專利名稱：用于控制接收器/解碼器對多個頻道的訪問的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及付費電視領(lǐng)域，具體地說，涉及解決付費電視系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換時間 (zapping time)的問題。
背景技術(shù)：
對于任何有條件訪問傳輸系統(tǒng)，頻道之間的切換時間實質(zhì)上取決于信號采集時間、服務(wù)頻道采集時間(該服務(wù)頻道傳送關(guān)于多路傳輸結(jié)構(gòu)的所有信息(視頻分量的位置、 聲音分量的數(shù)量和位置、ECM頻道的地址等))、ECM(授權(quán)消息)的最大等待時間、ECM的處理(解密和權(quán)限的檢查)、把控制字返回給解擾器。在文獻(xiàn)US 5, 349, 641中描述了一種已知方案，其中以第一速率發(fā)送當(dāng)前頻道的 ECM,其它頻道的ECM也嵌入在這個頻道的ECM流中但具有較低的速率。在文獻(xiàn)WO 2009/092016中，提出的方案是把不同頻道的ECM捆綁為一個ECM并把這個捆綁的ECM廣播到每個頻道。這個方案的缺點是過度地為頻道加載并不直接用于這個頻道的額外數(shù)據(jù)。在文獻(xiàn)WO 2005/020564中，描述的系統(tǒng)掃描潛在的另外頻道以提取對應(yīng)的控制字。每個控制字然后被存儲在存儲器中并且在用戶選擇該頻道的情況下立即可用。這個方案的缺點是必須設(shè)計特定調(diào)諧器來掃描其它頻道以收集其它頻道的 ECM0這個方案限于同一頻帶內(nèi)的頻道，該調(diào)諧器被鎖定到這個頻帶以接收當(dāng)前頻道并且不能在不中斷收看的情況下切換到另一頻帶。文獻(xiàn)EP 0740870提出了發(fā)送對于同一運營商的多個頻道而言共同的第一消息， 這個消息具有根控制字。每個頻道具有它自己的消息，所述消息包括用于計算該頻道的控制字的多樣化(diversification)值和訪問條件。

發(fā)明內(nèi)容
各種提出的方案無法實現(xiàn)在不增加流中的管理數(shù)據(jù)量的情況下快速的靈活系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于控制包括安全模塊的接收器/解碼器對多個頻道的訪問的方法，每個頻道利用特定頻道控制字進(jìn)行了加密，每個頻道具有頻道標(biāo)識符并傳輸至少包含當(dāng)前頻道控制字和頻道訪問條件的授權(quán)消息ECM，該方法包括下述步驟-調(diào)諧到具有第一頻道標(biāo)識符的第一頻道，-把第一頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊，-接收至少包含第一控制字的第一授權(quán)消息ECMl，-把第一授權(quán)消息ECMl發(fā)送到安全模塊，-對第一授權(quán)消息ECMl進(jìn)行解密并驗證頻道訪問條件，-如果滿足訪問條件，則把第一控制字返回給接收器/解碼器，-由安全模塊存儲第一控制字和第一頻道標(biāo)識符，-調(diào)諧到具有第二頻道標(biāo)識符并通過第二控制字加密的第二頻道，第一控制字是使用第一頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，第二控制字是使用第二頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，-把第二頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊，-由安全模塊按照下面的步驟計算第二控制字-使用第一控制字和第一頻道標(biāo)識符用反密碼函數(shù)F—1計算根控制字，-使用根控制字和第二頻道標(biāo)識符用密碼函數(shù)F計算第二控制字，-把第二控制字返回給接收器/解碼器。顯然，相對于現(xiàn)有技術(shù)稍微了修改了整個系統(tǒng)。主要修改在于不同頻道的控制字的結(jié)構(gòu)。通常借助隨機(jī)產(chǎn)生器產(chǎn)生根控制字。事實上不發(fā)送這個根控制字，現(xiàn)有技術(shù)方案就是這種情況。根據(jù)這個根控制字，為每個頻道產(chǎn)生專用頻道控制字。該產(chǎn)生基于使用以根控制字和頻道標(biāo)識符作為參數(shù)的密碼函數(shù)F。負(fù)責(zé)頻道的加密的管理中心為每個加密時段產(chǎn)生新的根控制字并借助該密碼函數(shù)和頻道標(biāo)識符為每個頻道計算控制字。以相同的方式，只要頻道標(biāo)識符已知，知道該密碼函數(shù)和反密碼函數(shù)的安全模塊就能夠計算所有頻道的控制字。


借助下面參照作為非限制性例子給出的附圖的詳細(xì)描述，將會更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1示出用戶的系統(tǒng)，圖2示出由安全模塊進(jìn)行的操作，圖3示出由管理中心進(jìn)行的操作。
具體實施例方式本發(fā)明的主要優(yōu)點在于加快用戶選擇另一頻道時的轉(zhuǎn)換時間?？梢匀缦掠嬎阍趤碜杂脩舻拿詈箫@示新付費電視頻道的時間-從節(jié)目分配表(PAT)提取服務(wù)描述符(音頻、視頻、數(shù)據(jù)的流)，-根據(jù)服務(wù)描述符設(shè)置過濾器，-從與該頻道相關(guān)的流的集合提取數(shù)據(jù)流，-等待數(shù)據(jù)流中包含的授權(quán)消息ECM，-把授權(quán)消息ECM傳送到安全模塊，-由安全模塊處理授權(quán)消息ECM，驗證權(quán)限并提取控制字，-把控制字返回給接收器/解碼器，-把控制字應(yīng)用于音頻/視頻數(shù)據(jù)以獲得明文音頻/視頻數(shù)據(jù)，-等待第一完整圖像(I幀)，-顯示輸入的圖像組?？梢钥吹剑邮掌?解碼器等待兩次，第一次是等待接收第一 ECM，第二次是等待接收第一 I幀。付費電視系統(tǒng)負(fù)責(zé)第一等待時間，并且采取特別措施以減小該延遲。第一措施是在數(shù)據(jù)流中重復(fù)ECM以使兩個ECM之間的時間最小化。該時間典型地為250ms，S卩，每秒4 個ECM。增加重復(fù)率將會消極地影響可用帶寬。另外，安全模塊的處理能力不斷提高，但同時由于安全原因?qū)е陆饷芎万炞C變得更加復(fù)雜。不僅應(yīng)當(dāng)對ECM進(jìn)行解密，還需要針對安全模塊中存儲的權(quán)限，檢查訪問條件 (或者具有一些復(fù)雜詢問的條件)。采用現(xiàn)今的技術(shù)，ECM的發(fā)送和對應(yīng)控制字的接收之間的時間為大約150ms。結(jié)果，切換時間的幾乎一半是由于付費電視過程所導(dǎo)致的。如上所述，能夠以各種方式實現(xiàn)安全模塊，諸如實現(xiàn)在微處理器卡上、實現(xiàn)在智能卡或者徽章或鑰匙形狀的任何電子模塊上。這些模塊通常是便攜式的并且可從接收器/解碼器分離，并且被設(shè)計為防篡改。最常使用的形式具有電觸點，但也存在ISO 14443型的非接觸版本。存在安全模塊的另一實現(xiàn)方式，其中安全模塊被直接焊接在接收器/解碼器內(nèi)， 它的一個變型是插座或連接器上的電路，諸如SIM模塊。另一實現(xiàn)方式是使安全模塊集成在具有另一功能的芯片上，例如，集成在接收器/解碼器的解擾模塊或微處理器模塊上。安全模塊也能夠?qū)崿F(xiàn)為軟件。圖1示出連接到電視機(jī)TV的接收器/解碼器STB。在這個例子中，安全模塊SC是可分離的并插入到接收器/解碼器的適當(dāng)插槽中。遙控器TC允許用戶傳遞諸如選擇頻道的命令。如上所述，安全模塊接收頻道標(biāo)識符的信息。這個標(biāo)識符包含在PAT (節(jié)目應(yīng)用表)中，PAT包括從當(dāng)前調(diào)諧到的頻帶可獲得的所有流的描述。當(dāng)用戶選擇另一頻道時，STB 的中間件負(fù)責(zé)處理這個表。對于一個給定用戶，頻道1是在其自己的頻道列表中的第一頻道。然而，這個頻道具有由廣播公司給出的另一標(biāo)識符。例如，用戶的頻道1對應(yīng)于廣播公司的頻道27，用戶的頻道2對應(yīng)于廣播公司的頻道12。這個頻道標(biāo)識符包含在PAT中。在DVB中，通過DVB三元組識別頻道。這個三元組包括三個字段，即，0NID/TSID/ SID0 ONID =原始網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符(Original Network Identifier)，TSID =傳輸流標(biāo)識符 (Transport Stream Identif ier)，SID =服務(wù)標(biāo)識符(Service Identifier)。術(shù)語“頻道標(biāo)識符”可包括簡單的標(biāo)識符(諸如27) ,DVB三元組或散列值或該三元組的任何已知函數(shù)。
STB 一接收到頻道改變請求，就把上述信息傳遞給安全模塊。該信息對于STB直接可用，因為它存儲在存儲器中的頻道映射中。每個用戶頻道標(biāo)識符具有對應(yīng)的廣播公司頻道標(biāo)識符。在下面的例子中，將考慮用戶從用戶頻道1切換到用戶頻道2，對應(yīng)于從廣播公司頻道27切換到廣播公司頻道12。根據(jù)本發(fā)明，安全模塊存儲與頻道27對應(yīng)的返回給STB的最近控制字。所述控制字是當(dāng)前控制字和下一控制字。在STB被調(diào)諧到頻道27時已提取了這些控制字。根據(jù)該例子，安全模塊接收新頻道為頻道12的信息。圖2示出用以獲得頻道12的控制字的處理。這個例子中的IDl是27并且ID2是 12。頻道27的控制字(CWl)被傳遞給以頻道標(biāo)識符27 (IDl)作為參數(shù)的第一密碼函數(shù)。該函數(shù)的結(jié)果是稱為根控制字或根密鑰(RK)的中間結(jié)果。為了獲得頻道12的控制字(CW2)，應(yīng)用以根密鑰(RK)和頻道標(biāo)識符12(ID2)作為參數(shù)的第二密碼函數(shù)。結(jié)果是頻道12的控制字(CW2)。第一密碼函數(shù)是第二密碼函數(shù)的反函數(shù)。這些密碼函數(shù)是諸如IDEA、DES、AES的加密(或解密)算法。值得注意的是，不僅使用上述方法計算當(dāng)前控制字，還處理并計算在被調(diào)諧到頻道27時在授權(quán)消息中接收的對于下一密碼時段有效的下一控制字。根據(jù)第一實施例，控制字只是被返回給接收器/解碼器并用于訪問加密的頻道 12。在付費電視方案中，高度推薦訪問控制?？梢詧?zhí)行不同的方案來調(diào)和快速轉(zhuǎn)換和訪問控制。第一方案稱為自動學(xué)習(xí)。安全模塊在它的存儲器中存儲一列表，該列表的每個條目包含頻道標(biāo)識符和控制值。根據(jù)第一實施例，該控制值是計數(shù)器。在默認(rèn)情況下，該計數(shù)器為零。當(dāng)安全模塊接收到ECM并成功地返回控制字時，這意味著當(dāng)前頻道被允許。在這種情況下，用頻道標(biāo)識符和預(yù)定義的重新加載計數(shù)器值(例如，10)更新該列表。當(dāng)用戶返回到這個頻道時，安全模塊驗證從STB接收的頻道標(biāo)識符存在于該列表中并且計數(shù)器為> 0。在這種情況下，計算新的控制字，把新的控制字返回給STB，并且使計數(shù)器遞減。所述預(yù)定義的重新加載計數(shù)器值定義在沒有權(quán)限驗證的情況下返回給STB的控制字的數(shù)量。這個值可以預(yù)定義在安全模塊中，從而使加速處理立即可用。在默認(rèn)值為> 0的情況下，安全模塊能夠立即啟動計算新的頻道控制字的機(jī)制，結(jié)果，即使用戶未被授權(quán)訪問這個頻道也能夠把該控制字返回給STB。在這種情況下，這個默認(rèn)值將是諸如5到10的較小值。該默認(rèn)值和重新加載計數(shù)器值可以不同。該默認(rèn)值不考慮訪問條件并且將被設(shè)置為零(如果用戶未被授權(quán)則不可對頻道臨時訪問)或設(shè)置為一較小值，例如10(用于暫時訪問)。當(dāng)在數(shù)據(jù)流中找到第一 ECM并將其傳遞到安全模塊時，執(zhí)行ECM的處理、訪問條件的驗證，并且如果滿足訪問條件，則把該控制字返回給STB。同時，把計數(shù)器設(shè)置為所述預(yù)定義的重新加載計數(shù)器值。如果不滿足訪問條件，則重置計數(shù)器以使得不再返回計算出的控制字?？梢栽诎踩K中預(yù)先設(shè)定所述預(yù)定義的重新加載計數(shù)器值或者從ECM自身提取所述預(yù)定義的重新加載計數(shù)器值。以相同的方式，附于頻道標(biāo)識符的控制值可以是時限。ECM包括當(dāng)前時間，并且在這個頻道的訪問條件每次成功驗證(通過它的ECM)時，用當(dāng)前時間加上授權(quán)時長(諸如一天或一周)來更新所述頻道的時限。在這個后面的例子中，需要每周一次足夠長時間地訪問給定頻道來接收ECM，從而使系統(tǒng)總是保持工作。根據(jù)另一實施例，用從管理中心接收的管理數(shù)據(jù)構(gòu)成安全模塊的列表。EMM(授權(quán)管理消息)被用于把權(quán)限載入到安全模塊中，隨后把這些權(quán)限與ECM中包含的訪問條件進(jìn)行比較。EMM能夠用于載入表，該表的每個條目具有頻道標(biāo)識符和控制值。如前所述，這個控制值可以是每次當(dāng)關(guān)于這個頻道標(biāo)識符返回控制字時遞減的計數(shù)器值。這個控制值可以是允許安全模塊返回這個頻道的控制字的時間。通過從EMM消息提取該信息而載入該時間，并且該時間優(yōu)選地與這個頻道的訂閱期一致。該時間的信息由ECM或EMM給出。每個消息包含存儲在安全模塊中的時間指示。 最近時間信息更新前一時間信息。把該時間信息與附于頻道標(biāo)識符的時間信息進(jìn)行比較， 以決定是否能將控制字返回給STB。一旦對給定頻道的訂閱到期，則不更新與這個頻道對應(yīng)的時間信息(或者與這些頻道對應(yīng)的時間信息，因為訂閱能夠覆蓋多于一個的頻道)，并且安全模塊將會停止返回計算出的控制字。在用戶從頻道1 (CHID = 27)切換到頻道2 (CHID = 12)隨后切換到頻道3 (CHID =34)的情況下，將會執(zhí)行下面的操作-安全模塊讀取使用的上一控制字，并用頻道1的頻道標(biāo)識符計算根密鑰，-安全模塊接收頻道2的頻道標(biāo)識符，并借助根密鑰和頻道2的頻道標(biāo)識符計算控制字(當(dāng)前控制字和下一控制字)，-在進(jìn)一步切換到頻道3時，該根密鑰仍然能夠用于計算頻道3的控制字?？梢韵氲酱驷槍赡艿念l道改變而存儲當(dāng)前頻道的控制字，安全模塊能夠利用上述函數(shù)直接計算根密鑰并且僅存儲根密鑰(奇根密鑰和偶根密鑰)。不需要把當(dāng)前控制字存儲在安全模塊中，存儲根密鑰就足夠了。在這個后面的情況下，也不需要存儲當(dāng)前頻道的頻道標(biāo)識符。要注意的是，通常產(chǎn)生兩個控制字，當(dāng)前控制字和下一控制字。一旦通過頻道1的當(dāng)前控制字和頻道標(biāo)識符計算了當(dāng)前根密鑰，則使用頻道1的下一控制字和頻道標(biāo)識符計算另一下一根密鑰。這些根密鑰隨后被存儲在安全模塊中以防用戶給出另一切換指令。密碼函數(shù)F類似于加密或解密函數(shù)，根密鑰是要加密(或解密)的數(shù)據(jù)，頻道標(biāo)識符起到密鑰的作用。由于密鑰通常具有高的熵但對于頻道標(biāo)識符而言并非如此，所以在將頻道標(biāo)識符用作密鑰之前先對其應(yīng)用多樣化函數(shù)。根據(jù)第一實施例，這個多樣化函數(shù)能夠混合頻道標(biāo)識符與安全模塊和管理中心已知的預(yù)定義值。這可以是通過利用管理中心和安全模塊已知的密鑰的加密函數(shù)來實現(xiàn)的。 根據(jù)另一實施例，該多樣化函數(shù)使用包含在ECM中的多樣化值。因此第三方在不能成功對 ECM進(jìn)行解密的情況下無法訪問這種多樣化。在給定時間，這個多樣化值對于各頻道上的所有ECM應(yīng)該是相同的。這種多樣化值的例子可以是當(dāng)前時間。從最新解密的ECM中提取該當(dāng)前時間，該ECM已產(chǎn)生參考控制字，在上面的例子中是頻道1的控制字。在處理ECM和提取參考控制字的同時，管理中心(因為ECM由管理中心產(chǎn)生)和安全模塊知道了 ECM中包含的時間。這個時間數(shù)據(jù)能夠與頻道標(biāo)識符一起用于多樣化函數(shù)。本發(fā)明的一個主要優(yōu)點是在接收器側(cè)與現(xiàn)有方案的兼容性。不具有本發(fā)明的特征的接收器仍然能夠繼續(xù)工作，因為每個頻道的ECM包含控制字。舊的安全模塊將會繼續(xù)接收ECM并且將返回控制字，新的安全模塊能夠在接收到新頻道的ECM之前就計算出新控制字。密碼函數(shù)F和F—1能夠以軟件實現(xiàn)在安全模塊中。然而，在另一實施例中，這個函數(shù)以硬件方式實現(xiàn)從而使算法保密。
權(quán)利要求
1.一種用于控制包括安全模塊的接收器/解碼器對多個頻道的訪問的方法，每個頻道利用特定頻道控制字進(jìn)行了加密，每個頻道具有頻道標(biāo)識符并傳輸至少包含當(dāng)前頻道控制字和頻道訪問條件的授權(quán)消息ECM，該方法包括下述步驟-調(diào)諧到具有第一頻道標(biāo)識符的第一頻道，-把第一頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊，-接收至少包含第一控制字的第一授權(quán)消息ECM1，-把第一授權(quán)消息ECMl發(fā)送到安全模塊，-對第一授權(quán)消息ECMl進(jìn)行解密并驗證頻道訪問條件，-如果滿足訪問條件，則把第一控制字返回給接收器/解碼器，-由安全模塊存儲第一控制字和第一頻道標(biāo)識符，-調(diào)諧到具有第二頻道標(biāo)識符并利用第二控制字加密的第二頻道，第一控制字是使用第一頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，第二控制字是使用第二頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，-把第二頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊， -由安全模塊按照下面的步驟計算第二控制字 -使用第一控制字和第一頻道標(biāo)識符用反密碼函數(shù)F-I計算根控制字， -使用根控制字和第二頻道標(biāo)識符用密碼函數(shù)F計算第二控制字， -把第二控制字返回給接收器/解碼器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全模塊包括一列表，該列表的每個條目至少包括頻道標(biāo)識符和控制值，該方法包括下述步驟-在返回第二控制字之前，驗證與第二頻道標(biāo)識符對應(yīng)的控制值授權(quán)了對第二頻道的訪問，以及-僅當(dāng)該訪問被授權(quán)時，返回第二控制字。
3.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制值是計數(shù)器，所述控制值的驗證包括驗證該計數(shù)器為正，并且在第二控制字被返回給接收器/解碼器的同時所述計數(shù)器被遞減。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法還包括下述步驟 -接收至少包含第二控制字的第二授權(quán)消息ECM2，-把第二授權(quán)消息ECM2發(fā)送到安全模塊， -對第二授權(quán)消息ECM2進(jìn)行解密并驗證頻道訪問條件， -如果滿足訪問條件，則把第二控制字返回給接收器/解碼器，以及 -把第二頻道的計數(shù)器設(shè)置為正值。
5.如權(quán)利要求1至4中的一項所述的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 -在應(yīng)用反密碼函數(shù)F—1之前，用多樣化值使第一頻道標(biāo)識符多樣化，以及-在應(yīng)用密碼函數(shù)F之前，用所述多樣化值使第二頻道標(biāo)識符多樣化。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多樣化值是從第一授權(quán)消息ECMl提取的。
7.一種用于控制包括安全模塊的接收器/解碼器對多個頻道的訪問的方法，每個頻道利用特定頻道控制字進(jìn)行了加密，每個頻道具有頻道標(biāo)識符并傳輸至少包含當(dāng)前頻道控制字和頻道訪問條件的授權(quán)消息ECM，這種方法包括下述步驟 -調(diào)諧到具有第一頻道標(biāo)識符的第一頻道， -把第一頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊， -接收至少包含第一控制字的第一授權(quán)消息ECM1， -把第一授權(quán)消息ECMl發(fā)送到安全模塊， -對第一授權(quán)消息ECMl進(jìn)行解密并驗證頻道訪問條件， -如果滿足訪問條件，則把第一控制字返回給接收器/解碼器， -使用第一控制字和第一頻道標(biāo)識符用反密碼函數(shù)F-I計算根控制字， -由安全模塊存儲根控制字，-調(diào)諧到具有第二頻道標(biāo)識符并利用第二控制字加密的第二頻道，第一控制字是使用第一頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，第二控制字是使用第二頻道標(biāo)識符和根控制字的密碼函數(shù)F的結(jié)果，-把第二頻道標(biāo)識符發(fā)送到安全模塊，-由安全模塊使用根控制字和第二頻道標(biāo)識符用密碼函數(shù)F計算第二控制字，以及 -把第二控制字返回給接收器/解碼器。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述安全模塊包括一列表，該列表的每個條目至少包括頻道標(biāo)識符和控制值，該方法包括下述步驟-在返回第二控制字之前，驗證與第二頻道標(biāo)識符對應(yīng)的控制值授權(quán)了對第二頻道的訪問，以及-僅當(dāng)該訪問被授權(quán)時，返回第二控制字。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述控制值是計數(shù)器，所述控制值的驗證包括驗證該計數(shù)器為正，并且在第二控制字被返回給接收器/解碼器的同時所述計數(shù)器被遞減。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制接收器/解碼器對多個頻道的訪問的方法。本發(fā)明旨在提供一種特別地為需驗證訪問權(quán)限的加密內(nèi)容加速頻道改變的方法。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于控制包括安全模塊(SC)的接收器/解碼器(STB)對多個頻道的訪問的方法，每個頻道利用特定頻道控制字(CW1，CW2)進(jìn)行了加密，每個頻道具有頻道標(biāo)識符(ID1，ID2)并傳輸至少包含當(dāng)前頻道控制字和頻道訪問條件的授權(quán)消息ECM。
文檔編號H04N21/4623GK102196316SQ20111005065
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者A·庫德爾斯基 申請人:納格拉影像股份有限公司