CN103237245A - 识别机顶盒身份的车载dvb条件接收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，包括：智能卡和与智能卡对应的机顶盒，智能卡将伪随机流发送给机顶盒，得到并输出加密后的第一加密伪随机流，所述智能卡根据接收到的所述机顶盒发送的机顶盒编号在内部加密存储的机顶盒信息中解密寻找所述机顶盒的机顶盒编号对应的终端密钥，使用寻找到的终端密钥对伪随机流加密，得到第二加密伪随机流，将第一加密伪随机流和第二加密伪随机流进行比较，如果相同，则启动节目的解密解扰。通过本发明，提供了安全的DVB条件接收系统，在保证智能卡用户个人密钥PDK不被轻易破解的同时，能够对智能卡插入的多个机顶盒身份进行验证。

Description

识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统

技术领域

本发明涉及车载DVB条件接收领域，尤其涉及一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对电视收看的要求也从固定收看转向移动收看，对电视的内容也要求越来越高。对于汽车乘客来说，观看车载电视来打发长途旅行的空闲时间，以成为广泛现象，车载电视产品也随之发展起来。当前车载电视的传输标准主要为DVB和ATSC两大阵营，DVB应用的国家更多，应用的范围更广，车载电视主要通过DVB的地面传输方式即DVB-T进行内容传输，针对不同用户可提供不同服务，对于一些高端电视产品，往往需要用户支付一定的收看费用，为了实现这种支付方式，与DVB接收机对应的智能卡和DVB接收机一起组成了DVB条件接收系统。

但是，现有的DVB条件接收系统的结构设计主要着重于加扰节目的解密和解扰，即对加扰节目的密码的解密和使用解密获得的密码对加扰节目解扰，虽然为了保证在加扰过程中密码不被泄漏而采用了多层加密技术，并在智能卡中对用户个人密钥PDK进行了保护，但仍防止不了不法份子使用非厂商生产的机顶盒进行解扰密码的破解工作，即所述DVB条件接收系统的安全性仍受到威胁。

因此，需要一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，对现有的智能卡和与所述智能卡对应的机顶盒都进行结构改造，增加加密解密交互功能，在保证智能卡中的信息不能被直接读出，而是通过更复杂的方式进行解密读出之外，还对所述机顶盒的身份进行验证，以确保不是非法机顶盒，从而避免不法分子通过多次使用非法机顶盒尝试密码破解的问题出现，有力地保障了数字电视条件接收过程的安全性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，在原有结构简单、功能单一的车载DVB条件接收系统的智能卡和与所述智能卡对应的机顶盒中集成了多层密码管理和机顶盒身份验证功能，一方面，付费用户能够正常进行数字电视节目内容收看，另一方面，提高了智能卡和机顶盒的安全性，避免了不法分子钻原有条件接收系统的加密缺陷，破解到加扰节目的加扰密码，影响数字电视运营商的经济利益。

根据本发明的一方面，提供了一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，包括智能卡和与所述智能卡对应的机顶盒，所述智能卡将伪随机流发送给所述机顶盒，所述机顶盒使用内部存储的所述机顶盒的终端密钥对接收到的伪随机流加密，得到第一加密伪随机流，向所述智能卡输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒内部存储的所述机顶盒的机顶盒编号，所述智能卡根据接收到的所述机顶盒的机顶盒编号在内部加密存储的机顶盒信息中解密寻找所述机顶盒的机顶盒编号对应的终端密钥，使用所述寻找到的终端密钥对伪随机流加密，得到第二加密伪随机流，并将第一加密伪随机流和第二加密伪随机流进行比较，如果相同，则启动对所述机顶盒接收到的DVB节目的解密解扰。

更具体地，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：所述智能卡包括：用户个人密钥PDK加密存储器，用于对PDK进行加密存储，避免PDK被直接读出；机顶盒信息加密存储器，加密存储了每一个机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥，避免机顶盒信息被直接读出；伪随机序列发生器，产生并输出伪随机流；第一发送模块，连接所述伪随机序列发生器，以输出所述伪随机序列发生器产生的伪随机流；第一接收模块，接收所述第二发送模块发送的第一加密伪随机流和机顶盒编号；第二加密模块，连接所述机顶盒信息加密存储器、所述第一接收模块和所述伪随机序列发生器，根据从所述第一接收模块处接收到的机顶盒编号在所述机顶盒信息加密存储器中解密寻找与从所述第一接收模块处接收到的机顶盒编号对应的终端密钥，使得所述解密寻找到的终端密钥对所述伪随机序列发生器产生的伪随机流进行加密XOR运算，以得到第二加密伪随机流；比较模块，连接所述第一接收模块和所述第二加密模块，将从所述第一接收模块处接收到的第一加密伪随机流和从所述第二加密模块处接收到的第二加密伪随机流进行比较，如果相等，则所述机顶盒的身份通过验证，发出解扰启动信号，如果不相等，则所述机顶盒的身份未通过验证；第三接收模块，连接比较模块，当接收到解扰启动信号时，开始接收机顶盒发送的业务信息PSI/SI的授权控制信息ECM、PSI/SI的授权管理信息EMM；节目流解密模块，连接所述第三接收模块和所述PDK加密存储器，从所述第三接收模块处获得ECM和EMM，从所述PDK加密存储器处解密获得PDK，使用PDK对EMM解密，以获得业务密钥SK，使用SK对ECM解密，以获得控制字CW；第三发送模块，连接所述节目流解密模块以输出所述CW；所述机顶盒包括：机顶盒信息存储器，存储了所述机顶盒出厂时设置的所述机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥；第二接收模块，接收所述第一发送模块发送的伪随机流；第一加密模块，连接所述机顶盒信息存储器和所述第一接收模块以分别接收所述机顶盒的终端密钥和所述伪随机流，使用所述终端密钥对所述伪随机流进行加密XOR运算，以得到第一加密伪随机流；第二发送模块，连接所述第一加密模块和所述机顶盒信息存储器，以输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒编号；第四发送模块，接收所述机顶盒对DVB信号中传输流TS流解复用获得授权控制信息ECM、授权管理信息EMM，并发送所述ECM和EMM；第四接收模块，接收所述第三发送模块发送的CW；节目流解扰模块，连接所述第四接收模块以接收所述CW，根据所述CW对加扰节目流进行解扰，生成解扰后节目流对应的数字音频流和数字视频流；音视频播放模块，连接所述节目流解扰模块以接收并播放所述数字音频流和数字视频流；其中，所述机顶盒接收到的TS流包括，加扰音频TS包、加扰视频TS包、PSI/SI的授权控制信息ECM表、PSI/SI的授权管理信息EMM表和PSI/SI的网络信息表NIT表，所述加扰音频TS包、加扰视频TS包、ECM表、EMM表和NIT表具有不同的包标识符PID，所述PID是用来为TS流中不同类型数据包分配不同值的标识符。

更具体地，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：所述ECM表中除了要传输的业务密钥外，还包括密钥集Key Set、节目分配商名称Distributor Lable、服务号Serviee Number、当前日期CurrentDate。

更具体地，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：PDK加密存储器和机顶盒信息加密存储器都被分为多个独立的安全小区，每一个小区带有各自的保密密码，当存储器外部提取信息请求进行存储器的数据访问时，需对访问数据对应的各个小区分别进行解密。

更具体地，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：所述DVB信号使用地面电视DVB-T传输标准进行传输。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1根据本发明实施方案示出的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统的结构方框图。

其中，1、机顶盒信息加密存储器；2、伪随机序列发生器；3、第一发送模块；4、第一接收模块；5、第二加密模块；6、比较模块；7、PDK加密存储器；8、节目流解密模块；9、第三接收模块；10、第三发送模块；11、机顶盒信息存储器；12、第一加密模块；13、第二接收模块；14、第二发送模块；15、第四发送模块；16、音视频播放模块；17、节目流解扰模块；18、第四接收模块。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统的实施方案进行详细说明。

图1示出根据本发明实施方案示出的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统的结构方框图。其中为汽车用户提供数字电视条件接收服务的所述车载DVB条件接收系统包括，智能卡和与所述智能卡对应的机顶盒，所述智能卡将伪随机流发送给所述机顶盒，所述机顶盒使用内部存储的所述机顶盒的终端密钥对接收到的伪随机流加密，得到第一加密伪随机流，向所述智能卡输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒内部存储的所述机顶盒的机顶盒编号，所述智能卡根据接收到的所述机顶盒的机顶盒编号在内部加密存储的机顶盒信息中解密寻找所述机顶盒的机顶盒编号对应的终端密钥，使用所述寻找到的终端密钥对伪随机流加密，得到第二加密伪随机流，并将第一加密伪随机流和第二加密伪随机流进行比较，如果相同，则启动对所述机顶盒接收到的DVB节目的解密解扰。进一步地，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统还包括，所述智能卡包括：用户个人密钥PDK加密存储器7，用于对PDK进行加密存储，避免PDK被直接读出；机顶盒信息加密存储器1，加密存储了每一个机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥，避免机顶盒信息被直接读出；伪随机序列发生器2，产生并输出伪随机流；第一发送模块3，连接所述伪随机序列发生器2，以输出所述伪随机序列发生器2产生的伪随机流；第一接收模块4，接收所述第二发送模块13发送的第一加密伪随机流和机顶盒编号；第二加密模块5，连接所述机顶盒信息加密存储器1、所述第一接收模块4和所述伪随机序列发生器2，根据从所述第一接收模块4处接收到的机顶盒编号在所述机顶盒信息加密存储器1中解密寻找与从所述第一接收模块4处接收到的机顶盒编号对应的终端密钥，使得所述解密寻找到的终端密钥对所述伪随机序列发生器2产生的伪随机流进行加密XOR运算，以得到第二加密伪随机流；比较模块6，连接所述第一接收模块4和所述第二加密模块5，将从所述第一接收模块4处接收到的第一加密伪随机流和从所述第二加密模块5处接收到的第二加密伪随机流进行比较，如果相等，则所述机顶盒的身份通过验证，发出解扰启动信号，如果不相等，则所述机顶盒的身份未通过验证；第三接收模块9，连接比较模块6，当接收到解扰启动信号时，开始接收机顶盒发送的业务信息PSI/SI的授权控制信息ECM、PSI/SI的授权管理信息EMM；节目流解密模块8，连接所述第三接收模块9和所述PDK加密存储器7，从所述第三接收模块9处获得ECM和EMM，从所述PDK加密存储器7处解密获得PDK，使用PDK对EMM解密，以获得业务密钥SK，使用SK对ECM解密，以获得控制字CW；第三发送模块10，连接所述节目流解密模块8以输出所述CW；所述机顶盒包括：机顶盒信息存储器11，存储了所述机顶盒出厂时设置的所述机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥；第二接收模块13，接收所述第一发送模块3发送的伪随机流；第一加密模块12，连接所述机顶盒信息存储器11和所述第一接收模块13以分别接收所述机顶盒的终端密钥和所述伪随机流，使用所述终端密钥对所述伪随机流进行加密XOR运算，以得到第一加密伪随机流；第二发送模块14，连接所述第一加密模块12和所述机顶盒信息存储器11，以输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒编号；第四发送模块15，接收所述机顶盒对DVB信号中传输流TS流解复用获得授权控制信息ECM、授权管理信息EMM，并发送所述ECM和EMM；第四接收模块18，接收所述第三发送模块10发送的CW；节目流解扰模块17，连接所述第四接收模块18以接收所述CW，根据所述CW对加扰节目流进行解扰，生成解扰后节目流对应的数字音频流和数字视频流；音视频播放模块16，连接所述节目流解扰模块17以接收并播放所述数字音频流和数字视频流；其中，所述机顶盒接收到的TS流包括，加扰音频TS包、加扰视频TS包、PSI/SI的授权控制信息ECM表、PSI/SI的授权管理信息EMM表和PSI/SI的网络信息表NIT表，所述加扰音频TS包、加扰视频TS包、ECM表、EMM表和NIT表具有不同的包标识符PID，所述PID是用来为TS流中不同类型数据包分配不同值的标识符。

其中，条件接收系统（Conditional Access System，简称CAS）是能实现电视台各项业务的统一管理授权和控制。从技术角度看，该系统又是一个综合性的系统，集成了多种先进技术，包括系统调度管理、网络技术、数字压缩编码、加解扰技术、加解密技术、复用器技术、调制解调技术、机顶盒技术、智能卡技术等，同时也涉及到用户管理、节目管理、收费管理等数据库方面的应用技术。通过数字电视条件接收系统，订户只能收看经过授权的广播服务或者节目，从而实现数据广播系统的有偿服务。

其中，智能卡是存放有用户个人密钥PDK的IC卡，内嵌入包含有CPU、ROM、RAM、EPROM、EEPROM的IC芯片，嵌入的CPU是综合了一系列硬件和软件保护的专用器件，他与外界的接口只是通过一串异步电总线联接。他的接入口均由CPU用串行I/O链路控制，芯片内寻址数据的存储格式是加密的，存储区域可以形成许多独立的安全小区，每个小区都带有其自身的批准进入保密代码，由卡内的CPU对提取信息进行鉴别以决定能否进入该区存取。

另外，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：所述ECM表中除了要传输的业务密钥外，还包括密钥集Key Set、节目分配商名称Distributor Lable、服务号Serviee Number、当前日期Current Date。机顶盒可通过对ECM表的解包获得业务密钥以外的信息，方便机顶盒对数字电视节目的接收和管理。

其中，TS的全称则是Transport Stream。MPEG2-PS主要应用于存储的具有固定时长的节目，如DVD电影，而MPEG-TS则主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。这两种格式的主要区别是，如果将DVD上的VOB文件的前面一截剪掉（或者干脆就是数据损坏），那么就会导致整个文件无法解码，而电视节目是任何时候打开电视机都能解码（收看）的，所以，MPEG2-TS格式的特点就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。

另外，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：PDK加密存储器7和机顶盒信息加密存储器1都被分为多个独立的安全小区，每一个小区带有各自的保密密码，当存储器外部提取信息请求进行存储器的数据访问时，需对访问数据对应的各个小区分别进行解密。这样，使用较为复杂的安全保密方式，避免了PDK加密存储器7和机顶盒信息加密存储器1中的数据被直接读出。

另外，所述识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统进一步包括：所述DVB信号使用地面电视DVB-T传输标准进行传输。DVB还包括有线电视DVB-C、卫星电视DVB-S等多种信道传输方式，由于车载电视机顶盒的接收条件的限制，这里，对DVB数字电视节目只能通过DVB-T信道进行发送和接收。

其中，数字视频变换盒（英语：Set Top Box，简称STB），通常称作机顶盒或机上盒，是一个连接电视机与外部信号源的设备。他可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数据内容，包括电子节目指南、因特网网页、字幕等。使用户能在现有电视机上观看数字电视节目，并可通过网络进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动。

数字机顶盒除了接收数字电视的功能以为，还可包括以下功能：（1）电子节目指南（EPG），给用户提供一个容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的一种方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目；（2）高速数据广播，能给用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种消息；（3）软件在线升级，软件在线升级可看成是数据广播的应用之一，数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新；（4）因特网接入和电子邮件，数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现因特网接入功能，用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网，发送电子邮件，同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连，用PC与因特网连接；（5）有条件接收，有条件接收的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。

采用本发明的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，大大改良了原有结构单一的车载DVB条件接收系统，增加了加密解密处理过程，在保证付费用户能够正常收看其预订的有偿服务的同时，为智能卡的数据存储和机顶盒的身份识别提供了安全管理机制，预防智能卡和机顶盒中的数据被盗窃，从而保障数字电视运营商开发产品的积极性和数字电视运营商的经济效益。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，其特征在于，所述DVB条件接收系统包括：

智能卡和与所述智能卡对应的机顶盒，所述智能卡将伪随机流发送给所述机顶盒，所述机顶盒使用内部存储的所述机顶盒的终端密钥对接收到的伪随机流加密，得到第一加密伪随机流，向所述智能卡输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒内部存储的所述机顶盒的机顶盒编号，所述智能卡根据接收到的所述机顶盒的机顶盒编号在内部加密存储的机顶盒信息中解密寻找所述机顶盒的机顶盒编号对应的终端密钥，使用所述寻找到的终端密钥对伪随机流加密，得到第二加密伪随机流，并将第一加密伪随机流和第二加密伪随机流进行比较，如果相同，则启动对所述机顶盒接收到的DVB节目的解密解扰。

2.如权利要求1所述的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，其特征在于，还包括：

在所述智能卡中：

用户个人密钥PDK加密存储器，用于对PDK进行加密存储，避免PDK被直接读出；

机顶盒信息加密存储器，加密存储了每一个机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥，避免机顶盒信息被直接读出；

伪随机序列发生器，产生并输出伪随机流；

第一发送模块，连接所述伪随机序列发生器，以输出所述伪随机序列发生器产生的伪随机流；

第一接收模块，接收所述第二发送模块发送的第一加密伪随机流和机顶盒编号；

第二加密模块，连接所述机顶盒信息加密存储器、所述第一接收模块和所述伪随机序列发生器，根据从所述第一接收模块处接收到的机顶盒编号在所述机顶盒信息加密存储器中解密寻找与从所述第一接收模块处接收到的机顶盒编号对应的终端密钥，使得所述解密寻找到的终端密钥对所述伪随机序列发生器产生的伪随机流进行加密XOR运算，以得到第二加密伪随机流；

比较模块，连接所述第一接收模块和所述第二加密模块，将从所述第一接收模块处接收到的第一加密伪随机流和从所述第二加密模块处接收到的第二加密伪随机流进行比较，如果相等，则所述机顶盒的身份通过验证，发出解扰启动信号，如果不相等，则所述机顶盒的身份未通过验证；

第三接收模块，连接比较模块，当接收到解扰启动信号时，开始接收机顶盒发送的业务信息PSI/SI的授权控制信息ECM、PSI/SI的授权管理信息EMM；

节目流解密模块，连接所述第三接收模块和所述PDK加密存储器，从所述第三接收模块处获得ECM和EMM，从所述PDK加密存储器处解密获得PDK，使用PDK对EMM解密，以获得业务密钥SK，使用SK对ECM解密，以获得控制字CW；

第三发送模块，连接所述节目流解密模块以输出所述CW；

在所述机顶盒中：

机顶盒信息存储器，存储了所述机顶盒出厂时设置的所述机顶盒的厂商代码、机顶盒编号和终端密钥；

第二接收模块，接收所述第一发送模块发送的伪随机流；

第一加密模块，连接所述机顶盒信息存储器和所述第一接收模块以分别接收所述机顶盒的终端密钥和所述伪随机流，使用所述终端密钥对所述伪随机流进行加密XOR运算，以得到第一加密伪随机流；

第二发送模块，连接所述第一加密模块和所述机顶盒信息存储器，以输出所述第一加密伪随机流和所述机顶盒编号；

第四发送模块，接收所述机顶盒对DVB信号中传输流TS流解复用获得授权控制信息ECM、授权管理信息EMM，并发送所述ECM和所述EMM；

第四接收模块，接收所述第三发送模块发送的CW；

节目流解扰模块，连接所述第四接收模块以接收所述CW，根据所述CW对加扰节目流进行解扰，生成解扰后节目流对应的数字音频流和数字视频流；

音视频播放模块，连接所述节目流解扰模块以接收并播放所述数字音频流和数字视频流；

其中，所述机顶盒接收到的TS流包括，加扰音频TS包、加扰视频TS包、PSI/SI的授权控制信息ECM表、PSI/SI的授权管理信息EMM表和PSI/SI的网络信息表NIT表，所述加扰音频TS包、加扰视频TS包、ECM表、EMM表和NIT表具有不同的包标识符PID，所述PID是用来为TS流中不同类型数据包分配不同值的标识符。

3.如权利要求2所述的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，其特征在于：

所述ECM表中除了要传输的业务密钥外，还包括密钥集Key Set、节目分配商名称Distributor Lable、服务号Serviee Number、当前日期CurrentDate。

4.如权利要求2所述的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，其特征在于：

所述PDK加密存储器和所述机顶盒信息加密存储器都被分为多个独立的安全小区，每一个小区带有各自的保密密码，当存储器外部提取信息请求进行存储器的数据访问时，需对访问数据对应的各个小区分别进行解密。

5.如权利要求2所述的识别机顶盒身份的车载DVB条件接收系统，其特征在于，还包括：

所述DVB信号使用地面电视DVB-T传输标准进行传输。

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