CN1462442A - 将储存在记录载体上的加密数据进行解密的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对记录载体上储存的加密数据进行解密的一种方法，还涉及对数据进行加密的对应方法和对应装置。为了更好地保护记录载体上储存的数据，在解密算法被人知道了以后，防止不同记录载体上储存的数据被解密，本发明中的加密数据解密方法包括以下步骤：a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥(HK)和一个口令密钥(PK)产生一个解密密钥(DK)，和b)利用产生的所述解密密钥(DK)对储存在所述记录载体上的所述加密数据进行解密。

Description

将储存在记录载体上的加密数据进行解密的方法和装置
技术领域
本发明涉及对储存在记录载体上的加密数据进行解密的一种方法和相应的装置。此外，本发明还涉及加密数据，并且将它们储存在记录载体上的一种方法和对应的装置。更进一步，本发明涉及储存加密形式的数据的一种记录载体。
技术背景
音乐和视频发行人利用加密技术来保护他们在例如光盘上发行的内容。对于DVD视频，解密密钥以一种保密的方式储存在盘上。但是如果解密特定标题的正确密钥通过某种方式被人知道了，就能够将相同标题的所有盘上的内容解密。储存在盘上的所谓的播放机密钥被人知道的时候情况更遭，因为用这个播放机密钥加密的所有盘都可以被解密，也就是不仅仅某一种盘，而是可以对许多标题的盘进行解密。
音乐和视频发行人以及软件制造商可能想出版预先发行盘，可以免费地听、看其中的一部分，也许还能够免费复制。这一部分的目的可能是让消费者对这张盘感兴趣。这张盘的其余部分包括音频和视频数据，它们是加密数据。这种盘可以以极低的价格销售，从而使人们能够以很低的经济风险接触到这一材料。当他们想获得整张盘的时候，它们就可以购买这张盘上剩余部分的密钥。这个解密密钥是这张盘独有的，因为否则具有相同标题的所有盘就都能够用这个密钥解密，无法卖出很多密钥。也可能这张盘的不同部分需要不同的解密密钥。
购买预先发行盘解密密钥的最常用方法是将它们储存在顾客的播放机里。这样做的缺点是只有这一台播放机能够播放这张盘。但是消费者会希望在一个以上的地方播放他们的盘，例如在汽车里，在卧室里，在朋友家里等等。当播放机损坏而无法修复的时候情况更遭，因为这个时候必须购买新的密钥。
另一种方法是在预先发行盘里准备一些可(重)写部分，用来将买来的密钥，也就是解密所需要的口令密钥，储存在这张盘上，但是这另外的(免费)可写部分非常昂贵。
另一种解决方法来自EP 1005025 A1。在这篇文献描述的系统里，预先发行的盘都需要有独一无二的盘ID，它写在一个脉冲串切割区里(aburst cutting area)。当用户想收到解密密钥的时候，它必须将这种独一无二的盘ID发送给提供商或者零售商。在付费以后，提供商可以将密钥发送回来，也可以将它叫做口令密钥或者购买回来的密钥。播放机可以从这个口令密钥和独一无二的盘ID计算出解密密钥。
但是这一系统可能出现一个问题，也就是独一无二的盘ID和口令密钥原则上都已经知道。因此，利用独一无二的盘ID和口令密钥计算真实解密密钥的算法必须储存在一个保密的地方，最好是储存在一片集成电路里。如果这个算法被人知道，那么通过购买一个密钥，将它与这个算法和独一无二的盘ID结合起来，就能够获得一个标题的解密密钥。硬件播放机的逆向工程可能非常难，但是软件播放机的逆向工程和提取播放机密钥的事情并非少见。
此外，EP 1005025 A1还建议利用公开密码发送口令密钥给用户的播放机。通过这种方式加密的通过电子网络发送的口令密钥的数据量是1024～2048比特这个数量级。这样做可能解决上述问题。但是，只能够在储存了口令密钥的播放机中进行播放。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供方法，对储存在记录载体上的数据进行加密，对加密数据进行解密，这些方法能够解决上述问题，也就是能够对储存在记录载体上的数据提供更高级别的保护，防止剽窃，使得非法获得的密钥的使用更加更难。此外，本发明还提供以加密形式储存数据的对应装置和记录载体。另外，需要的密钥处理起来应该容易，还应该尽可能地短。
本发明的这一目的是利用一种方法，对储存在记录载体上的加密数据进行解密来实现的。它包括以下步骤：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥和一个口令密钥产生一个解密密钥，和
b)利用产生的所述解密密钥对储存在所述记录载体上的所述加密数据进行解密。
对加密数据进行解密的对应装置在权利要求4中说明。
根据本发明，要求预先发行的所有盘都有一个独一无二的载体标识符(也叫做独一无二的盘ID)。这种独一无二的载体标识符可以是盘的一个序列号。按照本发明利用这一独一无二的载体标识符，用户能够购买的一个口令密钥(购买来的密钥)以及一个隐藏密钥产生对储存在记录载体上的全部数据进行解密所必需的解密密钥(也叫做盘密钥)。隐藏密钥是以这种方式驻留在记录载体上的一个密钥，已有的非协作播放机不能读取它。因此，隐藏密钥储存在记录载体上的一个隐藏通道上，这一隐藏通道可以由不同的装置和/或用不同的方式在记录载体上实现。一种方法是利用波动信号，也就是数据沿着它储存在记录载体上的音轨的一个物理变体。隐藏通道的另一种可能是利用特定的额外编码方法，只有协作播放机才知道它，因此非协作播放机不能读取隐藏通道中的数据。
本发明的主要优点是只有一个记录载体，例如只有一个预先发行的盘，或者它的一部分可以用口令密钥解密。如果计算解密密钥的算法被人知道了，也不能从独一无二的载体标识符和口令密钥计算出解密密钥。记录载体隐藏通道中的隐藏密钥使得解密所必需的最终的解密密钥成为一个保密的密钥，即使是知道了计算解密密钥的方法，而且口令密钥的长度非常短。独一无二的载体标识符使得最终的解密密钥对于一个记录载体成为独一无二的。能够购买到的口令密钥使得用户能够获得最终的解密密钥。
在这里应该指出，本发明不限于保护音乐和视频，而是可以一般地应用于能够储存在记录载体上的任意种类的数据，比方说视频软件、音频、图像数据等等。此外，本发明不限于特定种类的记录载体，而是能够用于储存数据的所有记录载体，例如CD或者DVD这样的光记录载体，小盘，快闪卡等等。
下面给出本发明的优选实施方案。口令密钥最好是由口令密钥的提供商提供，它可能是数据的拥有人或者发行人，象音乐或者视频发行人或者软件制造商一样。
在另一个实施方案里，解密密钥不能直接用于对数据进行解密，而是可以用于对一个加密的次级解密密钥进行解密，例如一个资产密钥(asset key)，它可以在一个密钥箱内加密。这些次级解密密钥可以随后用于对储存在记录载体上的加密数据进行解密。它的优点是需要执行额外的解密步骤，也就是额外的解密算法，在记录载体上储存的内容能够被解密以前需要另一个密钥。因此能够进一步提高保护程度。
加密记录载体上储存的加密数据的一种方法包括以下步骤：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥和一个口令密钥产生一个解密密钥，和
b)利用产生的所述解密密钥对所述数据进行加密，储存在所述记录载体上。
加密数据的对应装置在权利要求8中描述。
本发明中用于以加密形式储存数据的记录载体包括与所述记录载体有关的一个独一无二的载体标识符和储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥，其中独一无二的载体标识符和隐藏密钥与一个口令密钥一起使用，产生一个解密密钥，所述解密密钥用于对记录载体上储存的加密数据进行解密。
附图说明
下面参考附图更加详细地描述本发明，在这些附图中，
图1是说明已知的解密方法的一个框图，
图2是说明本发明中解密方法第一个实施方案的一个框图，
图3是说明本发明中解密方法第二个实施方案的一个框图，
图4是说明本发明中加密方法的一个框图。
具体实施方式
图1所示的框图说明对记录载体1上储存的加密数据进行解密的一种方法，在这个实例中是CD或者DVD这样的光记录载体，见EP 1005025A1。在图示实例中，音乐这样的加密(置乱)音频数据储存在盘1上。此外，这个盘1有一个独一无二的载体(盘)标识符UDI。独一无二的载体标识符UDI可以是一个号码，每张盘的这个号码都是独一无二的。具有相同内容的所有盘都有一个不同的UDI。这个号码可以从盘上读出，但是不能改变。例如，可以将盘面上印上的序列号用作UDI。
给可能是再现音频数据供播放的再现装置一部分，特别是盘播放器装置的解密装置2提供置乱了的音频数据和独一无二的载体标识符UDI。另外，需要一个口令密钥PK作为解密装置2的输入，以便能够产生解密密钥DK，利用它能够对置乱音频数据进行去置乱以便进一步处理和再现。为了获得口令密钥PK，必须将独一无二的载体标识符UDI提供给提供这些口令字密钥的提供商或者零售商。另外，将口令字(也叫做主叫方购买的密钥)PK发送给解密装置2之前，提供商或者零售商可能需要付费。
在解密装置2中有一个密钥产生装置21，它利用第一种算法(功能1)从载体标识符UDI和口令密钥PK产生解密密钥DK。然后，利用产生的解密密钥DK和解密功能，用解密装置22将加密的音频数据解密成解密(去置乱)以后的音频数据。
如同上面已经描述的一样，这一方法的保护级别很低，因为如果解密密钥产生算法(功能1)被人知道了，例如通过剽窃软件，以及通过只购买一个口令密钥PK，就能够获得许多解密密钥DK。在发送给解密装置2之前，可以用公开密钥对口令密钥进行加密。但是，这个时候只能在储存了口令密钥PK的播放机进行回放。由于还有其它方式提供口令密钥给解密装置，以及用户还可能希望在其它播放机或者一个以上的播放机上播放数据，因此已知的这个解决办法是不切实际的。
因此本发明提出利用图2所示的另外的隐藏密钥HK。其中，光记录载体1包括一个独一无二的载体标识符UDI，以加密的形式储存音频数据。此外，将一个隐藏密钥HK储存在盘1上的隐藏通道里，也就是说隐藏密钥HK隐藏在盘1上，从而使现有的(非协作的)播放机不能读取它。隐藏通道的可能实现方法包括利用一个波动通道将数据储存在盘上，或者利用特定的编码方法将隐藏密钥储存在盘1上。
在解密装置2里，有一个密钥产生装置23，用于利用产生算法(功能2)利用隐藏密钥HK、独一无二的标识符UDI和密钥提供商或者零售商甚至音频数据发行人或者所有人提供的口令密钥PK作为输入产生解密密钥DK。对于内容相同的所有盘来说都相同，不是储存在盘上的解密密钥DK被随后用于对内容，也就是置乱音频数据解密，它储存在解密装置22的盘1上。
根据本发明，利用口令密钥只能对一张盘或者它的一部分进行解密。如果解密密钥产生算法(功能2)被人知道了，只是从独一无二的载体标识符UDI和口令密钥PK不可能产生出解密密钥，因为除此以外总是还需要一个特定的隐藏密钥HK，它不能被读出，而是只能由协作装置读出。
本发明的另一个实施方案在图3中给出。在盘上的一个隐藏通道里再一次地储存了置乱音频数据和隐藏密钥HK。此外，这个盘1有一个独一无二的载体标识符UDI。但是，在解密装置3里，解密密钥产生装置31产生的解密密钥DK部被直接用于对加密音频数据解密，产生解密密钥的这一方法与图2所示的方法相同。也可以将解密密钥DK用于利用密钥箱解密装置32对密钥箱进行解密(去置乱)。密钥箱是一个文件，它储存这一张盘不同部分的密钥。用一个密钥箱密钥对它进行加密。利用产生的解密密钥DK对置乱了的密钥箱进行解密(去置乱功能2)的时候，产生一个资产密钥AK，这个资产密钥用于置乱(加密)记录载体1的一部分内容。这样的资产密钥AK储存在密钥箱里。解密以后的资产密钥AK将被随后用于解密装置33，对置乱了的音频数据进行去置乱(去置乱功能)。在这个实施方案里，通过不是将解密密钥直接用于对置乱了的音频数据进行去置乱，而是首先对密钥箱进行去置乱，产生所需要的资产密钥，能够更进一步地提高保护程度。
总之，将口令密钥传送给解密装置或者包括这样一个解密装置的盘播放机有许多方式。一些简单的方法是：
●可以将密钥印在纸上给用户，他可以将它们输入他的播放机。如果一张盘只有一个或者几个解密密钥(解密密钥)，这样做不是特别不方便。
●上面提到的纸也可以是不干胶标签的形式，他将它粘在他的盘上。
●除了印下来的密钥以外，上面提到的不干胶标签还可以包括表示这些密钥的条形码。与播放机连接或者驱动器中的简单的条形码读取机能够将这些密钥输入播放机。
显然，对于条形码来说1024～2048比特的口令密钥太长，要用户输入它也太长。但是，按照本发明，也能使用较短的口令密钥，因为在本发明中采用了其它或者另外的保护方法。
图4说明对数据进行加密，储存在盘1上的方法。将要加密的音频数据提供给可能是盘记录装置一部分的加密装置4。与图2所示的解密装置相似，在加密装置4中，提供密钥产生装置41，用来从口令密钥PK、独一无二的载体标识符UDI和隐藏密钥HK产生解密密钥DK。独一无二的载体标识符UDI和隐藏密钥HK已经与特定的盘1联系起来，现在将它们选中，与盘1联系起来。收到独一无二的载体标识符UDI，最终收到隐藏密钥HK的时候再一次从提供商或者零售商提供口令密钥PK。产生算法产生的解密密钥DK(功能3)被随后提供给加密装置42，对提供的音频数据加密，储存在盘1上。也可以让加密装置与图3所示解密装置相似。

Claims (8)

1.对储存在记录载体上的加密数据进行解密的一种方法，包括以下步骤：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥(HK)和一个口令密钥(PK)产生一个解密密钥(DK)，和
b)利用产生的所述解密密钥(DK)对储存在所述记录载体上的所述加密数据进行解密。
2.权利要求1的方法，其特征在于所述口令密钥(PK)是由口令密钥提供商，尤其是所述加密数据的所有人或者发行人提供的，尤其是销售的。
3.权利要求1的方法，其特征在于所产生的解密密钥(DK)被首先用于对一个加密的次级解密密钥(AK)进行解密，特别是用于对密钥箱(KL)中的一个资产密钥进行解密，其特征还在于在那以后将次级解密密钥(AK)，具体而言是资产密钥，用于对储存在所述记录载体上的所述加密数据进行解密。
4.对记录载体上储存的加密数据进行解密的装置，包括：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥(HK)和一个口令密钥(PK)产生一个解密密钥(DK)的密钥产生装置，和
b)利用产生的所述解密密钥(DK)对储存在所述记录载体上的所述加密数据进行解密的解密装置。
5.再现记录载体，具体而言是盘播放机装置，上储存的数据的再现装置，包括按照权利要求4进行解密的装置。
6.以加密形式储存数据的记录载体，包括与所述记录载体有关的一个独一无二的载体标识符(UDI)以及储存在所述记录载体上一个隐藏通道里的一个隐藏密钥(HK)，
其中的载体标识符(UDI)和隐藏密钥(HK)被用于与一个口令密钥(PK)一起产生一个解密密钥(DK)，所产生的解密密钥(DK)用于对所述记录载体上储存的加密数据进行解密。
7.对记录载体上储存的数据进行加密的一种方法，包括以下步骤：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符(UDI)、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥(HK)和一个口令密钥(PK)产生一个解密密钥(DK)，和
b)利用产生的所述解密密钥(DK)对所述数据进行加密，储存在所述记录载体上。
8.对记录载体上储存的数据进行加密的装置，包括：
a)利用与所述记录载体有关的独一无二的载体标识符(UDI)、储存在所述记录载体上隐藏通道中的一个隐藏密钥(HK)和一个口令密钥(PK)产生一个解密密钥(DK)的密钥产生装置，和
b)利用产生的所述解密密钥(DK)对所述数据进行加密，储存在所述记录载体上的加密装置。
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