的话，那么只能认为，把两个方案捆绑在一起，唯一的好处就是能够增加“鸡的P”。

六、一个美丽的谎言

那些制定标准方案的人一次又一次告诉人们，如果采用了他们的标准，将来中国每年就可以少给外国人交几百亿的专利费。是这样的吗？

由于中国人自古以来就很少听说过“专利”这个词，现在如要他们交专利费，他们一定会觉得冤枉。因此在这里还需得向国民多解释一下，什么是专利，好让他们交专利费的时候，不会觉得冤枉。

1980年之前，在中国人的日常用语中是没有“专利”这个词的，如果某人说错了，“这是我的专利”；还很可能会给自己打上资本主义的标签而遭受批判。直到1985年，中国的专利法才开始诞生，但自从中国专利法诞生的二十多年来，基本上就没有人认真执行过，连中国人自己都很少知道，什么是专利法，外国人更不知道什么是中国专利。因此，到中国来申请发明专利的外国人更是少之又少。

另外，在中国还没有改革开放以前，西方8国是禁止向中国输出技术的，他们对中国一直都实行技术封锁，并且每年都要审查对中国出口商品的清单，是否有外国企业违反他们制定的法律，私自出口技术到中国；因此，那时候外国企业不可能会到中国来申请专利，他们的政府也不允许他们到中国来申请专利。

直到2003年，中国准备要加入WTO的时候，国外企业才开始到中国来申请专利，并且申请专利的这些企业，大部分都是工厂设在中国境内的外资企业。

我们知道，专利法有一个区域性和时间性，如果别人没有到我们国家来申请专利，那怕我们的产品使用了他人的专利技术，这也不算侵权；如果他们申请的专利超过了有效期，这也不算侵权。

另外，专利还有新颖性，如果他们的技术已经是公开了的，他们也不能到中国来申请专利，因此，他们如果不是第一时间在中国申请专利，而是把他们原来在异地申请过的专利，再次拿到中国来申请，这个也无效，因为他的技术已经被公开了；还有，如果他们申请的专利内容已经在中国的书刊上，或者其它地方的书刊上出现过，这个专利也无效。

很多中国人一听到别人有专利，好像就被镇住了。这里我诚恳地告诉你们，在中国的地盘里，不用怕外国人的专利。

1、2003年以前，外国人很少到中国来申请专利，特别是高新技术专利他们都不会到中国来申请。如果他们到中国来申请了专利，这些专利大部分都是无效的。一方面，他们不会把自己最新的技术不首先在本国申请，而第一时间跑到中国来申请；如果他在本国已经申请了专利，而过了半年再到中国申请专利（即专利已经公开），或者在半年时间之内他在中国申请专利时，没有提出优先权，他在中国申请的专利就无效。

对于数字电视的技术专利，大部分也是无效的，或者技术含量非常低。因为，1996年的时候，美国的数字电视节目就已经开始广播，与数字电视技术相关的专利大部分都是92、93年的，或92年以前的；在这个时间，中国基本上还处于技术被封锁时期，国外的企业不可能第一时间到中国来申请专利。到了2003年，国外开始对中国的技术封锁松绑的时候，此时的数字电视技术已基本成熟，即以后很少再出现关键技术，就算是有关键技术，他们也不会在第一时间拿到中国来申请专利。

2、中国人虽然对专利概念知之甚少，但吹牛的本事在全世界是知名的，这对外国人申请专利很不利。只要中国人吹过牛的事情，外国人就不能再申请专利。因为他申请的专利已经没有新颖性。你看，在中国真正的数字电视节目还没有正式广播之前，在商场里早已摆满了各种品牌的“数字电视”，你想他们还能申请专利吗？还有，如“永动机”，“水变油”等高新技术，也都是中国人发明的，并且还有中科院的某些院士表态支持，这些高新技术就算中国人没有申请过专利，将来，外国人也不能再申请专利。

3、中国是世界上生产科技论文最多的国家，因为，很多事业单位以及国营企业，还有大学、科研部门，每年都要评职称或提干，这些论文都是他们往上爬的垫脚石。很多论文虽然都是互相抄袭得来的，有些甚至还是胡编乱造；但，你别看不起它们，它们是对付外国人在中国申请专利的最好武器。因为，抄袭的东西，一般都是好东西，这些抄袭的内容大部分都是别人在国内、外发明的；只要有中国人抄袭过的东西，外国人在中国申请的专利就可以告它无效。哪怕是胡编乱造，但文字堆多了，也可能会出现奇迹，况且还有很多发明的灵感是来自科幻小说；因此，只要在文字堆中能找到的东西，外国人也不能再申请专利。

4、近年来，中国每年都有几万名专业技术人员报考专利工程师或专利律师，未来这些人将会成为与外国人打专利战的得力枪手。你看着吧，目前在中国申请的专利，包括外国人在中国申请的专利，很可能80%以上都要变成垃圾专利。因为，打专利战的输赢，主要是靠枪手的数量和提供子弹的多少。中国每年新增的几千名专利工程师和专利律师，还有每年生产的上千万份论文，这些就是将来打专利战最好的枪手和子弹。由此看来，中国政府每年给大学和科研机构提供上百亿元的科研经费，产生出来的论文，到最后还是大有用处的。

在美国联邦大法院打一次专利官司，时间需要整整3年；而大约97%的专利官司最终都是没有结果的，基本上都是通过庭外和解。同样在国际贸易委员会里面打专利官司，也是大约94%的专利官司最终是没有结果的，大部分都是通过庭外和解。实际上打专利官司就是给法院送钱，因此，一般外国人不会轻易到中国来打专利官司。

那么，如果不使用他们的标准，将来中国每年要给外国人交几百亿专利费，这么大的事情，为什么以前从来没有听说过一个类似的案例？没有案例就不能随便估价。因为，在美国打官司基本上也都是要讲案例的，这样才比较公平。因此，在中国最好也先搞几个案例出来，作为大家参考的样本；让将来准备打专利官司的双方都要掂量一下，值不值得打官司。

实际上，直到目前为止，中国的电视机企业在国内几乎没有向外国人交过一分钱专利费，我估计，广电部使用DVB-C有线数字电视广播系统这么久，可能也没有向别人交过专利费吧；因为，外国人在2003年以前基本上没有到过中国来申请专利，那为什么我们要向他们交专利费。至于外国人是否向中国政府部门或科研部门收过费，我们不得而知；但我们从没听说过哪企业还能从政府的手中收钱的。

另外，中国的企业每年都要向国外企业交好几百亿元的专利费，这也是真的，但只限于出口产品。因为，美国和一些欧洲国家都已经成为了技术强国，他们的经济收入早已不再是传统的有形产品，而是技术。例如，美国的微软公司主要收入，90%以上就是靠技术开发，靠卖软件来赚钱；美国的高通公司，80%以上的收入也是来自专利转让；还有很多从事集成电路技术开发的公司，大部分收入也是靠专利转让；世界上最著名的IBM公司每年的专利转让收入也超过25%。

还有，现在的数字电视技术大部分是美国人和欧洲人发明的，而他们基本上都不生产电视机了，那么中国人利用他们的技术，生产出来的电视机，再卖给他们，他们向我们收专利费，对我们有什么关系？最后还不是转嫁到他们用户的身上。实际上中国的大部分电视机生产企业出口电视机产品的时候，基本上都只是向代理商收取了那么一点点加工费，对于出口利润是多少？交了多少专利费？等等，一无所知。因为，这些都是代理商包办的，中国的企业根本就不敢自己拿产品在国外摆摊卖，因为老板生怕收不回钱。

美国可以利用他们的数字电视标准向中国的电视机生产企业收钱，是因为中国的电视机生产企业向美国出口电视机；而美国从来不出口电视机到中国，那我们可以通过什么手段来向美国人收钱？是通过中国的数字电视标准吗？我看不行吧？除非倒过来，我们只做技术，让美国人用我们的技术生产电视机，然后再卖给我们，那我们就可以理直气壮的向美国人收专利费了。但是，这个愿望什么时候才能实现？

那么，如果采用了他们的标准，将来每年就可以少给外国人交几百亿的专利费的理由又是什么呢？现在大家都应该明白了吧，这是他们利用错误的命题，来证明他们将来收钱的合理性。这是一种此地无银三百两的说法。

由此可以推断，估计到不了2015年，当中国开始大打专利战的时候，可能首先开战的就是中国人自己打自己人，而不是中国人打外国人。

很多人都以为，自己有了专利技术中国的数字电视就一定能发展起来，这种想法未免有点太天真。在中国现有的体制之下，专利只是给领导面子贴贴金而已，大部分专利基本上都没有使用价值的；而私人申请的专利，国家基本不支持，他们自己又没有能力实施，也难以转化成商品。因此，我们不能指望由一两个大学制定了一个标准方案，中国的数字电视就能发展起来。我们可以回过头看看我们的IC技术吧，没有自己价廉物美的IC产品，中国的数字电视真的能发展起来吗？

我们知道，电子技术的发展主要是靠IC技术的发展带动起来的，而在中国，尽管IC技术一直得到政府的大力支持和保护，但就是一直发展不起来。直到2003年国家开始全面对外开放IC市场的时候，中国才以20倍的速度向前发展，而这些在中国新投资的IC企业，几乎都是台商和外资企业，中国原来的IC企业几乎已经没有一席之地。

中国的IC明星，龙芯和汉芯，每年国家在它们身上花去的钱少说也有好几亿元，但他们的技术除了用来填充报纸版面之外，至今还没有一个能转化成商品。

实际上，自从改革开放以来，对中国电子工业贡献最大的根本就不是那些得到国家保护和支持的国有IC企业，对中国电子工业贡献最大的应该是深圳赛格电子配套市场。目前，在深圳赛格电子配套市场那里，什么IC产品基本上都可以买得到，并且价格比国外还要低廉。就是二十多年前，一些国有IC生产企业还需从深圳赛格电子配套市场那里购买IC产品，给内地电子产品生产企业配套。现在，深圳赛格电子配套市场每年的销售额已经超过1200亿元人民币，光从税务开出的发票就超过320多亿元，估计有80%以上的顾客都是只选择只开收款单据，而不开税务发票的。由此可以推算出，每年深圳赛格电子配套市场可带动中国电子工业的产值高达8000多亿元，相对于2006年全国电子工业总产值4.7万亿元的17 % 。

目前，全世界上数字电视的技术还在不断发展，相比之下，中国的数字电视标准与国外的数字电视标准相比，在技术上基本没有优势，当我们自己的数字电视产品生产出来的时候，可能别人更新的产品标准又要出来了，我们的EVD标准不就是这样吗？

因此，别人不可能会采用中国的数字电视标准，中国的数字电视标准将来也不可能升为国际标准；而中国的电视制式与国际不兼容，不但不利于中国电视机生产企业的技术配套（即IC器件和软件的配套），也不利于中国电视机生产企业的产品出口，同时，也失去了一次中国家电企业与国外家电企业互相交流技术的机会。

七、数字电视离我们还有多远

数字电视要取代模拟电视，这是必然趋势。因为，传统的模拟电视清晰度很低，基本上只能满足21寸图像显示器清晰度的要求，如果把图像显示放大到29寸以上，则图像清晰度就显得有点力不从心。不过现在也有人，在模拟电视的基础上，通过数字处理技术，采用加行插点的方法来提高大屏幕图像显示的清晰度，例如逐行扫描电视机就是这样得来的。这种方法可以延续模拟电视继续使用一段时间，但从长远来说还是无法满足人们对大屏幕和高清晰度电视的追求。

标准的数字电视机应该是在图像清晰度方面以及其它技术性能指标方面，都应该要比目前的模拟电视高出一筹。例如，在我国新的高清数字电视标准中，要求CRT高清数字电视机的水平清晰高于620线，要求平板高清数字电视机的水平清晰高于720线。

这个高清标准对现有的CRT电视机来说难度很大，因为目前国内生产的CRT显像管的规格基本上都是4:3的标准清晰度显像管；若要其达到高清标准的要求，必须要把尺寸加大到32寸以上，以及显示比例为16:9的高清晰度CRT显像管；实行这个目标，最关键还是需要一大笔资金投入，特别是目前在CRT电视机价格已经非常低廉的情况下，很难有人愿意再投资。因此，很难再指望CRT显像管能够满足我国高清数字电视1920X1080i图像显示格式的要求。

对于PDP平板高清数字电视则需要50多寸以上的大屏幕电视机才能达到1920X1080i显示格式的要求；对于LCD平板高清数字电视也需要40寸以上的大屏幕电视机才能达到1920X1280i显示格式的要求。然而这些高清平板显示屏的关键技术，基本上还是掌握在外国人手中，要想在几年内全部用高清平板显示屏来替代国内产生技术已经非常成熟的CRT显像管，难度会非常大。如果放弃CRT显像管，不但对中国经济是一个非常大的损失，因为，以前几千亿元的投资可能在几年内就化为乌有，而且也不符合中国的国情。

自从1996年，美国正式播放高清数字电视节目以来，“高清数字电视”这个词就一直牵动着中国人民的心。很多人都认为，今天中国的高清数字电视节目之所以没有广播，主是因为中国的数字电视标准迟迟没有出台。实际上这种认为是片面的。高清数字电视节目什么时候广播，主要取决于有没有高清数字电视节目源和与之对应的高清数字电视接收机；当高清数字电视节目源还很少，并且老百姓还买不起高清数字电视接收机的时候，高清数字电视节目开始过早广播，反而会浪费社会资源。

根据国外数字电视发展的经验，他们都是在高清数字电视节目广播之后，再引导普通电视用户慢慢地过渡到高清数字电视用户方面来，那些还没安装高清数字电视机的用户则可以通过安装数字电视机顶盒来收看高清数字电视节目。

但我们国家在高清电视节目还没有广播的情况下，广电部就开始引导中国的电视用户用数字电视机顶盒来收看模拟-数字电视节目。这是中国的特色，是中国赶超美国的唯一捷径，也是广电部每年要实现6390亿元收入目标，采取的最有效措施。

根据国家广电总局每年的《广电蓝皮书》报告，2003年广播电视总收入为470亿元，2006年首次突破千亿元大关，达到1099.12亿元。早在2003年，广电部就提出了要赶超中国电信的目标。2006年中国电信的营业收入为6390亿元，所以，还差5000多亿元。

为了达到这个目标，广电部从2003年就开始，由点到面进行我国有线电视模拟转数字的推广，到目前为止，全国已经有青岛、杭州、深圳、佛山、绵阳、南阳等10多个城市完成了全市整体平移，包括广西、海南、陕西、重庆等省市的有线电视模拟转数字工作都正在进入蓬勃平移的阶段。根据《2007年广电蓝皮书》透露，全国有线数字电视用户数已经突破1200万户大关，达1266.25万户，比2005年增长218.88%。全国已有25个大中城市实现有线电视数字化整体转换。

然而，也有人怀疑，用数字电视机顶盒来收看数字-模拟电视节目，不可能代表数字电视技术发展的方向，有线电视台给电视用户免费安装数字电视机顶盒，不但不能接收高清数字电视信号，连接收标清数字电视信号的效果都比原来普通电视接收模拟电视节目的效果差，这完全是给国家数字电视的发展引偏了方向，使中国的数字电视更难发展。

所谓的免费安装数字电视机顶盒，只不过是骗小孩上床，最后的成本费用还是要摊到电视用户身上。既然有线数字电视机顶盒是个好东西，为什么还要整体平移。下面我们不妨以广西有线数字电视整体平移为例，分析一下整体平移的好处。

根据报道，2006年广电部在中国西部最贫穷的省份广西投资22.9亿元，率先完成全省数字电视整体转换，其中由国家开发银行提供的10亿元中长期贷款，中国银行、交通银行、建设银行、农业银行则提供5亿元的短期流动贷贷款，负债200%。

由于是免费给电视用户安装数字电视机顶盒，广电部不可能免费提供高清数字电视机顶盒，最多只提供一个标清数字电视机顶盒。一个标清数字电视机顶盒的价格大约为500～600元，如果把前端设备的投资以及安装费用也算到电视机顶盒的身上，每个机顶盒的成本大约为800多元。这样，22.9亿元的投资可以安装286万个标清数字电视机顶盒。一般电子产品的折旧寿命为3～5年，这里对电视机顶盒的折旧率就按4年来计算，则每台每年的折旧费为200元。另外还需把银行的利息加上，假设银行的年利率为6%，每年的平均利息为52.5元。由此，可求得每台数字电视机顶盒每年的使用成本约为252.5元。

目前，广西有线数字电视用户每月收费为22元，原来每月收费为12元，相对于平移后每月增加收费10元，全年增加收费120元；相对于每台数字电视机顶盒每年亏损132.5元，这还没有包括税收部分，如果把税收也考虑进去，则每年亏损大约为140元。当然，在边收费的同时也可以边还利息，最后估计每台数字电视机顶盒每年要亏损130元。

这还是比较理想的情况，如果有些有线数字电视用户经济比较困难，或者对数字电视收看效果不满意，他看了几个月或一年之后，就不愿意再往他自己的银行户头里面存钱了，有线数字电视台对他也没办法，最多只能对他停机。这种情况估计有10～20%。由此可知，广电部在广西投资的22.9亿元，再过100年也收不回本钱。

如果全国的1亿多有线电视用户都按这种方法进行有线数字电视整体平移，估计需要投资800多亿元，并且每年最少要亏损130亿元。这笔费用一般广电部是不会从自己的口袋里掏的，他也亏不起，最后亏损的是银行，但银行亏损的钱，实际上就是全国股民的钱，因为，银行亏损后他们可以不断地印钞票往里填充，并且这也是得到政府默认的，没有政府的支持，广电部门不可能获得银行贷款。

另外，由于目前高清数字电视节目源还很少，有线电视台只能把模拟电视信号转换成数字信号来传送，相当于最初的电视图像信号是用大卡车整体包装运送的，而现在是先把货物打碎，然后改用客车或出租车来运送，最后再打包变回原样，这样的图像质量不可能比原来更好。并且，有些有线电视台以及节目运营商为了降低运营成本，很多免费送的数字电视信号接收机顶盒，都是伪劣产品。根据国际标准，数字电视信号对模拟电视信号的采样比为4:2:2，即亮度信号每取样4个点，两个色差信号应该各取2个点。但很多机顶盒生产商为了节省成本，省内存，只按4:1:1的比率对模拟电视信号进行采样。因此，用这样的数字电视机顶盒来收看数字电视信号，图像质量会变得更差。

虽然有线数字电视整体平移后可以多收几个台，但这并不是因为把模拟电视信号转换成数字电视信号后的功劳，因为原来模拟电视信号传输系统本身就可以传送最少70多个模拟电视节目信号，频率资源从来就没有用到极限。老百姓对整体平移意见也很大，他们认为这种整体平移的做法，与把你家的玻璃窗先打碎，然后再给你换个新的，最后还要向你多收钱没有什么两样。

由此看来，广电部门对有线数字电视进行整体平移，不管他的投资有没有回报，实际上对中国的高清数字电视产业发展一点都没有好处，因为数字电视机顶盒不可能代表高清数字电视发展的方向，这只能是一种技术倒退，和社会资源的浪费。

多年来，由于数字电视概念的过度炒作，很多电视机生产商满以为中国的高清数字电视时代很快就要到来了，因此，早早地就把CRT电视机的生产平台切换到LCD或PDP数字平板电视机的平台，由此引发了数字平板电视机与CRT电视机的激烈竞争，由于数字平板电视机增长速度过快，供过于求，使数字平板电视机的价格急速下滑，最后结果是，几乎所有的平板电视机生产企业均出现亏损。

根据国内主要彩电生产企业2006年年报显示，厦华2006年亏损6.5亿元，四川长虹净利润只有4000多万元，海信电器的净利润也只有1.52亿元，康佳净利润1.2亿元，而这3家企业的CRT业务的净利润都超过3亿元。为什么会出现这种矛盾的现象，原因就是：被宣称即将死亡的CRT电视，却养活了所谓的自己掘墓者平板电视。

当某类产品的市场基本饱和以后，产品的平均价格基本上就体现出顾客对商品的购买能力和购买商品的欲望。2005年彩色电视机的平均价格为1580元，2006年由于部分消费者对平板电视购买欲望的冲动，使彩电的平均价格有所上升，估计彩电的平均价格上升到了1800元左右，但并不是证明消费者的购买能力上升了；因此，后面几年，平板电视机价格下滑的现象还会继续。

我在2006年写的“中国平板电视的市场到底有多大”文章中指出：如果5年后，平板电视机真的能取代CRT电视机，则其平均价格应该下降到3300元以下，相当于每年要跌价15%。除非所有生产LCD平板电视机的厂商都是为了满足做数字游戏的乐趣，要么没有一个电视机厂商能在LCD平板电视机中赚到钱。

最近报道，深圳赛格-日立显像管厂因出现严重亏损，已经停产关闭。这好像是宣布，平板电视机又取得了一次伟大的胜利，CRT的末日就要来临了。但实际上并不是这样，深圳赛格-日立显像管厂的关闭，只是这个CRT显像管厂的战略转移，它的设备由深圳搬迁到内地，使生产成本进一步降低；因此，后面它对平板电视机的威胁力更大。

实际上中国电视机市场的划分已经越来越明显。14寸以下全部是黑白CRT电视机的市场；14寸至29寸全部是CRT电视机的市场；29寸以上全部是平板电视机的市场。三个市场井水不犯河水。2006年，中国电视机的产量分别为：黑白CRT电视机1000多万台，彩色CRT电视机接近7900万台，平板电视机510万台。2007年，估计平板电视机可能会超1000万台，但大部分都是出口；而7900万台的彩色CRT电视机产量基本保持不变。

目前中国大约有3亿多电视用户，电视机拥有量大约有3.5亿多台，其中有线电视用户为1亿多户。如果在5年内，有三分之一的普通电视用户要转为高清数字电视用户，那么需要更新1亿台电视机；假设每台40寸以上的大屏幕高清数字电视机单价为1万元，则总投资为1万亿元；电视台平均每个星期播放一次以上高清电视剧节目，平均每个高清电视剧投资1亿元，5年一共投资260亿元。把两项投资合在一起总投资为10260亿元，平均每年为2052亿元。这些费用将要全部摊到1亿个数字电视用户的身上，平均每户每年2052元；这个还没有包括电视运营商的管理费和利润。

如果把广电部每年5000多亿元收入的三分之一也摊到1亿个数字电视用户身上，那么，每个数字电视用户需要摊1700元。这样实现数字电视广播后，每个数字电视用户每年的支出大约为3750元。这笔费用，对于美国人来说是难以承受之轻，而对中国老百姓来说就是难以承受之重。

中国的高清数字电视什么时候才能真正发展起来，主要取决于两个方面：一个是电视台有没有高清数字电视节目源；另一个是中国的老百姓能不能买得起高清数字电视机，以及能不能交得起广电部每年5000多亿元的费用。

现在中国还是一个发展中国家。2005年10月，中国还在接受联合国最后一批物资援助；这说明，中国才刚刚摘掉贫困国家的帽子，中国的人均产值在全世界排名还在很后头，还没达到2000美元，离跨入发达国家的行列还很远。很多人不了解这种情况，以为我们国家的神舟5号都能上天了，难道我们连数字电视都搞不出来吗？

如果拿神舟5号作为历史标签跟发达国家相比，那么，我们在技术上比其它先进国家落后还要更远。我们曾记得，1961年4月12日莫斯科时间上午9时零7分，加加林乘坐“东方”1号宇宙飞船从拜克努尔发射场起航，在最大高度为301公里的轨道上绕地球一周，历时1小时48分钟，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。我们国家的神舟5号不是相隔了整整42年才实现这个愿望的吗？

　　1、加密技术概述

　　一个密码系统的安全性只在于密钥的保密性，而不在算法的保密性。

　　对纯数据的加密的确是这样。对于你不愿意让他看到这些数据（数据的明文）的人，用可靠的加密算法，只要破解者不知道被加密数据的密码，他就不可解读这些数据。

　 　但是，软件的加密不同于数据的加密，它只能是“隐藏”。不管你愿意不愿意让他（合法用户，或 Cracker）看见这些数据（软件的明文），软件最终总要在机器上运行，对机器，它就必须是明文。既然机器可以“看见”这些明文，那么 Cracker，通过一些技术，也可以看到这些明文。

　　于是，从理论上，任何软件加密技术都可以破解。只是破解的难度不同而已。有的要让最高明的 Cracker 忙上几个月，有的可能不费吹灰之力，就被破解了。

　　所以，反盗版的任务（技术上的反盗版，而非行政上的反盗版）就是增加 Cracker 的破解难度。让他们花费在破解软件上的成本，比他破解这个软件的获利还要高。这样 Cracker 的破解变得毫无意义——谁会花比正版软件更多的钱去买盗版软件？  

　　2、密码学简介

　　2.1   概念

　　（1） 发送者和接收者

　　假设发送者想发送消息给接收者，且想安全地发送信息：她想确信偷听者不能阅读发送的消息。

　　（2） 消息和加密

　　消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过程称为解密。

　　明文用M（消息）或P（明文）表示，它可能是比特流（文本文件、位图、数字化的语音流或数字化的视频图像）。至于涉及到计算机，P是简单的二进制数据。明文可被传送或存储，无论在哪种情况，M指待加密的消息。

　　密文用C表示，它也是二进制数据，有时和M一样大，有时稍大（通过压缩和加密的结合，C有可能比P小些。然而，单单加密通常达不到这一点）。加密函数E作用于M得到密文C，用数学表示为：

　　E（M）=C.

　　相反地，解密函数D作用于C产生M

　　D（C）=M.

　　先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来，下面的等式必须成立：

　　D（E（M））=M

　　（3） 鉴别、完整性和抗抵赖

　　除了提供机密性外，密码学通常有其它的作用：.

　　（a） 鉴别

　　消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。

　　（b） 完整性检验

　　消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。

　　（c） 抗抵赖

　　发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息。

　　（4） 算法和密钥

　　密码算法也叫密码，是用于加密和解密的数学函数。（通常情况下，有两个相关的函数：一个用作加密，另一个用作解密）

　 　如果算法的保密性是基于保持算法的秘密，这种算法称为受限制的算法。受限制的算法具有历史意义，但按现在的标准，它们的保密性已远远不够。大的或经常变 换的用户组织不能使用它们，因为每有一个用户离开这个组织，其它的用户就必须改换另外不同的算法。如果有人无意暴露了这个秘密，所有人都必须改变他们的算 法。

　　更糟的是，受限制的密码算法不可能进行质量控制或标准化。每个用户组织必须有他们自己的唯一算法。这样的组织不可能采用流行的硬件 或软件产品。但窃听者却可以买到这些流行产品并学习算法，于是用户不得不自己编写算法并予以实现，如果这个组织中没有好的密码学家，那么他们就无法知道他 们是否拥有安全的算法。

　　尽管有这些主要缺陷，受限制的算法对低密级的应用来说还是很流行的，用户或者没有认识到或者不在乎他们系统中内在的问题。

　　现代密码学用密钥解决了这个问题，密钥用K表示。K可以是很多数值里的任意值。密钥K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥（即运算都依赖于密钥，并用K作为下标表示），这样，加/解密函数现在变成：

　　EK（M）=C

　　DK（C）=M.

　　DK（EK（M））=M.

　　有些算法使用不同的加密密钥和解密密钥，也就是说加密密钥K1与相应的解密密钥K2不同，在这种情况下：

　　EK1（M）=C

　　DK2（C）=M

　　DK2 （EK1（M））=M

　　所有这些算法的安全性都基于密钥的安全性；而不是基于算法的细节的安全性。这就意味着算法可以公开，也可以被分析，可以大量生产使用算法的产品，即使偷听者知道你的算法也没有关系；如果他不知道你使用的具体密钥，他就不可能阅读你的消息。

　　密码系统由算法、以及所有可能的明文、密文和密钥组成的。

　　基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法。下面将分别介绍：

　　2.2   对称密码算法

　 　对称算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。在大多数对称算法中，加/解密密钥是相同的。这些算法也叫秘密密 钥算法或单密钥算法，它要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加/解密。 只要通信需要保密，密钥就必须保密。

　　对称算法的加密和解密表示为：

　　EK（M）=C

　　DK（C）=M

　 　对称算法可分为两类。一次只对明文中的单个比特（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。另一类算法是对明文的一组比特亚行运算，这些比特组称 为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。现代计算机密码算法的典型分组长度为64比特——这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便使用（在计 算机出现前，算法普遍地每次只对明文的一个字符运算，可认为是序列密码对字符序列的运算）。

　　2.3   公开密码算法

　 　公开密钥算法（也叫非对称算法）是这样设计的：用作加密的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不能根据加密密钥计算出来（至少在合理假定的长时间 内）。之所以叫做公开密钥算法，是因为加密密钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息，但只有用相应的解密密钥才能解密信息。在这些系统中，加密密钥叫 做公开密钥（简称公钥），解密密钥叫做私人密钥（简称私钥）。私人密钥有时也叫秘密密钥。为了避免与对称算法混淆，此处不用秘密密钥这个名字。

　　用公开密钥K加密表示为

　　EK（M）=C.

　　虽然公开密钥和私人密钥是不同的，但用相应的私人密钥解密可表示为：

　　DK（C）=M

　　有时消息用私人密钥加密而用公开密钥解密，这用于数字签名（后面将详细介绍），尽管可能产生混淆，但这些运算可分别表示为：

　　EK（M）=C

　　DK（C）=M

　　当前的公开密码算法的速度，比起对称密码算法，要慢的多，这使得公开密码算法在大数据量的加密中应用有限。

　　2.4   单向散列函数

　　单向散列函数 H（M） 作用于一个任意长度的消息 M，它返回一个固定长度的散列值 h，其中 h 的长度为 m .

　　输入为任意长度且输出为固定长度的函数有很多种，但单向散列函数还有使其单向的其它特性：

　　（1） 给定 M ，很容易计算 h ；

　　（2） 给定 h ，根据 H（M） = h 计算 M 很难 ；

　　（3） 给定 M ，要找到另一个消息 M‘ 并满足 H（M） = H（M’） 很难。

　　在许多应用中，仅有单向性是不够的，还需要称之为“抗碰撞”的条件：

　　要找出两个随机的消息 M 和 M‘，使 H（M） = H（M’） 满足很难。

　　由于散列函数的这些特性，由于公开密码算法的计算速度往往很慢，所以，在一些密码协议中，它可以作为一个消息 M 的摘要，代替原始消息 M，让发送者为 H（M） 签名而不是对 M 签名 .

　　如 SHA 散列算法用于数字签名协议 DSA中。

　　2.5   数字签名

　　提到数字签名就离不开公开密码系统和散列技术。

　　有几种公钥算法能用作数字签名。在一些算法中，例如RSA，公钥或者私钥都可用作加密。用你的私钥加密文件，你就拥有安全的数字签名。在其它情况下，如DSA，算法便区分开来了？？数字签名算法不能用于加密。这种思想首先由Diffie和Hellman提出 .

　　基本协议是简单的 ：

　　（1） A 用她的私钥对文件加密，从而对文件签名。

　　（2） A 将签名的文件传给B.

　　（3） B用A的公钥解密文件，从而验证签名。

　　这个协议中，只需要证明A的公钥的确是她的。如果B不能完成第（3）步，那么他知道签名是无效的。

　　这个协议也满足以下特征：

　　（1） 签名是可信的。当B用A的公钥验证信息时，他知道是由A签名的。

　　（2） 签名是不可伪造的。只有A知道她的私钥。

　　（3） 签名是不可重用的。签名是文件的函数，并且不可能转换成另外的文件。

　　（4） 被签名的文件是不可改变的。如果文件有任何改变，文件就不可能用A的公钥验证。

　　（5） 签名是不可抵赖的。B不用A的帮助就能验证A的签名。

　　在实际应用中，因为公共密码算法的速度太慢，签名者往往是对消息的散列签名而不是对消息本身签名。这样做并不会降低签名的可信性。

　　3    当前流行的一些软件保护技术

　　3.1   序列号保护

　　数学算法一项都是密码加密的核心，但在一般的软件加密中，它似乎并不太为人们关心，因为大多数时候软件加密本身实现的都是一种编程的技巧。但近几年来随着序列号加密程序的普及，数学算法在软件加密中的比重似乎是越来越大了。

　 　看看在网络上大行其道的序列号加密的工作原理。当用户从网络上下载某个shareware——共享软件后，一般都有使用时间上的限制，当过了共享软件的 试用期后，你必须到这个软件的公司去注册后方能继续使用。注册过程一般是用户把自己的私人信息（一般主要指名字）连同信用卡号码告诉给软件公司，软件公司 会根据用户的信息计算出一个序列码，在用户得到这个序列码后，按照注册需要的步骤在软件中输入注册信息和注册码，其注册信息的合法性由软件验证通过后，软 件就会取消掉本身的各种限制，这种加密实现起来比较简单，不需要额外的成本，用户购买也非常方便，在互联网上的软件80%都是以这种方式来保护的。

　　软件验证序列号的合法性过程，其实就是验证用户名和序列号之间的换算关系是否正确的过程。其验证最基本的有两种，一种是按用户输入的姓名来生成注册码，再同用户输入的注册码比较，公式表示如下：

　　序列号 = F（用户名）

　　但这种方法等于在用户软件中再现了软件公司生成注册码的过程，实际上是非常不安全的，不论其换算过程多么复杂，解密者只需把你的换算过程从程序中提取出来就可以编制一个通用的注册程序。

　　另外一种是通过注册码来验证用户名的正确性，公式表示如下：

　　用户名称 = F逆（序列号） （如ACDSEE）

　　这其实是软件公司注册码计算过程的反算法，如果正向算法与反向算法不是对称算法的话，对于解密者来说，的确有些困难，但这种算法相当不好设计。

　　于是有人考虑到以下的算法：

　　F1（用户名称） = F2（序列号）

　 　F1、F2是两种完全不同的的算法，但用户名通过F1算法计算出的特征字等于序列号通过F2算法计算出的特征字，这种算法在设计上比较简单，保密性相对 以上两种算法也要好的多。如果能够把F1、F2算法设计成不可逆算法的话，保密性相当的好；可一旦解密者找到其中之一的反算法的话，这种算法就不安全了。 一元算法的设计看来再如何努力也很难有太大的突破，那么二元呢？

　　特定值 = F（用户名，序列号）

　　这个算法看上去相 当不错，用户名称与序列号之间的关系不再那么清晰了，但同时也失去了用户名于序列号的一一对应关系，软件开发者必须自己维护用户名称与序列号之间的唯一 性，但这似乎不是难以办到的事，建个数据库就可以了。当然也可以把用户名称和序列号分为几个部分来构造多元的算法。

　　特定值 = F（用户名1，用户名2，...序列号1，序列号2...）

　　现有的序列号加密算法大多是软件开发者自行设计的，大部分相当简单。而且有些算法作者虽然下了很大的功夫，效果却往往得不到它所希望的结果。

　　3.2   时间限制

　　有些程序的试用版每次运行都有时间限制，例如运行10分钟或20分钟就停止工作，必须重新运行该程序才能正常工作。这些程序里面自然有个定时器来统计程序运行的时间。

　　这种方法使用的较少。

　　3.3   Key File 保护

　 　Key File（注册文件）是一种利用文件来注册软件的保护方式。Key File一般是一个小文件，可以是纯文本文件，也可以是包含不可显示字符的二进制文件，其内容是一些加密过或未加密的数据，其中可能有用户名、注册码等信 息。文件格式则由软件作者自己定义。试用版软件没有注册文件，当用户向作者付费注册之后，会收到作者寄来的注册文件，其中可能包含用户的个人信息。用户只 要将该文件放入指定的目录，就可以让软件成为正式版。该文件一般是放在软件的安装目录中或系统目录下。软件每次启动时，从该文件中读取数据，然后利用某种 算法进行处理，根据处理的结果判断是否为正确的注册文件，如果正确则以注册版模式来运行。

　　这种保护方法使用也不多。

　　3.4   CD-check

　 　即光盘保护技术。程序在启动时判断光驱中的光盘上是否存在特定的文件，如果不存在则认为用户没有正版光盘，拒绝运行。在程序运行的过程当中一般不再检查 光盘的存在与否。Windows下的具体实现一般是这样的：先用GetLogicalDriveStrings（ ）或GetLogicalDrives（ ）得到系统中安装的所有驱动器的列表，然后再用GetDriveType（ ）检查每一个驱动器，如果是光驱则用CreateFileA（ ）或FindFirstFileA（ ）等函数检查特定的文件存在与否，并可能进一步地检查文件的属性、大小、内容等。

　　3.5   软件狗

　　软件狗是一种智 能型加密工具。它是一个安装在并口、串口等接口上的硬件电路，同时有一套使用于各种语言的接口软件和工具软件。当被狗保护的软件运行时，程序向插在计算机 上的软件狗发出查询命令，软件狗迅速计算查询并给出响应，正确的响应保证软件继续运行。如果没有软件狗，程序将不能运行，复杂的软硬件技术结合在一起防止 软件盗版。真正有商业价值得软件一般都用软件狗来保护。

　　平时常见的狗主要有“洋狗”（国外狗）和“土狗”（国产狗）。这里“洋狗”主要 指美国的彩虹和以色列的HASP，“土狗”主要有金天地（现在与美国彩虹合资，叫“彩虹天地”）、深思、尖石。总的说来，“洋狗”在软件接口、加壳、反跟 踪等“软”方面没有“土狗”好，但在硬件上破解难度非常大；而“土狗”在软的方面做的很好，但在硬件上不如“洋狗”，稍有单片机功力的人，都可以复制。

　　3.6   软盘加密

　　通过在软盘上格式化一些非标准磁道，在这些磁道上写入一些数据，如软件的解密密钥等等。这种软盘成为“钥匙盘”。软件运行时用户将软盘插入，软件读取这些磁道中的数据，判断是否合法的“钥匙盘”。

　　软盘加密还有其它一些技术，如弱位加密等等。

　　随着近年来软盘的没落，这种方法基本上退出了历史舞台。

　　3.7   将软件与机器硬件信息结合

　 　用户得到（买到或从网上下载）软件后，安装时软件从用户的机器上取得该机器的一些硬件信息（如硬盘序列号、BOIS序列号等等），然后把这些信息和用户 的序列号、用户名等进行计算，从而在一定程度上将软件和硬件部分绑定。用户需要把这一序列号用Email、电话或邮寄等方法寄给软件提供商或开发商，软件 开发商利用注册机（软件）产生该软件的注册号寄给用户即可。软件加密虽然加密强度比硬件方法较弱，但它具有非常廉价的成本、方便的使用方法等优点。非常适 合做为采用光盘（CDROM）等方式发授软件的加密方案。

　　此种加密算法的优点

　　·    不同机器注册码不同。用户获得一个密码只能在一台机器上注册使用软件。不同于目前大多软件采用的注册方法，即只要知道注册码，可在任何机器上安装注册。

　　·    不需要任何硬件或软盘

　　·    可以选择控制软件运行在什么机器、运行多长时间或次数等

　　·    可让软件在不注册前的功能为演示软件，只能运行一段时间或部分功能。注册后就立即变为正式软件

　　·    采用特别技术，解密者很难找到产生注册号码的规律

　　·    在使用注册号产生软件（注册机）时可采用使用密码、密钥盘、总次数限制等方法

　　·    方便易用，价格低廉。

　　这种加密还有以下特点

　　1、 注册加密的软件，只能在一台机器上安装使用。把软件拷贝到其它机器上不能运行。

　　2、 若用户想在另一机器上安装运行，必须把软件在这一机器上运行时的序列号，寄给软件出版商换取注册密码。当然应再交一份软件费用。

　　3、 此加密方法特别适应在因特网上发布的软件及用光盘发布的软件。

　　注释：

　　1、“加密技术概述”部分内容参考了大学教材“密码学基础”。

　　2、“当前流行的一些软件保护技术”部分内容参考了“加密与解密--软件保护技术及完全解决方案”一文。

　　在寻找优秀的指挥的时候，您首先要找的是一名优秀的音乐演奏家。但并非每个音乐演奏家都能成为优秀的指挥。架构师的专业发展方面也与此类似。越来越多的 IT 组织开始认识到良好软件体系结构的重要性，架构师职业正迅速发展为 IT 内一个独立的门类。由于要从相当小的候选范围内招募架构师，因此这就给管理带来了一些新挑战。即使人力资源部门找到了候选者，针对经验进行的筛选也比其他门类更为严格。跨越这些障碍的最快方式是要认识到，大部分好的架构师同时也是好的开发人员，因此寻找架构师人才时可能首先应该从普通开发人员中找起。招聘人员在对候选者(内部或外部)进行详细审查时，应该考虑这个观点。不过，对此资源进行挑选可能比较麻烦，因为只有极少的优秀开发人员具有成为架构师的特征或愿望。

　　本文列出了开发人员成为架构师要进行的工作。我将从可能考虑进行此转型的开发人员和评估进行此转型的开发人员的经理这两个方面来探讨这一问题。我还将提供一系列在做出这些决策时要考虑的因素。

　　个人特征

　　软件开发团队和管理层之间的联系始终是 IT 中的一个关键所在。二者都倾向于以完全不同的方式考虑给定的问题。大部分相关技术都是讨论项目经理应如何跟踪和解释开发人员的进度和问题。但沟通不足的情况仍然非常普遍，而且这是项目失败的首要原因。好的架构师是解决这个问题的最有效办法。架构师的主要责任是提供开发人员和项目经理之间的共用沟通媒体。他们负责让业务规则及需求与工程实践及限制相适应，以确保成功。以下是成功架构师的一些主要特征。

　　愿意并有能力进行沟通：在开发人员中发现架构师的最有价值标准是有效的沟通。您需要技术娴熟、经验丰富的开发人员，这样的人员需要有就项目中的业务相关问题进行沟通的经历。架构师经常必须对理解方面的差距进行预计，然后才能有所贡献。他们必须愿意克服困难来确保技术和业务观点的融合。他们并不必对意见交换工作进行计划和协调;这仍然主要是项目经理的工作。他们的任务是确定表述系统设计时的最佳工具和构件，以促进有效的意见交换。他们必须能够判断当前方法显得不足而需要采用新方法的情况。写作技能也非常重要，还需要具有制作草图的技能或使用制图软件的能力。

　　具有处理谈判细节方面的经验：架构师经常需要负责讨论系统开发的技术折衷方案。优先级的冲突可能会带来实践限制、风险规避或可能导致在各个不同业务组之间需求不同。优秀的架构师能够有效地评估技术可能性，并能在不损失项目的主要价值的前提下制订开发计划来处理各种利害关系和限制。这与前面讨论的沟通技能紧密相关，但同时也要体现架构师的技术能力。好的架构师候选者应该是经常帮助对有争议的讨论进行引导的人，能够使讨论得出新的想法，而不会使其在一个位置停滞不前。

　　自觉主动;积极解决设计问题：架构师的日常工作目标经常并不明确。很多开发人员直接参考功能规范来列出任务清单。架构师通常则是向这些开发人员提供所需结构的人员，以便尽可能提高工作效率。好的候选者不仅进行沟通方面的工作，而且也会预计各种设计问题并加以解决——通常在没有任何具体指示的情况下自觉进行。无论所分配的职责如何，积极参与项目的开发人员都有机会从一起工作的人员中脱颖而出。

　　抽象思维和分析：架构师必须能够理解表述模糊的概念并将其变成相关各方能够理解的项目构件。他们必须能够理解抽象概念，并以具体的语言对其进行沟通。开发人员中好的候选者经常要求或自己主动解释开发生命周期中容易混淆的问题。他们能迅速评估各种想法并将其纳入后续工作的操作建议中。

　　开发人员经常具有很强的数学能力，而好的架构师则倾向于表现出更强的口头表达能力。管理人员经常说开发人员具有“工程意识”，而这是一个用于评估架构师的非常有意义的方面。架构师应该具有很强的解决技术问题的能力，但还必须能够准确获知更为全面的人员如何与技术交互的信息。这要求具有某种形式的抽象思维(而不再是代码的细节)，这种思维能力可能较难形成。

　　有些人认为，某种级别的正式教育是成为优秀开发人员的必备条件之一，我并不同意这种精英论。我遇到了很多高中就辍学的优秀开发人员。不过，对于体系结构设计工作，我的个人经验以及我对所需能力的认识都让我相信，好的架构师通常至少获得了一个有挑战性的学士学位。

　　跟踪生命周期

　　好的架构师通常有在具备定义良好的软件开发生命周期(Software Development Life Cycle，SDLC)的组织工作的经验。架构师必须理解在其所属专业内最重要的操作过程。这并不意味着需要有其他前提，例如，并不需要高能力成熟度模型(Capability Maturity Model，CMM)级别的工作经验。好的架构师可能来自使用 SDLC 的多个小型迭代的极限编程(Extreme Programming，XP)方法的组织。务必注意各种传统软件开发操作，如 Michael A. Jackson 的方法：Jackson 结构编程(Jackson Structured Programming，JSP)和 Jackson 系统开发(Jackson System Development，JSD)。Jackson 的研究对架构师职业发展的意义就像 Donald Knuth 的研究对程序员一样重要。架构师可以偏爱任何经典的、经过时间考验的软件系统开发方法。

　　SDLC 也可以成为评估架构师合适人选的有用机制。每个 SDLC 阶段都具有能提供相关线索的特征。SDLC 包含很多小的变体，但在此部分，我将使用几乎所有方法的公共基础部分。下面的列表详细说明了 SDLC 的各个阶段，并列出了好的架构师候选者在每个阶段表现出来的特征。

• 　　分析：在分析期间，好的架构师会考虑非技术影响，以便了解需求和将在其中进行开发的环境。架构师可为风险评估任务带来广泛的软件经验供参考。寻找具有丰富经验的开发人员，以帮助业务部门理解技术人员正确解释需求所需的信息。寻找在开发的早期阶段能够预计可能遇到的问题的开发人员。
• 　　设计：在高级设计期间，好的架构师会收集问题空间的各个抽象元素，并就其进行沟通，以便开发团队草拟将要开发的系统的相关图表。架构师负责将需求谨慎地映射到所得到的系统体系结构的功能。在详细设计期间，他们所扮演的角色并不是核心角色，但为了根据整个系统的规则对特定模块的元素进行审查，仍然需要他们。寻找善于让团队能够预计设计决策对最终系统的影响的开发人员。寻找善于确定一些最佳构件来促进与技术和非技术受众沟通设计问题的开发人员。
• 　　实现：在实现期间，架构师对项目进行引导，以确保其符合系统体系结构。他们在一线评估技术更改请求，并确定如何对设计进行调整，以最好地处理此类请求。架构师还要密切了解开发人员的进度，特别要跟踪系统中模块间的集成点的状态。寻找经常对讨论进行引导来连接多个子系统的开发人员。寻找项目经理可以依赖其快速地进行与更改和出现的问题相关的风险评估的开发人员。
• 　　测试：架构师对系统集成和用户接受度测试进行指导，并负责评估进度的正确沟通的持续测试结果。寻找理解错误模式且善于将测试复查结果转换为行动计划的开发人员。
• 　　维护：在维护期间，架构师将发起关于系统集成的讨论。无论处理 IT 基础设施问题，还是确保部门之间的技术合作，架构师都必须完全理解应用程序，必须快速学习姊妹应用程序的体系结构，而且必须就集成点和风险进行有效沟通。寻找具有系统集成经验且表现出快速掌握全貌的能力的开发人员。系统集成是一项独特的任务。

　　架构师培养建议

　　有些组织能比其他组织更有效地进行架构师培养。如果充分考虑到招聘此类新专业人才的困难，努力促成能鼓励开发人员发展为架构师的环境是非常明智的策略。但务必避免对不愿意或不适合走这条路的开发人员进行处罚。组织应该为开发人员制订多条发展路线，包括那些愿意继续担任开发人员的人。对架构师而言，资深开发人员不可或缺。他们可以实现系统中最关键的模块。通过对其他开发人员进行代码检查和测试支持，他们可帮助确保总体软件质量，而如果质量不能保证，即使最好的体系结构也毫无用处。

　　组织应制订个人评估程序，以鼓励开发人员考虑其职业目标，其中要包含体系结构设计的选项。应该鼓励经理在其下属中寻找体系结构设计人才。应该实现指导计划，让架构师与希望成为架构师的开发人员协作工作。应该鼓励开发人员通过参加各种协会、撰写文章和参加会议，从而参与到专业领域中来。通过这样参与进来，可帮助开发人员从新的角度理解系统，并帮助他们更好地就其认识进行沟通。这样还能培养可提高效率的重要创新想法。

　　结束语

　　开发人员一旦迈出了通向体系结构设计专业方向的第一步，就可以利用很多资源来获得帮助，其中包括很多来自 IBM 的资源。有时候，此过程的最困难的部分就是第一步，而本文提供了一些线索和提示，经理和开发人员可以利用其来评估应该鼓励哪些人努力成为架构师。