CN102172037A - 多厂商有条件接入系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够使不兼容的接收器用于厂商特有的有条件接入系统的智能卡、首端系统和有条件接入系统。为此，智能卡存储当智能卡插入到接收器并且激活智能卡时读取的工作模式标识符。该工作模式标识符用于选择用于与接收器通信的协议。如果该协议与接收器不兼容，则改变工作模式标识符并且当智能卡重新插入到接收器时选择另一协议。首端系统使用数据包封装以使接收器能够把EMM和ECM转发给智能卡。

Description

多厂商有条件接入系统
技术领域
本发明涉及一种用于有条件接入系统的接收器的智能卡、一种用于有条件接入系统的首端系统和一种有条件接入系统。更具体地讲，本发明涉及实现一种多厂商有条件接入系统。
背景技术
有条件接入系统是公知的并且结合当前可用的付费电视系统被广泛地使用。目前，这种系统基于由具有机顶盒(也称为接收器)和针对各个订阅包的智能卡的订户所接收的用控制字(也称为服务加密密钥)加密的服务的传输。通常，这些服务由首端(head-end)系统在广播流中发送。实现方式是已知的，其中机顶盒功能集成在诸如电视、个人视频记录器、移动电话、智能电话或计算机电器的装置中。智能卡通常是在工作之前手工插入到机顶盒中的单独的卡。针对特定服务提供商的订阅包的智能卡允许解密并观看订阅包内的加密服务。广播流还包含智能卡对该服务进行解密所需的权限管理消息(EMM)(也称为密钥管理消息(KMM))和权限控制消息(ECM)。ECM用于携带加密形式的控制字。EMM用于传送密钥，这些密钥用于对ECM进行解密以提取控制字、对与观看/使用权限的增加或去除相关的其它数据进行解密和/或对其它用户特有数据进行解密。
有条件接入系统通常采用专有技术，由此智能卡、机顶盒和首端系统根据厂商特有协议进行通信。有条件接入系统的实现需要在机顶盒中安装能够在广播流中搜索寻址到智能卡的密文的厂商特有固件。当寻址方法和密文消息格式是厂商特有的方法和格式时，接收器基础设施(即，有条件接入系统中的机顶盒)仅适合单个厂商的有条件接入系统。因此，根据厂商“A”特有技术工作的机顶盒不能与根据厂商“B”特有技术工作的智能卡或根据厂商“B”特有技术工作的首端系统通信。例如在广播公司合并、有条件接入厂商合并、所有权改变、大规模安全性破坏或广播公司决定停止使用特定厂商特有的有条件接入系统的情况下，这可能成为问题。在这些情况下，现有的接收器基础设施变得无用，因为它仅与原始有条件接入系统兼容。将现有接收器基础设施报废将是显著的资本破坏。此外，终端用户可能不愿意购买新的机顶盒。
已知新的固件能够上载到接收器基础设施以允许根据另一厂商特有技术进行工作，但对于接收器制造商而言缺乏商业刺激使其成为非优选的解决方案。
已知数字视频广播(DVB)协议允许现有的接收器基础设施与根据另一厂商特有技术工作的智能卡和首端系统一起工作。SimulCryptDVB协议使用多个机顶盒(每个机顶盒使用不同的有条件接入系统)来授权显示广播节目。每个有条件接入系统所需的不同的ECM和EMM被同时传输。每个机顶盒识别并使用授权所需的适当ECM和EMM。通过使用具有针对所使用的每个有条件接入系统的嵌入式智能卡的PC卡，MultiCrypt DVB协议允许与一个机顶盒一起使用多个有条件接入系统。每个卡随后被插入到机顶盒的槽中。每个卡识别授权所需的ECM和EMM。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的有条件接入系统，其中可以从一种技术(通常是厂商特有技术)改变为另一种技术(通常是厂商特有技术)而不必修改现有的接收器基础设施。
根据本发明的一方面，提出了一种用于有条件接入系统的接收器的智能卡。该智能卡包括：一个或多个触点，用于以可分开的方式把智能卡连接到接收器。该智能卡还包括：电路，包括用于与接收器通信的输入/输出模块。该智能卡还包括处理器和存储器。电路连接到所述一个或多个触点并且被构造为在通过所述触点与接收器连接之后被激活。处理器被构造为用于检测电路的激活并且响应于检测到所述激活而从存储器读取用于识别第一协议的第一工作模式标识符。处理器还被构造为用于根据第一协议向接收器发送第一信号。处理器还被构造为用于检测与接收器通信的失败尝试，随后在存储器中把第一工作模式标识符改变为用于识别第二协议的第二工作模式标识符。
根据本发明的一方面，提出了一种智能卡中使用的方法。该方法包括检测电路的激活的步骤。该方法还包括响应于检测到所述激活而从存储器读取用于识别第一协议的第一工作模式标识符的步骤。该方法还包括根据第一协议向接收器发送第一信号的步骤。该方法还包括下述步骤：检测与接收器通信的失败尝试，随后在存储器中把第一工作模式标识符改变为用于识别第二协议的第二工作模式标识符。
因此，本发明的智能卡通过下面的步骤有利地能够实现与使用特定协议与智能卡通信的接收器一起工作：在与接收器通信的失败尝试并把智能卡重新插入到接收器中之后切换到该特定协议。优选地，智能卡支持使得在多次重新插入到接收器之后(但也可能是在第一次插入之后)智能卡能够与不同技术的接收器一起工作的多种协议。
权利要求2和10的实施例有利地使智能卡能够在决定与接收器的通信失败之前在预定义的时间帧内从接收器接收响应信号。
权利要求3和11的实施例有利地实现仅在预定义次数的重新插入之后切换到另一协议。这确保了智能卡不在接收器由于某种原因暂时不能发送响应信号的情况下立即改变工作模式标识符。
权利要求4和12的实施例有利地使智能卡能够与符合ISO 7816-3的接收器一起工作。
权利要求5和13的实施例有利地实现厂商特有指令的转换以允许接收器根据其原始专有技术工作。
权利要求6和14的实施例有利地实现通过不同专有技术的接收器从首端系统接收EMM和/或ECM。
根据本发明的一方面，提出了一种有条件接入系统，包括首端系统、接收器和具有上述特征中的一个或多个特征的智能卡。这有利地使首端系统和智能卡能够与不同专有技术的接收器一起工作。
权利要求8的实施例有利地使不兼容的接收器能够在有条件接入系统中工作。
根据本发明的一方面，提出了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括软件代码部分，所述软件代码部分被构造为当在智能卡的存储器中运行时执行上述方法步骤中的一个或多个步骤。这有利地使得能够与计算机程序产品分开地制造智能卡。
以下，将更详细地说明本发明的实施例。然而，应该理解，这些实施例不应解释为限制本发明的保护范围。
附图说明
将参照附图中所示的示例性实施例更详细地说明本发明的各方面，在附图中：
图1示出本发明的示例性实施例的有条件接入网络的架构；
图2示出本发明的示例性实施例的智能卡和接收器之间的信号的时序图；
图3示出本发明的示例性实施例的首端系统；
图4示出本发明的示例性实施例的智能卡；
图5示出本发明的示例性实施例的智能卡；
图6示出本发明的示例性实施例的方法的示意图；
图7示出本发明的示例性实施例的方法的一部分的示意图；
图8示出本发明的示例性实施例的方法的示意图；
图9示出本发明的示例性实施例的智能卡的状态机。
具体实施方式
在图1中示出有条件接入系统5的架构的简化概略图。有条件接入系统5包括首端系统2、接收器3A、3B、用于接收器3A、3B的智能卡1A、1B以及用于从首端系统2向接收器3A、3B和智能卡1A、1B传输信号的广播网络4。通常，有条件接入网络例如在几百或几千甚至更多的数量级上包括很多接收器和智能卡。首端系统2把加密的电视节目或其它加密服务广播到接收器3A、3B。为了能够在接收器3A、3B中实现对加密的电视节目的解密，首端系统2还广播EMM和/或ECM，EMM和/或ECM在接收器3A、3B中被接收并被转发给智能卡1A、1B以进行处理。首端系统2使用厂商特有技术(通常为专有技术)与智能卡1A、1B通信。这意味着根据厂商特有协议对EMM和ECM进行格式化。如果智能卡1A、1B具有与首端系统2相同的厂商，则智能卡1A、1B理解EMM和ECM的格式并且能够处理EMM和ECM。智能卡1A、1B和接收器3A、3B使用有条件接入系统特有的命令集来交换信息，诸如解扰密钥、有条件接入滤波参数和权限信息。
接收器必须与厂商特有技术兼容以便能够从首端系统2接收EMM和ECM并把EMM和ECM转发给智能卡。这意味着：首先，接收器和智能卡必须能够通信，其次，接收器必须能够识别广播信号中的EMM和ECM。如果购买接收器(例如，接收器3A)专门与首端系统2和智能卡1A一起使用，则应该不存在兼容性问题。在这种情况下，接收器3A的固件专门根据厂商特有技术进行了编程。如果接收器(例如，接收器3B)与首端系统2和智能卡1B不兼容，则在智能卡1B和接收器3B之间无法进行通信并且智能卡1B不处理EMM和ECM。结果，接收器3B不能对加密的电视节目进行解密。
为了使最初不兼容的接收器3B能够与智能卡1B通信，智能卡1B能够把它的工作模式改变为与接收器3B兼容的协议。
在图4中，示出了智能卡1B的示例性实施例。智能卡1B包括电路10和用于以可分开的方式把智能卡1B连接到接收器3B的两个触点11、12。触点11用于把电路10连接到接收器3B的电源。触点12用于与接收器3B通信。可以使用更多触点以用于连接到电源以及与接收器3B通信。电路10包括连接到存储器16和输入/输出模块13的中央处理器14。存储器16是即时当没有电力时也保持存储的信息的非易失性存储器。该存储器用于存储工作模式标识符和不同的协议定义等。
当把智能卡1B插入到接收器3B中时，触点11连接到接收器3B的电源并且电路10被激活。通过图4中未示出的电气元件，处理器14检测电路10的激活，这由虚线箭头101指示。这触发了处理器14从存储器16读取工作模式标识符，这由虚线箭头102指示。工作模式标识符用于以使用特定协议的特定工作模式启动智能卡1B以与接收器3B通信。虚线箭头103指示基于工作模式标识符选择协议以及从存储器16读取协议定义，工作模式标识符随后用于以所述特定工作模式启动智能卡1B。当以所述特定工作模式启动时，智能卡1B根据该协议与接收器3B通信。虚线箭头104指示经由输入/输出模块13并且通过触点12传送到接收器3B的信号。预计接收器3B会返回指示该信号的正确接收的响应信号。如果未接收到响应信号，则推断出接收器3B与所使用的协议不兼容。这触发了处理器14把存储器16中的工作模式标识符改变为指示由智能卡1B支持的另一协议的值。虚线箭头107指示存储器16中的工作模式标识符的改变。
只要智能卡1B保持插入在接收器3B中，当智能卡1B的工作模式和附随协议与接收器3B不兼容时，在智能卡1B和接收器3B之间无法进行通信。把智能卡1B重新插入到接收器3B中将会如上所述重新启动智能卡1B，只是这次工作模式标识符具有导致智能卡1B以另一工作模式启动并因此使用另一协议的不同值。如果这个协议与接收器3B兼容，则将接收到返回信号。否则，如果在智能卡上有其它工作模式，则工作模式标识符再次改变为另一值并且可将智能卡1B再次重新插入到接收器3B中。
工作模式标识符的改变能够可选地被推迟直至智能卡1B已被重新插入预定次数(例如，三次)。参照图5，为此，处理器使用存储在存储器16中的计数器值。最初该计数器值具有例如值“0”。在第一超时触发106之后，计数器值增加1，这由虚线箭头108指示。接下来，处理器14从存储器15读取计数器值(虚线箭头109)，并且仅当计数器值等于预定义值“3”时工作模式标识符改变并且计数器值被重置为“0”。计数器值的使用不限于给出的例子。计数器可以是例如递减计数器或者任何其它计数器机构。
本发明的智能卡能够与符合ISO 7816-3的接收器一起使用。符合ISO 7816-3的接收器在智能卡插入到该接收器之后向智能卡发送重置信号。该重置信号是标准化信号并且与厂商特有技术无关。在图2中，示出了智能卡1B和符合ISO 7816-3的接收器3B之间的通信的时序图。当智能卡1B插入到接收器3B时，智能卡1B的电路10被激活，并且处理器14检测到电路10的激活。这由虚线箭头101指示。接下来，接收器3B把重置信号301发送到智能卡1B。仅在接收到重置信号301之后，智能卡1B向接收器3B发送重置应答信号104。信号104符合厂商特有协议，如上所述。如果接收器3B与所使用的协议兼容，则把响应信号302发送给智能卡1B。
状态机模块18能够用于跟踪智能卡1B的当前状态，例如，在尚未与接收器3B建立成功的通信的情况下为“未决(pending)”，或者在与接收器3B的通信成功的情况下为“活跃(active)”。状态机模块18跟踪：在电路10激活之后是否接收到对应于当前协议模式的有效消息。替代于电路10的激活，可以使用该重置信号作为状态机模块18的触发。在图9中，示出了能够在状态机模块18中实现的状态机的例子。示出了由“A”和“B”标识的两个可能的工作模式。在从接收器3B接收到有效消息之后，即，在根据当前协议与接收器3B进行成功通信之后，状态机模块18被置于“活跃”状态。在从接收器3B接收到重置信号之后，状态机模块18被置于“未决”状态。从这个“未决”状态，它或者返回到当前工作模式的“活跃”状态(即，在接收到有效消息时)，或者返回到下一工作模式的“未决”状态(在卡在“未决”状态下已重置了预定次数的情况下)。在把工作模式标识符改变为下一工作模式之前连续重置的次数可以取决于工作模式。例如，它可以取决于在智能卡1B启动(从断电启动或者当从待机返回时)之后接收器3B通常向智能卡1B发送重置信号多少次。在图9中，在没有接收到有效消息的情况下要进行三次连续的重置以从工作模式A切换到工作模式B，并且要进行四次连续的重置才能切换回来。在激活电路10或者接收到重置信号之后，检测计数器(在图9中由cnt指示)。当计数器等于0时，工作模式标识符改变为下一工作模式，返回根据新的工作模式的协议的重置应答信号，并且把计数器设置为(可能为模式特有的)初始值减1。当在重置后cnt＞0时，返回当前模式的重置应答信号并且将cnt减1。如果在“未决”状态下从接收器3B接收到有效消息，则状态变为“活跃”并且计数器设置为初始值。
智能卡1B可选地使用自适应模块以转换来自和去往接收器3B的信号。在图5中，自适应模块被指示为元件17。自适应模块17在处理器14和输入/输出模块13之间工作，并且例如被实现为协议栈中的自适应层。当使用自适应模块17时，自适应模块17以使用由工作模式标识符所标识的特定协议的工作模式启动。自适应模块17能够使智能卡1B以默认工作模式工作，同时与接收器3B的通信被转换成接收器3B的协议。为此，自适应模块17把来自处理器14的指令104A(也称为命令集中的命令)转换成接收器3B理解的指令，并产生发送给接收器3B的第一信号104B。
可选地，定时器用于对响应信号的接收计时。图5中的虚线箭头105指示用于启动时钟模块15中的定时器的指令。当预定义的超时值(例如，10秒)到达时，时钟模块15如虚线箭头106所示触发处理器14。该超时触发了处理器14以把存储器16中的工作模式标识符改变为指示由智能卡1B支持的另一协议的值。
为了使首端系统2能够与最初不兼容的接收器3B通信，首端系统2能够用兼容协议的数据包封装不兼容协议的EMM和/或ECM。在图3中，示出了本发明的示例性实施例的首端系统2，其中信号产生器21产生封装的数据包，并且发送模块22把封装的数据包发送给接收器3B。携带封装的数据包的信号由虚线箭头201指示。当接收器3B接收到信号201时，它识别封装的EMM和ECM并把封装的EMM和ECM发送给智能卡1B。在智能卡1B中，自适应模块17去除封装从而获得EMM和ECM。随后在智能卡1B中处理EMM和ECM的净荷。
通过包括具有现有的接收器基础设施所理解的消息格式的密码消息(诸如，新的有条件接入系统的EMM和ECM)，首端系统2能够使例如新的有条件接入系统5与现有的不兼容的包括接收器3B的接收器基础设施一起工作。这允许接收器3B解析信号201中的密码消息流。新的有条件接入系统5的智能卡1B包含自适应层17，该自适应层17重新使用由接收器3B支持的先前使用的有条件接入系统的命令集。这使得智能卡1B能够指示接收器3B搜索以智能卡1B为目的地的消息。在找到相关消息之后，接收器3B使用原始命令集把它们发送给智能卡1B。智能卡1B去除原始消息容器以获得它能够处理的密码消息。智能卡1B处理的结果通过使用较老的有条件接入系统的命令集被再次传送给接收器3B。
在图6中，示出了本发明的示例性实施例的方法的示意图。图6中示出的步骤能够例如在图4的智能卡1B中执行。在步骤1001中，检测到电路1的激活。在步骤1002中，从存储器16读取第一工作模式标识符。在步骤1003中，第一信号被发送给接收器3B。在步骤1004中，检测到与接收器3B的通信失败。在步骤1005中，第一工作模式标识符被改变为存储器16中的第二模式标识符。
在图8中，示出了本发明的示例性实施例的方法的示意图。图8中示出的步骤能够例如在图5的智能卡1B中执行。在步骤1001中，检测到电路1的激活。在步骤1002中，从存储器16读取第一工作模式标识符。在步骤1010中，智能卡1B等待来自接收器3B的重置信号。在步骤1011中，来自处理器(14)的一个或多个指令(104A)被转换成一个或多个转换后的指令。在步骤1003中，所述转换后的指令被发送给接收器3B。基本在把指令发送给接收器3B的同时，在步骤1006中启动定时器以对来自接收器3B的响应信号计时。在步骤1007中，定时器运行直至达到预定义的超时(例如，10秒)。在步骤1008中，计数器值改变。在步骤1009中，把计数器值与预定义的阈值进行比较。如果计数器值等于该预定义的阈值，则在步骤1005中把第一工作模式标识符改变为存储器16中的第二模式标识符。
图7示出本发明的示例性实施例的方法的两个子步骤。图7中示出的步骤能够例如在图5的智能卡1B中执行。在步骤1012中，从接收器3B接收封装的EMM和ECM。在步骤1013中，去除所述封装从而获得EMM和ECM以允许处理其净荷。
能够构造包括软件代码部分的计算机程序产品用以执行例如如图6-8中所示的本发明的方法步骤。在把该计算机程序产品安装到智能卡1A、1B的存储器16中之后，智能卡1A、1B的处理器14能够在智能卡1A、1B插入到接收器3A、3B中时执行所述软件代码部分。
在附图中未示出的本发明的代替实施例中，通过作为智能卡的一部分的开关改变工作模式标识符。该开关是例如从智能卡(1B)的外部可接触的拨动开关。该开关连接到电路(10)。该开关的位置的改变导致在存储器(16)中的工作模式标识符的改变。在该开关处于特定位置的情况下，智能卡(1B)要插入到接收器(3B)中以激活电路(10)。处理器(14)获取该开关的位置并把相应的标识符写到工作模式标识符的存储器位置。另外，除了通过开关控制来改变工作模式标识符之外，智能卡(1B)被构造为如上所述工作。

Claims (15)

1.一种在有条件接入系统(5)的接收器(3A，3B)中使用的智能卡(1A，1B)，包括：
一个或多个触点(11，12)，用于以可分开的方式把智能卡(1A，1B)连接到接收器(3A，3B)；和
电路(10)，包括用于与接收器(3A，3B)通信的输入/输出模块(13)、处理器(14)和存储器(16)，所述电路(10)连接到所述一个或多个触点(11，12)并被构造为在通过所述一个或多个触点(11，12)与接收器(3A，3B)连接之后被激活，
其中，所述处理器(14)被构造为用于：
检测(101)电路(10)的激活并且响应于检测到所述激活而从存储器(16)读取(102)用于识别第一协议的第一工作模式标识符；
根据第一协议向接收器(3A，3B)发送第一信号(104)；以及
检测与接收器(3A，3B)通信的失败尝试，随后在存储器(16)中把工作模式标识符改变(107)为用于识别第二协议的第二工作模式标识符。
2.如权利要求1所述的智能卡(1A，1B)，还包括时钟模块(15)，并且其中处理器(14)还被构造为用于：
基本上在向接收器(3A，3B)发送第一信号(104)的同时，使用时钟模块(15)启动(105)用于对响应于第一信号而来自接收器(3A，3B)的响应信号进行计时的定时器；以及
检测(106)所述定时器达到预定义的超时，并且
其中，所述处理器被构造为在检测到所述预定义的超时之后把第一工作模式标识符改变为第二工作模式标识符。
3.如权利要求1-2中任一项所述的智能卡(1A，1B)，其中，处理器(14)还被构造为用于：
在检测到通信的失败尝试之后，改变(108)存储在存储器(16)中的计数器值；以及
仅当所述计数器值等于预定义的阈值时，改变(107)工作模式标识符。
4.如权利要求1-3中任一项所述的智能卡(1A，1B)，其中，处理器(14)还被构造为用于在向接收器(3A，3B)发送第一信号(104)之前从接收器(3A，3B)接收重置信号(301)，并且其中，第一信号(104)是重置应答信号。
5.如权利要求1-4中任一项所述的智能卡(1A，1B)，还包括自适应模块(17)，该自适应模块(17)被构造用于把来自处理器(14)的一个或多个指令(104A)转换成对应于第一协议的一个或多个转换后的指令，并且其中第一信号(104B)是从自适应层发送的并且包括所述一个或多个转换后的指令。
6.如权利要求5所述的智能卡(1A，1B)，其中自适应模块(17)还被构造为用于：
从接收器(3A，3B)接收第二信号(201)，该第二信号(201)包括由对应于第一协议的第二数据包所封装的对应于第三协议的第一数据包；以及
从第一数据包获得净荷部分以由处理器(14)进行处理。
7.一种有条件接入系统(5)，包括首端系统(2)、接收器(3A，3B)和如权利要求1-6中任一项所述的智能卡(1A，1B)。
8.如权利要求7所述的有条件接入系统(5)，其中，智能卡(1A，1B)最初与接收器(3A，3B)不兼容。
9.一种智能卡(1A，1B)中使用的方法，包括下述步骤：
检测(1001)电路(10)的激活并且响应于检测到所述激活而从存储器(16)读取(1002)用于识别第一协议的第一工作模式标识符；
根据第一协议向接收器(3A，3B)发送(1003)第一信号(104)；以及
检测与接收器(3A，3B)通信的失败尝试，随后在存储器(16)中把第一工作模式标识符改变(1005)为用于识别第二协议的第二工作模式标识符。
10.如权利要求9所述的方法，还包括下述步骤：
基本上在向接收器(3A，3B)发送(1003)第一信号(104)的同时，使用时钟模块(15)启动(1006)用于对响应于第一信号而来自接收器(3A，3B)的响应信号进行计时的定时器；以及
检测(1007)所述定时器达到预定义的超时，并且
其中，在检测到所述预定义的超时之后把第一工作模式标识符改变为第二工作模式标识符。
11.如权利要求9-10中任一项所述的方法，还包括下述步骤：
在检测到(1007)所述定时器达到所述预定义的超时之后，改变(1008)存储在存储器(16)中的计数器值；以及
仅当所述计数器值等于预定义的阈值时，改变(1009)工作模式标识符。
12.如权利要求9-11中任一项所述的方法，还包括下述步骤：在向接收器(3A，3B)发送(1003)第一信号(104)之前从接收器(3A，3B)接收重置信号(301)，并且其中第一信号(104)是重置应答信号。
13.如权利要求9-12中任一项所述的方法，还包括下述步骤：把来自处理器(14)的一个或多个指令(104A)转换(1011)成对应于第一协议的一个或多个转换后的指令，并且其中第一信号(104B)包括所述一个或多个转换后的指令。
14.如权利要求13所述的方法，还包括下述步骤：
从接收器(3A，3B)接收(1012)第二信号(201)，该第二信号(201)包括由对应于第一协议的第二数据包所封装的对应于第三协议的第一数据包；以及
从第一数据包获得(1013)净荷部分以由处理器(14)进行处理。
15.一种包括软件代码部分的计算机程序产品，所述软件代码部分被构造为当在智能卡(1A，1B)的存储器(16)中运行时执行如权利要求9-14中任一项所述的方法步骤。
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