DE60011405T2 - Verahren und gerät zur sicherung von steuerungsworten - Google Patents

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    • H04N7/1675—Providing digital key or authorisation information for generation or regeneration of the scrambling sequence

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Einrichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät und Verfahren zum Entwürfeln digitalen Inhalts in digitalen Einrichtungen.
  • 2. Genereller Hintergrund
  • Analoge Kommunikationssysteme machen schnell ihren digitalen Gegenstücken Platz. Gegenwärtig ist geplant, dass digitales Fernsehen im Jahr 2002 allen Konsumenten national zur Verfügung steht und im Jahr 2006 vollständig im Dienst ist. Hochauflösende Fernsehsendungen bzw. HDTV-Fernsehsendungen (high definition television (HDTV) broadcasts) haben in den meisten Hauptstädten auf begrenzter Basis schon begonnen. Ähnlich hat das explosive Wachstum des Internets und des World Wilde Web in einem korrelativen Wachstum bei der Zunahme herunterladbarer audiovisueller Dateien, beispielsweise MP3-formatierter Audiodateien, sowie anderen Inhalts resultiert.
  • Gleichzeitig mit und zum Teil aufgrund dieser schnellen Bewegung zum digitalen Kommunikationensystem hat es signifikante Fortschritte bei digitalen Aufzeichnungseinrichtungen gegeben. DVD-Rekorder (DVD steht für digital versatile disk (mehrseitige Digitalplatte)), digitale VHS-Videokassettenrekorder (digital VHS video cassette recorders (D-VHS VCR)), CD-ROM-Rekorder (beispielsweise CD-R und CD-RW), MP3-Aufzeichnungseinrichtungen und hart- bzw. festplattenbasierte Aufzeichnungseinheiten sind aber nur repräsentativ für die digitalen Aufzeichnungseinrichtungen, die fähig sind, Hochqualitäts- bzw. Qualitätsaufzeichnungen und Kopien davon zu erzeugen, ohne die Generationsverschlechterung (d.h. zuneh mende Verschlechterung zwischen sukzessiven Kopien), die bei den analogen Gegenstücken bekannt sind, zu erzeugen. Die Kombination aus einer Bewegung zu digitalen Kommunikationssystemen und digitalen Aufzeichnungseinrichtungen bringen Inhaltanbieter bzw. -provider wie beispielsweise die Film- bzw. Bewegtbild- und Musikindustrie in Sorge, die das unautorisierte und unkontrollierte Kopieren von urheberrechtlich oder anderweitig geschütztem Material zu verhindern wünschen.
  • Als Antwort darauf gibt es eine Bewegung, Dienstprovider, beispielsweise terrestrische Rundfunk-, Kabel- und Direkt-Rundstrahlsatellit- bzw. DBS-Gesellschaften (DBS steht für dirct broadcast satellite (Direkt-Rundstrahlsatellit)) und Gesellschaften mit Internetstellen (Internet sites), welche herunterladbaren Inhalt bereitstellen, aufzufordern, Schutzschemata einzuführen. Zwei solche Kopierschutzsysteme sind von der 5C-Gruppe der DHSG (= Data Hiding Sub Group (Datenverdeckungs-Subgruppe)) (5C umfasst Vertreter von Sony, Hitachi, Toshiba, Matsushita und Intel) und der DTDG (= Data Transmission Discussion Group (Datenübertragungs-Diskussionsgruppe)), die Industriekomitee-Subgruppen der CPTWG (= Copy Protection Technical Working Group (kopierschutztechnische Arbeitsgruppe)) sind, vorgeschlagen worden. Die CPTWG repräsentiert die Inhaltprovider, Computer- und Konsumelektronikprodukt-Hersteller.
  • Der DTDG-DTCP-Vorschlag (DTCP = Digital Transmission Copy Protection (Digitalübertragungskopierschutz)) ist auf den Schutz von kopiergeschütztem digitalen Inhalt gerichtet, der zwischen digitalen Einrichtungen, die über ein digitales Übertragungsmedium wie beispielsweise einen IEEE 1394-Seriellbus verbunden sind, übertragen wird. Einrichtungsbasiert verwendet der Vorschlag Symmetrischschlüssel-Verschlüsselungstechniken zum Codieren von Komponenten einer konformen Einrichtung. Dies berücksichtigt die Authentisierung jeder digitalen Einrichtung vor der Übertragung des digitalen Inhalts, um zu bestimmen, ob die Einrichtung konform ist. Der digitale Inhalt wird vor der Übertragung selbst codiert, so dass ein unautorisiertes Kopieren des Inhalts in einer Kopie, die ein unverständliches Format aufweist, resultiert.
  • Ein Verfahren zum Codieren des Inhalts ist von der DHSG vorgeschlagen worden und basiert auf Wasserzeichentechniken. Obgleich der Hauptfokus des DHSG-Vorschlags bei einem Kopierschutz digitalen Film- und Videoinhalts, insbesondere als auf DVD-Systeme angewendet, gewesen ist, wird erwartet, dass er zum Kopierschutz jeden digitalen Inhalts, der über digitale Rundsendungen und Netzwerke elektronisch verbreitet wird, anwendbar ist. Die Wasserzeichentechniken, die für den Benutzer unsichtbar sind, erlauben, dass der hereinkommende Inhalt in einer Weise markiert wird, die es extrem schwierig macht, präzise zu erkennen, wie der Inhalt codiert wurde, und folglich extrem schwierig, das Wasserzeichen ohne Beschädigung des Inhalts zu entfernen oder zu ändern. Die DHSG hat drei primäre Fälle von Detektion und Steuerung bestimmt, die eine solche Technik bzw. Technologie erfüllen sollte: Wiedergabe-, Aufzeichnungs- und Generationskopiersteuerung. Es wird erwartet, dass die Wasserzeichentechnologie dem Inhaltprovider erlaubt, wenigstens zu spezifizieren, ob der Inhalt ein „Copy never (Niekopieren)"-, „Copy once (Einmalkopieren)"- oder „Copy free (Freikopieren)"-Inhalt ist. „Copy never" wird zum Markieren digitalen Inhalts verwendet, um anzuzeigen, dass nicht erlaubt ist, den Inhalt zu kopieren, während „Copy free" anzeigt, dass der Inhalt frei kopiert werden kann und er mit zusätzlicher Information markiert werden kann. Dies ist verschieden von Material, das nie markiert wird. Schließlich wird „Copy once" verwendet, um anzuzeigen, dass erlaubt ist, den digitalen Inhalt nur einmal zu kopieren. Wenn eine Kopie gemacht wird, werden der originale „Copy once"-Inhalt und der neu kopierte Inhalt neu markiert mit „no more copy (keine Kopie mehr)". Natürlich können andere Typen von Kopierverwaltungs- bzw. Kopiermanagementbefehlen das Spielen oder die Wiedergabe solchen digitalen Inhalts begrenzen, beispielsweise auf eine spezifische Zeitperiode, Dauer oder Zahl von Spielen oder Vorführungen.
  • Infolgedessen erstreckt sich auch heute die Funktionalität digitaler Einrichtungen wie beispielsweise Set-top-Boxen (Set-top-Box = Digitalempfänger (Konverter und Decodierer in einem Gerät), Satellitenempfänger, multimediales Zusatzgerät, Aufsatzgerät) digitale Fernseher, digitaler Audiospieler und ähnliche solche digitalen Einrichtungen über ihre historische Rolle des bedingten Zugriffs (conditional access (CA)), d.h. lediglich Entwürfeln eines Inhalts zu einem CA-klaren Format zum Realzeitanschauen und/oder -hören, hinaus und enthält nun Beschränkungen und Bedingungen bei der Aufzeichnung und Wiedergabe solchen digitalen Inhalts. Beispielsweise kann gegenwärtig ein Kopieren verwürfelten Inhalts für eine nachfolgende Entwürfelung und Sehen oder Hören mit der geeigneten Dienst/Inhalt-Providerautorisation oder den der digitalen Einrichtung bereitgestellten Schlüssel erlaubt werden.
  • Traditionelle Bedingtzugriffssysteme für Pay-TV (Bezahlfernsehen) entstanden aus Simplex- bzw. Einweg-Rundfunksystemen, bei denen ein Rückkanal nicht verfügbar war. Einem Verschlüsselungsprozessor, beispielsweise eine Chipkarte (smart card), in einer Bedingtzugriffseinheit, beispielsweise eine Set-top-Box, wird generell Information und Funktionalität eingegeben, um einen Zugriff zu Programmen automatisch zu garantieren.
  • Beispielsweise empfängt eine Chipkarte mit einer Pay-TV-Zugriffssteueranwendung typisch EMMs, die gewisse Dienstbetitelungen bzw. -berechtigungen bzw. -benutzungsberechtigungen garantieren. Typischerweise werden Dienste- oder Gruppenschlüssel zur gleichen Zeit abgegeben, und wenn der Set-top-Box erlaubt ist, IPPV-Programme anzusehen, kann die Kredit- und Kostengrenze-Information ebensogut übertragen werden.
  • Beim Abstimmen auf ein Programm empfängt die Chipkarte ECMs, die beschreiben, welche Betitelungen bzw. Berechtigungen die Chipkarte benötigt, um einen Zugriff zur Show zu garantieren. Hacker können versuchen, sowohl EMMs als auch ECMs zu manipulieren, um Programme ohne Bezahlung der erforderlichen Teilnehmergebühren sehen. Nicht nur werden die EMMs und ECMs manipuliert, sondern die Hardware wird ebenso atta ckiert. Diese Kombination aus Software- und Hardware-Attacken werden benutzt, um zu bewirken, dass die Chipkarte verwürfelte Programme ohne Autorisation vom Anbieter bzw. Provider der Programme entschlüsselt.
  • Einmal aufgefangen bzw. in Felder unterteilt ist es schwer, die Funktionalität der Chipkarten zu ändern. Mechanismen zum Herunterladen eines neuen Codes zu Chipkarten sind empfänglich für Attacken von Hackern, die versuchen können, die gleichen Mechanismen zum Laden eines Pirat- bzw. Raubcodes in die Chipkarte zu verwenden, um Programme zu stehlen. Ein „sicherer" Weg, das Zugriffssteuersystem zu verbessern ist, existierende Chipkarten vom Feld zu nehmen und neue bereitzustellen. Dies kann jedoch teuer und logistisch schwierig sein.
  • WO 86/07224 offenbart ein Verfahren und Gerät zum Verwürfeln und Entwürfeln von Fernsehsignalen. Ein Fernsehsignal wird verwürfelt und mit einem verschlüsselten Sessionsschlüssel (Sitzungsschlüssel) und einem verschlüsselten Entwürfelungscode übertragen. Der Entwürfelungscode ist unter Verwendung des Sessionsschlüssels verschlüsselt, und der Sessionsschlüssel ist entsprechend einem Verteiler- bzw. Verteilungsschlüssel, der einem Empfänger bekannt ist, verschlüsselt. Der Empfänger ist angeordnet zum Wiedergewinnen des Fernsehsignals durch Entschlüsselung des Sessionsschlüssels unter Verwendung des Verteilungsschlüssels und Entschlüsselung des Entwürfelungscodes unter Verwendung des Sessionsschlüssels und Entwürfelung der Fernsehsignale unter Verwendung des Entwürfelungscodes.
  • WO 97/38530 offenbart eine Anordnung zur Entschlüsselung von Fernsehsignalen, die eine Bedingtzugriffseinrichtung und eine Chipkarte aufweist. Die Bedingtzugriffseinrichtung erzeugt einen Zufallsschlüssel und überträgt den Zufallsschlüssel zur Chipkarte in einer verschlüsselten Form. Der Zufallsschlüssel ist unter Verwendung eines öffentlichen Schlüssels, der von der Chipkarte unter Verwendung eines korrespondierenden geheimen Schlüssels verschlüsselt ist, verschlüsselt, um den Zufallsschlüssel, der nachfolgend zum Verschlüsseln/Ent schlüsseln von Meldungen zwischen der Chipkarte und der Bedingtzugriffseinrichtung verwendet wird, zu erhalten.
  • US 5 485 577 offenbart ein Sicherheitsgerät für Informationsverarbeitungssysteme, in welchem authentisierte Zugriffsrechte zunehmend abgegeben werden, um auf Steuerprozessoren zuzugreifen.
  • Die UK Patentanmeldung GB 22 41 096 A offenbart einen Empfänger zur Dechiffrierung verwürfelter Videosignale, der eine Steuereinheit, einen Videoprozessor und eine Dateneingabeschaltung aufweist. Die Steuereinheit umfasst eine Speichereinrichtung. Die Speichereinrichtung weist Dechiffrierungsalgorithmen und einen darin vorgespeicherten eindeutigen bzw. einzigen M-Chiffreschlüssel auf. Die Steuereinheit empfängt den M-Chiffreschlüssel und dechiffriert eine chiffrierte Meldung, die einen V-Chiffreschlüssel enthält, mit dem das Videosignal verwürfelt worden ist. Der V-Chiffreschlüssel wird dann dem Videoprozessor zur Entschlüsselung der verwürfelten Videosignale zugeführt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Verschiedene Aspekte und Merkmale bzw. Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren zur Sicherung von Steuerungswörtern bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Empfangen verwürfelten digitalen Inhalts in einer integrierten Entwürflerschaltung bzw. Entwürflerintegriertschaltung. Das Verfahren umfasst außerdem Empfangen eines verschlüsselten Steuerungswortes (encrypted control word) in der Entwürflerintegriertschaltung, Entschlüsseln des verschlüsselten Steuerungswortes unter Verwendung eines in einer Registerschaltung der Entwürflerintegriertschaltung gespeicherten Schlüssels und Entwürfeln des verwürfelten digitalen Inhalts in der Entwürflerintegriertschaltung unter Verwendung des entschlüsselten Steuerungsworts.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung ist mittels eines Beispiels und nicht mittels einer Einschränkung in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und in denen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines exemplarischen Unterhaltungssystems ist, das eine Ausführungsform einer digitalen Einrichtung enthält;
  • 2 eine Ausführungsform einer Bedingtzugriffseinheit (conditional access unit) mit einer Chipkarte ist;
  • 3 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur sicheren Übertragung von Steuerungswörtern von einer Chipkarte zu einer Bedingtzugriffseinheit ist;
  • 4 und 5 Ausführungsformen eines Verfahrens zur Verschlüsselung und Entschlüsselung von Daten sind;
  • 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Entwürflerintegriertschaltung ist;
  • 7 eine Ausführungsform eines Empfangsstellen- bzw. Kopfstellenservers, einer Netzwerkverbindung und eines Decodierers ist;
  • 8 eine andere Ausführungsform eines Decodierers ist;
  • 9 Ausführungsformen von Diensten zeigen, die an einen Decodierer oder eine Bedingtzugriffseinheit abgegeben werden können; und
  • 10 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Anforderung und zum Empfang von Steuerungswörtern oder Dienstschlüsseln zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 ist ein Blockschaltbild eines Unterhaltungssystems 100, das eine Ausführungsform eines Kopierverwaltungs- bzw. Kopiermanagementsystems der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Unterhaltungssystem 100 umfasst eine digitale Einrichtung 110 zum Empfang eines Programmdaten von einem oder mehreren Dienstprovidern enthaltenden Bitstroms. Solche Dienst- oder Inhaltprovider können terrestrische Rundfunk- Programmanbieter bzw. -provider, Kabeloperatoren, DBS-Gesellschaften (DBS = direct broadcast satellite (Direkt-Rundstrahlsatellit)), Inhalt zum Herunterladen über das Internet bereitstellende Gesellschaften oder jeden ähnlichen solchen Inhalt- und/oder Dienstprovider umfassen. Die Programmdaten können Systeminformation, Betitelungs- bzw. Berechtigungs- bzw. Benutzungsberechtigungs-Steuermeldungen, Betitelungs- bzw. Berechtigungs- bzw. Benutzungsberechtigungs-Managementmeldungen, Inhalt und andere Daten enthalten, die jeweils kurz beschrieben werden. Systeminformation kann Information über Programmnamen, Rundfunkzeit, Quelle und ein Verfahren zur Wiedergewinnung und Decodierung sowie Kopiermanagementbefehle, die digitalen Empfängern und anderen Einrichtungen Information, die steuert, wie und wann Programmdaten rückgespielt, rückübertragen und/oder aufgezeichnet werden können, bereitstellen. Diese Kopierverwaltungs- bzw. Kopiermanagementbefehle können auch zusammen mit Betitelungs- bzw. Berechtigungssteuermeldungen (entitlement control messages (ECM)), die von der Bedingtzugriffseinheit zum Regulieren eines Zugriffs einen besonderen Kanal oder Dienstes generell verwendet werden, übertragen werden. Betitelungs- bzw. Berechtigungsmanagementmeldungen (entitlement management messages (EMM)) können zum Abgeben von Privilegien an den digitalen Empfänger 111 wie beispielsweise Rechte, Zugriffsparameter und Entwürfelungsschlüssel verwendet werden. Wie bekannt ist ein Entschlüsselungsschlüssel generell ein Code, der zum Wiederherstellen verwürfelter Daten erforderlich ist und eine Funktion der garantierten Rechte sein kann. Schließlich kann ein Inhalt im Programmdatenstrom Audio- und Videodaten, die in einem verwürfelten oder klaren Format sein können, enthalten.
  • Die digitale Einrichtung 110 umfasst einen digitalen Empfänger 111, der den hereinkommenden Bitstrom verarbeitet, daraus die Programmdaten extrahiert und die Programmdaten in einem sichtbaren Format bereitstellt. Die digitale Einrichtung 110 kann über ein Übertragungsmedium 120 an andere Komponenten des Unterhaltungssystems 100 gekoppelt sein. Das Ü bertragungsmedium 120 arbeitet so, dass es Steuerinformation und Programmdaten enthaltende Daten zwischen der digitalen Einrichtung 110 und anderen Komponenten im Unterhaltungssystem 100 überträgt.
  • Das Unterhaltungssystem 100 kann ein an das Übertragungsmedium 120 gekoppeltes Audiosystem 130 enthalten. Ein digitaler VCR 140 wie beispielsweise ein D-VHS VCR kann durch das Übertragungsmedium 120 ebenfalls an die digitale Einrichtung 110 und andere Komponenten des Unterhaltungssystems 100 gekoppelt sein.
  • Eine Hartplatten- bzw. Festplatten-Aufzeichnungseinheit 150 kann über das Übertragungsmedium 120 auch an die digitale Einrichtung 110 und andere Komponenten gekoppelt sein. Eine Anzeige 160 kann eine hochauflösende Fernsehanzeige (high definition television display), einen Monitor oder eine andere zur Verarbeitung digitaler Videosignale fähige Einrichtung aufweisen. Schließlich kann eine Steuereinheit 170 an das Übertragungsmedium 120 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 170 kann zum Koordinieren und Steuern des Betriebs bzw. der Operation einiger oder jeder der Komponenten auf dem Unterhaltungssystem 100 verwendet sein.
  • Der Inhalt eines digitalen Programms kann in verwürfelter Form übertragen werden. Damit eine Bedingtzugriffseinheit den verwürfelten Inhalt zurückgewinnen und eine Person den Inhalt in klarer Form sehen kann, muss die Einheit die dem verwürfelten Inhalt zugeordneten notwendigen Zugriffserfordernisse aufweisen. Ein Zugriffserfordernis enthält eine Meldung, welche die Merkmale beschreibt, die Bedingtzugriffseinheit haben muss, um den verwürfelten Inhalt zu decodieren. Beispielsweise kann zum Sehen des Inhalts ein gewisser Schlüssel notwendig sein. Alternativ dazu kann ein einem gegebenen Inhaltprovider zugeordnetes Dienstkennzeichen erforderlich sein. Technische Erfordernisse wie beispielsweise ein besonderes Entwürfelungsverfahren können auch notwendig und als ein Teil der Zugriffserfordernisse enthalten sein. Die einem besonderen Programm zugeordneten Zugriffserfordernisse können zusammen mit dem Programm zu einer Bedingtzugriffseinheit übertragen werden.
  • Wenn ein verwürfeltes Programm von einer Bedingtzugriffseinheit empfangen wird, werden die Zugriffserfordernisse für das Programm mit den Betitelungen bzw. Berechtigungen verglichen, welche die Bedingtzugriffseinheit tatsächlich hat. Damit die Bedingtzugriffseinheit den verwürfelten Inhalt in klarer Form anzeigen kann, müssen die Zugriffserfordernisse für das Programm mit den Betitelungen bzw. Berechtigungen der Bedingtzugriffseinheit übereinstimmen bzw. zu diesen passen. Die Betitelungen bzw. Berechtigungen können festlegen bzw. spezifizieren, dass die Bedingtzugriffseinheit betitelt bzw. berechtigt ist, den Inhalt von einem gegebenen Dienstprovider wie beispielsweise HBO zu sehen. Die Betitelungen bzw. Berechtigungen können auch einen oder mehrere zum Entwürfeln des Inhalts notwendige Schlüssel enthalten. Die Betitelungen bzw. Berechtigungen können auch die Zeitperioden definieren, für welche die Bedingtzugriffseinheit Programme entwürfeln kann. Die Zugriffserfordernisse und Betitelungen bzw. Berechtigungen bilden auf diese Weise einen Teil des Zugriffssteuersystems zum Bestimmen, ob ein Decodierer autorisiert ist, ein besonderes Programm zu sehen.
  • Die Zugriffserfordernisse und Berechtigungen können Konsumenten mit einer Vielfalt von Wahlen zum Bezahlen für den Inhalt und gewinnen eines Zugriffs auf den verwürfelten Inhalt bereitstellen. Diese Wahlen können Bezahlen-pro-Spiel bzw. Pay per play (PPP), Videoabrufdienst bzw. Bezahlen-pro-Sehen bzw. Pay per view (PPV), Impuls-Bezahlen-pro-Sehen bzw. Impulse pay per view (IPPV), zeitbasiertes Historisches bzw. Altes bzw. Time based historical, Bezahlen-pro-Zeit bzw. Pay per time (PPT), Rückkauf-von Niekopiefilmen, bzw. Repurchase of copy never movies, persönliches Verwürfeln bzw. Personal scrambling und regionales Pay per view bzw. Regional pay per view umfassen. Impulse pay per view ist ein Merkmal, das einen Kauf von Bezahlen-pro-Sehen-Filmen bzw. Pay per view movies durch Kredit, der vorher in die Set-top-Box heruntergeladen worden ist, erlaubt. Kaufaufzeichnungen können gespei chert und durch Telefon zu einem Rechnungserstellungszentrum weitergeleitet werden. Time based historical erlaubt einen Zugriff auf einen Inhalt, der während einer vergangenen Zeitperiode wie beispielsweise März bis Dezember 1997 geliefert wurde. Die Zugriffserfordernisse und Berechtigungen können Kunden auch verschiedene Optionen zum Speichern des verwürfelten Inhalts bereitstellen.
  • Die Zugriffserfordernisse können an die Bedingtzugriffseinheit unter Verwendung von Paket-Identifizierern (packet identifiers (PIDs)) abgegeben werden. Jeder PID kann die einem gegebenen Dienst oder Merkmal zugeordneten Zugriffserfordernisse enthalten. Der an eine Bedingtzugriffseinheit abgegebene Inhalt kann eine große Zahl an PIDs enthalten und dadurch spezielle Einnahmemerkmale, technische Merkmal oder andere spezielle Merkmale ermöglichen, die lokal auszuführen sind.
  • Vor Empfang des Inhalts kann dem Kunden eine Zahl Wahlen zur Gewinnung eines Zugriffs auf den Inhalt, der in Begriff ist, auf Media gespeichert zu werden, gegeben sein. Der Kunde kann aufgefordert werden, das Recht auf den Zugriff und das Sehen des Inhalts zu kaufen. Wenn deshalb der Kunde den Inhalt für eine spätere Wiedergewinnung und ein späteres Sehen aufzeichnen will, müssen die Zugriffserfordernisse, die der Kunde kaufte, mit dem Inhalt gespeichert sein.
  • Es gibt verschiedene Typen von Sicherheitsarchitekturen für Bedingtzugriffseinheiten: 1) eingebettete, 2) gespaltene bzw. gesplittete Sicherheit und 3) externe Sicherheit. Bei eingebetteter Sicherheit werden die Inhaltentwürfelung und das Schlüsselmanagement insgesamt in der Bedingtzugriffseinheit, beispielsweise einer Set-top-Box, ausgeführt. Bei gesplitteter Sicherheit wird die Entwürfelung in der Set-top-Box ausgeführt, jedoch wird das Schlüsselmanagement außerhalb der Set-top-Box durch Verwendung eines Verschlüsselungsrozessors wie beispielsweise einer Chipkarte ausgeführt. Bei externer Sicherheit werden sowohl die Inhaltentwürfelung als auch das Schlüsselmanagement extern, beispielsweise mit den NRSS-A- und NRSS-B-Bedingtzugriffsspezifikationen (NRSS-A and NRSS-B conditional access specifications), ausgeführt. Die Kabelindustrie hat durch den bzw. „Open Cable(Offen-Kabel)"-Prozesess eine modifizierte Version von NRSS-B, die als „Point-of-Deployment(Punkt-des-Einsatzes)"-Modul (POD-Modul) bezeichnet wird. Das POD-Modul hat den gleichen Formfaktor wie NRSS-B. Es enthält Funktionalität zum Senden und Empfangen von Meldungen auf dem „Out-of-Band"-Kanal („Außerband"-Kanal). Der externe Sicherheitstyp kann auch gesplittet sein, beispielsweise durch Verwendung einer PCMCIA-Formfaktorkarte, die Inhalt entwürfelt, und einer Chipkarte, die das Schlüsselmanagement ausführt.
  • Außerdem kann auf den CA-entwürfelten Transportstrom ein Kopierschutz angewendet sein. Kopiergeschützter Inhalt wird über das CA-Modul (NRSS-A-, NRSS-B- oder POD-)Schnittstelle und den Hauptcomputer bzw. Host neu verwürfelt. Das CA-Element und der Host müssen dem zum neuen Verschlüsseln dieses Inhalts verwendeten Schlüssel zustimmen. Bei einer Ausführungsform sind auf jeder Seite der Schnittstelle verschiedenen Parameter sicher geteilt, mit dem Resultat, dass von jedem Teilnehmer der gleiche Kopierschutzschlüssel abgeleitet wird. Das CA-Modul kann alternativ dazu seinen eigenen Schlüssel ableiten und den Kopierschutzschlüssel mit dem eindeutigen bzw. einzigen Schlüssel der Entwürflerintegriertschaltung im Host verschlüsseln. Das CA-Modul kann diesen einzigen Schlüssel der Entwürflerintegriertschaltung durch eine EMM oder ein anderes Verfahren, beispielsweise Fabrikladeprozedur, empfangen.
  • Wie in 2 zu sehen ist, weist eine das Kopiermanagementsystem der vorliegenden Erfindung aufweisende Ausführungsform des digitalen Empfängers 111 eine Chipkartenschnittstelle 420 auf. Obgleich die Chipkartenschnittstelle 420 in den digitalen Empfänger 111 eingebaut sein kann, wird erwartet, dass der digitale Empfänger einen Erweiterungsschlitz, beispielsweise einen PCMCIA-Schlitz oder Universaldienstebus- bzw. Universal-Services-Bus-Schlitz (USB-Schlitz) zur Aufnahme einer Karte oder Einrichtung, welche die Schnittstelle 420 enthält, aufweist. Der digitale Empfänger 111 dieser Ausführungsform weist eine CPU 430 und eine Entwürflerintegriertschaltung 440 auf.
  • Die Chipkartenschnittstelle 420 nimmt eine Chipkarte auf, die verschlüsselte Steuerungswörter zum Entwürfeln verschlüsselten Programminhalts enthält. Die Chipkarte 410 kann die Steuerungswörter in verschlüsselter Form zur Chipkartenschnittstelle 420 übertragen. Wenn der Inhalt unter Verwendung von Steuerungswörtern zusätzlich zu Schlüsseln original verschlüsselt wurde, kann die Chipkarte 410 einen der Einheit 401 eindeutigen bzw. einzigen Verschlüsselungssteuerschlüssel verwenden, um die Steuerungswörter zu verschlüsseln. Die Bedingtzugriffseinheit 401 entschlüsselt die Steuerungswörter und verwendet die klaren Steuerungswörter zum Entwürfeln des Programminhalts.
  • So zeigt 2 eine Ausführungsform der gesplitteten Sicherheitsarchitektur und externen Architektur. Bei der gesplitteten Sicherheitsarchitektur ist die Bedingtzugriffseinheit 401 eine Set-top-Box oder anderer Typ einer digitalen Einrichtung, beispielsweise die in 1 gezeigte Einrichtung 110. Bei der externen Architektur ist die Bedingtzugriffseinheit eine NRSS-B-Bedingtzugriffseinheit. Ein externer Verschlüsselungsprozessor 410, beispielsweise eine ISO 7816-Chipkarte, empfängt Steuerungswörter (control words (CWs)), die zum Entwürfeln eines Programms benötigt werden. Die Chipkarte 410 verschlüsselt die CWs im Verschlüsselungsblock 414 mit Schlüsseln, die für die Transportentwürflerintegriertschaltung (Intergriertschaltung = integrated circuit (IC)) 440 eindeutig bzw. einzig sind.
  • Die Chipkarte 410 gibt die verschlüsselten CWs an die Set-top-CPU 430 durch die Schnittstelle 420 ab. Die Transportentwürfler-IC (descrambler IC) 440 in der Set Top Box 401 entschlüsselt die CWs unter Verwendung der eindeutigen bzw. einzigen Entwürfeer-IC-Schlüssel (unique descrambler IC keys) die im Register 450 gespeichert sind. Der Entschlüsselungsblock 460 schreibt dann die entschlüsselten CWs alternierend in UNGERADE- und GERADE-Schlüsselregister (ODD and EVEN key registers) des im Transportentwürflerchip 440 lokalisierten Entwürflers 470. Der Entwürfler 470 wendet dann die UNGERADE/GERADE-CWs (ODD/EVEN-CWs) auf den verwürfelten Inhalt 480 zur rechten Zeit an und gibt den entwürfelten Programminhalt 490 aus.
  • So ist die Übertragung des Steuerungsworts von der Chipkarte zur Set-top-Box sicher, da das Steuerungswort in verschlüsselter Form übertragen wird. Das Steuerungswort bleibt in der Set-top-Box sicher, da das Steuerungswort von dem nicht sichereren Prozessor 430 nicht entschlüsselt wird. Das Steuerungswort wird nur in der Entwürfler-IC 440 entschlüsselt, die das Steuerungswort tatsächlich verwendet, und deshalb ist das Steuerungswort nie freigelegt und kann von Hackern nicht erhalten werden.
  • Außerdem ist der zum Entschlüsseln des Steuerungsworts verwendete Schlüssel als Hardware im Register 450 in der IC 440 gespeichert. Das Register 450 kann nicht gehackt werden, wenn nicht das Silizium getestet und das Register zerstört wird. Es kann ein Versuch gemacht werden, den im Register 450 in der IC 440 erschöpfend auszuloten bzw. versuchen. Wenn jedoch der Schlüssel ausreichend groß ist, werden die Angriffsmittel als hoffnungslos angesehen. Außerdem kann der Schlüssel nur für eine einzelne besondere Einheit 401 gültig sein und kann nicht von anderen Einheiten zum Entschlüsseln von Steuerungswörtern benutzt werden, da die Steuerungswörter von der Chipkarte unter Verwendung eines Schlüssels, der für eine zugeordnete Bedingtzugriffseinheit 401 eindeutig bzw. einzig ist, verschlüsselt sind. Deshalb ist die Übertragung der verschlüsselten Steuerungswörter von der Chipkarte 410 zur Bedingtzugriffseinheit 401 sicher, und die Steuerungswörter sind für Diebstahl durch Hacker nicht zugänglich.
  • Der Sicherheitschip 440 führt die gesamte Sicherheitsverarbeitung der Steuerungswörter aus. Dieser Sicherheitschip weist keine CPU, keine Firmware und keine Software auf. Es gibt dort keine komplizierte Schlüsselhierarchie. Ein nicht auf CPU basierter Entwürflerchip empfängt die verschlüsselten Steuerungswörter, wendet einen eindeutigen bzw. einzigen Schlüssel (unique key) auf sie an und entschlüsselt sie. Es sind keine Instruktionen, kein Code, kein Hashing und keine Software in den Entschlüsselungsblock geladen. Die Entschlüsselung wird ganz von einer Hardwareschaltung, die nur eine einzelne Schlüsselfunktion verwendet, ausgeführt.
  • Die einzigen Schlüssel können während der Herstellung in das Register 450 programmiert werden. Beispielsweise weist bei einer Ausführungsform die Entwürfler-IC ein nichtflüchtiges Einzig-Schlüssel-Register 450 auf, das nur einmal beschrieben werden kann. Wenn die Set-top, der TV oder das NRSS-B-Modul 401 hergestellt wird, wird das Einzig-Schlüssel-Register 450 programmiert. Bei dieser Ausführungsform gibt es keinen Weg, um entweder die originalen Schlüssel, die in das Register 450 geladen wurden, zu lesen oder überschreiben. Eine Zuordnung zwischen der Seriennummer der Hosts (401) und dem einzigen Schlüssel, der in die Entwürfler-IC dieses Hosts geladen wurde, kann aufgezeichnet werden.
  • Wenn die Set-top 401 hergestellt ist und eine Chipkarte 410 installiert ist, kann die Chipkarte 410 den der Einheit 401 zugeordneten einzigen Schlüssel zur Zeit der Paarung empfangen. Von da an ist die Chipkarte mit diesem besonderen Host 401 „gepaart". Wenn später die Chipkarte jemals ersetzt oder zu einem neuen Host bewegt wird, kann die Chipkarte die Entwürfler-IC-Einzig-Schlüssel in einer EMM (Berechtigungs-Management-Meldung)) empfangen. Neue Chipkarten mit den schon in die Karte programmierten Einzig-Schlüsseln können auch an Benutzer abgegeben werden.
  • Ein Verfahren zur Übertragung der CWs von der Chipkarte zur Bedingtzugriffseinheit ist in 3 gezeigt. Ein Steuerungswort wird in der Chipkarte unter Verwendung eines in einer Registerschaltung der Chipkarte gespeicherten Schlüssels beim verschlüsselt, Schritt 40. Der in der Registerschaltung der Chipkarte gespeicherte Schlüssel ist dem in der Registerschaltung der Entwürflerintegriertschaltung gespeicherten Schlüssel zugeordnet. Das verschlüsselte Steuerungswort wird von der Chipkarte empfangen, Schritt 41. Dieses Verfahren umfasst Empfangen eines Programmdaten enthaltenden digitalen Bitstroms in einer Entwürflerintegriertschaltung, wobei die Programmdaten Systeminformation und verwürfelten digitalen Inhalt enthalten, Schritt 42. Das verschlüsselte Steuerungswort wird unter Verwendung eines in der Registerschaltung der Entwürflerintegriertschaltung gespeicherten Schlüssels entschlüsselt, Schritt 44. Der verwürfelte digitale Inhalt wird in der Entwürflerintegriertschaltung unter Verwendung des entschlüsselten Steuerungsworts entwürfelt, Schritt 45, und der entwürfelte digitale Inhalt wird ausgegeben, Schritt 46.
  • Ausführungsformen der vom Verschlüsselungsblock 414 und Entschlüsselungsblock 460 ausgeführten Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsfunktionen sind in den 4, 5 und 6 gezeigt. Diese Operationen transformieren die CWs auf der Basis der in den Registern 412 und 450 gespeicherten einzige Schlüssel. Ein Verschlüsselungsalgorithmus wie beispielsweise DES, M6 oder DVB-Common Scrambling Algorithm kann verwendet werden. Bei den in den 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen ist Triple DES (Dreifach-DES) verwendet. Wie in 6 gezeigt verwendet die Entwürfler-IC 440 Triple DES zum Entschlüsseln der Steuerungswörter im Entschlüsselungsblock 460. Die entschlüsselten Steuerungswörter werden dann vom Entwürfler 470 zum Entwürfeln des Programminhalts 480 und Ausgeben klaren Programminhalts 490 verwendet.
  • Da jedoch die Verschlüsselung und Entschlüsselung der CWs lokal bei der Set-top-Box sind, ist es möglich, die Entwicklung einer zunehmen robusteren Verschlüsselung in Phase zu bringen. Beispielsweise kann ein einzelner DES (single DES) anfänglich eingesetzt werden, und später können double (doppelte) oder triple (dreifache) DES ohne Konsequenz für schon in Felder unterteilte gepaarte Einheiten von Set-tops und Chipkarten in Phase gebracht werden. Die Schlüssellänge der einzigen Schlüssel kann wenigstens so groß wie die Entwürfelungs-Steuerungswörter sein, um zu helfen, Attacken auf die einzigen Schlüssel durch Hacker zu reduzieren.
  • Bei einer in 7 gezeigten alternativen Ausführungsform kann die Chipkarte durch die Eingabe- bzw. Kopfstelle 710 eines Ein- oder Zweiwegnetzwerks 720 ersetzt sein. Die Kopfstelle hält die Zugriffsrechte für den Decodierer 701 an stelle eines lokalen Krypto-Mikrokontrollers. Die Kopfstelle 710 kann Dienstschlüssel auf der Basis der in der Entwürfler-IC 740 gespeicherten einzigen Schlüssel abgeben. Die verschlüsselten Dienstschlüssel können im Host 701 lokal gespeichert sein, um Übergänge von einem Kanal zu einem anderen zu erleichtern. Die Schlüssel sind in verschlüsselter Form gespeichert und sind in die Entwürfler-IC 740 wie benötigt geladen. Die Schlüssel werden nur in der Entwürfler-IC 740 durch Verwendung der im Register 750 gespeicherten Entwürfler-IC-Einzig-Schlüssel entschlüsselt. Bei einer Ausführungsform sind die Dienstschlüssel als Steuerungswörter zum direkten Entschlüsseln des Inhalts verwendet. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Dienstschlüssel zum Entschlüsseln von Steuerungswörtern, die in-band mit dem Inhalt empfangen werden.
  • Die Dienstschlüssel können unter Verwendung eines der für die Steuerungswörter in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der 2, 4, 5 und 6 verwendeten Algorithmen verschlüsselt und entschlüsselt werden. Der zum Verschlüsseln und Entschlüsseln der Dienstschlüssel verwendete Algorithmus kann von dem zum Verwürfeln und Entwürfeln des Programminhalts verwendeten Algorithmus verschieden sein. Beispielsweise kann M6 in Software in entweder der Chipkarte oder des Kopfstellenschlüsselservers leichter getan werden. Auch kann jeder Dienst-Schlüssel unter Verwendung verschiedener öffentlicher und eigentümlicher Verschlüsselungsalgorithmen verschlüsselt werden. Diese verschiedenen eigentümlichen Algorithmen können als Antiplagiatmaßnahmen zum außer Kraft setzen von Klonhardware betrachtet werden.
  • Die Kopfstelle 710 kann Dienstschlüssel an einen Kanal oder einem Rang bzw. eine Netzebene einer Servicebasis in EMMs abgeben. Die Diensteschlüssel sind im Decodierer 401 verschlüsselt lokal gespeichert und werden vom unsicheren Prozessor 730 wie benötigt verwendet, wenn auf verschiedene Kanäle abgestimmt wird. Da die Set-tops im Vergleich mit der Kopfstelle in hohem Volumen in Felder unterteilt sind, kann ein Eliminieren der Verschlüsselungsprozessoren, beispiels weise Chipkarten, von den Set-tops die Kosten der Implementierung eines Pay-TV-Systems in einem Netzwerk stark reduzieren.
  • Während diese Ausführungsform in (Nicht-IPPV)-Einwegrundfunk- bzw. Einwegsendenetzwerken arbeitet, funktioniert sie auch in interaktiven Zweiwegnetzwerken, wo die Schlüssel für einen besonderen Dienst, beispielsweise IPPV- oder VOD-Käufe oder einen beliebig anderen Nichtteilnehmerdienst angefordert werden. Der Rückführkanal 721 fordert die Schlüssel an, da die Fähigkeit, einen Zugriff auf einen neuen Dienst zu garantieren von, der Kopfstelle 710 anstelle von einem lokalen Steuerungs-Kryptoprozessor ausgeführt wird.
  • Um an der Kopfstelle Überlastungsprobleme zu vermeiden, die durch eine große Zahl gleichzeitiger Impulskäufe von IPPV-Programmen verursacht werden, kann eine Frei-Vorschau-Periode (Free Preview period) bestimmt werden, und IPPB-Programme können vor dem tatsächlichen Sehen vermarktet werden. Bei dieser Ausführungsform können Dienst-Schlüssel für individuelle Shows oder Filme von der Einheit 701 angefordert und der Zeit voraus abgegeben werden. Beispielsweise können interaktive Netzwerke wie beispielsweise ein Kabelsystem, das einen Rückkanal 721, beispielsweise ein DOCSIS-Modem oder einen Außerband-Sender/Empfänger (Out-of-Band transmitter/receiver), aufweist, können die Anforderung von der Einheit 701 zur Kopfstelle 710 abgeben. Alternativ dazu kann die Set-top-Einheit 701 den laufenden Entschlüsselungsdienstschlüssel für jedes Programm, auf das zugegriffen wird, anfordern.
  • Ein Kontroller auf dem Netzwerk-Kopfstellenserver 710 verarbeitet diese Anforderung für Programmschlüssel PRK (Request for Program Key). Die Anforderung kann die Einheitsadresse des Decodierers und zum Identifizieren des zu sehenden Kanals enthalten (von denen alle vom MPEG-System und vom unsicheren Prozessor schon verarbeiteter Programminformation erhalten werden können). Die Anforderung kann, wenn Notwendigkeit besteht, zur Nichtablehnung und Verhinderung einer Abweisung von Dienstattacken, beispielsweise IPPV oder VOD-Anforderungen, verschlüsselt sein.
  • Bei Empfang der Meldung sieht der Schlüsselserver 710 beim Decodierer 710 in der Zugriffssteuerungsliste (die alle Betitelungen bzw. Berechtigungen von Einheiten auflistet) nach und verifiziert die Autorisierung des Decodierers. Wenn autorisiert, sendet der Kontroller den Dienstschlüssel (verschlüsselt unter dem in der Entwürfler-IC lokalisierten einzige Schlüssel des Decodierers) zur Einheit. 8 zeigt eine alternative Ausführungsform des Decodierers 701, der Dienstschlüssel anfordern und empfangen kann.
  • Bei dieser Ausführungsform kann der Dienst-Schlüssel für eine gewisse Zeitperiode gültig sein. Der Decodierer 701 kann den Schlüssel, wenn er zu anderen Diensten surft, speichern, was dem Decodierer erlaubt, mit einem noch gültigen Schlüssel wieder auf den Dienst zuzugreifen, ohne dass er den Schlüssel wieder anfordern muss. Bei dieser Ausführungsform ist der Schlüssel in seiner einheitsspezifisch verschlüsselter Form (wie er vom Schlüsselserver über das Netzwerk kommt) im Speicher 735 des unsicheren Prozessors 730 (der den Decodierer betreibt) gespeichert.
  • Durch Verwendung des Speichers und der Verarbeitungsleistung des unsichern Allzweck- bzw. Universalhostprozessors und nicht eines separaten Verschlüsselungsprozessors kann eine große Kostenreduzierung erzielt werden. Nicht nur kann der Verschlüsselungsprozessor eliminiert werden, sondern es gibt auch weniger Zusatz am Teil des Hostprozessors beim Behandeln der Kommunikation zu diesem Verschlüsselungsprozessor.
  • Der Dienstschlüssel kann für die Dauer eines Programms gültig sein, oder er kann für eine Zeitperiode, beispielsweise 6 Stunden gültig sein. Die Verwendung eines Schlüssels für eine längere Zeitperiode reduziert die Gesamtzahl von Transaktionen zwischen dem Decodierer 701 und der Kopfstelle 710, da, wenn der Schlüssel einmal im Decodierer 710 gespeichert ist, er vom Speicher des Decodierers dem Decodierer verfügbar ist. Abhängig von der Dauer des gegenwärtigen bzw. laufenden Dienstschlüssels kann der nächste Schlüssel zusammen mit dem laufenden Schlüssel abgegeben werden. Alternativ dazu kann der Decodierer den nächsten Dienstschlüssel nach Detektion des Endes der Gültigkeitsepoche des laufenden Dienstschlüssels anfordern. Bei einer Ausführungsform ist der Dienstschlüssel für die Dauer einer Teilnehmerperiode eines Benutzers gültig.
  • Der Dienstschlüssel muss richtig identifiziert werden, so dass er auf einem Kanal, auf den abgestimmt ist, angewendet werden kann. Wenn die Set-top-Box 701 auf einen Kanal abstimmt, schlägt sie beim geeigneten verschlüsselten Dienstschlüssel vom Speicher 735 nach und schreibt diesen in das Ungerade/Gerade-MPEG-Schlüsselregister (Odd/Even-MPEG key register) der Entwürfler-IC 740 nach. Wie bei der Ausführungsform der 2 kann die geheime Einzig-Schlüssel-Information in die IC 740 programmiert werden, wenn der Decodierer 701 hergestellt wird.
  • Bei einer Ausführungsform können die Dienstschlüssel 56-Bit-, 112-Bit- oder 168-Bit-Schlüssel aufweisen. Die Tabelle 1 zeigt die Speichererfordernisse für verschiedene Größen von Schlüsseln.
  • Tabelle 1: Zahl von Bytes zum Speichern unabhängiger Dienstschlüssel
    Figure 00200001
  • Dienste können à la Carte verkauft oder als ein Bouquet oder Packet verkauft werden. Es kann mehrere Ränge bzw. Netzebenen von Diensten geben. Beispielsweise kann es, wie in 9 gezeigt, eine Basisnetzebene von Diensten, eine mittlere Netzebene, die mehrere Dienste anbietet, und fortgeschrittene bzw. vorgesetzte Netzebenen, die verschiedene Prämien- bzw. Premiumdienste anbieten, geben. Bei dieser Ausführungsform kann jeder Zuwachsnetzebene von Diensten ein separater Schlüssel gegeben sein.
  • Wenn von der obigen Tabelle 1 ein Kunde bei 20 verschiedenen Typen von Dienstnetzebenen teilnehmen würde, würde dies 60 Bytes ID-Speicher, 320 Bytes Speicher der laufend gültigen Dienstschlüssel, 320 Bytes Speicher für die für die nächste Epoche (oder Rechnungserstellungsperiode) gültigen Dienstschlüssel erfordern, für eine Summe von 700 Bytes.
  • Typischerweise müssen ECMs die zum Zugriff auf einen Kanal zusammen mit der Kanal- oder Dienst-ID-Information (Channel or Service ID information) und Steuerungs-Wort-(Schlüssel)information benötigten Zugriffsbedingungen bzw. Zugriffs-Bedingungen (Access Condition) transportieren. Bei dieser Ausführungsform können die EMCs vereinfacht sein. Nur die Kanal- oder Dienst-ID-Information und möglicherweise ein Programm-ID (Program ID), wenn es ein IPPV- oder VOD-Programm ist, muss bzw. müssen in der ECM enthalten sein. Dies deswegen, weil keine ECM-Verarbeitung anders als die Identifizierung des geeigneten verschlüsselten Schlüssels vom Speicher und seine Verwendung zum Schreiben und seine Verwendung zum Schreiben desselben in das geeignete Register der Entwürfler-IC ausgeführt werden muss.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Anforderung und zum Empfang von Dienstschlüsseln. Programminformation wird von der Kopfstelle des Decodierers kontinuierlich gesendet, Schritte 1010 und 1015. Ein Zuschauer wählt dann einen Kanal zum Zuschauen, Schritt 1020. Der Decodierer fordert einen Dienstschlüssel von der Kopfstelle an, Schritt 1025. Die Kopfstelle prüft den Teilnehmerstatus des Decodierers, Schritt 1030. Wenn der Decodierer Teilnehmer ist, stellt die Kopfstelle den Dienstschlüssel dem Decodierer bereit, Schritt 1055. Wenn der Decodierer nicht Teilnehmer ist, wird der Zuschauer vom Decodierer aufgefordert, teilzunehmen, Schritt 1035. Der Zuschauer entscheidet sich zur Teilnahme, Schritt 1040. Der Decodierer sendet eine Anforderung zum Kauf zur Kopfstelle, Schritt 1045. Die Kopfstelle sendet einen verschlüsselten Dienstschlüssel zum Decodierer, Schritt 1050.
  • Infolgedessen weist bei dieser Ausführungsform der Decodierer eine Entwürfler-IC mit einem einzigen Schlüssel auf. Dienstschlüssel werden vom Entwürfler-IC-Einzig-Schlüssel verschlüsselt an den Decodierer 701 abgegeben und in verschlüsselter Form im Decodierer gespeichert. Alternativ dazu könnte der Decodierer jedesmal einen Dienstschlüssel anfordern, wenn der Decodierer auf einen Kanal abstimmt, ohne Dienstschlüssel lokal zu speichern. Die vom sicheren Verschlüsselungsprozessor normalerweise gehaltenen Berechtigungen werden von der kontrollierenden bzw. steuernden Autorität, beispielsweise ein Schlüsselserver in der Kopfstelle, gehalten. Der unsichere Prozessor 730 im Decodierer 701 kann eine Meldung empfangen (beispielsweise eine ECM oder EMM), die ihm sagt, was autorisiert ist, zu entwürfeln, so dass er einem Zuschauer Zuschauoptionen richtig anzeigen kann. Der Prozessor 730 kann dann Dienstschlüssel für gewählte Kanäle anfordern. Bei dieser Ausführungsform gibt es keine eingebettete „sichere" Firmware oder Software. Bei Verwendung der oben erwähnten Hardwareverschlüsselungsschaltung wird ein eingebetteter CPU-Kern oder eine eingebettete Firmware, der bzw. die eine Verschlüsselungsfunktion ausführt, nicht benötigt. Dies ermöglicht eine Anzahl von Bedingtzugriffsanwendungen, die zum unsicheren Prozessor heruntergeladen werden können. Der Dienstschlüssel ist einheitsschlüsselverschlüsselt. Er kann ein öffentlicher asymmetrischer Schlüssel oder ein geheimer symmetrischer Schlüssel sein.
  • Zusätzliche Vorteile umfassen Pay-TV-Anwendungen ohne Verwendung eines Verschlüsselungsprozessors durch Bereitstellen eines Decodierers, der eine Entwürfler-IC mit in die IC festverdrahteten einzigen Schlüsseln aufweist. Der Decodierer kann einen Dienstschlüssel oder ein Steuerungswort von einem Netzwerkprovider anfordern. Eine Lokal-Zugriffs-Steuerung kann vom unsichere Prozessor ausgeführt werden, da die kritische „sichere" Funktion in der Entwürfler-IC isoliert ist.
  • Bei der vorstehenden Beschreibung ist die Erfindung in Bezugnahme auf spezifische exemplarische Ausführungsformen derselben beschrieben. Es ist jedoch evident, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen bei ihr ohne Verlassen des wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung gemacht werden können. Die Beschreibung und Zeichnungen sind demgemäss in einem illustrativen und nicht in einem restriktiven Sinn zu betrachten.

Claims (23)

  1. Verfahren zum Entwürfeln verwürfelten digitalen Inhalts, aufweisend: permanentes Speichern eines Schlüssels in einem nichtflüchtigen Register einer Entwürflerintegriertschaltung (440,740) während der Herstellung, Empfangen des verwürfelten digitalen Inhalts in der Entwürflerintegriertschaltung (440,740), Empfangen eines verschlüsselten Steuerungsworts in der Entwürflerintegriertschaltung (440,740), Entschlüsseln des verschlüsselten Steuerungsworts unter Verwendung des im nicht-flüchtigen Register permanent gespeicherten Schlüssels, der in einem nichtflüchtigen Register der Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) gespeichert worden ist, und Entwürfeln des verwürfelten digitalen Inhalts in der Entwürflerintegriertschaltung (440,740) unter Verwendung des entschlüsselten Steuerungsworts, wobei die Entwürflerintegriertschaltung eine nicht-CPU-, nicht-Firmware- und nicht-Softwarebasierte integrierte Schaltung ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfang des verwürfelten digitalen Inhalts Empfangen einer den verwürfelten digitalen Inhalt enthaltenden Fernsehübertragung aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfang des verwürfelten digitalen Inhalts Herunterladen des verwürfelten digitalen Inhalts vom Internet aufweist
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Entschlüsselung des verschlüsselten Steuerungsworts unter Verwendung eines in der Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) gespeicherten Schlüssels Entschlüsseln des Steuerungsworts unter Verwendung von Triple-DES umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfang des verschlüsselten Steuerungsworts in der Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) Empfangen des verschlüsselten Steuerungsworts von einer Chipkarte (410) aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, außerdem mit Verschlüsseln des Steuerungsworts in der Chipkarte (410) unter Verwendung eines in einer Registerschaltung (412) der Chipkarte gespeicherten Schlüssels, wobei der in der Registerschaltung (412) der Chipkarte gespeicherte Schlüssel ein einem in einer Registerschaltung (450) der Entwürflerintegriertschaltung (440) gespeicherten Schlüssel zugeordnet ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfang eines verschlüsselten Steuerungsworts in der Entwürflerintegriertschaltung (440,740) Empfangen des verschlüsselten Steuerungsworts von einer durch ein Netz (720) mit der Entwürflerintegriertschaltung (440,740) verbundenen Steuerungsentität (710) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsentität (710) von einem Kopfstellenserver, einer Aufwärtsstrecke oder einer Rundfunkstation eine ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, mit Verschlüsseln eines Steuerungsworts in der Steuerungsentität unter Verwendung eines dem in der Registerschaltung (750) der Entwürflerintegriertschaltung (740) gespeicherten Schlüssel zugeordneten Schlüssels.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfang des verschlüsselten Steuerungsworts in der Entwürflerintegriertschaltung (440,740) Empfangen des verschlüsselten Steuerungsworts in einem Modul (401) aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Modul (401) von einem NRSS-A-Modul, einem NRSS-B-Modul, einem POD-Modul und einem anderen CA-Element eines ist.
  12. Gerät zur Entwürfelung verwürfelten digitalen Inhalts, aufweisend: eine Entwürflerintegriertschaltung, wobei die Entwürflerintegriertschaltung geeignet ist zum Empfangen (111) verwürfelten digitalen Inhalts und Empfangen (410, 420, 720, 725) eines verschlüsselten Steuerungsworts, wobei die Entwürflerintegriertschaltung aufweist: eine Einrichtung zur Entschlüsselung (410, 420, 720, 760) des verschlüsselten Steuerungsworts unter Verwendung eines Schlüssels, der in einem nicht-flüchtigen Register der Entwürflerintegriertschaltung (440,740) während der Herstellung permanent gespeichert worden ist, und eine Einrichtung zur Entwürfelung (470, 770) des verwürfelten digitalen Inhalts in der Entwürflerintegriertschaltung unter Verwendung des entschlüsselten Steuerungsworts, wobei die Entwürflerintegriertschaltung eine nicht-CPU-, nicht-Firmware- und nicht-Software-basierte integrierte Schaltung ist.
  13. Gerät nach Anspruch 12, aufweisend eine Einrichtung zum Empfang einer den verwürfelten digitalen Inhalt enthaltenden Fernsehübertragung.
  14. Gerät nach Anspruch 12, aufweisend eine Einrichtung zum Herunterladen des verwürfelten digitalen Inhalts vom Internet.
  15. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zur Entschlüsselung des einen in der Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) gespeicherten verschlüsselten Steuerungsworts Triple-DES verwendet.
  16. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Entwürflerintegriertschaltung geeignet ist zum Empfang des verschlüsselten Steuerungsworts von einer Chipkarte (410).
  17. System zur Übertragung digitalen Inhalts, wobei das System aufweist: eine Einrichtung zur Übertragung des verwürfelten digitalen Inhalts zu einem Gerät zur Enwürfelung des verwürfelten digitalen Inhalts, wobei das Gerät eine Entwürflerintegriertschaltung aufweist, wobei die integrierte Entwürflerintegriertschaltung geeignet ist zum Empfangen des verwürfelten digitalen Inhalts und zum Empfangen eines verschlüsselten Steuerungsworts, wobei die Entwürflerintegriertschaltung eine Einrichtung zur Entschlüsselung (440, 460, 740, 760) des verschlüsselten Steuerungsworts unter Verwendung eines Schlüssels, der in einem nicht-flüchtigen Register der Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) während der Herstellung permanent gespeichert worden ist, und eine Einrichtung zur Entwürfelung (470, 770) des verwürfelten digitalen Inhalts in der Entwürflerintegriertschaltung unter Verwendung des verschlüsselten Steuerungsworts, wobei die Entwürflerintegriertschaltung eine nicht-CPU-, nicht-Firmware- und nicht-Software-basierte integrierte Schaltung ist, aufweist.
  18. System nach Anspruch 17, aufweisend eine Chipkarte und eine Einrichtung zur Verschlüsselung (414) des Steuerungsworts (CW) in der Chipkarte unter Verwendung eines in einer Registerschaltung (412) der Chipkarte gespeicherten Schlüssels, wobei die Entwürflerintegriertschaltung (440, 740) geeignet ist zum Empfangen des verschlüsselten Steuerungsworts von der Chipkarte (410), wobei der in der Registerschaltung (412) gespeicherte Schlüssel der Chipkarte (410) einem in einer Registerschaltung (412) der Entwürflerintegriertschaltung (440) gespeicherten Schlüssel zugeordnet ist.
  19. System nach Anspruch 17, aufweisend eine Einrichtung zur Übertragung des verschlüsselten Steuerungsworts von einer mit der Entwürflerintegriertschaltung (740) verbundenen Steuerungsentität (710) über ein Netz (720).
  20. System nach Anspruch 19, wobei die Steuerungsentität (710) von einem Kopfstellenserver, einer Aufwärtsstrecke oder einer Rundfunkstation eine ist.
  21. System nach Anspruch 19, wobei die Steuerungsentität (710) eine Einrichtung zur Verschlüsselung eines Steuerungsworts in der Steuerungsentität unter Verwendung eines dem in der Registerschaltung (750) der Entwürflerintegriertschaltung (740) gespeicherten Schlüssel zugeordneten Schlüssels.
  22. System nach Anspruch 20, aufweisend ein Modul (401) zur Übertragung des verschlüsselten Steuerungsworts zur Entwürflerintegriertschaltung.
  23. System nach Anspruch 22, wobei das Modul (401) von einem NRSS-A-Modul, einem NRSS-B-Modul, einem POD-Modul und einem anderen CA-Element eines ist.
DE60011405T 1999-03-30 2000-02-29 Verahren und gerät zur sicherung von steuerungsworten Expired - Lifetime DE60011405T2 (de)

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