有條件接收技術(shù)(Conditional Access Technology),簡稱CA技術(shù),是廣播電視行業(yè)如有線、衛(wèi)星、地面等廣播系統(tǒng)所使用的媒體保護(hù)術(shù)語。

外文名

Conditional Access Technology

1. 概況

隨著數(shù)字電視技術(shù)的成熟,許多廣播網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商已經(jīng)開始考慮或著手建設(shè)數(shù)字化的廣播網(wǎng)絡(luò)。使用數(shù)字壓縮技術(shù)(MPEG-2圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn))可提供更多的電視頻道,也更利于發(fā)展收費(fèi)電視和交互式服務(wù)。數(shù)字電視技術(shù)提供了豐富的增值服務(wù)機(jī)會,為傳統(tǒng)的廣播行業(yè)帶來了新的高速發(fā)展的可能,同時(shí)也為其他相關(guān)行業(yè)進(jìn)入廣播電視領(lǐng)域提供了技術(shù)的便利。廣播業(yè)者隨著頻道的增加,制作和購買節(jié)目的費(fèi)用將會上升,單純廣告的收入可能不夠,要求對用戶收取一定的收視費(fèi)用。因此在進(jìn)行電視數(shù)字化建設(shè)的過程中,一個(gè)重要的問題是選擇一個(gè)好的有條件接收系統(tǒng),因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)是對網(wǎng)絡(luò)控制、收費(fèi)、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)等功能的基礎(chǔ),是廣播網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)的命脈。

目前全球付費(fèi)電視廣播市場已經(jīng)達(dá)到數(shù)十億美元,許多大的收費(fèi)電視的用戶規(guī)模已超過百萬,如DIRECTTV,ECHOSTAR,TELE+,CANAL+和MULTICHOICE公司,而且發(fā)展勢頭迅猛。國內(nèi)的收費(fèi)電視開展較晚,目前總體規(guī)模不大。中央臺的電影頻道和地方臺的相關(guān)節(jié)目曾進(jìn)行收費(fèi)電視的嘗試,但商業(yè)上成功的并不多。由于潛在用戶龐大,有望通過數(shù)字電視的普及而實(shí)現(xiàn)跳躍性發(fā)展。

在國內(nèi),有關(guān)數(shù)字電視(DTV)有條件接收技術(shù)的研究已經(jīng)取得一定成果,實(shí)際應(yīng)用還不多。但隨著國家標(biāo)準(zhǔn)的即將出臺和數(shù)字電視普及時(shí)間表的制定,有條件接收技術(shù)的應(yīng)用有望加速發(fā)展,在較短的時(shí)間內(nèi)有較大的突破。

1.1 定義

電視信號或其他數(shù)據(jù)在前端(發(fā)送端)被加擾(Scrambling),然后分配到各種形式的廣播網(wǎng)絡(luò)播出。該技術(shù)保證授權(quán)用戶(已經(jīng)支付相關(guān)費(fèi)用)能收到他已預(yù)訂的電視節(jié)目和其他服務(wù)業(yè)務(wù),未授權(quán)用戶則無法收看或使用相關(guān)業(yè)務(wù)。防止未授權(quán)用戶接收的方法是對節(jié)目加擾和接收控制,只向授權(quán)的用戶提供內(nèi)容解擾所需的密鑰。授權(quán)用戶利用密鑰和相關(guān)設(shè)備解擾數(shù)字信號。密鑰一般是利用智能卡或相關(guān)技術(shù)防止密鑰的非法盜取。CA技術(shù)要求既能保護(hù)用戶自由選擇收看節(jié)目的權(quán)利,又能保護(hù)廣播業(yè)者和節(jié)目提供者的利益。

有條件接收技術(shù)主要由三大技術(shù)組成:加解擾技術(shù),尋址技術(shù)和加解密技術(shù)。加擾技術(shù)是指有條件接收系統(tǒng)在發(fā)送端控制或改變被傳送業(yè)務(wù)的某些參數(shù)(加擾),使這些業(yè)務(wù)對未授權(quán)用戶無用;解擾技術(shù)將加擾信號還原成原始信號。尋址技術(shù)是指只向授權(quán)用戶提供“解擾相關(guān)的信息”,授權(quán)用戶可使用其信息用解擾器解擾信號。加解密技術(shù)是指對向授權(quán)用戶提供“解擾相關(guān)的信息”和相關(guān)過程加密,防止泄密。

1.2有條件接收技術(shù)的發(fā)展歷史

有條件接收技術(shù)主要經(jīng)歷了模擬和數(shù)字兩代。早在多年前,為了實(shí)現(xiàn)收費(fèi)電視的更有效 運(yùn)作,就在頭端將模擬電視信號進(jìn)行加擾,使得普通電視機(jī)無法收看,只有安裝了解擾器的用戶才能正常收看。這樣的系統(tǒng)可以通過前端的尋址來控制單個(gè)用戶的解擾器開關(guān)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全頻段加擾和頻道加擾,實(shí)現(xiàn)方法通常采用視頻倒相、水平同步重疊、垂直同步重疊、數(shù)字隨機(jī)視頻行抖動(dòng)等方法,但它們通常對信號產(chǎn)生損耗。1985年,幾名美國的創(chuàng)業(yè)者開創(chuàng)了“家庭票房公司(HBO)”。這是首家利用模擬有條件接收技術(shù)運(yùn)營的付費(fèi)電視臺。其經(jīng)營方是使用戶繳納訂費(fèi)收看特定的電影、體育實(shí)況轉(zhuǎn)播和其他較高層次的電視,采用可尋址模擬解碼器和視頻加擾、音頻加密技術(shù)以保護(hù)內(nèi)容不被未授權(quán)用戶收看。在模擬有條件接收系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)的加解密體系依賴于設(shè)備以及解擾器,比較容易被破解和復(fù)制。

1995年,數(shù)字有條件接收技術(shù)開始投入使用。數(shù)字有條件接收技術(shù)是隨著數(shù)字電視的出現(xiàn)而產(chǎn)生的,基本原理是采用將壓縮后的數(shù)字電視信號加擾,同解擾所需的加擾控制字一起加密傳輸至用戶端,用戶端一般利用機(jī)頂盒和IC智能卡解密加擾控制字,用加擾控制字解擾數(shù)字電視信號。由于采用的是數(shù)字技術(shù),對信號沒有損耗。同時(shí)加密系統(tǒng)以及密鑰體系和設(shè)備是分開的,它可以依靠IC卡的安全性來保障系統(tǒng)的安全,破解難度較大,因此系統(tǒng)的保密性能、可靠性均大大提高。

1.3有條件接收技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

有條件接收技術(shù)根據(jù)數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)不同而相應(yīng)的不同。在國際上主要有三大數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。DVB標(biāo)準(zhǔn)制定和推出的較早,現(xiàn)在歐洲被較廣泛的使用。DVB-S是其在衛(wèi)星電視方面的標(biāo)準(zhǔn),DVB-C是其在有線電視方面的標(biāo)準(zhǔn)。美國的聯(lián)邦通信委員會(FCC)批準(zhǔn)了“ATSC數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)”,美國有線網(wǎng)絡(luò)界采用相對應(yīng)的“OPENCABLE”作為有線廣播的標(biāo)準(zhǔn)。DVB和ATSC均以MPEG-2壓縮技術(shù)為基礎(chǔ),但是用相應(yīng)的不同的加密技術(shù)和業(yè)務(wù)信息表。三大標(biāo)準(zhǔn)對有條件接收技術(shù)都有相關(guān)的比較簡單的規(guī)定,DVB采用一種“通用加擾算法”,由DVB組織制定和授權(quán)。并制定了解碼器的有條件接收的公共接口。ATSC是用三重DES算法,而日本的ISDB標(biāo)準(zhǔn)采用了松下公司提出的一種加擾算法。我國自己研究開發(fā)的數(shù)字高清晰度電視制式目前也在研究中。國際上的三大標(biāo)準(zhǔn)對加密技術(shù)和尋址技術(shù)都沒有進(jìn)行很詳細(xì)的規(guī)定,主要考慮標(biāo)準(zhǔn)的開放性和各廠商競爭的需要。目前國家的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)還在加緊討論選擇制定中,廣電行業(yè)已經(jīng)采用DVB-C作為數(shù)字有線電視的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但也沒有對相關(guān)的有條件接收技術(shù)等作出相關(guān)規(guī)定。目前在實(shí)驗(yàn)中較多采用比較成熟的DVB標(biāo)準(zhǔn)。

對數(shù)字電視傳輸流的加擾,DVB已有標(biāo)準(zhǔn):由加擾序列來控制加擾,加擾序列由偽隨機(jī)發(fā)生器產(chǎn)生;加擾序列是偽隨機(jī)序列,因此它是一個(gè)符合統(tǒng)計(jì)特性的確定序列,可以由一個(gè)控制字決定??刂谱钟煽刂谱职l(fā)生器產(chǎn)生,對控制字的加密算法較多采用RSA以及3DES算法;對加密體制,不同廠家的系統(tǒng)方法差別很大,技術(shù)上講大體有兩種,一種是公鑰加密算法體制,一種是利用專有算法保護(hù)(由于牽涉到系統(tǒng)安全性,廠家一般不會公開),即機(jī)密密鑰方法。

衡量一個(gè)有條件接收系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)包括:安全性、規(guī)模性、功能完整性、使用性能等。系統(tǒng)安全性保證系統(tǒng)不被黑客攻破,如果攻破,沒有商業(yè)利用價(jià)值,并且系統(tǒng)能盡快恢復(fù)。一個(gè)系統(tǒng)能管理的用戶數(shù)量體現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)的能力,通常系統(tǒng)管理的用戶數(shù)量越多,系統(tǒng)就越復(fù)雜,就會對系統(tǒng)運(yùn)行速度和服務(wù)質(zhì)量提出更高的要求。功能完整性指系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)收費(fèi)業(yè)務(wù),如在有回傳通道或無回傳通道的模式下都能使用。使用性能是指用戶和電視服務(wù)提供商都能穩(wěn)定、方便地使用各項(xiàng)功能。

2.1總體結(jié)構(gòu)

基于廣播電視網(wǎng)的數(shù)字電視有條件接收平臺結(jié)構(gòu)總體上如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

從前端出來的各項(xiàng)數(shù)字電視服務(wù)信號(數(shù)字電視、VOD、數(shù)據(jù)廣播等)進(jìn)入數(shù)字電視復(fù)用器。數(shù)字電視復(fù)用器主要的功能是將不同類型、不同碼率的數(shù)據(jù)流混合到一定帶寬的電視頻道中,以便于傳輸。通過復(fù)用器可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)模擬電視頻道中傳送多路的數(shù)字電視信號和其他數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)。數(shù)字電視節(jié)目的相關(guān)的信息(如電子節(jié)目指南(EPG)等),和客戶信息經(jīng)過CA系統(tǒng)的處理,形成加密的EPG、管理信息(EMM)和授權(quán)控制信息(ECM)等,送至復(fù)用器。復(fù)用器中包含有數(shù)字信號加擾器,能夠?qū)崿F(xiàn)電視信號的加擾。復(fù)用后的信號經(jīng)過各類調(diào)制器以及混頻器進(jìn)入廣播電視網(wǎng)。在用戶端,可以用機(jī)頂盒與智能卡或計(jì)算機(jī)和有線數(shù)字電視接收卡來接收數(shù)字電視信號,解密EPG、ECM、EMM,恢復(fù)相關(guān)信息,解擾數(shù)字電視信號,正常收看收費(fèi)節(jié)目。用戶端可以無回傳通道,也可以采用DVB的上傳通道或PSTN網(wǎng)等回傳通道實(shí)現(xiàn)收費(fèi)、點(diǎn)播等信息的回傳。因此系統(tǒng)可以是單向也可以是雙向的。

在前端的服務(wù)提供上,可以采用演播室的數(shù)字電視信號、視頻服務(wù)器、衛(wèi)星接收機(jī)接收的DVB-S信號和IP廣播服務(wù)器等,實(shí)現(xiàn)節(jié)目的播放、轉(zhuǎn)播以及IP廣播等服務(wù)。當(dāng)然,基于以上平臺的其他增值服務(wù)也可以實(shí)現(xiàn),如股票信息查詢與交易、B2C的電子商務(wù)等。

2.2系統(tǒng)組成

廣義上的有條件接收平臺主要由三個(gè)部分(子系統(tǒng))組成:第一部分用戶管理系統(tǒng)(SMS,Subscriber Management System),它為管理收費(fèi)電視用戶,對用戶收費(fèi),根據(jù)用戶需求,產(chǎn)生收看的權(quán)利,并且通過授權(quán)管理系統(tǒng)(EMM)把權(quán)利傳送到訂戶。系統(tǒng)核心是用戶數(shù)據(jù)庫。有些有條件接收系統(tǒng)采用自身所帶的用戶管理系統(tǒng),也可采用第三方的外掛用戶管理系統(tǒng)。第二部分是有條件接收系統(tǒng)(CAS,CONDITIONAL ACCESS SYSTEM),用來加密授權(quán)電子節(jié)目信息(EPG)、管理信息(EMM)和授權(quán)控制信息(ECM),并向復(fù)用器輸送EPG、EMM、ECM等相關(guān)信息。第三部分為接收端,主要包括智能卡(Smartcard)和機(jī)頂盒(Set Top Box),智能卡用在用戶的機(jī)頂盒或接收卡中,檢查訂戶是否有權(quán)收看節(jié)目,如果有權(quán),從卡中輸出控制字(CW)到機(jī)頂盒解擾節(jié)目。機(jī)頂盒輸出解擾的節(jié)目。

2.3系統(tǒng)原理

加解擾技術(shù)用于對數(shù)字節(jié)目進(jìn)行加擾和解擾,是有條件接收技術(shù)的關(guān)鍵。目前,國際上有兩種標(biāo)準(zhǔn):OpenCable定義的POD以及DVB定義的SimulCrypt與MultiCrypt標(biāo)準(zhǔn)。POD是一個(gè)通過PCMCIA接口與機(jī)頂盒相連的模塊,該模塊除了解擾功能外,還要完成與前端的交互功能。DVB的MultiCrypt也是采用PCMCIA接口與機(jī)頂盒連接,但它只有解擾功能。DVB的SimulCrypt則只要求機(jī)頂盒具有ISO7816的SmartCard接口,但需要機(jī)頂盒具有硬件解擾引擎。下面就簡單介紹DVB的“有條件接收”的基本原理。

有條件接收的基本原理如圖2所示。數(shù)字電視節(jié)目和其他服務(wù)在播出前,要經(jīng)過加擾處理,加擾過程是將復(fù)用后的傳輸流(Transport Stream)與一個(gè)偽隨機(jī)加擾序列做二進(jìn)制加,而這個(gè)偽隨機(jī)序列的生成由控制字發(fā)生器提供的控制字(CW,Control Word)確定。只要收發(fā)兩端間的控制字相同,接收端的偽隨機(jī)序列(解擾序列)就可用來將加擾信息恢復(fù)為原始信息??刂谱滞ǔ?9bit,每2~10s更新一次??刂谱纸柚诩用芸刂菩畔CM,以加密格式傳送給接收端。然后接收端在得到授權(quán)后,可應(yīng)用解密程序,最終再生出這個(gè)控制字。有條件接收的一個(gè)核心技術(shù)實(shí)際上是控制字傳輸?shù)目刂啤?/p>

在MPEG-2傳輸流中,與控制字傳輸相關(guān)的有兩個(gè)數(shù)據(jù)流:授權(quán)控制信息(ECM)和授權(quán)管理信息(EMM)。由業(yè)務(wù)密鑰(SK)加密處理后的控制字在ECM中傳送,其中還包括來源、時(shí)間、內(nèi)容分類和價(jià)格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務(wù)密鑰在授權(quán)管理信息中傳送,并且業(yè)務(wù)密鑰在傳送前要經(jīng)過用戶個(gè)人分配密鑰(PDK)的加密處理,EMM中還包括地址、用戶授權(quán)信息、如用戶可以看的節(jié)目或時(shí)間段、用戶付的相關(guān)費(fèi)用等。用戶個(gè)人分配密鑰(PDK)一般存放在用戶的智能卡(SmartCard)中,一張智能卡可以存放多個(gè)PDK備用。

圖2 有條件接收基本原理示意圖

在用戶端,機(jī)頂盒為了再生出解擾隨機(jī)序列,必須獲取相關(guān)的有條件接收控制信息。首先,機(jī)頂盒根據(jù)PMT(節(jié)目表)和CAT(有條件接收表)中的相關(guān)信息,獲得EMM和ECM的PID(包地址)值。然后,從傳輸流中過濾出ECM和EMM,并通過智能卡接口送給智能卡。智能卡首先讀取用戶個(gè)人分配密鑰(PDK),用PDK對EMM解密,取出SK,然后利用SK對ECM進(jìn)行解密,取出CW,并將CW通過智能卡接口送給機(jī)頂盒中的解擾引擎,解擾引擎利用CW就可以將已加擾的傳輸流進(jìn)行解擾。

3.1同密和多密的原理

同密和多密的原理,分別如圖3和圖4。

考慮到保密和鼓勵(lì)廠商公平競爭的因素,DVB項(xiàng)目組在制定DVB標(biāo)準(zhǔn)時(shí)已達(dá)成共識,不對CA系統(tǒng)制定標(biāo)準(zhǔn),只是制定了兩種方案:同密和多密。

圖4 多密技術(shù)

項(xiàng)目組在制定DVB標(biāo)準(zhǔn)時(shí)已達(dá)成共識,不對CA系統(tǒng)制定標(biāo)準(zhǔn),只是制定了兩種方案:同密和多密。

同密技術(shù)是用相同的控制字(CW)控制數(shù)據(jù)加擾過程,而這個(gè)控制字可以通過不同的CA系統(tǒng),傳輸給帶有不同的有條件接收子系統(tǒng)的解碼器,使它們都可以對這種業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾。同密方式中所發(fā)送的每項(xiàng)業(yè)務(wù)均帶有適用于各種不同CAS的加密信息,因此需要有一個(gè)同密同步器(Simulcrypt Synchronizer System,SCS)來統(tǒng)一時(shí)序。同時(shí)加密方案是同時(shí)傳輸多種授權(quán)信息,以將兩家或兩家以上的CA系統(tǒng)應(yīng)用于同一網(wǎng)絡(luò)平臺中,從運(yùn)營商角度實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇和競爭的環(huán)境。

多密技術(shù)的基本思想是用不同的控制字(CW)控制數(shù)據(jù)加擾過程,將解擾、CA以及其他需要保密的功能集中于一個(gè)可拆卸的模塊中,而解碼器中只包含MPEG解碼器、調(diào)諧器/解調(diào)器以及其他必須的設(shè)備,模塊與主機(jī)之間通過通用接口(Common Interface)實(shí)現(xiàn)連接及通信,實(shí)現(xiàn)同一機(jī)頂盒可接收不同CA系統(tǒng)加密的節(jié)目。從用戶角度來講,不會因購買某一家CA公司的機(jī)頂盒而與此CA鎖定,用戶還有選擇其他CA公司服務(wù)的可能性。技術(shù)從用戶角度實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇和競爭的環(huán)境。

目前的中國的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,同密技術(shù)和多密技術(shù)都在測試中。

3.2加密算法

加密算法在CA系統(tǒng)中占有重要地位,是確保有條件接收系統(tǒng)安全有效工作的關(guān)鍵之一。各家公司采用的加密算法各不相同。下面討論在各級加密環(huán)節(jié)中加密算法的選用。

加密算法在CA系統(tǒng)中主要用于ECM、EMM、EPG加密及智能卡和機(jī)頂盒通信加密。加密算法從技術(shù)的角度主要分為機(jī)密密鑰算法和公開密鑰算法。

數(shù)字電視的控制字(ECM)加密有其自身的特點(diǎn):要加密的數(shù)字電視信號數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)的價(jià)值較小,但對實(shí)時(shí)加密和解密的要求較高,要求算法不能太復(fù)雜,而對加解密的速度和穩(wěn)定性要求較高;廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)是公開的,基本上是點(diǎn)對面的單向傳輸,是較不安全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),任何人都可以從中獲取信息來分析研究。要求算法的密級雖然不高(不會影響到社會和國家的安全),但對其防破密的安全可靠性的要求卻較高(由系統(tǒng)的廣泛性決定)。同時(shí),希望算法所用到的設(shè)備盡可能的簡單、便宜,以便于大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。

DES算法是目前最普遍的分組加密算法,它采用56bit長的密鑰將64bit的數(shù)據(jù)加密成64bit的密文。加密算法的兩個(gè)基本操作是錯(cuò)排和替代,DES算法是這些操作的組合。在DES算法的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了多種改進(jìn)算法,3重DES算法就是其中之一,其他比較著名的分組密碼算法有RC2、LOKI、FEAL、IDEA算法等。IDEA算法在性能方面的一些優(yōu)勢比較適合控制字(ECM)加密。

業(yè)務(wù)密鑰(EMM)的改變頻率要遠(yuǎn)小于控制字,因此對其加密的算法處理速度可以較慢,但由于一個(gè)業(yè)務(wù)密鑰要使用較長時(shí)間,因此對其安全性要求更高。目前RSA公鑰加密算法應(yīng)用較廣。

一些公司的ECM、EMM加密算法盡管屬于公開密鑰算法,但出于各種因素,技術(shù)細(xì)節(jié)一般不公開。

4.有條件接收技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用

4.1有條件接收技術(shù)國內(nèi)應(yīng)用介紹

目前國際上比較著名的提供有條件接收系統(tǒng)的公司有NDS、NAGRA、愛迪德等,國內(nèi)也有一批公司(如中興通訊、清華同方、算通等公司)從事這方面技術(shù)的研究和開發(fā)。

中國的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對多家公司的產(chǎn)品進(jìn)行測試和研究。

據(jù)悉,日前中國教育衛(wèi)星寬帶傳輸網(wǎng)將是我國投入使用的采用國際DVB標(biāo)準(zhǔn)同密技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)。中國教育電視臺和相關(guān)公司就使用有條件接收系統(tǒng)正式簽約。

香港和臺灣的一些電視提供商出于商業(yè)利益,采用有條件接收技術(shù)的較多。在我國大陸地區(qū),在收費(fèi)電視領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模較小。

4.2有條件接收技術(shù)應(yīng)用實(shí)例介紹

上海市文化廣播影視集團(tuán)擁有上海電視臺、東方電視臺、上海人民廣播電臺、東方廣播電臺等數(shù)家頗具規(guī)模的廣播電視機(jī)構(gòu),節(jié)目內(nèi)容資源極為豐富,為數(shù)字電視平臺播出提供了充足的信息源保證。上海有線電視網(wǎng)絡(luò)擁有300萬以上的網(wǎng)絡(luò)用戶,是全國乃至世界范圍網(wǎng)絡(luò)終端用戶最多的有線電視網(wǎng),為數(shù)字電視平臺應(yīng)用提供了龐大的用戶群體。

2000年,先采用技術(shù)上相對較為成熟的歐洲的DVB標(biāo)準(zhǔn)建立系統(tǒng),相關(guān)的有條件接收系統(tǒng)采用了某CA公司的產(chǎn)品。2001年1月,上海的數(shù)字電視試驗(yàn)播出平臺建立,同時(shí)基于數(shù)字電視的有條件接收系統(tǒng)建立。然后開始了為期數(shù)月的試驗(yàn)。終于在2001年7月,上海的數(shù)字電視試驗(yàn)播出平臺升級改造為數(shù)字電視試驗(yàn)播出系統(tǒng),系統(tǒng)接入上海有線電視網(wǎng),占用五個(gè)模擬頻道。有條件接收系統(tǒng)開始試運(yùn)行,相對應(yīng)的用戶管理系統(tǒng)也開始試驗(yàn)運(yùn)行。用戶管理系統(tǒng)沒有采用自帶的,而是采用外掛系統(tǒng)。前端的用于解密的數(shù)字電視機(jī)頂盒完成了測試、調(diào)試,機(jī)卡配對,也已經(jīng)在一定的范圍內(nèi)開始發(fā)放。機(jī)卡配對、頻道加密、業(yè)務(wù)收費(fèi)等功能也已經(jīng)完成了有線網(wǎng)絡(luò)中的響應(yīng)測試。還對系統(tǒng)的安全性、規(guī)模、功能完整性、使用性能進(jìn)行了一系列的測試。

2001年10月,上海的數(shù)字電視試驗(yàn)播出系統(tǒng)在APEC會議上得到了應(yīng)用,在40多家五星級賓館投入使用。APEC會議期間,同時(shí)有兩個(gè)APEC專用數(shù)字電視頻道播出,其中一個(gè)為加密頻道。有條件接收系統(tǒng)也發(fā)揮了相關(guān)的作用,對APEC專用加密頻道進(jìn)行了加密工作,機(jī)頂盒和智能卡完成解密工作。

此系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是關(guān)鍵設(shè)備都采用了雙機(jī)熱備份,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對系統(tǒng)軟件和重要數(shù)據(jù)有完善的備份和恢復(fù)方案。機(jī)頂盒和智能卡需要進(jìn)行機(jī)卡配對,一機(jī)配一卡,提高了系統(tǒng)的安全性。它為數(shù)字電視廣播提供非常嚴(yán)密的加密算法,并且動(dòng)態(tài)地改變控制字,具有較高的安全性。在系統(tǒng)的升級方面,由于模塊化的設(shè)計(jì)??呻S著用戶的增加而較平滑的實(shí)現(xiàn)。采用了Simulcrypt(同密)的公共接口技術(shù),符合DVB標(biāo)準(zhǔn),保證對其他系統(tǒng)的開放性,實(shí)現(xiàn)與多家頭端設(shè)備提供廠商機(jī)頂盒的兼容性。

我們目前采用的有條件接收系統(tǒng)是較成熟的商用系統(tǒng)。該系統(tǒng)服務(wù)于世界上很多的收費(fèi)用戶(目前已有超過1000萬張系統(tǒng)授權(quán)的智能卡在使用);并已在世界上最大的數(shù)字電視系統(tǒng)中運(yùn)行多年(美國EchoStar,共350萬用戶)。此系統(tǒng)至今沒有被商業(yè)擊破的記錄。

系統(tǒng)的基本原理是由PHILIPS的復(fù)用器(本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用PHILIPS復(fù)用器,本系統(tǒng)可支持其他多種型號復(fù)用器)產(chǎn)生控制字(CW),經(jīng)過系統(tǒng)產(chǎn)生加密了的ECM(授權(quán)控制信息);系統(tǒng)還產(chǎn)生加密了的EMM(授權(quán)管理信息)及產(chǎn)生EPG(電子節(jié)目指南)所需的基本數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)流傳送回給復(fù)用器,并隨信號流一起傳輸。

在用戶端,由機(jī)頂盒和系統(tǒng)授權(quán)的智能卡完成EMM、ECM解密,用控制字(CW)解擾,恢復(fù)加密的數(shù)字電視信號。

4.3有條件接收技術(shù)研究的相關(guān)結(jié)論

在全世界范圍內(nèi),付費(fèi)電視業(yè)務(wù)已被確認(rèn)是電視發(fā)展的動(dòng)力和結(jié)構(gòu)變化的方向。當(dāng)前國內(nèi)電視管理行業(yè)對收費(fèi)電視的政策是積極研究開發(fā),穩(wěn)步發(fā)展業(yè)務(wù),用戶自愿加入。付費(fèi)電視業(yè)務(wù)在中國將大有可為。

有條件接收系統(tǒng)的基本功能是使有授權(quán)的用戶能正常地接收被加擾的節(jié)目。通過授權(quán)信息和客戶服務(wù)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)。無論我們實(shí)現(xiàn)何種服務(wù),對于我們的電視節(jié)目提供商、運(yùn)營商等參與者來說,沒有收益,無法保證用戶服務(wù)的周到和進(jìn)步,就無法保障系統(tǒng)的正常運(yùn)營。實(shí)現(xiàn)有效的管理是實(shí)現(xiàn)利潤的核心。數(shù)字電視以及增值業(yè)務(wù)應(yīng)以有條件接收系統(tǒng)為核心,結(jié)合相應(yīng)設(shè)備與應(yīng)用運(yùn)行平臺,向用戶提供服務(wù)。

有條件接收技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)是安全性和實(shí)用性,而對一個(gè)系統(tǒng)的安全性而言,需要在加密算法、加擾技術(shù)、密鑰分配、系統(tǒng)穩(wěn)定性等多方面加以考慮,才能獲得滿意的效果。在實(shí)用性方面,國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定較早,可能采用的技術(shù)、算法不是當(dāng)前最先進(jìn)的,對象在目前流行的互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)囊曇纛l流的保護(hù)和電子商務(wù)等數(shù)據(jù)的保護(hù)考慮也不足,對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)比較多的局限在廣播電視網(wǎng)中,有可以改進(jìn)之處。目前國內(nèi)的不少研究單位和公司在有條件接收技術(shù)領(lǐng)域有了不少新的研究成果,有些公司已經(jīng)或?qū)⒁瞥鲎约旱姆桨负彤a(chǎn)品。但要捏合成一個(gè)完善的有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)方案,并在實(shí)際中廣泛運(yùn)用,還有很多工作需要做,需要努力。