數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)技術(shù)及智能卡機(jī)卡分離技術(shù)的研究.pdf

1、眾所周知，從模擬電視到數(shù)字電視的過(guò)渡是我國(guó)廣播電視行業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。模擬電視用戶(hù)可以購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)字電視接收機(jī)或機(jī)頂盒接收數(shù)字電視，其中機(jī)項(xiàng)盆是多數(shù)老百姓的主要選擇。條件接收系統(tǒng)作為數(shù)字電視技術(shù)中的核心設(shè)備，通過(guò)對(duì)所播出的節(jié)目進(jìn)行加擾，管理和控制用戶(hù)收視的權(quán)限，保障了節(jié)目供應(yīng)商和運(yùn)營(yíng)商的利益，也為發(fā)展新的增值服務(wù)提供了一個(gè)安全可控的綜合管理業(yè)務(wù)平臺(tái)。然而，目前國(guó)內(nèi)開(kāi)通數(shù)字電視試用方案的“機(jī)項(xiàng)盒”和“條件接收系統(tǒng)”機(jī)卡綁定產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)，形成

2、了運(yùn)營(yíng)商選擇條件接收系統(tǒng)產(chǎn)品、終端制造商接運(yùn)營(yíng)商訂單為其定制生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)商壟斷銷(xiāo)售機(jī)頂盒的畸形產(chǎn)業(yè)格局。 針對(duì)機(jī)卡綁定的種種弊端，信息產(chǎn)業(yè)部及時(shí)提出“機(jī)卡分離”的產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，并作為“電子發(fā)展基金”項(xiàng)目招標(biāo)，支持機(jī)卡分離產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，意在為機(jī)頂盒制造商解決規(guī)模生產(chǎn)的外部瓶頸和給機(jī)頂盒用戶(hù)帶來(lái)實(shí)惠，梳通廣電運(yùn)營(yíng)商、家電企業(yè)和CA廠商之間的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系。 本文結(jié)合作者參與信產(chǎn)部電子發(fā)展基金項(xiàng)目“智能卡機(jī)卡分離系統(tǒng)”的研發(fā)工作，

3、全面研究了智能卡機(jī)卡分離條件接收系統(tǒng)解決方案中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，全文的內(nèi)容安排和研究成果為： 首先，分析數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的基本原理和核心技術(shù)。從現(xiàn)有條件接收系統(tǒng)的工作原理、一般實(shí)現(xiàn)架構(gòu)、接收端條件接收系統(tǒng)內(nèi)核功能及工作機(jī)制、條件接收系統(tǒng)的同步技術(shù)幾個(gè)方面剖析條件接收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一套條件接收前端系統(tǒng)的軟件仿真試驗(yàn)平臺(tái)?；谝陨蠈?duì)CA的剖析以及與CA廠商的實(shí)際討論結(jié)果，明確定義智能卡機(jī)卡分離的前提條件和衡量標(biāo)準(zhǔn)，為智能卡機(jī)卡分離方

4、案奠定技術(shù)上的可行性基礎(chǔ)。 其次，基于實(shí)現(xiàn)的條件接收軟件仿真平臺(tái)，對(duì)條件接收技術(shù)的用戶(hù)授權(quán)管理和利用MPEG2編碼特性的加擾技術(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)已有的密鑰分配機(jī)制進(jìn)行學(xué)習(xí)分析，基于D.Naor滿(mǎn)二叉樹(shù)的“完備子集法”和“子集差分法”兩種子集覆蓋算法，提出一種改進(jìn)的條件接收系統(tǒng)四級(jí)密鑰分配機(jī)制，新機(jī)制有效地減少密鑰更新需要占用的數(shù)據(jù)帶寬。 進(jìn)一步對(duì)DVB、ATSC、IPCA加擾算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，著重研究利用MPEG2視頻

5、壓縮編碼特性的透明加擾算法，提出一種支持碼率下變換的透明加擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并給出參考算法對(duì)透明加擾效果進(jìn)行主客觀比較。 接著，詳細(xì)闡明智能卡機(jī)卡分離總體設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)架構(gòu)，并對(duì)所有關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用背景、研究?jī)?nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述，智能卡機(jī)卡分離的關(guān)鍵技術(shù)具體包括機(jī)卡分離通信協(xié)議、虛擬消息濾波機(jī)制、機(jī)卡認(rèn)證機(jī)制和安全通道機(jī)制。針對(duì)機(jī)卡分離插件的安全機(jī)制，提出了基于“離散對(duì)數(shù)機(jī)制”和“基于橢圓曲線”的兩套完整的安全協(xié)議實(shí)現(xiàn)機(jī)卡認(rèn)證、安全通道和機(jī)

6、卡配對(duì)的功能，并對(duì)它們進(jìn)行了安全分析。最后，描述了智能卡機(jī)卡分離接收機(jī)和智能卡的實(shí)現(xiàn)；為更加充分發(fā)揮機(jī)卡分離對(duì)我國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用和運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際市場(chǎng)需求，結(jié)合目前廣電部門(mén)推行的中央地方兩級(jí)CA模式，提出“多服務(wù)供應(yīng)商+單一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商+一張機(jī)卡分離智能卡”的新型業(yè)務(wù)模式并給出實(shí)現(xiàn)方案。 綜上所述，智能卡機(jī)卡分離方案是一種新的“一卡”通用條件接收系統(tǒng)解決方案，與現(xiàn)有的私有智能卡條件接收子系統(tǒng)相比，它在開(kāi)放型、安全性和易升級(jí)

7、維護(hù)性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，它的成本也大大低于PC卡條件接收子系統(tǒng)使用的PC卡費(fèi)用。 對(duì)機(jī)頂盒制造商，智能卡機(jī)卡分離解決了因?yàn)橐豢顧C(jī)頂盒通常只綁定一個(gè)CA系統(tǒng)造成的生產(chǎn)瓶頸，制造商大量生產(chǎn)基本功能的機(jī)項(xiàng)盒產(chǎn)品，而不需要獲得CA公司的授權(quán)。 對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，一個(gè)明顯的好處就是它可以較方便地更換加密付費(fèi)電視采用的CA系統(tǒng)，或者便利地升級(jí)已使用的CA系統(tǒng)，這些完全在他的掌握之中。 廣大消費(fèi)者可以受益于機(jī)頂盒大規(guī)模生產(chǎn)，