KR20050115299A

KR20050115299A - 레거시 장치에 미치는 영향을 최소화한 컨텐트 스크램블링

Info

Publication number: KR20050115299A
Application number: KR1020057017824A
Authority: KR
Inventors: 제임스 보난; 브란트 엘. 캔델로; 마크 케네스 에이어
Original assignee: 소니 일렉트로닉스 인코포레이티드
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-12-07
Also published as: US20080107265A1; EP1606930A2; JP5022029B2; WO2004095827A3; US7292692B2; KR101019857B1; WO2004095827A2; US8265277B2; EP1606930A4; JP2006524015A; US20040240668A1

Abstract

특정 실시예에 따른 텔레비전 프로그램 또는 그 외 디지털 프로그래밍의 암호화 구성은 컨텐트를 완전하게 보통문으로 송신하고 또한 텔레비전 프로그램의 완전한 프리젠테이션에 필요한 컨텐트의 일부만을 암호화한다. 이 구성은 암호화를 취급할 수 있는 신 TV와 할 수 없는 구 TV 간의 상호 운용성을 가능하게 한다. 신 TV가 보통문 컨텐트만을 수신하지 못하게 조정되어 있다. 신 TV는 컨텐트의 암화화 부분을 디스크램블하도록 되어 있다. 구 레거시 TV는 모든 컨텐트를 보통문으로 수신할 수 있다. 암호화된 부분은 컨텐트의 전체 이중 캐리지와 비교하여 매우 적은 대역폭이 필요하게 선정되어 있다. 암호화 기술에 관한 라이센싱 조항은 비인가된 컨텐트의 이용을 조절하는 데에 이용될 수 있다. 이 요약은 다른 실시예가 이 요약에 기재된 특성에서 벗어날 수 있기 때문에, 제한적인 것으로 생각되어서는 안된다.

Description

레거시 장치에 미치는 영향을 최소화한 컨텐트 스크램블링{CONTENT SCRAMBLING WITH MINIMAL IMPACT ON LEGACY DEVICES}

텔레비전은 시청자에게 오락 및 교육을 전달하는 데 이용된다. 소스 자료(오디오, 비디오 등)는 조합된 신호로 멀티플렉스되고, 이것은 다음에 반송(carrier)을 변조하는 데에 이용되게 된다. 이 반송은 보통 채널로 알려져 있다. 지상파 방송에서, 이들 채널은 정부가 지정한 주파수에 대응하며 공중 상에서 배포되게 된다. 공중으로부터 신호를 선택하여 이를 복조기에 전달하는 튜너를 갖는 수신기에 프로그램이 전달되고, 다음에 이것은 비디오를 디스플레이에 그리고 오디오를 스피커에 제공한다.

대부분의 텔레비전 컨텐트는 프로듀서에게는 소중한 것이고, 따라서 저작권 보유자는 액세스를 조절하여, 인터넷을 통한 컨텐트의 재전송을 불허하고, 카피를 제한하고 싶어한다. 이런 금지된 자료의 예로는 장편 영화, 스포츠 경기가 있으며, 이에만 제한되지 않는다. 현재, 텔레비전 지상파 방송 시스템은 일반적으로 비인가된 컨텐트의 카피를 방지하기 위해 암호화 시스템과 같은 종류의 제어 수단을 이용하고 있지 않다.

본 발명은 이의 목적 및 장점과 함께, 구성 및 동작 방법에 대해서, 본 발명의 예시의 실시예를 첨부한 도면과 관련하여 기재하고 있는 이하의 상세 설명을 참조하여 잘 이해될 수 있다.

도 1은 종래의 지상파 방송 시스템의 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 이중 전달 및 암호화 프로세스의 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 특정 실시예에 따른 이중 전달 및 암호화 프로세스의 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 TV의 블럭도이다.

도 5는 본 발명의 특정 실시예에 따른 방송 플랙 이용의 블럭도이다.

본 발명이 많은 다른 유형의 실시예가 가능하기는 하지만, 본 명세서는 본 발명의 원리의 예로 고려되는 것이지 본 발명을 도시 및 기재된 특정 실시예로 제한하고자 하는 것이 아니라는 이해 하에서, 도면에 도시되고 있으며 특정 실시예로 이하 기재되고 있다. 이하 설명에서, 유사한 도면은 수 개의 도면에서 동일, 유사 또는 대응하는 부분을 설명하고자 하는 것이다.

다음의 두문자어 및 약어가 본 명세서에 이용되고 있다:

ATSC - 미국 디지털 방송 표준 협회(Advanced Television System Committee)

A/V - 오디오/비디오(Audio/Video)

CA - 조건부 액세스(Conditional Access)

CPU - 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit)

DMA - 디렉트 메모리 액세스(Direct Memory Access)

DTV - 디지털 텔레비전(Digital Television)

ECM - 자격 제어 메시지(Entitlement Control Message)

EPG - 전자 프로그램 가이드(Electronic Program Guide)

FCC - 미국 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission)

HDD - 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)

MPEG - 동영상 전문가 그룹(Moving Pictures Experts Group)

PAT - 프로그램 지정 테이블(Program Allocation Table)

PID - 패킷 식별자(Packet Identifier)

PMT - 프로그램 맵 테이블(Program Map Table)

PSI - 프로그램 지정 정보(Program Specific Information)

PVR - 퍼스널 비디오 레코더(Personal Video Recorder)(디지털 디스크 계통 비디오 레코더)

RAM - 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)

SDRAM - 동기식 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(Synchronous Dynamic Random Access) Memory

STB - 셋톱 박스(Set Top Box)

TV - 텔레비전(Television)

임계 패킷(Critical Packet) - 암호화시, 적당히 복호화되지 않은 경우 비디오 화상의 일부가 시청하기 어렵거나 불가능하게 되거나, 적당히 복호화되지 않는 경우 오디오의 일부가 듣기 어렵거나 불가능하게 되는 패킷이나 패킷의 그룹. 용어 "임계"는 "임계 패킷"의 암호화를 해결하기 위해 기초 스트림을 해킹하는 것이 가능할 수 있지만, 통상의 디코딩을 거칠 때, 이런 "임계 패킷"을 완전히 또는 적당히 디코딩할 수 없다면 정상적인 프로그램 컨텐트의 시청이나 청취를 방해할 수 있다는 점에서, 절대적인 용어로 해석되어서는 안된다. MPEG 전송 사양은 패킷당 188 바이트를 지정한다. 프로그램 스트림 레벨에서, 패킷은 사이즈가 변형 가능한데, 예를 들어, 보통 약 2000 바이트 정도일 수 있다.

선택적 암호화(Selective Encryption)(또는 부분 암호화) - 스트림이 이용(예를 들어, 시청 또는 청취)하기 어렵거나 불가능하게 되도록 하기 위해서 기초 스트림의 일부만을 암호화.

이중 선택적 암호화(Dual Selective Encryption) - 두 개의 개별의 암호화 시스템 하에서 하나의 컨텐트 선택 부분을 암호화.

본 명세서에 이용되는 용어 "하나"(a 또는 an)는 하나 또는 하나 이상으로 정의되는 것이다. 본 명세서에 이용되는 용어 "복수"(plurality)는 둘이나 둘 이상을 말한다. 본 명세서에 이용되는 용어 "다른 하나"(another)은 최소한 제2의 것이나 그 이상을 말한다. 본 명세서에 이용되는 용어 "포함하는"(including) 및/또는 "갖는"(having)은 포함하는(즉, 개방형 언어)으로서 정의된다. 본 명세서에 이용되는 용어 "결합"(coupled)은 반드시 직접적이지 않으며, 반드시 기계적이지는 않지만, 연결되는 것으로 정의된다. 본 명세서에 이용되는 용어 "프로그램"은 컴퓨터 시스템에서 실행하기 위해 설계된 명령의 시퀀스로 정의된다. "프로그램" 또는 "컴퓨터 프로그램"은 서브루틴, 함수, 프로시저, 개체 방법, 개체 구현, 실행 가능한 어플리케이션, 애플릿, 서블릿, 소스 코드, 개체 코드, 공유 라이브러리/동적 로드 라이브러리 및/또는 그 외 컴퓨터 시스템에서 실행하게 설계된 명령의 시퀀스를 포함할 수 있다.

용어 "스크램블" 및 "암호화"와 그의 변형은 본 명세서에서 유사하게 이용될 수 있다. 또한 용어 "텔레비전 프로그램" 및 유사한 용어는 이 용어가 텔레비전 세트나 유사한 모니터 장치에서 표시될 수 있는 A/V 컨텐트의 세그먼트를 의미하고 있는 뜻뿐만 아니라, 보통의 대화 감각으로 해석될 수 있다. 용어 "비디오"는 흔히 진정한 시각적 정보만을 포괄하는 것이 아니라, 대화 감각으로 (예를 들어, "비디오 테이프 레코더") 비디오 신호만이 아닌 관련된 오디오와 데이터를 포괄하는 것으로 사용된다. 용어 "레거시"는 본 명세서에서 기존의 지상파 방송 시스템에 이용되는 기존의 기술을 말하는 것이다. 본 명세서에 개시된 예시적인 실시예는 텔레비전 셋톱 박스(STB)에 의해 디코딩될 수 있지만, 이 기술은 개별의 밀폐물에 내장되는지 또는 레코딩 및/또는 재생 장치나 조건부 액세스(CA) 해독 모듈과 관련해서 내장되든지 간에 모든 유형의 텔레비전 수신기 내에 또는 텔레비전 세트 자체 내에 곧 결합되게 될 것으로 생각된다.

종래의 방송 시스템 구성을 도 1에 도시한다. 이 시스템의 방송국(10)에서, 브로드캐스터는 오디오/비디오(A/V) 컨텐트(14)를 보통문으로(in the clear) 처리한다. A/V 컨텐트는 시스템 정보(SI; 26) 및 프로그램 특정 정보(PSI; 27)와 함께 멀티플렉서(MUX; 30)에서 멀티플렉스되고, 변조되어, 안테나(32)를 거쳐 사용자의 TV(40)에 공중 상에서 전송되게 된다. TV(40)는 신호를 복조하고 이를 사용자가 시청할 수 있게 텔레비전 세트(44)로 공급한다.

도 1의 것과 같은 지상파 시스템에서, 디지털 프로그램 스트림은 전송용 패킷으로 나뉜다. 각 프로그램의 구성 요소(비디오, 오디오, 보조 데이터 등)의 패킷은 패킷 식별자나 PID로 태그되어 있다. 채널 내로 반송된 모든 프로그램의 이들 각 구성 요소의 패킷 스트림은 하나의 합성 스트림으로 집합된다. 부가의 패킷이 또한 다른 오버헤드 정보를 제공하도록 포함되게 된다.

오버헤드 정보는 통상 어느 프로그램이 이용 가능한지 그리고 관련 채널과 구성 요소를 위치 선정하는 방법을 설명하는 가이드 데이터를 포함한다. 이 가이드 데이터는 또한 시스템 정보나 SI로 알려진 것이다. 지상파 방송에서, SI는 대역내 텔레비전 수신기나 셋톱 박스(STB)로 전달된다(데이터 일부는 채널 내에서 인코딩됨).

방송은 안테나(44)를 통해 텔레비전(또는 STB; 40)에서 수신되고, 안테나는 수신된 신호를 튜너(48)로 전달하고 튜너가 인입 신호를 기저대(baseband) 또는 중간 주파수로 변환한다. 수신기(52)는 텔레비전 디스플레이에서의 표시를 위해 프로그래밍을 디코딩한다.

2003년 봄 현재, 미국에서 1998년 가을 이후로 약 470만 화소의 고 해상도 (HD)-레디 디지털 TV(DTV)가 제조되어 소비자들에게 팔리고 있다. 약 11퍼센트, 또는 543,000개의 통합 DTV 튜너가 판매되었다. TV(40)와 같은 이들 세트들은 지상파 브로드캐스터가 이들의 컨텐트를 스크래블링에 의해 보호하기로 선택한 경우에, 컨텐트를 디스크램블할 수가 없으므로, 쓸모없어지거나 수정의 필요성 또는 어댑터 이용의 필요성이 절실하게 된다.

보호된 컨텐트에 대한 조건부 액세스의 강화에는 이 컨텐트를 암호화 보안 방법으로 스크램블링하는 것이 있다. 인가 장치는 디스크램블링의 하드웨어 지원을 가지며, 해독 키가 주어진다. 비인가된 장치는 하드웨어를 가지지만, 일반적으로 디스크램블링에 필요한 키의 액세스를 갖지 않게 된다.

조건부 액세스(CA) 기술은 때로 특허 또는 상표 비밀로 보호된 지적 재산의 이용을 포함하므로, 인가된 장치는 기술 라이센스의 조건을 필요로 한다. 이런 라이센스의 조건은 임의의 컨텐트에 적용 가능한 "카피 제어 정보"(CCI)에 적합한 디지털 출력의 보호를 필요로 하는 조항을 포함한다. 라이센스는 또한 암호화 키 및 알고리즘이 물리적 공격에 대해 어느 정도 보호되는 것을 요구할 수 있다. 이들 조항은 "완고한 규칙(robustness rule)"으로 불린다. 스크램블링이 지상파 방송에 이용되게 되면, 신 TV나 그 외 텔레비전 수신기 장치는 선택된 조건부 액세스의 방법을 지원하도록 설치되어야 한다(디스크램블링에 필요한 조건부 액세스 모듈이나 매립된 키를 이용함). 조건부 액세스나 매립된 키를 통해서든 키의 액세스는 라이센싱 조건을 필요로 한다. 라이센싱 조건의 일부는 브로드캐스터가 컨텐트 취급 규칙을 강화할 수 있도록 할 수 있다. 순간 지상파 방송 스크램블링은 스위치 온되지만, 레거시 DTV는 즉시 영향을 받게 된다. 이들은 필요한 디스크램블링 회로 및 키에 대한 액세스가 없기 때문에 스크램블된 서비스를 액세스할 수가 없게 된다.

기존의 DTV가 암 상태(dark)가 되게 하는 것을 피하기 위해 현재 유일하게 알려져 선택할 수 있는 것은 "전체 이중 캐리지(full dual carriage)"이다. 전체 이중 캐리지는 각 프로그램마다 전송이 복제되는 것을 말하는데, 이는 보통문으로 송신되고 또한 암호화 상태로 송신된다. 전체 이중 캐리지를 제공하기 위해서, 방송 스트림은 암호화를 제공하도록 강화된다. 레거시 TV는 영향을 받지 않고 어떤 변경에도 불구하고 그들의 기능을 계속 실행하게 된다. 그러나, 전체 이중 캐리지는 대역폭의 영향으로 인해 가격이 높아지게 되어, 브로드캐스터가 제공할 수 있는 고유 프로그램의 수를 줄이게 된다. 간단한 경우, "전체 이중 캐리지"는 "보통문" 및 암호화 프로그램 스트림 둘 다에 대해 동일한 대역폭을 조건으로 한다. 원본의 암호화 되지 않은 스트림이 이용 가능한 대역폭 중 모두나 대부분을 이용하고 있다면 (고해상도 방송의 경우와 같이), "전체 이중 캐리지"는 분명히 선택할 수 있는 것이 아니다. 따라서, "전체 이중 캐리지"는, 이용 가능한 대역폭에 맞추기 위해서 프로그램 스트림이 상당히 낮은 품질로 반송된다는 것을 의미한다. 간단하게 말하면, 이것은 프로그램 스트림을 미리 암호화된 경우보다 더 낮은 품질로 반송하는 것을 의미한다. 일반적으로, 프리미엄 채널의 수는 시청자가 이용 가능한 옵션의 수 및/또는 프로그램의 질이 제한되고 브로드캐스터에 의해 제공될 수 있는 값이 감소되도록 한다.

브로드캐스터는 주요 채널이 구 및 신 TV 둘 다에 의해 디스크램블될 수 있도록 이를 보통문으로 남기는 것을 선택할 수 있다. 이차 채널은 완전히 암호화되어 신 TV에만 이용가능할 수 있다. 그러나, 이차 채널을 이용하게 되면 상술된 바와 같이, 일차 채널에 이용될 수 있는 전체 대역폭에서 벗어나게 된다. 이상적으로, 브로드캐스터가 그들의 컨텐트를 보호할 수 있게 하는 동시에, 대역폭의 낭비 없이 구 및 신 TV가 일차 채널에서 동작하게 하는 방법이 요구되고 있다.

브로드캐스터는 인터넷을 통해 그들의 비인가된 컨텐트의 재배포를 방지하고 싶어한다. 이것이 쓰여진 이래, ATSC 표준 기구는 표준 A/65A로 "방송 플랙"의 이용을 제안했으며, 이는 저작권이 특정 방송 프로그래밍에 대해 명시되어 있으며 이 플랙이 달려진 방송 프로그래밍의 인터넷 배포를 허가치 않는 것을 나타낸다. 방송 플랙에 관련하여 제안된 규정은 개인 디지털 네트워크 환경을 넘어 비인가 배포를 차단하는 기구를 필요로 한다. 방송 플랙은 프로그램 특정 정보(PSI)로 송신된 디스크립터이다. 방송 플랙의 제안자는, 법률 제정이나 FCC 규정이 비인가 재배포를 방지하는 특정 사양을 따르기 위해 텔레비전 튜너와 유사한 장치를 필요로 하게 되리란 것을 예상한다. 그러나, 방송 플랙 그 자체는 컨텐트를 보호하거나 암호화하지 않는다. 이들 기능은 FCC 규정에 의해 실행된다. 결과적으로, 전송은 보통문으로 남으며, FCC 규정이 적용되지 않는 미국 외에서 또는 미국에서 이런 규정을 거부하려고 하는 사람들에 의해서 수용 및 비인가 재배포되게 된다.

암호화의 이용을 가능하게 하는 해결책이 이 문제를 완화시키는데, 왜냐하면 FCC 규정의 영역 외부에서도 튜너가 해독 기술의 이용을 라이센스할 필요가 있으며, 이것이 비인가된 재배포를 제한하는 한정 요인을 포함하게 되기 때문이다. 오늘날, 암호화 해결책은 다음 세 주요 이유로 인해 바람직한 해결책으로 폭 넓게 받아들여지고 있지 않다: 1) 상술된 대역폭 문제의 감지; 2) DTV 수신기가 설비된 베이스와의 내재된 비호환성; 3) 해독과 관련되지 않은 현재 및 가까운 장래의 DTV 수신기의 판매 금지.

본 발명은 이들 문제의 해결책을 제공한다. 본 발명은 상당한 대역폭의 부가 조건 없이도, 보통문 및 암호화 신호 둘 다의 동시 전송을 가능하게 함으로써, 기존의 장치와 서비스에 미치는 영향을 최소한으로 하고 보통문 전송에서 암호화 전송(및 그 관련 기술 라이센스)으로 원활하게 전이될 수 있게 한다.

보통문 및 암호화 신호의 동시 전송을 가능하게 함으로써, 일정 날짜에 규제 당국(또는 법률 제정)에 의해서, 동일한 날짜에 보통문 전송의 중지를 필요로 하지 않고, 브로드캐스터 및 수신 장치에 대해 암호화가 요구될 수 있다. 보통문 전송의 중지는 앞으로 충분히 먼 날짜로 설정될 수 있어 단순한 진부화가 영향을 받는 레거시 수신기의 개수를 최소화할 수가 있다.

현재 디지털 위성 및 방송 네트워크는 적절히 가입한 사람들을 제외하고 프로그래밍이 액세스 불가능하게 만들기 위해 디지털 오디오 및 비디오를 암호화하는 CA 시스템을 이용한다. 이런 암호화는 해커와 비가입자가 지불하지 않은 프로그래밍을 수신하지 못하도록 하며, 디스크램블된 후의 컨텐트에 대한 컨텐트 취급 규칙을 제공하도록 설계되었다.

그러나, 지상파 방송은 이들의 스트림을 현재 스크램블링하고 있지 않다. 지상파 브로드캐스터는 그들의 컨텐트를 보호할려고 함에 따라, 스크램블된 컨텐트를 취급할 수 없는 레거시 TV를 지원해야 할 필요성으로 인해 이루지 못한다. 하나의 프로그램의 다수의 카피를 보통문 및 암호화 상태로 전송하는 것은 상술한 바와 같이, 너무 많은 대역폭을 이용하게 되므로 실제적인 해결책이 되지 못한다.

본 발명의 실시예는 이 문제를 전 대역폭의 불리한 조건 없이도 다수의 캐리지에 동일한 결과를 제공하기 위해 대역폭 조건을 최소화하는 것으로 해결한다. 이 결과는 전체 이중 캐리지의 장점이 전 대역폭의 비용 없이도 제공되기 때문에 "실질적인 이중 캐리지"로 설명될 수 있다. 이런 스킴에서는 암호화를 위한 패킷을 선택하는 데에 선택 표준이 이용된다. 패킷 선택에 이용되는 표준은 부가의 대역폭 조건 및 암호화의 효율성에 영향을 준다.

본 명세서에 기재된 선택적 이중 캐리지의 구현시 특이 사항은 각 복제된 구성 요소에 대해 부가의 (이차) PID를 이용한다는 것이다. 이들 이차 PID는 암호화 방법으로 이중 컨텐트를 반송하는 패킷을 태그하는 데에 이용된다. PSI는 삽입된 PID가 레거시 TV에 의해 무시되지만 신 TV에 의해서는 쉽게 추출될 수 있는 식으로 이들 신 PID의 존재에 대한 정보를 이송하도록 되어 있다.

신 PID는 암호화 방법에 의해 암호화된 패킷을 태그하는 데에 이용된다. 이차 PID를 갖는 패킷은 일차 PID로 태그된 패킷을 섀도우한다. 쌍을 이루는 패킷은 두 순서로 발생하지만, 바람직한 구현시, PID 스트림의 보통문 부분을 갖는 시퀀스를 보유한다. 일차 및 이차 PID의 이용으로 셋톱 박스나 텔레비전 세트에 위치된 디코더는 다음 설명의 고찰로 분명해지는 바와 같이, 그 TV와 관련되는 해독 방법을 이용하여 어느 패킷이 해독되게 되는지를 용이하게 결정할 수 있다. PID를 조작하는 데에 이용되는 프로세서는 이하 더 상세히 설명된다.

일반적으로, 본 발명에 개시된 암호화 기술은 오디오 또는 비디오 신호의 일부를 암호화하면서 오디오 또는 비디오 신호의 다른 부분을 보통문으로 남겨두어 대역폭을 보존하려고 한다. 동일한 보통문 부분이 TV나 그 외 장치의 모든 변형물에 전송될 수 있기 때문에 대역폭은 보존될 수 있다. 예를 들어, 상술된 특허 출원에서 개시된 바와 같이, 암호화되는 정보 부분을 선택하도록 하는 여러 가지 방법이 이용된다. 이렇게 함으로써, 본 발명의 여러 가지 실시예는 하나의 특정 스크램블링 스킴으로 전체 컨텐트를 암화화하는 종래의 "무작위 대입법(brute-force)" 기술을 배제하고 있으며, 이는 다른 스크램블링 스킴을 원하는 경우 여분의 대역폭 이용을 내포한다.

본 발명의 여러 실시예는 몇 프로세스를 단독으로 또는 조합하여 이용하여, 컨텐트를 정확하게 재생하는 데에 필요한 소량의 정보만을 암호화하면서 컨텐트의 상당 부분을 보통문으로 보낸다. 따라서, 암호화되는 전송 정보양은 각 원하는 프로그램 스트림의 전체 복제에 대비하여, 작은 비율의 컨텐트이다. 이 문서의 예시의 시스템의 목적으로, 상술된 암호화 기술을 이하 상세히 설명한다.

대역폭 이용시의 실질적인 효율성은 선택적 패킷 바이 패킷(packet-by-packet) 이중 캐리지의 이용으로 성취될 수 있다. 이 기술에서, 패킷은 프로그램 컨텐트의 오디오 및/또는 비디오의 적당한 압축 해제나 향유에 대한 중요도에 기초하여 복제 및 암호화가 선택된다.

이 실시예는 적은 부분의 패킷을 스크램블링하는 것만으로 암호화된 컨텐트의 전체 이중 캐리지와 비교하여 대역폭 필요 조건을 감소시킬 수 있다. 원본 A/V 컨텐트는 보통문으로 남겨진다. 논레거시(non-legacy) TV는 보통문의 비복제된 패킷을 공유하며, 보통문 패킷을 복제된 패킷(여러 PID로 마크됨)으로 대체한다. 논레거시 TV는 암호화 패킷을 디스크램블한다. 총 컨텐트 대역폭의 일 퍼센트 정도만이 복제되어 암호화될 수 있다. 방송국은 이전과 같이 레거시 TV로 수신되는 클리어 큰텐트, 및 신 TV에 대한 적은 수의 암호화 패킷을 보낼 수 있다.

패킷을 해독하고 암호화하기 위해서, TV는 모토롤러, 사이언티픽 아틀란타, NDS 등에 의해 이용되는 것 등의 조건부 액세스 시스템을 이용하거나, 글로벌 합의 키(global agreed upon keys)를 포함할 수 있다.

이하 도 2를 참조하여, 프로그래밍의 일부가 패킷 바이 패킷에 기초하여 이중 반송되는 본 발명의 예시의 실시예에 따른 시스템의 블럭도를 설명한다. 이 시스템에서, 각 프로그램의 패킷은 예를 들어, 글로벌 합의 키를 이용하여 이중 반송된다. 이중 반송되는 패킷은 비디오 및/또는 오디오 스트림의 적당한 압축 해제나 향유의 중요도에 기초하여 선택되게 된다.

도 2에서 도시된 시스템에서, 방송국(200)은 프로세서(202)에서 선택된 A/V 컨텐트(201) 패킷을 선택, 복제하여 삽입하고, 암호화기(203)에서 컨텐트를 암호화한다. 암호화가 선택된 패킷은 (비지불 디코더에 의한) 이들의 비수신이 프로그램의 실시간 디코딩이나 향유에 심각하게 영향을 미치도록 선정된다. 즉, (상술된 바와 같이) 임계 패킷만이 암호화되게 된다. 비디오 및 오디오에 대해, 이것은 예를 들어, PES(패킷화 기초 스트림) 헤더 및 그 외 헤더를 페이로드의 일부로 포함하는 "프레임의 시작" 전송 스트림 패킷을 암호화하는 것으로, 달성될 수 있는데, 이는 이 정보 없이, STB 디코더가 MPEG 압축 데이터를 압축 해제할 수 없기 때문이다. MPEG2 스트림은 전송 헤더의 "패킷 유닛 시작 표시자"로 "프레임의 시작" 패킷을 식별한다. 일반적으로, 픽쳐 헤더의 그룹이나 비디오 시퀀스 헤더를 포함하는 페이로드를 반송하는 패킷이 본 스크램블링 기술을 실행하는 데에 이용될 수 있다.

MPEG(무빙 픽쳐 엑스퍼트 그룹) 호환 압축 비디오는 188 바이트의 데이터의 임의의 페이로드에서 기초 데이터 스트림을 전송 스트림으로 리패키지한다. 이와 같이, PES 헤더를 포함하는 전송 스트림 패킷이 선택기(202)에서 이중 캐리지를 위해 이 예에서 선택되었으며 암호화기(203)에서 글로벌 키에 의해 암호화될 수 있다. 이중 반송된 패킷은 복제되며 암호화기(202)에 의해 암호화된 복제 패킷의 PID는 201에서 이차 PID로 리맵화된다. 남은 패킷은 보통문으로 송신된다. 보통문 패킷 및 복제되어 암호화된 패킷 및 시스템 정보(204) 및 프로그램 특정 정보(205)는 208에서 함께 멀티플렉스되어 안테나(210)를 통해 방송 시스템으로 방송되게 된다.

이전의 시스템에서와 같이, 레거시 TV(215)는 안테나(216)에서 보통문 패킷을 수신하고 이들을 튜너(218) 및 수신기(219)에 이전과 같이 보낸다. 새로운 해독 가능한 TV(220)에서, 프로그램은 안테나(226)를 거쳐 튜너(222) 및 수신기(224)에서 수신되며 단일의 프로그램에 대해 일차 및 이차 PID 둘 다가 할당된다. 일차 PID를 갖는 비복제 보통문 패킷이 수신되어 디코더에 전달된다. (복제된) 보통문 패킷은 폐기된다. 이차 PID를 갖는 암호화 패킷은 230에서 해독된 다음에 디코딩을 위해 (예를 들어, 패킷을 일차 PID로 맵화함으로써) 데이터 스트림과 결합된다.

비디오를 일 예로 이용하면, 각 샘플은 프레임으로 알려져 있으며 샘플 속도는 통상 초당 30프레임이다. 샘플이 3.8Mbps에 맞추도록 엔코딩되면, 각 프레임은 127K비트의 대역폭을 점유하게 된다. 이 데이터는 MPEG 전송에 대해 188 바이트의 패킷으로 슬라이스되고 각 프레임의 제1 패킷은 프레임 데이터의 본체를 처리하는 명령에 이용되는 헤더를 포함한다. 단지 제1 헤더 패킷(1504개의 부가의 비트)의 이중 캐리지는 1.2%(1504/127K)의 부가의 대역폭만을 필요로 한다. 고해상도(19Mbps)의 스트림에 대해서는 이 비율이 더 작아진다.

이전에 기술한 바와 같이, PES 헤더를 포함하는 전송 스트림 패킷은 본 실시예에 따른 암호화에 대한 하나의 바람직한 타겟이지만, 다른 패킷은 상기 참조된 특허 출원 및 계류중인 다른 것에 기재된 것과 같은 선택 표준에 따라 선택될 수 있다. 이들 패킷은 동일한 패킷 내에 또한 들어가는 시퀀스 헤더, 시퀀스 확장 헤더, 픽쳐 헤더, 양자화 및 그 외 디코드 표를 포함한다. 이들 패킷이 새로운 TV로 디코딩될 수 없다면, 프로그램의 작은 부분이라도 시청할 수 없게 된다. 일반적으로, 신 TV에 의해 프로그램을 튜닝하려는 시도는 공지의 디코더 집적 회로가 비디오 및 오디오 등의 기초 스트림에 실시간으로 동기화하기 위해 PES 헤더를 이용하기 때문에 블랭크 스크린 및/또는 오디오 없음이 될 가능성이 있게 된다. PES 헤더를 암호화하게 되면, 비허가된 셋톱 박스나 TV의 디코딩 엔진은 시작될 수가 없다. 당업자라면, 본 발명의 이 실시예의 구현시, 본 발명에서 벗어나지 않고 비인가된 시청을 엄격히 방지할 수 있는 그 외 임계 또는 중요한 패킷이나 컨텐트 요소가 또한 암호화를 위해서 식별될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, MPEG 인트라코드 또는 I 프레임 픽쳐 패킷이 프로그램의 비디오 부분의 시청을 방지하도록 암호화될 수 있다.

도 3은 304에서 시작하여 도 2의 방송국(200)에서 이용될 수 있는 것과 같은 예시의 엔코딩 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 컨텐트는 308에서 수신된다. 전송 스트림 패킷이 블럭(202)에서 수신되면, 패킷은 312에서 암호화를 위한 선택 표준에 만족하는지를 판정하도록 검사된다. 만족하지 않으면, 패킷은 316에서 보통문의 암호화되지 않은 패킷(C)으로서 전달되어 출력 데이터 스트림에 삽입한다. 패킷이 표준에 만족하면, 320으로 제어가 이동하여 블럭(202)에서 복제된 패킷을 형성하도록 복제된다. 이 암호화된 패킷은 블럭(202)에서 이차 PID에 맵화된다. 복제된 패킷 EA는 블럭(202)에서 보통문 패킷 C과 함께 출력 데이터 스트림 내에 삽입된다. 복제된 패킷은 203에서 글로벌 키 상태에서 암호화되어 암호화된 패킷을 만든다. 바람직하게는, 복제된 패킷은 하나의 원본 패킷이 암호화를 위해 취득되어 데이터의 시퀀싱이 필수적으로 동일하게 유지되게 되는 데이터 스트림의 위치에 삽입되게 된다. 316에서, 데이터 패킷은 SI 및 PSI 데이터와 조합되고 스트림은 330에서 전송되게 된다.

따라서, 특정 실시예에 따른 지상파 방송 디지털 텔레비전 신호는 변조된 패킷의 집합을 가지며, 이 변조된 패킷의 집합은 보통문의 암호화되지 않은 컨텐트의 패킷 및 암호화 시스템으로 암호화된 보통문의 암호화되지 않은 패킷 중 선택된 것의 복제물을 포함한다.

상술된 선택적 암호화 구성은 전체 이중 캐리지에 필요한 것 보다 대역폭 조건을 크게 줄일 수 있다. PES 헤더 정보를 암호화하는 것은 컨텐트가 동일한 방송 시스템에서 레거시 TV에 의해 보통문으로 수신될 수 있게 하면서, 비디오 및 오디오 컨텐트를 보안하는 데에 있어 효율적일 수 있다. 레거시 TV는 영향을 받지 않으며, 신 TV는 비디오 및 오디오 각각에 대해 두 개의 PID를 따르기 위해 최소한의 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어의 보강만을 필요로 한다. 방송국의 변형은 이중 캐리지의 컨텐트를 선택하고, 복제된 패킷을 암호화하고, 복제된 패킷을 합성 출력 스트림으로 혼합하는 수단을 제공하는 것으로 제한된다.

상술된 PID 매핑 개념은 필요에 따라, 본 발명에 개시된 선택적 이중 캐리지 기술에 일반적으로 적용될 수 있다. 방송국에서는, 패킷의 데이터 스트림은 이중 캐리지에 선택된 패킷을 복제하도록 조작된다. 이들 패킷은 두 개의 개별적 암호화 방법-보통문 및 암호화로 송신될 수 있다. 복제된 패킷은 개별의 PID가 할당되고(이중 하나는 보통문 컨텐트의 나머지와 일치함) 방송 시스템으로의 전송을 위해 데이터 스트림의 원본 선택 패킷의 위치에 재삽입된다. 방송 시스템 출력에서, 패킷의 스트림은 글로벌 키 암호화 패킷 및 다른 PID를 갖는 보통문 패킷으로 나타난다. 이차 PID는 암호화 시스템으로 암호화된 패킷을 식별한다. 방송국에서 발생하는 PID 리맵핑에 부가하여, MPEG 패킷은 패킷의 적당한 시퀀스를 유지하기 위해 연속성 카운터를 이용한다. 적당한 디코딩을 확실히 하기 위해, 이 연속성 카운터는 방송국에서 패킷화된 데이터 스트림의 형성 중에 적당히 유지되어야 한다. 이것은 각 PID가 정상적인 방법으로 순차적으로 연속성 카운터가 할당된 것을 확실히 하여 달성되게 된다. 따라서, 이차 PID를 갖는 패킷이 일차 PID의 것과는 별개의 연속성 카운터를 반송하게 된다. 이것은 간략화된 유형으로 아래 도시되며 본 발명에서 PID 025가 일차 PID이고 PID 215가 이차 PID이고, E는 암호화된 패킷을 나타내고, C는 보통문 패킷을 나타내고, 마지막 숫자는 연속성 카운터를 나타낸다.

025C04

025C05

125E11

025C06

025C07

025C08

025C09

125E12

이 예시의 패킷 세그먼트에서, PID 025를 갖는 패킷은 그 자신의 연속성 카운터의 시퀀스(04, 05, 06, 07, 08, 09...)를 갖는 것으로 나타나 있다. 유사하게, 이차 PID 125를 갖는 패킷은 또한 그 자신의 연속성 카운터의 시퀀스(11, 12,...)를 갖는다.

STB에서, PID는 암호화된 패킷을 정확한 프로그램으로 이차 PID와 정확히 관련시키는 몇 가지 방법으로 조작될 수 있다. 일 구현예에서, 아래 나타낸 입력 스크림 세그먼트의 패킷 헤더는:

025C04

025C05

125E11

025C06

025C07

025C08

025C09

025E10

다음의 출력 스트림 세그먼트를 형성하도록 조작된다:

125C04

025E11

125C05

125C06

125C07

125C08

125C09

125E10

입력 스트림의 일차 PID(025)는 보통문 패킷(C)에 대해 이차 PID(125)로 교체된다. 암호화된 패킷에 대해서는, 일차 PID 및 이차 PID가 보유되지만, 연속성 카운터는 바꾸어진다. 따라서, 패킷의 스트림은 이차 PID를 이용하여 연속성의 손실로 인한 에러 없이 적절히 해독 및 디코딩될 수 있다. PID의 조작을 위한 다른 방법, 예를 들어, 복제된 보통문 패킷 상의 PID(215)를 NOP PID(모두 일)이나 그 외 디코딩되지 않은 PID 값으로 맵핑하는 방법 및 연속성 카운터가 또한 본 발명에 따른 실시예에서 이용될 수 있다.

일차 및 이차 PID는 프로그램 시스템 정보(PSI) 데이터 스트림의 일부로 전송되는 프로그램 맵 테이블(PMT)의 STB로 이송된다. 이차 PID의 존재는 디스크램블링 능력 없이 동작하는 TV에 의해 무시되도록 설정될 수 있다. 그러나 글로벌 ATSC의 지능으로 동작하는 신 TV는 이차 PID가 일차 PID와 관련되는 프로그램의 보통문 부분을 대체하는 데에 이용되는 것을 인식하도록 프로그램된다. 셋톱 박스에는 이 암호화 기구가 PMT의 "루프용" 기초 PID의 ATSC CA 디스크립터의 존재로 이용되고 있다는 사실이 경고된다. 보통 비디오 기초 PID "루프용"으로 하나의 CA 디스크립터가, 오디오 기초 PID "루프용"으로 또 다른 것이 있게 된다. CA 디스크립터는 CA_PID를 선택적 스크램블링에 이용되는 ECM PID 또는 이차 PID로 구별하기 위해 개인적 데이터 바이트를 이용하므로, 하나의 프로그램과 관련되는 일차 및 이차 PID 둘 다를 구하기 위해 시스템 B에서 동작하는 STB를 셋업하게 된다. 전송 헤더의 PID 필드가 13비트 길이이기 때문에, 2¹³ 또는 8,192개의 PID가 이용하기 유용하며, 여분의 PID가 필요에 따라 이차 PID로 이용될 수 있다.

방송국에서의 PID 매핑은 개념적으로는 간단한 동작이지만, 실질적으로 방송국 장비는 이미 설정되어 있으므로, 비용면에서 효율적이면서 설정된 방송 시스템의 방해를 최소한으로 하면서 이 작업을 실행하도록 수정된다. 따라서, 방송 시스템 내의 실제 구현의 상세 사항은 방송국에 존재하는 실제 레거시 하드웨어에 따라 어느 정도 좌우되며, 이의 예를 이하 더 상세히 설명한다.

몇 가지 TV 구현예가 본 발명의 영역 내에서 가능하다. 암호화용 패킷을 선택하기 위해 헤드엔드에서 이용되는 방법은 STB와는 무관하다.

이런 일 구현예를 도 4에 도시한다. 이 실시예에서, 패킷은 안테나로 수신되어 튜너와 복조기(404)에 전달된다. 다음에 패킷은 디코더 회로(408)의 디멀티플렉서(410)에 제공된다. 패킷은 메모리(412)로 버퍼되고 (예를 들어, 통합된 메모리 아키텍쳐를 이용하여) 메모리(412)에 저장된 소프트웨어나 펌웨어를 이용하여 STB의 주요 CPU(416)(또는 그 외 CPU 또는 하드웨어)에 의해 처리된다.

선택된 PID는 PVR 어플리케이션에서 HDD에 전달하기 위한 준비에 필요한 초기 처리와 유사하게, STB의 PID 필터를 거쳐 입력 트랜스포트로부터 스트립되어, 해독화되어 SDRAM에서 버퍼된다. 호스트 CPU(916)는 불필요한 PID를 포함하는 패킷의 제거를 위해 SDRAM에 버퍼된 데이터를 "수동으로" 필터할 수 있다. 이 프로세스에는 명백한 부작용이 있게 된다.

수신된 컨텐트의 디코딩을 실행하기 위한 예시의 프로세스(500)를 도 5에 도시하며 이는 504에서 시작한다. 컨텐트는 508에서 수신되고, 이 컨텐트가 이차적(즉, 이차 PID에 의해 암호화 및 식별되는 것)인지에 대해 판정을 행하는 512로 진행한다. 그렇지 않다면, 컨텐트는 516에서 디코더에 직접 송신된다. 그렇다면, 일차(암호화되지 않은) 컨텐트를 반송하는 복제 패킷은 520에서 드롭되고 이차 컨텐트가 524에서 해독된다. 이 때 컨텐트는 516에서 디코더에 전달되고, 컨텐트는 530에서 디코딩된다.

호스트 오버헤드가 CPU의 대역폭의 약 1%인 것으로 예측된다. 최악의 경우, 이것은 15Mbit/S 비디오 스트림에 대해 40K바이트/초와 동일하다. 이 감소는 각 패킷의 최대 약 4 바이트가 평가되고 위치는 188 바이트 간격에 놓이므로 개재된 데이터를 고려할 필요가 없기 때문에 가능하다. 따라서 SDRAM의 각 패킷 헤더는 간단한 메모리 포인터 조작으로 직접 액세스될 수 있다. 부가하여, 패킷은 블럭에 캐시되고 호스트의 작업 전환를 줄이기 위해 한꺼번에 평가된다. 이것은 각 새로운 패킷의 수신시 다른 작업의 방해를 없애준다. 이것은 채널 변경시 스트림의 디코딩을 시작하기 위해 레이턴시의 증가를 유도하여 캐시 필(cache fill)을 위한 시간을 가능하게 한다. 이것은 할당된 SDRAM 캐시 버퍼 크기에 따라 무시할 수도 있다.

SDRAM 버퍼에서 호스트 필터된 패킷은 기존의 하드웨어 DMA 프로세스를 통해 A/V 큐에 전달되고 PVR 구현을 흉내낸다. 이 필터된 패킷은 다음에 디코더(922)에 제공되어 디코딩된다.

본 실시예는 MPEG 2 코딩을 이용한 디지털 A/V 시스템에 관련하여 기재되었다. 따라서, 특별하게 기재된 각종 패킷 이름과 프로토콜은 MPEG 2 코딩 및 디코딩에 관련되는 것이다. 그러나, 당업자라면 본 명세서에 개시되어 청구되는 개념들이 이 제한된 영역에만 한정되는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 동일하거나 유사한 기술들이 MPEG 2 프로토콜에 제한하지 않고 어떠한 디지털 방송 시스템에서나 이용될 수 있다.

또한, 본 발명이 텔레비전 프로그램의 이중 캐리지의 기구를 제공하기 위해 기재된 암호화 및 카피 보호 기술의 이용에 관련하여 기재되었지만, 당업자라면 본 발명에 개시되어 청구된 개념은 이런 제한된 영역에만 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 동일하거나 유사한 기술이 텔레비전 프로토콜을 제한하지 않고 어느 디지털 전송 시스템에나 이용될 수 있다.

부가하여, 본 발명은 텔레비전 프로그래밍을 암호화하고 카피를 방지할 목적으로 특정하게 기재되었다고 해도, 이에만 제한하는 것은 아니지만 인터넷이나 그 외 네트워크를 통해 다운로드하는 켄턴트, 음악 컨텐트, 패키지된 미디어 컨텐트 뿐만 아니라 그 외 다른 유형의 정보 컨텐트를 포함하는 다른 컨텐트의 이중 캐리지에도 이용될 수 있다. 이런 컨텐트는 디스크램블링 능력을 갖지 않은 본 발명에서 벗어나지 않고, 이에만 제한하는 것은 아니지만 퍼스널 디지털 이시스턴트(PDA), 퍼스널 컴퓨터, 퍼스널 뮤직 플레이어, 오디오 시스템, 오디오/비디오 시스템 등을 포함하는 어느 재생 장치에서나 재생될 수 있다.

여러 가지 실시예들이 본 발명에서 벗어나지 않고 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시예에 따른 디지털 텔레비전 신호를 암호화하는 방법은 디지털 텔레비전 신호의 암호화되지 않은 패킷의 데이터를 조사하여 선택된 패킷 유형을 식별하는 단계; 선택된 패킷 유형으로 되어 있다고 식별된 패킷을 복제하는 단계; 이 복제된 패킷을 암호화하는 단계; 이 복제 및 암호화된 패킷을 디지털 텔레비전 신호의 선택된 패킷 유형의 암호화되지 않은 패킷과 함께 추가하여 선택적으로 암호화된 디지털 텔레비전 신호를 형성하는 단계; 및 선택적으로 암호화된 텔레비전 신호를 지상파 방송 전송 시스템을 통해 방송하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 ATSC 방송 플랙을 선택적으로 암호화된 디지털 텔레비전 신호로 배포하는 단계를 더 포함한다. 컨텐트는 다른 채널이 암호화되었는지 또는 암호화되지 않았는지에 상관 없이, 전송 스트림의 하나 이상의 채널을 나타낼 수 있다. 부가하여, 컨텐트를 암호화하는 데에 이용되는 키는 컨텐트의 카피 제어 정보의 기능일 수 있거나, 컨텐트를 암호화하는 데에 이용되는 키는 글로벌 ATSC 정의 키의 기능일 수 있다. 선택된 패킷 유형은 예를 들어, 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 정보를 반송하는 패킷일 수 있다. 이 방법은 또한 패킷 식별자를 암호화되지 않은 패킷에 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 패킷 식별자를 암호화된 패킷에 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 패킷 식별자는 일차 패킷 식별자일 수 있고; 이차 패킷 식별자는 암호화된 패킷에 할당될 수 있다.

다른 예시의 실시예에서, 디지털 텔레비전 신호를 암호화하는 방법은 디지털 텔레비전 신호의 암호화되지 않은 패킷의 데이터를 조사하여 선택된 패킷 유형을 식별하는 단계; 이 선택된 패킷 유형으로 되어 있는 패킷을 식별하여 제1 패킷을 형성하는 단계; 암호화 방법을 이용하여 선택된 패킷 유형으로 되어 있다고 식별된 패킷을 복제 및 암호화하여 제2 패킷을 형성하는 단계; 이 선택된 패킷 유형의 상기 암호화되지 않은 패킷을 디지털 텔레비전 신호의 제1 및 제2 패킷으로 교체하여 선택적인 이중 암호화 텔레비전 신호를 형성하는 단계; 및 선택적으로 암호화된 텔레비전 신호를 지상파 방송 전송 시스템으로 방송하는 단계를 포함한다. 이 방법은 패킷 식별자를 암호화되지 않은 패킷에 할당하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 패킷 식별자를 암호화된 패킷에 할당하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 특정 실시예에 따른 텔레비전 수신기는 디지털 텔레비전 신호를 수신하는 수신기를 갖는다. 이 신호는 복수의 암호화되지 않은 패킷 및 복수의 암호화된 패킷을 가지며, 이 암호화된 패킷은 암호화되지 않은 패킷 중 몇 개를 복제하고 상기 디지털 텔레비전 신호를 디코딩하는 데에 필요한 정보를 포함한다. 해독기는 암호화된 패킷을 해독하고 상기 동일한 패킷의 전송된 암호화되지 않은 버전을 드롭한다. 디코더는 암호화되지 않은 패킷 및 해독된 패킷을 디코딩하여 텔레비전 세트에서의 재생에 적합한 신호를 형성한다. 특정 실시예에서, 디지털 텔레비전 신호는 MPEG 표준에 따르고, 암호화되지 않은 패킷은 일차 패킷 식별자에 의해 식별되며, 암호화된 패킷은 이차 패킷 식별자에 의해 식별된다. 특정 실시예에서, 디지털 텔레비전 신호는 압축되고, 암호화된 패킷은 보통문으로 송신된 상기 복제된 패킷이 무시되는 경우 상기 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 패킷 유형을 포함한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 선택적으로 암호화된 지상파 방송 텔레비전 프로그램을 디코딩하는 방법은 복수의 패킷을 포함하는 선택적으로 암호화된 지상파 방송 디지털 텔레비전 프로그램을 수신하는 단계 - 상기 복수의 패킷 중 특정 패킷은 암호화되고, 패킷 중 나머지는 암호화되지 않고, 암호화된 패킷은 암호화되지 않은 채 송신되며 텔레비전 프로그램의 정확한 디코딩에 필요한 정보를 포함함 - ; 이 암호화된 패킷을 해독하여 해독된 패킷을 형성하는 단계; 및 해독된 패킷 및 이 암호화되지 않은 패킷을 디코딩하여 디코딩된 텔레비전 신호를 형성하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 선택적으로 암호화된 텔레비전 프로그램은 디지털 텔레비전 프로그램이고, 상기 특정 암호화된 패킷은 보통문으로 송신된 상기 복제된 패킷이 무시되는 경우 상기 텔레비전 프로그램을 디코딩하는 데에 필요한 패킷을 포함한다. 특정 실시예에서, 선택적으로 암호화된 텔레비전 프로그램은 디지털 위성 서비스나 디지털 케이블 전송 표준에 따르며, 상기 암호화된 패킷은 패킷화된 기초 스트림 헤더의 페이로드를 반송한다.

다른 실시예에서, 선택적으로 암호화된 컨텐트를 디코딩하는 방법은 암호화되지 않은 컨텐트, 보통문으로 송신되어 암호화 시스템으로 암화화되는 컨텐트를 포함하는 선택적으로 암호화된 디지털 컨텐트을 수신하는 단계 - 이 암호화된 컨텐트는 보통문의 복제된 컨텐트가 무시되는 경우 선택적으로 암호화된 컨텐트의 정확한 디코딩에 필요한 정보를 포함함 - ; 및 상기 암호화 시스템으로 상기 암호화된 컨텐트를 해독하여 해독된 컨텐트를 형성하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 이 방법은 상기 암호화되지 않은 컨텐트를 디코딩하는 단계, 복제된 암호화되지 않은 컨텐트를 무시하는 단계, 및 선택적으로 암호화된 컨텐트를 디코딩하기 위해 상기 해독된 컨텐트를 디코딩하는 단계를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 디지털 텔레비전 컨텐트는 디지털 위성 서비스나 디지털 케이블 전송 표준에 따른 신호를 이용하여 방송되고, 상기 암호화된 패킷은 패킷화 기초 스트림 헤더의 페이로드를 반송한다.

지상파 방송 신호는 공중에서 퍼질 뿐만 아니라, 위성 "로컬 인투 로컬(local-into-local)" 및 케이블 "머스트 캐리(must carry)" 컨텐트 제공의 일부일 수 있다. 이들 전달 옵션에 대해, 본 발명에 따른 특정 실시예로 인코딩되는 스트림은 새로운 TV와 유사한 형식으로 처리하기 위해 위성이나 케이블 셋톱 박스에 전달될 수 있다. 다른 가능성은 카피 방지 정보가 위성이나 케이블 포맷으로 "트랜스코드"될 수 있어 그 결과 컨텐트는 위성이나 케이블 시스템의 조건부 액세스 프로바이더를 이용하여 100% 암호화된다. 이들 시스템의 셋톱 박스는 원래의 지상파 방송 신호로부터 "트랜스코드"되는 카피 방지 규칙을 준수한다.

당업자라면 본 발명이 프로그램된 프로세서를 이용하여 실현될 수 있는 예시의 실시예에 관련하여 기재되었다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 본 발명은 기재 및 청구되는 바와 같이 본 발명과 균등한 특수 목적의 하드웨어 및/또는 전용 프로세서 등의 하드웨어 구성 요소 균등물을 이용하여 구현될 수 있기 때문에, 그렇게 제한적이어서는 안된다. 유사하게, 범용의 컴퓨터, 마이크로프로세서 계통의 컴퓨터, 마이크로 컨트롤러, 광 컴퓨터, 아날로그 컴퓨터, 전용 프로세스 및/또는 전용 하드 유선 로직이 본 발명의 다른 균등한 실시예를 구성하는 데에 이용될 수 있다.

따라서, 특정 실시예에 따른 텔레비전 프로그램이나 그 외 디지털 프로그래밍의 암호화 구성은 완전히 보통문으로 된 컨텐트를 송신하고 또한 텔레비전 프로그램의 완전한 프리젠테이션에 필요한 컨텐트의 일부만을 암호화한다. 이 구성은 암호화를 취급할 수 있는 신 TV와 할 수 없는 구 TV 간의 상호 운용성을 가능하게 한다. 규정은 신 TV가 보통문 컨텐트만을 수신하지 못하도록 한다. 신 TV는 컨텐트의 암호화 부분을 디스크램블하도록 만들어진다. 구 레거시 TV는 모든 컨텐트를 보통문으로 수신할 수 있다. 암호화된 부분은 컨텐트의 전체 이중 캐리지와 비교하여 매우 적은 대역폭이 필요하게 선정된다. 암호화 기술에 관한 라이센싱은 비인가된 컨텐트의 이용을 조절하는 데에 이용될 수 있다.

당업자라면 상술한 실시예를 구현하는 데에 이용되는 프로그램 단계와 관련 데이터가 본 발명에서 벗어나지 않고 디스크 저장소뿐만 아니라, 예를 들어 리드 온리 메모리(ROM) 장치, 랜덤 억세스 메모리(RAM) 장치; 광 저장 소자, 자기 저장 소자, 자기 광 저장 소자, 플래시 메모리, 코어 메모리 및/또는 그 외 균등한 저장 기술 등의 저장소의 형태를 이용하여 구현될 수 있다. 이런 다른 저장 장치는 균등한 것으로 간주되어야 한다.

본 발명의 실시예에서 기재된 바와 같이, 본 발명은 적당한 전자 저장 매체에 저장되거나 적합한 전자 통신 매체를 통해 전송될 수 있는 흐름도 형태로 광범위하게 상술한 프로그래밍 명령을 실행하는 프로그램된 프로세서를 이용하여 구현될 수 있다. 그러나, 당업자라면 상술된 프로세스가 본 발명에서 벗어나지 않고 여러 변형으로 그리고 많은 적합한 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 실행된 특정 동작의 순서는 변할 수 있으며, 본 발명에서 벗어나지 않고 부가의 동작이 추가되거나 동작이 삭제될 수 있다. 에러 트래핑은 추가 및/또는 강화될 수 있으며 본 발명에서 벗어나지 않고 사용자 인터페이스 및 정보 프리젠테이션에 변형을 가할 수 있다. 이런 변형은 균등한 것으로 생각된다.

본 발명이 특정 실시예와 관련하여 기재되었지만, 많은 대안, 수정, 교환 및 변형이 상술한 설명에 비추어 보면 당업자에게는 명백하게 될 것이 자명하다. 따라서, 본 발명은 이런 모든 대안, 수정 및 변형을 포괄하고자 하는 것이다.

<관련 문서와의 상호 참조>

본 출원은 Bonan 등의 "레거시 장치에 미치는 영향을 최소화한 컨텐트 스크램블링"으로 표제되어 2003년 3월 25일자 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 60/457,192을 우선권 주장하고 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 합체되어 있다. 이 출원은 또한 특허 출원 번호 10/038,217; 출원 번호 10/038,032; 출원 번호 10/037,914; 출원 번호 10/037,499; 및 출원 번호 10/037,498에 관련된다. 이들 특허 출원은 2002년 1월 2일자로 동시에 출원되었으며, 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.

<저작권 공고>

Claims

디지털 텔레비전 신호를 암호화하는 방법으로서,

디지털 텔레비전 신호의 암호화되지 않은 패킷의 데이터를 조사하여 선택된 패킷 유형을 식별하는 단계;

선택된 패킷 유형으로 되어 있는 것으로 식별된 패킷을 복제하는 단계;

상기 복제된 패킷을 암호화하는 단계;

상기 복제 및 암호화된 패킷을 상기 디지털 텔레비전 신호의 상기 선택된 패킷 유형의 상기 암호화되지 않은 패킷과 함께 추가하여 선택적으로 암호화된 디지털 텔레비전 신호를 형성하는 단계; 및

상기 선택적으로 암호화된 텔레비전 신호를 지상파 방송 전송 시스템을 통해 방송하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 선택적으로 암호화된 디지털 텔레비전 신호로 ATSC 방송 플랙을 배포하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 선택적으로 암호화된 텔레비전 신호는 전송 스트림의 하나 이상의 채널을 나타내는 방법.
제1항에 있어서,

상기 복제 패킷을 암호화하는 데에 키가 이용되고, 상기 키는 상기 디지털 텔레비전 신호와 관련되는 카피 제어 정보의 함수인 방법.
제1항에 있어서,

상기 복제 패킷을 암호화하는 데에 키가 이용되고, 상기 키는 글로벌 ATSC 형성 키의 함수인 방법.
제1항에 있어서,

상기 선택된 패킷 유형은 상기 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 정보를 반송하는 패킷을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 암호화되지 않은 패킷에 패킷 식별자를 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 패킷 식별자를 상기 암호화된 패킷에 할당하는 단계를 더 포함하는 방법
제1항에 있어서,

상기 패킷 식별자는 일차 패킷 식별자이고, 이차 패킷 식별자는 상기 암호화된 패킷에 할당되는 방법.
디지털 텔레비전 신호를 암호화하는 방법으로서,

상기 디지털 텔레비전 신호의 암호화되지 않은 패킷의 데이터를 조사하여 선택된 패킷 유형을 식별하는 단계;

상기 선택된 패킷 유형으로 되어 있는 패킷을 식별하여 제1 패킷을 형성하는 단계;

암호화 방법을 이용하여 상기 선택된 패킷 유형으로 되어 있는 것으로 식별된 상기 패킷을 복제 및 암호화하여 제2 패킷을 형성하는 단계;

상기 선택된 패킷 유형의 상기 암호화되지 않은 패킷을 상기 디지털 텔레비전 신호의 상기 제1 및 제2 패킷으로 교체하여 선택적인 이중 암호화 텔레비전 신호를 형성하는 단계; 및

상기 선택적으로 암호화된 텔레비전 신호를 지상파 방송 전송 시스템으로 방송하는 단계

를 포함하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 암호화되지 않은 패킷에 패킷 식별자를 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 암호화된 패킷에 상기 패킷 식별자를 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 디지털 텔레비전 신호는 압축되고, 상기 암호화된 패킷은 보통문으로 보낸 상기 복제된 패킷이 무시되는 경우 상기 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 패킷 유형을 포함하는 방법.
텔레비전 수신기로서,

지상파 방송 디지털 텔레비전 신호를 수신하는 수신기 - 상기 텔레비전 신호는 복수의 암호화되지 않은 패킷 및 복수의 암호화된 패킷을 가지며, 상기 암호화된 패킷은 암호화되지 않은 패킷 중 일부를 복제하고 상기 디지털 텔레비전 신호를 디코딩하는 데에 필요한 정보를 포함함 - ;

상기 암호화된 패킷을 해독하고 상기 동일한 패킷의 전송된 암호화되지 않은 버전을 드롭하는 해독기; 및

상기 암호화되지 않은 패킷 및 상기 해독된 패킷을 디코딩하여 텔레비전 세트에서의 재생에 적합한 신호를 형성하는 디코더

를 포함하는 텔레비전 수신기.
제14항에 있어서,

상기 디지털 텔레비전 신호는 MPEG 표준에 따르고, 상기 암호화되지 않은 패킷은 일차 패킷 식별자에 의해 식별되며, 상기 암호화된 패킷은 이차 패킷 식별자에 의해 식별되는 텔레비전 수신기.
제14항에 있어서,

상기 디지털 텔레비전 신호는 압축되고, 상기 암호화된 패킷은 보통문으로 송신된 상기 복제된 패킷이 무시되는 경우 상기 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 패킷 유형을 포함하는 텔레비전 수신기.
선택적으로 암호화된 지상파 방송 텔레비전 프로그램을 디코딩하는 방법으로서,

복수의 패킷을 포함하는 선택적으로 암호화된 지상파 방송 디지털 텔레비전 프로그램을 수신하는 단계 - 상기 복수의 패킷 중 특정 패킷은 암호화되고, 상기 패킷 중 나머지는 암호화되지 않으며, 상기 암호화된 패킷은 또한 암호화되지 않은 상태로 송신되고 상기 텔레비전 프로그램의 정확한 디코딩에 필요한 정보를 포함함 - ;

상기 암호화된 패킷을 해독하여, 상기 해독된 패킷을 형성하는 단계; 및

상기 해독된 패킷 및 상기 암호화되지 않은 패킷을 디코딩하여 디코딩된 텔레비전 신호를 형성하는 단계

를 포함하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 선택적으로 암호화된 텔레비전 프로그램은 디지털 텔레비전 프로그램이고, 상기 특정 암호화된 패킷은 보통문으로 송신된 상기 복제된 패킷이 무시되는 경우 상기 텔레비전 프로그램을 디코딩하는 데에 필요한 패킷을 포함하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 지상파 방송 선택적 암호화 텔레비전 프로그램은 디지털 위성 서비스 또는 디지털 케이블 전송 표준에 따르며, 상기 암호화된 패킷은 패킷화된 기초 스트림 헤더의 페이로드를 반송하는 방법.
선택적으로 암호화된 컨텐트를 디코딩하는 방법으로서,

암호화되지 않은 컨텐트, 보통문으로 송신되어 암호화 시스템으로 암화화되는 컨텐트를 포함하는 선택적으로 암호화된 디지털 컨텐트을 수신하는 단계 - 상기 암호화된 컨텐트는 보통문의 상기 복제된 컨텐트가 무시되는 경우 상기 선택적으로 암호화된 컨텐트의 정확한 디코딩에 필요한 정보를 포함함 - ; 및

상기 암호화 시스템으로 암호화된 컨텐트를 해독하여, 해독된 컨텐트를 형성하는 단계

를 포함하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 암호화되지 않은 컨텐트를 디코딩하는 단계, 상기 복제된 암호화되지 않은 컨텐트를 무시하는 단계, 및 상기 선택적으로 암호화된 컨텐트를 디코딩하기 위해 상기 해독된 컨텐트를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 디지털 텔레비전 컨텐트는 디지털 위성 서비스 또는 디지털 케이블 전송 표준에 따른 신호를 이용하여 방송되고, 상기 암호화된 패킷은 패킷화된 기초 스트림 헤더의 페이로드를 반송하는 방법.
지상파 방송 디지털 텔레비전 신호로서,

변조된 패킷의 집합을 포함하고,

상기 변조된 패킷의 집합은,

보통문의 암호화되지 않은 패킷의 컨텐트; 및

암호화 시스템으로 암호화되는 상기 보통문의 암호화되지 않은 패킷 중 선택된 패킷의 복제물

을 포함하는 신호.
제23항에 있어서,

디지털 텔레비전 신호의 일부를 형성하는 ATSC 방송 플랙을 더 포함하는 신호.
제23항에 있어서,

상기 디지털 텔레비전 신호는 전송 스트림의 하나 이상의 채널을 나타내는 신호.
제23항에 있어서,

상기 복제 패킷을 암호화하는 데에 키를 이용하고, 상기 키는 상기 디지털 텔레비전 신호와 관련되는 카피 제어 정보의 함수인 신호.
제23항에 있어서,

상기 복제 패킷을 암호화하는 데에 키를 이용하고, 상기 키는 글로벌 ATSC 정의 키의 함수인 신호.
제23항에 있어서,

상기 선택된 패킷은 상기 디지털 텔레비전 신호를 압축 해제하는 데에 필요한 패킷 반송 정보를 포함하는 신호.
제23항에 있어서,

제1 패킷 식별자는 상기 암호화되지 않은 패킷에 할당되는 신호.
제23항에 있어서,

상기 암호화된 패킷에는 패킷 식별자가 할당되는 신호.
제23항에 있어서,

상기 보통문의 암호화되지 않은 패킷에 제1 패킷 식별자가 할당되고, 상기 암호화된 패킷에는 제2 패킷 식별자가 할당되는 신호.