DE10135888A1 - Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten für das digitale Fernsehen - Google Patents

Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten für das digitale Fernsehen

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DE10135888A1 DE10135888A DE10135888A DE10135888A1 DE 10135888 A1 DE10135888 A1 DE 10135888A1 DE 10135888 A DE10135888 A DE 10135888A DE 10135888 A DE10135888 A DE 10135888A DE 10135888 A1 DE10135888 A1 DE 10135888A1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten, die über ein Übertragungsnetz empfangen werden, bei dem die empfangenen digitalen Daten mit einem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) verschlüsselt werden und die verschlüsselten Daten (7) lokal gespeichert werden. DOLLAR A Bei diesem Verfahren werden folgende Schritte ausgeführt: DOLLAR A - ein Inhaltsschlüssel (CK) wird erzeugt, DOLLAR A - der Inhaltsschlüssel (CK) und ein Basisschlüssel (BK) werden kombiniert, um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) zu erhalten, DOLLAR A - der Inhaltsschlüssel (CK) und die verschlüsselten Daten (7) werden zusammen mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) gespeichert. DOLLAR A Die Erfindung ist insbesondere auf die lokale Aufzeichnung digitaler Daten aus Fernsehsendungen anwendbar.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten, die über ein Übertragungsnetz empfangen werden.
  • Sie findet insbesondere Anwendung im Gebiet des digitalen Fernsehens, um eine lokale Aufzeichnung von Daten vorzunehmen, die über ein digitales Übertragungsnetz, insbesondere über Satellit oder über Kabel, empfangen werden.
  • Derzeit werden die digitalen Fernsehprogramme über ein Übertragungsnetz in einem Decoder beim Anwender empfangen. Dieser Decoder ist aus einer Vorrichtung für bedingten Zugriff, die verschiedene Berechtigungsmittel umfassen kann, gebildet.
  • Die Übertragung digitaler Daten ist im allgemeinen verschlüsselt, um jede unzulässige Nutzung durch nicht berechtigte Personen zu verhindern.
  • Die Daten werden anschließend in der Vorrichtung für bedingten Zugriff unter Berücksichtigung der dem Anwender zugewiesenen Berechtigungen entschlüsselt. Solche Decoder erlauben im allgemeinen die direkte Anzeige des Stroms der somit entschlüsselten Daten.
  • Da der Decoder im allgemeinen keine Aufzeichnungskapazität besitzt, ist der Inhalt des digitalen Fernsehprogramms nur für die Betrachtung zum Zeitpunkt der Sendung verfügbar. Wenn der Anwender es zu einem anderen Zeitpunkt betrachten möchte, ist es daher notwendig, eine lokale Aufzeichnung unter Berücksichtigung der erforderlichen erneuten Verschlüsselung vorzunehmen, um jede unerlaubte Kopie auf lokaler Ebene zu vermeiden.
  • Um dieses Ziel einer lokalen erneuten Verschlüsselung zu erreichen, ist bereits daran gedacht worden, bestimmte Vorrichtungen vorzuschlagen. So offenbaren die Dokumente US-A-5 897 218 und FR-A-2 732 537 eine lokale Verschlüsselung für eine Aufzeichnung im Decoder oder einer damit verbundenen Vorrichtung. Die in diesen Dokumenten offenbarten Techniken verwenden jedoch für die erneute Verschlüsselung denselben Algorithmus wie jenen, der für die Entschlüsselung des über das Übertragungsnetz empfangenen Stroms verwendet wird, was somit eine nicht allgemein geeignete Lösung darstellt.
  • Außerdem ist aus dem Dokument EP-A-0 936 812 ein Verfahren zur lokalen Aufzeichnung bekannt, das einen anderen lokalen Verschlüsselungsalgorithmus verwendet.
  • Außerdem schlägt dieses Dokument die Verwendung tragbarer Vorrichtungen wie etwa Chipkarten vor, um wichtige Verschlüsselungsparameter und insbesondere Schlüssel zu speichern.
  • Somit hat diese herkömmliche Technik den Nachteil, daß sie mit dem Strom verschlüsselter Daten den gesamten Schlüssel, der dieser lokalen Verschlüsselung gedient hat, lokal speichert. Sicherlich ist dieser Schlüssel durch einen weiteren Schlüssel korrumpiert, das Aufbrechen der Verschlüsselung des zusammen mit den Daten gespeicherten Schlüssels ermöglicht jedoch die direkte Rückgewinnung des gesamten digitalen Fernsehprogramms in Klarschrift.
  • Folglich ist keine der derzeit bekannten Techniken im Hinblick auf die Wirksamkeit der lokal ausgeführten Verschlüsselung vollkommen zufriedenstellend.
  • Die Erfindung ermöglicht die Beseitigung der Nachteile der bis jetzt bekannten Techniken.
  • Sie schlägt hierzu ein Verfahren vor, das ermöglicht, wenigstens zwei unterschiedliche Schlüssel zu kombinieren, von denen nur einer mit den lokal verschlüsselten Daten gespeichert ist.
  • Eine Person mit unredlichen Absichten kann daher nicht durch einfache Aufdeckung des zusammen mit den lokal verschlüsselten Daten gespeicherten Schlüssels zu deren Entschlüsselung gelangen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zusammenwirken eines tragbaren Sicherheitsmoduls wie etwa einer Chipkarte mit einer festen Vorrichtung zu ermöglichen, um eine (insbesondere bei der Zuweisung der Schlüssel, ihrer Verwaltung und ihrer Modifikationen) flexibler verwendbare und (durch Weglassung der Speicherung und bestimmter Operationen im Decoder selbst) besser gesicherte Einheit zu schaffen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, die eventuelle Kombination des Systems zur lokalen Aufzeichnung und des Decoders, wie er derzeit bekannt ist, zu ermöglichen, um die vom Übertragungsnetz stammenden Daten zu empfangen und sie zu entschlüsseln und dann anzuzeigen.
  • Weitere Ziele und Vorteile werden im Verlauf der folgenden Beschreibung deutlich, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten, die über ein Übertragungsnetz empfangen werden, bei dem die empfangenen digitalen Daten mit einem lokalen Aufzeichnungsschlüssel verschlüsselt werden und die verschlüsselten Daten lokal gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet,
    • - daß ein Inhaltsschlüssel erzeugt wird,
    • - daß der Inhaltsschlüssel und ein Basisschlüssel kombiniert werden, um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel zu erhalten,
    • - daß der Inhaltsschlüssel und die verschlüsselten Daten gemeinsam mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel gespeichert werden.
  • Gemäß bevorzugten Varianten dieses Verfahrens:
    • - wird der Basisschlüssel in einem tragbaren Sicherheitsmodul gespeichert,
    • - werden der Inhaltsschlüssel und der Basisschlüssel in dem tragbaren Sicherheitsmodul kombiniert,
    • - wird der Inhaltsschlüssel mit einem Signaturschlüssel signiert, bevor er zusammen mit den verschlüsselten Daten gespeichert wird,
    • - wird der Signaturschlüssel in einem tragbaren Sicherheitsmodul gespeichert,
    • - wird der Inhaltsschlüssel bei jeder Aufzeichnung eines Stroms digitaler Daten zufällig erzeugt,
    • - werden die aufgezeichneten digitalen Daten angezeigt durch:
      • - Wiederherstellung des gespeicherten Inhaltsschlüssels,
      • - Kombinieren des wiederhergestellten Inhaltsschlüssels mit dem Basisschlüssel, um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel wiederherzustellen,
      • - Entschlüsseln der digitalen Daten mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel,
      • - Übertragen der digitalen Daten an die Anzeigemittel,
    • - werden die digitalen Daten vom Übertragungsnetz verschlüsselt empfangen und dann durch einen Verschlüsselungsalgorithmus entschlüsselt,
    • - wird für die Verschlüsselung mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel ein anderer Verschlüsselungsalgorithmus verwendet,
    • - werden digitale Fernsehsendungsdaten verwendet.
  • Die angehängten Zeichnungen sind beispielhaft angegeben und beschränken die Erfindung nicht. Sie zeigen lediglich eine Ausführungsform der Erfindung und ermöglichen ihr einfaches Verständnis.
  • Fig. 1 ist ein Blockschaltplan der Schritte zur Ausführung der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform,
  • Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der Entschlüsselung nach einer lokalen Verschlüsselung in einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Das Verfahren der Erfindung kann durch ein Gerät ausgeführt werden, das aus einem Gehäuse gebildet ist, das verschiedene elektronische Mittel zur Verschlüsselung und Entschlüsselung sowie Mittel zur Speicherung von Daten umgibt.
  • Vorzugsweise ist dieses Gerät aus einer Basiseinheit gebildet, die lokale Verschlüsselungsmittel sowie Mittel zur Speicherung umfaßt, die mit einem oder mehreren tragbaren Sicherheitsmodulen 6 zusammenwirken, die vorteilhaft durch Chipkarten gebildet sind, die die bekannten Normen erfüllen können.
  • Dieses Zusammenwirken zwischen der Basiseinheit des Geräts und den Modulen 6 erfolgt mittels eines geeigneten Lesers.
  • In Fig. I sind zunächst die herkömmlichen und ihrerseits bekannten Phasen des Empfangs und der Entschlüsselung eines Stroms digitaler Fernsehdaten von einem Netz, beispielsweise einem Satellitennetz, veranschaulicht.
  • In dieser Figur bewegen sich die ankommenden Daten 1, die vom Anbieter des digitalen Fernsehprogramms verschlüsselt werden, bis zu einer Vorrichtung 2 für bedingten Zugriff, die beim Anwender vorhanden ist. Diese Vorrichtung 2 hat die Aufgabe, das in dem empfangenen Datenstrom enthaltene digitale Fernsehprogramm zu empfangen, zu entschlüsseln und seine Anzeige zu ermöglichen.
  • Hierzu umfaßt die Vorrichtung 2 für bedingten Zugriff verschiedene Entschlüsselungsmittel, die von den dem Anwender zugewiesenen Berechtigungen abhängen. Vorzugsweise sind die dem Anwender zugewiesenen Berechtigungen in Form von Schlüsseln oder anderen Daten in einem Modul 3 für bedingten Zugriff, das beispielsweise Chipkarten-Format hat, enthalten. Das Modul 3 kann von der Vorrichtung 2 gelesen werden.
  • Der Strom 1 ankommender Daten kann von der Vorrichtung 2 korrekt entschlüsselt werden, wenn die Berechtigung gültig ist, was die Extraktion der Klarschriftdaten 4 ermöglicht.
  • Auf dieser Stufe kann das digitale Fernsehprogramm direkt auf dem Bildschirm angezeigt und vom Fernsehzuschauer betrachtet werden.
  • Deswegen ist es auch möglich, eine lokale Aufzeichnung dieses Fernsehprogramms mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
  • In diesem Rahmen bezeichnet das Bezugszeichen 5 in Fig. 1 lokale Verschlüsselungsmittel, die die erneute lokale Verschlüsselung der somit verarbeiteten Daten ermöglichen. Die lokalen Verschlüsselungsmittel 5 sind vorzugsweise aus einem symmetrischen lokalen Verschlüsselungsalgorithmus gebildet, der von jenem, der für die Verschlüsselung und Entschlüsselung der vom Übertragungsnetz stammenden Eingangsdaten 1 verwendet wird, verschieden ist.
  • Die lokale Verschlüsselung, die auf diese Weise von den Mitteln 5 ausgeführt wird, verwendet einen lokalen Aufzeichnungsschlüssel KLEA. In für die Erfindung kennzeichnender Weise ist dieser lokale Aufzeichnungsschlüssel KLEA eine Kombination aus mehreren Schlüsseln und insbesondere aus zwei verschiedenen Schlüsseln BK und CK.
  • Der Schlüssel BK ist ein Basisschlüssel, der in einem tragbaren Sicherheitsmodul 6 gespeichert sein kann, das mit der Basiseinheit des lokalen Verschlüsselungsgeräts verbunden ist. Der Basisschlüssel BK kann für die Verschlüsselung mehrerer digitaler Fernsehprogramme wiederverwendet werden. Die Speicherung in einem tragbaren Sicherheitsmodul wie etwa einer Chipkarte hat den Vorteil, die Übertragung des Schlüssels an die Basiseinheit des Geräts zur lokalen Verschlüsselung und Aufzeichnung zu verhindern. Selbstverständlich kann eine Aktualisierung des Basisschlüssels BK durch Übertragungen über das Übertragungsnetz durch die digitale Fernsehsendung vorgesehen sein. Außerdem können andere Aktualisierungen wie etwa die Möglichkeit der Verwendung mehrerer Basisschlüssel BK je nach Anbieter der digitalen Fernsehprogramme vorgesehen sein.
  • Um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel KLEA herzustellen, wird der Basisschlüssel BK mit einem weiteren Schlüssel, der Inhaltsschlüssel CK genannt wird, kombiniert. Der Inhaltsschlüssel CK wird vorzugsweise bei jedem lokalen Speichervorgang eines digitalen Fernsehprogramms modifiziert.
  • Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird der Schlüssel CK durch einen Generator 8 vorzugsweise als Zufallsschlüssel erzeugt.
  • Anschließend wird der Inhaltsschlüssel CK, der aus einer Zufallszahl gebildet ist, mit dem Basisschlüssel BK kombiniert, um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel KLEA zu erhalten, der der lokalen Verschlüsselung der Daten dient.
  • Anschließend ist es möglich, gleichzeitig sowohl den Strom digitaler Daten, die durch den Schlüssel KLEA mittels der lokalen Verschlüsselungsmittel 5 verschlüsselt sind, und den Inhaltsschlüssel CK in einem geeigneten Speicher lokal zu speichern.
  • Um einen noch größeren Schutz gegen Piraterie zu gewährleisten, kann der Inhaltsschlüssel CK mit dem auf diese Weise verschlüsselten Strom 7 digitaler Daten nach einer Signatur durch einen Signaturschlüssel SK gespeichert werden.
  • Vorteilhaft ist der Signaturschlüssel SK ebenfalls in einem tragbaren Sicherheitsmodul 6 gespeichert.
  • Vorzugsweise erfolgt der Schritt des Kombinierens des Basisschlüssels BK und des Inhaltsschlüssels CK innerhalb des tragbaren Sicherheitsmoduls 6, um die Klarschriftübertragung des Basisschlüssels BK zu vermeiden. Die zufällige Erzeugung des Inhaltsschlüssels CK kann ihrerseits in der Basiseinheit des Geräts oder innerhalb des tragbaren Sicherheitsmoduls 6 erfolgen. Der Generator 8 für Zufallszahlen wird entsprechend eingestellt.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht das Ergebnis des Verfahrens in der lokalen Aufzeichnung verschlüsselter Daten 7 zusammen mit dem Inhaltsschlüssel CK, der nur einen Teil des Schlüssels KLEA bildet, der die Verschlüsselung ermöglicht hat.
  • Selbstverständlich können in Verbindung damit weitere Daten und insbesondere die Übertragungscharakteristiken (insbesondere Übertragungsdatum) gespeichert werden.
  • Um die Entschlüsselung und die Anzeige der verschlüsselten Daten 7 auszuführen, können die in Fig. 2 gezeigten Schritte aufgeführt werden.
  • In dieser Figur wird der Inhaltsschlüssel CK direkt mit den verschlüsselten Daten 7 wiedergewonnen, ferner wird die Signatur mit dem Signaturschlüssel SK, der zu seiner Signatur gedient hat, verifiziert.
  • Der Inhaltsschlüssel CK wird auf diese Weise durch das tragbare Sicherheitsmodul 6 wiedergewonnen und kann einer Rekombination mit dem Basisschlüssel BK unterworfen werden. Diese neue Kombination gewährleistet die erneute Bildung des lokalen Aufzeichnungsschlüssels KLEA.
  • Dieser wird dann an die lokalen Verschlüsselungsmittel 5 übertragen, um eine Entschlüsselung der Daten 7 auszuführen.
  • Dann werden die Daten 4 unverschlüsselt wiedergewonnen und können somit angezeigt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur lokalen Aufzeichnung digitaler Daten, die über ein Übertragungsnetz empfangen werden, bei dem die empfangenen digitalen Daten mit einem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) verschlüsselt werden und die verschlüsselten Daten (7) lokal gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Inhaltsschlüssel (CK) erzeugt wird,
der Inhaltsschlüssel (CK) und ein Basisschlüssel (BK) kombiniert werden, um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) zu erhalten,
der Inhaltsschlüssel (CK) und die verschlüsselten Daten (7) zusammen mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) gespeichert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisschlüssel (BK) in einem tragbaren Sicherheitsmodul (6) gespeichert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhaltsschlüssel (CK) und der Basisschlüssel (BK) in dem tragbaren Sicherheitsmodul (6) kombiniert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhaltsschlüssel (CK) mit einem Signaturschlüssel (SK) signiert wird, bevor er zusammen mit den verschlüsselten Daten (7) gespeichert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaturschlüssel (SK) in einem tragbaren Sicherheitsmodul (6) gespeichert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhaltsschlüssel (CK) bei jeder Aufzeichnung eines Stroms digitaler Daten zufällig erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgezeichneten digitalen Daten angezeigt werden durch:
Wiedergewinnen des gespeicherten Inhaltsschlüssels (CK),
Verifizieren der Signatur mit dem Signaturschlüssel (SK),
Kombinieren des wiedergewonnenen Inhaltsschlüssels (CK) mit dem Basisschlüssel (BK), um den lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) wiederherzustellen,
Entschlüsseln der digitalen Daten (7) mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA),
Übertragen der digitalen Daten an die Anzeigemittel.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die digitalen Daten vom Übertragungsnetz verschlüsselt empfangen werden und dann durch einen Verschlüsselungsalgorithmus entschlüsselt werden,
für die Verschlüsselung mit dem lokalen Aufzeichnungsschlüssel (KLEA) ein anderer Verschlüsselungsalgorithmus verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß digitale Fernsehsendungsdaten verwendet werden.
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