ES2251102T3 - Telecarga de aplicaciones con un descodificador digital. - Google Patents

Telecarga de aplicaciones con un descodificador digital.

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ES2251102T3 ES98950242T ES98950242T ES2251102T3 ES 2251102 T3 ES2251102 T3 ES 2251102T3 ES 98950242 T ES98950242 T ES 98950242T ES 98950242 T ES98950242 T ES 98950242T ES 2251102 T3 ES2251102 T3 ES 2251102T3
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Abstract

Un método para descargar una aplicación ejecutable en un descodificador que es capaz de recibir datos de radiodifusión en un formato de datos de radiodifusión, caracterizado porque comprende los pasos de: almacenar la aplicación ejecutable en una tarjeta inteligente (12) en un formato de organización de paquetes correspondiente a dicho formato de datos de radiodifusión; introducir la tarjeta inteligente en un lector de tarjeta inteligente situado en el descodificador; descargar la aplicación ejecutable en el descodificador desde la tarjeta inteligente de acuerdo con el formato de organización de paquetes.

Description

Telecarga de aplicaciones con un descodificador digital.
La presente invención está relacionada con un método y un aparato para descargar aplicaciones ejecutables en un descodificador utilizado en un sistema digital de radiodifusión, por ejemplo, como se utilizan en un sistema de televisión digital.
La transmisión de radiodifusión de datos digitales es bien conocido en el campo de sistema de televisión de pago, donde se envía información audiovisual cifrada, normalmente por medio de un enlace por satélite o por satélite/cable, a diversos abonados, cada uno de los cuales posee un descodificador o un receptor/descodificador capaz de descifrar el programa transmitido para su consiguiente observación. También son conocidos los sistemas de radiodifusión digital terrestre. Los sistemas recientes han utilizado también el enlace por radiodifusión para transmitir otros datos, además de, o al igual, que los datos audiovisuales, tales como programas de ordenador o aplicaciones interactivas al descodificador o a un PC conectado.
El mismo descodificador puede ser suministrado por el diseñador del sistema para diversos proveedores de servicios diferentes o compañías de radiodifusión en varios países diferentes. En tales circunstancias, será necesario normalmente cierto grado de pruebas o de adaptación del descodificador al cliente por el proveedor de servicios. Típicamente, se utiliza una aplicación de pruebas para comprobar el funcionamiento correcto de los elementos de hardware del descodificador, por ejemplo para confirmar que el sintonizador dentro del descodificador funciona correcta-
mente, etc.
Esta operación se lleva a cabo típicamente por el proveedor de servicios o por el distribuidor antes de que el descodificador pase al consumidor, por ejemplo, utilizando un PC exclusivo y un enlace paralelo o serie al descodificador. Se usa una aplicación suministrada por el diseñador del sistema y que se ejecuta en un PC para ajustar los parámetros de funcionamiento del descodificador.
Dependiendo de la complejidad de la operación y las habilidades del operador empleado para llevar a cabo esta tarea, el tiempo necesario para comprobar el descodificador puede ser considerable y puede aumentar el coste real del elemento acabado en una cantidad significativa.
Además, cuando se instala en campo, un usuario puede desear también introducir, por su propia conveniencia, varias aplicaciones que funcionen con el descodificador. De nuevo, el usuario se enfrenta con el problema de configurar y ejecutar en el descodificador una aplicación cargada en un PC, etc.
Es un objeto de la presente invención reducir el tiempo y complejidad de este tipo de operación y proporcionar un medio sencillo para introducir aplicaciones en el descodificador.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para descargar una aplicación ejecutable en un descodificador, caracterizado porque la aplicación se almacena en una tarjeta de memoria portátil introducida en un lector de tarjetas del descodificador, leyendo y descargando la aplicación en el descodificador desde la tarjeta.
El uso de tarjeta de memoria portátil permite a una aplicación predeterminada ser introducida de una manera fácil y sencilla en el descodificador sin necesidad, por ejemplo, de conectar el descodificador a un PC, cargar un programa en el PC, etc. El tiempo necesario para llevar a cabo, por ejemplo, una operación de comprobación se reducirá mucho, ya que un operador puede cargar la aplicación en el descodificador mediante una simple inserción de la tarjeta en el descodificador.
Aunque las tarjetas de memoria portátiles son conocidas en el campo de la tecnología del descodificador, su uso hasta la fecha ha sido restringido a la simple transferencia de datos estáticos, por ejemplo, datos financieros de una tarjeta de crédito insertada en el descodificador, o bien para contener claves de descifrado asociadas con transmisiones de radiodifusión. Hasta ahora, tales tarjetas no han sido utilizadas para descargar aplicaciones ejecutables. Esto es debido en parte a la lentitud percibida del enlace de datos asociado con el uso de una ranura para la tarjeta, que ha actuado desanimando a los diseñadores de sistemas en esta solución.
El documento PCT WO93/07715 divulga un sistema en el cual los datos estáticos correspondientes a información de frecuencia del canal se mantienen en la memoria de una tarjeta inteligente, siendo insertada la tarjeta inteligente en el televisor para sintonizarlo con los canales correctos. Un sistema similar se describe en el documento DE 4344317, en el cual se inserta una tarjeta inteligente en una ranura de un mando a distancia de un televisor para controlar el sintonizador del televisor. Ninguno de esos documentos divulga la descarga de una aplicación ejecutable en un descodificador. El documento US 5.448.568 describe un aparato en el cual se forman las aplicaciones interactivas como paquetes de transporte para la radiodifusión. El documento EP 0.585.833 describe un descodificador que obtiene datos de clave y autorización desde una tarjeta inteligente de una suscripción.
Como puede comprenderse, la presente invención no está limitada a la descarga de una aplicación del tipo de pruebas. La tarjeta puede ser utilizada igualmente para introducir una aplicación utilizada inicialmente para configurar el descodificador. También son imaginables usos alternativos, por ejemplo, en los que las tarjetas que contienen una aplicación promocional, tal como un juego de vídeo o similar, son distribuidas directamente al usuario final del descodificador. Cada vez con mayor frecuencia, las unidades descodificadoras incorporan más funcionalidades asociadas con los productos multimedia en general y la utilización de una tarjeta de memoria portátil proporciona un medio relativamente sencillo para que un consumidor no técnico introduzca aplicaciones ejecutables en el descodificador.
El término "tarjeta de memoria portátil" incluye cualquier tarjeta portátil que pueda ser insertada dentro de la correspondiente ranura del descodificador. La tarjeta puede incluir un chip de microprocesador además de un simple elemento de memoria. La tarjeta puede ser alimentada a través de una conexión a una fuente de alimentación situada internamente dentro de la ranura del lector del descodificador o puede incluir una fuente de alimentación por baterías.
En un modo de realización, la tarjeta puede ser conforme con las normas necesarias para permitir la lectura en un lector PCMCIA en el descodificador. Sin embargo, preferiblemente la tarjeta está adaptada para ser leída en un lector de tarjeta inteligente del descodificador. Esta solución posee un cierto número de ventajas en comparación, por ejemplo, con la tarjeta PCMCIA, debido notablemente a la simplicidad de los contactos formados sobre la tarjeta, que reduce el coste de producción y la ubicuidad de los lectores de tarjeta inteligente en las unidades descodificadoras.
Las características de las tarjetas inteligentes y de los lectores de tarjeta inteligente son bien conocidas y están definidas, por ejemplo, en las normas internacionales ISO 7816_1 (características físicas), ISO 7816_2 (dimensiones de contacto y de colocación) e ISO 7816_3 (señales eléctricas y protocolos de transmisión).
A diferencia, por ejemplo, de las tarjetas bancarias, las tarjetas inteligentes asociadas con unidades descodificadores no necesitan ser introducidas totalmente en la unidad y pueden sobresalir cierta distancia del descodificador. Consecuentemente, aunque la anchura y el grosor de la tarjeta para la parte insertada deben corresponder a valores normalizados, la tarjeta puede ser más larga que una tarjeta de crédito estándar. Esto conduce a la posibilidad de introducir más componentes y de mayor tamaño en la tarjeta.
Ventajosamente, la aplicación ejecutable almacenada dentro de la tarjeta y descargada en el descodificador tiene un formato de acuerdo con un formato de datos de radiodifusión, tal como el formato de datos MPEG. En el caso de datos del tipo de aplicación contenidos en la carga útil de un paquete de transporte, el estándar MPEG describe la organización de los datos en una serie de tablas, incluyendo cada tabla un identificador de tabla, etc.
En un modo de realización, los datos de aplicación pueden ser subdivididos en varios módulos en la memoria de la tarjeta, siendo ensamblados los módulos por el descodificador para formar la aplicación completa.
Las ventajas asociadas con el uso de datos de formato MPEG son considerables, ya que el descodificador puede gestionar y procesar tales aplicaciones de la misma manera que gestiona aplicaciones descargadas a través del enlace de radiodifusión. Por ejemplo, en el caso en el que el descodificador incluye una máquina virtual para procesar datos, la aplicación puede ser escrita en código intérprete, siendo interpretado y procesado este código por las mismas unidades lógicas dentro de la máquina que las utilizadas para aplicaciones MPEG de radiodifusión.
Como se comprenderá, cuando el descodificador está adaptado para descargar transmisiones digitales de radiodifusión de acuerdo con un formato de datos alternativo, pueden obtenerse las mismas ventajas organizando los datos en la tarjeta en este formato.
De acuerdo con un modo de realización preferido adicional, algo o parte de la aplicación almacenada dentro de la tarjeta de memoria es cifrada con una o más claves de cifrado. En particular, algunos o parte de los datos almacenados en la tarjeta de memoria pueden ser cifrados y/o firmados con una clave privada, teniendo acceso el descodificador a la clave pública equivalente para descifrar y/o autenticar el origen de la aplicación. En el caso de no-autenticación del código, el descodificador puede rehusar a descargar el código. Son posibles otras disposiciones, que utilizan dos claves secretas de un algoritmo simétrico, o una técnica de combinación de cálculo de clave/cifrado, por ejemplo, además o en lugar de este proceso de firma.
La ventaja de una tarjeta de memoria recae en la simplicidad con la cual puede introducirse una aplicación en el descodificador. Por la misma razón, el uso de una tarjeta de memoria podría dar lugar potencialmente a un problema de seguridad permitiendo la instalación de aplicaciones piratas en el descodificador. El uso de código firmado asegura la integridad de las aplicaciones e impide, por ejemplo, la introducción de un programa "caballo de Troya" o similar en el sistema.
Preferiblemente, el descodificador está provisto de una pluralidad de lectores de tarjeta inteligente para permitir la lectura de la tarjeta inteligente que lleva la aplicación ejecutable junto con otra tarjeta inteligente, por ejemplo, una tarjeta inteligente que lleve una clave de descifrado.
Como se ha mencionado anteriormente, un uso principal de tarjetas inteligentes en el contexto de un descodificador está relacionado con el almacenamiento de las claves de descifrado y cifrado asociadas con ese descodificador. En el caso en que el código ejecutable descargado desde la tarjeta de memoria esté parcialmente o totalmente cifrado, el descifrado se llevará a cabo muy probablemente con relación a una clave pública almacenada en una tarjeta inteligente del tipo de suscripción. Un descodificador de múltiples ranuras permite la interacción entre las dos tarjetas.
Son posibles otros modos de realización para un descodificador de una sola ranura, por ejemplo en el cual se descarga la aplicación desde la primera tarjeta inteligente y se almacena en una memoria intermedia antes de que se retire la primera tarjeta y se inserte la segunda tarjeta para verificar la aplicación, o en el cual se utiliza un adaptador para permitir que se puedan insertar en paralelo ambas tarjetas, etc.
En un modo de realización, el método puede incluir los pasos de descargar la aplicación en el descodificador, fijar uno o más parámetros asociados con la aplicación y almacenar los parámetros en la tarjeta de memoria para un uso posterior.
Por ejemplo, en el caso en que la tarjeta de memoria se utilice como vehículo para una aplicación de pruebas desarrollada por el diseñador del sistema, la aplicación puede incluir ciertos parámetros, tales como la frecuencia de sintonización, que han de ser fijados por el operador de las pruebas.
La primera vez que se carga la aplicación en un descodificador, el operador tendrá la opción de seleccionar estos parámetros utilizando, por ejemplo, el controlador remoto del descodificador. Una vez fijados, los parámetros pueden ser almacenados en la tarjeta. De ahí en adelante, la comprobación de los descodificadores posteriores será llevada a cabo automáticamente con relación a estos parámetros almacenados.
Por razones de seguridad, es preferible que la aplicación permanezca inalterada y solamente sean vueltos a cargar en la tarjeta los parámetros fijados nuevamente. La aplicación puede ser almacenada, por ejemplo, en una memoria FLASH o ROM de acceso restringido y los parámetros pueden ser cargados en una unidad de memoria EEPROM en la tarjeta de memoria.
Ventajosamente, la tarjeta de memoria incluye medios físicos de conmutación para seleccionar una aplicación entre una pluralidad de aplicaciones almacenadas en la tarjeta que serán descargadas al insertar la tarjeta de memoria en el descodificador. Por ejemplo, cuando la tarjeta se usa como un vehículo para varias aplicaciones de configuración para diversos proveedores de servicios, la tarjeta puede incluir unos medios de conmutación DIL que pueden ser fijados por un operador para seleccionar la aplicación de configuración asociada con ese proveedor de ser-
vicios.
La presente invención se extiende a un descodificador para ser utilizada en un método como el descrito anteriormente, en particular un descodificador adaptado para leer datos del formato (por ejemplo, MPEG) de radiodifusión introducidos a través de un lector de tarjetas en el descodificador. La presente invención se extiende también a una tarjeta de memoria para ser utilizada en tal método, incluyendo en particular una aplicación almacenada en un formato de radiodifusión en la tarjeta.
Aunque la descripción se refiere a "receptores/descodificadores" y a "descodificadores", se comprenderá que la presente invención se aplica igualmente a modos de realización que tienen un receptor integrado con el descodificador como una unidad descodificadora funcionando en combinación con un receptor separado físicamente. Tal descodificador puede ser de la clase utilizada en cualquier sistema de radiodifusión digital por satélite, terrestre, o por cable, etc. y puede incluir otras capacidades del tipo de multimedia o puede ser integrado con otros dispositivos, tales como un grabador de vídeo o un televisor.
De forma similar, el término "aplicación ejecutable" cubre aplicaciones escritas en cualquier forma de código (código intérprete, código compilado, código nativo, etc.) y que sea capaz de ser ejecutado por un microprocesador dentro del descodificador.
El término MPEG se refiere a los estándares de transmisión de datos desarrollados por el grupo de trabajo "Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento" de la Organización Internacional de Estándares, y en particular, aunque no exclusivamente, al estándar MPEG-2 desarrollado para aplicaciones de televisión digital y establecido en los documentos ISO 13818-1, ISO 13818-2, ISO 13818-3 e ISO 13818-4. En el contexto de la presente solicitud de patente, el término incluye todas las variantes, modificaciones o desarrollos de los formatos MPEG aplicables al campo de la transmisión digital de datos.
La invención está definida por las reivindicaciones anexas.
A continuación se describirá, a modo de ejemplo solamente, un modo de realización preferido de la presente invención, con referencia a las figuras anexas, en las cuales:
La figura 1 muestra una visión global de los elementos de un descodificador;
La figura 2 muestra una tarjeta de memoria, adaptada para ser leída en una ranura de un lector de tarjetas en el descodificador de la figura 1;
La figura 3 muestra un diagrama de circuitos de los componentes de la tarjeta de la figura 2; y
La figura 4 muestra la arquitectura de software del descodificador de la figura 1.
Haciendo referencia a la figura 1, se describirán a continuación los elementos de un receptor/descodificador 1 o caja de convertidor/descodificador para ser utilizado en un sistema de radiodifusión digital adaptado para ser utilizado en la presente invención. Como podrá comprenderse, los elementos de hardware de este descodificador son muy convencionales y su implantación estará dentro de las capacidades de un experto en la técnica.
Como está ilustrado, el descodificador 1 está equipado con varios interfaces para recibir y transmitir datos, en particular un sintonizador MPEG y un desmultiplexor 2 para recibir transmisiones MPEG de radiodifusión, un interfaz serie 3, un interfaz paralelo 4 y un canal 5 de retorno con módem para enviar y recibir datos a través de una red telefónica. En este modo de realización, el descodificador incluye también un primer y un segundo lectores 6 y 7 de tarjetas inteligentes, siendo el primer lector 6 para aceptar una tarjeta inteligente de suscripción que contenga las claves de cifrado asociadas con el sistema y el segundo lector 7 para aceptar tarjetas bancarias y, en este caso, una tarjeta inteligente que contenga una aplicación que ha de ser descargada.
El descodificador incluye también un receptor 8 para recibir señales de control de infrarrojos desde un mando a distancia de microteléfono y una salida Peritel 10 para enviar señales audiovisuales a un televisor 11 conectado al descodificador.
El procesamiento de las señales digitales recibidas a través de los interfaces y la generación de señales digitales de salida son gestionados por una unidad 40 de control central. La arquitectura de software de la unidad de control dentro del descodificador puede adoptar muchas formas. Puede estar basada, por ejemplo, en una máquina virtual que interactúe a través de una capa de interfaz con un sistema operativo de nivel inferior implantado en los componentes de hardware del descodificador. En términos de la arquitectura de hardware, el descodificador estará equipado con un procesador, elementos de memoria tales como una memoria ROM, RAM, FLASH etc., como en los codificadores conocidos.
A continuación se describirá una realización particular de una arquitectura de software con relación a la figura 4. Se observará que se utiliza una arquitectura estratificada. La primera capa 51 representa el sistema operativo del hardware del receptor/descodificador. Este es un sistema operativo de tiempo real elegido por el fabricante para controlar los elementos de hardware del receptor/descodificador. El sistema operativo de tiempo real tiene un tiempo de respuesta relativamente rápido con el fin de ser capaz de sincronizar correctamente las operaciones de hardware. Sobre la capa del sistema operativo del hardware se asienta una capa de un sistema de proceso de datos y comprende una capa 52 de software personalizado y una capa 53 de interfaz de aplicaciones. A los mensajes de sucesos se les hace pasar entre la capa 51 del sistema operativo y la capa 52 de software personalizado inmediatamente por encima. La capa de software personalizado esta escrita en un lenguaje tal como el C ANSI y comprende los elementos de una máquina virtual 54 y diversos interfaces 55 que incluyen un interfaz gráfico 56, un interfaz 57 de memoria FLASH/PROM, un interfaz 58 de protocolos y un interfaz 59 de dispositivos.
El uso de una máquina virtual 54 permite una independencia entre las aplicaciones 66 de nivel superior, que son proporcionadas normalmente por el administrador del sistema o por uno o más operadores, y un sistema operativo 51 de nivel inferior, implantado normalmente por el fabricante del hardware del descodificador.
Los interfaces 60 proporcionan el enlace entre las operaciones de la máquina virtual y el nivel inferior del sistema operativo 51 e incluyen también varios módulos de aplicación de nivel intermedio que se ejecutan más fácilmente en este nivel.
La capa 53 del interfaz de aplicaciones (API) comprende varios paquetes 60-65 de alto nivel, escritos en lenguaje intérprete orientado a objetos, tal como Java. Estos paquetes proporcionan un interfaz entre las aplicaciones de alto nivel, creadas generalmente por el proveedor de servicios (guía interactiva de programas, telecompra, navegador de Internet, etc.) y la máquina virtual del sistema.
El sistema operativo de nivel inferior está incorporado normalmente en los componentes de hardware del descodificador, aunque en algunas realizaciones, el sistema operativo de nivel inferior puede ser descargado. El software personalizado y los paquetes de la capa del interfaz de aplicaciones pueden ser descargados en la memoria RAM o en la memoria FLASH del descodificador a partir de una transmisión de radiodifusión. Alternativamente, algo del software personalizado o todo él y los elementos de la capa del interfaz de aplicaciones pueden ser almacenados en la ROM o (si está presente) en la memoria FLASH del descodificador. Como podrá comprenderse, la organización física de los elementos de memoria del descodificador es bastante diferente de la organización lógica de la
memoria.
Volviendo al detalle de cada capa, se describirá ahora la capa 55 de interfaz por encima de la máquina virtual 54. Como está ilustrado, comprende cuatro módulos, un módulo gráfico 56, un módulo 57 de gestión de ficheros de memoria, un módulo 58 de protocolos y un gestor 59 de dispositivos. Aunque los módulos en este nivel se describen como módulos de interfaz, su función es proporcionar una capa de "encolado" para la implantación de los paquetes del interfaz de aplicaciones y para el funcionamiento de la máquina virtual en general.
El módulo gráfico 56 proporciona la creación y gestión de objetos gráficos. Pide al sistema operativo del nivel inferior que presente formas gráficas básicas tales como simples píxeles (elementos de imagen), líneas, rectángulos, etc. De una manera similar, el módulo 57 de gestión de ficheros de memoria incluye órdenes de fichero de lectura/escritura de bajo nivel, asociadas con los componentes de memoria del sistema. El módulo 58 de gestión de protocolos define una librería de protocolos de comunicaciones que pueden ser llamados al comunicarse, por ejemplo, a través del la capa TCP/IP del descodificador.
El gestor 59 de dispositivos es ligeramente diferente de los demás módulos de esta capa, en cuanto que proporciona el enlace o interfaz entre el sistema operativo del hardware y las capas que están por encima, incluyendo los demás módulos de la capa de interfaz y la máquina virtual. A las órdenes o mensajes de sucesos que son recibidos/enviados al sistema operativo del hardware desde la máquina virtual, por ejemplo, se les hace pasar necesariamente por el gestor de dispositivos para su conversión de acuerdo con las especificaciones del interfaz entre los dos niveles.
Haciendo referencia ahora a la capa 53 del interfaz de aplicaciones, los paquetes en esta capa están escritos en un lenguaje orientado a objetos, tal como Java. Cada paquete define un conjunto de librerías de clases que son llamadas durante el funcionamiento del sistema. Su comportamiento de clase dependerá del lenguaje escogido, estando adherida una sola estructura de clase de herencia en el caso de Java. En el presente sistema se instalan los siguientes paquetes.
Paquete 60 de Leng/Util. Estos paquetes definen las clases necesarias para la manipulación de objetos por la máquina virtual. Estas librerías de clases forman parte normalmente de una librería estándar asociada con el lenguaje orientado a objetos elegido.
Paquete 61 de MHEG-5. Este paquete define las clases asociadas con la manipulación de objetos gráficos en la pantalla del televisor. Tales objetos son distintos de los datos audiovisuales y pueden componer, por ejemplo, identificadores de canales o texto extendido sobre las imágenes presentadas. La definición de clases dentro de este paquete debe respetar las normas MHEG-5 definidas por los estándares ETS 300777-3 e ISO/ISE 13522-5 (y el estándar ISO/ISE 13522-6 en el caso de un sistema con Java).
Paquete 62 de Caja de Herramientas. Este paquete contiene las clases utilizadas para descargar y descomprimir la información así como las clases asociadas con la gestión del sistema de ficheros y memoria dentro del receptor/descodificador y las clases asociadas con la conexión a Internet, etc.
Paquete 63 de Dispositivos. Este paquete define las clases necesarias para la gestión de periféricos unidos al receptor/descodificador, como se ha descrito anteriormente, e incluyendo el módem, los lectores de tarjeta inteligente, el sintonizador de flujo de MPEG, etc.
Paquete 64 de Servicios. Este paquete define las clases necesarias para la implantación del desarrollo de aplicaciones interactivas de alto nivel, tales como la gestión de los datos de la tarjeta de crédito, etc.
Paquete 65 de DSMCC-UU. Este paquete implanta los protocolos necesarios para la comunicación entre un cliente y un servidor para la búsqueda y lectura de ficheros de datos. La implantación de este paquete debe respetar la norma ISO/IEC 13818-6 y las directivas definidas en DAVIC parte 9.
Finalmente, diversas aplicaciones 66 de alto nivel se asientan sobre los niveles inferiores del sistema y se comunican con ellos a través de la capa 53 de interfaz de aplicaciones. En el presente modo de realización, el uso de una arquitectura del tipo de máquina virtual significa que las aplicaciones serán escritas en un lenguaje intérprete, tal como el Java. Naturalmente, son posibles otros sistemas de software para gestionar aplicaciones ejecutables escritas en tipos alternativos de código. Como se describirá a continuación, las aplicaciones pueden originarse desde una diversidad de fuentes y/o operadores. En particular, en el presente modo de realización de la invención, las aplicaciones ejecutables son instaladas a través de un interfaz de tarjeta inteligente.
Una aplicación introducida en el descodificador corresponde a una sección de código introducido en la máquina que permite el control, por ejemplo, de funciones de la máquina de nivel más alto. Estas pueden incluir la generación de una secuencia gráfica en la pantalla de la pantalla del televisor como respuesta a una orden desde el mando a distancia, o la emisión de un mensaje a través del módem 5 a un servidor asociado con el sistema digital de radiodifusión. La ejecución y el mantenimiento de aplicaciones pueden ser manejados por un gestor 67 de aplicaciones, instalado a su vez en la capa de aplicaciones.
Las aplicaciones pueden ser aplicaciones residentes almacenadas en la ROM o en la FLASH del descodificador o aplicaciones retransmitidas y descargadas a través del interfaz 2 de MPEG del descodificador. Las aplicaciones pueden incluir aplicaciones de guía de programas, juegos, servicios interactivos, aplicaciones de telecompra, así como aplicaciones de inicio para permitir al descodificador estar operativo inmediatamente tras el arranque y aplicaciones para configurar y comprobar el descodificador. Las aplicaciones son almacenadas en lugares de memoria del descodificador y representadas como ficheros de recursos que comprenden ficheros de descripción de objetos gráficos, ficheros unitarios, ficheros de bloques variables, ficheros de secuencia de instrucciones, ficheros de aplicaciones, ficheros de datos, etc.
En el caso de una transmisión de radiodifusión, pueden estar presentes diversos tipos de cadenas de datos, por ejemplo, una cadena de datos de vídeo, una cadena de datos de audio, una cadena de datos de texto, etc. De acuerdo con las normas de MPEG, cada paquete de transporte está precedido por un Identificador del Paquete (PID) de 13 bits, un PID para cada paquete transportado en la cadena MPEG. Una tabla de mapas de programas (PMT) contiene una lista de las diferentes cadenas para un servicio en particular o "canal" y define el contenido de cada cadena de acuerdo con el PID respectivo. Un PID puede alertar al dispositivo de la presencia de aplicaciones en la cadena de datos, estando identificado el PID por la tabla PMT.
Dentro de la cadena de transporte MPEG que contiene una aplicación, puede haber tres o más niveles de estructura de paquetes. Una primera capa corresponde a la capa básica de transporte que comprende una serie de paquetes de transporte de tamaño fijo.
Además, las aplicaciones descargadas a través del enlace de radiodifusión son divididas en módulos, correspondiendo cada módulo a una o más tablas MPEG encapsuladas dentro de los paquetes de transporte antes mencionados. Cada tabla MPEG puede ser dividida en varias secciones. Para la transferencia de datos a través de los puertos serie y paralelo, los módulos son divididos también en tablas y secciones, dependiendo el tamaño de la sección del canal utilizado. Un reparto en secciones similar es aplicado a las tablas de MPEG descargadas utilizando la tarjeta inteligente del presente modo de realización.
Finalmente, este reparto en secciones de una aplicación en tablas de MPEG es independiente de cualquier estructuración de los propios datos de la aplicación. Por ejemplo, una aplicación puede estar organizada en varios ficheros dispuestos dentro de un carrusel de datos según el protocolo DSM-CC, por ejemplo.
Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, se describirá ahora la estructura de una tarjeta inteligente 12 adaptada para cargar una aplicación ejecutable en el descodificador. La figura 2 muestra una vista en planta de la tarjeta inteligente que comprende una zona de contactos 13, una memoria FLASH ROM 14, una memoria EEPOM 15, un microprocesador 16, una unidad 17 de conmutación DIL y varios otros componentes discretos. A diferencia de las tarjetas inteligentes estándar, la presencia de elementos adicionales 14, 15 de memoria permite almacenar en la tarjeta inteligente una aplicación ejecutable de un tamaño significativo.
La tarjeta 2 de memoria posee la anchura y grosor de una tarjeta inteligente estándar normalizada para permitir su inserción en una ranura de tarjeta inteligente del descodificador. Sin embargo, como se observará en la figura 2, la tarjeta es más larga que una tarjeta estándar para permitir la incorporación de todos los componentes descritos sobre su superficie. En el contexto de su utilización en la configuración inicial del descodificador, este aumento en tamaño puede no ser significativo. En situaciones alternativas, por ejemplo cuando se pretende suministrar la tarjeta al usuario eventual del descodificador, pueden omitirse algunos componentes tales como la unidad DIL 17 de conmutación y la EEPROM 15. El resto de componentes puede ser miniaturizado y la tarjeta completa puede ser diseñada para ser conforme con las normas de tarjetas inteligentes.
Haciendo referencia ahora a la figura 3, los contactos 13 que encajan en el lector de tarjeta inteligente del descodificador pueden ser divididos por su función en una línea 18 de fuente de alimentación que suministra la tensión Vcc de la tarjeta, una línea 19 de reposición conectada al correspondiente terminal 20 de reposición del microprocesador, una línea 21 de reloj conectada al terminal 22 del reloj del microprocesador y una línea 23 de E/S conectada a los correspondientes terminales 24, 25 de entrada y salida del microprocesador. Como está ilustrado, las conexiones están hechas a través de una serie de amplificadores operacionales 26. La fuente de alimentación es regulada por medio de un condensador C4.
La unidad 15 de memoria EEPROM está conectada al microprocesador 16 a través de las líneas 27, 28, estando polarizadas estas líneas por la fuente de alimentación Vcc conectada a través de las resistencias R1 y R2. La función de la memoria EEPROM será descrita con más detalle a continuación con relación a la aplicación de configuración. El microprocesador 16 está conectado por una serie de líneas 29 a los correspondientes terminales de la memoria FLASH 14. El estado de tres de estas líneas 30, 31, 32 está determinado por la unida 17 de conmutación conectada a través de una serie de diodos D1, D2, D3 y polarizado por la fuente de alimentación Vcc conectada por las resistencias R3, R4, R5. Al conmutar cada uno de los interruptores al estado de activación o desactivación, puede definirse una palabra de control binario 000, 001, 010, 011, etc. Como será descrito, esta palabra binaria se utiliza para determinar el primer bloque de la memoria FLASH que será accedido tras la inserción de la tarjeta y, por tanto, la aplicación que será cargada en el descodificador.
La tarjeta 12 está diseñada para ser encajada en el lector 7 de tarjetas de crédito del descodificador 1, estando reservado el lector 6 para la tarjeta de suscripción asociada con el sistema de radiodifusión que contiene las claves necesarias, entre otras cosas, para descodificar las transmisiones cifradas y verificar el código descargado. Tras la inserción, el lector comprueba el tipo de tarjeta insertada por medio de una simple señal de intercambio con la tarjeta. En el caso de que el lector identifique la tarjeta como una tarjeta del tipo que contiene un código de aplicación para ser cargado en la máquina, el descodificador accederá al primer bloque de código en la memoria FLASH 15 en la dirección hexadecimal correspondiente al mensaje binario indicado por la unida 17 de conmutación.
En el caso, por ejemplo, de que se pretenda usar la tarjeta en las pruebas de los descodificadores de diversos proveedores de servicio, puede cargarse una aplicación diferente correspondiente al proveedor de servicio en cuestión o correspondiente a las funciones que necesitan ser comprobadas. Además o alternativamente, puede utilizarse un primer ajuste de los interruptores para descargar la aplicación suministrada con la tarjeta y un segundo ajuste para descargar una aplicación diferente y/o los parámetros asociados fijados por el proveedor de servicios (véase más abajo).
El código de aplicación es descargado desde la tarjeta en una serie de módulos, siendo ensamblados los módulos después para formar una serie de tablas MPEG-2 (forma abreviada), como se ha descrito anteriormente en relación con los datos de radiodifusión. La ventaja de dar formato a los datos de acuerdo con el formato MPEG es que la máquina virtual dentro de la unidad central de control del descodificador puede procesar aplicaciones directamente recibidas en este formato, de la misma manera que procesa aplicaciones recibidas a través del enlace de radiodifusión. Como podrá apreciarse, esto conduce a reducciones considerables en el tiempo necesario para procesar la aplica-
ción, etc.
El formato de las secciones privadas de MPEG en este caso es como sigue:
ident_tabla 8 bits
indicador_sintax_sección 1 bit
indicador_privado (=1) 1 bit
reservado 2 bits
longitud_sección_privada 12 bits
extensión_ident_tabla 16 bits
reservado 2 bits
número_versión 5 bits
indicador_siguiente_actual 1 bit
número_sección 8 bits
número_última_sección 8 bits
byte_datos_privados indeterminado
El descodificador accederá a una aplicación utilizando los valores de ident_tabla y extensión_ident_tabla.
Antes de almacenarse en la tarjeta, el código de aplicación contenido dentro de las tablas MPEG es cifrado para proporcionar una firma digital. Esta firma es generada por el proveedor de la tarjeta utilizando una clave privada de un algoritmo de claves públicas/privadas, tales como RSA, y conocida solamente por él mismo. El descodificador tiene acceso a una serie de claves públicas sobre una tarjeta de suscripción insertada en el otro lector de tar-
jetas.
En el caso de que el descodificador confirme que el código se ha originado a partir de una fuente conocida, verificando la firma digital, la aplicación será instalada en la máquina. El código no verificado será rechazado por el descodificador. Además de verificar el código, el descodificador puede utilizar también la clave pública para descifrar el código antes del funcionamiento.
Además, el cifrado por un algoritmo privado/público puede ser combinado también con una función del tipo de cálculo de clave de una dirección, tal como MD5. Por ejemplo, una sección de código puede ser procesada para proporcionar un valor de cálculo de clave, siendo cifrado después este valor de cálculo de clave por la clave privada para proporcionar la firma digital.
Pueden aplicarse también otras técnicas de cifrado utilizadas en sistemas digitales de radiodifusión, por ejemplo para cifrar el código de acuerdo con una o más claves privadas conocidas por el proveedor de la tarjeta de aplicaciones para impedir que un tercero descifre y utilice la aplicación almacenada en la tarjeta. El descodificador posee la clave o claves necesarias para descifrar el código como está almacenado en una tarjeta de suscripción. Este cifrado puede ser llevado a cabo además de la firma del código y después de ella. Este cifrado/descifrado puede ser llevado a cabo, por ejemplo, utilizando un algoritmo simétrico.
El uso de una tarjeta de suscripción para contener las claves de descifrado necesarias requiere generalmente que el descodificador esté provisto también con un segundo lector de tarjeta inteligente, ya que el descodificador se dirigirá a ambas tarjetas durante los pasos de descarga y verificación. Se pueden concebir modos de realización alternativos, por ejemplo en los cuales se descargan primero los datos desde la tarjeta de aplicaciones a una memoria intermedia, después se retira la tarjeta de aplicaciones y se inserta la tarjeta que contiene las claves de descifrado, etc. Sin embargo, como podrá apreciarse, estos son menos convenientes que el uso de un descodificador equipado con dos o más lectores de tarjeta inteligente, particularmente porque puede ser necesario tener que volver a dirigirse a una u otra tarjetas en cualquier momento.
A continuación se describirá la instalación de una aplicación de pruebas dentro del descodificador. Típicamente, el proveedor de servicios utiliza tal aplicación de pruebas para comprobar el funcionamiento correcto de la capa de hardware. Por ejemplo, la aplicación de pruebas puede controlar el sintonizador del descodificador para comprobar que el descodificador puede recibir correctamente los datos transmitidos por un canal de frecuencia dado.
La aplicación cargada puede ser interactiva de manera que permita al operador introducir parámetros específicos en el descodificador, por ejemplo por medio del microteléfono del mando a distancia. En el caso de la frecuencia de sintonización, el operador puede ajustar manualmente la frecuencia fijada hasta que se obtiene la recepción más clara. Una vez conocidos estos parámetros por un descodificador, serán los mismos para el resto de la serie. Es deseable por tanto que este y otros valores de parámetros puedan ser memorizados con el fin de evitar la repetición de la operación para cada descodificador.
Consecuentemente, una vez definido por el operador con relación al primer descodificador, estos parámetros son descargados en la memoria EEPROM 15 de la tarjeta. Al retirar la tarjeta, el operador cambia el ajuste de los interruptores en la unidad 17 de interruptores de forma tal que se accederá a una aplicación en una dirección diferente dentro de la memoria FLASH en la siguiente inserción en un descodificador. Cuando se reinserta después la tarjeta en el siguiente de una serie de descodificadores, esta nueva aplicación será cargada en el descodificador. Al ejecutarse la aplicación indicará la presencia de valores predeterminados de los parámetros almacenados en la EEPROM y estos valores serán cargados automáticamente y fijados en el descodificador. En el caso del sintonizador, por ejemplo, la aplicación ajustará automáticamente el sintonizador a la frecuencia seleccionada por el operador en el primer descodificador y el operador puede determinar inmediatamente si el sintonizador funciona correctamente o no.
En vista de la relativa dificultad al grabar datos en una unidad FLASH (en comparación con una EEPROM), es preferible, aunque no esencial, que la memoria FLASH sea utilizada para aplicaciones que no han de ser modificadas durante el uso y que la memoria EEPROM sea reservada para descargar datos en la tarjeta.
Además, con el fin de aumentar la seguridad del sistema, la memoria FLASH puede ser bloqueada en una configuración de solo lectura por el microprocesador al conectar inicialmente la tarjeta, y/o al recibir una instrucción desconocida. Naturalmente, son posibles otras combinaciones y configuraciones de memoria utilizando dispositivos ROM, etc.
Aunque el modo de realización anterior ha sido descrito con relación a una realización de tarjeta inteligente, pueden utilizarse otras tarjetas de memoria portátiles, tales como las tarjetas PCMCIA, si el descodificador es capaz de leer tales tarjetas.

Claims (18)

1. Un método para descargar una aplicación ejecutable en un descodificador que es capaz de recibir datos de radiodifusión en un formato de datos de radiodifusión, caracterizado porque comprende los pasos de:
almacenar la aplicación ejecutable en una tarjeta inteligente (12) en un formato de organización de paquetes correspondiente a dicho formato de datos de radiodifusión;
introducir la tarjeta inteligente en un lector de tarjeta inteligente situado en el descodificador;
descargar la aplicación ejecutable en el descodificador desde la tarjeta inteligente de acuerdo con el formato de organización de paquetes.
2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en el cual la aplicación ejecutable almacenada dentro de la tarjeta y descargada en el descodificador está formateada de acuerdo con un formato de datos MPEG.
3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 2, estando subdividida la aplicación en una pluralidad de módulos en la memoria de la tarjeta, siendo descargados los módulos y ensamblados por el descodificador para formar la aplicación completa.
4. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el cual la aplicación está escrita en código intérprete.
5. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que algo o parte de la aplicación almacenada en la tarjeta inteligente está cifrada con una o más claves de cifrado.
6. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el cual algo o parte de los datos almacenados en la tarjeta inteligente ha sido cifrada y/o firmada con una clave privada, teniendo acceso el descodificador a la clave pública equivalente de manera que descifra y/o autentica el origen de la aplicación.
7. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el cual el descodificador está provisto de una pluralidad de lectores (6, 7) de tarjeta inteligente para permitir leer una tarjeta inteligente que contenga la aplicación ejecutable y otra tarjeta inteligente.
8. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, que incluye los pasos de descargar la aplicación en el descodificador, fijar uno o más parámetros asociados con la aplicación y almacenar los parámetros en la tarjeta inteligente para uso posterior.
9. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el cual la tarjeta inteligente incluye medios físicos (17) de conmutación para seleccionar una aplicación entre una pluralidad de aplicaciones almacenadas en la tarjeta, que será descargada al insertar la tarjeta inteligente en el descodificador.
10. Un descodificador (1) para ser utilizado con un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, siendo capaz dicho descodificador de recibir datos de radiodifusión en un formato de datos de radiodifusión y estando adaptado para leer y descargar una aplicación ejecutable en un formato de organización de paquetes correspondiente a dicho formato de datos de radiodifusión a través de un lector (7) de tarjeta inteligente en el descodifi-
cador (1).
11. Un descodificador como el reivindicado en la reivindicación 10, que comprende una pluralidad de lectores
(6, 7) de tarjeta inteligente para permitir la lectura de una tarjeta inteligente que contenga la aplicación ejecutable y otra tarjeta inteligente.
12. Una tarjeta inteligente (12) para ser utilizada en un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, incluyendo dicha tarjeta inteligente (12) una aplicación ejecutable almacenada en la tarjeta en un formato de organización de paquetes correspondiente a dicho formato de datos de radiodifusión.
13. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en la reivindicación 12, en la cual la aplicación está formateada de acuerdo con un formato de datos MPEG.
14. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en la reivindicación 13, en la cual la aplicación está subdividida en una pluralidad de módulos en la memoria de la tarjeta.
15. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en la cual la aplicación está escrita en código intérprete.
16. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en la cual algo o parte de la aplicación está cifrada con una o más claves de cifrado.
17. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en la cual algo o parte de la aplicación de datos está cifrada y/o firmada con una clave privada.
18. Una tarjeta inteligente como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, que incluye medios físicos (17) de conmutación para seleccionar una aplicación entre una pluralidad de aplicaciones almacenadas en la tarjeta.
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