CN100358359C - 条件性访问的***和设备 - Google Patents

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Abstract

一种包含加密数据流和多个单独识别的消息流(20、22)的信号(24)。消息流(20、22)中的每一个都包含用于对加密数据的公共部分进行解密的解密信息。在接收和记录设备中，模式选择单元(16)从包括实况再现模式和重放模式的多个模式中选出一个操作模式，以在分别接收到实况和当从存储器中重放时用再现单元(14)来再现该信号。解码器(14)使用一个可选择的消息流对加密数据进行解密。解码器(14)根据所选择的操作模式来选择消息流。

Description

条件性访问的***和设备
技术领域
本发明涉及一种条件性访问的设备和一种提供条件性访问的方法。
背景技术
MPEG传输流提供条件性访问。这些流包含加密数据和使该加密数据能够解密的消息。该消息包括所谓的ECM(授权控制消息)，该授权控制消息包含用于解密该加密数据的控制字。该控制字被不断地更新，使得必须与该加密数据一起包括一个ECM流。ECM中的控制字本身是使用一个授权密匙加密的。该消息还包括所谓的EMM(授权管理消息)，该授权管理消息包含授权密匙。该EMM使用用户特定的密匙加密。这意味着不同的EMM必须被广播给不同的用户。结果是，用于一个特定的用户的EMM只能被偶尔地广播。
条件访问允许一个服务提供商以这种只有授权用户(付费用户)能够解密该加密数据的方式广播媒体信息。为了那样做，服务提供商向每个用户提供一个接收设备。该接收设备包含一个能够为用户解密EMM的安全设备，以便于允许该接收设备解密由该服务提供商广播的ECM并由此转而解码该加密数据。该服务提供商强有力地保护安全设备(典型地，智能卡)以防被窜改，诸如获得解密该EMM所需要的该密匙的副本。
典型地，不同的服务提供商每一个都操作它们自己的***，每个都拥有它们自己的提供商特定的解码器、安全设备和广播频道。混合该***会陷入危及访问安全的风险中。例如，如果不同的服务提供商将在不同的条件下提供授权密匙，用户会处理授权密匙选择的问题。由于只恩能偶尔的广播EMM，在授权密匙提供中的任何错误只能在相对很长时间之后得以纠正。然而，例如在带宽使用方面，使用单独***的安全是无效的。当不同的服务提供商将相同的信息广播到他们各自的用户时，例如，当该服务提供商在能够接收该相同信号的不同区域内提供服务时，需要双倍的带宽。
为了在没有任何长期的低安全风险的情况下改善效率，现已知道，可通过广播一个单独的加密数据流，该加密数据流带有多个消息流，每一个来自不同的服务提供商，每个流包含用于解密该加密数据的ECM和EMM。因此，所有服务提供商的用户能够解密相同的加密数据。同时，因为每个服务提供商用他自己ECM提供控制字，并不危及安全。通过控制字的下一次改变来纠正在安全方面的任何降低，典型地，控制字的改变每10秒钟发生一次。
为用户提供具有存储设备，诸如用于存储条件访问信息的硬盘，的条件访问设备日益变得经济合算。该存储设备可被用于时间转换收视行为和多个影像。这种使用为条件访问设备增加附加值，并且因此将期望该服务提供商可以对重放执行控制。重放同样导致困难，例如当该授权密钥在存储该加密数据和该ECM的时间和重放它们的时间之间发生变化时。这意味着该授权密钥不得不变回到一个旧的授权密钥。
发明内容
除了其它目的，本发明的一个目的是允许服务提供商对条件访问执行更灵活的控制。
本发明提供了这样一种设备，该设备用于处理包含加密数据流和多个单独识别的消息流的信号的设备，每个消息流包含用于对该加密数据的公共部分进行解密的解密信息，该设备包括：用于该信号的输入端；存储设备，该设备用于存储和检索信号或部分信号；再现单元；模式选择单元，用于从包括实况再现模式和重放模式的多个模式中选择操作模式，以用于分别当从输入端接收到和从存储设备检索到信号时使用再现单元来再现信号；解码器，用于使用一个可选择的消息流解密该加密数据，如果被授权使用所述的可选择的消息流，该解码器根据所选择的操作模式来选择消息流。根据本发明，使用了一个具有多个消息流的信号，该消息流具有用于相同加密数据的解密信息。该设备在不同的操作模式中使用不同的消息流来提供对加密数据的访问。  例如，一个消息流可以被用于在该数据的实况再现期间解密该数据，并且另一个消息流可以被用于在一个重放信号的再现期间解密相同数据。然而，当该设备解密相同数据以便减少它的压缩率时，另一个消息流可以被用在代码转换期间。
该服务提供商发送具有该加密数据和多个具有解密信息的消息流的信号，以便于每个消息流都可以独立于其它消息流地解密该数据。授权每个解密设备用一组可能授权中的一个解密该数据，该授权组包括使用一个或多个授权，该授权使用来自于该设备所特有的流组合中的任何一个消息。优选的，该组还包括使用一个单独的流的权限，例如用于实时重放。通过提供相关的授权密匙来实现授权，例如在EMM中，而且可能经由附加信道，诸如经由因特网。因此，例如，可以授权一个设备只使用用于实况再现模式中的消息流，允许该设备只执行实况再现。可以授权另一设备使用用于实况再现的流和用于重放的流，允许设备执行再现的两种模式。
该服务提供商可以使用不同的时间点来改变该消息流中不同消息流的使用的授权。例如，用于重放模式的该消息授权可以用于在某一期间内的信号广播，而用于实况再现模式的该消息授权被有规则地替换。
附图说明
下列附图将更详细地描述根据本发明的该设备和方法的这些以及其他有利方面。
图1示出了一种用于对加密数据提供条件性访问的设备；
图2说明一个具有多个消息流的信号；
图3示出一个信号分发***。
具体实施方式
图1示出了一种用于对加密数据提供条件性访问的设备；该设备具有用于接收包含该加密数据的信号的输入端11、多路复用器10、数据解码器1和以串联形式耦合的再现单元14。而且，该设备包含模式选择单元16、安全设备17、录制预处理器18和存储设备19。该耦合模式选择单元16被耦合到安全设备17、多路复用器10、存储设备19和再现单元14的控制输入。安全设备17与数据解码器12一起耦合于多路复用器10的输出。安全设备17具有耦合于数据解码器12的控制字输入的控制字输出。输入端11通过存储预处理器18与存储设备19耦合。存储设备19具有耦合于多路复用器10的重放输出。
在操作中，该设备处理诸如MPEG流之类的条件性访问信号。数据解码器12和安全设备17一起作为条件访问解码器操作，该条件访问解码器能够从该信号中解密数据，假如呈现了一个被授权以用于安全设备17中的适当的授权密钥。该设备工作在多个操作模式中的一个可选模式中。模式选择单元16选择操作模式，并且指示该设备的其余部分以选择的模式进行工作。将说明两种操作模式：实况再现模式和重放模式。
在实况再现模式中，在输入端11接收的信号通过多路复用器10被传送到数据解码器12。数据解码器12从该信号中解密数据，并将已解密的数据传送给再现单元14。再现单元14包含例如一个显示屏幕以显示视频数据，如果该加密数据代表一个视频信号。在实况再现模式中，模式选择单元16命令多路复用器10将来自输入端11的信号传送到数据解码器12和安全设备17。模式选择单元16命令安全设备17从来自于信号的用于实况再现的消息中抽取解密信息，并且安全设备17将从该消息中获得的控制字传送给数据解码器12以从该信号中解码加密数据。
在重放模式中，一个存储在存储设备19中的信号被检索并通过多路复用器10被传送到数据解码器12。数据解码器12从该信号中解密数据，并将已解密的数据传送给再现单元14。在重放模式中，模式选择单元16命令多路复用器10将来自存储设备19的信号传送到数据解码器12和安全设备17。模式选择单元16命令存储设备19重放该数据，模式选择单元16命令多路复用器10传送来自于存储设备19的数据，并且模式选择单元16命令安全设备17从来自于信号的用于重放的消息中抽取解密信息。安全设备17将从该消息中获得的控制字传送给数据解码器12以从该信号中解码加密数据。
图2举例说明了在输入端11接收的一个信号24。例如，该信号是一个MPEG传输流。该信号包含加密数据和具有解密信息(例如，ECM：授权控制消息)的消息20、22。该信号作为一个时间函数处理，从左到右示出。时间被分成连续的时间间隔26a、b。在每个时间间隔26a、b中，加密数据用不同的方式被加密，并且数据解码器12需要不同的控制字来分别地解密每个时间间隔中的数据。例如在MPEG传输流中，典型地，该时间间隔持续10秒钟。控制字被包括在信号24中的消息20、22中。原则上，具有相同控制字(或多个控制字)的多个信息被包括该流中以用于每个时间间隔26a、b中(信息的数量只是象征性地示出，例如在MPEG流中，大约每隔0.1秒发送一个ECM)。更具体地说，每个ECM包含两个控制字，一个用于解密当前数据，下一个将来的控制字用于在下一次改变控制字之后解密数据。伴随有指示器的该数据指示应该使用那个控制字。
在消息22、24中的控制字是加密的。安全设备17解密来自于部分消息22、24中的控制字，并将当前需要的已解密控制字提供给接收解码器12以控制对来自信号的加密数据的解码。由安全设备17提供的控制字在每个新的时间间隔26a、b开始时变化，在该新的时间间隔26a、b开始处需要一个新的控制字。
图2示出了多个具有相同控制字的消息流20、22。第一个流包含第一消息20，并且第二个流包含第二消息22。每个特定流都相应于一个不同的授权密钥，该授权密钥是解密来自于特定流中的消息20、22的控制字所需要的。消息流20、22中的任何一个在其本身上都足以对解密已加密数据的控制字进行解码。  依赖于所选择的操作模式，模式控制单元16来指示安全设备17应使用哪个消息流20、22。例如在实况再现模式中可以使用第一消息流20，而在重放模式中可以使用第二消息流22，假如呈现了一个被授权以用于安全设备17中的相应的授权密钥。因此，通过在安全设备17中的拥有不同授权密匙来使能每个操作模式。
安全设备17可以使用任何方式从该信号中选择适当的消息。在一个具体实施例中，每个具有解密信息的消息包含一个指示该消息属于哪个流的标识符。在这种情况下，安全设备只需要从携带流的标识符的消息中解密控制字，该流的标识符是为模式选择单元16所指示的模式选出的。
模式控制单元优选地具有用户接口(未示出)以用于选择操作模式。  另外，该用户接口可以用于命令将在输入端11接收的信号存储在存储设备19中。在这种情况下，该信号可以被预处理，例如可以通过为打算在实况再现期间使用的消息流移动消息20。因此，总而言之，通过保证具有用于解密实况流的解密信息的消息不存在于所存储的流中的方式来提高抗窜改。
尽管已经从一种实况再现模式和一种重放模式的角度举例说明了本发明，在不脱离本发明的情况下可以使用另外的模式。这些模式中一些可以将相同的消息流作为该模式的另一个消息流使用，或者它们可以使用不同的消息流(未在图2中示出)。例如，该设备可以拥有一个用于压缩视频流的代码转换模式，诸如一个MPEG信号，在其中加密数据被解码，并且被解码的数据被代码转换，例如，以高压缩比将数据转换为低比特率在这种情况下，代码转换单元可以是再现单元14的一部分，例如以计算机程序的形式，或者可以是存储设备19的一部分，或者可以被独立地提供。选择单元16命令该代码转换单元对数据进行代码转换，并且同时命令安全设备17使用来自于与代码转换相关的消息流的解密信息。
此外，虽然使用一个多路复用器和一个安全设备举例说明了本发明，该多路复用器和该安全设备由相同的控制设备共同控制，以便于可以共同执行ECM选择和信号源选择，可以理解，这种共同控制是不必要的。该安全设备可以使用对具有解密信息的一个特定消息流的存在与否的检测来选择适当的消息流。也就是说，不需要通过相同的控制装置，诸如多路复用器，来直接控制。例如，当具有用于解密“实况”流的解密信息的消息没有与该流一同存储时，因为安全设备缺少具有用于“实况”接收的解密信息的消息流，当安全设备接收表面上是存储的信息时，其可以自动地选择用于存储流的解密信息的信息，如果被授权这么做的话。
图3示出一个具有分发单元30和多个图1中所示类型的设备32a-c的信号分发***。该分发单元30通过一个广播信道耦合于设备32a-c的输入。另外，该分发单元具有到相应设备中的安全设备的联结(未示出)。这些联结耦合可以暂时通过电话线或通过因特网耦合。
在操作中，该分发***利用设备32a-c使用不同消息流来获得用于不同模式中的控制字的事实。分发单元30向每个设备32a-c提供其自己的特定的授权密匙组合，以便解密不同的消息流20、22，藉此以不同的模式操作。因此依赖于用户费用的支付，不同的用户，使用不同的设备30a-c之一，可以在不同的模式上操作。当用户希望观看存储的数据时，用于从存储中重放的授权密钥可以在要求时被明确提供。

Claims (6)

1.一种用于处理包含加密数据流和多个单独识别的消息流的信号的设备，每个消息流包含用于对该加密数据的公共部分进行解密的解密信息，该设备包括：
用于该信号的输入端；
存储设备，该设备用于存储和检索信号或部分信号；
再现单元；
模式选择单元，用于从包括实况再现模式和重放模式的多个模式中选择操作模式，以用于分别当从输入端接收到和从存储设备检索到信号时使用再现单元来再现信号；
解码器，用于使用一个可选择的消息流解密该加密数据，如果被授权使用所述的可选择的消息流，该解码器根据所选择的操作模式来选择消息流。
2.根据权利要求1所述的设备，该存储设备被安排在存储信号期间从该信号中阻塞不同于该解码器在重放模式下选择的消息流的至少一个消息流。
3.根据权利要求2所述的设备，该解码器被安排根据在存储期间从该信号中阻塞的至少一个消息流的存在与否来检测所选择的操作模式。
4.根据权利要求1所述的设备，其中该设备包括代码转换器，所述的多个模式包括代码转换模式，该设备被安排成在该模式选择单元选择该代码转换模式时来对该信号进行代码转换。
5.一种分发包含加密数据流的信号的方法，该方法包括：
包括多个单独识别的消息流在该流中，每个消息流包含用于对加密数据的公共部分进行解密的解密信息；
分发授权信息到该流的接收器，提供给每个接收器一个所选择的授权，该授权是从包括至少一个授权的一组授权中选出的，使用消息流的组合以解码该加密数据，将被选择的授权依赖于在用于各自授权之一的各自权利的接收器中的有效性。
6.一种信号分发***，用于分发包含加密数据流的信号，该***包括：
一个信号装配单元，被安排成包括多个单独识别的消息流在该流中，每个消息流包含用于对加密数据的公共部分进行解密的解密信息；
一个传输单元，用于广播该装配的信号；
一个授权信息分发单元，用于将授权信息分发到该流的接收器，向每个接收器提供一个已选择的授权，该授权被从包括至少一个授权的一组授权中选择，以便使用消息流的组合来解码该加密数据，将被选择的授权依赖于在用于各自授权之一的各自权利的接收器中的有效性。
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