ES2313290T3 - Metodo de aseguramiento de un contenido cifrado transmitido por un difusor. - Google Patents
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Abstract
Método de protección de un contenido cifrado por al menos una clave de cifrado y transmitido por un difusor a al menos una unidad multimedia asociada a un módulo de seguridad, un valor que permite determinar la o las claves de cifrado de este contenido siendo transmitida también a la unidad multimedia por dicho difusor, dicho módulo de seguridad comprendiendo medios para determinar la clave de cifrado en base a dicho valor, este método estando caracterizado por las etapas siguientes: - generación de una clave de cifrado temporal (MCW), - cifrado por la clave temporal (MCW) del valor que permite determinar las claves de cifrado (cw) del contenido; - transmisión de este valor cifrado con destino a dicha unidad multimedia, - cifrado y transmisión de al menos dos criptogramas comprendiendo la clave temporal (MCW) cifrada por una clave de autorización (G), el primer criptograma siendo cifrado por una primera clave de autorización propia de un primer módulo de seguridad y el segundo criptograma siendo cifrado por una segunda clave de autorización que es propia de un grupo de módulos de seguridad de los cuales se excluye un primer módulo de seguridad.
Description
Método de aseguramiento de un contenido cifrado
transmitido por un difusor.
La presente invención se refiere al campo de la
seguridad de módulos de seguridad, estos módulos, destinados a
contener informaciones personales y secretas, permiten el acceso a
estos servicios o a prestaciones.
Esta invención se aplica más precisamente al
campo de la televisión de pago, en la que un contenido es difundido
en forma cifrada, el descifrado de este contenido estando
autorizado en condiciones determinadas.
De manera bien conocida, para poder visualizar
un evento de televisión de pago, como una película, un evento
deportivo o un juego particularmente, varios flujos son difundidos
con destino a una unidad multimedia, por ejemplo un descodificador.
Estos flujos son principalmente, por una parte el fichero del
evento en forma de flujo de datos cifrados y por otra parte, un
flujo de mensajes de control que permiten el descifrado del flujo
de datos. El contenido del flujo de datos es cifrado por
"palabras de control" (Control words = cw), renovadas
regularmente. El segundo flujo es llamado flujo ECM (Entitlement
control Message) y puede estar formado de dos maneras diferentes.
Según una primera forma, las palabras de control son cifradas por
una clave, dicha clave de transmisión TK, que es generalmente
propia al sistema de transmisión entre el centro de gestión y un
módulo de seguridad asociado al receptor/descodificador. La
contraseña es obtenida descifrando los mensajes de control por
medio de la clave de transmisión TK.
Según una segunda forma, el flujo ECM no
contiene directamente las palabras de control cifradas, pero
contiene las informaciones que permiten determinar las palabras de
control. Esta determinación de las palabras de control puede
realizarse a través de distintas operaciones, en particular por
descifrado, este descifrado pudiendo llegar directamente a la
palabra de control, lo que corresponde a la primera forma descrita
arriba, pero el descifrado puede proporcionar también un dato que
contenga la palabra de control, esta última debiendo ser todavía
extraída del dato. En particular, el dato puede contener la palabra
de control así como un valor asociado al contenido que difundir, y
particularmente las condiciones de acceso a este contenido. Otra
operación que permite la determinación de la palabra de control
puede utilizar por ejemplo una función de comprobación aleatoria de
dirección única de esta información particularmente.
Las operaciones de seguridad son efectuadas
generalmente en un módulo de seguridad asociado a la unidad
multimedia o al descodificador. Tal módulo de seguridad puede ser
realizado en particular en cuatro formas distintas. Una de ellas es
una placa de microprocesador, una tarjeta chip, o más generalmente
un módulo electrónico (en forma de clave, de etiqueta de
identificación,...). Tal módulo es habitualmente móvil y conectable
al descodificador. La forma con contactos eléctricos es la más
utilizada, pero no excluye un enlace sin contacto por ejemplo de
tipo ISO 14443.
Una segunda forma conocida es la de una caja de
circuito integrado instalada, generalmente de forma definitiva e
inamovible en la caja del descodificador. Una variante está
constituida por un circuito montado sobre una base o conector tal
como un conector de módulo SIM.
En una tercera forma, el módulo de seguridad es
integrado en una caja de circuito integrado que tiene también otra
función, por ejemplo en un módulo de desaleatorización del
descodificador o el microprocesador del descodificador.
En una cuarta forma de realización, el módulo de
seguridad no se realiza en forma material, pero su función es la
puesta en funcionamiento en forma de software únicamente. Puesto
que en el cuarto caso, aunque el nivel de seguridad sea diferente,
la función es idéntica, se hablará de módulo de seguridad sea cual
sea la forma de realización de su función o la forma que puede
adoptar este módulo.
Durante el descifrado de un mensaje de control
(ECM), se verifica, en el módulo de seguridad, que el derecho para
acceder al contenido considerado está presente. Este derecho puede
ser gestionado por mensajes de autorización (EMM = Entitlement
Management Message) que cargan tal derecho en el módulo de
seguridad.
La difusión de datos numéricos con acceso
condicional es dividida esquemáticamente entre tres módulos. El
primer módulo se encarga del cifrado de los datos numéricos
mediante las palabras de control cw y de la difusión de estos
datos.
El segundo módulo prepara los mensajes de
control ECM conteniendo las palabras de control cw, así como las
condiciones de acceso y las difunde con destino a los usuarios.
En cuanto al tercer módulo, éste prepara y
transmite los mensajes de autorización EMM que se encargan de
definir los derechos de recepción en los módulos de seguridad
conectados a los receptores.
Mientras que los dos primeros módulos son
generalmente independientes de los destinatarios, el tercer módulo
gestiona el conjunto de los usuarios y difunde informaciones
destinadas a un usuario, de un grupo de usuarios o todos los
usuarios.
Uno de los métodos para eludir la seguridad, que
es en efecto pesado pero realizable, consiste en analizar el
contenido de un módulo de seguridad autorizado (reverse
engineering) con el fin de imitar la parte de seguridad (descifrado
de los mensajes) mientras que se efectúa un cortocircuito de la
parte verificación de los derechos. Es por lo tanto posible realizar
un "clon" de un módulo de seguridad real. Tal clon dispondrá
así de la clave de transmisión, lo que le permitirá descifrar las
palabras de control cw contenidas en los mensajes de control ECM.
Como no se han verificado los derechos en este clon, éste
funcionará como el original con respecto a los medios de descifrado
sin que se necesite disponer de derechos para realizar este
descifrado.
En un sistema de televisión de pago, se puede
cambiar la clave de transmisión. Para ello, en principio, se pueden
utilizar dos métodos. El primero consiste en difundir la nueva
clave de transmisión con destino a todos los descodificadores.
Éstos pueden así actualizarse para que, en cuanto se utilice la
nueva clave, éstos puedan descifrar los eventos. Este tipo de
actualización no permite excluir un descodificador clonado ya que
podrá recibir también los mensajes de actualización puesto que
posee las claves de descifrado aferentes.
Debido al hecho de que cada módulo de seguridad
incluye al menos una clave única, el segundo acercamiento consiste
en transmitir la nueva clave de transmisión en un mensaje
codificado por esta clave única. En este caso, el número de
mensajes es como mínimo igual al número de módulos de seguridad
instalados con el fin de renovar individualmente esta clave de
transmisión. Se sabe que si un módulo es activado, (es decir si el
aparato huésped no es alimentado), éste no recibirá tal mensaje y
ya no podrá ofrecer al usuario los servicios a los que tiene
derecho legítimamente. Para remediarlo, durante un envío de un
mensaje destinado a un módulo, se repite este mensaje un gran número
de veces con el fin de estar seguro de que su destinatario lo ha
recibido correctamente.
Debido al ancho de banda disponible y para
asegurar que cada abonado ha recibido correctamente la nueva clave,
es necesario transmitir el mensaje mucho antes de que esta nueva
clave sea utilizada, por ejemplo un mes antes.
A partir de ese momento, el poseedor de un
módulo clon se dirigirá al técnico que le proporciona tal clon y
que dispone de medios para extraer la nueva clave de transmisión de
un módulo auténtico. Una vez que la clave ha sido puesta a
disposición, por ejemplo en Internet, todos los clones pueden ser
actualizados incluso antes de que la nueva clave sea activada. De
esta forma, los clones se mantienen siempre operacionales.
El resultado es que el envío de claves de
transmisión tanto por transmisión global como individual presentan
inconvenientes y no permiten eliminar un módulo clonado.
De este modo, el objetivo de la presente
invención es proponer un método para impedir el uso abusivo de
datos de acceso condicional, en particular por medio de clones de
módulos de seguridad cuya seguridad ha sido comprometida.
Este objetivo es alcanzado por un método de
protección de un contenido cifrado por al menos una clave de
cifrado y transmitido por un difusor al menos a una unidad
multimedia asociada a un módulo de seguridad, un valor que permite
determinar la o las claves de cifrado de este contenido es
transmitido también a la unidad multimedia por dicho difusor, dicho
módulo de seguridad comprendiendo medios para determinar la clave
de cifrado en base a dicho valor, este método comprendiendo las
etapas siguientes:
- -
- generación de una clave de cifrado temporal (MCW),
- -
- cifrado por la clave temporal (MCW) del valor que permite determinar las claves de cifrado (cw) del contenido;
- -
- transmisión de este valor cifrado con destino a dicha unidad multimedia,
- -
- cifrado y transmisión de al menos dos criptogramas comprendiendo la clave temporal (MCW) cifrada por una clave de autorización (G), el primer criptograma siendo cifrado por una primera clave de autorización propia de un primer módulo de seguridad y el segundo criptograma siendo cifrado por una segunda clave de autorización que es propia de un grupo de módulos de seguridad de donde está excluido el primer módulo de seguridad.
El objetivo de la invención es alcanzado también
por un método de protección de un contenido cifrado por al menos
una clave de cifrado y transmitido por un difusor al menos a una
unidad multimedia asociada a un módulo de seguridad, un valor que
permite determinar la o las claves de cifrado de este contenido
siendo transmitida también a la unidad multimedia por dicho
difusor, dicho módulo de seguridad comprendiendo medios para
determinar la clave de cifrado en base a dicho valor, este método
comprendiendo las etapas siguientes:
- -
- generación de dicho valor que permite determinar la o las claves de cifrado;
- -
- transmisión a la unidad multimedia de dicho valor que permite deducir la clave de cifrado (cw) del contenido,
- -
- generación de una clave de cifrado temporal (MCW),
- -
- transformación, por la clave temporal (MCW), del valor que permite determinar las claves de cifrado del contenido, esta transformación dando como resultado, dicha clave de cifrado (cw) del contenido;
- -
- cifrado y transmisión de al menos dos criptogramas comprendiendo la clave temporal (MCW) cifrada por una clave de autorización (G), el primer criptograma siendo cifrado por una primera clave de autorización propia de un primer módulo de seguridad y el segundo criptograma siendo cifrado por una segunda clave de autorización propia de un grupo de módulos de seguridad de donde está excluido un primer módulo de seguridad.
El método de la invención permite realizar un
cifrado seudo-individual de mensajes eludiendo la
necesidad de cifrar este mismo mensaje por cada clave personal de
cada módulo de seguridad. Esto permite autorizar el descifrado de
una clave de descifrado únicamente por los módulos no clonados y
prohibir el descifrado de tal clave a los clones, de tal forma que
éstos ya no puedan descifrar los datos futuros.
Uno de los objetivos de la invención consiste en
combinar el cifrado "individual" de una clave de descifrado de
los datos, con un cambio frecuente de esta clave. Estas dos
nociones son aparentemente incompatibles puesto que es necesario,
para el cifrado individual, transmitir un número de mensajes igual
al número de módulos de seguridad, lo que tiene como consecuencia
ocupar un ancho de banda importante durante la transmisión. Esta
característica es incompatible con un cambio frecuente de la clave,
lo cual es una condición para una seguridad óptima.
La solución propuesta consiste en integrar en
los mensajes de autorización ECM, no las palabras de control que
han sido utilizadas para cifrar los datos, sino las palabras de
control modificadas, a partir de las cuales es posible determinar
las palabras de control originales, a condición de que el módulo de
seguridad disponga de una clave válida, que no haya sido revocada.
En la invención, la determinación de las palabras de control
originales cw puede ser efectuada si el módulo de seguridad recibe
"datos de autorización". La revocación de un módulo de
seguridad es realizada simplemente sin el envío de los datos de
autorización implicados.
Un flujo, que puede ser el flujo de los mensajes
de autorización EMM u otro flujo específico, transmite estos
"datos de autorización", que permitirán a los módulos de
seguridad descifrar las palabras de control modificadas y deducir
así las palabras de control cw, para poder descifrar el
contenido.
Los datos de autorización utilizados para cifrar
estas palabras de control cw son formados por medio de claves
organizadas según una arborescencia en la que el nivel más alto
está compuesto de claves únicas por módulo de seguridad, los
niveles inferiores estando constituidos por claves comunes para un
grupo de módulo de seguridad, y sucesivamente. Cuanto más se baja en
los niveles, más aumenta el número de módulos de seguridad por
grupo. De esta manera, se asocia a cada módulo de seguridad una
colección de claves que le es propia.
Esta multitud de claves asociadas a diferentes
grupos de módulos de seguridad permite un direccionamiento más
preciso de los "datos de autorización", y permite así reducir
el ancho de banda necesario para la transmisión de estos "datos
de autorización".
Esto presenta como ventaja el hecho de poder
cambiar de clave de cifrado en una frecuencia mucho mayor que los
sistemas convencionales, por ejemplo cada 1 a 5 minutos, lo que no
deja tiempo a los piratas eventuales para obtener la clave y
difundirla con destino a otros piratas. Además, cuando un módulo de
seguridad ha servido para la realización de un clon, es posible
identificar este módulo de seguridad determinando su colección de
clave. Por lo que resulta sencillo revocar ese módulo de seguridad
y ese clon.
La invención será mejor entendida gracias a la
descripción detallada siguiente y que se refiere a los dibujos
anexos que son proporcionados a modo de ejemplo en ningún caso
limitativo, en los cuales:
- la figura 1 ilustra esquemáticamente el
cifrado y el descifrado de datos según un primer modo de realización
del método de la invención;
- la figura 2 ilustra el cifrado y el descifrado
de datos según un segundo modo de realización del método de la
invención;
- la figura 3 ilustra el cifrado y el descifrado
de datos según un tercer modo de realización del método de la
invención;
- la figura 4 describe la clasificación de
claves utilizadas en la invención;
- la figura 5 ilustra un ejemplo de las claves
contenidas en los módulos de seguridad; y
- las figuras 6a a 6g representan
esquemáticamente los mensajes transmitidos por el difusor a los
módulos de seguridad.
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Las figuras 1 a 3 ilustran la realización del
método según la invención, tanto del lado cifrado como del lado
descifrado. El cifrado es realizado al nivel del centro de gestión
CG que envía flujos con destino a descodificadores STB asociados a
un módulo de seguridad SC encargado del descifrado de los
datos.
Como se ilustra por la figura 1, el centro de
gestión CG genera tres flujos, que están detallados más abajo.
Este centro de gestión genera primero, en un
generador de palabras de control cwg, unas palabras de control cw
que son utilizadas en primer lugar de manera convencional para
cifrar un contenido CT para ser difundido. El contenido CT es
cifrado durante una etapa llamada Scramb en la figura 1. Este
contenido es difundido en forma de flujo de datos cifrados CT' =
cw(CT). De manera bien conocida, las palabras de control son
cambiadas en intervalos regulares, por ejemplo cada 2 a 10
segundos, aunque se pueden considerar otras duraciones.
Cuando las palabras de control son generadas,
éstas son cifradas también por una clave de cifrado temporal,
generada en principio de forma aleatoria por un generador MCWG, y
denominada palabra de control maestra MCW. Se obtienen así palabras
de control modificadas cw' = MCW(cw). Estas palabras de
control maestras son cambiadas también en intervalos regulares, por
ejemplo cada 1 a 10 minutos. Otras duraciones pueden ser utilizadas
también.
En el modo de realización de la figura 1, las
palabras de control modificadas cw' son establecidas, añadiendo
particularmente las condiciones de acceso al contenido y un
encabezamiento. Estas son posteriormente cifradas por medio de la
clave de transmisión TK antes de ser difundidas en forma de
mensajes de control ECM convencionales.
Se debe señalar que también es posible añadir
las condiciones de acceso CD a la palabra de control y cifrar el
conjunto con la palabra de control maestra MCW. Esto permitiría
prescindir del cifrado por la clave de transmisión TK.
Paralelamente, la palabra de control maestra MCW
es cifrada con la ayuda de varias claves diferentes con destino a
diferentes grupos de módulos de seguridad no revocados. Estos
cifrados son efectuados con claves G, llamadas claves de
autorización y descritas con más detalle a continuación. Cada
módulo de seguridad comprende efectivamente varias claves de
autorización, algunas de éstas siendo únicas y diferentes para cada
módulo, otras siendo comunes para varios módulos. Las claves de
autorización son introducidas en los módulos de seguridad durante
su personalización.
Cuando la palabra de control maestra MCW es
cifrada por una clave de autorización G, se obtiene un bloque de
autorización G (MCW). Estos bloques de autorización son difundidos
sea en un flujo específico, sea en un flujo de mensajes de
autorización EMM.
Los descodificadores reciben en consecuencia
tres flujos, el flujo de datos cifrados CT', el de los mensajes de
control ECM y el de los bloques de autorización G (MCW). El flujo
de los mensajes de autorización ECM es filtrado de manera
convencional y tratado por el módulo de seguridad para extraer las
palabras de control modificadas cw'. Para ello, se debe ante todo
descifrar el mensaje por medio de la clave de transmisión TK.
Paralelamente, el flujo de tipo EMM u otro
conteniendo los bloques de autorización recibido por un
descodificador es filtrado en un filtro FT y tratado para extraer de
allí el bloque de autorización relativo a este descodificador. Este
es transmitido entonces a su módulo de seguridad SC. El bloque de
autorización G (MCW) es descifrado a través de una de las claves de
autorización G, lo que permite deducir la palabra de control maestra
MCW. Ésta es utilizada de esta manera para descifrar la palabra de
control modificada cw', lo cual permite determinar la palabra de
control cw que ha servido para el cifrado del contenido. El
contenido puede así ser descifrado en un módulo de desencriptado
Desc. Se obtiene así el contenido CT en claro.
En el modo de realización ilustrado por la
figura 2, se genera en primer lugar un elemento variable RN, que
puede ventajosamente ser un valor aleatorio o seudoaleatorio.
También se puede, según una variante, unir otro elemento
dependiente del contenido al elemento variable, este otro elemento
por ejemplo, pudiendo estar ligado en las condiciones de acceso CD a
este contenido. En primer lugar, una operación es efectuada sobre
el elemento variable RN con o sin el elemento CD dependiente del
contenido. Esta operación puede ser una función de comprobación
aleatoria de dirección única u otra operación criptográfica. El
resultado de esta operación es la palabra de control cw que será
utilizada para el cifrado del contenido.
El elemento variable RN con o sin las
condiciones de acceso CD es cifrado por la palabra de control
maestra MCW para proporcionar palabras de control modificadas cw*.
Estas son tratadas posteriormente como en el modo de realización de
la figura 1, es decir que son cifradas por la clave de transmisión,
establecidas y difundidas en forma de mensajes de control.
Las palabras de control maestras MCW son
cifradas también por las claves de autorización G y difundidas en
un flujo de mensajes de autorización EMM u otro flujo específico,
con destino a los descodificadores.
Para el descifrado del contenido cifrado CT', el
módulo de seguridad trata los mensajes de control ECM para extraer
desde ahí la palabra de control modificada cw*. También trata los
mensajes de autorización G (MCW) para extraer de estos la palabra
de control maestra MCW. Ésta es utilizada entonces para extraer el
elemento variable RN, eventualmente con el elemento CD dependiendo
del contenido, a partir de la palabra de control modificada cw*. A
partir de los elementos extraídos, el elemento variable RN y
eventualmente el elemento dependiente del contenido CD, se aplica
la misma operación que la que ha servido al centro de gestión para
generar las palabras de control cw a partir del elemento variable
RN. Se obtendrán así las palabras de control cw que podrán ser
utilizadas para descifrar el contenido cifrado CT' para obtener el
contenido CT en claro.
En el modo de realización de la figura 3, las
palabras de control cw son generadas a partir de un elemento
variable RN, por ejemplo aleatorio con eventualmente un elemento CD
dependiente de las condiciones de acceso a los datos. A
continuación en el texto, por cuestiones de simplificación, se
supone que se utiliza un elemento dependiente del contenido y que
este elemento está ligado a las condiciones de acceso a este
contenido. En la práctica, se podrá utilizar un elemento no
dependiente de las condiciones de acceso o únicamente el elemento
variable.
Como se ha mencionado anteriormente, se generan
también palabras de control maestras MCW. Se somete después el
elemento variable RN y las condiciones de acceso CD a una operación
dependiente de las palabras de control maestras MCW. Tal operación
es normalmente una operación de comprobación aleatoria con clave,
siendo la clave la palabra de control maestra. El resultado de esta
operación es la palabra de control cw utilizada para cifrar el
contenido CT.
El elemento variable RN y las condiciones de
acceso CD son cifrados por la clave de transmisión TK, establecidos
y enviados como mensaje de control ECM al descodificador. Los
bloques de autorización conteniendo las palabras de control
maestras cifradas por las claves de autorización G también son
transmitidas al descodificador.
El módulo de seguridad asociado al
descodificador extrae el elemento variable RN y las condiciones de
acceso. Descifra también las palabras de control maestras MCW. A
partir de estos elementos, éste aplica la operación que ha servido
para crear las palabras de control en el centro de gestión, esta
operación siendo, en el ejemplo descrito, una función de
comprobación aleatoria de clave, la clave siendo la palabra de
control maestra. Se obtienen así las palabras de control cw, que en
consecuencia son utilizadas para descifrar el contenido cifrado
CT'.
Según el método de la invención, para revocar un
módulo de seguridad, hay que determinar el conjunto de las claves
de autorización presentes en este módulo que debe ser revocado,
posteriormente no hay que utilizar ninguna de las claves del módulo
que debe ser revocado para generar bloques de autorización. En
otras palabras, revocar un módulo de seguridad y sus clones
significa revocar todas las claves de autorizaciones presentes en el
módulo de seguridad en cuestión. En cambio, hay que utilizar las
claves de los módulos no revocados para generar los bloques de
autorización necesarios para el buen funcionamiento de estos
módulos. Por cuestiones de optimización de la utilización del ancho
de banda, no es posible o no es deseable enviar bloques de
autorización cifrados con una clave única de cada módulo de
seguridad. De hecho, cuando crece el número de módulos de seguridad
que debe ser gestionado, el ancho de banda disponible puede ser
insuficiente. Para resolver este problema, cada módulo de seguridad
contiene, como se ha indicado anteriormente, una pluralidad de
claves de autorización G. Estas claves son organizadas según una
arborescencia descrita en detalle en referencia a la figura 4.
La figura 4 ilustra un modo de realización en el
que se gestionan 27 módulos de seguridad diferentes. Estos módulos
son repartidos en grupos de tres elementos. Estos nueve grupos de
tres elementos están agrupados también por tres. El principio de la
invención es estrictamente el mismo, sea cual sea el tamaño de los
grupos. En la figura 4 están representadas todas las claves de
autorizaciones repartidas en los 27 módulos de seguridad. El sistema
de la figura 4 dispone de cuatro niveles de claves, lo que
significa que cada módulo de seguridad contiene cuatro claves de
autorización.
Una de estas claves, anotada G0 en la figura 4
es común a 3^{3} es decir a los 27 módulos de seguridad, lo que
representa la totalidad de los módulos en el ejemplo considerado.
Esta clave es utilizada para cifrar las palabras de control
maestras MCW siempre que no se deba revocar ningún módulo de
seguridad y formar así un bloque de autorización G (MCW).
Una segunda clave de autorización, llamada clave
de nivel 1 e indicada G1 en la figura es común a un grupo de
3^{2}, es decir de 9 módulos de seguridad. Se necesitan así tres
claves de nivel 1 para cubrir el conjunto de los 27 módulos de
seguridad. Estas claves son referenciadas en la figura por G1,
seguido de los números 1, 2 o 3 correspondiendo cada uno a un grupo
de 9 módulos de seguridad.
Una tercera clave de autorización, llamada de
nivel 2, lleva la referencia G2, seguido de la cifra 1, 2 o 3 del
grupo de primer nivel al que pertenece y seguido de la cifra 1, 2 o
3 correspondiendo al grupo de segundo nivel. Una clave de segundo
nivel es común a 3^{1}, es decir a 3 módulos de seguridad.
Los módulos de seguridad contienen además una
clave de autorización de tercer nivel, de referencia G3, esta
referencia conteniendo también identificadores de los grupos de
primer y segundo nivel, seguido de los números 1, 2 o 3. Tal clave
es común a 3^{0}, es decir a 1 módulo de seguridad. Dicho de otro
modo, estas claves de nivel 3 son únicas para cada módulo de
seguridad.
De este modo, según el nivel de la clave, una
clave es común para 3^{0} = 1 módulo de seguridad, 3^{1} = 3
módulos,
3^{2} = 9 módulos y 3^{3} = 27 módulos. Como se ha indicado anteriormente, el ejemplo de realización explicado se limita a 27 descodificadores para entender mejor la ilustración. En la práctica, se pueden utilizar grupos formados por una potencia de 2 módulos, por ejemplo 16 módulos de seguridad, con por ejemplo 7 niveles de claves, es decir una colección de 7 claves cargadas en cada uno de los módulos de seguridad, lo que permitiría gestionar más de 16 millones de módulos.
3^{2} = 9 módulos y 3^{3} = 27 módulos. Como se ha indicado anteriormente, el ejemplo de realización explicado se limita a 27 descodificadores para entender mejor la ilustración. En la práctica, se pueden utilizar grupos formados por una potencia de 2 módulos, por ejemplo 16 módulos de seguridad, con por ejemplo 7 niveles de claves, es decir una colección de 7 claves cargadas en cada uno de los módulos de seguridad, lo que permitiría gestionar más de 16 millones de módulos.
\newpage
Como está ilustrado en la figura 5, los módulos
de seguridad contienen todos, según una jerarquía determinada, la
clave de autorización G0 de nivel 0, una clave de nivel 1, una
clave de nivel 2 y una clave de nivel 3. Se debe señalar que, para
asegurar la seguridad de los módulos de seguridad, las claves que
contienen no son enviadas preferiblemente en un mensaje, sino que
son cargadas en fábrica, durante una etapa de personalización de los
módulos.
En un funcionamiento normal, es decir cuando
todos los módulos de seguridad están activos, los datos de
autorización son sistemáticamente cifrados con la ayuda de la clave
global G0 conocida por todos los módulos de seguridad, como se ha
explicado previamente.
Cuando ya no se desea utilizar la clave global
G0, por ejemplo cuando uno de los módulos de seguridad es
considerado como un clon y que en consecuencia éste debe ser
revocado, se cifran los bloques de autorización únicamente con las
claves de autorización de nivel G1 excluyendo por supuesto la clave
de nivel GI que está en el módulo que revocar. Debido a que la
clave G1 revocada de esta manera es común para varios módulos de
seguridad, se baja de un nivel únicamente para los módulos que
tienen la misma clave G1 que el módulo que revocar y se cifra el
bloque de autorización con las claves de nivel G2, a excepción de
la que está contenida en el módulo que debe ser revocado. Este
proceso es iterativo hasta que se llegue al nivel final que
corresponde a una clave única por módulo de
seguridad.
seguridad.
Como se ha mencionado previamente, según los
sistemas del estado de la técnica anterior, es necesario transmitir
un mensaje individual a cada módulo de seguridad autorizado, lo que
implica un número considerable de mensajes que enviar, además de
que los mensajes son repetidos varias veces para estar seguro de
que cada usuario ha recibido correctamente el mensaje.
Para explicar el método según la invención en
referencia a la figura 4, se supone que el módulo de seguridad que
posee la clave de autorización única G3.3.2.1 está considerado como
un clon y es necesario denegarle el derecho de descifrar los datos.
Como este módulo pertenece al grupo que tiene la clave de
autorización G0, es decir como todos los módulos, ya no es posible
utilizar esa clave G0, lo que está representado esquemáticamente
por la figura 6a. El módulo que debe ser revocado pertenece también
al grupo que tiene la clave de primer nivel G1.3. En consecuencia,
ya no se debe utilizar esta clave de autorización. La supresión de
la clave G0 para el descifrado tiene como efecto impedir que todos
los módulos de seguridad descifren los datos, lo que por supuesto
no se desea. Para permitir que los módulos no revocados funcionen
correctamente, hay que utilizar otra clave de autorización. En la
práctica, se requiere el uso de las claves de cifrado válidas para
el grupo conteniendo el mayor número posible de módulos de
seguridad, este grupo no teniendo que contener el módulo que debe
ser desactivado. Según esta regla, ya no se utiliza la clave G0,
pero se pueden utilizar las claves de primer nivel G1.1 y G1.2, ya
que el módulo que debe ser desactivado, que tiene la clave única
G3.3.2.1 no pertenece al grupo que tiene estas claves de 1^{er}
nivel. El cifrado y el envío de la palabra de control maestra MCW
cifrada por estas claves de 1^{er} nivel están ilustrados
esquemáticamente por las figuras 6b y 6c respectivamente.
De este modo, gracias al envío de mensajes
cifrados por dos claves de autorización diferentes, a saber G1.1 y
G1.2, todos los módulos que pertenecen a estos grupos, que
corresponden a 18 módulos, funcionan correctamente. No se ha
utilizado la clave G1.3 ya que el módulo que debe ser desactivado
pertenece al grupo que utiliza esta clave G1.3. Esto tiene como
efecto que los 9 módulos que pertenecen a este grupo se vuelvan
inutilizables. El módulo que debe ser bloqueado pertenece al grupo
que posee la clave de 2° nivel G2.3.2. Se utiliza en consecuencia
las otras claves de 2° nivel, a saber G2.3.1 y G2.3.3, como está
ilustrado respectivamente por las figuras 6d y 6e, sin utilizar
G2.3.2. Esto tiene como efecto que se bloquean tres módulos, es
decir los que poseen las claves G3.3.2.1, G3.3.2.2 y G3.3.2.3. Sólo
uno de estos módulos debe ser bloqueado. Para permitir que
funcionen los otros dos módulos, se utilizan las claves G3.3.2.2 y
G3.3.2.3, tal y como está representado por las figuras 6f y 6g,
teniendo como efecto el hecho de que el módulo que debe ser
eliminado, únicamente, ya no puede descifrar los datos. De este
modo, en el ejemplo de realización descrito, para desactivar un
módulo de seguridad, hay que utilizar dos claves de nivel 1, dos
claves de nivel 2 y dos claves de nivel 3, es decir 6 claves para
un total de 27 módulos de seguridad. Se debe señalar que en un
sistema convencional, se debería cifrar los mensajes con 26 claves
diferentes para permitir que funcionen todos los módulos excepto
1.
Por extensión, se puede mostrar que si se llama
\kappa el número de niveles, es decir el número por claves de
autorización almacenadas en cada uno de los módulos de seguridad, y
n el número de módulos de seguridad por grupo, el número de módulos
que se puede gestionar es igual a n(^{\kappa -1}) y el
número de claves que utilizar para eliminar un módulo entre estos
n(^{\kappa -1}) módulos es igual a
(n-1)*(\kappa-1). En un modo de
realización donde el número de módulos por grupo es 16 (n=16), y
comprendiendo 7 niveles de claves (\kappa=7), se debe enviar 90
datos de autorización, utilizando 90 claves de autorización
diferentes para aislar un módulo entre más de 16 millones de
módulos (16.777.216 precisamente).
El número de claves que se debe usar para aislar
un segundo módulo depende de la relación entre los dos módulos que
eliminar o en otras palabras, de su posición relativa en la
arborescencia ilustrada por la figura 4. El caso más favorable
corresponde a dos módulos que deben ser eliminados que pertenecen
al mismo grupo del penúltimo nivel, es decir, en referencia a la
figura 4, dos módulos que poseen una misma clave de segundo nivel
G2. En este caso, el número de claves que se debe utilizar
corresponde a una menos que para la eliminación de un solo módulo,
es decir
[(n-1)*(\kappa-1)]-1
en el caso general, 89 claves en el contexto de los grupos de 16
módulos distribuidos en 7 niveles y 5 claves en el ejemplo de
realización de la figura 4.
El caso más desfavorable corresponde al caso en
el que los dos módulos tienen como única clave común, la clave de
nivel O G0. En este caso, el número de claves diferentes que se
debe utilizar es igual a
(n-2)+2(n-1)(\kappa-2)
en el caso general, es decir 164 claves en el contexto de los
grupos de 16 módulos repartidos en 7 niveles y 9 claves en el
ejemplo de realización de la figura 4.
Esta invención es particularmente interesante
debido al hecho de que el número de mensajes que cifrar con claves
diferentes puede ser muy restringido. De este modo, es posible
cambiar frecuentemente de palabra de control maestra, por ejemplo
una vez por minuto, para disuadir cualquier pirateo.
Con el fin de utilizar el menor número posible
de claves diferentes y por lo tanto de generar el menor número
posible de mensajes diferentes, se busca el uso de las claves
comunes al mayor número posible de módulos de seguridad, mientras
que se excluye el módulo que se debe desactivar. De este modo, en
referencia a la figura 4, se utilizará más bien la clave G1.1 en vez
de las 3 claves G2.1.1, G2.1.2 y G2.1.3. Sin embargo, este método
funciona también utilizando estas tres claves, sin minimizar, no
obstante, el número de mensajes que debe ser transmitido.
Como se ha indicado anteriormente, los módulos
de seguridad contienen varias claves de autorización. Cuando un
módulo de seguridad recibe un mensaje, puede ser adecuado que éste
utilice la clave de nivel más baja posible. Como ejemplo, si un
módulo recibe un mensaje cifrado por medio de una clave de nivel 1
y de una clave de nivel 3, deberá utilizar la clave de nivel 1 para
descifrar el mensaje. Es posible prever otros medios de
determinación de la clave que se debe utilizar, los cuales permiten
conocer el nivel de la clave que se debe utilizar.
Se debe tener en cuenta que las palabras de
control maestras MCW son generalmente las mismas para varios
canales, lo cual permite un descifrado rápido cuando el usuario
cambia de canal. Sin embargo, también es posible utilizar palabras
de control maestras MCW diferentes, como es generalmente el caso
cuando el cifrado es realizado por proveedores diferentes.
Claims (15)
1. Método de protección de un contenido cifrado
por al menos una clave de cifrado y transmitido por un difusor a al
menos una unidad multimedia asociada a un módulo de seguridad, un
valor que permite determinar la o las claves de cifrado de este
contenido siendo transmitida también a la unidad multimedia por
dicho difusor, dicho módulo de seguridad comprendiendo medios para
determinar la clave de cifrado en base a dicho valor, este método
estando caracterizado por las etapas siguientes:
- -
- generación de una clave de cifrado temporal (MCW),
- -
- cifrado por la clave temporal (MCW) del valor que permite determinar las claves de cifrado (cw) del contenido;
- -
- transmisión de este valor cifrado con destino a dicha unidad multimedia,
- -
- cifrado y transmisión de al menos dos criptogramas comprendiendo la clave temporal (MCW) cifrada por una clave de autorización (G), el primer criptograma siendo cifrado por una primera clave de autorización propia de un primer módulo de seguridad y el segundo criptograma siendo cifrado por una segunda clave de autorización que es propia de un grupo de módulos de seguridad de los cuales se excluye un primer módulo de seguridad.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho valor que permite
determinar la o las claves de cifrado del contenido es la misma
clave de cifrado.
3. Método según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado por el hecho de que dicho valor que permite
determinar la o las claves de cifrado del contenido incluye al
menos un elemento variable (RN) y por el hecho de que se ha
construido dicha clave de cifrado (cw) a partir de este elemento
variable (RN).
4. Método según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que dicho valor que permite
determinar la o las claves de cifrado incluye además un elemento
adicional (CD) relativo al contenido (CT) además del elemento
variable (RN).
5. Método según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento
suplementario (CD) contiene las condiciones de acceso al contenido
difundido (CT).
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que se
construye dicha clave de cifrado (cw) por medio de una función de
comprobación aleatoria aplicada a al menos dicho elemento variable
(RN).
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que se
construye dicha clave de cifrado (cw) por medio de una función de
cifrado aplicada a al menos dicho elemento variable (RN).
8. Método de protección de un contenido cifrado
por al menos una clave de cifrado y transmitido por un difusor a al
menos una unidad multimedia asociada a un módulo de seguridad, un
valor que permite determinar la o las claves de cifrado de este
contenido, también transmitida a la unidad multimedia por dicho
difusor, dicho módulo de seguridad comprendiendo medios para
determinar la clave de cifrado en base a dicho valor, este método
estando caracterizado por las etapas siguientes:
- -
- generación de dicho valor que permite determinar la o las claves de cifrado;
- -
- transmisión a la unidad multimedia de dicho valor que permite deducir la clave de cifrado (cw) del contenido,
- -
- generación de una clave de cifrado temporal (MCW),
- -
- transformación, por la clave temporal (MCW), del valor que permite determinar las claves de cifrado del contenido, esta transformación dando como resultado, dicha clave de cifrado (cw) del contenido;
- -
- cifrado y transmisión de al menos dos criptogramas comprendiendo la clave temporal (MCW) cifrada por una clave de autorización (G), el primer criptograma estando cifrado por una primera clave de autorización propia de un primer módulo de seguridad y el segundo criptograma estando cifrado por una segunda clave de autorización que es propia de un grupo de módulos de seguridad de los cuales se excluye el primer módulo de seguridad.
9. Método según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que dicho valor que permite
determinar la o las claves de cifrado del contenido incluye al
menos un elemento variable (RN) y de que se construye dicha clave
de cifrado (cw) a partir de este elemento variable (RN).
10. Método según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que dicho valor que permite
determinar la o las claves de cifrado incluye además un elemento
suplementario (CD) además del elemento variable (RN).
11. Método según la reivindicación 10,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento
suplementario (CD) contiene las condiciones de acceso al contenido
difundido (CT).
12. Método según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que la transformación es una
operación de comprobación aleatoria de clave, la clave siendo la
clave de cifrado temporal (MCW).
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que se clasifican las claves de autorización (G) en niveles, las
claves del nivel más elevado siendo únicas e individuales para un
módulo de seguridad, la clave de nivel más bajo siendo conocida por
todos los módulos de seguridad y las claves de nivel intermedio
siendo comunes a un subconjunto de módulos de seguridad, el cual no
contiene todos los módulos.
14. Método según la reivindicación 13, destinado
a la revocación de uno o varios módulos de seguridad,
caracterizado por el hecho de que se utiliza como segunda
clave de autorización (G) destinada al cifrado de la clave
temporal, las claves comunes al mayor grupo de módulos de seguridad
posible, este grupo no incluye el o los módulos de seguridad
revocados.
15. Método según la reivindicación 13,
caracterizado por el hecho de que se envía un mensaje a los
módulos de seguridad, indicándoles el nivel de la clave de
autorización (G) que deben utilizar.
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