BR102014004427A2 - dispositivo para gerar uma chave criptografada e método para fornecer uma chave criptografada para um receptor - Google Patents
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Abstract
dispositivo para gerar uma chave criptografada e método para fornecer uma chave criptografada para um receptor. um dispositivo (100) para gerar uma chave mestra criptografada. o dispositivo (100) compreende pelo menos uma interface de entrada configurada para receber um identificador de receptor (stbi), um identificador de provedor de serviços (ld(k)) e uma chave mestra (kmj,k) para o provedor de serviços; uma memória configurada para armazenar um segredo do dispositivo; um processador configurado para: processar o identificador de receptor usando o segredo para obter uma chave raiz (kri), processar o identificador de provedor de serviços usando a chave raiz para obter uma chave superior (kti,k) e processar a chave mestra usando a chave superior para obter uma chave mestra criptografada (w(i,k)); e uma interface de saída configurada para enviar a chave mestra criptografada. também é fornecido um método para fornecer uma chave mestra criptografada para um receptor. uma vantagem é que o dispositivo pode capacitar um novo provedor de serviços para fornecer serviços para um receptor usando um cartão inteligente já implementado.
Description
“DISPOSITIVO PARA GERAR UMA CHAVE CRIPTOGRAFADA E MÉTODO PARA FORNECER UMA CHAVE CRIPTOGRAFADA PARA UM RECEPTOR” CAMPO TÉCNICO [001 ]A presente invenção diz respeito de uma maneira geral a sistemas criptográficos e em particular à capacitação de uma implementação de serviço necessitando de chaves criptográficas fornecidas por novos provedores de serviços de uma maneira segura.
ANTECEDENTES [002] Esta seção é pretendida para apresentar ao leitor vários aspectos da técnica, os quais podem estar relacionados com vários aspectos da presente invenção que serão descritos e/ou reivindicados a seguir. Acredita-se que esta discussão seja útil ao prover o leitor com informação anterior para facilitar um melhor entendimento dos vários aspectos da presente invenção. Desta maneira, deve ser entendido que estas declarações são para ser lidas com esta finalidade, e não como admissões de técnica anterior. [003] Sistemas de acesso condiciona! (os quais serão usados como um exemplo não limitativo) para televisão (e outras mídias) têm sido usados por toda parte desde muito tempo para proteger diferentes tipos de conteúdo. Falando de forma resumida, em um sistema como este, um provedor de serviços obtém conteúdo de um provedor de conteúdo e usa o sistema de acesso condicional (CAS) para proteger o conteúdo, notavelmente usando criptografia, antes da entrega para um cliente. O cliente de uma maneira geral tem algum tipo de decodificador que implementa parte do sistema de acesso condicional e assim verifica se o usuário tem os direitos para acessar o conteúdo e, se assim, descriptografa e renderiza o conteúdo. [004] Tal como é bem conhecido, no usuário final, a parte do CAS frequentemente é implementada em um cartão inteligente (o qual será usado neste documento como um exemplo não límitativo de um módulo de segurança) que é inserido de modo removível no decodificador. O cartão inteligente é fornecido, pelo menos indiretamente, pelo provedor CAS que garante a segurança do sistema: não deve ser possível extrair do cartão inteligente nem a chave mestra decodificadora Km, nem as chaves que são obtidas por meio de seu uso. [005] A figura 1 ilustra um primeiro esquema de técnica anterior para acessar um serviço. Para permitir a um decodificador equipado com um cartão inteligente com identificador STBi acesso a um serviço j, criptografado usando uma chave de serviço Kj (vantajosamente comum para todos os decodificadores no sistema), o provedor de serviços criptografa o serviço j usando um algoritmo de criptografia simétrica (tal como, por exemplo, o Padrão de Criptografia Avançado, AES) e a chave de serviço Kj antes da transmissão. O provedor de serviços também criptografa a chave de serviço Kj, a qual pode ser comum para todos os decodificadores, usando uma chave que corresponde à chave mestra Krrij e, preferivelmente, ao algoritmo de criptografia simétrica e transmite o serviço criptografado E{Kj}(j) e uma mensagem M(i,j) com a chave de serviço criptografada para o decodificador. [006] O decodificador primeiro descriptografa a mensagem M(i,j) usando o algoritmo de criptografia simétrica e sua chave mestra Km, para obter a chave de serviço Kj que é usada com o algoritmo de criptografia simétrica para descriptografia do serviço criptografado E{Kj}(j) para obter o serviço j. Uma vez que a chave mestra Kmi é específica para o decodificador, ele é o único decodificador que pode descriptografar o serviço usando a mensagem M(i,j). [0Q7]A figura 2 ilustra um segundo esquema de técnica anterior para acesso a um serviço. A fim de capacitar mais flexibilidade e mais segurança no sistema, frequentemente é preferível usar uma chave de sessão Ksjit para o serviço j e, tipicamente, um período de tempo t. Neste caso o provedor de serviços criptografa o serviço j usando a chave de sessão Ksjit para obter um serviço criptografado E{KSjit}(j), cripto- grafa a chave de sessão Ks(j,í) usando a chave de serviço Kj para obter uma primeira mensagem T(j,t), e criptografa a chave de serviço Kj usando a chave mestra de-codificadora Km,· para obter uma segunda mensagem M(i,j). O serviço criptografado E{Kj,t}(j), a primeira mensagem T(j,t) e a segunda mensagem M(i,j) são enviados, não necessariamente ao mesmo tempo, para o decodificador. [008] Taf como na figura 1, o decodificador reverte as operações. Ele descriptogra-fa a segunda mensagem M(i,j) usando a chave mestra decodificadora Km, para obter a chave de serviço Kj, e descriptografa a primeira mensagem T(j,t) usando a chave de serviço Kj para obter a chave de sessão que é usada para descriptografar o serviço criptografado E{KSj,t}(j) para obter o serviço j. [009] Os esquemas ilustrados nas figuras 1 e 2 trabalham bem em sistemas com um único provedor de serviços. Entretanto, recentemente os decodificadores começaram a evoluir a partir de ‘meramente’ fornecer descriptografia de conteúdo para incluir novas aplicações. Exemplos de tais novas aplicações compreendem: •Transmissão de serviços de valores agregados, em um formato compactado, destinados para outros dispositivos na rede doméstica do usuário, por exemplo, um segundo decodificador, um telefone inteligente ou um computador tabular. •Transferência e execução de aplicações tais como jogos de um armazenamento de aplicações (por exemplo, Apple Store, Freebox Revolution). •O provedor de conteúdo pode fornecer serviços de valores agregados via decodificador para o usuário, em que os serviços de valores agregados não estão sob o controle do provedor de serviços ou do provedor CAS. [010] Isto significa que as responsabilidades do CAS estão evoluindo. Anteriormente fiadores para a segurança do sistema total, eles se tornaram responsáveis pela segurança dos serviços de valores agregados do provedor de serviços enquanto que eles ao mesmo tempo ‘compartilham’ o decodificador com outros provedores de serviços ‘secundários’. [011] É provável que os provedores de serviços secundários demandem sua própria funcionalidade de segurança para proteger seus serviços no decodificador e que esta funcionalidade forneça um nível de segurança pelo menos igual àquele do CAS. [012] É possível adicionar mais provedores de serviços, por exemplo, ao adicionar um andar em cima dos elementos ilustrados nas figuras 1 e 2, Um esquema como este está ilustrado na figura 3 que estende o esquema ilustrado na figura 1. [013] Os provedores de serviços adicionais têm suas chaves mestras Kmi<k, criptografadas usando uma chave raiz para STBi Kr, para obter uma chave mestra criptografada W(i,k), onde i é o índice de STBi e k é o índice do provedor de serviços. Esta chave mestra criptografada W(i,k) pode ser obtida usando o cartão inteligente ao fornecer a chave mestra Kn\k para o cartão inteligente que, desde que um fusível específico não tem sido estourado, criptografa a chave mestra Kmj,k usando a chave raiz Κη e produz a chave mestra criptografada W(i,k). A chave mestra criptografada W(i,k) pode então ser armazenada fora do cartão inteligente, por exemplo, em uma memória flash. Entretanto, uma vez que o fusível é estourado, o cartão inteligente não criptografa chaves, e ele somente descriptografa chaves criptografadas. [014] É para ser notado que não é necessário conhecer a chave raiz, mas é impossível adicionar provedores de serviços durante a vida útil do cartão inteligente, uma vez que o fusível por razões de segurança é estourado antes da entrega para o usuário final. Embora criptografia seja igual à descriptografia em criptografia simétrica, não é possível fornecer uma chave para ‘descriptografia’ e esperar para obter a chave ‘descriptografada’, sendo a mesma tal como criptografada, uma vez que somente o serviço descriptografado é produzido pelo cartão inteligente; as chaves intermediárias ficam retidas no interior. [015] O decodificador i recebe a chave mestra criptografada W(i,k) e a descriptografa usando a chave raiz Krj e produz a chave mestra Kmikl a qual é usada para descriptografar uma segunda mensagem (M,i,j,k) para obter uma chave de serviço Kj k para o provedor de serviços k. A chave de serviço Kj k é então usada para des-criptografar o serviço criptografado E{KSj,k}(j,k) para obter o serviço j,k livre de suspeita. [016] Ta! como pode ser visto, existem diversos autores envolvidos: um fabricante de cartão inteligente, um integrador que fabrica o decodificador, um ou mais provedores de serviços e cliente que fornece o decodificador para os usuários finais. Embora as soluções de técnica anterior permitam personalizar o cartão inteligente para trabalhar com diversos provedores de serviços ao adicionar suas chaves, o número está limitado ao número de fusíveis em uma memória flash Programável Uma Única Vez no cartão inteligente (um fusível é estourado por chave adicionada). Além do mais, uma vez que as chaves devem ser adicionadas na fábrica usando uma máquina especial, estes provedores de serviços devem ser conhecidos antes de o cartão inteligente personalizado ser entregue. [017] Será assim percebido que existe uma necessidade de um sistema que permita a um usuário final acessar provedores de serviços não considerados inicialmente. Por razões de segurança, o fabricante de decodificador deve controlar a adição de provedores de serviços, e as chaves secretas dos provedores de serviços não devem ser tornadas conhecidas para outros autores, em particular para outros provedores de serviços. [018] A presente invenção fornece uma possibilidade como esta.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [019] Em um primeiro aspecto, a invenção diz respeito a um dispositivo para gerar uma chave mestra criptografada. O dispositivo compreende pelo menos uma interface de entrada configurada para receber um identificador de receptor, um identificador de provedor de serviços e uma chave mestra para o provedor de serviços; uma memória configurada para armazenar um segredo do dispositivo; um processador configurado para: processar o identificador de receptor usando o segredo para obter uma chave raiz, processar o identificador de provedor de serviços usando a chave raiz para obter uma chave superior, e processar a chave mestra usando a chave superior para obter uma chave mestra criptografada; e uma interface de saída configurada para enviar a chave mestra criptografada. [020] Em uma primeira modalidade o dispositivo é implementado em um Módulo Seguro de Hardware. [021] Em uma segunda modalidade, o dispositivo é implementado em um cartão inteligente. [022] Em uma terceira modalidade, o processador é configurado para descripto-grafar o identificador de receptor usando o segredo como chave de descriptografia. [023] Em uma quarta modalidade, o processador é configurado para criptografar o identificador de provedor de serviços usando a chave raiz como chave de criptografia. [024] Em uma quinta modalidade, o processador é configurado para cri ptog rafar a chave mestra usando a chave superior como chave de criptografia. [025] Em um segundo aspecto, a invenção diz respeito a um método de fornecer uma chave mestra criptografada para um receptor. Um dispositivo para gerar uma chave mestra criptografada de acordo com o primeiro aspecto recebe um identificador de receptor (STBj), um identificador de provedor de serviços (ld(k)) e uma chave mestra (Km^) para o provedor de serviços gerar a chave mestra criptografada de um primeiro dispositivo; gera a chave mestra criptografada; e produz a chave mestra criptografada gerada que é enviada, por meio de um terceiro dispositivo, para o receptor.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [026] Recursos preferidos da presente invenção serão descritos agora, por meio de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: [027] A figura 1 ilustra um primeiro esquema de técnica anterior para acesso a um serviço; [Q28]A figura 2 ilustra um segundo esquema de técnica anterior para acesso a um serviço; [029] A figura 3 ilustra um terceiro esquema de técnica anterior para acesso a um serviço; [030] A figura 4 ilustra acessar um serviço de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; e [031] A figura 5 ilustra um Módulo de Segurança de Hardware de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [032] As soluções de técnica anterior exigem que o fabricante de decodificador conheça os provedores de serviços antes de os decodificadores serem fabricados. [033] Adicionar um andar de chave extra torna possível contornar este problema. Adicionalmente, cada provedor de serviços tem um identificador único id(k) que não tem que ser secreto e um dispositivo que gera chaves mestras criptografadas, tal como será descrito adicionalmente em seguida. [034] A figura 4 ilustra acessar um serviço de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a qual é uma extensão do esquema ilustrado na figura 3. Um processador tal como um cartão inteligente ou um criptoprocessador em um Sistema em Um chip do decodificador i tem acesso à sua chave raiz Kr, em um de pelo menos dois modos: a chave raiz pode estar gravada na sua memória ou ela pode ser gerada ao usar um segredo do processador para descriptografar uma chave raiz criptografada - a última opção está ilustrada na caixa tracejada. O processador recebe o identificador ld(k) do provedor de serviços k e o descriptografa usando sua chave raiz Kn para obter uma chave superior Kti k para o processador e o provedor de serviços. A chave mestra criptografada W(i,k) é descriptografada usando a chave superior Ktj.k para obter a chave mestra Kmik, a qual é usada para descriptografar uma segunda mensagem (M,i,j,k) para obter uma chave de serviço Kjik para o provedor de serviços k. A chave de serviço K, k é então usada para descriptografar o serviço criptografado E{KSj,k}(j,k) para obter o serviço j,k livre de suspeita. [035] O provedor de serviços k obtém a chave mestra criptografada W(i,k) para o usuário i de uma maneira segura usando um assim chamado de Módulo de Segurança de Hardware (HSM) 100 fornecido pelo fabricante de decodificador, tal como ilustrado na figura 5. O HSM 100 é implementado para manter sua informação secreta ocultada para o exterior. O HSM 100 compreende pelo menos um processador 110 e outros recursos necessários, mas não ilustrados para efeito de clareza, tais como interfaces de entrada e saída, memória, conexões internas e uma fonte de energia (cuja energia pode ser fornecida pelo exterior). [036] O HSM 100 recebe, de um dispositivo, o identificador STBi de um receptor, o identificador de provedor de serviços ld(k) e a chave mestra Kmiik para o provedor de serviços e o receptor. O processador 110 obtém, de uma memória interna, o segredo do HSM e o usa para descriptografar o identificador STBi para obter uma chave raiz Kq. O processador usa então a chave raiz Kn para criptografar o identificador de provedor de serviços ld(k) para obter a chave superior Ktj,k que é então usada para criptog rafar a chave mestra Km^ para obter a chave mestra criptografada W(i,k) que é então produzida pelo HSM 100 e enviada para o decodificador i onde ela pode ser usada para acessar o serviço. Uma vez que a chave mestra criptografada W(i,k) já está criptografada, não existe necessidade de criptog rafá-la adicionalmente para a transmissão (usando qualquer dispositivo e método de transmissão adequados tais como mensagem de correio eletrônico ou transmissão na mesma banda) para o decodificador. Deve ser notado que em criptografia simétrica, criptografia e descripto-grafia são essencialmente idênticas. [037] Será percebido que, uma vez que a chave superior Ktjk não é produzida pelo HSM 100, eia não pode ser mudada pelo provedor de serviços, o que significa que os provedores de serviços ficam isolados uns dos outros a partir de um ponto de vista de segurança. [038] Os versados na técnica compreenderão que a presente invenção pode fornecer uma solução que permite a um cartão inteligente acessar novos provedores de serviços de uma maneira segura. [039] Cada recurso revelado na descrição e (onde apropriado) nas reivindicações e desenhos pode ser fornecido independentemente ou em qualquer combinação apropriada. Recursos descritos como sendo implementados em hardware também podem ser implementados em software, e vice-versa. Os números de referência que aparecem nas reivindicações são somente a título de ilustração e não devem ter efeito limitativo sobre o escopo das reivindicações.
REIVINDfCACÕES
Claims (7)
1 Dispositivo (100) para gerar uma chave mestra criptografada, o dispositivo (100) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: - pelo menos uma interface de entrada configurada para receber um identificador de receptor (STBj), um identificador de provedor de serviços (íd(k)) e uma chave mestra (Kmj k) para o provedor de serviços; - uma memória configurada para armazenar um segredo do dispositivo; - um processador configurado para: - processar o identificador de receptor usando o segredo para obter uma chave raiz (Kr,); - processar o identificador de provedor de serviços usando a chave raiz para obter uma chave superior (Kti k); e - processar a chave mestra usando a chave superior para obter uma chave mestra criptografada (W(i,k)); e - uma interface de saída configurada para enviar a chave mestra criptografada.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo é implementado em um Módulo Seguro de Hardware.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo é implementado em um cartão inteligente.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o processador é configurado para descriptografar o identificador de receptor usando o segredo como chave de descriptografia.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o processador é configurado para criptografar o identificador de provedor de serviços usando a chave raiz como chave de criptografia.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que o processador é configurado para criptografar a chave mestra usando a chave superior como chave de criptografia.
7. Método de fornecer uma chave mestra criptografada para um receptor, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: - receber, por meio de um dispositivo para gerar uma chave mestra criptografada de acordo com a reivindicação 1, um identificador de receptor (STBj), um identificador de provedor de serviços (ld(k)) e uma chave mestra (Kmj,k) para o provedor de serviços gerar a chave mestra criptografada de um primeiro dispositivo; - gerar, pelo dispositivo para gerar uma chave mestra criptografada, a chave mestra criptografada; - produzir, pelo dispositivo para gerar uma chave mestra criptografada, a chave mestra criptografada gerada; e - enviar, por meio de um terceiro dispositivo, a chave mestra criptografada para o receptor.
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