DE69704352T2

DE69704352T2 - System zur Kopierverwaltung einer optischen Platte

Info

Publication number: DE69704352T2
Application number: DE69704352T
Authority: DE
Inventors: Reinhard Blaukovitsch; Andreas Winter
Original assignee: Sony DADC Austria AG
Current assignee: Sony DADC Europe Ltd Austria Branch
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: EP0899733A1; BR9806518A; US6535858B1; ES2155230T3; RU2229172C2; CA2245232A1; ATE199990T1; AU750499B2; TW374900B; CA2245232C; SG71803A1; CN1132175C; BR9806518B1; KR100583906B1; EP0899733B1; AU8194998A; CN1219728A; KR19990023961A; DE69704352D1; JPH11250512A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Compactdises (CDs), wobei alle existierenden oder zukünftigen Formate von CD Audio und CD-ROM und jegliche existierenden oder zukünftigen Kombinationen von Compactdiscs oder anderen optischen Aufzeichnungsmedien eingeschlossen sind. Im Besonderen bezieht sich diese Erfindung auf einen Kopierschutz und einen Kopiersteuermechanismus durch Authentisierung von optischen Aufzeichnungsträgern, insbesondere auf ein Verfahren zur Erzeugung eines kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträgers, ein Verfahren des Zugriffs auf einen kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträger und einen solchen optischen Aufzeichnungsträger selbst.
Optische Aufzeichnungsträger mit auf einer oder beiden Seiten gespeicherter Information werden zur Zeit für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt, meistens von der Musik-, Spiele-, Video- und Computerindustrie. Auf den optischen Aufzeichnungsmedien wird digitale Information in Form von Pits gespeichert, die entlang von kreisförmigen konzentrischen Spuren auf einer oder beiden Seiten der Platte angeordnet sind. Die Spur wird typischerweise von innen nach außen gelesen, sie kann aber auch von außen nach innen gelesen werden, wie es schon bei einigen optischen Aufzeichnungsmedien gemacht wird. Die Daten selbst sind auf der Spur in Sektoren unterteilt, die jeweils eine gleiche Länge aufweisen und eine gleiche Informationsmenge beinhalten. Um eine optische Speichervorrichtung herzustellen wird ein CD Glasmaster hergestellt, indem ein auf einer Glasplatte aufgebrachter Fotolack mittels eines modulierten Lasers belichtet wird. Die Modulation des Lasers korrespondiert zu der digitalen Information, die auf der fertigen Platte gespeichert wird. Danach wird eine Belichtung, Entwicklung und Entfernung dieser belichteten Punkte durchgeführt, um kleine Vertiefungen in einer einfach vorhandenen Spirale auf dem Glasmaster zu erzeugen. Das Muster und die Länge der Vertiefungen entlang dieser Spur stellen die aufgezeichnete Information digital dar. Normalerweise wird in einem folgenden galvanischen Prozess Nickel auf den Glasmaster aufgetragen, um den Nickelmaster herzustellen, welcher das Werkzeug zum Abformen von Replikaten in einem Spritzgießverfahren bildet. Das als Pits und Land (Vertiefungen in einer Oberfläche) bezeichnete Muster des Nickelmasters, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird anschließend auf die Oberfläche eines Polycarbonat- oder PMMA-Substrats geprägt, wodurch eine Kopie des Nickelmasters erzeugt wird, die die Basis der optischen Aufzeichnungsplatte bildet. Die gestempelten Replikate werden anschließend mit einer reflektierenden (Aluminium- oder Gold-) Schicht beschichtet und zur Verhinderung der Oxidation dieser reflektierenden Schicht wird auf die Platten eine Schutzschicht aufgetragen.
Die Fig. 2 verdeutlicht das Auslesen einer Compactdisc. Ein Laserstrahl wird auf der Oberfläche der Platte fokussiert. Fällt das Laserlicht auf den Landbereich, wird es fast vollständig reflektiert. Fällt der Laser auf einen Pitbereich, so wird das Licht gebrochen und gestreut und nur ein kleiner Anteil wird in die ursprüngliche Richtung zurückreflektiert. Das bedeutet, dass die Ausleseelektronik zwischen einer "0" oder "NEIN" und einer "1" oder "JA" darstellenden. Information unterscheiden kann und die Elektronik eines CD- Lesers weiter die digitale Information rekonstruieren kann, die ursprünglich auf die Platte aufgenommen wurde.
Obwohl die primäre Motivation für die Entwicklung der CD in der Audiowiedergabe lag, wurde die CD aufgrund der von der Popularität der Audio CDs resultierenden Preisreduzierungen eine bevorzugte Form zur Speicherung von Computerdaten in Form eines Nur-Lese-Speichers, d. h. der CD-ROM.
Das Format, in dem Audio Information auf einer CD gespeichert wird, ist als der "Red Book" Standard (Rotes Buch) bekannt. Nach dem Roten Buch sind digitale Daten auf einer CD in indizierten Spuren organisiert. Wie in der Fig. 4 dargestellt, sind die digitalen Abtastwerte für den linken und rechten Audiokanal mit Fehlerkorrekturcodes, sogenannte C1, C2 Fehlerkorrekturen, und SUBCODE Daten in organisierte CD Blöcke verschachtelt. Über die Platte definiert die verschachtelte SUBCODE-Information die derzeitige Position in Minuten, Sekunden und Rahmen (Frames), sowohl hinsichtlich der derzeitigen Spur als auch der gesamten Platte.
Der sogenannte "Yellow Book" Standard (Gelbes Buch) ist typischerweise das Format für eine CD-ROM. Das im Gelben Buch definierte Format ist in vielerlei Hinsicht ähnlich zu dem im Roten Buch definierten Format, auch hinsichtlich der Verwendung von in Spuren organisierten Daten, die mit Fehlerkorrekturcode und SUBCODE Information verschachtelt sind, wobei die Audioinformatlon durch Computerdaten ersetzt ist. Neben den Standards gemäß dem Roten Buch und dem Gelben Buch existieren viele weitere für optische Aufzeichnungsmedien entwickelte Standards, die Audiodaten, Computerdaten, Videodaten und Kombinationen dieser Information abdecken.
Nach diesen Standards muss jeder Block einer CD zugreifbar sein.
Die Fig. 3 stellt einen Standard CD-ROM Modus 1 Datensektor dar, der aus 12 Bytes HAUPTCODE-SYNCHRONISATIONSFELD, 3 Bytes ADRESSE, 1 Byte MODUS, 2048 Bytes NUTZDATEN, 4 Bytes FEHLERERKENNUNGSCODE, 8 Bytes NULLEN und 276 Bytes FEHLERKORREKTURCODE besteht. Solch ein CD-ROM Datensektor, d. h. CD Block oder Block, umfasst 2352 Bytes und hat die Länge von 1/75 (ein Fünfundsiebzigstel) einer Sekunde.
Die 2352 Bytes eines Datensektors sind in 98 Rahmen enthalten, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, wobei jeder Rahmen 24 Bytes des Datensektors umfasst. Zusätzlich zu diesen Daten beinhaltet jeder Rahmen 4 Bytes C2 Fehlerkorrektur, 4 Bytes C1 Fehlerkorrektur und 1 Byte SUBCODE Daten. Das 1 Byte SUBCODE Daten ist in 8 SUBCODE Kanäle unterteilt, die mit SUBCODE P, Q, R, S, T, U, V, W Feld bezeichnet sind, wie es ebenfalls in der Fig. 4 gezeigt ist. Jeder SUBCODE Kanal besteht aus 98 Bits, die aus zwei Synchronisationsbits und 96 Datenbits bestehen.
Wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, besteht ein SUBCODE Q Kanal aus 98 Bits, die nach dieser Erfindung als SUBCODE Q Feld bezeichnet werden. Alle anderen SUBCODE Kanäle (P, R, S, T, U, V, W') sind dem Q Kanal ähnlich, aber beinhalten andere Information. Die ersten zwei Bits jedes SUBCODE Kanals stellen die Muster für die SUBCODE Synchronisation 50 und 51 dar. Diese Muster sind nötig, um einen CD-Leser so zu synchronisieren, dass er die CD mit einer konstanten Lineargeschwlndigkeit drehen lässt. Jeder SUBCODE Kanal hat eine andere Funktion und einen anderen Inhalt. Die folgende Beschreibung bezieht sich nur auf den SUBCODE Q Kanal.
Die nächsten 4 Bits nach den Mustern für die SUBCODE SYNCHRONISATION sind das STEUERFELD, welches die Art der Information einer Spur beschreibt, wie es in der Tabelle 1 angegeben ist.
Tabelle 1: SUBCODE Q STEUERFELD
MSB LSB
Die nächsten 4 Bits bilden das ADRESSENFELD und spezifizieren den Modus. Es existieren verschiedene Modi (z. B. Modus 1, Modus 2, Modus 3), für den Hintergrund dieser Erfindung wird lediglich der Adressenmodus 1 detailliert beschrieben. In dem Modus 1 sind zwei unterschiedliche Datenformate möglich. Zur Erläuterung dieser Erfindung wird nur eine Erklärung des Programmbereichs und des Auslaufabschnitts (lead-out area) des SUBCODE Q Kanals gegeben, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist.
TNO, 8 Bits, gibt die sich von 0 bis 99 verändernde Spurnummer an, wobei eine mit AA nummerierte Spur die Auslaufspur bezeichnet.
X, 8 Bits bezeichnet die Indexnummer Innerhalb einer Spur, die in einem Bereich zwischen 0 und 99 liegen kann.
MIN, SEC, RAHMEN, jeweils 8 Bits, bezeichnet die Laufzeit innerhalb einer Spur, die in 6 Ziffern BCD angegeben ist. Die Minuten einer Spur sind in MIN gespeichert, die Sekunden sind in SEC gespeichert und die Rahmen sind in RAHMEN gespeichert. Eine Sekunde ist in 75 Rahmen (von 0 bis 74) unterteilt.
NULL, alle 8 Bits sind auf Null gesetzt (0 · 00).
AMIN, ASEC, ARAHMEN, jeweils 8 Bits, ist die Laufzeit der Platte, angegeben in 6 Ziffern BCD. Die Minuten einer Spur sind in AMIN gespeichert, die Sekunden sind in ASEC gespeichert und die Rahmen sind in ARAHMEN gespeichert. Eine Sekunde ist in 75 Rahmen (von 0 bis 74) unterteilt.
CRC ist eine 16 Bit umfassende zyklische Redundanzprüfung für STEUERFELD, ADRESSE, TNO, X, MIN, SEC, RAHMEN, NULL, AMIN. ASEC UND ARAHMEN. Auf der Platte sind die Paritätsbits invertiert. Der Rest wird bei Null überprüft. Die CRC wird entsprechend des folgenden Polynoms errechnet:
P(x) = x¹&sup6;+x¹²+x&sup5;+1
Das 16 Bit umfassende CRC Feld stellt eine Paritätsinformation dar, die die Korrektheit der Felder STEUERFELD, ADRESSE, TNO, X, MIN, SEC, RAHMEN, NULL. AMIN, ASEC und ARAHMEN überprüft.
Neben den augenfälligen Vorteilen von CD-ROMs verbleiben einige Nachteile der Verwendung einer Compactdise für das Marketing und den Verkauf von großen und teuren Softwarepaketen. Ein beträchtlicher Nachteil liegt darin, dass zur Zeit kein zuverlässiges Verfahren existiert, eine CD-ROM vor ihrem Kopieren zu schützen. Der Inhalt einer CD-ROM kann heutzutage auf eine Festplatte oder direkt auf eine beschreibbare CD, d. h. eine CD-R, kopiert werden. Die illegal auf eine CD-R oder eine Festplatte eines Computers kopierten Softwarepakete laufen ohne jede technische Probleme.
EP 0 745 925 A2 beschreibt ein System und Verfahren zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von kodierten Daten, bei dem ein wahlfrei zugreifbares entnehmbares Speicherelement, z. B. eine Diskette, einen Kopierschutzschlüssel trägt, der zu einem Muster physikalisch markierter Sektoren auf dem Speicherelement korrespondiert. Die markierten Sektoren werden identifiziert, indem festgestellt wird, dass davon wiedererlangte Daten ungültig sind.
WO 98/03973 A2, ein Dokument nach Artikel 158(1) und 54(3) EPÜ, offenbart einen verbesserten Schutz gegen unerwünschtes oder illegales Kopieren, indem Adressenbezeichnungen von wenigstens einem spezifischen Sektor unterschiedliche als linear ansteigende Adressenwerte zugewiesen werden. Da eine normale optische Aufzeichnungsvorrichtung solche Adressenbezeichnungen nicht erzeugen kann, sondern nur linear ansteigende Adressenwerte, bricht ein Wiedergabegerät für optische Platten abhängig von einer Verifikation eines solchen Adressenwerts die Wiedergabe ab. Weiter kann auch das Kopieren abgebrochen werden, wenn ein Aufzeichnungsgerät für optische Platten solch einen Adressenwert empfängt.
Demnach liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben wodurch das Anfertigen von Kopien eines originalen optischen Aufzeichnungsträgers verhindert wird, insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines Schlüssels auf einem originalen optischen Aufzeichnungsträger, der nicht auf einen anderen Datenträger kopiert werden kann, und ein Verfahren der Extraktion dieses Schlüssels von dem originalen optischen Aufzeichnungsträger, um zwischen einem originalen optischen Aufzeichnungsträger und einem kopierten Aufzeichnungsträger unterscheiden zu können. Weiter liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen optischen Aufzeichnungsträger anzugeben, der einen sicheren Kopierschutz aufweist.
Das Verfahren zur Erzeugung eines kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträgers, der Information in verschiedenen Blöcken speichert, nach der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
(a) Definition der Anzahl und der Adressen von für den Kopierschutz verwendeten Blöcken;
(b) Konvertierung der im Schritt (a) ausgewählten Anzahl und Adressen in einen Kopierschutzschlüssel;
(c) Verschlüsseln der auf dem Aufzeichnungsträger aufzunehmenden Informationsdaten mit dem im Schritt (b) erhaltenen Kopierschutzschlüssel, und ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(d) Erzeugung eines Masters mit Subcodefeldern, die jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD-ROMs modifiziert sind, bei im Schritt (a) ausgewählten Blöcken und verschlüsselten Informationsdaten in anderen Blöcken; und
(e) Replikation eines Aufzeichnungsträgers mit dem im Schritt (d) erzeugten Master.
Das Verfahren des Zugriffs auf einen kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträger, der Information in verschiedenen Blöcken speichert, bei dem Daten von dem Aufzeichnungsträger wiedergewonnen und mit einem Kopierschutzschlüssel entschlüsselt werden, nach der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
(a) Finden von Blöcken mit korrespondierenden Subcodefeldern, die jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD- ROMs modifiziert sind; und
(b) Extrahieren eines Kopierschutzschlüssels aus Anzahl und Adressen der im Schritt (a) gefundenen Blöcke mit einem modifizierten korrespondierenden Subcodefeld, um die wiedergewonnenen Daten damit zu entschlüsseln.
Ein optischer Aufzeichnungsträger, der Informationen in unterschiedlichen Blöcken speichert, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass Subcodefelder einer bestimmten Anzahl individuell zugreifbarer Blöcke mit einer jeweiligen bestimmten Adresse jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD-ROMs modifiziert sind, und der Aufieichnungsträger mit einem durch die Anzahl und Adressen der Blöcke mit den modifizierten Subcodefeldern definierten Kopierschutzschlüssel verschlüsselte Informationsdaten enthält.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in jeweiligen von den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 15 abhängigen Unteransprüchen definiert.
Eine Ausführungsform dieser Erfindung betrifft ein Verfahren der Erzeugung von Compactdises, die eine einzigartige Identifizierung tragen, die ebenfalls als Schlüssel oder Fingerabdruck bezeichnet werden kann, da diese einzigartige Identifizierung durch die Erzeugung von Blöcken, die modifizierte Subcodefelder aufweisen, in einem bestimmten Muster realisiert ist. Dieses Verfahren ist der Massenherstellung zugänglich. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren beschrieben, wie diese Identifizierung wiedererlangt werden kann, und ein mit einem CD-ROM Laufwerk ausgestatteter Computer.
Auf dem optischen Aufzeichnungsträger können beliebige Daten gespeichert werden. Diese Erfindung benötigt keine speziellen aufzuzeichnenden Daten und durch die Erfindung besteht keine Begrenzung der Datenmenge.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fingerabdruck oder Schlüssel der Compactdise aufgenommen, indem in dem Programmbereich der Platte eine bestimmte Anzahl von SUBCODE Q Feld Modifikationen implementiert werden. Die SUBCODE Q Feld Modifikationen resultieren in ungültigen SUBCODE Q Feldern. Andererseits ist ein zu einem ungültigen SUBCODE Q Feld korrespondierender CD Block weiterhin zugreifbar, da seine Adresse ebenfalls im Hauptcodeheader gespeichert ist, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist.
Nach einem anderen Gesichtspunkt ist diese Erfindung bei einem Verfahren der Kodierung von wenigstens einem Teil einer Hauptanwendung oder von auf einer Compactdisc gespeicherten Datenfiles und der Entschlüsselung dieses wenigstens einen verschlüsselten Teils nach der Wiedererlangung des korrekten Fingerabdrucks der Compactdise anwendbar, indem der Kopierschutzschlüssel als Entschlüsselungswerkzeug verwendet wird.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt kann diese Erfindung verwendet werden, auf einer Compaktdisc einen oder mehrere Schlüssel in Form verschiedener SUBCODE Q Feld Modifikationsmuster zu implementieren.
Der Hauptvorteil für einen Benutzer ist es, dass während des Authentifizierungsprozesses des kopiergeschützten Aufzeichnungsträgers keine Schlüssel eingegeben werden müssen, da das bestimmte Muster von Blöcken mit modifizierter Subcodeinformation vor der Herstellung bekannt ist und in die auf dem Jeweiligen Aufzeichnungsträger vorhandenen Daten implementiert werden kann. In Kombination mit externen Schlüsseln, die während des Zugriffsverfahrens eingegeben werden müssen, z. B. durch den Benutzer, können z. B. von einer originalen Platte auch nur Teile des Inhalts einer Compactdisc freigegeben werden. Dieses Merkmal erlaubt es, vielsprachige Versionen oder mit mehr oder weniger Merkmalen ausgestattete Versionen eines Softwarepakets zu erzeugen, die von einer originalen Platte nur durch "Bezahlen zur Freigabe" wiedererlangt werden können.
Diese Erfindung ist nicht auf ein spezifisches Format der großen Vielfalt von optischen Aufzeichnungsträgern begrenzt, z. B. auf Audiodaten, Computerdaten, Videodaten oder Kombinationen davon, sondern bei allen existierenden Formaten für optische Aufzeichnungsmedien anwendbar.
Wie in der folgenden detaillierten Beschreibung dieser Erfindung gezeigt wird, liefern CD Leser unterschiedliche Ergebnisse, wenn auf Sektoren, d. h. Blöcke, zugegriffen wird, die zu gültigen oder ungültigen SUBCODE Q Felder korrespondieren. Auf Grundlage dieser Unterschiede wird der extrahierte Schlüssel genutzt, die Teile der Hauptanwendung zu entwürfeln oder zu entschlüsseln, die zuvor verschlüsselt wurden. Wurde die Entschlüsselung beim Wiedererlangen von einer originalen Platte mit dem korrekten Schlüssel ausgeführt, oder in anderen Worten, wurde die Entschlüsselung mit demselben Schlüssel ausgeführt, der vorher zur Verschlüsselung der Anwendung verwendet wurde, so kann die Hauptanwendung in ihrem generischen Layout voll wiedererlangt werden und wird auf der Computerplattform, für die sie erzeugt wurde, richtig laufen. Da die SUBCODE Q Felder normalerweise nicht direkt von einer Platte auf die andere Platte kopiert werden, wie die Hauptcodedaten, sondern während des Kopierens neu erzeugt werden, resultiert das Wiedererlangen eines Schlüssels von einer kopierten oder nicht originalen Platte in einem zu dem für die Verschlüsselung verwendeten unterschiedlichen Schlüssel und weiter in einem unterschiedlichen Entschlüsselungsvorgang und Entschlüsselungsergebnis. Demzufolge ist es dann nicht möglich, solch eine verschlüsselte Anwendung auf der Computerplattform auszuführen, für die sie erstellt wurde.
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon bilden, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform der Erläuterung der Grundlagen der Erfindung, wobei:
Fig. 1 das als Pits und Land bezeichnete Muster des Nickelmasters darstellt, welches dann auf die Oberfläche eines Polycarbonat-, oder PMMA-Substrats gestempelt wird;
Fig. 2 das Auslesen einer Compactdise darstellt;
Fig. 3 einen Standard CD-ROM Modus 1 Datensektor darstellt;
Fig. 4 die Struktur von auf einer Compactdisc kodierten CD-ROM Daten darstellt, die aus Daten, C1, C2 Fehlerkorrektur und 8 SUBCODE Kanälen besteht, die mit SUBCODE P, Q, R, S, T, U, V, W bezeichnet sind;
Fig. 5 das detaillierte Layout von 98 Bits des SUBCODE Q Kanals darstellt;
Fig. 6 ein Diagramm der Verteilung von zugegriffenen SUBCODE Q Feldern durch CD-ROM Laufwerke darstellt, wenn diese ein ungültiges SUBCODE Q Feld suchen;
Fig. 7 ein Diagramm der Verteilung von wiedergegebenen SUBCODE Q Feldern von CD-ROM Laufwerken zeigt, wenn diese ein gültiges SUBCODE Q Feld suchen;
Fig. 8 ein Flussdiagramm des Kodierungs- und Herstellungsvorgangs von durch Subcode Q Feld Modifikationen kopiergeschützten Compactdiscs zeigt;
und
Fig. 9 ein Flussdiagramm der Verfahrensschritte zeigt, die von einer geschützten Anwendung und geschützten Platte ausgeführt werden, wenn diese in einem Computersystem verwendet werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Erzeugung eines einzigartigen Schlüssels auf optischen Aufzeichnungsmedien, z. B. Compactdiscs, und das Verfahren der Extraktion oder des Lesens dieses Fingerabdrucks von der Platte beschrieben.
Wie zuvor angegeben, sind die Hauptdaten jedes CD-ROM Sektors mit einem SUBCODE Q Kanal oder SUBCODE Q Feld assoziiert, welches die einzigartige Adresse (in Minuten, Sekunden, Rahmen) dieses Sektors enthält. Eine 60-minütige CD-ROM enthält z. B. 270.000 Sektoren und 270.000 SUBCODE Q Felder.
Da die SUBCODE Q Felder normalerweise während des Kopierens neu erzeugt werden, kann ein bestimmtes Muster ungültiger SUBCODE Q Felder, z. B. SUBCODE Q Felder mit ungültigen Adressen, als einzigartige Identifizierung dieser Platte selbst dienen. Wie zuvor angegeben, kann eine Plattenzugriffsvorrichtung, z. B. ein CD-ROM Leser, zwischen einem Block mit ungültigem SUBCODE Q Feld und einem Block mit einem gültigen SUBCODE Q Feld unterscheiden, z. B. einem SUBCODE Q Feld mit einer gültigen Adresse. Demzufolge erlangt die Zugriffsvorrichtung bei einem Zugriff auf solch einen Block mit einem ungültigen SUBCODE Q Feld zunächst einen falschen Block wieder. Da das SUBCODE Q Feld nicht direkt von dem Original auf die Platte kopiert wird, sondern während des Kopierens neu erzeugt wird, existiert andererseits für eine Vorrichtung, die die Herstellung einer optischen Platte ermöglicht, keine Möglichkeit ein defektes SUBCODE Q Feld zu erzeugen. Demzufolge enthält eine illegale Kopie nur gültige SUBCODE Q Felder, die es ermöglichen zwischen einem Original und einem kopierten Produkt zu unterscheiden.
Da die Adresse eines Blocks nicht nur in dem korrespondierenden SUBCODE Q Feld, sondern auch in dem Hauptcodeheader gespeichert ist, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, ist eine optische Platte mit ungültigen SUBCODE Q Feldern konform zum Standard, z. B. zum Gelben Buch für CD-ROMs, da auf alle Blöcke zumindest mit Hilfe ihrer in dem Hauptcodeheader gespeicherten Adresse zugegriffen werden kann.
Liest ein CD-ROM Laufwerk einen beliebigen Sektor auf einer Compactdisc, so scannt das Laufwerk typischerweise entlang der Spur und dekodiert die SUBCODE Q Adressen. Beim Annähern an die gewünschte Adresse dekodiert die Firmware des Laufwerks die Adresse in dem Hauptcodeheader und liefert diesen Sektor an die anfragende Anwendung.
Es existiert weiter die Möglichkeit, die Position des optischen Aufnehmers eines CD-ROM Lesers zu erhalten, indem eine bestimmte Adresse gesucht wird und die Position des Aufnehmers von dem Laufwerk erfragt wird. Bevor das SUBCODE Q Feld an die anfragende Anwendung gegeben wird, berechnet die Firmware des Laufwerks das SUBCODE Q CRC Feld nach und validiert den Inhalt der verbleibenden Bytes des SUBCODE Q Feldes. War das überprüfte SUBCODE Q Feld fehlerfrei, so liefert das Laufwerk das angefragte SUBCODE Q Feld. Stimmen die auf der Platte gespeicherten 16 Bits CRC nicht mit den nachberechneten 16 CRC Bits überein, so liefert das Laufwerk nicht das angefragte SUBCODE Q Feld. Abhängig von der Strategie des Laufwerks wird es den Inhalt der SUBCODE Q Felder von einem oder mehreren Blöcken vor oder nach dem im SUBCODE Q Feld fehlerbehafteten Block, d. h. ein ungültiges SUBCODE Q Feld enthaltenden Block, liefern.
Die Suche der SUBCODE Q Feld Modifikationen auf der Compactdisc kann von einer speziellen Vorrichtung oder durch ein Software-Werkzeug durchgeführt werden. In einer Ausführungsform dieser Erfindung sucht ein Programm nach bestimmten Adressen, wobei wenigstens alle diejenigen enthalten sind, die durch Implementierung einer Modifikation des SUBCODE Q Feldes während des Masteringprozesses ungültig gesetzt wurden. Abhängig von der Strategie des CD-ROM Lesers wird dieser ein SUBCODE Q Feld liefern, welches entweder einen oder mehrere Blöcke vor oder nach dem Block angeordnet ist, der den Fehler enthält, wenn der Versuch unternommen wird, auf einen Block mit einer ungültigen Adresse in dem korrespondierenden SUBCODE Q Feld zuzugreifen.
Die Fig. 6 stellt die Verteilung von wiedererlangten Blöcken einer Vielzahl von CD- ROM Laufwerken beim Zugriff auf ein einen Fehler enthaltendes SUBCODE Q Feld dar. Hier ist eine Gauß-Verteilung um das ungültige SUBCODE Q Feld gezeigt, die an der Position des ungültigen SUBCODE Q Feldes eine Lücke aufweist.
Fig. 7 zeigt andererseits die Verteilung von wiedererlangten Blöcken durch eine Vielzahl von CD-ROM Laufwerken beim Zugriff auf ein fehlerfreies SUBCODE Q Feld. Hier ist eine Gauß-Verteilung um das ungültige SUBCODE Q Feld gezeigt, die keine Lücke an der Position des ungültigen SUBCODE Q Feldes aufweist.
Wie den Fig. 6 und 7 entnommen werden kann, besteht zwischen den von CD- ROM Laufwerken gelieferten Werten ein Unterschied, wenn diese ein ungültiges SUBCODE Q Feld oder ein gültiges SUBCODE Q Feld suchen. Dieser Unterschied der gelieferten Werte und weiter das Auffinden des Unterschiedes führt zu dem Schlüssel, welcher dann von der optischen Platte extrahiert wird.
Die Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Kodierungs- und Herstellungsverfahrens für kopiergeschützte Compactdises nach der Erfindung.
Nachdem das Verfahren im Schritt S1 gestartet wird, werden im Schritt S2 eine bestimmte Anzahl von SUBCODE Q Feldern und korrespondierende Adressen frei definiert. Diese SUBCODE Q Felder bilden die einzigartige Identifizierung aller gültigen Aufzeichnungsträger dieser Art. Diese definierten SUBCODE Q Felder werden später einer SUBCODE Q Feld Modifikation unterzogen, welche weiter jeweils in einem ungültigen SUBCODE Q Feld resultiert. Ein typischer Bereich von modifizierten SUBCODE Q Feldern in einer Ausführungsform dieser Erfindung liegt bei einer Anzahl zwischen 6 und 60. Die Erzeugung dieser Modifikationen wird bei dem Masterprozess realisiert. Alternativ kann ein Softwareprogramm, welches die SUBCODE Q Rahmen erzeugt, auch diese SUBCODE Q Feld Modifikationen gemäß einer vorherigen Definition erzeugen. · In einem folgenden Schritt S3 werden die Adressen der im Schritt S2 ausgewählten SUBCODE Q Felder in einen Kopierschutzschlüssel gewandelt. Unter Verwendung dieses Schlüssels werden die auf der Platte zu speichernden Daten, z. B. ein Anwendungsprogramm oder Benutzerdaten, im Schritt S4 verschlüsselt. Danach wird im Schritt S5 ein Extraktions- und Entschlüsselungsprogramm an die verschlüsselten Daten angehangen, damit der Benutzer ohne irgendwelche speziellen Anforderungen auf die Daten zugreifen kann. Das Extraktionsprogramm sucht die Platte zumindest hinsichtlich ungültiger SUBCODE Q Felder ab und extrahiert daraus den Kopierschutzschlüssel. Natürlich ist es auch möglich, dass der Kopierschutzschlüssel auf einer Kombination von gültigen und ungültigen SUBCODE Q Feldern basiert. Das Entschlüsselungsprogramm entschlüsselt die zugegriffenen Daten unter Verwendung des extrahierten Kopierschutzschlüssels. Während des Mastervorgangs in Schritt S6 werden alle SUBCODE Q Feld Modifikationen bei der Belichtung des Fotolacks mittels des durch die Daten modulierten Lasers auf den Glasmaster übertragen.
Demzufolge trägt im Schritt S7 jede CD, die in dem Vervielfältigungsvorgang durch einen so erzeugten Stempel geprägt wurde, exakt dieselben SUBCODE Q Feld Modifikationen. Da die Anzahl und auch die Adressen der ungültigen SUBCODE Q Felder vor der Herstellung der Platte, d. h. des Glasmasters, bekannt sind und in die auf der Platte gespeicherten Daten aufgenommen werden können, können die SUBCODE Q Feld Modifikationen, d. h. die ungültigen SUBCODE Q Felder, als Schlüssel oder Fingerabdruck herangezogen werden, mit denen die CDs ausgestattet wurden. Auf die auf der Platte gespeicherten Daten kann dann nur zugegriffen werden, wenn der auf der Platte als Daten gespeicherte Schlüssel zu dem auf Grundlage ungültiger SUBCODE Q Felder auf der Platte enthaltenen passt oder wenn die auf der Platte gespeicherten Daten unter Verwendung des von der Platte extrahierten Kopierschutzschlüssels entschlüsselt wurden.
Die Verschlüsselung einer Anwendung, bei der dieses Kopierschutzsystem verwendet wurde, kann nach jeglichem Standardverfahren erfolgen. Eine Vielzahl von Verschlüsselungsschemen und Verfahren existiert, z. B. eine Bytesubstitution, eine Wortsubstitution oder Polynomfunktionen mit zwei Byte-Feldern, bei denen das erste Byte-Feld die Benutzeranwendung und das zweite Byte-Feld den Schlüssel darstellen. Die Anwendung kann vollständig oder nur teilweise verschlüsselt werden. Wird eine teilweise Verschlüsselung gewählt, so werden typischerweise 4 bis 2048 Bytes verschlüsselt. Es können auch unterschiedliche Verschlüsselungsverfahren oder Schlüssel für unterschiedliche Teile der auf dem optischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Anwendung verwendet werden.
Die Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm der von einer geschützten Anwendung und einer geschützten Platte ausgeführten Schritte, wenn diese in einem Computersystem verwendet werden.
Nach dem Start des Vorgangs im Schritt S10, dem Einlegen einer kopiergeschützten Platte in das CD-ROM Laufwerk im Schritt S11 und dem Starten der verschlüsselten Anwendung im Schritt S12 wird das Verfahren mit der Extraktionsprozedur fortgeführt. Zunächst wird im Schritt S13 eine Suche nach zumindest bestimmten ungültigen SUBCODE Q Feldern durchgeführt. Nach einer Ausführungsform dieser Erfindung wird eine bestimmte Anzahl von Blöcken mit bestimmten Adressen hinsichtlich gültiger oder ungültiger SUBCODE Q Felder überprüft. Abhängig von den von dem CD-ROM Laufwerk zurückgelieferten Werten wird überprüft, ob auf einen bestimmten Block direkt zugegriffen werden kann ist oder nicht. Eine Liste dieser Ergebnisse wird gespeichert. Diese Liste umfasst alle dieser bestimmten Blöcke und das jeweilige korrespondierende Ergebnis.
Wurde das Abtasten in Bezug auf bestimmte SUBCODE Q Felder abgeschlossen, wird im Schritt S14 der Kopierschutzschlüssel entsprechend der im Schritt S13 gespeicherten Liste extrahiert. Bei der Extraktion von wenigstens bestimmten ungültigen SUBCODE Q Feldern kann der Fingerabdruck oder einzigartige Schlüssel der optischen Platte wieder erzeugt werden. Dieser Schlüssel wurde ursprünglich verwendet, um die Anwendung teilweise oder vollständig zu verschlüsseln.
Jetzt wird dieser Schlüssel herangezogen, um die verschlüsselte Anwendung im Schritt S15 zu entschlüsseln. Wird im Schritt S16 festgestellt, dass der ursprüngliche Schlüssel und der extrahierte Schlüssel übereinstimmen, so wird die Entschlüsselung fehlerfrei verlaufen und die Anwendung kann im Schritt S17 geladen und ausgeführt werden. Wurde die Extraktion des Schlüssels andererseits von einer nicht originalen Platte ausgeführt, so wird die Extraktion zu einem zu dem ursprünglichen Schlüssel unterschiedlichen Schlüssel führen. Demzufolge wird eine Entschlüsselung einer Anwendung unter Verwendung eines nicht ursprünglichen Schlüssels zu einer nicht lauffähigen Anwendung führen und das Verfahren wird im Schritt S18 abgebrochen.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung eines kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträgers, der Information in verschiedenen Blöcken speichert, umfassend die folgenden Schritte:

(a) Definition der Anzahl und der Adressen von für den Kopierschutz verwendeten Blöcken (S2);

(b) Konvertierung der im Schritt (a) ausgewählten Anzahl und Adressen in einen Kopierschutzschlüssel (S3);

(c) Verschlüsseln der auf dem Aufzeichnungsträger aufzunehmenden Informationsdaten mit dem im Schritt (b) erhaltenen Kopierschutzschlüssel (54); gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(d) Erzeugung eines Masters mit Subcodefeldem, die jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD-ROMs modifiziert sind, bei im Schritt (a) ausgewählten Blöcken und verschlüsselten Informationsdaten in anderen Blöcken (S6); und

(e) Rephkation eines Aufzeichnungsträgers mit dem im Schritt (d) erzeugten Master (S7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) des Verschlüsselns der Informationsdaten zusätzlich den folgenden Schritt umfasst:

Anfügen eines Extraktionsprogramms und eines Entschlüsselungsprogramms an die verschlüsselten Daten (S5), wobei das Extraktionsprogramm die Blöcke mit modifizierter Subcodeinformation findet und daraus den Kopierschutzschlüssel extrahiert, und das Enfschlüsselungsprogramm die verschlüsselten Daten bei ihrer Ausführung entsprechend des durch das Extraktionsprogramm extrahierten Kopierschutzschlüssels entschlüsselt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die modifizierten Subcodefelder so modifiziert sind, dass sie von einer Lesevorrichtung als ungültig erkannt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die modifizierten Subcodefelder so erzeugt sind, dass sie keine oder ungültige Adresseninformation enthalten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die modifizierten Subcodefelder SUBCODE Q Felder sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger eine Compactdisc (CD) ist und die Information aus Audiodaten zusammen mit Steuerdaten und Informationsdaten besteht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger ein Compactdisc-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM) ist und die Information aus einer beliebigen Form digitaler Daten besteht.

8. Verfahren des Zugriffs auf einen kopiergeschützten optischen Aufzeichnungsträger, der Information in verschiedenen Blöcken speichert, bei dem Daten von dem Aufzeichnungsträger wiedergewonnen und mit einem Kopierschutzschlüssel entschlüsselt werden, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Finden von Blöcken mit korrespondierenden Subcodefeldern, die jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD- ROMs modifiziert sind (S13); und

(b) Extrahieren eines Kopierschutzschlüssels aus Anzahl und Adressen der im Schritt (a) gefundenen Blöcke mit einem modifizierten korrespondierenden Subcodefeld (S14), um die wiedergewonnenen Daten damit zu entschlüsseln (S15).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) das Finden von Blöcken mit einem modifizierten korrespondierenden SUBCODE Q Feld enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) die folgenden Schritte enthält:

(a1) Versuch des Zugriffs auf einen bestimmten Block auf Grundlage der in dem SUBCODE Q Feld des Blocks definierten Adresse durch das Senden eines entsprechenden Befehls an einen optischen Aufnehmer eines Plattenlaufwerks, auf den bestimmten Block zuzugreifen:

(a2) Überprüfung, ob der optische Aufnehmer auf den bestimmten Block zugegriffen hat, indem die in dem SUBCODE Q Feld definierte Blockadresse oder die Hauptcodedaten direkt nach dem Zugriffsverfahren des optischen Aufnehmers überprüft werden; und

(a3) Speichern aller Blockadressen der Blöcke, auf die der optische Aufnehmer nicht direkt zugreifen konnte.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a3) zusätzlich den Schritt des Speicherns aller Blockadressen der Blöcke enthält, auf die der optische Aufnehmer direkt zugreifen könnte, und in dem Schritt (b) der Extraktion eines Kopierschutzschlüssels der Schlüssel aus einem Muster der Blöcke mit einem modifizierten korrespondierenden Subcodefeld und der Blöcke mit keinem modifizierten korrespondierenden Subcodefeld extrahiert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Wiedergewinnung von Daten von dem Aufzeichnungsträger die folgenden Schritte umfaßt:

Vergleich des im Schritt (b) extrahierten Kopierschutzschlüssels und eines an die auf dem Aufieichnungsträger gespeicherte Information angefügten Kopierschutzschlüssels;

Erlauben eines wenigstens teilweisen oder keines Zugriffs auf die Informationsdaten in Abhängigkeit der Korrelation der beiden Kopierschutzschlüssel.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Wiedergewinnung von Daten von dem Aufzeichnungsträger die folgenden Schritte umfaßt: Vergleich eines während der Datenwiedergewinnung eingegebenen Kopierschutzschlüssels mit dem im Schritt (b) extrahierten Kopierschutzschlüssel, und Erlauben eines wenigstens teilweisen oder keines Zugriffs auf die Informationsdaten in Abhängigkeit der Korrelation der beiden Kopierschutzschlüssel.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte der Datenwiedererlangung mit Hilfe von auf dem Aufzeichnungsträger enthaltener Software durchgeführt werden.

15. Optischer Aufzeichnungsträger, der Informationen in unterschiedlichen Blöcken speichert, dadurch gekennzeichnet, dass Subcodefelder einer bestimmten Anzahl individuell zugreifbarer Blöcke mit einer jeweiligen bestimmten Adresse jeweils hinsichtlich des "Red Book" Standards für CDs oder des "Yellow Book" Standards für CD-ROMs modifiziert sind, und der Aufzeichnungsträger mit einem durch die Anzahl und Adressen der Blöcke mit den modifizierten Subcodefeldern definierten Kopierschutzschlüssel verschlüsselte Informationsdaten enthält.

16. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die modifizierten Subcodefelder ungültig sind.

17. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die modifizierten Subcodefelder SUBCODE Q Felder sind.

18. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger eine Compactdisc (CD) ist und die Information aus Audiodaten zusammen mit Steuerdaten und Informationsdaten besteht.

19. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger ein Compactdisc-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM) ist und die Information aus einer beliebigen Form digitaler Daten besteht.