CN1133471A - 数字致密盘唱机保密系统再现方法和仪器 - Google Patents

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Abstract

公开了防止盘播放机使用未被授权的软件的保密系统，通过调制大量数据位离开通常记录槽位置的物理位置的偏移使保密码被存储，两部分光读头提供对应物理偏移存在的RF信号。RF信号存在时，数据位的物理偏移定义第一逻辑状态和缺乏RF信号时定义第二逻辑状态，以这样的方式对数字保密码进行编码和解码，通过大量数据位从通常记录槽位置的物理偏移的调制对保密码进行编码的系统在此也公开了。

Description

数字光盘播放机保密 系统再现方法和仪器
本发明一般是涉及计算机软件保密系统领域，和更具体而言，本发明是涉及数字光盘播放机的保密系统，其中通过调制在盘上的大量光学编码的数据位的物理位置从正常记录槽的位置的偏移使保密码信息存储在数字光盘上，以确保盘播放机系统仅使用持有预定保密码的授权的软件。
近年来在数据存储和恢复领域中，光盘的使用显著地增加了，和其它数据存储形式相比较数字光存储器件具有大存储量的优点，在此系统当中经常希望保护专用的播放机系统不使用未授机的软件，在视频游戏市场上更是如此，因为视频游戏制造商典型地在或接近它们的造价来销售玩游戏的装置，并且期望销售游戏软件和版税获得大的利润。
能被各种计算机软件操作的受保护装置的通常系统典型地使用保密编码去保护系统不使用未授权的计算机软件，在通常的专用盘再现仪器不使用未授权的软件的系统中，系统最初确定是否包括软件的存储介质的预定的存储空间提供保密编码。通过比较存储在预定存储空间的数据和保密码，播放机或再现仪器可以确定软件是否为授权的，这一般被称为保密系统或保护处理。
近年来，这里有大量的实例表明，尽管系统有保护处理或保密系统，但是还是被未授权的计算机软件所使用，这里有大量的实例表明，保护处理已以被非法地避免了，甚至配有上述的保密系统也是如此，对此的一个理由是，在通常的保密系统中，保密码是位于在预定的存储器空间中，而该空间可以被检测软件所容易识别，这也至少是这样的事实，即确定该记录介质是否是授权的和执行计算机程序是由同一硬件所实现的，本发明提出这些问题并克服了现有技术的缺点。
本发明提供数字光盘记录介质，该介质构成一改进系统，以存储和存取保密编码，以防止从放在专用盘播放机上的未授权的盘复制计算机软件。为了解决上述的问题，依本发明的数字光盘有一在径向方向调制物理偏移或从正常记录槽的大量数据位的位置“摆动”而定义的保密码，物理偏移调制被数字地编码以定义的保密码。
依本发明的保密验证方法包括读出调制的物理偏移或在记录介质的径向方向的数据位的摆动以检测保密编码的步骤。检测确认的数据或保密编码的检测步骤之后确定是否被检测的确认的数据相应于事先设定的保密码的鉴别步骤。值得注意的是，在鉴别步骤中确定，当确认的数据和事先设置的保密码并不相互匹配，系统禁止进一步处理盘的软件，这样防止了未授权的软件被系统使用。
近而，上述的盘记录和重现方法包括显示识别游戏制造者作为软件的执行许可证或创造者的视频信息的步骤，这仅仅在确认的数据对应或匹配保密编码时才发生，在本发明优选的实施例中，确保在盘的预定位置上包含有专有的视频图象或信息的第二次检测或检验之后才出现这种情况，通过结合该步与从盘中读出软件相结合游戏制造商能够避免在系统上使用未授权软件的任何人破坏版权法或商标法。这是因为系统自动地显示识别游戏站制造商为软件的创造者和持有许可证人的专有的屏幕，如果软件是非授权的，该软件的制造者将自动地违反商标法，这是因为显示屏幕上陈述的是实际没有获得授权的或取得许可证的。
为了解决上述的问题，本发明改进的系统包括用来读出调制的物理偏移或在磁盘上大量数据位的位置的摆动的装置，位的物理位置在径向方向被调制定义了保密码，由于对应着正常的记录槽的位置对数据位的位置进行调制，因此保密编码并住留在预定的存储空间，而是放置在盘的一般区域，该优点是检测软件的人不能确定保密编码，在优选的实施例中，存在物理偏移或调制的地方被定义为逻辑“1”和缺乏摆动的地方被定义为逻辑“0”。
检测确认数据的检测装置确定保密编码，该确认的数据是在调制大量数据位的物理位置后已经被存储起来的数据，在优选的实施例中，光阅读头被分为两个部分，以确定保密编码是否存在。从正常的记录槽位置偏移的数据位可以使用该装置加以检测，包含存储在盘上的计算机游戏的软件的主要数据也可以使用同一读头加以读出。
在本发明的优选的实施例中，系统执行初始的检测以确定是否在盘的TOC(内容表)范围内包含着“摆动的”编码，在授权的盘内，保密码重复几次，以确保该保密码能适当地检测而无需增加误差校检码到保密码，在实际检测真实编码之前，该系统开始检测是否在盘的TOC范围内的数据摆动，如果盘不包含摆动的编码时，系统然后确定，是否盘实际上是音频盘，如果它是音频盘，该系统播放音频盘和提供音频输出，如果它不是音频盘，那么系统停止运行。
如果在盘的TOC区域含有“摆动”的编码，播放机对摆动的编码进行解码和传送解过码的数据到机械控制器。如果摆动的编码与预定的保密编码匹配，那么系统对盘执行第二次检查以验证授权性，如果摆动的编码并不匹配，这时播放机再检测来看是否盘是上述的音频盘。如果盘通过了第一次编码检验，盘播放机进行检证，盘包括有与存在系统的logo相一致匹配的logo，执行第二次检查是检查盘是否真实的授权了。
参照附图详细地描述本发明的盘播放机保密系统的一最佳实施例，虽然最佳实施例是参考视频游戏播放机系统描述的，但可以认识到，这仅仅是一个实例和其它替换的应用也可以加以考虑。
图1示出了本发明保密系统的示范实施例的方框图；
图2A示出了存储在数字光盘上的记录槽内的数据位的典型的物理关系；
图2B示出了依本发明的物理偏移调制或摆动或正常记录槽位置的据位；
图3示出了基于定义数字数据的数据位的物理“摆动”的调制输出的解码；
图4示出了使用本发明的示例光学解码器的方框图；
图5示出了解释本发明盘播放机保密系统的操作的流程图；
图6示出了示例性视频显示输出，该显示是在确定盘在预定的存储空间存储有专有的logo信息后出现的；以及
图7示出了通过以本发明使大量的数据位的物理位置从正常的记录槽的位置偏移而在数字光盘上编保密码的系统。
参考附图，下面给出了根据本发明的盘再现装置的一个最佳实施例。在该最佳实施例中，视频游戏装置使用保密系统以防止在数字盘上包括的软件未授权的使用该机器，使用本发明的数字光盘具有它主要的或基本的以NRZ(非归零)格式并以通常的方法通过EFM(8对14调制)所记录的数据，这些信息驻留在盘上的通常的记录槽和扇区内，这与通常的音频光盘的编码方法相类似，在本发明优选的实施例中，定义在盘的TOC(内容表)区域的数据位是如此地被存储，使得摆动的保密编码被设置在TOC的记录槽内作从正常记录槽位的物理位置偏移的调制，使用下述过程存储保密编码，在该过程中22.05KHz的信号被用来作为调制载波，对该载波用NRZ(非归零制)格式进行数字调制以编码保密编码。定义保密编码的位置偏移是光盘的径向方向的物理的偏移，偏移的频率是基于通过记录槽的光头的线速率和再现偏移为RF信号，值得注意的是，22.05KHz信号是具有频率为数字光盘的采样频率(44.1KHz)一半的信号，这样允许精确地复制偏移或摆动信号。盘的TOC部分具有两种存储在该区域的信息形式，首先，TOC可以具有数字编码的和定义组成TOC记录槽的凹坑和洞的信息，近而保密码是通过从正常带记录槽位置的数据位的位置偏移调制加以存储的。
依本发明的存储在数字光盘的TOC区域内保密编码并不驻留在数字光盘的特定或预定的记录槽和扇区空间。保密编码典型的仅有几个字节的字长。在本发明优选的实施例中，因为保密编码并不存储在特定的可寻址的空间，这对检测以复制保密码的人员而言就更加困难了，编码在盘的TOC区域重复地进行编制，使得光读出器2和保密码检测器更容易地识别保密编码的存在。
图1示出了依本发明用来对保密码解码的系统的方框图，在该示例中，光读出器2通过读取在盘1的数据位在径向方向相对标准记录槽位置的波动而产生信号。这是考虑“摆动”的数据，虽然单独的读出器产生两种存储在盘上的保密码和基本数据，在游戏唱机内的两个单独的硬件部分处理这些信号。
保密码检测部件3检测基于所谓“摆动”数据的保密编码的存在，盘再现控制部分4使保密码和存储在系统存储器内的预定的编码发生联系以检测盘是否是授权的盘，主要数据调制部分5读出存储在光盘的基本或主要数据以供盘播放机的机构使用，这主要数据既可以是视频游戏的软件就可能是定义声音记录的音频信息。主要数据解调部分5馈送给主数据缓中器6，该主要数据缓中器6的输出再依次馈送给接口部分7。程序执行控制部分8控制执行在盘上包含的软件。显示器10产生视频信息的显示，该显示由显示控制器11所控制。在成功地完成保密码检证之后显示部分10显示游戏信息，在本发明优选的实施例中，系统还执行第二次检查以验证盘是可靠的，第二次检查是验证，存储在致密盘的预定位置的logo与存储在机器中的logo相匹配。如果音频盘已经被插入到播放机内，系统将从终端9提供音频信号输出。
图2A是极大地放大图，它示出了存储在典型的常规数字光盘的数据位。出于图示的原因数据位是以线性安排示出的，对于本领域的技术人员而言这很明显，数据位以稍微弯曲的模式真实地安排在通常的盘上以适合在盘上记录槽的弯曲，这对体现本发明的数字光盘而言也是真的，图2B示出了摆动码的存在，其中，在盘上的信息位的物理位置被调制为从正常记录槽的位置的偏移以提供调制过的信号，该信号在优选的实施例中就是盘的保密编码，从正常记录槽位置的数据位的位置偏移是在记录介质的径向方向。在本发明优选的实施例中保密编码是位于盘的内容表(TOC)内，然而，在盘上的其它记录槽位置也同样是适合的。
由于保密编码在盘的TOC区域内存储多次，保密编码可以更可靠地再现而无需存储附加的误差校验位，如果在盘上有划痕和灰尘，盘机也能精确地再现保密编码，在盘上的TOC区域内存储保密编码数次允许保密编码被存储而无需存储附加的误差校验码。
图3示出了从保密编码检测部分产生的数字输出的实例，其中从正常记录槽位的数据位的摆动或物理偏移的存在表示逻辑“0”和从正常的记录槽位没有摆动或偏移表示为逻辑“1”，在优选的实施中保密码以NRZ(非归零)格式存储，应当理解，对保密码进行编码的其它方案也是可行的，在优选的实施例中，保密编码的偏移频率是22.05KHz，该频率是通常光盘采样频率的一半。如图3所示，保密码是通过数据的物理偏移的存在或缺少实现数字编码的，该数据位物理位置偏移存在时是在频率22.05KHz。如所提示的，保密编码重复地存储在盘的TOC区域若干次。
图4示出了本发明所使用的光信号解码器和相应的解码硬件。光检测器13是由位于盘上通常记录槽位置上方的被分成两半的两部分光检测器组成。两部分光检测器13提供一对输出信号，这一对输出信号施加到差分放大器15的两个相应的输入端，差分放大器的低通滤波器17的输入，低通滤波器的输出连接到跟踪伺服器18的输入、跟踪伺服器18执行对光检测器13的位置控制。
差分放大器15输出是RF信号并且馈送到22.05KHz的带通滤波器20的输入端，22.05KHz带通滤波器20的输出馈送到峰值保持电路21的输入，峰值保持电路的输出施加到比较器22的输入，峰值保持电路21所提供的数字输出包括检测TOC轨迹以确定离开正常的记录槽位置的数据位的“摆动”或偏移而解码的信号，因为光检测器13被分成两个单独的面积，由两个光检测器面积产生的两个信号的差识别在最优选的实施例中具有22.05KHz的摆动或保密码的存在，如在图2和3中所示，这里并不是定义保密码的特定位的单个数据位的实际的物理偏移，不如说保密码的每一位被定义为在一个短暂时间内摆动的存在或缺乏，比较器22作出决定是否是可靠的，也就是是否保密码与事先存在盘播放机存储器内的编码相匹配，比较器22的输出馈送到盘控制器24的输入。
两对光检测器13的一对输出也馈送到加法器26的两个输入，加法器26提供由盘上存储主要或基本数据组成的数字输出，这就是由盘上的凹坑和洞组成所确定的数据，加法器26的输出馈送给放大器27，放大器的输出连到信号处理器的输入，以处理存储在盘上的基本数据。
在图5给出了解释盘再现装置操作的流程图。图1保密码检测部分3开始确定是否22.05KHz信号作为由光读出头产生的RF信号存在，这是基于光检测器13的输出。如果在盘上有数据的摆动，光检测器13将提供对应着从通常记录槽位置的数据位的位置偏移频率的RF信号，在本发明的优选的实施例中这是22.05KHz的信号，该步被定义为在图5流程图中的步S1，如果确定，这样的RF信号存在于光检测器的输出，那末在步S2，就确定是否22.05KHz信号是在a.c.状态，确定是否22.05KHz信号是在a.c.状态并没有确定这是否是周期波形，但这只是确定是否摆动的信号经常改变逻辑状态，这可在图3中识别。这第一次检测将排除这样的盘在机上使用，该盘虽然在TOC记录槽上有数据位的摆动但却没有能被调制定义为数字信号的摆动的记录槽。
如果确定22.05KHz信号是在a.c.状态，预定的以22.05KHz信号为载波的解调过程由在步3的光读出头产生的RF信号执行。这是对图4提出的系统的保密码进行检测。由此检测盘上存储的保密码，该保密码然后送到如图1所示的再现控制部分4。同样它确定，光读出头并没有产生22.05KHz的信号，或它确定是在直流状态(没有摆动或偏移)，指示a.c.信号不存在的信号被送到再现控制部分4。
盘再现控制部分4确定是否在盘上的保密码和存储在游戏上的或盘再现装置上的保密码相互匹配或一致，这发生在步S4，这将决定该盘是否是系统授权的盘。
在本发明的系统中，如果盘通过了把存储在唱机机构内的保密码与存储在盘上的摆动码的匹配检验，系统将执行第二次检验，在步S5，系统从盘中读出logo和/或许可证数据以执行第二次检验，在步S6中执行第二次检验，系统比较存储在机器存储器存储的logo和/或许可证数据和在盘上预定的存储器或存储空间的内容，这第二次检验也确定是否是可靠的。
在图5的步7中，系统将显示可见图象以识别软件是由游戏制造商生产的或发许可证的，这将迫使非法复制保密码的一些人违反商标法，因为系统将识别软件为发过许可证的，而它实际上并没有被发过许可证。在本发明优选的实施例中，存储在播放机内存储器的logo将与存储在盘上预定的存储空间的logo加以比较，这发生在步S6，如果两个logo或图象匹配时，系统才将控制权交给在盘上的软件，如果两个logo并不匹配，系统停止操作，执行第二个检验以增加除去未授权的盘在机器上使用的机会，如果这儿存在着匹配，系统将在步S7显示专有的可视图象，这将在以后加以描述。
如果通过两次检验可以确定，盘是可靠的，控制信号产生并且指示进行主要数据传送和把控制交给盘上的软件，在图1所示的程序控制部分8发送信号到接口7，使得存储在上的软件能被传输到系统的存储器，以传送控制到该软件，这发生在图5所示的流程图中的步S8，如果盘不通过步S6的第二次检测，执行盘内容的步S8将不发生。
另一方面，如果保密码并不匹配，或如果22.05KHz的信号并不存在，或如果22.05KHz信号不是在A.C.状态，或如果logo并不与盘上logo匹配，那么确定盘是否仅是一音频盘。这是在图5的流程图的步S9，如果盘是音频盘，系统将允许盘在播放机上再放，因为这更希望游戏装置具有另外的能力，系统然后输出音频信号，正如图5的流程图的步S10所示，另外，在步S11，如果确定该盘不是音频盘，系统将停止从盘上再现数据和不把控制交给盘上的软件。
图6示出了示例性的专有显示，该显示能用来去除盘的伪造者，该显示可以包括一个或多个在屏幕50上识别出的可视的指示器，注册商标51可以用来迫使伪造者违反商标法，指示由机器制造者给于许可证的软件的图象也可以用来由块52识别。公司的名称也可以用来由块53指示，所有这些附加项可以一块使用，或仅选取一个来使用，根据上述识别的第二检测或检验这些可视的指示可以存储在系统的存储器内并且和盘上的特定存储空间的内容加以比较，这第二个检验是由图5的流程图内的步S6识别，作为替代，简单的编码匹配可以用来进一步验证盘是授权的，例如，在机器中的存储器内存储的ASCII码可以和盘上预定存储空间的内容加以比较。
图7示出了在数字光盘上对本发明的摆动的保密码进行编码的系统，Pre-Masterd CD31(PMCD)是在其上面含有游戏程序，游戏数据和用来识别盘类型的识别数据的主盘，识别数据记录在主盘的预定区域内，识别数据指出主盘是否与特别的游戏玩耍装置使用和识别游戏在那个国家或区域被使用，例如该信息可是游戏X-主盘—“日本”，读出头33从主盘31读出数字编码信息，检测器34检测识别数据和如果主盘被识别为可靠的那么控制器25传送识别到保密码产生器37。如果没有检测出识别数据，切断机器操作，仅仅做为盘的通常的切断机器和不插入摆动的编码。
保密码产生器37产生二进制的保密码，该保密码取决于盘在那里售出的特定的国家，例如下述的码可以使用：
主盘—日本＝ABCD
主盘—USA＝EFGH
主盘—欧洲＝WXYZ
AOD(声光偏转电路)驱动放大器38放大由保密码产生器37产生的信号，AOD偏转电路接收AOD驱动放大器的输出和输出RF信号，该RF信号依照保密码对照通常的记录槽位置来调制激光束的物理位置，该保密码是按照上述识别的编码方案由保密码产生器37提供的，例如，偏移的存在可以表示为逻辑“1”或第一个逻辑状态和摆动的缺乏可以表示为逻辑“O”或第二逻辑状态，AOD驱动39是一元件，该元件将激光束在径向方向从正常记录槽位置移开以在CD上编码凹坑。CD上的凹坑因而对照着从AOD驱动放大器39输出的RF信号输出进行摆动。盘上凹坑的物理位置是这样从通常记录槽位置加以调制的，以定义保密码，EFM单元40把游戏程序和游戏数据以初始8位字编码为14位字。这是公知的8对14调制(EFM)。记录激光42提供信号，该信号在经过镜43反射之后以通常的方式切去主盘45的凹坑和通过镜44。从激光42输出的信号通过AOD39在位置上受到了控制。
本发明在细节上可以经受许多修改和变化，所以通过附图示出的详细说明描述的事情仅仅被认为是示例性的，因此，该发明仅仅受到所附权利要求的精神和范围所限制。

Claims (20)

1.一种数字存储介质：包括：
一第一侧和第二侧；
大量存储在第一侧的数据位形成了数据位的记录槽；以及
存储在记录槽内的保密码，该保密码被定义为数据位从正常记录槽位置的物理位置偏移的调制。
2.如权利要求1的数字存储介质，其中，数据位的位置偏移具有22.05KHz的频率。
3.如权利要求1的数据存储介质，其中，数据位的物理位置的位置偏移调制是在存储介质的径向方向。
4.如权利要求1的数字存储介质，其中，物理位置的位置偏移的调制为二进制调制，其中，数据位的偏移定义为第一逻辑状态，以通常记录槽位置的缺乏偏移被定义为第二逻辑状态。
5.如权利要求4的数字存储介质，其中，第一逻辑状态是逻辑“1”。
6.如权利要求4的数字存储介质，其中，保密码是以非归零格式存储的。
7.如权利要求1的数字存储介质，其中，保密码是存储在数字光盘的TOC区域。
8.如权利要求7的数字存储介质，其中，保密码是重复地存储在盘的TOC区域。
9.一种防止计算机软件操作系统运行包含在软件存储装置上的未授权的软件的方法，它包括以下步骤：
a)检查在软件存储装置上的数据位的记录槽，以确定数据位在从通常记录槽位置的物理偏移调制；
b)解调物理偏移调制以确定数字码；
c)比较数字码和预定的保密码，以确定是否该数字码和预定的保密码相匹配；
d)如果数字码和预定的保密码相匹配；接收软件存储装置为可靠的和把软件操作系统的控制权传给存储在软件存储装置的计算机软件；和
e)如果数字码与预定的保密码不配匹，拒绝该软件存储装置。
10.如权利要求9的防止计算机软件操作系统运行未授权的软件的方法，进而包括，当在比较数字码和预定的保密码并且确定数字码与预定的保密码相匹配时，显示预定的视频图象的附加步骤。
11.如权利要求9的防止计算软件操作系统运行未授权的软件的方法，进而包括，只有当在比较数字码和预定的保密码并且确定数字码和预定的保密码相匹配时，按照存储在软件存储装置的软件操作该系统的附加步骤。
12.如权利要求9的防止计算软件操作系统运行未授权的软件的方法，进而还包括了执行第二次检验的附加步骤，其中，该系统比较存储在系统内的存储器的进一步码和软件存储装置的预定的地址所存储的编码，其中，如果进一步的码不与软件存储装置的预定的地址所存的编码相匹配，系统将拒绝软件存储装置。
13.如权利要求1的防止计算软件操作系统运行未授权的软件的方法，其中进一步的编码是专有的logo和如果存储在系统的存储器存储的进一步编码与存储在软件存储装置的预定的地址的编码相匹配时，还包括在系统的显示屏上显示logo的附加步骤。
14.一种读出存储在软件存储装置的保密编码的仪器包括：
一从临近软件存储装置的通常记录槽的位置读出大量数据位的物理偏移调制的装置；
一具有输入被连到读出物理偏移调制的装置的输出并且检测出存储在物理偏移调制的编码的检测器装置；
一确定是否由检测器装置检出的编码与仪器相连的存储器所存储的预定的保密码相匹配的鉴别器装置；以及
一根据鉴别器装置的输出控制存储在软件存储装置的数据再现的控制器。
15.如权利要求14的读出存储在软件存储装置的保密编码的仪器，进而包括：
一从具有输出的软件存储单元的大量数据位空间读出所存储的数据的装置；
一检测连接到读取装置的输出的在软件存储单元上的大量所选取的数据位空间内所存储的第二编码的装置；以及
一确定是否第二编码与存储在仪器的存储器内的进一步预定的保密编相匹配的第二鉴别装置。
16.如权利要求15的读取存储在软件存储装置上保密码的仪器，其中第二编码是logo，如果确定第二编码与进一步预定的保密编码相匹配，该仪器还包括一显示该logo的装置。
17.一种在软件存储装置上存储保密编码的方法，包括如下步骤：
a)产生数字保密码；
b)相对激光源移动软件存储装置；
c)把激光源对准盘的未记录的记录槽位置；
d)当在盘上记录大量的数据位时，盘上的激光束从通常的记录槽位置偏移位置以定义保密编码数据位置的第一个逻辑状态；和
e)当进一步在盘上记录大量的数据位时，对准激光束在通常的记录槽位置以定义保密码数据位的第二个逻辑状态。
18.如权利要求17的在软件存储装置上存储保密码的方法，其中，第一个逻辑状态为逻辑“1”。
19.如权利要求17的在软件存储装置上存储保密码的方法，其中，在偏移激光束从通常的记录槽位置的步骤中，提供了在存储装置上的具有偏移频率实质上为22.05KHz的数据位记录槽。
20.一种在数字光盘上存储保密码的仪器，包括：
一提供数字保密码的保密码产生器；
一连到声光偏转放大器的输入的保密码产生器的输出；
一连到声光偏转电路的第一输入的声光偏转放大器的输出；和
一连到声光偏转电路第二输入的具有一输出的记录激光器。
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