CN101454789A - 用以连接至音频/视频信号的处理单元的安全装置以及使用该装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用以连接至音频/视频信号的处理单元的安全装置。该装置包括将音频流/视频流解密的机构、ISO 7816型接口以及USB型接口。该装置的特征在于包括连接至该7816接口的时钟输入的时钟频率检测模块,该检测模块包括根据至少两个不同的频率范围来区分该输入频率的机构,而所述频率范围中的一个启动该USB功能。本发明还涉及通过安全装置来处理音频/视频信号的方法,该方法的特征在于包括以下步骤:根据预设频率,将时钟信号发送至该ISO 7816接口的时钟输入;判断该预设频率所属的频率范围;根据该判断的时钟频率范围,判断该安全装置的操作模式;根据该判断的操作模式处理该数据。
Description
技术领域
本发明涉及对条件式存取数据进行存取的技术领域,尤其涉及音频/视频型数据,此外还涉及用于付费电视的数据。更具体地,本发明涉及一种用以连接至音频/视频信号的处理单元的安全装置,该装置包括将音频流/视频流解密的机构、ISO 7816型接口以及USB型接口。
本发明还涉及一种通过安全装置来处理音频/视频信号的方法,该安全装置包括将音频流/视频流解密的机构、ISO 7816型接口以及USB型接口。
背景技术
众所周知,为了能够存取加密的数据和使付费电视事件视觉化,比如特别是电影、运动赛事或游戏等,好几个数据流被广播至一组多媒体单元,该多媒体单元包括解码器和安全模块。特别地,一方面,这些数据流是以加密数据流形式的该事件的文件,另一方面,这些数据流是允许该数据流解密的控制信息ECM流。该数据流的内容是以定期更新的“控制字”(控制字=CW)来加密。而第二种数据流称为授权控制信息(ECM),且能够特别以两种不同方式形成。根据第一种方法,该控制字是以一个密钥(key)来加密,称为传输密钥TK,其通常适用于管理中心和与该接收器/解码器有关联的安全模块之间的传输系统。该控制字CW通过该传输密钥TK来解密该控制信息ECM来获得。
根据第二种方法,该ECM流并不直接含有该加密的控制字,而是含有允许判断该控制字的信息。该控制字的判断可以通过不同的操作来执行,特别是通过解密的方法,该解密能够直接引向该控制字,但还引向包含该控制字的数据,接着该控制字必须从该数据中提取。特别地,该数据可以包含该控制字和与将要广播的内容相关联的值,以及特别是该内容的存取条件。允许判断该控制字的另一操作能够使用例如:特别是该数据的单向散列功能。
在大部分的本发明系统中,该数据流是以加密的形式由该解码器接收,同时还接收控制信息ECM流。这些信息ECM被发送至将其解密的安全模块,从而提取该控制字CW。这些控制字被发送至该解码器,例如:通过对该安全模块和该解码器共同的密钥以加密形式传送,该解码器包含借助于该控制字负责将该数据流解密的解扰模块(解扰器)。
在对控制信息ECM解密期间,还要确认在该安全模块内是否出现存取所讨论的该内容的权利。而该权利可以由将此权利载入该安全模块的授权信息的授权管理信息(EMM)来管理。
该控制信息的加密密钥本身是在授权信息EMM内传送,从而允许存取该控制字。
目前,在条件式存取数据的存取系统和特别是在与付费电视相关的系统中使用的许多安全模块是智能卡。通常,所使用的智能卡符合ISO 7816标准。众所周知,符合该标准的卡包含通过多个元件从外部可存取的八个触点。当该卡插入读取器时,该多个元件与该卡的触点形成电连接。该八个触点中的六个具有上述ISO 7816标准中所明确定义的功能。特别地,触点Vcc负责提供该卡芯片的电源供给,触点GND提供该芯片的接地,触点RST允许复位,触点Vpp以编程电压提供芯片供给,触点CLK允许输入时钟信号,以及触点I/O允许输入/输出数据。
这些卡特别适用于付费电视系统,因为其允许所要提供的这种类型应用所需的安全。但是却出现一个缺点,即这些卡不能允许足够的数据处理速度。因此,当这种卡用于解密控制信息ECM从而提取该控制字时,其处理能力是足够的;但这种卡却不能解密与数据流同样大的流。
目前有些卡能够支持两种不同的操作模式,具体地,一种模式是响应ISO 7816标准,而另一种模式是使用USB协议。该USB协议允许足够快的速率施加给运行中(on-the-fly)的数据解密。
在符合ISO 7816标准的智能卡内,八个触点中的两个触点并不是预留用于明确的功能,而是能够根据应用的需要来使用。根据USB标准,数据通过两条导线D+和D-来传送,另外提供两条导线用以确保该电源供给。因此某些现有的智能卡使用ISO 7816的两个自由触点,以根据USB标准来确保该数据的发送。
对于常规的应用,在ISO 7816的智能卡中,所使用的时钟频率一般低于5兆赫兹(MHz)。该时钟信号在外部装置内产生,接着通过该芯片的触点CLK传送至该智能卡。
在使用USB协议处理音频流/视频流的系统中,该时钟频率不仅必须非常精确,而且必须是相当高。通常,在USB模式中的时钟频率是30MHz,而且根据USB 1标准,该数据传输频率是1.5Mb/s(低速)或12Mb/s(全速);以及根据USB 2.0标准是480Mb/s(高速)。高频率和高精确度迫使出现振荡器,比如石英振荡器,其集成到该USB模块自身。当USB模块采用智能卡的形式时,必须特别考虑体积的限制。这使得该智能卡的制造相当复杂和昂贵。
而且,在能够在ISO 7816模式和USB模式中操作的系统中,有必要以尽可能弹性的方式来管理完全不同的频率。
在文档EP 1 457 922中描述了在ISO 7816模式和USB模式中工作的智能卡,其能够自动切换成所需模式。这种自动切换是通过检测在芯片触点D+或D-上的电压来执行的。如果电压出现在这些触点的其中之一,则认定该智能卡是操作在USB模式中;假如电压不是出现在这些触点的其中之一,该智能卡是操作在ISO 7816模式中。
该检测模式意味着首先需要产生电压,或用以抑制在USB模式中的触点D+和D-的电压,以向该智能卡表明具有模式变换。而所需数据只在已考虑该模式变换时才能传送。这种限制意味着这个实施例并不适用于模式频繁变换的应用,特别是在从处理控制信息ECM的ISO 7816模式频繁变换至处理视频/音频流的USB模式时。根据本发明的特别实施例,通过在该触点CLK施加逻辑1来执行USB模式的检测。很清楚,在这种情况下该触点不再备用。
本发明提出通过产生安全模式来解决现有技术中装置的问题,该安全模式能够处理根据ISO 7816标准和根据USB协议两者的数据。而且,这种安全模式能够自动且频繁又快速地从一个模式切换至另一模式。
另外,该装置消除了与将振荡器集成在智能卡中的相关的限制,因此能够产生相当廉价的智能卡,同时提供极大的使用灵活性。
发明内容
本发明的目的是通过一种装置来实现,该装置如前所述且特征在于其包括连接至该7816接口的时钟输入的时钟频率检测模块,该检测模块包含用以根据至少两个不同频率范围来区别该输入频率的机构,所述频率范围的其中之一启动USB功能。
本发明的目的还通过一种处理视频/音频信号的方法来实现,该处理视频/音频信号的方法如前所述且特性在于其包括以下步骤:
根据预设频率,将时钟信号发送至ISO 7816接口的时钟输入;
判断该预设频率所属的频率范围;
根据该判断的时钟频率范围,判断该安全装置的操作模式;
根据该判断的操作模式处理该数据。
该安全模块并不需要内部时钟,同时提供根据不同模式运行的可能性。此外,自动执行该操作模式的检测,而不必施加信号或使用特定触点来通知模式变换。
附图说明
参考包含的附图和具体描述的实施例将会更好理解本发明及其优点,其中:
图1示意性示出根据本发明的第一实施例的安全装置;
图2和图3表示本发明的安全装置的另外两个实施例。
主要元件符号说明
1~8:触点
10:安全装置
11:芯片
12:分频器
13:频率检测器
14:时钟信号产生器
15:倍频器
D+、D-:导线
具体实施方式
参考图1和图3,根据本发明的安全装置10基本上包括满足ISO7816标准的芯片11、分频器12和频率检测器13。
该装置还可以与放置在该装置外部的时钟信号产生器14一起协作。根据本发明的装置用于付费电视的实际应用的实施例,该时钟信号产生器放置在解码器内。该解码器还包括智能卡读取器,在组件操作时将本发明的装置引入该读取器内。
该ISO 7816标准明显地定义了符合该标准的芯片包括八个触点,在图形中标号为1至8。具有参考1(Vcc)的触点是负责提供该卡的芯片的电源供给;触点2(GND)提供该芯片的接地;触点3(RST)允许复位;触点4(Vpp)以编程电压提供芯片供给;触点5(CLK)允许输入时钟信号;以及触点6(I/O)允许输入/输出该数据。
根据图1中的实施例,该时钟信号产生器14产生的信号频率足够高,以允许在需要最高频率的模式中操作,即所述USB模式。根据USB标准,该频率一般是30MHz。因此用于USB模式的信号是在该卡的外部通过该产生器产生,并不受体积限制或其他任意限制,接着这些信号在该芯片中端口5(CLK)传送至该卡。通过使用该外部产生器,可以确定良好的信号精确度,其对于USB模式中的可靠操作是必要的。
如前所述,根据本发明的安全装置包括分频器12。首先提供分频以使其与需要最低频率的模式(即ISO 7816模式)相容。该频率通常是在3至5MHz的范围内。众所周知,该分频器能够通过计数器来执行,允许该原始频率以任意整数值来划分,或是以2划分该频率的分频器的连续步骤来完成,其允许该原始频率以2的指数来划分。该分频器还能配置成划分该信号产生器产生的频率,从而使其与USB模式相容,假如该频率太高时。
该分频器12的输出端连接至该芯片的触点5(CLK),从而提供该芯片所需的时钟信号。如图所示,可以将该时钟信号直接或间接提供至该芯片,即在通过该分频器之后,根据所产生的频率以及所需的频率进行提供。还可以使用能够根据需要来执行不同划分功能的分频器。根据一个实际的示例,所产生的频率能够以2来划分,从而允许在USB模式中操作;以及以12来划分从而允许在ISO 7816模式中操作。
根据本发明的安全模块还包括频率检测器13,其配置成判断所使用的时钟频率或至少一个频率范围。作为一个实例,可以预见该检测器不会检测其绝对频率,而只是检测一个频率范围。而第一频率范围可以是对应低频范围标示为LW的从1至7MHz,以及第二频率范围是对应高频范围标示为HG的从15至45MHz。理想地,这两个频率范围是分离的,使得其中不可能有干扰的风险。很清楚,根据上述实际应用的实施例,该高频范围即意味着USB操作模式,而该低频范围意味着根据ISO 7816标准的操作。
图2显示一个实施例,其中本发明的安全装置包括倍频器15代替图1中的分频器。在这种情况下,代替使用时钟信号产生器来提供与要求最高频率的操作模式相容的频率,该产生器提供具有最低频率的信号。该信号在根据ISO 7816标准操作的情况下能够直接被发送至该芯片,或者能够发送至该倍频器。接着,该倍频器以一个数值乘以该频率使其与在USB模式中的操作相容。
在本应用中提及的实例中,显示USB模式中的频率是30MHz。根据该时钟产生器的频率以及该乘法器的特性,向该芯片的触点CLK提供的频率可以不同于30MHz。因为该解码器和该智能卡两者都使用相同的频率,所以能够使用这种不同的频率。
图3示出的实用的实施例是图1和图2中的实施例的组合。该安全装置同时包括分频器12和倍频器15。
此装置呈现的优点在于其无异于与产生与USB模式相容的时钟频率的设备一起使用,或者无异于与产生与ISO 7816模式相容的时钟频率的设备一起使用。当所产生的频率对应于USB模式时,本发明的装置使用该分频器以产生与ISO 7816模式相容的时钟频率;当所产生的频率对应于ISO 7816模式时,该装置使用该倍频器以产生对应于符合USB标准的使用模式的高频率。
另外,还可以准备该时钟信号产生器所产生的信号,具有在ISO7816模式使用的频率和对应于USB模式的频率之间的中频,例如15MHz。在这种情况下,当该装置在ISO 7816模式中操作时,该时钟信号产生器的信号在被发送至该卡之前就被发送至该分频器。相反地,当该装置在USB模式中操作时,该产生器的信号在被发送至该卡之前就被发送至该倍频器。
在所有的情况下,在该芯片中触点5上的进入信号也会被发送至该频率检测器13。因此能够根据该绝对频率或频率范围自动判断所需操作模式。在图1和2的实施例中,具有对应于USB模式的高频率和对应于ISO 7816模式的低频率。如先前的情况,这些频率范围是分离的,使得频率范围之间没有干扰的风险。
当该安全装置已经判断出其必须在哪一种操作模式中运作时,则会以常规方式执行所需操作。一旦该时钟频率已经改变,则该操作模式也改变而且其信息的处理也适应性改变。
在根据本发明的装置中,并没有该芯片的操作模式的特别管理。只需要按照该时钟频率运作,从而立即选择该操作模式。这表明一个优点,即能够非常频繁地改变该操作模式,特别是在具体比如付费电视的应用中是必要的,其中在需要在USB模式中操作的数据流处理与需要在ISO 7816模式中操作的控制信息处理之间变换,频繁又必须快速。
在此已经参考实施例描述了本发明,其中该安全装置采用智能卡的形式。但是,该装置还可以采用其他形式,例如:采用按键的形式或任意物品。
根据特别的情况,能够预见该操作模式之一,例如USB模式以预设方式待用且需要发送特别的指令以启动该模式。
Claims (7)
1、一种用以连接至音频/视频信号的处理单元的安全装置,该装置包括用以将音频流/视频流解密的机构、ISO 7816型接口以及USB型接口,该装置的特征在于包括连接至该7816接口的时钟输入的时钟频率检测模块,该检测模块包括用以根据至少两个不同的频率范围来区分该输入频率的机构,而所述频率范围的其中之一启动该USB功能。
2、根据权利要求1所述的安全装置,其特征在于该安全模块包括至少一个分频器,以从较高的频率产生频率。
3、根据权利要求1或2所述的安全装置,其特征在于该安全模块包括至少一个倍频器,以从较低的频率产生频率。
4、一种通过安全装置来处理音频/视频信号的方法,该安全装置包括用以将音频流/视频流解密的机构、ISO 7816型接口以及USB型接口,该方法的特征在于包括下列步骤:
根据预设频率,将时钟信号发送至该ISO 7816接口的时钟输入;
判断该预设频率所属的频率范围;
根据该判断的时钟频率范围,判断该安全装置的操作模式;
根据该判断的操作模式处理该数据。
5、根据权利要求4所述的处理音频/视频信号的方法,其特征在于该时钟信号是以所谓的高频发送,且特征在于当该安全装置在使用低频的模式中操作时,具有该高频的信号通过分频器传送至该时钟输入。
6、根据权利要求4所述的处理音频/视频信号的方法,其特征在于该时钟信号是以所谓的低频发送,且特征在于当该安全装置在使用高频的模式中操作时,具有该低频的信号通过倍频器传送至该时钟输入。
7、根据权利要求4所述的处理音频/视频信号的方法,其特征在于该时钟信号被发送至中频,且特征在于当该安全装置在使用所谓的高频的模式中操作时,具有该中频的信号通过倍频器传送至该时钟输入;以及特征在于当该安全装置在使用所谓的低频的模式中操作时,该信号通过分频器传送至该时钟输入。
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