CN103377324B - 安全数码卡、以及用于操作安全数码卡的系统以及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种安全数码卡、以及安全数码卡操作系统以及操作方法。所述安全数码卡包括一闪存以及一控制器。该闪存具有一数据储存空间以及一媒体内容保护(CPRM)流程支持空间。该控制器执行一固件，使来自一主机对于该CPRM流程支持空间的多个读/写指令得以被视为多个安全指令，对该数据储存空间实行媒体内容保护流程。
Description
技术领域
本发明关于一种安全数码卡(SD card)、以及安全数码卡操作系统以及操作方法。
背景技术
媒体内容保护(Content Protection Recorded Media，CPRM)流程用于控制数字媒体的拷贝、移动、删除。传统技术须以支持CPRM流程的读卡机(card reader)连结安全数码卡(SD card)方能由主机端对安全数码卡实行CPRM流程。
发明内容
本发明揭露一种安全数码卡、以及安全数码卡操作系统以及操作方法。
根据本发明一种实施方式所实现的一安全数码卡包括：一闪存以及一控制器。该闪存包含一数据储存空间以及一媒体内容保护流程支持空间。该控制器包含一固件，且该控制器系用以执行该固件，以使来自主机对于该媒体内容保护流程支持空间的多个读/写指令得以被视为多个安全指令(security commands)，对该数据储存空间实行媒体内容保护流程。
根据本发明一种实施方式所实现的一安全数码卡操作系统则包括上述安全数码卡、以及执行一应用程序操作该安全数码卡的上述主机。
根据本发明一种实施方式所实现的一安全数码卡操作方法包括以下步骤：划分一安全数码卡的一闪存，使该闪存包含一数据储存空间以及一媒体内容保护流程支持空间；以及，将一主机对于该媒体内容保护流程支持空间的多个读/写指令视为多个安全指令，对该数据储存空间实行媒体内容保护流程。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。
附图说明
图1图解根据本发明一种实施方式所实现的一安全数码卡操作系统100；
图2根据一种实施方式图解闪存110的空间配置；
图3图解主机106的应用程序108设计；
图4图解安全数码卡102的固件设计；
图5图解一CPRM流程；且
图6图解安全数码卡的操作的一状态图。
主要元件符号说明
100～安全数码卡操作系统；102～安全数码卡；
104～读卡机；106～主机；
108～应用程序；110～闪存；
112～控制器；114～数据储存空间；
116～CPRM流程支持空间；
202～安全指令控制表格；204～安全指令参数；
206～应用程序识别码；
208～CPRM流程控制码；
ACMD_0…ACMD_63～Volume+2…Volume+65对应的安全指令；
S302…S316～步骤；S402…S414～步骤；
S502…S514～步骤；
Volume+1～CPRM指令控制主表格的储存空间；
Volume+2…Volume+65～安全指令代表空间。
具体实施方式
图1为根据本发明一种实施方式所实现的一安全数码卡操作系统100，其中，一安全数码卡102系经由一读卡机(card reader)104连结一主机106。主机106系执行一应用程序108透过该读卡机104操作该安全数码卡102。
安全数码卡102包括一闪存110以及一控制器112。闪存110具有一数据储存空间114以及一媒体内容保护(CPRM)流程支持空间116。控制器112包含一固件(firmware，可内存于该控制器112内的唯读记忆体)，且该控制器112系用以执行该固件，以使来自主机106对于该CPRM流程支持空间116所发出的读/写指令(read/write commands)得以被视为安全指令(security commands，参考媒体内容保护(CPRM)流程的协定)，对该数据储存空间114实行CPRM流程。
图2根据一种实施方式图解闪存110的空间配置，图中将数据储存空间114的容量定义为Volume，而空间Volume+1至空间Volume+65则定义为CPRM流程支持空间116。
如图2所示，CPRM流程支持空间116在空间Volume+1配置一媒体内容保护(CPRM)指令控制主表格，且在空间Volume+2至空间Volume+65配置64个安全指令代表空间，分别对应64个安全指令(security commands)ACMD_0至ACMD_63。在一种实施方式中，空间Volume+1至Volume+65分别具有512位元组，CPRM流程支持空间116尺寸为512x65位元组。
关于空间Volume+1，所储存的CPRM指令控制主表格(CPRM command control maintable)包含：
●安全指令控制表格(ACMD control table)202，标明各个安全指令的读/写属性，可由制造商填写；
●安全指令参数(ACMD Argument)204，供标明上述安全指令的参数，可随主机106所发送的指令填入；
●应用程序识别码(AP ID)206，标明该安全数码卡102系以该CPRM流程支持空间116支持CPRM流程，可由制造商填写；以及
●媒体内容保护(CPRM)流程控制码208，标明上述CPRM流程是否准予实施，可由主机106设定。
在一种实施方式，安全指令控制表格202各位元组对应一安全指令，格式如下：
| 位元7 | 位元6 | 位元5～位元0 |
| 读取设定 | 写入设定 | N，指示对应ACMD_N |
●读取设定：
■0，LBA(Volume+2+N)为不可读(non-readable)。
■1，LBA(Volume+2+N)为可读(readable)。
●写入设定：
■0，LBA(Volume+2+N)为不可写(non-writable)。
■1，LBA(Volume+2+N)为可写(writable)。
在一种实施方式，CPRM流程控制码208以数值0XCC代表CPRM流程准予实施，反之则代表CPRM流程不准予实施。
关于安全指令代表空间(空间Volume+2至空间Volume+65)，以下特别说明其中数个空间所对应的安全指令：
■Volume+45，一第一空间，对应一媒体密钥块取得指令(ACMD_43，Get Media KeyBlock)；
■Volume+46，一第二空间，对应一媒体辨识码取得指令(ACMD_44，Get MediaID)；
■Volume+47，一第三空间，对应一认证与密钥交换(Authentication and KeyExchange，AKE)流程的一第一随机数值写入指令(ACMD_45，Set random number RN1aschallenge 1in AKE process)；
■Volume+48，一第四空间，对应该AKE流程的一第二随机数值读取指令(ACMD_46，Get random number RN2as challenge 2in AKE process)；
■Volume+49，一第五空间，对应该AKE流程的一第二回应数值写入指令(ACMD_47，Set RES2as RESPONSE 2to RN2in AKE process)；
■Volume+50，一第六空间，对应该AKE流程的一第一回应数值读取指令(ACMD_48，Get RES1as RESPONSE 1to RN1in AKE process)；
■Volume+51，一第七空间，对应一改变安全区域指令(AMCD_49，Change SecureArea)；
■Volume+40，一第八空间，对应一抹除安全区域指令(ACMD_38，Secure Erase)；
■Volume+27，一第九空间，对应一多区块安全写入指令(ACMD_25，Secure WriteMulti-blocks)；
■Volume+28，一第十空间，对应一媒体密钥块安全写入指令(ACMD_26，SecureWrite Media Key Block)；以及
■Volume+20，一第十一空间，对应一多区块安全存取指令(ACMD_18，Secure ReadMulti-blocks)。
基于以上CPRM流程支持空间116的实施方式，以下以图3图解主机106的应用程序108设计，图4图解安全数码卡102的固件设计，并以图5图解一CPRM流程。
参阅图3，应用程序108启动后进行步骤S302，检查主引导纪录(Master BootRecord，MBR)。步骤S304负责判断该数据储存空间114是否小于该闪存110的尺寸；若非，应用程序108进行步骤S306，判定主机106目前所连结的安全数码卡不支持本案技术。若数据储存空间114小于该闪存102的尺寸，则应用程序108进行步骤S308，读取闪存110的空间Volume+1所储存的CPRM指令空间主表格，接着由步骤S310判断应用程序识别码206是否存在；若非，应用程序108进行步骤S312，判定主机106目前所连结的安全数码卡不支持本案技术。若应用程序识别码206确实标明该安全数码卡102以该CPRM流程支持空间116支持CPRM流程，则应用程序108进行步骤S314，设定CPRM流程控制码208为0XCC。接着，应用程序108以步骤S316开始对该安全数码卡102的闪存110的数据储存空间114实施CPRM流程。
在安全数码卡102端，所执行的固件在接收到主机106所传来的读/写指令后，会以步骤S402判断是否为读/写上述安全指令代表空间Volume+2～Volume+65的指令；若非，则流程进入步骤S404，根据所接收的指令作数据读/写操作─即正常读/写数据储存空间114。若所接收指令确为读/写上述安全指令代表空间Volume+2～Volume+65的指令，则流程进入步骤S406，检查该CPRM流程控制码208是否为0XCC；若非(代表上述CPRM流程不准予实施)，则流程进入步骤S408，根据所接收的指令作数据读/写操作─即读/写该指令所指示的安全指令代表空间(Volume+2～Volume+65其一)。若CPRM流程控制码208经确认为0XCC(代表上述CPRM流程准予实施)，则流程进入步骤S410，检查该安全指令控制表格202，判断所接收的指令的读/写属性是否正确；若不正确，则流程进入步骤S412，根据所接收的指令作数据读/写操作─即读/写该指令所指示的安全指令代表空间(Volume+2～Volume+65其一)。若所接收的指令的读/写属性与该安全指令控制表格202中的标示符合，则流程进入步骤S414，所接收的指令将被视为所指示读/写的该安全指令代表空间所对应的该安全指令。
应用程序108于图3步骤S316所提供的CPRM流程可由图5流程实现。执行该应用程序108的该主机106首先以步骤S502～S512对该安全数码卡102依序发出对上述第一、第二、第三、第四、第五以及第六空间的读/写指令，接着，以步骤S514对上述第七、第八、第九、第十以及第十一空间之一发出读/写指令。CPRM流程依循图5所述步骤实行于数据储存空间114。以下详述步骤S502～S514。
步骤S502对闪存110的空间Volume+45(第一空间)发出读取指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述媒体密钥块取得指令(ACMD_43)实行。
步骤S504对闪存110的空间Volume+46(第二空间)发出读取指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述媒体辨识码取得指令(ACMD_44)实行。
步骤S506对闪存110的空间Volume+47(第三空间)发出写入指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述第一随机数值写入指令(ACMD_45)实行。
步骤S508对闪存110的空间Volume+48(第四空间)发出读取指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述第二随机数值读取指令(ACMD_46)实行。
步骤S510对闪存110的空间Volume+49(第五空间)发出写入指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述第二回应数值写入指令(ACMD_47)实行。
步骤S512对闪存110的空间Volume+50(第六空间)发出读取指令，以被该安全数码卡102的固件视为上述第一回应数值读取指令(ACMD_48)实行。
步骤S514则有以下选择：
1.对闪存110的空间Volume+51(第七空间)作操作，以被该安全数码卡102的固件视为上述改变安全区域指令(AMCD_49)实行；
2.对闪存110的空间Volume+40(第八空间)作操作，以被该安全数码卡102的固件视为上述抹除安全区域指令(AMCD_38)实行；
3.对闪存110的空间Volume+27(第九空间)作操作，以被该安全数码卡102的固件视为上述多区块安全写入指令(ACMD_25)实行；
4.对闪存110的空间Volume+28(第十空间)作操作，以被该安全数码卡102的固件视为上述媒体密钥块安全写入指令(ACMD_26)实行；
5.对闪存110的空间Volume+20(第十一空间)作操作，以被该安全数码卡102的固件视为上述多区块安全存取指令(ACMD_18)实行。
图6图解安全数码卡102的操作的一状态图。如图所示，在第一～第十一空间的读/写指令所对应的安全指令ACMD_43、ACMD_44、ACMD_45、ACMD_46、ACMD_47、ACMD_48、ACMD_49、ACMD_38、ACMD_25、ACMD_26与ACMD_18的操控下，安全数码卡102在多种状态中切换，以实行CPRM流程。
另外，基于以上内容所实现的安全数码卡操作方法亦属于本案所揭露范围。该方法包括以下步骤：划分一安全数码卡的一闪存，使的包含一数据储存空间以及一媒体内容保护流程支持空间(参考图1的空间114与116)；以及将一主机对于该媒体内容保护流程支持空间(116)的多个读/写指令视为多个安全指令，对该数据储存空间实行媒体内容保护流程。该方法对该媒体内容保护流程支持空间的设计与使用，可参考以上实施方式。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (11)
1.一种安全数码卡，包括：
一闪存，具有一数据储存空间以及一媒体内容保护流程支持空间；以及
一控制器，其包含一固件，且该控制器系用以执行该固件，以使来自一主机对于该媒体内容保护流程支持空间的多个读/写指令得以被视为多个安全指令，对该数据储存空间实行媒体内容保护流程，
其中，该媒体内容保护流程支持空间具有分别对应上述安全指令的多个安全指令代表空间，且该等安全指令代表空间包括：
一第一空间，对应一媒体密钥块取得指令；
一第二空间，对应一媒体辨识码取得指令；
一第三空间，对应一认证与密钥交换流程的一第一随机数值写入指令；
一第四空间，对应该认证与密钥交换流程的一第二随机数值读取指令；
一第五空间，对应该认证与密钥交换流程的一第二回应数值写入指令；
一第六空间，对应该认证与密钥交换流程的一第一回应数值读取指令；
一第七空间，对应一改变安全区域指令；
一第八空间，对应一抹除安全区域指令；
一第九空间，对应一多区块安全写入指令；
一第十空间，对应一媒体密钥块安全写入指令；以及
一第十一空间，对应一多区块安全存取指令。
2.如权利要求1所述的安全数码卡，其特征在于，该媒体内容保护流程支持空间具有：
一媒体内容保护指令控制主表格，具有：
一安全指令控制表格，标明各个安全指令的读/写属性；
一安全指令参数，供标明上述安全指令的参数；
一应用程序识别码，标明该安全数码卡以该媒体内容保护流程支持空间支持上述媒体内容保护流程；以及
一媒体内容保护流程控制码，标明上述媒体内容保护流程是否准予实施。
3.如权利要求2所述的安全数码卡，其特征在于，该控制器在接收到读/写上述安全指令代表空间的指令时，还检查该媒体内容保护流程控制码以及该安全指令控制表格，并且，在确认上述媒体内容保护流程准予实施且所接收的指令的读/写属性正确时，该控制器将所接收的指令视为所指示读取的安全指令代表空间所对应的安全指令。
4.如权利要求3所述的安全数码卡，其特征在于，关于所接收的读/写上述安全指令代表空间的指令，该控制器在上述媒体内容保护流程不准予实施、或所接收指令的指令的读/写属性不正确时，会根据所接收的指令作数据读/写操作。
5.一种用于操作安全数码卡的系统，包括：
如权利要求4所述的安全数码卡；以及
上述主机，执行一应用程序操作该安全数码卡，并且，于确认该数据储存空间小于该闪存的尺寸显示该闪存具有该媒体内容保护流程支持空间的可能性、且该应用程序识别码标明该安全数码卡以该媒体内容保护流程支持空间支持上述媒体内容保护流程时，设定该媒体内容保护流程控制码标明上述媒体内容保护流程准予实施。
6.如权利要求5所述的用于操作安全数码卡的系统，其特征在于，执行该应用程序对上述数据储存空间实行上述媒体内容保护流程的该主机系对该安全数码卡依序发出该第一、第二、第三、第四、第五以及第六空间的读/写指令，继而更对该第七、第八、第九、第十以及第十一空间之一发出读/写指令。
7.一种安全数码卡操作方法，包括：
划分一安全数码卡的一闪存，使之包含一数据储存空间以及一媒体内容保护流程支持空间；以及
将一主机对于该媒体内容保护流程支持空间的多个读/写指令视为多个安全指令，以对该数据储存空间实行媒体内容保护流程，
其中，该媒体内容保护流程支持空间具有分别对应上述安全指令的多个安全指令代表空间，且该等安全指令代表空间包括：
一第一空间，对应一媒体密钥块取得指令；
一第二空间，对应一媒体辨识码取得指令；
一第三空间，对应一认证与密钥交换流程的一第一随机数值写入指令；
一第四空间，对应该认证与密钥交换流程的一第二随机数值读取指令；
一第五空间，对应该认证与密钥交换流程的一第二回应数值写入指令；
一第六空间，对应该认证与密钥交换流程的一第一回应数值读取指令；
一第七空间，对应一改变安全区域指令；
一第八空间，对应一抹除安全区域指令；
一第九空间，对应一多区块安全写入指令；
一第十空间，对应一媒体密钥块安全写入指令；以及
一第十一空间，对应一多区块安全存取指令。
8.如权利要求7所述的安全数码卡操作方法，更包括于该媒体内容保护流程支持空间储存：
一媒体内容保护指令控制主表格，具有：
一安全指令控制表格，标明各个安全指令的读/写属性；
一安全指令参数，供标明上述安全指令的参数；
一应用程序识别码，标明该安全数码卡以该媒体内容保护流程支持空间支持上述媒体内容保护流程；以及
一媒体内容保护流程控制码，标明上述媒体内容保护流程是否准予实施；以及
多个安全指令代表空间，分别对应上述安全指令。
9.如权利要求8所述的安全数码卡操作方法，更在接收到读/写上述安全指令代表空间的指令时检查该媒体内容保护流程控制码以及该安全指令控制表格，并在确认上述媒体内容保护流程准予实施、且所接收的指令的读/写属性正确时将所接收的指令视为所指示读取的安全指令代表空间所对应的安全指令，反之，则根据所接收的指令作数据读/写操作。
10.如权利要求9所述的安全数码卡操作方法，更操作该主机于确认该数据储存空间小于该闪存的尺寸显示该闪存具有该媒体内容保护流程支持空间的可能性、且该应用程序识别码标明该安全数码卡以该媒体内容保护流程支持空间支持上述媒体内容保护流程时，设定该媒体内容保护流程控制码标明上述媒体内容保护流程准予实施。
11.如权利要求10的所述的安全数码卡操作方法，其特征在于，该主机系对该安全数码卡依序发出该第一、第二、第三、第四、第五以及第六空间的读/写指令，继而更对该第七、第八、第九、第十以及第十一空间之一发出读/写指令，以对上述数据储存空间实行上述媒体内容保护流程。
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| CN103377324A (zh) | 2013-10-30 |
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