CN1366671A - 光盘拷贝防止系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方法,即如何修改预先设定类型的存储光盘上的物理数据流,以至于影响解码过程,使可以访问具有多个会话期记录载体的多种用途读取装置被迷惑,这样记录载体被判断为不可访问,例如通过使之不可能发现正确的同步和时序,或通过定义一种递归会话期指针。这可以或者导致解码过程中止,或者至少导致数据符号的错误解码。

Description

光盘拷贝防止系统

本发明涉及一种记录载体即存储媒体的拷贝保护方法，该记录载体将数字数据作为异步信号来存储，例如光盘(CD)和数字式视频光盘(DVD)，该存储媒体包括所有现存或者未来格式的CD和DVD或者按照相同概念工作的其它光存储媒体。

尤其是，按照本发明的拷贝保护方法防止进行媒体内容的物理拷贝或者建立媒体内容的完整数据图象的能力。

将信息存储在一面或者两面上的存储光盘已经被用于各种用途，通常显著地用于音乐、游戏、电视和计算机工业。数字信息以凹坑的形式被存储在光存储媒体上，凹坑沿着光盘一面或者两面的圆形、同心轨迹被布置。典型地，轨迹被从里向外读取，但是像一些光存储媒体已经采用的那样，轨迹也可以被从外向里读取。

轨迹上的数据本身被细分成帧，各个帧长度相同，包括相同的信息量。取决于光存储媒体(CD，DVD)的类型，各个帧具有一种专用布局。这种帧总是包括用户数据符号本身，而且还包括用于同步的数据、数据符号和误差校正之间的合并数据。

光存储媒体本身上的信号是异步的，这意味着在解码过程中，必须从信号中辨认出同步和时序信息。

由于这种存储媒体的性质，可以容易地进行拷贝。为了应付这一局面，存在各种拷贝保护方案，这些方案借助于相应光存储媒体本身所存储的密钥和口令，试图防止非法访问。此外，存在保证光盘安全的方法，即借助于所存储的无效信息，在拷贝过程中，无效信息得到修复，这样基于这个无效信息的存在或者不存在，一种应用程序可以确定它是否被存储在原版上或者拷贝上。

然而，这些拷贝保护方案仅防止间接方式的拷贝，即拷贝是可能的而且仅可限制对拷贝过的记录载体的访问。

此外，US 6,005,839说明了光记录载体，尤其是DVD的一种拷贝保护方案，按照这种方案，通过在光记录载体的某些区域或者扇区的不同于规则位置的不规则位置处插入一种同步模式(pattern)，或者通过在光记录载体的某些区域或者扇区的规则位置处插入一种不同于标准同步模式的同步模式，则直接或者转储拷贝被禁止。为了保证这种记录载体不受干扰的再现(reproduction)，基于位置指定信息(指定再现遮断区)，通过跳转，由误导同步模式建立的再现遮断区被跳过，所述位置指定信息被记录在记录载体上，优选地在目录(TOC)区域。

因此，本发明下面的一个目的是提供一种改进的拷贝保护方法，即生产包括改进拷贝保护的记录载体、带有改进拷贝保护的记录载体和可以生产这种记录载体的记录载体写入装置的方法。

按照本发明的方法在独立权利要求1中被定义，按照本发明的带有拷贝保护的记录载体在独立权利要求11中被定义，而且可以生产这种记录载体的记录载体写入装置在独立权利要求20中被定义。其中的优选实施方案在附属的权利要求中分别地被定义。尤其是，权利要求9和10定义按照此发明的方法工作的一种计算机程序。

本发明的中心特点是将附加产生的数据写入到记录载体的至少一个特定部分，以便于可以访问不同格式记录载体的多种用途读取装置在访问所述记录载体时，判断出所述记录载体不可访问，并且按照本发明的记录载体包括至少一个具有如此附加产生数据的特定部分。

于是，按照本发明，这种令读取装置迷惑的附加产生数据被插入到这样的区域，该区域不能被为那种类型的记录载体所设计的读取装置，例如用于音频CD的普通音频激光唱机所访问，但是该区域总可以被多种用途读取装置，例如CDROM读取装置来访问。

附加产生的数据被产生而且被附加地存储到意欲被记录的数据上以及用于访问意欲被记录的数据所需要的数据上。

术语“将……写入记录载体的至少一个特定部分中”不仅限制向记录载体，例如CDR(可记录的CD)直接写入的范围，而且还包括向正本写入，记录载体从该正本被拷贝。

不同格式的记录载体不仅可以是不同类型的记录载体，例如CD和DVD，而且还可以是一种类型的记录载体，该记录载体可以记录同一类型或不同类型的多个会话期(session)。

在这种意义上说，会话期代表所记录的不间断的数据流，该数据流具有在开始处的导入部分，末端处的导出部分以及最终数据流不同部分之间的中间区域。

按照本发明，所述的数据产生包括产生至少一个被解码的特殊模式的步骤，以使当访问存储所述特殊模式的记录载体中的至少一个特定部分时，存储数据的时钟再生不能被所述的读取装置执行。

当读取装置试图访问包括如此产生的数据的特定部分时，所述读取装置无法再生所存储数据的时钟。在这种情况下，多种用途读取装置将产生一个出错信息，指示所插入的记录载体不能被访问。

另一可供选择地或者附加地，为了获得这样的结果，所述数据产生包括这样的一个步骤，即在一个通常没有同步模式的相应位置上，至少一次向记录载体的所述至少一个特定部分拷贝一个同步模式。在这种情况下，试图访问特定部分的读取装置没有发现正确的同步，因为该读取装置被较高的同步模式号码所迷惑，而且其结果同以前所说明的情况一样。这样的拷贝还包括同步模式的模拟，即通过修改标准数据字节，使之好像一个同步模式。

于是，按照本发明定义一种方法，即如何修改在存储光盘上的物理数据流来影响解码过程，以致无法找到正确的同步和时序。这可以导致不是解码过程的终止就是至少导致数据符号的错误解码。

然而，按照本发明，对解码过程的这种影响仅在多种用途读取装置试图访问装备有本发明拷贝保护的记录载体时被执行，该多种用途读取装置可以访问不同格式的记录载体，即可以记录多个会话期的记录载体。如果那些模式被包括在例如第二会话期的导入部分，则专门为具有预先设定格式例如被记录在一个会话期中的音频数据的记录载体而设计的读取装置仍然可以访问一个装备有按照本发明拷贝保护的记录载体。支持多个格式的多种用途读取装置需要至少分析第二会话期的导入部分，而且通过这种方式，解码过程受到迷惑。专门为具有预先设定格式的记录载体而设计的这种读取装置并不局限于新的适合于修改的读取装置，而是所有现存的已经满足了必要要求的这种类型的读取装置。

按照本发明的这一策略也适用于音频CD的间隙前的部分，即在音频内容开始前的间隙部分。

对于所插入的用于误导时钟再生或者同步的模式，另一可供选择地或者附加地是，有可能在记录载体的多个会话期上产生一个指向另一个会话期的修改过的指针。这种在记录载体的多个会话期上指向另一个会话期的指针，在下面也被称为会话期指针，它被布置在一个会话期的导入部分且指向随后会话期数据区的开始处。对这种指针的适当修改导致所需要的对多种用途读取装置的迷惑。按照本发明，优选地是，一种递归指针可以被确定，进一步优选地是处在第三会话期，该递归指针并不指向另一会话期数据区域的开始处，而是指向同一会话期的数据区域的开始处。当多种用途读取装置试图访问如此修改的记录载体时，它被迷惑并且判断出这个记录载体不可访问。

此外，本发明下面的一个目的是提供一种多种用途读取装置，这种多种用途读取装置可以访问装备有按照本发明的拷贝保护的记录载体。

这个目的由按照独立权利要求19所述的记录载体访问装置来解决，该记录载体访问装置可切换或可预先编程，以便于不读取即将被访问且预先设定类型的记录载体上至少一个预先设定的部分，即不读取存储了上述附加产生的数据的记录载体的至少一个特定部分。

包括在且构成此技术说明一部分的附图举例说明了本发明的实施方案，并且与发明的上述概括说明，以及下述实施方案的详细说明一道，用于解释本发明的原理，其中：

图1举例说明了CD帧的格式；

图2显示了以异步流存储数据的记录载体的解码过程；以及

图3阐明了按照本发明的递归会话期指针的原理。

下述说明作为一个实例，表明如何修改音频CD的物理数据流，以防止在具有多个会话期能力的读取装置，即多种用途读取装置内正确解码。物理数据流的格式在“红皮书”技术说明和IEC908中加以规定。

CD上的物理数据流以多种方式被优化，以便于降低错误并保证一个简单的解码机理。因此，每隔3至11位必须有信号的转变。在数据符号内，这点由EFM(八至十四调制)保证。音频数据被分成8位符号，利用EFM表格，这些8位符号被转变成一个14位符号。这个表格包括14位数值的256个条目，这14位数值是位的组合，这些位包括连续的多于2但却低于10个数的零。14位符号中的每个“1”代表信号的一个转变。同样当符号被连接在一起时，为了保证这种限制，存在有附加的3个合并位，这3位必须要相应加以选择。两个转变之间最后得到的信号被称为凹坑和平地(pit and land)。各个长度被限制为3至10乘以基础长度(base length)。

音频数据最终的帧包括下述数据：

1同步符号          24位

1子码字节          14位(EFM编码)

24数据字节         336位(EFM编码)

8奇偶校验字节      112位(EFM编码)

34^*3合并位        102位

总计               588位

位按照图1所示的方式构成。一个CD帧的顺序如下：24位同步模式后紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位；其后的14位子码数据后紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位；其后的14位信息数据的12个块后分别紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位；其后的14位奇偶校验数据的4个块后分别紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位；其后的14位信息数据的12个块后分别紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位；而最后的14位奇偶校验数据的4个块后分别紧接着用于合并和低频抑制的3个辅助位。

图2举例说明了解码过程，按照本发明，通过迷惑时钟再生或者迷惑同步检测和时序，该解码过程可以被影响。

从光盘读出的进入到解码器的输入信号经过位检测1，紧跟着的是解调2，随后是误差校正3和通道多路输出选择4。从位检测器1出来的输出信号被输入到时钟再生电路5以及同步检测和时序电路6，同步检测和时序电路6附加地接收到时钟再生电路5的输出信号。同步检测和时序电路6将其输出信号供给到通道多路输出选择4，该通道多路输出选择4输出第一信号到D/A转换器和低通滤波器7，以便于产生音频输出的第一通道ch1，该通道多路输出选择4还输出第二信号到D/A转换器和低通滤波器8，以便于产生音频输出的第二通道ch2。来自解调器2的输出信号被附加地输入到控制和显示解码单元9，该控制和显示解码单元9为控制功能装置10和显示11供给输入信号。

迷惑时钟再生：

通常地，数据符号在数据信号中变化，因此在一些帧内每个凹坑长度应该是可用的。各个CD驱动器采用特殊模式来从信息中检索出时钟信息，如果无这个模式可用，则CD驱动器不能够继续解码。采用用户数据的特定模式，充许删除CD驱动器时钟再生所需要的模式，因此防止正确地进行解码。

迷惑同步和时序

同步符号是包括3个信号转变的位序列“100000000001000000000010”。通常，合并算法必须被如此选择，以避免这个信号出现在数据符号内。搜寻这个信号的数据流使解码器可能发现CD帧的起始点。采用用户数据的某些模式并修改合并算法允许同步符号在一个帧内有多次，从而防止CD驱动器发现正确的同步符号(帧的起始点)，而且防止正确地对数据解码。

图3阐明了会话期指针的原理，即被布置在一个会话期的导入部分的指针，分别直接指向紧随其后的会话期的数据区域的开始，该指针按照本发明优选的实施方案被如此修改，以致这些会话期指针中的一个是递归的且指向它本身所在的会话期数据区域的开始，通常所述的这个会话期指针从第三会话期的导入部分指向第四会话期数据区域的开始，而在此它指向第三会话期数据区域的开始。这一原理针对按照本发明修改的音频CD加以阐明，其包括至少三个会话期，各个会话期具有导入部分、数据区域和导出部分。

按照本发明，因为解码失灵，两种迷惑解码的方法都可以被单独地或共同地用于拷贝保护。此外，递归会话期指针的布置还可以被单独使用或者同按照本发明的迷惑解码共同使用。信号被修改以用于拷贝保护的一种区域智能布置，充许利用专门适合于所记录的用户数据例如所记录的音频数据的读取装置来保持回放用户数据的能力，但是防止了拷贝。

同样的修改也可以在采用相似的信号布局和解码过程的DVD上进行。

Claims (25)

1.生产以异步信号存储数据的记录载体的方法，其特征在于下述步骤：

将附加产生的数据写入到记录载体的至少一个特定部分，以使可以访问不同格式记录载体的多种用途的读取装置在访问所述记录载体时，判断出所述记录载体不可访问。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据产生包括产生至少一个特殊模式的步骤，该特殊模式被解码，以便于当访问存储所述特殊模式的记录载体中的至少一个特定部分时，存储数据的时钟再生不能被所述的读取装置执行。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述数据产生包括这样的一个步骤，即在一个通常没有同步模式的相应位置上，至少一次向记录载体的所述至少一个特定部分拷贝一个同步模式。

4.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于所述产生的数据被安排写入记录载体上所记录的一个会话期的导入部分和/或中间部分以及/或导出部分。

5.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于所述附加产生的数据包括一种修改过的会话期指针。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述修改过的会话期指针是一种递归会话期指针。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于所述修改过的会话期指针被布置在第三会话期。

8.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于所述记录载体是CD或DVD。

9.具有程序代码装置的计算机程序，如果该程序在计算机上运行的话，用于执行如权利要求1至8中任何一个所述的所有步骤。

10.如权利要求9所述的具有程序代码装置的计算机程序，被存储在计算机可访问的存储装置上。

11.以异步信号存储数据的记录载体，其特征在于记录载体的至少一个特定部分内附加产生的数据，以致于可以访问不同格式记录载体的多种用途的读取装置在访问所述记录载体时，判断出所述记录载体不可访问。

12.如权利要求11所述的记录载体，其特征在于所述附加产生的数据包括至少一个特殊模式，该特殊模式被解码，以致于当访问存储所述特殊模式的记录载体中的至少一个特定部分时，存储数据的时钟再生不能被所述的读取装置执行。

13.如权利要求11或12所述的记录载体，其特征在于所述附加产生的数据在一个通常没有同步模式的相应位置上包括至少一个同步模式。

14.如权利要求11至13任何一条所述的记录载体，其特征在于所述产生的数据被安排在记录载体上所记录的一个会话期的导入部分和/或中间区域和/或导出部分。

15.如权利要求11至14任何一条所述的记录载体，其特征在于所述附加产生的数据包括一种修改过的会话期指针。

16.如权利要求15所述的记录载体，其特征在于所述修改过的会话期指针是一种递归会话期指针。

17.如权利要求15或16所述的记录载体，其特征在于所述修改过的会话期指针被布置在第三会话期。

18.如权利要求11至17任何一条所述的记录载体，其特征在于所述记录载体是CD或DVD。

19.记录载体访问装置，其特征在于它可切换或可预先编程以使不读取待访问的且预先设定类型的记录载体上至少一个预先设定的部分。

20.用于写入以异步信号存储数据的记录载体的记录载体写入装置，其特征在于能够将附加产生的数据写入记录载体的至少一个特定部分，以使可以访问不同格式记录载体的多种用途读取装置在访问所述记录载体时，判断出所述记录载体不可访问。

21.如权利要求20所述的记录载体写入装置，其特征在于能够将模式写入记录载体的所述至少一个特定部分，以使当访问存储所述记录载体中所述的至少一个特定部分时，对于读取装置存储数据的时钟再生不能被执行。

22.如权利要求20或21所述的记录载体写入装置，其特征在于能够将同步模式写入规定用于同步模式的记录载体外部区域的所述的至少一个特定部分上。

23.如权利要求20至22中任何一条所述的记录载体写入装置，其特征在于能够写入一个修改过的会话期指针。

24.如权利要求23所述的记录载体写入装置，其特征在于能够写入一个递归会话期指针。

25.如权利要求23或24所述的记录载体写入装置，其特征在于能够在第三会话期写入所述修改过的会话期指针。

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