DE60017589T2 - Verfahren und system zum einfügen eines systems mit bedingtem zugriff - Google Patents

Verfahren und system zum einfügen eines systems mit bedingtem zugriff Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein digitale Audio/Video-Übertragungssysteme und insbesondere ein Verfahren, das die Einfügung eines Systems mit bedingtem Zugriff in ein digitales Audio/Video-Übertragungssystem ohne eine dahinter liegende Modifikation von System-Informationstabellen in MPEG-Daten ermöglicht.
  • Hintergrund der Erfindung
  • ISO/IEC 1381-1 (Information Technology-Generic Coding of moving pictures and associated audio information systems) ist ein internationaler Standard, der die Codierung von einem oder mehreren Elementarströmen von Audio und Video sowie anderer Daten in einen einzigen oder mehrere Ströme angibt, die für die Speicherung und Übertragung geeignet sind. Ein Transportstrom (TS) kombiniert ein oder mehrere Programme mit einer oder mehreren unabhängigen Zeitbasen in einen einzigen Strom. Die TS-Pakete haben eine Länge von 188 Byte. Jedes TS-Paket hat einen 4-Byte-Header mit einem Paket ID (PID), die den Typ der in dem Paket enthaltenen Daten angibt. Zusätzlich zu den A/V-Paketen enthält TS-System Informationstabellen für das Demultiplexing und vorhandenen Programmen. Eine Programm-Map-Tabelle (PMT) ist eine Tabelle, die das so genannte Mapping zwischen den Programmnummern und den Elementen bildet, die sie enthalten. Sie enthält eine Liste von PIDs für jedes Programm.
  • Das Advanced Television Systems Committee (ATSC) hat den so genannten Simulcrypt-Aufbau für seinen bedingten Zugriff (CA = conditional access)-System für terrestrischen Rundfunk angenommen. In diesem Aufbau wird jeder Service mit so genannten Entitlement Management Messages (MMS = Berechtigungsverwaltungsnachrichten) und Entitlement Control Messages (ECMs = Berechtigungssteuerungsnachrichten) für eine Anzahl von verschiedenen geschützten System übertragen. Auf diese Weise können Decoder, die unterschiedliche CA-Systeme benutzen, den Service durch ein gemeinsames Netzwerk für die Signalisierung der unterschiedlichen Berechtigungsnachrichten codieren. EMMs tragen private CA-Informationen, die Berechtigungswerte oder einen Service von spezifischen Decodern angeben, während die ECMs Steuerwörter für die Entwürfelung eines autorisierten Service enthalten. Jeder Service besteht aus Audio- und Videopaketen. Jeder einzelne Decoder greift die Pakete auf, die er benötigt, und ignoriert die anderen in dem Strom.
  • In einem auf Simulcrypt beruhenden CA-System, wie einem Digital Television (DT) analysiert oder parsiert den Service und die ECM PIDs durch Anwendung einer CA-Systemidentifikation (ID) von dem CA-Modul. Normalerweise trägt jedes CA-Modul nur ein CA-System, und hat daher nur einen CA-System-ID. Die PIDs der A/V-Pakete und die PIDs der ECMs, die Steuerwörter (CWs) tragen, werden zu dem CA-Modul gesendet, das Programme mit geeigneten Kaufberechtigungen entwürfelt.
  • Das Extendet Conditional Access (XCA = erweiterter bedingter Zugriff) ist ein Kopierschutzsystem zur Bildung eines örtlichen Schutzes eines Audio- und Videoinhalts während der Übertragung und der Speicherung in digitalen Heimnetzen. Er bestimmt den Zugriff und die Darstellungseinheiten zu dem Zugriff, konvertiert und gibt den geschützten Inhalt wieder. Entfernbare Sicherheitseinheiten (Converter- und Terminalkarten) werden für die Durchführung der sicherheitsbezogenen Funktionen empfohlen. Im XCA werden die Entwürfelungsschlüssel in einer ECM neu gebündelt, die durch einen einzigen lokalen Schlüssel geschützt sind. Der Decoder, der den Inhalt mit den lokalen ECMs empfängt muss daher nicht nur den durch seine eigenen besonderen CA-Systeme geschützten Inhalt, sondern ebenso durch die XCA verarbeiten.
  • Der National Renewable Security Standard (NRSS) bildet Mittel für eine erneuerbare Sicherheit für eine Anwendung bei digitalen elektronischen Consumergeräten, wie digitalen Fernsehempfängern und digitalen VCRs. Die Sicherheitsfunktionalität wird dadurch von den so genannten Navigationseinheiten getrennt. Wenn eine NRSS-Sicherheitseinheit einen geschützten Inhalt von seinem Hauptgerät empfängt, entwürfelt er diesen und sendet ihn zu dem Hauptgerät zurück. Diese Verknüpfung kann gegebenenfalls ebenfalls geschützt sein.
  • In einem auf ISO/IEC 13818-1 basierenden System kann ein Programm verschlüsselt werden, um ein Gebührenfernsehen oder Pay-TV-Service zu bilden. Der Transportstrom überträgt die Programme, EMCs und die PMTs. Die PMT haben eine Eingabestelle für jedes CA-System, das das Programm schützt. Jeder Eingang enthält den CA_system_id, die PIDs der verwürfelten Ströme und den PID der ECMS, die den Schlüssel für die Entwürfelung des Programms enthalten.
  • Wenn das Empfangsgerät auch ein Umsetzungsgerät ist, das entweder in zusätzliches CA-System einfügen kann oder eines ersetzen kann (für den Kopierschutz, z.B. wie es XCA macht), dann muss dieses Gerät einen Transportstrom ausgeben, wo die PMT einen Eingang für dieses neue CA-System aufweist. Das Empfangsgerät kann jede beliebige PMT enthalten, die in dem originalen Transportsystem anwesend ist, dieses verarbeiten und den Eingang für das zusätzliche CA-System und dann die modifizierten PMTs in den Ausgangs-Transportbitstrom einfügen.
  • Das oben genannten Verfahren kann sehr lästig oder mühsam sein, teilweise aufgrund der begrenzten Verarbeitungsleistung der Empfangsgeräte. Außerdem nehmen Verarbeitungskomplexitäten aufgrund der Tatsache, dass die PMTs mehr als ein Transportpaket umfassen können, zu. Daher kann die Einfügung eines Eingangs die Einfügung eines Pakets bedeuten, was wiederum ein Multiplexing-Problem stellt, da der Bitstrom bereits voll sein oder die Zeitmarkierungen nicht eingestellt werden müssen. Ein Verfahren zur Lösung dieser Probleme ist im höchsten Maße erwünscht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Verfahren zur Einfügung eines Systems für einen bedingten Zugriff enthält die Bildung bei der Sendequelle eines Datenstroms, von dem ein Teil daher für die Einfügung der sicherheitsbezogenen Daten reserviert ist mit dem zusätzlichen System für einen bedingten Zugriff. Das zusätzliche CA-System wird während der Bildung des ursprünglichen Transportstroms bei der Sendequelle erklärt durch Einfügung eines Eingangs in die PMT. Dieser Eingang definiert eine einzige PID für die ECMs. Die für die zusätzliche CA-System ECMs reservierte PID wird nicht in einer anderen Weise benutzt, und der beim Empfangsgerät ankommende Transportstrom enthält keine Pakete mit der reservierten PID. Die vorliegende Erfindung bewirkt bei der Sendequelle die Sendung von "Dummy"-Eingängen für Datenströme, die in der geschützten CA-Sendung nicht enthalten sind, und minimiert dadurch die Verarbeitung der PMT, die für jede Umsetzung der Servicedaten benötigt werden. Eine richtige PMT wird somit von dem Empfangsgerät ausgegeben, ohne Modifizierung/Aktualisierungstabellen zu benötigen.
  • Die vorliegende Erfindung wird ausgeführt in einem Verfahren zum Betrieb des Sicherheitsgeräts in einem System mit bedingtem Zugriff mit dem Empfang eines Datenstroms mit Systeminformationsdaten, die einen unbenutzten Identifizierer enthalten, der reserviert ist für die Sicherheitsdaten für das System mit einem bedingten Zugriff, sowie die Einfügung der Sicherheitsdaten für das zusätzliche System für einen bedingten Zugriff in den Datenstrom.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Netzwerks zum Empfang des Inhalts von einer Sendequelle und zur Bildung eines Kopierschutzes durch Anwendung von XCA und NRSS-Kopierschutzsystemen.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild der grundsätzlichen Elemente und des Verarbeitungsablaufs für die Einfügung eines Systems mit bedingtem Zugriff gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild der Verarbeitung für die Umsetzung des Inhalts durch ein Sicherheitsgerät für ein System mit bedingtem Zugriff gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Programmtabelle, die in der Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt ein Netzwerk 10, das den Inhalt über einen Transportstrom von einer Sendequelle empfängt, d.h. über die Inhaltsquelle 20, und bildet einen Schutz für die mit der XCA (wie hier beschrieben wird). Die Inhaltsquelle 20 kann einen Inhalt 22 von wirtschaftlichem Wert bilden, wie zum Beispiel von einem Band, einer DVD, einem Kabel, einem Satelliten oder terrestrischen Sendung. Der Inhalt 22 enthält im Allgemeinen einen A/V-Inhalt, der geschützt ist und den Abonnenten eines privaten CA-Netzes zugeführt wird. Die Abonnenten, die kaufen oder auf andere Weise berechtigt sind zu dem Empfang des Inhalts 22, werden mit den benötigten Schlüsseln für die Entwürfelung des Inhalts 22 geliefert. Gemäß der Ausführungsform von 1 kann die Inhaltsquelle 20 diesen CA-Inhalt 22 zu einem Zugriffsgerät 30 liefern, zum Beispiel einem Aufzeichnungsgerät und/oder einem Wiedergabegerät 50.
  • Das Zugriffsgerät 30 kann die Form einer so genannten Set Top Box haben. Das Zugriffsgerät 30 arbeitet in Verbindung mit einem entfernbaren Sicherheitsgerät wie einer XCA/NRSS-Konverterkarte 35 zur Bildung des XCA geschützten Inhalts in dem CA/XCA-Inhalt 33 von dem CA-Inhalt 22. Das Aufzeichnungsgerät 40 kann die Form eines digitalen VHS (DVHS) oder DVD-Recorders annehmen. Das Aufzeichnungsgerät kann oder kann auch nicht mit einer entfernbaren Sicherheitseinheit wie einer Konverterkarte 45 analog zu der Konverterkarte 35 gebildet sein. Das Wiedergabegerät 50 kann die Form eines DTV (digitales Fernsehgerät) annehmen und kann in Verbindungen mit dem entfernbaren Sicherheitseinheit XCA/NRSS-Terminalkarte 55 für die Entwürfelung des CA/XCA-geschützten Inhalts arbeitet.
  • Die 2 bis 4 bilden schematische Darstellungen der Verarbeitung für die Bildung des Transportstroms 22 für die Eingabe in ein Audio/Video-Verarbeitungsgerät 30 und ein zugehöriges Sicherheitsgerät 35 und die darauf folgende Ausgabe des Transportstroms 33. Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung auch anwendbar ist auf mit ISO/IEC 13818-1 verträgliche Datensysteme, einschließlich digitale Fernsehsysteme für einen bedingten Zugriff wie ATSC, DVB und ARIB (ob terrestrisch, Satelliten, Kabel SMATV oder MMDS).
  • Wie in 2 gezeigt, enthält die Sendequelle 20 eine Quelle eines Inhalts, der über den Coder 201 codiert wird (zum Beispiel einen PES-Coder) und ein konventionelles Multiplexer/Verwürfelungsmodul 204. Eine strahlende Quelle wie eine Antenne 208 kommuniziert den Inhalt zu einer Audio/Video-Verarbeitungseinheit (zum Beispiel Empfänger) 30 und einem entsprechenden Sicherheitsgerät 35 (siehe 1, 3). Die so genannte Program Map Table (PMT) 207, die darin dargestellt ist, gehört zu dem Transportstrom 22. In der PMT 207 ist dargestellt eine Assoziation 207A des CA_system_id 1 mit der entsprechenden ECM PID 1 und die Zuordnung 207B des CA_system_id 2 zu dem entsprechenden ECM PID 2. Um ein CA-System einzufügen wird an der Sendeseite 20 ein CA_system_id für den bedingten Zugriff erklärt über eine zusätzliche Tabelleneingabe 207C in die PMT für das extra CA_system_id mit der entsprechenden extra ECM PID. Die zusätzliche PID ist vorzugsweise eine vorangehend unbenutzte PID, reserviert für die ECM des eingefügten oder gesonderten CA-Systems. D.h., der PID wird für die Transportpakete nicht benutzt, bevor der Bitstrom zu dem Empfänger übertragen wird. Der in 2 (und 3) dargestellte Transportstrom enthält nicht die zusätzlichen ECMs. Beim Empfänger 30 wird die PID für die ECM für das besondere CA-System aus der PMT 207 extrahiert. Der Empfänger erzeugt dann die ECMs mit diesem PID und fügt sie zur Bildung des Ausgangsdatenstroms 33 in den Datenstrom ein.
  • In den 3 und 4 ist ein beispielhafter Verarbeitungsfluss des Datenstroms oder des Bitstroms 22 dargestellt, wie er hineinfließen und ausgegeben werden kann bei einem Sicherheitsgerät 35, wie einem Irdeto/XCA CA-Modul. Das CA-Modul bewirkt eine Umsetzung des Inhalts zu dem XCA durch Anwendung der in der PMT 207 gebildeten Eingänge.
  • Wie in 4 gezeigt, enthält die Tabelle von PID-Eingängen 400 einen Eingang für die Programmzuordnungstabelle (PAT = program assiciation table) 230. Die PAT 230 ist in dem MPEG vorbestimmt für eine Lage auf dem PID 000 (0 × 0000) und Punkten zu allen PMT PIDs. Es gibt eine PMT für jeden Service. Die PMT 207 enthält Eingänge für alle PIDs, die einen bestimmten Service bilden (in diesem Fall Video, Audio, CA, und gegebenenfalls CP).
  • Zwei "Dummy"-Eingänge 120, 121 existieren in der PMT 207, wie sie über das Netzwerk zu dem Sicherheitsgerät 35 (3) gesendet wird. Das Mapping ermittelt, wie XCA und CMPS einen Kopierschutz bilden könnten. In dem hier gezeigten Beispiel autorisiert der Serviceanbieter XCA und CMPS als Kopierschutzsysteme. Das bildet außerdem einen Mechanismus für die Zusammenarbeit von mehr als einem Zusammenarbeitssystem CP. Die beiden CP-System-PIDs 120, 121 werden in dem in 3 gezeigten Netzwerk-Sendedatenstrom nicht benutzt (d.h. es werden keine Pakete auf diese PIDs gesendet). Wenn das CA-Modul den Inhalt entwürfelt und ihn auf ein CP-System konvertiert, werden die CM-Pakete (PID 111 in 4) entfernt und durch die CP-Systempakete (PID 120) bei denselben Lagen in dem Bitstrom ersetzt, wie in 3 dargestellt ist.
  • Die zusätzlichen Dummy-Eingänge zu der PMT 207 hat die folgenden Vorteile: erstens kann der Anbieter sicherstellen, dass es keine Kollisionen durch Wegfall der Sendedaten auf den für CP ECM-Daten spezifizierten PIDs gibt. Auf diese Weise muss das CA-Modul keine PID aufgreifen und in die Gefahr laufen, mit einer anderen PID zu "kollidieren", den der Sender benutzt. Zweitens, wenn der Sender nicht wünscht, programmkopiert zu werden, dann setzt er die CP-Eingänge nicht in die PMT. Wenn der Fälscher oder Hacker dieses Programm ausnutzen möchte, dann muss er die PMT richtig zusätzlich zu allen anderen Anforderungen zur Durchführung einer Aufzeichnung ausgeben. Die PMT 207 ist gültig sowohl vor als auch nach der CA/CP-Umsetzung.
  • Ein Aufzeichnungsgerät, wie es in 1 dargestellt ist, muss außerdem keine Eingänge in die PMT ändern. (Selbst in Systemen, wo die Aufzeichnungsgeräte CP-System-Datenmarkierungen ändern müssen). Die CP-Systemsteuermarkierungen werden in den CP ECM PID Paketen angeordnet und können hier modifiziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung beachtet außerdem die Möglichkeit einer "Wiederverwendung (reuse)" des CA-System-PID für die CP-Sytemdaten. In einem Simulcrpyt-System macht dieses es jedoch schwierig, die CP-System-ECMs zu finden. Entweder muss die PMT geändert werden, so dass sie richtig auf die XCA ECMs zeigt, oder ein Gerät, das die XCA ECMs zu finden versucht, muss wissen, welches CA-System anfänglich den Inhalt entwürfelt hat. Zusätzlich kann, wenn der Strom mit ISO/IEC 13181-1 verträglich ist, die Modifikation der PMT ebenfalls benötigt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erleichterung des Einfügens eines Systems für einen bedingten Zugriff (XCA) in ein digitales Audio/Video-Übertragungssystem (10), das den Inhalt von einer Quelle (20) zu einem Sicherheitsgerät (30) liefert, das zu einem Audio/Video-Verarbeitungsgerät (40, 50) gehört, mit der Bildung eines Datenstroms (CA, 22) mit Systeminformationsdaten (PMT, 207) bei der Sendequelle (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Systeminformationsdaten (PMT, 207) mit einem Eingang geliefert werden, der einen unbenutzten Identifizierer (207C) enthält, der für die Sicherheitsdaten (EXTRA ECM) für das zusätzliche System für einen bedingten Zugriff (XCA) reserviert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsgerät (30) die Sicherheitsdaten für das zusätzliche System für einen bedingten Zugriff bei dem unbenutzten Identifizierer in dem Datenstrom (22) gehören.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsdaten Nachrichten (ECM) für die Berechtigungssteuerung enthalten.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bildung eines Datenstroms (CA, 22) bei der Sendequelle (20) mit Systeminformationsdaten (PMT) außerdem die Einfügung der Sendequelle (20) bei wenigstens einem Eingang (207C) in eine Programm-Map-Tabelle (207) für das System (XCA) für einen bedingten Zugriff mit einem Paketidentifizierer (extra ECM_id) und der Paketidentifizierer den Berechtigungssteuernachrichten (ECM) zugeordnet ist.
  5. Verfahren zum Betrieb eines Sicherheitsgeräts (30) in einem System für einen bedingten Zugriff, gekennzeichnet durch Empfang eines Datenstroms (22) mit Systeminformationsdaten (PMT, 207) mit einem Eingang mit einem nicht benutzten Identifizierer (207C), der für die Sicherheitsdaten (EXTRA ECM) reserviert ist, die zu einem zusätzlichen System (XCA) für einen bedingten Zugriff gehören, und Einfü gung der Sicherheitsdaten für das zusätzliche System in den Datenstrom (22) für einen bedingten Zugriff (XCA) bei dem unbenutzten Identifizierer-Eingang.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche System (XCA) für einen bedingten Zugriff ein Kopierschutzsystem (30, 40, 35, 45) enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Analyse einer Map-Tabelle (PMT, 207) für den unbenutzten Identifizierer (120) mit dem zusätzlichen System (XCA) für einen bedingten Zugriff zur Bildung der Sicherheitsdaten für die Einfügung in den Datenstrom (22).
  8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsgerät (30) die Programm-Map-Tabelle (PMT) für das zusätzliche System (XCA) für einen bedingten Zugriff nicht aktualisiert.
  9. Verfahren zur Bildung von System-Informationstabellen (PMT) für einen Datenstrom (22), der von einer Inhaltsquelle (20) zu einem Sicherheitsgerät (30) gesendet werden soll, wobei das Sicherheitsgerät (30) Daten für ein zusätzliches System (XCA) für einen bedingten Zugriff in den Datenstrom (22) einfügt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Bildung einer Tabelle (PMT) enthält, die einen Eingang enthaltenden unbenutzten Identifizierer (207C, Extra CA_system_id) enthält, der für die Sicherheitsdaten (EXTRA ECM) für das zusätzliche System (XCA) für einen bedingten Zugriff reserviert ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsdaten für das zusätzliche System (XCA) für einen bedingten Zugriff bei dem unbenutzten Identifizierer (207C, Extra CA_system_id) durch das Sicherheitsgerät (30) eingefügt werden.
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