KR100350286B1 - 신호처리장치및방법 - Google Patents

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Abstract

신호 처리 응용에 대한 액세스 제어시스템은 안전 제어와 데이타 디스크램블링 기능을 제공하는 집적회로(IC)카드, 즉 "스마트" 카드(180)를 포함한다. 스마트카드(180)IC 내의 안전 제어 프로세서(183)는 명칭관리 및 키 발생과 같은 기능을 실행한다. 스마트카드(180) IC 는 고데이타레이트로 비디오데이타와 같은 데이타를 처리하는 디스크램블러(185)를 또한 포함한다. 스마트카드의 기계특성은 ISO 표준 7816-1 을 충족한다. 또한, 스마트카드에 대한 인터페이스는 ISO표준 7816-2에 따라 상기 카드의 표면에 배열된 8개의 단자(187)를 경유한다. 8 개의 단자 인터폐이스(187)는 데이타 디스크램블링을 위해 요구되는 고속데이타 I/O(입력 및 출력)과 ISO 표준 직렬 데이타 I/O를 제공한다.

Description

신호 처리 장치 및 방법
본 발명은 신호 처리 분야에서 정보에 대한 액세스를 제한하기 위한 집적회로(IC) 카드 또는 "스마트" 카드를 포함하는 액세스 제어 시스템(또는 신호 처리 장치 및 방법)에 관한 것이다.
유료 IV 시스템과 같은 시스템은 임의의 프로그램 또는 채널에 대한 액세스를 제한하는 액세스 제어 서브시스템을 포함한다. 권리가 있는(예컨대, 요금 지불한) 사용자만이 프로그램을 시청할 수 있다. 한가지 액세스 제한 방법은 예를 들면 신호를 스크램블링 또는 암호화하여 신호를 변형시키는 것이다. 일반적으로 스크램블링은 동기 펄스를 제거하는 등의 방법을 사용하여 신호의 형태를 변형하는 것에 관한 것이다. 암호화는 특정의 암호 알고리듬에 따라 신호내에 포함되어 있는 데이타 성분을 변경하는 것에 관한 것이다. 액세스할 권리가 부여된 개인에게만 신호를 디스크램블 또는 부호 해독하는데 필요한 "키"가 제공된다. 이하 사용되는 스크램블링 및 디스크램블링이라는 용어는 통상적으로 암호 및 스크램블링을 포함하는 액세스 제어 기술을 포괄하는 데 사용된다.
액세스 제어 시스템은 집적회로(IC) 카드, 즉 "스마트" 카드의 형태를 포함할 수 있다. 스마트 카드는 플라스틱내에 실장된 신호 처리 IC를 구비한 신용카드 크기의 플라스틱 카드이다. 스마트 카드는 카드내의 IC와 신호를 결합하는 카드 판독기에 삽입된다. 국제 표준화기구(ISO)의 표준 7816은 IC 카드 인터페이스에 대한 설계 지침을 설정하고 있다. 특히, ISO 표준 7816-2에서는 카드의 전기 인터페이스가 제2A도에 도시된 바와 같이 카드 표면상에 배치된 8개의 접촉부를 통해 형성될 것을 정하고 있다. 그 접촉점의 8개 신호 중 6개 신호는 VCC(전원 전압), RST(리셋 신호), CLK(클럭 신호), GND(접지), VPP(카드 IC 내의 프로그래핑 메모리를 위한 프로그래밍 전압) 및 I/O(직렬 데이타 입출력)로서 정의되어 있다. 2개의 접촉부는 향후 사용을 위한 예비용 접촉부이다. 스마트 카드 접촉부의 신호 할당은 제2도에 도시되어 있다.
스마트 카드내의 IC는 액세스 제어 프로토콜의 일부와 같은 보안 제어 정보등의 데이타를 처리한다. IC는 ROM, EEPROM 및 RAM 메모리를 포함하는 미국 텍사스주 오스틴 소재의 모토롤라 세미콘덕터사에서 제조된 6805 프로세서와 같은 제어용 마이크로 컴퓨터를 포함한다. 상기 프로세서는 권리 관리를 포함하고 신호의 스크램블 데이타 성분을 디스크램블링하기 위한 키를 생성하는 다양한 보안 제어 기능을 실행한다. 권리 관리는 카드 소유자의 권리(즉, 사용자에서 액세스하할 권리가 허용되는 프로그램 및 서비스)를 지정하는 카드 내장 정보를 변경하는 것을 포함한다. 상기 프로세서는 입력 신호에 포함되어 있는 권리 관리 메시지(EMM)내의 권리 정보에 따라서 권리를 추가 및 삭제한다. EMM 데이타는 일반적으로 특정 서비스에 대한 권리(예컨대, 특정 채널상의 모든 프로그래밍) 또는 서비스에 의해 제공된 특정 프로그램에 대한 권리(예컨대, 특정 채널상의 영화 한 편)로 나타낸다. EMM은 비교적 장기간의 권리에 관한 것이기 때문에, EMM은 일반적으로 신호에서 드물게 발생한다. 일단 서비스 또는 프로그램에 대한 권리가 부여되면, 서비스 또는 프로그램의 디스크램블링은 디스크램블링 키가 생성된 후에만 발생할 수 있다. 키의 생성은 입력 신호내에도 포함되어 있는 권리 제어 메시지(ECM)에 따라서 행해진다. ECM은 상기 프로세서에 의해 실행되는 키생성 루틴에 대한 초기화 데이타를 제공한다. 서비스 제공자가 스크램블링 키를 변경할 때마다 ECM 데이타는 액세스할 수 있게 권리가 부여된 시스템이 대응하는 새로운 디스크램블링 키를 생성할 수 있도록 하기 위해 신호에 포함된다. 권한 없이 스크램블 신호를 액세스하지 못하게 하기 위하여, 상기 키는 종종 예컨대, 2 초마다 변경된다. 따라서, ECM 데이타가 신호내에서 종종 발생한다.
EMM 데이타 및 ECM 데이타는 스마트 카드에 전송되어 ISO 표준 7816 인터페이스의 직렬 I/O 단자를 통해 처리된다. 직렬 I/O 단자는 생성된 키를 스마트 카드로부터 비디오 신호 처리 채널내의 디스크램블러 유닛에 전송하는 데에도 사용된다. 디스크램블러는 상기 키를 사용해서 입력 신호의 데이타 성분, 예컨대 비디오데이타 및 오디오 데이타를 디스크램블하여 디스크랜블된 출력 신호 또는 "플레인텍스트(plaintext)" 출력 신호를 생성한다. 디스크램블링은 스크램블링 처리을 역으로 수행하는 단계, 예컨대 동기 펄스를 재삽입하거나 암호 알고리듬의 역을 이용하여 데이타를 암호 해독하는 단계를 포함한다. 디스크램블 신호는 신호 처리 채널에 의해 더 처리되어 각각 키네스코프 및 확성기 등의 출력장치에 결합하는데 적합한 비디오 신호 및 오디오 신호를 생성한다.
비디오 신호 처리 채널내에 디스크램블링 기능을 포함하면, 시스템에 디스크 램블링 하드웨어를 추가하는 단계를 포함한다. 하드웨어는 텔레비전 수상기 등의 가전(CE) 장치에도 포함될 수 있고, 케이블 박스 등의 독립형(스탠드 얼론형) 디코더 유닛에 포함될 수도 있다. CE 장치 또는 독립형 디코더 유닛내에 디스크램블링 하드웨어를 포함하면, 그 장치는 특정의 액세스 제어 시스템에 전용된다. 예를 들면, 상기 하드웨어는 특정 형태의 스크램블링 알고리듬만을 디스크램블링하는데 적합하게 될 수도 있다. 만일 서비스 제공자가 예컨대 보안 문제로 인해 다른 액세스제어 시스템으로 변경하고자 한다면, 디스크램블 하드웨어를 교체하는 DFL은 CE 장치를 변형시키거나 디코더 유닛을 교체하는, 또는 그 두 가지를 모두 행하는 고가이면서도 복잡한 작업을 필요로 한다.
또한, 스마트 카드에 의해 생성된 디스크램블링 키를 스마트카드 외부의 디스크램블러에 전송하는 것은 "해커(hacker)"가 보안 시스템에 침범할 가능성이 있다. 보안 제어 IC는 스마트 카드내에 실장되어 있기 때문에, 해커는 보안 알고리듬을 "해킹", 즉 보안 알고리듬을 파괴하려는 시도의 일환으로서 IC를 직접 액세스할수는 없다. IC를 액세스하기 위해 스마트 카드를 얇게 자르려고 하면, IC는 파괴될 것이다. 그러나, 카드 인터페이스를 통해 디스크램블러에 키를 전송하는 경우에는 해커가 키 전송 프로토콜을 감시하고, 키를 가로채어, 액세스 제어 시스템을 손상할 가능성이 증가한다.
본 발명은 전술의 문제를 감안하여 해결책을 제공한다. 본 발명의 일례에 따르면, 신호 처리장치는 제어 정보 성분과 스크램블 데이타 성분이 있는 입력 신호를 처리하기 위한 신호 처리 채널과, 키 생성 및 디스크램블링 기능 모두를 제공하기 위한 IC가 내장된 집적회로(IC) 카드를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예를 따르면, IC 카드내의 IC와 신호 처리 채널은 디스크램블링 기능을 포함한다. 디스크램블링 기능 중 하나 또는 모두가 스크램블 데이타 신호성분을 디스크램블하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 따르면, IC 카드는 ISO 표준 7816-1에 따른 기구적 특성을 나타내고, ISO 표준 7816-3에 따르는 카드 표면에 장착된 단자들을 포함하여, ISO 표준 7816-2에 따른 직렬 데이타 인터페이스와 고속 데이타 인터페이스를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복수의 집적회로 카드가 직렬 접속되어 신호 처리 장치내의 신호 처리 채널을 형성한다. 하나의 집적회로로부터의 출력신호는 적어도 하나의 다른 집적회로 카드에 송달된다. 직렬 접속된 최종 카드는 신호 처리 채널의 출력 신호를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 텔레비전 수상기는 직렬 접속된 복수의집적회로 카드를 텔레비전 수상기내의 신호 처리 채널에 결합하기 위해 집적회로 판독기를 포함하는 신호 처리 장치를 구비한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하면 더 잘 이해될 것이다.
본 발명을 포함하고 있는 스마트 카드 액세스 제어 시스템의 일례는 제1도의 블록도로 도시되어 있는 예시적인 비디오 신호 처리 시스템을 참조하여 설명된다. 제1도에 도시된 시스템은 다양한 신호 처리 시스템애서 발견될 수 있는 신호 처리 기능들을 포함한다. 특정한 예로서는 톰슨 컨슈머 일렉트로닉스사가 개발한 DSSTM직접 방송 위성 텔레비전 시스템이 있다.
스마트 카드형의 액세스 제어 시스템과 관련된 유료 TV서비스의 경우, 서비스 제공자에 서비스 접촉부를 구매하길 원하는 사용자는 서비스 액세스 요금을 지불하고 스마트카드를 수령한다. 카드는 카드의 EEPROM 내에 저장되어 있는 개시 권리 정보로 사용자에게 발급된다. 권리 정보는 사용자 식별 데이타와 개시 액세스 권리의 범위 지정 데이타(예컨대, 사용자가 요금을 지불한 기간 및/또는 특정 프로그램)를 포함할 수 있다. 또한, 애플리케이션 특정용 키 생성 소프트웨어가 카드 메모리에 저장된다.
카드에 저장된 권리 정보는 신호의 일부에 삽입되어 있는 권리 관리 메시지(EMM) 및 권리 제어 메시지(ECM)를 사용하여 원격지의 서비스 제공자에 의해 식별될 수 있다. EMM은 사용자가 요금을 지불한 정보 표시 가입(장기간의 액세스) 및 시청 프로수에 따르는 요금 지불방식(단일프로그램 액세스) 서비스를 포함한다.EMM은 특정 스마트 카드에 연결될 수 있는데, 그 이유는 EMM 데이타내에는 그 특정 스마트 카드에 저장되어 있는 식별 정보에 대응하는 식별 정보를 포함하고 있기 때문이다. ECM은 디스크램블링 키를 생성하는데 필요한 초기화 데이타 등의 데이타를 포함한다. 따라서, 특정 프로그램용 신호는 비디오 데이타 및 오디오 데이타를 포함하는 스크램블 데이타 성분과 EMM 및 ECM을 포함하는 제어 정보 성분 둘다를 포함한다.
사용자가 유료 TV 서비스에 액세스하기를 원할 때, 제1도의 스마트 카드(180)는 카드 판독기(190)에 삽입된다. 카드 판독기(190)는 제1도의 신호 처리 채널 포함 유닛(100 내지 170)과 스마트 카드(180) 사이에 신호들을 결합한다. 특히, 카드 판독기(190)는 ISO표준 7816-2(제2도 참조)에서 정한 스마트 카드(180)의 표면에 배치되어 있는 8개의 단자에 접속한다. 카드 판독기(190)에 의해 접속이 행해지면 스마트카드(180)와 신호 처리 채널 사이에 인터페이스(187)가 생성된다. 더 후술되는 본 발명의 일례에 따르면, 인터페이스(187)내의 8개의 신호는 신호(184), 스마트 카드(180)용의 고속 데이타 입출력(I/O) 포트와 신호(184), ISO 표준 IC 카드 인터페이스 신호의 서브셋(subset)을 포함한다.
원하는 프로그램 또는 서비스는 동조기(100)를 사용하여 수신기를 적절한 채널에 동조시킴으로써 선택된다. 동조기(100)는 사용자 입력에 따라서 마이크로 콘트롤러(160)에 의해 제어된다. 예를 들면, 마이크로콘트롤러(160)는 사용자에 의해 작동되는 리모콘(제1도에는 도시되어 있지 않음)으로부터의 채널 선택 신호를 수신한다. 채널 선택 신호에 따라서, 마이크로 콘트롤러(160)는 동조기(100)가 선택 채널에 동조하게 하는 제어 신호를 발생시킨다.
동조기(100)의 출력은 순방향 에러 정정기(FEC)(110)에 결합된다. FEC(110)는 동조 신호내의 패리티 비트 등의 에러 제어 정보를 감시하여 에러를 검출하고, 에러 제어 프로토콜에 따라 에러를 정정한다. 마이크로 콘트롤러(160)는 FEC(110)에 결합되어, 그 신호내에서의 에러 발생을 감시하고 에러 처리를 제어한다. 또한, FEC(110)는 아날로그-디지탈 변환(ADC) 기능을 실행하여, FEC(110)의 출력에서 동조기(100)의 아날로그 출력을 디지탈 신호로 변환한다.
전송 유닛(120)은 FEC(110)로부터 신호를 처리하여 동조 신호내의 각종 데이타를 검출 및 분리한다. 신호내의 데이타는 다양한 포맷(fromat)으로 배열될 수 있다. 제3도는 후술의 설명에 대한 기초로서 제공되는 예시적인 데이타 포맷을 도시하고 있다. 제3도에 도시된 신호는 데이타 바이트의 패킷내에 구성된 데이타 스트림, 즉 '패킷화'된 데이타를 포함한다. 각 패킷은 동조 채널의 데이타 스트림내의 특정 형태의 정보, 또는 서브스트림과 관련되어 있다. 예를 들면, 상기 신호는 프로그램 안내 정보, 제어 정보(예컨대, ECM 또는 EMM), 비디오 정보 및 오디오 정보의 패킷을 포함한다. 특정 패킷에 관련되어 있는 서브스트림은 각 패킷의 헤더부에 포함되어 있는 데이타에 의해 정해진다. 각 페킷의 페이로드(payload)부는 패킷 데이타를 포함한다. 제3도에 도시되어 있는 예시적인 데이타 포맷은 해더내의 2 바이트(16 비트) 데이타와 상기 페이로드내의 186바이트 데이타를 포함한다.
각 패킷내의 헤더의 최초 12 비트는 프로그램 식별(PID) 데이타 비트이다. PID 데이타는 페이로드 데이타가 관련되어 있는 데이타 서브스트림을 식별한다.PID 데이타에 의해 제공되는 정보의 예는 다음과 같다.
표 1
다른 PID 값은 다른 채널에 대한 비디오 데이타 및 오디오 데이타를 식별한다.
동조처리의 일부로서, 마이크로콘트롤러(160)는 마이크로 콘트롤러의 메모리 내에 저장된 PID "맵(map)"을 참조하여, 동조 채널과 관련되어 있는 PID 값을 결정한다. 적절한 PID 값이 전송 유닛(120)의 PID 레지스터에 적재된다. 예를 들면, 채널(101)이 선택될 때, 마이크로콘트롤러(160)는 저장된 PID 맵을 액세스하고, PID 값이 각각 10 및 11인 채널(101)의 비디오 데이타 및 오디오 데이타를 결정하여, 그 값 10 및 11을 전송 유닛(120)의 각 비디오 PID 레지스터 및 오디오 PID 레지스터에 적재한다. 들어오고 있는 패킷내의 PID 데이타는 PID 레지스터에 저장된 PID 값과 비교되어 각 패킷의 페이로드의 내용이 결정된다. 마이크로 콘트롤러(160)는 "프로그램 안내" 패킷(PID 값이 1임)내의 PID 대 채널 대응 정보에 따라서 PID 맵 데이타를 갱신할 수 있다.
각 패킷의 혜더부의 최종 4 비트는 페이로드 내용을 다음과 같이 더 한정한다.
표 2
예컨대, ECM 플래그가 논리 1에서 활성(액티브)된다는 것은 페이로드가 키 생성을 위한 초기화 데이타 등의 ECM 데이타를 포함하고 있다는 것을 표시한다. ENC 플래그가 활성된다는 것은 페이로드가 암호화되어 있음을 표시하며, 따라서 디스크램블되어야 한다. 키 플래그는 두 개의 키 중 하나, 즉 키 A또는 키 B가 페이로드를 디스크램블링하기 위해 사용되어야 하는지를 결정한다(예를 들면, 논리 0은 키 A, 논리 1은 키 B를 표시한다). 키 플래그의 사용에 대해서는 제7도를 참조하여 후술된다.
제1도의 전송 유닛(120)은 제3도에 도시된 패킷 클록 신호에 따라서 헤더 데이타를 추출하고 처리한다 패킷클록 신호는 FEC(110)에 의해 생성되고 데이타 스트림에 동기된다. 패킷클록 신호의 각 전이는 패킷의 개시를 표시한다. 전송유닛(120)은 각 패킷 클록신호 전이에 후속하는 16 비트의 헤더 데이타를 처리하여 패킷 페이로드에 대한 목적지를 결정한다. 예를 들면, 전송유닛(120)은 마이크로콘트롤러(160)를 통해 스마트 카드(180)내의 보안 제어기(183)에 EMM(PID 값이4임) 및 ECM을 포함하는 페이로드를 전송한다. 비디오 데이타 및 오디오 데이타는 디멀티플렉서/디스크램블러(130)에 송출되어 비디오 신호 및 오디오 신호로 디스크램블링 및 디멀티플렉싱한다. 프로그램 안내 데이타(PID 값이 1임)는 PID 명의 갱신을 위하여 마이크로콘트롤러(160)에 송출된다.
보안 제어기(183)는 EMM 및 ECM 데이타를 처리하여 권리 관리 및 키 생성을 포함하는 액세스 제어 기능을 제공한다. 보안 제어기(183)는 집적회로(IC)(181)에 포함되고 모토롤라사에서 제조된 6805 프로세서 등의 마이크로프로세서를 포함한다. 권리 관리는 EMM 데이타를 처리하여 IC(181)내에 저장되어 있는 권리 정보를 어떻게 및 언제 갱신할 것인지를 결정하는 단계, 즉, 권리를 가감하는 단계를 포함한다. ECM 데이타는 보안 제어기(183)가 필요로 하는 초기 값을 제공하여 디스크램블링 키를 발생한다. 보안 제어기(183)에 의해 키가 생성된 후, 그 키는 마이크로콘트롤러(160)를 통해 동조 신호로부터의 입력 신호의 스크램블 데이타 성분, 예컨대 비디오 프로그램 데이타 및 오디오 프로그램 데이타가 디스크램블되는 디스크램블러(130)에 전송된다. 더 후술되는 본 발명의 원리에 따르면, 디스크램블링 기능은 IC(81)에 포함된 디스크램블러(185)에 의해서도 제공된다.
디스크램블된 비디오 데이타 및 오디오 데이타는 각각 비디오 압축 해제기(140) 및 오디오 압축 해제기(145)에서 압축 해제된다. 프로그램 데이타는 다양한 공지의 데이타 압축 알고리듬 중 임의의 하나를 사용하여 프로그램소스에서 압축된다. 압축 해제기(140, 145)는 압축 알고리듬을 역으로 수행한다.
비디오 압축 해제기 및 오디오 압축 해제기(140, 145)의 출력은 각각 비디오신호 프로세서 및 오디오 신호 프로세서(150, 155)에 결합된다. 오디오 신호 프로세서(155)는 스테레오 신호 생성 및 디지탈/아날로그 변환과 같은 기능들을 포함하여 디지탈 출력 신호를 압축 해제기(145)로부터 확성기(제1도에는 도시되지 않음)에 결합될 수 있는 프로세서(155)로부터의 아날로그 오디오 출력 신호(AOUT)로 변환할 수 있다. 또한, 비디오 신호 프로세서(150)는 디지탈/아날로그 변환 기능을 포함하여 압축 해제기(140)의 디지탈 출력을 키네스코프 등의 디스플레이 장치에서 화면 표시하는데 적합한 아날로그 비디오 출력 신호(VOVT)로 변환할 수 있다. 또한, 비디오 프로세서(150)는 OSD 프로세서(170)에 의해 생성되는 출력 신호(VOUT)의 온 스크린 디스플레이(OSD) 신호를 포함하는데 필요한 신호 스위칭을 제공한다. OSD 신호는 예를 들면, 디스플레이 영상에 포함될 수 있는 채널 번호 디스플레이등의 그래픽 정보를 나타낸다. 비디오 프로세서(150)내의 비디오 스위치는 OSD 신호를 원하는 디스플레이를 생성하는데 필요한 출력 신호(VOUT)로 다중화한다. OSD 프로세서(170)의 동작은 마이크로 콘트롤러(160)에 의해 제어된다.
제1도에 도시되어 있는 시스템의 액세스 제어 특징으로 돌아가서, 스마트 카드(180)의 특징 및 기능은 제4도에 도시되어 있는 스마트 카드 IC(181)의 블록도를 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 제1도에 도시되어 있는 것과 동일한 제4도의 참조 번호는 동일 또는 유사한 특징을 표시한다. 제4도에서, 집적회로(IC)(181)는 중앙 처리 장치(CPU)(421), RAM(426), ROM(425), EEPROM(423) 및 직렬 I/O 유닛(424)을 구비하는 보안 제어기(183)를 포함하고 있다. CPU(421)는 모토롤라사에서 제조한 6805 등의 프로세서이다. 키 생성 및 권리 관리 소프트웨어는 ROM(425) 및EEPROM(523)에 저장된다.
또한, 현재의 권리를 지정하는 데이타는 EEPROM(423)에 저장되고, 수신 신호의 권리 관리 메시지(EMM)내의 정보에 따라서 변형된다. EMM 패킷이 제1도의 전송프로세서(120)에 의해 검출될 때(패킷 PID 값이 4임), 제1도의 마이크로콘트롤러(160)는 직렬 I/O 유닛(424)을 통해 패킷 페이로드를 보안 제어기(183)에 전송한다. CPU(421)는 페이로드의 EMM 데이타를 RAM(426)에 전송한다. CPU(421)는 EMM 데이타를 처리하고, 그에 따라 EEPROM(423)내에 저장되어 있는 권리 데이타를 변형시킨다.
권리 제어 메시지(ECM)를 포함하는 패킷 페이로드(활성되어 있는 패킷 헤더의 ECM 플래그에 의해 표시된 것)는 마이크로콘트롤러(160) 및 직렬 I/O 유닛(424)을 통해 전송 유닛(120)에서부터 보안 제어기(183)에 전송된다. 어떤 형태의 패킷, 예컨대, EMM, 비디오 또는 오디오는 ECM을 포함할 수 있다. ECM 데이타는 특정 형태의 데이타를 위한 디스크램블링 키를 생성하는 데 사용된다. 예를 들면, EMM 패킷내의 ECM 데이타는 EMM 디스크램블링 키를 생성하기 위해 사용된다. 보안 제어기(183)에 전송될 때, ECM 데이타는 CPU(421)에 의해 처리될 때까지 RAM(426)에 저장된다. EEPROM(423) 및 ROM(425)에 저장되어 있는 키 생성 소프트웨어는 RAM(426)내의 ECM 데이타를 사용하여 CPU(421)에 의해 실행되어 특정키를 생성한다. ECM 데이타는 키 생성 알고리듬에 의해 요구되는 초기 값 등의 정보를 제공한다. 그 결과로 생성되는 키는 직렬 I/O 유닛(324) 및 마이크로콘트롤러(160)를 통해 CPU(421)에 의해 디스크램블러(130)에 전송될 때까지 RAM(426)에 저장된다.
EMM 및 ECM 데이타는 활성되어 있는 패킷헤더내의 암호 플래그(ENC)에 의해 표시되는 바와 같이 암호화될 수 있다. 암호화 데이타는 전송 유닛(120)으로부터 디스크램블러(130)에 전송되어, 권리 관리의 처리 또는 키 생성의 처리를 위해 보안 제어기(183)에 전송되기 전에 디스크램블링된다.
이제까지 설명해 온 IC(181)의 특징 및 동작은 공지의 스마트 카드 시스템에서 일반적인 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 디스크램블러(130)와 같은 스마트카드 외부의 디스크램블링 유닛을 사용하는 것은 실질적으로 시스템 보안성을 저하시키고 디스크램블링 하드웨어를 바람직하지 못한 것으로 변화시킨다. 제1도 및 제 4도에 도시되어 있는 장치는 공지의 스마트 카드 시스템과 비교하여 보안성이 명백하게 개선된 특징을 갖는다. 특히, 스마트 카드(180)의 IC(181)는 디스크램블러 유닛(185) 및 각각의 직렬 데이타 인 라인과 직렬 데이타 아웃 라인을 구비하는 고속의 데이타 속도 동기 인터페이스(184)를 포함한다. 디스크램블러(185) 및 인터페이스(184)의 조합에 의해, 모든 액세스 제어 처리가 스마트 카드내에서 행해질 수 있다.
제1도에서, 카드 판독기(190)는 각각 182 및 184로 표기되어 있는 스마트 카드 인터페이스(187) 부분을 통해 마이크로콘트롤러(160)로부터의 ISO 표준 인터페이스 신호(165)와 전송 유닛(120)으로부터의 고속 인터페이스 신호(125)를 스마트카드(180)에 결합시킨다. 제4도는 인터페이스(187)에 포함되는 신호들을 도시하고 있다. ISO 표준신호(182)는 제4도의 전원, 접지, 리셋 및 직렬 I/O(제2B도의 VCC, GND, RST 및 I/O에 대응)를 포함하고 있다. 고속 인터페이스 신호(184)는 고속 데이타 인 신호, 고속 데이타 아웃 신호, 패킷 클록 신호 및 고주파수(예컨대, 50MHz) 클록 신호를 포함하고 있다. ISO 표준신호 VPP(프로그래밍 전압)는 제2A도에 도시되어 있는 8개의 접촉부로 된 ISO 표준 구성을 사용하여 수행되도록 고속 인터페이스 및 저속 인터페이스 모두를 포함하는 패킷 클록 신호 허용 인터페이스(187)로 대체된다.
소거 신호(VPP)는 디스크램블러(185) 및 고속 데이타 인터페이스(184)를 포함하고 있지 않은 현재의 ISO 표준 스마트 카드의 동작으로부터 제1도에 도시되어 있는 시스템을 방해하지 않는다. 현재의 스마트 카드는 통상 별개의 프로그래밍 전압을 필요로 하지 않는 EEPROM 회로를 포함한다. "차지 펌프(charge pump)"형의 구조는 프로그래밍이 필요할 때 카드 전원 전압으로부터 필요한 프로그램밍 전압을 생성시킨다. 따라서, ISO 표준에 의해 정해지는 WP 신호는 대부분의 현재의 ISO 표준 스마트 카드의 경우에 "사용되지 않는" 단자이다. 현재의 스마트 카드를 갖는 시스템을 사용하는 경우에는 고속 인터페이스(184) 및 디스크램블러(185)를 사용하지 않도록 시스템의 동작을 변형시킬 필요가 있다. 그 필요한 변형은 제어기(160)를 위한 제어 소프트웨어만 변경하면 달성될 수 있다.
디스크램블러(185)는 보안 제어기(183)가 저주파수 클록 신호를 요구할 때 고주파수 클록 신호에 따라서 고속 데이타 속도로 동작한다. IC(181)내의 분주기(422)는 50MHz 클록 신호를 분주하여 보안 제어기(183)에 적합한 저주파수 클록 신호를 생성한다. 따라서, 단일 고주파수 클록 신호는 보안 제어기(183)와 디스크램블러(185)의 동작을 제어하는 타이밍 신호 대신에 사용된다. 분주기(422)를사용하게 되면 8개의 스마트 카드 인터페이스 신호 중 2 개를 고주파수 클록 신호 및 저주파수 클록 신호로 분리하는 데 전용으로 사용하지 않아도 된다.
디스크램블러(185)는 제1도의 전송 유닛(120)의 전술의 기능과 유사한 기능을 제공하기 위해 전송 디코드 유닛(472), PID & ECM 필터 유닛(474) 및 EMM 어드레스 필터 유닛(476)을 포함한다. 인터페이스(187)의 고속 데이타 인 신호 및 데이타 아웃 신호는 전송 유닛(120)과 디스크램블러(185)사이에 입력 신호의 고속 데이타 스트림을 결합한다. 스마트 카드(180)에 전송 유닛(120)의 기능을 내장함으로써, 스마트 카드(180)는 입력 신호의 고속 데이타 속도로 들어오고 있는 데이타 패킷을 처리할 수 있다. 데이타 인 신호와 패킷 글록 신호는 유닛(472)에 결합된다.
패킷 클록 신호의 각 전이에 따라서, 유닛(472)은 16 비트의 헤더 데이타를 처리한다. 최초 12 비트의 헤더는 PID & ECM 필터 유닛(474)에 송출되는 프로그램 식별(PID) 데이타이다. 유닛(474)은 패킷의 PID 데이타를 동조 채널에 포함되는 각 형태의 패킷으로 유닛(474)에 저장된 PID 값과 비교한다. 전송 유닛(120)의 상기한 동작과 유사하게(상기 표 1과 관련 설명 참조), 유닛(474)내에서의 PID 비교는 예컨대, 프로그램 안내, EMM, 비디오, 또는 오디오를 포함하는 페이로드가 어떤 형태의 데이타인지를 결정한다. 현재의 동조 신호내의 패킷 형태를 식별하는 PID 값은 유닛(474)내의 레지스터에 저장된다. 레지스터는 제1도의 시스템에 관한 전술의 동조 처리의 일환으로서 적재된다. 특히, 마이크로프로세서(160)는 상기한 바와 같이 저장된 PID "맵"을 액세스하고, 현재의 동조 채널에 관련된 PID 값을 스마트 카드(180)의 신호(182)와 보안 제어기(183)를 통해 유닛(474)의 레지스터에 전송한다. 유닛(474)과 같은 디스크램블러(185)의 기능과 보안 제어기(183) 사이의 데이타 전송은 제4도에 도시되지 않은 IC(181) 내부의 데이타 버스를 통해서 생긴다.
어떻게 페이로드 데이타가 스마트 카드(180)애 의해 처리되는지는 유닛(474)내에서의 PID 비교의 결과에 의해서 그리고 유닛(472)에 의해 추출되는 패킷 헤더의 비트 13 내지 16의 내용에 의해서 결정된다. 채널(101)(표 1 참조)에 관한 상기 예를 사용하여, PID 데이타는 마이크로콘트롤러(160)가 PID 맵을 갱신하도록 처리하는 프로그램 안내 데이타(PID=1), 보안 제어기(183)가 권리를 변경하도록 처리하는 EMM 데이타(PID=4), 비디오 데이타(PID=10) 및 오디오 데이타(PID=11)를 식별한다. 헤더의 비트 13 내지 16은 스마트 카드의 보안 관련 동작(상기 표 2 및 관련 설명 참조)을 제어한다. 비트 13(ECM 플래그)이 활성이면, 페이로드는 보안 제어기(183)에 의해 키 생성 처리를 요구하는 ECM 데이타를 포함한다. 비트 15(ENC 플래그)가 활성이면, 페이로드는 암호화되고 디스크램블러(185)내의 디스크램블링 유닛(478)에서 디스크램블된다. 비트 16은 디스크램블링하기 위해 유닛(478)에서 사용되는 키가 키 A 인지 키 B 인지를 결정한다.
암호화 상태 비트(ENC)는 페이로드 데이타가 디스크램블링 유닛(478)에 의해 어떻게 처리될 것인지를 결정한다. 암호화되지 않은 페이로드 데이타는 디스크램블링 유닛(478)을 통해 스마트 카드(180)의 고속 데이타 인 단자로부터 고속 데이타 아웃 단자까지 변경되지 않은 상태로 통과한다. 암호화 데이타는 유닛(478)에 의해 데이타 레이트(속도)로 디스크램블된다. 디스크램블된 비디오 데이타 및 오디오 데이타는 스마트 카드(180)의 고속 데이타 아웃 단자로 통과된다. 각 디스크램블된오디오 또는 비디오 패킷에서, 패킷 헤더내의 ENC 비트는 패킷이 "클리어", 즉 디스크램블되었음을 나타내는 논리 0으로 세트된다. 권리 없는 사용자가 권리 또는 키 관련 데이타를 액세스하지 못하게 하기 위해, 디스크램블된 EMM 데이타 또는 ECM 데이타는 고속 데이타 아웃 단자를 통해 스마트 카드(180)외부로 통과되지 못한다. 그 대신에, 논리 1로 세트된 ENC 비트를 갖는 최초의 스크램블된 EMM 데이타 또는 ECM 데이타가 고속 데이타 인 단자로부터 고속 데이타 아웃 단자까지 스마트카드(180)로 통과된다. 디스크램블링 유닛(478)에서 디스크램블된 EMM 데이타 및 ECM 데이타는 권리 관리 및 키 생성에 대해 보안 제어기(183)에 의해 처리될 때까지 보안 제어기(183)의 RAM(426)내에 일시적으로 저정된다. 제1도의 전송 유닛(120)은 스마트 카드(180)의 고속 데이타 아웃 단자로부터 데이타(변화되지 않은 또는 디스크램블된)를 수신한다. 각 패킷의 PID 값은 검사되고, 페이로드는 추가의 처리[예컨대, 마이크로콘트롤러(160) 또는 압축 해제기(140, 145)]를 위해 제1도의 적절한 기능부에 전송된다.
스마트 카드(180)의 동작은 ISO 표준 직렬 인터페이스를 통해 스마트 카드(180)와 통신하는 제1도의 마이크로콘트롤러(160)로부터의 명령에 의해 제어된다. 사실상, 마이크로콘트롤러(160)는 주프로세서이고, 보안 제어기(183)는 종속프로세서이다. 예를 들면, 마이크로 코트롤러(160)는 PID 정보를 스마트 카드(180)에 전송하고, 대응 데이타 스트림의 데이타를 디스크램블하도록 카드에 지시한다. 보안 제어기(183)는 권리 처리, 키 생성 또는 디스크램블링과 같은 적절한 형태의 데이타 처리를 위해 권리를 검사하고 스마트 카드(180)를 구성함으로써 응답한다. 또한, 마이크로콘트롤러(160)는 디스크램블링이 진행 중 인지와 같은 상태 정보를 요구한다. 명령들은 직렬 I/O단자를 통해 스마트 카드(180)내의 보안 제어기(183)에 통신된다. 명령에 의해 요구되는 임의의 응답은 직렬 I/O단자를 통해 마이크로 콘트롤러(160)에 복귀된다. 따라서, 직렬 I/O신호는 고속 데이타 인터페이스가 카드와 시스템 사이에서 고속의 입력 데이타 신호 및 출력 데이타 신호를 제공할 때, 시스템과 스마트 카드(180) 사이에 제어 신호 대신에 사용된다.
마이크로콘트롤러(160)와 스마트 카드(180)사이의 직렬 통신은 ISO 표준 7816-3의 프로토콜에 따라서 발생한다. 스마트 카드는 프로토콜 유형 번호 T를 시스템에 송출함으로써 사용될 특정 프로토콜의 시스템에게 통지한다. 특히, 카드가 카드 판독기에 삽입될 때, 카드 판독기는 전원을 카드에 인가하고, 리셋 신호를 작동시킴으로써 카드를 리셋한다. 카드는 ISO표준 7816-3 §6에서 정한 "리셋에 대한 응답" 데이타 시퀀스를 갖는 리셋 신호에 응답한다. 리셋에 대한 응답은 인터페이스 바이트 TDi를 포함한다. 바이트 TDi 중 4개의 최하위는 프로토콜 유형 번호 T를 정의한다(ISO표준 7816-3 §6.1.4.3 참조).
제1도에 도시되어 있는 시스템에 대한 프로토콜 유형은 유형 T=5이다. 유형 5 프로토콜은 ISO 표준에서 "예비", 즉 현재로서는 정의되어 있지 않은 것으로 분류된다. 제1도의 시스템의 경우, 프로토콜 유형 5는 직렬 I/O에 대한 보드(baud)속도(레이트)가 결정되는 방식을 제외하고 프로토콜 유형 O(ISO 7816-3 §8에서 정의된 비동기식 반이중 프로토콜)과 동일하다 카드 인터페이스에서 직렬 I/O는 ISO 표준 7816-3의 표 6에 따라 결정되는 속도(레이트)로 발생한다. 보드 속도(레이트)계산은 보안 제어기(183)가 클록되는 레이트를 기초한다. 현재의 스마트 카드에 대해, 보안 제어기(183)에 대한 클록 주파수는 카드의 클록 핀에서의 클록 주파수 fs와 동일하다. 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 스마트 카드(180)는 보안 제어기(183)에 대한 클록 레이트를 설정하기 위해, 고속 입력 클록 Fin의 레이트를 계수 N으로 나누는(즉, Fin/n) 분주기(422)를 포함한다. 따라서, 유형 5 프로토콜에 대해, ISO 표준 7816-3의 표 6은 fs=Fin/N을 정의함으로써 변경된다.
유형 O 프로토콜의 경우에서와 같이, 유형 5 프로토콜에 대한 모든 명령들은 마이크로콘트롤러(160)에 의해 개시된다. 명령은 1 바이트 명령 클래스 지정(CLA), 1 바이트 명령(INS), 어드레스와 같은 2 바이트 파라메터(P1, P2) 및 명령의 일부이고 헤더에 후속하는 데이타 바이트의 수를 한정하는 1 바이트 숫자(P3)를 포함하는 5 바이트 헤더로부터 시작한다. 제1도의 시스템의 경우, 파라메터(P1, P2)는 불필요하고, 따라서, 이들 바이트는 "무관(don't cares)"하다. 따라서, 명령은 아래의 형태를 가진다.
CLA │ INS │ - │ - │ P3 │ 데이타 (P3 바이트)
스마트 카드(180)에 의해 인식되는 명령은 상태 명령 및 PID 전송 명령을 포함한다. 스마트 카드(180)는 예컨대, 카드가 키 생성을 종료했는지 또는 카드가 디스크램블링 데이타인지와 같은 카드의 처리상태를 제공함으로써 마이크로 콘트롤러(160)로부터의 상태 명령에 응답한다. PID 전송 명령을 사용하여, 마이크로콘트롤러(160)는 동조 채널에 관련된 PID 번호를 전송한다. EMM 데이타 및 ECM데이타를 전송하는 명령, 키 관련 명령 및 "구매 주문" 명령들과 같은 다른 명령들도 가능하고 이는 후술될 것이다.
스마트 카드(180), 특히 디스크램블러(185)의 동작은 제5도 내지 제8도를 참조하여 더 상세하게 설명된다. 새로운 채널이 동조될 때, 마이크로콘트롤러(160)는 제5도에 도시되어 있는 바와 같이 PID 맵으로부터 스마트 카드(ISO)로 새로운 채널에 대한 PID 값을 전송한다. PID 데이타 전송은 N의 PID 값을 포함하는 PID 전송 명령을 사용하여 생성하고, 여기에서 N은 명령 헤더의 바이트 P3에서 지정된다. 상기 명령 및 PID 값은 스마트 카드(180) 및 직렬 I/O유닛(424)의 직렬 데이타 단자를 통해 카드에 통신된다. CPU(421)는 PID 데이타를 수신하여 디스크램블러(185)내의 레지스터(474)의 적절한 PID 레지스터에 송출한다.
신호가 디스크램블되기 전에는, 액세스할 권리가 사용자에게 부여되어야 하고, 정정키가 디스크램블러에 적재되어야 한다. 카프(180)에 PID 데이타를 전송한 후에는, 동조 채널을 액세스할 권리가 사용자에게 부여되었는 지를 확인하기 위해, 보안 제어기(183)가 PID 값을 EEPROM(423)내에 저장된 권리 데이타와 비교한다. 사용자에게 권리가 부여되어 있으면, 다음 단계로 키가 생성된다. 키 생성에는 ECM 데이타를 처리하는 단계를 포함한다. 따라서, ECM은 오디오 데이타 및 비디오 데이타가 디스크램블되기 전에 키를 생성하도록 수신되고 처리되어야 한다. ECM 데이타 권한 없이 키를 생성할 가능성을 감소시키기 위해 암호화된다. 카드는 EEPROM(423) 내의 카드에 저장된 ECM을 디스크램블링하기 위한 키를 가진 채 발급된다. 제6도에 도시되어 있는 바와 같이, ECM 키가 EEPROM(423)으로부터 디스크램블링 유닛(478)내의 ECM 키 레지스터까지 CPU(421)에 의해 전송된다.
사용자에게 동조 채널를 액세스하게끔 권리가 부여되지 않으면, 권리가 키 생성 전에 수신되어야 하고 디스크램블이 생성할 수 있다. 사용자는 적어도 2 가지 방식으로 권리를 취득할 수 있다. 첫째로, 권리는 EMM을 통해 수신될 수 있다. 카드가 발행될 때 특정 스마트 카드를 식별하는 "어드레스"가 카드의 EMM 어드레스 유닛(476)에 저장된다. EMM에 어드레스 정보를 포함함으로써, 서비스 제공자는 EMM을 특정 카드에 송출할 수 있다. 스마트 카드는 카드에 송출된 EMM 정보를 검출하기 위해 EMM 내의 어드레스 정보를 유닛(476)에 저장되어 있는 카드 어드레스와 비교한다. 사용자가 무권리자이면, 보안 제어기(183)는 EMM 데이타가 수신되는 경우에 제6도에 도시되어 있는 바와 같이 EMM을 처리하기 위해 카드를 구성한다.
ECM 키의 경우에서와 같이, 카드는 EEPROM(423)내의 카드에 저장된 EMM 키를 가진 채 발급된다. 제6도에서, EMM 키는 EEPROM(423)으로부터 디스크램블링 유닛(478)내의 EMM 키 레지스터로 CPU(421)에 의해 전송된다. 제1도의 전송 유닛(120)으로부터의 스크램블 EMM 데이타는 고속 데이타 인 포트를 통해 카드에 입력된다. 유닛(476)에서 EMM 어드레스를 검사한 후에는, 그 하드에 맞는 EMM 데이타가 디스크램블링 유닛(478)에서 암호화된다. 암호 해독된 EMM 데이타는 RAM(426)에 일시적으로 저장되고 CPU(421)에 의해 처리되어 EEPROM(423)에 저장되어 있는 권리 데이타를 갱신한다.
또한, 사용자는 "충동" 구매를 통해 권리를 취득할 수 있다. 사용자가 특정 채널을 동조하는데 보안 제어기(183)는 그 사용자가 액세스할 권리가 없다고 판단할 때, 스마트 카드(180)는 비디오 디스플레이 장치에 화면 표시되는 "구매 주문" 메뉴를 생성한다. 메뉴는 동조 채널상의 프로그래밍에 대한 구매 액세스 등의 다양한 옵션을 선택할 기회를 사용자에게 제공한다. 사용자가 구매 액세스를 선택하면, 스마트 카드내의 권리가 갱신되고, 후술되는 키 생성 및 디스크램블링에 의해 후속되는 그 채널의 액세스가 가능해진다. 구매 정보는 "회신(reportback)" 기능부를 통해 서비스 제공자에 통신된다. 이어서, 서비스 제공자는 권리 구매 비용을 사용자에게 청구한다. 사용자가 광고 채널을 통해 광고되고 있는 과금 방식(pay-per-view)(PPV)의 프로그래밍을 시청할 권리를 구매하기로 한 경우에도 마찬가지의 작업 순서가 발생한다. 시스템은 특정 PPV 프로그램에 대한 사용자의 선택을 검출하고, 스마트 카드는 권리를 갱신하며, 회신 기능을 통해 구매 정보를 서비스 제공자에게 전송한다.
구매 주문 메뉴의 특징에 관해 더 상세히 후술한다. 만일 보안 제어기(183)가 사용자에게 동조 채널을 액세스할 권리가 부여되고 있지 않다고 결정하고 동조 채널이 구매 주문 기능을 지원하고 있다면, CPU(421)는 상태 레지스터의 플래그를 세트하여, 구매 주문 메뉴의 화면이 미결임을 나타낸다. 제어기(160)는 상태 정보를 요구하는 스마트 카드(180)에 명령을 주기적으로 송출하고 스마트 카드(180)는 상태 레지스터의 내용에 대해 응답한다. 따라서, 제어기(160)는 구매 주문 메뉴 미결 플래그를 검출하고, 메뉴 정보를 요구하는 스마트 카드(180)에 임의의 명령을 송출한다.
스마트 카드(180)는 구매 옵션과 같은 메뉴에 포함될 수 있는 데이타로 응답한다. 제어기(160)는 메뉴 디스플레이 신호가 생성되는 제1도의 온스크린 디스플레이 유닛(OSD)(170) 상에 그 정보를 전송한다. 사용자의 선택, 예를 들면, "구매"또는 "비구매"는 원격 제어 장치를 통해 입력되고 제어기(160)에 의해 수신된다. 상기 응답은 제어기(160)로부터의 명령을 통해 스마트 카드(180)에 전송된다. 액세스가 구매되면, 스마트 카드(180)내의 권리가 갱신된다.
구매 정보는 사용자에게 서비스 비용이 청구될 수 있도록 회신 메시지를 통해 서비스 제공자에게 전송된다. 회신 메시지는 사용자의 전화선 및 시스템에 내장된 모뎀을 통해 서비스 제공자에 송출될 수 있다. 마이크로콘트롤러(160)는 전화선이 통화중이지 않을 시기(예컨대, 한밤중)에 회신할 수 있도록 일정을 관리할 수 있다. 구매가 발생하는 경우, 스마트 카드(180)내의 상태 레지스터는 회신 메시지가 미결임을 표시하는 플래그를 세트하도록 갱신된다 콘트롤러(160)로부터의 후속상태 명령은 회신 메시지 미결 플래그를 검출한다. 회신이 발생할 때, 콘트롤러(160)는 회신 메시지 내용을 요구하는 스마트 카드(180)에 명령을 송출한다. 구매데이타에 추가하여, 회신 메시지는 서비스 제공자에게 회신 채널을 설정하도록 모뎀에 의해 다이얼되는 전화번호와 같은 정보를 포함할 수 있다. 스마트 카드(180)로부터 회신 메시지 내용을 수신한 후, 콘트롤러(160)는 예컨대, 모뎀을 통해 서비스 제공자와 접속을 설정하고, 서비스 제공자에게 메시지 내용을 전송한다.
PID 값이 적재되고, 권리가 존재하며, ECM 키가 디스크램블러(185)에 위치된 후에, 카드는 ECM 데이타를 디스크램블하기 위해 준비되고, 오디오 및 비디오 키를 생성한다. 제7도에서, 신호내의 ECM 데이타는 고속 데이타 인 단자를 통해 스마트카드(180)에 의해 수신되고 전송 디코드 유닛(472)에 의해 검출된다. ECM 데이타는 앞서 적재된 ECM 키가 ECM 데이타를 암호 해독하기 위해 사용되는 디스크램블러(478)에 송출된다. 암호 해독된 ECM 데이타가 이용 가능하게 될 때, CPU(421)는 RAM(424)내의 암호 해독된 ECM 데이타를 사용하여 비디오 및 오디오 키를 생성하기 위해 EEPROM(423) 및 ROM(425)에 저장된 키 생성 알고리듬을 실행한다. 생성된 키는 디스크램블러(478)내의 적절한 비디오 및 오디오 키 레지스터에 전송된다.
제7도에 도시되어 있는 바와 같이, 디스크램블러(478)는 비디오에 대한 2개의 키 레지스터, 즉 비디오 키 A 및 B와 오디오에 대한 2개의 키 레지스터, 즉 오디오 키 A및 B를 포함한다. 키 A또는 키 B중 어떤 키가 특정 패킷을 디스크램블 하기 위해 사용될 것인지는 패킷 헤더 내의 키 플레그 비트에 의해 결정된다(상기 표 2 참조). "다중 키"는 현재의 키가 데이타를 디스크램블하는데 사용될 때 생성되게 하기 위해 사용된다. 새로운 키를 생성하기 위해 보안 제어기(183)내의 ECM 데이타를 처리하고 디스크램블러(478) 내의 키 레지스터에 새로운 키를 전송하는 것은 CPU(421)의 명령 사이클의 표시 번호를 요구한다 디스크램블링이 새로운 키의 생성과 전송중에 정지되었다면, 처리 지연은 새로운 키가 디스크램블러(478)에 위치되어질 때까지 프로그램을 시청하는 누군가가 스크램블된 영상을 보게끔 요구할 것이다. 키 레지스터 A 및 B를 갖는 것은 데이타를 하나의 키 레지스터 예컨대, 키 레지스터 A 내의 키를 사용하여 암호 해독되게 하는 한편, 새로운 키가 생성되어 제2 키 레지스터 예컨대, 키 레지스터 B에 적재된다. ECM 데이타 송신에 의해 키 생성을 개시한 후에, 서비스 제공자는 키 B를 사용하여 패킷을 암호화하기 전에 디스크램블러(478) 내에서 키 B가 생성되게 하기에 충분한 시간을 대기한다. 키 플래그는 새로운 키를 사용하기 시작할 때를 디스크램블러(185)에 통지한다.
제5도, 제6도 및 제7도의 동작 후에, 디스크램블러(478)는 EMM, ECM 비디오 및 오디오 데이타를 포함하는 동조 채널내의 암호화 데이타를 처리하기 위해 요구되는 모든 키 정보와 함께 초기화된다. 제8도는 데이타를 처리하는 신호의 흐름을 도시한다. 암호화 데이타는 고속 직렬 데이타 입력 단자를 통해 스마트 카드(180)에 입력된다. 상기 데이타는 앞서 적재된 키를 사용하여 디스크램블러(478)에서 암호 해독된다. 예를 들면, 전송 유닛(472)이 비디오키 A에 관련되는 비디오 데이타인 페이로드 데이타를 입력 패킷의 헤더로부터 결정하면, 패킷 페이로드는 비디오 키 A를 사용하여 암호 해독된다. 암호 해독된 데이타는 고속 직렬 데이타 출력 단자를 통해 스마트 카드(180)로부터 즉시 출력된다. 제8도의 데이타 처리는 디스크 램블러(478)가 고속 데이타 속도(레이트)로 입력 신호의 데이타를 처리하게 하는 디스크램블링 유닛(185)과 보안 제어 유닛(183)사이의 상호 작용을 요구하지 않는다는 것을 주목한다.
디스크램블링 유닛(478)의 디스크램블링 특징부에 결합된 보안 제어기(183)내의 키 생성은 데이타 암호화 표준(DES) 알고리듬 및 Rivest-Shamir-Adlemann(RSA) 알고리듬을 포함하는 다양한 알고리듬을 사용하여 암호화된 신호를 처리하기 위해 스마트 카드(180)에 종료 가능성을 제공한다. 스마트카드(180)에 모든 액세스 제어 관련 처리를 제공함으로써, 키 데이타와 같은 보안 관련 데이타는스마트 카드(180)의 외부로 전송되지 않아야 한다. 그 결과, 보안성은 스마트 카드 외부에 디스크램블러를 사용하는 시스템과 비교하여 명백하게 개선된다.
스마트 카드(180)내부에 디스크램블러(185)를 사용하는 것이 장점이 있다 할지라도, 제1도의 디스크램블러(130)와 같은 외부 디스크램블러가 또한 사용될 수 있다. 외부 디스크램블러는 스마트 카드에서 키를 생성하고 디스크램블러(130)에 키를 전송하는 현재의 유료 TV시스템과 상기 스마트 카드의 호환성에 대해 바람직하게 될 수도 있다. 선택적으로, 디스크램블러(185) 및 디스크램블러(130) 모두를 사용하는 것이 바람직하게 될 수도 있다. 예를 들면, 보안성은 2개의 상이한 키를 사용하여 신호를 2 회 암호화함으로써 개선될 수 있다. 2 회 암호화된 신호는 제1도에 도시되어 있는 시스템을 사용하여, 즉 제1 키를 사용하여 디스크램블러(185)에서 신호를 1 회 암호해독하고, 디스크램블러(130)에 부분적으로 디코드된 데이타를 전송하고, 제2 키를 사용하여 디스크램블러(130)에서 신호를 2 회 암호 해독함으로써 암호 해독될 수 있다. 상기 제2 키는 스마트 카드(180)에서 생성되고 디스크램블러(130)에 전송될 것이다.
디스크램블러(130)를 포함하는 분야(즉, 키 데이타가 스마트 카드(180)외부로 전송되는 분야)에서, 명령이 직렬 I/O 인터페이스를 통해 제어기(160)와 스마트카드(180)사이에 키 데이타를 전송하기 위해 제공된다. 예를 들면, 마이크로콘트롤러(160)는 하나의 명령으로 카드에 ECM 데이타를 송출하고 상태 명령을 사용하여 키 생성 상태를 요구한다. 상태 데이타가 키 생성이 종료되었음을 표시할 때, 다른 명령은 키 데이타를 요구하고 상기 카드는 상기 키 데이타를 제어기(160)에 송출함으로써 응답한다. 후속해서, 상기 키는 디스크램블러(130)에 전송된다.
본 발명은 또한 보안관리에 관하여 장점을 제공한다. 예를 들면, 액세스 제어 소프트웨어 및 하드웨어는 모든 권리가 부여된 사용자에게 새로운 스마트 카드를 보냄으로써 비용이 적게들고 용이하게 변화될 수 있다. 종래의 시스템에서, 특정 알고리듬에 전용되는 액세스 제어 하드웨어의 변화는 디스크램블러 하드웨어를 포함하는 모든 디코더 유닛을 대체하는데 비용이 많이 들고 시간이 소요되는 작업이 요구된다. 본 발명은 서비스 제공자와 수상기 제조자가 일반적인 카드 판독기 및 신호 프로세서를 최초로 제공하게 한다. 모든 분야-특정 액세스 제어 가능성이 스마트 카드에 의해 제공된다.
본 발명은 또한 "헤드 엔드(head-end)"(즉, 신호원)분야에서와 같이 암호를 포함하는 액세스 제어 동작에 사용될 수도 있다. 보안 제어기(183)의 EEPROM 및 ROM 내에 적절한 암호 알고리듬 소프트웨어를 포함함으로써, 디스크램블러(185)가 입력 신호를 암호화하는 것이 가능하게 된다. 전송 신호를 생성하는 헤드 엔드 하드웨어는 제1도의 카드 판독기(190)와 같은 카드판독기를 포함할 것이다. 비디오카메라와 같은 신호원으로부터 신호가 처리되고 평문(plaintext), 즉 부호화되지 않은 형태로 스마트 카드(180)의 고속 입력에 결합된다. 디스크램블러(185)는 스마트 카드(180)의 고속 출력에서 암호화된 신호를 생성하여 사용자에게 송신한다. 따라서, 서비스 제공자는 개선된 보안성과 액세스 하드웨어 및 소프트웨어가 용이하게 변화하는 것과 같은 본 발명의 장점으로부터 이익을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 고속 데이타 경로가 직렬 접속되어 있는 복수의 스마트 카드의 구조체를 포함하는 제1도의 시스템을 구체화하는 것에 관한 것이다.특히, 하나의 카드의 고속 데이타 아웃 단자는 후속카드의 고속 데이타 인 단자에 접속된다. 직렬 접속된 스마트 카드는 다양한 분야에서 장점이 될 수 있다. 예를들면, 직렬 접속된 스마트 카드는 보안성 개선 목적보다 우선하여 암호화된 신호를 디스크램블할 수 있다. 직렬 접속된 구조체에서 각 스마트 카드는 특정 레벨의 암호를 디스크램블 할 수 있다. 직렬 접속된 구조체에서 각 스마트 카드는 특정 레벨의 암호를 디스크램블하도록 구성된다.
직렬 접속된 스마트 카드는 사용자가 하나 이상의 스마트 카드를 소유하고 하나 이상의 액세스 서비스에 대해 서명해야 할 때 또한 사용될 수 있다. 하나의 스마트 카드에서만 데이타를 처리할 수 있는 시스템은 사용자가 유료 액세스 서비스를 선택할 때 수동으로 스마트 카드를 변화하게 한다. 직렬 접속된 복수의 스마트 카드를 포함하는 시스템은 신호가 직렬 접속된 카드의 "스택(stack)"에서 각 카드에 의해 처리되기 때문에 스마트 카드를 수동으로 변화시킬 필요가 없다. 동조 채널에 대응하는 스택에서의 카드는 신호를 디스크램블한다. 동조 채널과 관련 없는 카드는 신호를 변화시키지 않은 채 통과시킨다.
직렬 접속된 스마트 카드는 영상내 영상(PIP) 비디오 시스템에 또한 사용될 수 있다. PIP 시스템은 주 비디오 화상과 화면 표시되는 주화상에 삽입되는 하나 이상의 작은 화상을 표시하는 신호를 생성한다. 일반적으로, 주화상은 하나의 채널로부터의 신호를 표시하는 한편 삽입화면은 제2 채널로부터의 신호를 포함한다. 2개 이상의 스마트 카드를 직렬 접속하면, 하나의 스마트 카드는 주화상에 대한 신호를 디스크램블할 수 있는 한편 다른 스마트 카드는 삽입 화상에 대한 신호를 디스크램블한다.
제9도는 상기 직렬 접속된 고속 데이타 경로를 제공하기 위해 스마트 카드판독기에 사용하는 스위칭 장치를 도시한다. 제9도에서, 스위치 1 및 2는 카드 판독기내로의 각 카드 1 및 2의 삽입에 응답한다. 스위치 1 및 2는 각 스마트 카드의 디스크램블러에 고속 데이타 인 신호 및 데이타 아웃 신호의 경로를 결정한다. 각 스위치는 대응카드가 삽입된 것인지 또는 아닌지에 의존하는 두 가능 상태 A 또는 B 중 하나 : 각 카드가 삽입되지 않으면 상태 A, 카드가 삽입되면 상태 B로 될 수 있는 단극단투(SPST) 스위치로 도시되어 있다. 상태 A에서, 스위치는 입력 데이타, 즉 신호(데이타 인: DATAIN)을 대응 카드로 우회하게 한다. 상태 B에서, 입력 데이타는 삽입 카드에 접속된다.
제9도는 두 스위치 1 및 2를 위치 B에 있게 하는 삽입된 두 카드 1 및 2를 도시한다. 그 결과, 고속 데이타는 직렬의 카드 1 및 2를 통해 데이타 인(DATAIN)으로부터 송달된다. 오직 하나의 카드만 사용된다면, 카드 2는 삽입되지 않고, 스위치 S2는 위치 A에 있으며, 고속 데이타는 카드 2를 우회한다. 제9도의 장치에 대한 스위칭 구성은 표 3에 있다.
표 3
제9도에 도시되어 있는 고속 데이타 신호 스위칭 장치의 동작은 신호 S1 CTRL, S2 CTRL, 카드 1 삽입 및 카드 2 삽입을 포함한다. 스위치 S1 및 S2는 각각 신호 S1 CTRL 및 S2 CTRL에 의해 제어되는 전자 스위치이다. 스위치 제어 신호는 신호 카드 1 삽입 및 카드 2 삽입에 따라서 카드 판독기 또는 시스템(예컨대, 제1도의 마이크로콘트롤러) 중 하나의 제어 프로세어에 의해 생성된다. 신호 카드 1 삽입 및 카드 2 삽입은 대응 카드의 삽입에 따라서 각각 스위치 S3 및 S4에 의해 생성되고 마이크로콘트롤러(160)의 각 인터럽트 입력에 결합된다. 카드 1 이 삽입되기 전에, 논리 0 상태인 신호 S1 CTRL은 전자 스위치 S1을 위치 A에 있게 하고 신호 DATAIN은 카드 1을 우회한다. 카드 1을 카드 판독기에 삽입하는 것은 스위치 S3을 스위치 A(카드 제거)로부터 위치 B(카드 삽입)로 변화하게 한다. 그 결과, 신호 카드 1 삽입은 논리 1( +공급전압)로부터 논리 0(접지)으로 변화한다. 마이크로 콘트롤러(160)의 인터럽트 조종 루틴은 신호카드 1 삽입의 변화를 검출하여, 신호 S1 CTRL의 레벨을 변화시킨다. 스위치 S1은 신호 DATAIN을 카드 1에 결합하여 위치 B로 변화함으로써 응답한다. 스위치 S2 및 S4는 삽입되는 카드 2에 따라서 유사한방법으로 동작한다.
상기 카드 판독기는 카드 판독기에 삽입되는 각 카드의 디스크램블러를 통해 고속 데이타 신호를 송달한다. 한 번 이상 암호화된 신호를 디스크램블링하기 위해, 각각 직렬 접속된 디스크램블러는 특정 키 및 알고리듬을 사용하여 신호를 디스크램블한다. 특정 서비스에 대응하는 각 카드의 직렬 접속으로 인하여, 각 카드는 카드와 관련된 서비스에 대한 데이타를 디스크램블하고 다른 데이타는 변화되지 않은채 통과시킨다. 각 카드에서의 선택적인 디스크램블링은 각 카드에서의 PID 처리에 의해 달성된다. 각 카드내의 PID 레지스터는 카드에 대응하는 서비스에 대한 PID 값으로 적재된다. 각 카드는 신호내의 각 패킷의 헤더내의 PID 데이타를 검사한다. 상기 PID 데이타가 카드에 저장된 PID 데이타와 일치하지 않으면, 상기 데이타는 변화되지 않은 채 카드를 통과한다. 패킷 페이로드는 카드 PID 데이타가 패킷 PID 테이타와 일치하는 카드내에서만 디스크램블된다.
제9도에 도시되어 있는 것과 같은 다중-카드 직렬 접속 "스택"의 제어는 ISO 표준 직렬 I/O 신호를 통해 달성된다. 제9도에 도시되어 있는 고속 데이타 I/O 신호에 추가하여, 스마트 카드 인터페이스 신호들 "클록" "패킷 클록", "전원" 및 "접지"(제4도에 관련 기술하여 도시)가 카드 판독기(190)에 삽입되는 각 카드에 결합된다. 인터페이스 신호 "직렬 I/O" 및 "리렛"은 임의의 특정시간에 단지 하나의 스마트 카드에만 결합된다. 제어기(160)는 카드가 신호 카드 1 삽입 또는 카드 2 삽입을 통해 삽입되었는지를 검출하고, 스위치 S5가 직렬 I/O를 결합하도록 제어하며, 카드에 데이타를 전송하기 위해 요구되는 바와 같이 삽입된 카드에 신호를 리셋한다. 하나 이상의 카드가 삽입되면, 제어기(160)는 직렬 I/O를 결합하도록 스위치 S5를 제어함으로써 특정카드와 통신하고, 특정카드에서만 신호를 리셋한다. 카드의 직렬 접속된 스택내의 각 카드를 통해 고속 데이타의 흐름은 스위치 S5의 동작에 영향을 받지 않는다.
카드 스택의 제어의 일실시예는 특정카드의 스택내의 위치에 의존하는 고속데이타와 패킷 클록 신호 사이의 지연에 관한 것이다. 스마트 카드의 고속 데이타경로는 카드에서 생성되는 데이타 처리동작에 대해 요구되는 고속 클록 사이클의 횟수와 동일한 데이타 인으로부터 데이타 아웃까지의 비트 지연을 나타낸다. 데이타 인으로부터 데이타 아웃까지 단지 데이타만을 통과시키는 카드는 데이타를 디스크램블링하는 카드와 상이한 비트 지연을 생성할 것이다. 스택에서의 카드의 직렬접속은 스택내의 특정 카드에 도달하는 고속 데이타가 특정카드에 우선하여 각 카드에서 생성하는 처리의 형태 및 특정 카드에 우선하여 스택내의 카드의 갯수에 의존하는 패킷 클록에 대하여 비트 지연을 나타낸다.
상기 비트 지연이 정정되지 않으면, 제1 카드와 다른 스택내의 카드는 부적절한 패킷화 데이타 스트림을 처리할 것이다. 예를 들면 패킷 헤더 데이타는 패킷 클록 신호내의 전이의 생성에 기초하여 추출된다. 패킷 클록에 대한 비트 지연은 결과로 헤더 데이타의 부적절한 추출과 이후 페이로드 데이타의 부정확한 처리를 야기할 것이다.
비트 지연에 대한 정정은 스택내의 각 카드의 보안 제어기(183)와 제어기(160)사이에 비트 지연 정보를 통신함으로써 달성된다. 각 카드는제어기(160)로부터의 명령에 따라서 제어기(160)에 특정 비트 지연 값을 복귀시킨다. 카드는 예컨대, 각 데이타 처리 모드, 즉 디스크램블링, 통과 등에 대해 비트 지연 값을 지정하는 카드 메모리내의 룩업 테이블을 참조하여 현재의 비트 지연을 결정한다. 제어기(160)는 스택내의 각 카드에 대해 비트 지연 데이타를 요구하고, 스택내의 카드의 갯수, 스택내의 카드 위치(예컨대, 카드 2) 및 측정 카드에 우선하여 스택내의 모든 카드에 대한 비트 지연을 포함하는 각 카드 정보에 송출한다. 카드는 예를 들면, 전송 유닛(478)내의 패킷 클록 신호경로에 포함되는 가변 지연 회로를 제어하도록 제어기(160)로부터 스택 비트 지연 정보를 사용함으로써 비트 지연에 대해 정정한다.
복수의 스마트 카드를 판독하는 제9도에 도시되어 있는 장치는 텔레비전 수상기에 포함될 수 있다. 예를 들면, 제10도는 2개의 스마트 카드를 동시에 판독할 수 있는 텔레비전 수상기(1000)를 도시한다. 2개의 카드가 슬롯(slot)(1010, 1020)에 삽입된다. 제9도에 도시되어 있는 회로와 유사한 카드 판독 회로가 상기 직렬 접속된 2개의 스마트 카드를 생성하기 위해 수상기(1000)에 포함된다. 비록 상기 실시예가 제3도에 도시되어 있는 비디오 신호 포맷을 포함한다 할지라도, 본 발명의 다른 비디오 시스템, 상기 DSSTM위성 시스템과 같은 비디오 신호 프로토콜 및 고선명 텔레비전(HDTV)에 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 이미 명백하게 공지되어 있다. 또한, 본 발명은 텔레비전 시스템과 다른 시스템에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 본 발명을 포함하는 액세스 제어 시스템은 보안성이 중요한 고려 대상인셀 방식 및 코드 없는 전화 시스템과 같은 전화 시스템에 사용될 수 있다.
또한, 제9도에 도시되어 있는 장치는 각 추가 카드에 대해 스위치와 검출 가능성(즉, 카드 삽입 신호 생성)을 추가함으로써 2개의 스마트 카드에서 보다 더 편의를 제공하도록 확장될 수 있다. 추가하여, 제9도의 스위칭 장치는 마이크로콘트롤러(160)의 제어에 의존하기보다는 오히려 삽입되는 카드에 직접 따라서 스위치 S1 및 S2를 제어하게끔 변경될 수 있다. 예를 들면, 스위치 S3은 스위치 S1을 카드 1을 통해 데이타를 송달하게 하는 카드 1을 삽입할 만큼 스위치 S1에 직접 기계적으로 또는 전기적으로 결합될 수 있다.
비록 상기 실시예가 스마트 카드(180)에 결함되는 디지탈 I/O 신호에 관한 것이라 할지라도, 스마트 카드(180)는 아날로그 신호 또한 처리할 수 있다. 예를들면, 스마트 카드(180)는 고속 데이타 입력에서 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)를 포함할 수 있고, 고속 데이타 출력에서 디지탈/아날로그 컨버터를 포함할 수 있다. 상기 ADC 및 DAC는 제1도의 IC(181)에 위치될 수 있다. 선택적으로, IC(81)는 "하이브리드" 장치로 대체될 수 있고, 즉 그저 IC(181)뿐인 것보다는 오히려, 스마트카드(180)는 단일 기판상에 상호 접속되고 장착된 모든 IC(181)와 ADC 및 DAC 회로를 포함할 것이다. 아날로그 신호 처리 스마트 카드에 대해, 카드 판독기(190)는 스마트 카드에 아날로그 신호를 결합할 것이다. 이들 및 다른 변형은 후속하는 청구범위의 범위를 벗어나지 않도록 의도된다.
제1도는 본 발명에 따른 스마트 카드를 포함하고 본 발명의 형태들을 구체화하는 신호 처리 시스템의 블록도.
제2A도는 ISO표준 7816-2에 따라 스마트 카드 표면에 신호 접촉부를 배치하는 도면.
제2B도는 ISO표준 7816-2에 따라 스마트 카드 인터페이스 신호를 제2A도에 도시된 신호 접촉부에 지정하는 도면.
제3도는 제1도의 시스템에 의해 처리되는 신호에 포함되어 있는 데이타의 포맷도.
제4도는 제1도에 도시된 시스템에서 사용하기에 적합한 스마트 카드 내의 신호 처리 기능의 구체예를 도시하는 블록도.
제5도 내지 제8도는 제1도에 도시된 시스템의 다양한 동작 모드시에 제4도에 도시된 스마트 카드를 통하는 신호를 도시하는 신호도.
제9도는 직렬 접속한 복수의 스마트 카드를 포함하는 본 발명의 일례를 도시한 도면.
제10도는 제9도에 도시된 실시예를 포함하는 텔레비전 수상기를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
180 : 스마트 카드
181 : IC
182 : ISO 표준 신호
187 : 인터페이스
125 : 고속 인터페이스 신호
184 : 고속 인터페이스
422 : 디바이더

Claims (9)

  1. (a) 카드 본체와,
    (b) 스크램블 데이타 성분은 오디오 데이타와 비디오 데이타 중 적어도 하나를 구비하고, 각 헤더부에 의해 인식되는 제어 성분과 상기 스크램블 데이타 성분을 갖는 디지털 입력 스트림을 상기 카드 본체의 외부 위치로부터 수신하는 수단과,
    (c) 상기 제어 성분에 따라서 상기 카드 본체의 내부에서 키 코드를 생성하는 수단과,
    (d) 디스크램블 데이타 성분을 갖는 출력 스트림을 발생하기 위해 상기 키 코드에 따라서 상기 카드 본체 내부에서 상기 데이타 성분을 디스크램블하는 수단과,
    (e) 상기 카드 본체 내부에서 상기 성분들의 상기 헤더부를 검출하고 상기 입력 스트림을 상기 성분들로 분리하며, 상기 카드 본체 내부에서 상기 헤더부에 따라 상기 제어 성분을 상기 생성 수단으로 그리고 상기 스크램블 데이타 성분을 상기 디스크램블링 수단으로 경로 설정하는 전송 수단과,
    (f) 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단과 상기 디스크램블 수단 사이에 상기 키 코드를 결합하는 수단과,
    (g) 상기 출력 스트림을 상기 카드 본체의 외부 위치로 제공하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 성분은 암호화되고, 상기 카드 본체는 제2 키 코드를 저장하는 수단을 더 구비하며, 상기 제2 키 코드는 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단에 결합되고, 상기 생성 수단은 암호 해제 제어 성분을 생성하고 상기 암호 해제된 제어 성분에 따라서 상기 제1 키 코드를 생성하기 위해 상기 제2 키 코드에 따라서 상기 암호 제어 성분을 암호 해제하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 카드 본체와 상기 카프. 본체 외부 위치 사이에 디지털 데이타를 전송하는 고속 데이타 인터페이스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 제1 타이밍 신호를 상기 디스크램블링 수단에 공급하고 제2 타이밍 신호를 상기 생성 수단에 공급하는 주파수 분주기를 더 구비하고, 상기 제1타이밍 신호의 데이타 속도를 상기 제2 타이밍 신호의 데이타 속도를 초과하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  5. (a) 카드 본체에서 스크램블 데이타 성분은 오디오 데이타와 비디오 데이타 중 적어도 하나를 구비하고, 각 헤더부에 의해 인식되는 제어 성분과 상기 스크램블 데이타 성분을 갖는 디지털 입력 스트림을 상기 카드 본체의 외부 위치로부터수신하는 단계와,
    (b) 상기 제어 성분에 따라서 상기 카드 본체의 내부에서 키 코드를 생성하는 단계와,
    (c) 디스크램블 데이타 성분을 갖는 출력 스트림을 발생하기 위해 상기 키 코드에 따라서 상기 카드 본체 내부에서 상기 데이타 성분을 디스크램블하는 단계와,
    (d) 상기 카드 본체 내부에서 상기 성분들의 상기 헤더부를 검출하고 상기 입력 스트림을 상기 성분들로 분리하며 상기 헤더부에 따라 상기 제어 성분을 상기 생성 수단으로 그리고 상기 스크램블 데이타 성분을 상기 디스크램블링 수단으로 경로 설정함으로써 상기 입력 스트림을 처리하는 단계와,
    (e) 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단과 상기 디스크램블 수단 사이에 상기 키 코드를 결합하는 단계와,
    (f) 상기 출력 스트림을 상기 카드 본체의 외부 위치로 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 성분은 암호화되고,
    암호 해제 제어 성분을 생성하기 위해 상기 카드 본체 내부에 저장되어 있는 제2 키 코드에 따라서 상기 제어 성분을 암호 해제하는 단계와 상기 암호 해제 제어 성분에 따라서 상기 제1 키 코드를 생성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  7. (a) 스크램블 데이타 성분은 오디오 데이타와 비디오 데이타 중 적어도 하나를 구비하고, 각 헤더부에 의해 인식되는 제어 성분과 상기 스크램블 데이타 성분을 갖는 디지털 입력 스트림을 처리하는 신호 처리 채널과,
    (b) 상기 입력 스트림을 분리 가능형 카드 조립체에 결합하는 수단과,
    (c) 상기 디스크램블 데이타 성분을 포함하는 처리 입력 스트림을 상기 카드 조립체로부터 수신하는 수단과,
    (d) 출력 스트림을 생성하기 위해 상기 디스크램블 데이타 성분을 처리하는 수단을 구비하고,
    상기 카드 조립체는 상기 제어 성분에 따라서 키 코드를 생성하고, 상기 디스크램블 데이타 성분을 생성하기 위해 상기 키 코드에 따라서 상기 스크램블 데이타 성분을 디스크램블하며, 상기 성분들의 상기 헤더부를 검출하고 상기 입력 스트림을 상기 성분들로 분리하며 상기 제어 성분을 상기 생성 수단으로 그리고 상기 스크램블 데이타 성분을 상기 스크램블링 수단으로 경로 설정함으로써 상기 입력 스트림을 처리하고, 그리고 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단과 상기 디스크램링 수단 사이에 상기 키 코드를 결합하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 키 코드는 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단과 상기 디스크램블링 수단 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  9. (a) 스크램블 데이타 성분은 오디오 데이타와 비디오 데이타 중 적어도 하나를 구비하고, 각 헤더부에 의해 인식되는 제어 성분과 상기 스크램블 데이타 성분을 갖는 디지털 입력 스트림을 수신하는 단계와,
    (b) 액세스 제어 처리 수단을 갖는 분리 가능형 카드 조립체에 상기 입력 스트림을 결합하는 단계와,
    (c) 제어 성분과 디스크램블 데이타 성분을 갖는 처리 입력 스트림을 상기 카드 조립체로부터 수신하는 단계와,
    (d) 출력 스트림을 생성하기 위해 상기 디스크램블 데이타 성분을 처리하는 단계를 구비하고,
    상기 액세스 제어 처리 수단은 상기 제어 성분에 따라서 키 코드를 생성하고, 상기 디스크램블 데이타 성분을 생성하기 위해 상기 키 코드에 따라서 상기 스크램블 데이타 성분을 디스크램블하며, 상기 성분들의 상기 헤더부를 검출하고 상기 입력 스트림을 상기 성분들로 분리하며 상기 제어 성분을 상기 생성 수단으로 그리고 상기 스크램블 데이타 성분을 상기 스크램블링 수단으로 경로 설정함으로써 상기 입력 스트림을 처리하고, 그리고 상기 카드 본체 내부에서 상기 생성 수단과 상기 디스크램링 수단 사이에 상기 키 코드를 결합하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
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