CZ20001090A3 - Způsob a zařízení pro vysílání a záznam kódovaných digitálních dat - Google Patents

Abstract

Způsob vysílání a záznamu kódovaných digitálních informací (Ce), ve kterém se digitální informace (Ce) kódují prostřednictvím prvního klíče a vysílají se v kódované formě, kódované informace (Ce) se přijímají dekodérem (2020), majícím přístup k ekvivalentu prvního klíče, který je potřebný pro dekódování informací. Dekódované informace (Ce) se potom opětovně kódují prostřednictvím druhého klíče (C2), uloženého v přenosném přídavném zařízení (4004), kteráje upraveno pro přijímání dekodérem (2020) nebo digitálním záznamovým zařízením (4005), přičemž opětovně kódované informace se potom zaznamenávají na digitálním záznamovém médiu (4006), Při přehrávání záznamu jsou informace dekódovány prostřednictvím druhého klíče (C2) uloženého na přídavném zařízení (4004), V obzvláště výhodném provedení informace (Ce) odpovídají řídícímu slovu, použitému pro kódování a dekódování vysílaných dat, přičemž opětovně kódované řídící slovo (Ce)je uloženo na záznamovém médiu (4006) společně sještě kódovanými vysílanými daty.

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu a zařízení pro záznam kódovaných digitálních dat, například pro televizní přenosy.

Dosavadní stav techniky

Vysílání kódovaných dat je velmi dobře známé v oblasti systémů placené televize, kde kódované audiovizuální informace jsou přenášeny obvykle satelitem k množství účastníků, přičemž každý účastník má v držení dekodér nebo přijímač/dekodér schopný dekódování vysílaného programu pro následné sledování.

V typickém systému jsou kódovaná (šifrovaná) digitální data vysílána společně s řídícím slovem pro dekódování těchto digitálních dat, přičemž řídící slovo samo je kódováno (šifrováno) prostřednictvím prvního klíče a vysíláno v kódované formě, a kódovaná digitální data a kódované řídící slovo jsou přijímány dekodérem obsahujícím ekvivalent prvního klíče, který je potřebný pro dekódování řídícího slova a potom pro dekódování vysílaných dat, přičemž dekodér je dále upraven pro předávání digitálních dat ještě v jejich kódované formě do digitálního záznamového zařízení. Předplacený účastník bude přijímat měsíčně klíč potřebný pro dekódování kódovaného řídícího slova tak, aby mohl sledovat určitý program.

S nástupem digitálních technologií se kvalita vysílaných dat zvýšila mnohokrát. Určitý problém, spojený s • · · • · · « fefe · fe* · · • · fe · fefefe fefefefe fe • fefe • fefe daty v digitální kvalitě, spočívá v jejich snadné reprodukci. Kde je dekódovaný program přenášena přes analogovou linku (například linku Peritel) pro sledování a záznam prostřednictvím standardního VCR (videorekordéru) zůstává kvalita ne větší, než bylo spojeno se standardním analogovým kazetovým záznamem. Riziko, že takový záznam může být použit jako matriční páska pro výrobu pirátských kopií tudíž není větší než u standardní v obchodě koupené analogové kazety.

Naproti tomu jakákoliv dekódovaná data přenášená pře přímou digitální linku do jednoho z digitálních záznamových zařízení nové generace (například DVHS rekordér) budou na stejné kvalitě jako původně vysílaný program a mohou být tudíž reprodukovány v jakýchkoliv násobcích bez jakékoliv degradace v kvalitě obrazu nebo zvuku. Existuje tudíž poměrně značné riziko, že dekódovaná data budou využívána jako matriční záznam pro výrobu pirátských kopií, a to buď dalších digitálních kopií nebo dokonce jednoduchých analogových VHS kopií.

Francouzská patentová přihláška 95 03859 popisuje jednu z možností překonání tohoto problému prostřednictvím systému, ve kterém dekódovaným digitálním datům není nikdy umožněno, aby byla zaznamenána na digitální záznamové médium. Namísto toho dekodér, popisovaný v této přihlášce, zaznamenává data v jejich kódované formě na záznamové médium společně s řídícím slovem potřebným pro dekódování dat opětovně kódovaných prostřednictvím dalšího klíče. Tento nový klíč je známý pouze přijímači/dekodéru a nahrazuje první klíč potřebný pro získání řídícího slova pro sledování programu.

Výhodou takového systému je to, že data nikdy nejsou uložena v čisté formě a nemohou být sledována bez nového o

0

0 • « *00 00 00 • · · 0 • O 0 0 0

0 0 0 »00 00 00 00 klíce, který je uložen v přijímači/dekodéru. Tento systém rovněž má tu výhodu, že, protože první klíč se mění měsíčně, použití stálého klíče pro opětovné kódování řídícího slova zaznamenaného na digitální pásce znamená, že přijímač/dekodér bude stále schopen dekódovat řídící slovo zaznamenané na pásce dokonce i po skončení předplaceného měsíce.

Nevýhodou systému navrženého v uvedené patentové přihlášce je to, že záznam může být sledován pouze ve spojení s určitým přijímačem/dekodérem. Pokud se tento dekodér porouchá, nebo je vyměněn, záznam již více nemůže být přehráván. Stejně tak není možné přehrávat záznam přímo v digitálním rekordéru bez spojení připojení přijímače/dekodéru do systému a divák tudíž musí udržovat svojí předplacenou službu u společností placené televize, aby udržel dekodér ve stavu umožňujícím sledovat filmy již vysílané.

Cílem předkládaného vynálezu je překonat výše uvedené problémy spojené s tímto řešením pří současném podržení možnosti bezpečného záznamu digitálních dat, který nemůže být snadno použit pro vytváření pirátských kopií vysílaných dat.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález zahrnuje způsob vysílání a záznamu kódovaných digitálních informací, ve kterém se digitální informace kódují prostřednictvím prvního klíče a vysílají se v kódované formě, kódované informace se přijímají dekodérem majícím přístup k ekvivalentu prvního klíče, který je potřebný pro dekódování informací, přičemž podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že dekódované informace se potom opětovně kódují prostřednictvím druhého klíče, uloženého v • ♦ · · • » · 1 • · « · ·· ·

111 mi • · · • * · • · · • fe · fefe přenosném přídavném zařízení, které je upraveno pro přijímání dekodérem nebo přidruženým digitálním rekordérem, přičemž opětovně kódované informace se potom zaznamenávají na digitálním záznamovém médiu prostřednictvím digitálního rekordéru.

Tímto způsobem předkládaný vynález překonává problémy dosavadního stavu techniky, protože následné přehrávání zaznamenaných dat se stává nezávislým na identitě dekodéru. Při přehrávání záznamu jsou informace dekódovány prostřednictvím druhého klíč uloženého v přídavném zařízení.

Výměna dekodéru nebude mít za následek narušení aktuálnosti příslušného záznamu, pokud nový dekodér má zásuvku nebo zdířku pro přijetí přídavného zařízení obsahujícího druhý klíč. Pokud je dodán s vhodným čtecím zařízením může digitální rekordér sám číst druhý klíč a umožnit přehrání informaci bez potřeby spojení s dekodérem. Oproti dekodéru, který je relativně složitým komponentem vybavení a může se snadno porouchat, může být přenosné přídavné zařízení realizováno v jednoduché odolné formě.

Informace opětovně kódované druhým klíčem a uložené na digitálním záznamovém médiu mohou odpovídat jednoduše audiovizuálním informacím. Ve výhodném provedení ale tyto digitální informace odpovídají řídícímu slovu pro dekódování kódovaných digitálních dat, přičemž kódovaná digitální data se vysílají společně s řídícím slovem tak, jak byly kódovány prostřednictvím prvního klíče, řídící slovo se potom dekóduje prostřednictvím ekvivalentu prvního klíče a opětovně se kóduje druhým klíčem a toto opětovně kódované řídící slovo a kódovaná data se potom zaznamenávají na digitálním záznamovém médiu.

* * 4 ·· ··

Ve zvláště výhodném provedení je přenosným přídavným zařízení inteligentní karta upravená pro přijetí ve čtecím zařízení inteligentních karet v dekodéru a/nebo digitálním rekordéru. V této přihlášce je termín inteligentní karta použit pro označení jakéhokoliv běžného kartového zařízení na bázi čipu, které obsahuje, například, mikroprocesor nebo paměť EEPROM pro uložení algoritmu druhého klíce. V tomto termínu jsou rovněž zahrnuta čipová zařízení mající alternativní fyzické formy, například zařízení ve tvaru klíčů, jak je často používáno v systémech televizních dekodérů.

V jednom provedení vynálezu inteligentní karta rovněž obsahuje ekvivalent prvního klíče, použitý pro dekódování řídícího slova pro počáteční dekódování dat, například pro sledování v případě televizního přenosového systému. V takovém případě inteligentní karta tvoří součást systému placené televize a může rovněž obsahovat osobní klíč známá vysílači pro umožnění vysílači selektivně identifikovat, kteří účastníci budou přijímat aktualizovaný první klíč na konci měsíce.

V alternativním provedení vynálezu je druhý klíč uložen na inteligentní kartě odlišné od té, která je použita pro uložení prvního klíče. V takovém provedení se čtení informací, uložených na digitálním záznamovém médiu, tudíž stává zcela odděleným od účastnického systému a dokonce i poté, co účastník odstoupil od systému a jeho účastnická karta byla zrušena, může pokračovat ve sledování předtím zaznamenaných filmů při zajištění, že digitální rekordér/přehrávač, která má, je upraven pro čtení přidružené inteligentní karty.

♦ ·* *··· ·· ·· ·· ··

V takovém systému jedna inteligentní karta a druhý klíc mohou být použity pro vytvoření opětovně kódovaného řídícího slova pro množství záznamů. Takovým způsobem může být použita jedna karta knihovny pro dekódování jakéhokoliv počtu záznamů.

V jednom provedení může inteligentní karta rovněž obsahovat množství kreditních jednotek pro určení kolikrát záznam může být přehráván, počet jednotek se přitom snižuje s každým následným částečným nebo úplným přehráním záznamu.

Tyto kreditní jednotky mohou být stahovány (zaváděny), například, ve zprávě společně s vysílaným prvním klíčem.

V jednom provedení jsou kreditní jednotky spojené s určitým segmentem záznamu tak, že přehrání úseku záznamu, například první a poslední čtvrthodiny záznamu, bude odečítat určité kreditní jednotky sdružené s těmito úseky.

Alternativně jsou kreditní jednotky jednoho typu a jsou odpočítávány s přehráváním jakéhokoliv úseku záznamu.

Jak bylo diskutováno výše, předkládaný vynález je 2Q obzvláště použitelný v případě, kdy algoritmus druhého klíče je uložen na inteligentní kartě sdružené se záznamovým médiem. V alternativním provedení vynálezu je ale přenosné přídavné zařízení definováno samotným záznamem, přičemž druhý klíč je uložen v integrovaném obvodu zapuštěném v pouzdru digitálního záznamového média.

Takové technika již byla navržena, například, v případě DVHS kazet, kde na vnějším povrchu pouzdra kazety může být vytvořena sada kovových kontaktů, přičemž tyto kontakty vedou k elektronickému obvodu, jako je integrovaný obvod nebo čip ve vnitřku pouzdra. Tyto kontakty mohou být v ♦ ·· ♦··· záběru s odpovídající sadou kontaktů v zásuvce (nebo zdířce) rekordéru pro umožnění spojení mezi integrovaným obvodem a videorekordérem.

V takových systémech je stále zajištěna bezpečnost bez ohledu na skutečnost, že klíč je nesen se záznamem, protože klíč nemůže být snadno zkopírován z vnitřku zapuštěného čipu. Varianty popisované výše ve spojení s provedeními inteligentní karty jsou rovněž použitelné pro systémy, ve kterých je přídavné zařízení definováno prostřednictvím pouzdra záznamu.

Předkládaný vynález je obzvláště použitelný pro způsob, ve kterém kódovaná data reprezentují audiovizuální data vysílaná v kódovaném televizním přenosu.

Výše byl předkládaný vynález popsán ve spojení se způsobem, ale stejně je platný i pro zařízení pro vysílání a záznam kódovaných digitálních dat.

Termín kódovaný může být nahrazen termínem šifrovaný, ale pro jednoduchost je v této přihlášce užit pouze první termín. Naproti tomu pro rozlišení jsou používány termíny řídící slovo a klíč, které jsou rovněž záměnné. Mělo by být zcela zřejmé, že neexistuje zásadní rozdíl mezi šifrovanými daty a kódovanými daty nebo mezi řídícím slovem a klíčem.

Podobně ačkoliv popis uvádí přijímač/dekodér a dekodér, mělo by být zcela zřejmé, že předkládaný vynález platí stejně tak pro provedení mající přijímač integrovaný s dekodérem jako po provedení, ve kterých jednotka dekodéru pracuje v kombinaci s fyzicky samostatným přijímačem. Předkládaný vynález stejně tak platí i pro provedení, ve «0* ·000

0 000 00 kterých je dekodér integrován s jinými zařízeními, jako jsou televize nebo dokonce digitální videorekordéry.

V následujícím popisu bude podrobněji popsáno výhodné provedení předkládaného vynálezu ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje celkovou architekturu digitálního televizního systému, jak může být upraven předkládaným vynálezem pro spoluprácí s digitálním záznamovým zařízením;

Obr.2 znázorňuje systém podmíněného přístupu televizního systému podle obr. 1;

Obr.3 znázorňuje různé úrovně kódování v televizním systému;

Obr. 4 znázorňuje strukturu vysílaného digitálního paketu v televizním systému, včetně vizuálních, audio a teletextových dat a složky ECM zprávy;

Obr. 5 znázorňuje první provedení vynálezu, zahrnující digitální záznamové zařízení a inteligentní kartu obsahující druhý algoritmus použitý pro kódování řídícího slova, které má být zaznamenáno na digitální videokazetě;

Obr. 6 znázorňuje druhé provedení vynálezu, ve kterém inteligentní karta obsahuje jak první tak i druhý klíč, potřebné pro sledování vysílaného respektive zaznamenaného programu, ··· · ·« společně s kreditními jednotkami pro určení počtu opakování, po který program může být sledován; a

Obr. 7 znázorňuje třetí provedení vynálezu, ve které je druhý klíč uložen na integrovaném obvodu namontovaném v pouzdru digitální videokazety.

Příklady provedení vynálezu

Digitální televizní systém

Obr. 1 znázorňuje celkový přehled digitálního televizního vysílacího a přijímacího systému 1000, upravítelného pro předkládaný vynález. Tento systém zahrnuje většinou běžný digitální televizní systém 2000, který využívá známý MPEG-2 kompresní systém pro vysílání komprimovaných digitálních signálů. Přesněji MPEG-2 komprimátor 2002 ve vysílacím centru přijímá tok digitálního signálu (obvykle tok video signálů). Komprimátor 2002 je spojen s multiplexorem a kodérem 2004 prostřednictvím spojení 2006. Multíplexor 2004 přijímá množství dalších vstupních signálů, sestavuje jeden nebo více vysílacích toků a vysílá komprimované digitální signály do vysílače 2008 vysílacího centra přes spojení 2010, které samozřejmě může být představováno velkým množstvím různých forem včetně telekomunikačních linek. Vysílač 2008 vysílá elektromagnetické signály přes vzestupné spojení 2012 směrem k satelitnímu odpovídací 2014, kde jsou tyto signály elektronicky zpracovány a vysílány přes teoretické sestupné spojení 2016 do pozemního přijímače 2018, běžně ve formě parabolické antény vlastněné nebo pronajímané koncovým uživatelem. Signály přijímané přijímačem 2018 jsou vysílány do integrovaného přijímače/dekodéru 2020 vlastněného nebo • 0 *

···0000 · 0 · 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

000 00 00 00 pronajímaného koncovým uživatelem a spojeného s televizním zařízením 2022 koncového uživatele. Přijímač/dekodér 2020 dekóduje komprimovaný MPEG-2 signál na televizní signál pro televizní zařízení 2022.

Systém 3000 podmíněného přístupu je spojen s multiplexorem 2004 a přijímačem/dekodérem 2020 a je umístěn částečně ve vysílacím centru a částečně v dekodéru. Tento systém umožňuje koncovému uživateli přístup k digitálním televizním vysíláním (přenosům) od jednoho nebo více dodavatelů (poskytovatelů) vysílání. Inteligentní karta, schopná dekódování zpráv týkajících se komerčních nabídek (to jest jeden nebo několik televizních programů, které jsou prodávány dodavatelem vysílání) , může být vložena do přijímače/dekodéru 2020. S použitím dekodéru 2020 a inteligentní karty může koncový uživatel nakupovat vysílané události bud’ v módu předplacení nebo v módu platby za shlédnutí.

S multiplexorem 2004 a přijímačem/dekodérem 2020 je rovněž spojen interaktivní systém 4000, který je opět umístěn částečně ve vysílacím centru a částečně v dekodéru a který umožňuje koncovému uživateli ínteragovat s různými aplikacemi přes modemový zpětný kanál 4002.

Systém podmíněného přístupu

Jak je znázorněno na obr. 2, systém 3000 podmíněného přístupu zahrnuje účastnický autorizační systém (SAS) 3002. SAS 3Q02 je spojen s jedním nebo s více účastnickými řídícími systémy (SMS) 3004, přičemž jeden SMS 3004 je pro každého poskytovatele vysílání, prostřednictvím příslušného TCP-IP • · fc·» fcfcfcfc • fc • fcfc fcfc fcfc fcfc spojení 3006 (ačkoliv jiné typy spojení by alternativně také mohly být použity} . Alternativně by jeden SMS 3004 mohl být sdílen mezi dvěma poskytovateli vysílání, nebo by jeden poskytovatel vysílání mohl používat dva SMS 3004 a podobně.

První kódovací jednotky ve formě šifrovacích jednotek 3008, využívajících mateřské inteligentní karty 3010. jsou spojené se SAS 3002 spojením 3012. Druhé kódovací jednotky opět ve formě šifrovacích jednotek 3014, využívajících mateřské inteligentní karty 3016, jsou spojené s multiplexorem 2004 spojením 3018. Přijímač/dekodér 2020 přijímá dceřinou inteligentní kartu 3020. Přijímač/dekodér 2020 je spojen přímo se SAS 3002 prostřednictvím komunikačních obslužných kanálů 3022 přes modemový zpětný kanál 4002. SAS 3002 vysílá, kromě jiných informací, přihlašovací práva do dceřiné inteligentní karty 3020 podle požadavků.

Inteligentní karty obsahují tajné informace jednoho nebo více komerčních operátorů. Mateřská inteligentní karta kóduje různé typy zpráv a dceřiné inteligentní karty dekódují tyto zprávy, pokud k tomu mají oprávnění.

První a druhé šifrovací jednotky 3008 a 3014 zahrnují rám, elektronickou VME kartu se softwarem uloženým na EEPROM, až 20 elektronických karet a jednu inteligentní kartu 3010 respektive 3016 na každou elektronickou kartu, jednu (karta 3016} pro kódování zpráv ECM a jednu (karta 3010} pro kódování zpráv EMM.

Jak bude popsáno, zprávy ECM nebo opravňovací řídící zprávy jsou kódované zprávy zapuštěné v datovém toku vysílaného programu, které obsahují řídící slovo potřebné pro • · · ♦ · ·· *« ··· ···· • · fc·· «· dekódování programu. Autorizace daného přiímače/dekodéru je řízena prostřednictvím zpráv EMM nebo opravňovacích správcovských (řídících) zpráv, vysílaných na méně častém základě, například každý měsíc, které dodávají do autorizovaného přijímače/dekodéru klíč potřebný pro dekódování zpráv ECM.

Činnost systému 3000 podmíněného přístupu v digitálním televizním systému bude nyní popsána podrobněji ve spojení s odkazy na různé komponenty televizního systému 200 θ a systému 3000 podmíněného přístupu.

Multiplexor a kodér

Jak je patrné ze znázornění na obr. 1 a obr. 2, je ve

JL5 vysílacím centru digitální video signál nejprve komprimován (nebo je mu snížena bitová rychlost) s použitím MPEG-2 komprimátoru 2002. Tento komprimovaný signál je potom vysílán do multiplexoru a kodéru 2004 přes spojení 2006, aby byl multiplexován s dalšími daty, jako jsou další komprimovaná

2o data.

Kodér vytváří řídící slovo Ce použité v kódovacím procesu a obsažené v toku MPEG-2 v multiplexoru 2004. Řídící slovo Ce je vytvářeno vnitřně a umožňuje integrovanému přijímači/dekodéru 2020 koncového uživatele dekódovat program. Přístupová kritéria, která indikují způsob komercionalizace programu, jsou rovněž přidávána do toku MPEG-2. Program může být komercionalizován kterýmkoliv jedním z množství předplatitelských módů a/nebo jedním z množství módů nebo událostí placených za shlédnutí (PPV). V předplaceném módu koncový uživatel předplácí (účastní se) v * • · ··· *«·»

4 · · *· ·· jednu nebo více komerčních nabídek, nebo soubory, což mu poskytuje práva sledovat každý kanál uvnitř těchto souborů.

Ve výhodném provedení může být ze souboru kanálů zvoleno až 960 komerčních nabídek. V módu platby za shlédnutí je koncový uživatel vybaven možností kupovat události podle přání. To může být dosaženo buď předobjednáním události předem (objednávkový mód), nebo nákupem události, jakmile je vysílána (impulzní mód).

Jak řídící slovo Ce tak i přístupová kritéria jsou použita pro sestavení opravňovací řídící zprávy (ECM); což je zpráva vysílaná ve spojení s jedním kódovaným programem;

přičemž tato zpráva obsahuje řídící slovo (které umožňuje dekódování programu) a přístupová kritéria vysílaného programu. Přístupová kritéria a řídící slovo jsou vysílány do 15 druhé šifrovací jednotky 3014 přes spojení 3018. V této jednotce je zpráva ECM vytvářena, kódována prostřednictvím exploatačního klíče Cex a vysílána na multiplexor a kodér 2004.

Každá služba vysílaná poskytovatelem vysílání v datech zahrnuje množství oddělených komponentů; například televizní program obsahuje video komponent V, audio komponent S, títulkovací nebo teletextový komponent T a podobně (viz obr. 4). Každý z těchto komponentů služby je individuálně šifrován a kódován pro následné vysílání do odpovídače 2014. Vzhledem ke každému kódovanému komponentu služby je vyžadována samostatná zpráva ECM.

Vysílání programů *·♦ «000 · · · 9 9 ·

0 000 00 0 0 0 0 0 0 0 0 000 00 00 00

Multiplexor 2004 přijímá elektrické signály zahrnující kódované zprávy EMM ze SAS 3002, kódované zprávy ECM z druhé šifrovací jednotky 3014 a komprimované programy z komprimátoru 2002. Multiplexor 2004 kóduje programy a vysílá kódované programy, kódované zprávy EMM (pokud jsou přítomné) a kódované zprávy ECM jako elektrické signály do vysílače 2008 vysílacího centra přes spojení 2010. Vysílač 2008 vysílá elektromagnetické signály směrem k satelitnímu odpovídači 2014 přes vzestupné spojení 2012.

Přijímání programů

Satelitní odpovídač 2014 přijímá a zpracovává elektromagnetické signály vysílané vysílačem 2008 a vysílá tyto signály k pozemnímu přijímači 2018, obvykle ve formě parabolické antény vlastněné nebo pronajaté koncovým uživatelem, přes sestupné spojení 2016. Signály přijímané pozemním přijímačem 2018 jsou vysílány do integrovaného přijímače/dekodéru 2020 vlastněného nebo pronajatého koncovým uživatelem a spojeného s televizním zařízením 2022 koncového uživatele. Přijímač/dekodér 2020 demultiplexuje signály, aby získal kódované programy s šifrovanými zprávami EMM a s šifrovanými zprávami ECM.

Pokud program není kódován, přijímač/dekodér 2020 25 dekomprimuje data a mění signál na video signál pro vysílání do televizního zařízení 2022.

Pokud program je kódován, přijímač/dekodér 2020 vybírá odpovídající zprávu ECM z toku MPEG-2 a předává tuto zprávu ECM dceřiné inteligentní kartě 3020 koncového uživatele. Ta je zasunuta do štěrbiny v pouzdru ♦ · · 9 999 9 · « · φ • · 9 9 · · · · 9 • · · ··· · * • · 9 9 9 9 9 9 9

999 9999 999 99 99 99 přijímače/dekodéru 2020. Dceřiná inteligentní karta 3020 řídí, zda koncový uživatel má právo dekódovat zprávu ECM a právo přístupu k programu.

Pokud uživatel nemá potřebná práva, je do přijímače/dekodéru 2020 předán negativní stav pro indikaci toho, že program nemůže být dekódován. Pokud koncový uživatel má příslušná práva, je zpráva ECM dekódována a je vyjmuto řídící slovo. Dekodér 2020 potom může dekódovat program s použitím tohoto řídícího slova. Tok MPEG-2 je dekomprimován a převeden na video signál pro následné vysílání do televizního zařízení 2022.

Použité úrovně kódování budou podrobněji popsány níže ve spojení s odkazy na obr. 3.

Účastnický řídící systém (SMS)

Účastnický řídící systém (SMS) 3004 zahrnuje databázi 3024, která spravuje, kromě jiného, všechny soubory koncových uživatelů, komerční nabídky (jako jsou tarify a reklamy), předplaceni, detaily PPV, a data týkající se spotřeby koncových uživatelů a autorizace. SMS 3004 může být fyzicky vzdálený od SAS 3QQ2.

Každý SMS 3004 vysílá zprávy do SAS 3002 přes odpovídající spojení 3006 pro umožnění modifikací nebo vytváření opravňovacích řídících zpráv (EMM), určených k vysílání ke koncovým uživatelům.

SMS 3004 rovněž vysílá zprávy do SAS 3002, které nezahrnují jakékoliv modifikace nebo vytváření zpráv EMM, ale zahrnují pouze změnu stavu koncového uživatele (týkající se autorizace přidělené koncovému uživateli při objednávání • to to to • to • to * ··to to· « to to··· • · to tototo· · ··· ·· · • · · ··>· • •to ·· ·· ·· produktů nebo hodnoty, jaká bude koncovému uživateli účtována).

Opravňovací řídící zprávv EMM nebo ECM

EMM je zpráva přidělená pouze jednotlivému koncovému uživateli (účastníkovi), nebo skupině koncových účastníků, (na rozdíl od zprávy ECM, která je přidělena pouze jednomu kódovanému programu nebo sadě kódovaných programů, pokud jsou součástí stejné komerční nabídky). Každá skupina může obsahovat daný počet koncových uživatelů. Tato organizace do skupin má za cíl optimalizovat využití šířky pásma; to znamená, že přístup k jedné skupině může umožnit dosažení většího počtu koncových uživatelů.

Různé specifické typy zprávy EMM jsou používány při uvádění předkládaného vynálezu do praxe. Jednotlivé zprávy EMM jsou přiděleny jednotlivým účastníkům a jsou obvykle používány při zajišťování služeb placených za shlédnutí, přičemž tyto zprávy obsahují identifikátor skupiny a pozici účastníka v této skupině. Tak zvané skupinové účastnické zprávy EMM jsou přiděleny skupinám, řekněme o 256 jednotlivých účastnících, a jsou obvykle použity pří spravování určitých účastnických služeb. Tato zpráva EMM má identifikátor skupiny a bitovou mapu skupiny účastníků. Zveřejněné (volné) EMM jsou přiděleny celým publikům a mohly by být například použity určitým operátorem pro poskytování určitých volných služeb. Publikum je souhrn účastníků majících inteligentní karty, které nesou stejný identifikátor operátora (OPI). Nakonec unikátní zpráva EMM je adresována unikátnímu identifikátoru inteligentní karty.

• · • fe ··· ···· • · « • fe · * fe·

Úrovně kódováni v systému

Nyní budou ve spojení s odkazy na obr. 3 popsány úrovně kódování ve vysílacím systému. Na tomto obrázku jsou znázorněny fáze kódování 4001, spojené s vysíláním digitálních dat, vysílací kanál 4002 (například satelitní spoj nebo modemový zpětný kanál jak bylo popisováno výše), a fáze 4003 dekódování v přijímači.

Digitální data N jsou kódována prostřednictvím řídícího slova Ce předtím, než jsou vysílána do multiplexoru Mp pro následné vysílání. Jak bude patrné z obr. 4, obsahují vysílaná data zprávu ECM zahrnující, kromě jiného, řídící slovo Ce, jak je kódováno prostřednictvím kódovacího prostředku Chl řízeného prvním kódovacím klíčem Cex. V přijímači/dekodéru signál prochází skrz demultiplexor DMp a dekodér D předtím, než projde do televizního zařízení 2022 pro sledování. Dekódovací jednotka DChl, která má rovněž klíč Cex, dekóduje zprávu ECM v demultiplexovaném signálu pro získání řídícího slova Ce následně použitého pro dekódování signálu.

Z bezpečnostních důvodů se řídící slovo Ce obsažené v kódované ECM mění průměrně každých 10 sekund nebo podobně. Naproti tomu první kódovací klíč Cex, použitý přijímačem pro dekódování ECM, je měněn každý měsíc, nebo podobně, prostřednictvím zprávy EMM. Kódovací klíč Cex je kódován prostřednictvím druhé kódovací jednotky ChP s použitím individualizovaného klíče Cg odpovídajícího identitě dekodéru. Pokud dekodér je jedním z těch, které byly zvoleny pro přijetí aktualizovaného kódovacího klíče Cex, pak dekódovací jednotka DChP v dekodéru bude dekódovat zprávu s v · · I «· ·· použitím jeho individualizovaného klíče Cg pro získání tohoto měsíčního kódovacího klíče Cex.

Dekódovací jednotky DChP a DChl a přidružené klíče jsou uchovány na inteligentní kartě poskytnuté účastníkovi a 5 vložené do čtecího zařízení inteligentních karet v dekodéru. Klíče mohou být vytvářeny podle jakéhokoliv známého symetrického algoritmu pro vytváření klíčů, jako je DES. Alternativní provedení využívající algoritmy veřejných/privátních klíčů jsou rovněž možná.

Záznam digitálních dat

Jak bylo uvedeno v úvodu, není doporuČeníhodné, aby dekódovaným digitálním datům bylo umožněno zaznamenání vzhledem k rizikům, která vznikají ve spojení s neautorizovaným kopírováním a s pirátstvím. Jak je znázorněno na obr. 5, předkládaný vynález zajišťuje prostředek pro překonání tohoto problému.

Systém zahrnuje inteligentní kartu 4004, vložitelnou do zdířky pro inteligentní kartu v přijímači/dekodéru, společně s digitálním rekordérem 4005. jako je například DVHS rekordér, obsahujícím digitální záznamové médium 4006, jako je DVHS kazeta.

V tomto provedení je přijaté řídící slovo dekódováno prostřednictvím přidružené inteligentní karty 3020 vložené do dekodéru (viz obr. 2). Dekódované řídící slovo Ce (společně s jakýmikoliv dalšími daty, která tvoří zprávu ECM, jako jsou přístupové řídící informace a podobně), je potom předáno do mikroprocesoru zapuštěného v inteligentní kartě 4004. S použitím druhého kódovacího klíče C2 a druhého kódovacího * to to to v to· to * * · · to ···· • · · to* to·· to· to ·· toto····· ··· ···· ··· ·· toto toto algoritmu Ch2 inteligentní karta 4004 vytváří novou zprávu ECM, která je na obrázku označena jako zpráva ECM'. Tato opravňovací zpráva ECM' je potom použita pro nahrazení zprávy ECM v toku kódovaných dat z demultiplexoru DMp, jak je označen vztahovou značkou jako tok 4007 kódovaných dat, a kombinace těchto kódovaných dat a nové opravňovací zprávy ECM' je zaznamenána na DVHS kazetě 4006. Opravňovací zpráva ECM' může být vložena do datového toku procházejícího skrz posouvací řídící registr R.

Tímto způsobem předkládaný vynález zamezuje záznamu dekódovaných audiovizuálních informací na kazetu. Aby bylo možné přehrávat kazetu, je do dekodéru vložena karta, klíč C2 je použit pro dekódování opravňovací zprávy ECM', a následně je vyjmuté řídící slovo Ce použito pro řízení dekodéru pro 15 dekódováni programu pro sledování.

V systému znázorněném na obr. 5 je inteligentní karta 4004 odlišná od inteligentní karty 3020, znázorněné na obr. 2 pro televizní systém, která obsahuje kódovací klíče potřebné

2Q pro sledování programu. V alternativním provedení znázorněném na obr. 6 ale inteligentní karta 3020 obsahuje jak první tak i druhý kódovací klíč Cex a C2, které jsou potřebné pro sledování respektive pro záznam programu. Jak je reprezentováno, klíč Cex řídí dekódování zprávy ECM pro vytvoření řídícího slova Ce, použitého dekodérem D pro sledování programu a následně kódovaného klíčem C2 pro vytvoření nové opravňovací zprávy ECM'.

Algoritmy DChl a DCh2 nebyly z prostorových důvodů znázorněny. Inteligentní karta 3020 je ve skutečnosti obvykle rovněž inicializována individualizovaným klíčem Cg (není znázorněn) umožňujícím dekódování zpráv EMM tak, aby byl • t

Μ· »··· • · · « ··· *« »· *· získán měsíční klíč Cex uložený v paměti karty. Ačkoliv inteligentní karta byla znázorněna ve formě v podstatě obdélníkové karty, jiné fyzické formy, jako jsou tvary klíčů a podobně, jsou samozřejmě možné.

Zpráva ECM vysilana s programem a dekodovana prostřednictvím inteligentní karty může rovněž obsahovat kreditní jednotky U následně uložení v kartě, které řídí počet opakování, po který zaznamenaný film může být sledován.

V nej jednodušším provedení mohou být kreditní jednotky odečítány během přehrávání zaznamenaného filmu pokaždé, když dekodérem projde zpráva ECM'. Jakmile počet kreditů již byl snížen na nulu, což indikuje, že záznam již byl sledován po předem stanovený počet opakování, je do dekodéru vyslána zpráva pro zabránění dalších sledování filmu, pokud kreditní 15 karty nejsou opětovně doplněny (prostřednictvím, například, dobíječi instrukce vyslané ve zprávě EMM).

V alternativních provedeních mohou být kreditní jednotky odečítány po každých deseti nebo sto zprávách ECM'.

V ještě dalších provedeních kreditní jednotky mohu odpovídat určitým úsekům filmu (například prvním nebo posledním 10 minutám filmu) tak, že přehrávání těchto úseků odečte kreditní jednotky sdružené s těmito úseky. Úseky mohou být identifikovány prostřednictvím příslušného označení příznaky zpráv ECM' v těchto úsecích.

Další provedení předkládaného vynálezu je znázorněno na obr. 7. V tomto provedení je vytváření nové opravňovací zprávy EMM' řízeno prostřednictvím integrovaného obvodu nebo čipu 4QQ8, který obsahuje druhý kódovací klíč C2 a je zapuštěn v pouzdru záznamové kazety 4006. Začlenění mikroprocesoru do pouzdra záznamového média je známá technika ··· «·♦· • · 0 0 « · * ·· 0«· 00 0 • · · ·00· 000 «0 ·· 00 a byla navržena, například, pro pouzdra DVHS kazet. V tomto příkladu může být na vnějším povrchu pouzdra kazety vytvořena sada kontaktů, přičemž tyto kontakty vedou k elektronickému obvodu, jako je integrovaný obvod nebo čip, ve vnitřku pouzdra. Tyto kontakty mohou být uvedeny do záběru s odpovídající sadou kontaktů v zásuvce (nebo zdířce rekordéru pro umožnění spojení mezi integrovaným obvodem a videorekordérem.

Jak bude zcela zřejmé, ačkoliv je jednoduché kopírovat zaznamenaná (a kódovaná) digitální data, data uložená na čipu budou odolná proti kopírování a, jako u předcházejících provedení, kódovaná data budou nepotřebná bez klíče C2 potřebného pro dekódování zprávy ECM' pro získání řídícího slova použitého dekodérem.

¹⁵

Jak by mělo být zcela zřejmé, ve všech popsaných provedeních mohou být prvky přijímače/dekodéru a digitálního záznamového zařízení kombinovány nebo vzájemně zaměňovány, takže digitální rekordér má například štěrbinu (zdířku) pro inteligentní kartu pro příjem této inteligentní karty a/nebo potřebné prvky pro dekódování programu, jakmile již bylo řídící slovo Ce vyjmuto ze zprávy ECM'. Dekodér a/nebo digitální dekodér může být stejně tak integrován společně s dalšími zařízeními, jako je například televize.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob vysílání a záznamu kódovaných digitálních informací, ve kterém se digitální informace kódují prostřednictvím prvního klíče a vysílají se v kódované formě, kódované informace se přijímají dekodérem majícím přístup k ekvivalentu prvního klíče, který je potřebný pro dekódování informací, vyznačující se tím, že dekódované informace se potom opětovně kódují prostřednictvím druhého klíče, uloženého v přenosném přídavném zařízení, které je upraveno pro přijímání dekodérem nebo přidruženým digitálním rekordérem, přičemž opětovně kódované informace se potom zaznamenávají na digitálním záznamovém médiu prostřednictvím digitálního rekordéru.

   5 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že digitální informace odpovídají řídícímu slovu pro dekódování kódovaných digitálních dat, přičemž kódovaná digitální data se vysílají společně s řídícím slovem tak, jak byly kódovány prostřednictvím prvního klíče, řídící slovo se potom dekóduje q prostřednictvím ekvivalentu prvního klíče a opětovně se kóduje druhým klíčem a toto opětovně kódované řídící slovo a kódovaná data se potom zaznamenávají na digitálním záznamovém médiu.

   3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že přenosným přídavným zařízením je inteligentní karta upravená pro přijetí ve čtecím zařízení inteligentních karet v dekodéru a/nebo digitálním dekodéru.

   4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že inteligentní karta rovněž obsahuje ekvivalent prvního klíče, • · · · • ·· ·····*·· » · ······· ··· ···· ··· ·· ♦· ·· použitý pro dekódování řídícího slova pro počáteční dekódování dat.

   5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že druhý klíč se uloží na inteligentní kartě odlišné od prostředku 5 použitého dekodérem pro uložení prvního klíče.

   6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že jedna inteligentní karta a druhý klíč se použijí pro vytvoření opětovně kódovaného řídícího slova pro množství

   20 záznamů.

   7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že inteligentní karta rovněž obsahuje počet kreditních jednotek pro určení, kolikrát záznam může být přehrán, přičemž počet jednotek se snižuje s každým následným

   15 , , , částečným nebo úplným přehráním záznamu.

   8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že kreditní jednotky jsou sdruženy s určitým segmentem záznamu tak, že přehrání úseku záznamu snižuje určité kredity sdružené s
2. 2Q tímto úsekem.

   9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že kreditní jednotky jsou jednoho typu a jejich počet se snižuje s přehráním jakéhokoliv úseku záznamu.

   10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přenosné 25 přídavné zařízení je definováno samotným záznamovým médiem, přičemž druhý klíč se uloží v integrovaném obvodu zapuštěném v pouzdru digitálního záznamového média.

   11. Zařízení k provádění způsobu vysílání a záznamu

   30 kódovaných digitálních dat podle kteréhokoliv z nároků 1 až ··· ···· • to • to· ·· • · · · « to • · · to · • to «to

   10, vyznačující se tím, že zahrnuje vysílač pro kódování digitálních informací s prvním klíčem a pro vysílání těchto informací v kódované formě, dekodér pro příjem kódovaných informací, který má přístup k ekvivalentu prvního klíče,
3. 5 potřebného pro dekódování informací, a přenosné přídavné zařízení upravené pro přijetí dekodérem nebo přidruženým digitálním rekordérem, které má druhý klíč pro opětovné kódování dekódovaných informací pro následné vysílání do digitálního záznamového zařízení pro zaznamenání na
4. 10 digitálním záznamovém médiu.
5. 12. Dekodér pro zařízení podle nároku 11 a adaptér pro použití ve způsobu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že obsahuje zásuvku pro přijetí přenosného přídavného zařízení majícího druhý klíč pro 15 opětovné kódování dekódovaných informací.
6. 13. dekodér podle nároku 12, vyznačující se tím, že je integrován s digitálním záznamovým zařízením pro zaznamenání opětovně kódované informace na digitálním záznamovém médiu.