CN1757061A - 具有带嵌入式非可记录区段的数据记录区的可记录介质 - Google Patents
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Abstract
可记录介质(110)、用于形成该介质的设备(170)和使用该介质来支持媒体认证和拷贝保护工作的方法。可记录介质(110)包括多个同心轨迹，这些轨迹设置为形成可寻址数据记录区(112)。嵌入在数据记录区内的非可记录区段(可记录基质识别，或RMID区段)构成为允许尝试进行的记录操作将数据记录到该区段上，但防止在后续的读回操作期间成功读回该数据。优选地将凹凸纹施加在RMID区段上，比如坑和脊的金属化层、可记录介质内的光学对比标记(120)或染料层(116)。凹凸纹干扰读回被尝试写入到该区段中的数据的能力。
Description
技术领域
本发明总体上涉及数据存储系统领域，并且更加具体地讲，涉及防止未经授权将写入在诸如预先记录光盘之类的原始介质中的数据复制到诸如可记录光盘之类的空白介质上。
背景技术
光盘是用于存储各种各样的数字方式编码的数据的一类数据记录介质。这种盘通常实质上是便携的，并且能够在各种器材(个人计算机、车载音响播放器、家庭影院系统、手持个人娱乐装置、家庭游戏系统等)中播放。
典型的光盘包括一个圆盘，该圆盘具有由嵌入在折射基板中的反光材料形成的一层或多层记录层。各记录层是沿着基本垂直于盘的旋转轴的平面设置的，并且以沿着连续延伸的螺旋轨迹定位的坑(pit)和脊(land)的形式存储数据。数据换能头使用激光器或类似光源，基于坑和脊区域的不同反射率来输出读回信号。解码电路对用户数据进行解码，以备由适当回放装置输出。
在读回期间，光盘通常提供主通道(用户)数据、子码(控制)通道数据和错误检测/修正(EDC)通道数据。主通道数据包括以固定大小用户数据块(扇区)的形式存储在盘上的期望的用户数据(音频、视频、计算机软件等)。控制通道数据包括扇区头部、定时和其它类型的控制信息，以帮助回放主通道数据。EDC通道数据表明所采用的EDC技术(奇偶校验位、里德一所罗门(Reed-Solomon)纠错码等)修正主通道和控制通道数据中检测到的错误的程度。
使用各种读取装置能够轻易地检索到光盘的用户数据部分，并且将其存储到其它存储装置上，比如计算机硬盘、软盘和可记录光盘(一次写入型或多次写入型)上。光盘记录装置将会接收到该用户数据部分，并且使用内置预编程编码电路加上附加地址码、同步数据、错误检测和修正码、调制数据等，以给出复制盘，即原件的数字拷贝。这一处理有时称作数字提取或剥离。
另一种日益普及的对已有盘进行拷贝的方法是使用有时称作模拟复制的方法。在这种情况下，从导入到导出区对原盘进行连续读取，以产生读回信号，然后使用该读回信号在另一个盘(复制盘)上按顺序直接记录相同的坑和脊序列。这样，复制盘名义上包括原件的位对位拷贝，并且按出现在原盘上的原样包含所有的错误和拷贝保护位。
随着可记录光学介质和因特网的不断普及，通过剥离或模拟复制进行的未受权光盘拷贝相应地越来越易于进行，即使最外行的用户也能够做到。因此，在本技术领域，存在着对易于实现而难于检测和破解的介质认证和拷贝保护的改进方案的持续的需求。
发明内容
按照本发明的优选实施例，本发明总体上致力于可记录介质、用于形成该介质的设备和使用该介质来支持媒体认证和拷贝保护工作的方法。
按照本发明的一个方面，空白可记录介质包括多个同心轨迹，这些轨迹设置为构成可寻址数据记录区。在数据记录区中的一个或多个选定地址上嵌入非可记录区段。
非可记录区段(本文也称为可记录介质识别，或RMID区段)构成为在进行将数据写入到该区段上的尝试期间允许记录操作。不管该写入数据的尝试是否成功，该非可记录区段都防止数据在后续的读回操作期间得到成功取回。
优选地，该可记录介质特征是一次写入或多次写入格式的光盘。非可记录区段优选地包括在可记录介质的制造期间提供的凹凸纹(embossment)，比如坑和脊的金属化层、可记录介质内的一层光学对比标记或一层染料。凹凸纹干扰读回被尝试写入到该区段中的数据的能力。
优选地，可寻址扇区的范围是由多个轨迹定义的，以给出数据记录区，并且非可记录区段至少包括所述可寻址扇区之一。由所述多个轨迹定义的可寻址扇区的范围优选地由所述轨迹的频率调制预制槽摆动定义，并且在某些实施例中，在非可记录区段对预制槽摆动进行扰乱，以防止成功记录和读回。
依据另一个方面，提供了一种设备，其形成如上所述的具有嵌入在数据记录区内的非可记录区段的空白可记录介质。该设备优选地包括向非可记录区段提供凹凸纹的加纹器(embosser)。
在再一方面，依照前述提供了一种方法，该方法包括将第一个介质的可寻址数据记录区内的盘认证区段定义成与第二个介质的可寻址数据记录区内嵌入的非可存取区段相应的步骤。如前所述，该非可存取区段构成为允许记录操作将数据记录到其中但防止从其中成功读回所述数据。
该方法还包括将盘认证信息写入到盘认证区段中，该盘认证区段将第一个介质标示为受权拷贝。这样，后续进行的使用第二个介质形成第一个介质的拷贝的尝试将会导致不能从第二个介质中取回盘认证信息。优选地，第一个介质特征在于是预记录光盘，而第二个介质的特征在于是可记录光盘，不过另选地，第一个介质也具有可记录光盘的特征。
通过阅读下述详细说明和参照相关附图，代表所要求保护的发明的特点的这些和各种其它特征和优点将会变得显而易见。
附图说明
附图1是按照本发明的优选实施例的具有预记录识别(PRID)区段(也称为盘认证区段)的预记录光盘(第一张盘)的俯视平面图；
附图2是按照优选实施例的具有可记录介质识别(RMID)区段(也称为非可记录区段)的相应可记录光盘(第二张盘)的顶视平面图；
附图3示出了依据优选实施例的附图2的可记录盘的RMID区段；
附图4示出了依据另一种优选实施例的附图2的可记录盘的RMID区段；
附图5表示依据再另一种优选实施例的附图2的可记录盘的RMID区段；
附图6给出了构成为用来将数据从附图1的预记录盘拷贝到附图2的可记录盘的记录系统的功能框图；
附图7是用于读取由附图6的系统存储在附图2的可记录介质上的数据的读回系统的功能框图；
附图8是用于形成附图2的可记录盘的系统的功能框图。
具体实施方式
附图1示出了第一种光盘100。该第一种光盘100优选地是预记录盘，就是说，该盘在数据记录区102(其边界以虚线形式标出)中存储着记录的数据。数据记录区102嵌入在盘100的内部反射层之内，是一连串的坑和脊。这些坑和脊沿着多个同心轨迹排列，这些轨迹围绕着盘100沿圆周向外扩散。这些轨迹可以形成单独一条连续的螺旋线，或者可以排布成分立的一环套一环的圆环。
记录在数据记录区102中的数据可以是一层或多层内嵌记录层上的音频数据、视频数据、计算机ROM编制程序或者它们的任意组合。这些数据以常规的方式沿着轨迹排布在可寻址扇区中。
第一张盘100优选地是利用母盘制作/压模/复制工艺产生的，从而给出一批名义上相同的盘。为了进行讨论，假设第一张盘100是选定格式的数字通用盘(DVD)，比如高密度DVD(HD-DVD)。
附图1中所示的第一张盘100包括嵌入在数据记录区102中的预记录识别(PRID)区段104。PRID区段(本文中也称为“盘认证区段”)可以是盘100上数据记录区102之内的任何预定位置，并且优选地包括一个或多个邻接或间隔开的扇区。
在加工制作处理期间，将足以将盘识别为真正的原盘的选定的盘识别信息写入到PRID区段104中。这样的信息可以采用多种形式，并且能够使用任何期望的调制格式。如下面所讨论的，在读回操作期间，PRID区段104由读回系统进行访问，并且一旦确认了该PRID区段的内容，则盘将会被“开放”(即，读回系统将继续访问数据记录区102的剩余部分)。
附图2示出了空白可记录介质(第二张盘)110。第二张盘110具有总体上与第一张盘100一致的格式，不过没有第一张盘100的预先记录的信息。这样，在本例中，将第二张盘110设想为带数据记录区112的空白可记录DVD兼容盘(比如可记录HD-DVD盘)。
数据记录区112同样包括一连串的同轴轨迹(连续螺旋线或分立的一环套一环的圆环)。优选地对这些轨迹提供频率调制预制槽摆动(pre-groove wobble)，这种摆动向记录系统(见附图6下部)提供跟踪和控制信息，并且这种摆动预先定义了各个扇区数据写入盘110中的位置。
人们希望防止用户使用第二张盘110来制作第一张盘100的未受权拷贝。为了阻止这样的未受权拷贝，第二张盘110包括可记录介质识别(RMID)区段114，该区段位于与第一张盘100的PRID区段104相同的位置上。
通常将RMID区段114(这里也称为“非可记录区段”)构成为能够防止成功读取写入其中的数据。优选地，在RMID区段114上采用凹凸纹，这种凹凸纹阻碍数据的读回，但这些数据相反可以顺利地写入到该区段中，或者相反，这种凹凸纹首先防止数据写入到该区段中。可以以多种方式设置这种凹凸纹。
依据某些优选实施例，第二张盘110具有一次写入介质的特征，从而，一旦将数据写入了数据记录区112中，这样的数据此后就不能再擦除。如附图3所示，这样的介质的一种结构采用与反射层118相邻接的染料层116。仅供参考，读回访问是沿着从盘110的底部向上的方向进行的。
随着染料层116有选择性地曝光在写入换能器的光线下，选择性地形成了永久条带(黑色区域120)。这些条带120和反射层118的反射区域之间具有不同的反射率，它们在回放期间起到坑和脊的作用。这样，给出凹凸纹的一种相对直接的方法是：以期望的图案(不与PRID区段信息相应)预写RMID区段114并且保持数据记录区段112的剩余部分不受影响。
依据其它的优选实施例，如附图4中所示(以放大方式示出)，凹凸纹包括RMID区段114中的预记录的坑和脊的局部层。该预记录坑和脊可以处于与数据记录区112的剩余部分相同或不同的内表面上。应意识到，这些坑和脊是不受随后进行的向其中写入数据和从中擦除数据的尝试的影响的。这样，使用附图4的实施例的优点在于，数据记录区112的剩余部分既可以具有一次写入结构(如图所示)，也可以具有多次写入(可擦除和可重写)结构。所述的实施例在RMID区段114处采用了惰性染料(non-reactive dye)层或类似的层(任何代替附图3中染料116的层)，这给出了相同的总体效果。
再有其它一些优选实施例并不具体使用RMID区段114中预先建立的凹凸纹，而是将RMID区段114构成为：使得向该区段写入数据和从该区段读取数据的尝试都受到阻碍。依据一种优选方法，在RMID区段114中扰乱或更变前面提到的预制槽摆动，但是在数据记录区112的剩余部分中保持不受影响。这样，记录系统不能可靠地跟踪相关的扇区的地址以将数据记录到RMID区段114中。这种方法由附图5一般性地代表。
第二张盘110以下面将要介绍的方式便利地保护了第一张盘100的内容。附图6一般性地图解说明了记录系统130，其被构成为用于将数据记录到第二张盘102的数据记录区112中。在这种情况下，将系统130构想为包括DVD-R型记录器。
记录系统130包括信号处理模块132，该信号处理模块处理来自源134的输入数据。信号处理模块132向控制模块136提供编码数据，该控制模块136进而控制致动器138、发光换能器140和盘电机142，从而将编码数据写入到第二张盘110的数据记录区112中。这样，系统130进行在层116(见附图3)中形成条带(比如120)的操作。
当用户尝试将第一张盘100的数据记录区102的内容拷贝到第二张盘110中时，在某个时刻，记录系统130将很可能被指令尝试将PRID区段104的内容写入到RMID区段112中。
不过，在这一尝试完结时，所记录的RMID区段114的内容将不与PRID区段104的内容相匹配。虽然将RMID区段114构成为允许所尝试的记录操作将数据记录到所述区段中，但是RMID区段防止在后续的读回操作期间成功读回所述数据，而不管记录操作实际上是否成功。
例如，RMID区段114的内容可能保持不变(即，写入尝试失败并且RMID区段保持原样)、之前存在的RMID区段114的内容用于使所得的RMID区段的内容毫无意义等。
当用户将未受权拷贝(第二张盘110)放到如附图7所示的读取系统150中时，读取系统150将不会从RMID区段114中检测到正确的授权数据，并且盘访问将会遭到拒绝。这优选地是依据下述方式进行的。
读取系统150包括读回处理器152，该读回处理器152与输入/输出(I/O)装置154(比如个人计算机)进行通信。读回处理器152控制致动器156、光学拾取器(换能头)158和盘电机160。在读回操作期间，读回处理器152处理来自换能头158的经过调制的信号，以向装置154提供原先存储的数据。
在盘初始化期间，装置154发出寻道命令，将换能头158移动到RMID区段114，以进行该区段的读回操作。读取系统150对这一命令的实际响应将取决于RMID区段114的结构，就是说，不是返回预记录数据(例如，附图4)就是返回无意义数据(例如，附图3中的改写数据)，或者系统将尝试读回数据但是将不能够成功地完成命令，并且在多次重试之后，会报告错误情形(例如，附图5)。
这样，基于读回处理器152未成功返回来自第一张盘100的PRID区段102的必不可少的盘授权信息，I/O装置154将拒绝进一步使用第二张盘110。此时，还将由装置154显示针对这一结果的用户消息。
现在将简要讨论一下形成依据前述讨论的第二张盘110的优选方法。本领域技术人员将会意识到，可记录介质，不管是一次写入还是多次写入格式的，通常都是使用母盘制作/压模/复制工艺形成的，其中母盘一开始形成有期望的图案，基片(stamper)是由母盘产生的，并且这些基片用在注模工艺中，来形成最终复制得到的盘。当产生多层盘(比如混合盘)时，各个注模制品是按照各个层形成的，然后按顺序组装成最终盘。
因此，附图8给出了用于形成注模制品172(其构成了第二张盘110的至少一部分)的盘形成系统170的简化功能图。系统170采用了实质上为现有的记录系统174，该记录系统174总体上类似于附图6中所示的系统130，只是记录系统174是用于在光致抗蚀剂层或类似材料的层中形成前面提到的频率调制预制槽摆动，这将最终得到数据记录区112中的预制槽摆动。
该系统170还包括用于为RMID区段114提供如前所述的凹凸纹的加纹器176。加纹器176的结构将取决于所希望的RMID区段114的格式。例如，当需要预记录坑和脊部分(比如附图4中)时，加纹器176包括适当构成的基片，以将希望的坑和脊图案加到制品172上。类似地，当需要局部不透型染料(impervious dye)时，加纹器176将这样的染料施加到制品172上。
另外，当凹凸纹包括预先写入的一连串条带(如附图3中所示)时，加纹器176总体上采用基本上类似于附图6的记录系统130的形式，并且用于选择性地曝光RMID区段114的区域中的染料层116(附图3)，以给出期望的预写图案。
最后，当将RMID区段114被构成为具有扰乱的预制槽摆动时，加纹器176的特征是作为控制电路，该控制电路在预制槽摆动母板制作工艺期间与记录系统174进行通信，以扰乱与RMID区段114相关的区域中的预制槽。由于这些考虑事项中的每一个都是本领域普通技术人员公知的，鉴于前面的讨论，不需要与系统170相关的进一步的细节。
现在将意识到，上面给出的各种优选实施例提供了数种优于现有技术的优点。可以方便且低廉地将RMID区段114结合到已有的可记录介质制造工艺中。
与现有的认证和拷贝保护方案通常驻留在从其拷贝数据的盘(即，第一张盘)上不同，本文给出的实施例使用要将数据拷贝到的盘(即，第二张盘)的结构来实现所述保护。
这样，如果在市场上只能得到带有RMID区段114的空白可记录盘，则不会有以未受权的方式将第一张盘的内容拷贝到另一张盘上的有效途径。因此，可以预见到，RMID区段可以有益地结合到具体的格式中并且是管理这样的格式的标准所需要的。
按照这样的方法，RMID区段114中的预记录数据(比如通过附图3和4的实施例预记录的数据)可以进一步得到访问并且用于核实某一张盘是经授权的盘；就是说，即使RMID区段并不返回PRID区段数据，所返回的数据也可以用于表明该盘是否为经授权的拷贝，具体来说，就是是否为这些盘提供了唯一的序列号或其它识别符。这可能是很有用的，例如，当内容提供商决定在代替预记录盘的可记录盘上提供内容时。
可以预料到，不择手段的盗版者可能会在试图欺骗系统和攻击保护方案的过程中，尝试着将RMID区段114的地址“移动”或再分配到数据记录区112内的另一个位置上。不过，通过在初始化处理期间，促使读回系统130不仅仅寻道到特定的一个扇区或多个扇区来取回RMID区段数据，而是进一步确保读回系统130到RMID区段的物理位置，可以轻松地检测到并且防止盗版者的这种企图。这可以通过确认离开盘上的已知点的特定相位距离和/或相位时间是否与所返回的RMID区段数据匹配(换句话说，确认RMID区段是否在物理上位于认为它在盘110上所处的位置上)来实现。
很多技术都可以用来将RMID区段114构成得使其不可用于成功读回，在前面讨论的前提下，本领域的技术人员很容易想到这些技术。虽然优选实施例讨论了光盘(包括DVD兼容盘)，但是本发明并不受到如此的限制，而是可以扩展到很多种不同类型的介质。而且，并非必须要求第一张盘100(即，受到拷贝保护的盘)是预记录盘；例如，第一张盘可以是可记录盘或其它形式的介质。
Claims (25)
1.一种空白可记录介质(110)，包括多个同心轨迹，这些轨迹设置成构成可寻址数据记录区(112)和嵌入在所述数据记录区内的一个或多个选定地址上的非可记录区段(114)，该非可记录区段构成为防止成功读回先前写入或试图写入到所述区段中的数据。
2.根据权利要求1所述的可记录介质，其特征在于是光盘。
3.根据权利要求2所述的可记录介质，其中所述光盘的特征在于具有数字通用盘(DVD)格式。
4.根据权利要求1所述的可记录介质，其中所述非可记录区段(114)包括在可记录介质制造期间设置的凹凸纹(116，120)。
5.根据权利要求4所述的可记录介质，其中所述凹凸纹包括可记录介质内的坑和脊的金属化层。
6.根据权利要求4所述的可记录介质，其中所述凹凸纹包括可记录介质内的光学对比标记层(120)。
7.根据权利要求4所述的可记录介质，其中所述凹凸纹包括染料层(116)。
8.根据权利要求1所述的可记录介质，其中可寻址扇区的范围是由多个轨迹定义的，以给出数据记录区，并且其中所述非可记录区段至少包括所述可寻址扇区之一。
9.根据权利要求1所述的可记录介质，其中由多个轨迹定义的可寻址扇区的范围是由所述轨迹的频率调制预制槽摆动定义的，并且其中所述预制槽摆动在非可记录区段被扰乱。
10.根据权利要求1所述的可记录介质，还包括写入到所述数据记录区中的用户数据。
11.根据权利要求1所述的可记录介质，其特征在于是一次性写入介质，从而一旦将数据写入到了数据记录区中，这样的数据就不能被擦除。
12.根据权利要求1所述的可记录介质，其特征在于是可多次写入介质，从而将数据写入到数据记录区后，可随后擦除此数据。
13.一种形成权利要求1所述的可记录介质的设备(170)。
14.一种形成空白可记录介质(110)的设备(170)，所述介质包括多个同心轨迹，这些轨迹设置成构成可寻址数据记录区(112)和嵌入在所述数据记录区内的一个或多个选定地址上的非可记录区段(114)，该非可记录区段构成为允许记录操作将数据记录到所述区段上，并且不管所述记录操作是否成功，都防止在后续的读回操作期间成功读回所述数据。
15.根据权利要求14所述的设备，其中可记录介质特征在于是光盘。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备包括加纹器(176)，该加纹器施加在可记录介质制造期间提供的凹凸纹。
17.根据权利要求14所述的设备，其中该设备通过对用于在所述轨迹上提供频率调制预制槽摆动的写入光束进行频率调制，来定义数据记录区内的可寻址扇区的范围，并且其中非可记录区段至少包括所述可寻址扇区之一。
18.一种方法，包括：
将第一介质(100)的可寻址数据记录区(102)内的盘认证区段(104)定义成与第二介质(110)的可寻址数据记录区(112)内嵌入的非可存取区段(114)相对应，该非可存取区段构成为允许记录操作将数据记录到其中但防止从其中成功读回所述数据；和
将盘认证信息写入到所述盘认证区段中，从而后续进行的使用第二介质形成第一介质的拷贝的尝试将会导致不能从所述第二介质中取回盘认证信息，该盘认证信息标示所述第一介质为受权拷贝。
19.根据权利要求18所述的方法，其中写入步骤还包括将用户数据写入到所述第一介质的数据记录区的剩余部分中，并且其中不能从第二介质中取回盘认证信息防止了对所述用户数据的使用。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一介质特征在于是预记录光盘，而所述第二介质的特征在于是可记录光盘。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一介质的特征在于是可记录光盘，并且所述第二介质的特征在于也是可记录光盘。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述盘认证区段包括第一介质的数据记录区内的第一组选定的可寻址扇区，并且其中所述非可记录区段包括与所述第一组相对应的第二介质的数据记录区内的第二组选定的可寻址扇区。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括在检索盘认证信息的尝试中访问第三张盘的数据记录区内与盘认证区段相应的位置。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括，当成功检索到盘认证信息时将第三张盘确认为第一张盘的受权拷贝，并且准许访问第三张盘的剩余部分。
25.根据权利要求23所述的方法，此外还包括，当未成功检索到盘认证信息时将第三张盘确认为第一张盘的未受权拷贝，并且拒绝访问第三张盘的剩余部分。
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