KR20110000881A - 디지털 방송매체(위성,지상파,iptv,케이블) 수신기의 무카드 인증 및 불법제작을 막기 위한 수신제한시스템 방법. - Google Patents

디지털 방송매체(위성,지상파,iptv,케이블) 수신기의 무카드 인증 및 불법제작을 막기 위한 수신제한시스템 방법. Download PDF

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Abstract

디지털 방송매체(위성,지상파)에서 유료채널 관리를 위한 수신제한시스템 (CAS, conditional access system)은 가입자의 인증을 위해서 스마트 카드를 일반적으로 사용한다. 하지만 스마트카드가 필요없는 응용분야에서 스마트카드 대신 내부에 암호화된 저비용의 마이콤 또는 연산기능을 가지는 수단을 적용하여 스마트카드가 필요없는 무카드(card-less) 형태의 인증방법 및 이와 동시에 제품의 불법복제를 막는 방법을 제시하고자 한다.

Description

디지털 방송매체(위성,지상파,IPTV,케이블) 수신기의 무카드 인증 및 불법제작을 막기 위한 수신제한시스템 방법.{CAS (Conditional Access System) Method for cardless authentication and illegal copy protection at Digital Broadcasting (Satellite, Terrestrial, IPTV, Cable) Receiver}
디지털 방송매체(위성,지상파)에서 유료채널 관리를 위한 수신제한시스템 (CAS, conditional access system)은 가입자의 인증을 위해서 스마트 카드를 일반적으로 사용한다. 하지만 스마트카드가 필요없는 응용분야에서 스마트카드 대신 내부에 암호화된 저비용의 마이콤을 적용하여 스마트카드가 필요없는 무카드(card-less) 형태의 인증방법 및 이와 동시에 제품의 불법복제를 막는 방법을 제시하고자 한다.
누구나 자유롭게 시청이 가능한 무료방송채널과 달리 유료채널은 제공되는 디지털 방송 콘텐츠에 대해서 정당한 가치를 지불하여야 하는 채널로 가치를 지불하는 방법에 대해서 국제적으로 '수신제한시스템 (CAS)' 이라는 표준으로 정의하고 있다. 이것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있는 것으로 CAS (Conditional Access System, 수신제한장치)는 방송 프로그램을 시청할 수 있는 권한을 부여하거나 제한하는 방법 또는 시스템으로,
즉 방송사업자가 미리 선정한 수신제한시스템 암호화 기술에 따라 암호화한 영상,음성 신호를 송출하면 시청자는 이런 유료방송을 시청하기 위해 방송사업자에게 요금을 지불하고 도면 1 과 같이 스마트카드를 구입하여 방송을 볼 수 있다..
표준방식에 따르면 가입자의 개인정보 또는 수신자격을 포함하는 정보를 방송 콘텐츠를 보낼 때 ECM (entitle control message), EMM
(entitle managment message) 과 같은 규격의 메세지 정보를 방송신호와 함께 전송한다. 방송수신기는 이런 메세지를 수신,해석하여 수신기에 연결된 스마트카드로 부터 스마트카드 내에 있는 가입자 인증을 위한 암호화된 정보를 받아서 이를 복호하고 이와 방송국에서 보내온 가입자 인증정보와 일치하는지를 확인한 후 일치하면 수신된 암호화된 키 정보를 복호하며, 이를 이용하여 방송콘텐츠를 볼 수 있도록 디스크램블링을 한다.
우리나라 및 유럽의 경우는 DVB 라는 방송규격을 사용하며 콘텐츠의 암호화에는 CSA(common scrambling algorithm) 을 적용하고 있다. 그리고 키 정보는 수신제한시스템에 따라 다르지만 통상 RSA 라는 공개키 암호화 방식으로 암호화 되어서 전송되어온다.
참고로 도면 1 은 현재 국제표준으로 정의된 DVB 라는 위성,지상파 방송시스템을 보여주고 있다. 여기서 영상은 "영상 음성 압축부" 를 통해서 MPEG2 또는 MPEG4 와 같은 알고리즘으로 암호화 되며, 암호화된 스트림은 TS 스트림이라는 188 바이트 규격의 패킷으로 다중화하고 각각의 패킷은 "CSA 스크램블러" 를 사용하여 암호화되어 전송한다. 이때 스크램블에 사용된 키는 주기적으로 변경되며 키의 생성은 유료가입자의 정보를 포함하여 만들어지기 때문에 수신기에서는 반드시 가입자임을 인증하는 방법으로 가입자의 관련 정보를 스마트카드에 암호화 하여 저장함으로 이를 추출하여 디스크램블링을 수행하는 과정을 보여준다. 그리고 스마트카드는 통상적인 스마트카드 인터페이스를 통해서 이루어지거나 또는 CI(common interface) 라는 PCMCI 모듈을 통해서 다양한 형태의 CAS 방식을 적용할 수 있다.
위의 배경기술에 따른 방식은 일반적인 시청자들을 대상으로 하는 수신기의 수신제한시스템 방식에서는 적합하지만 다음과 같은 용도의 분야에서는 여러 가지 불합리한 점이 있다.
(1) 호텔, 숙박업소, 체인점가입점, 종교방송등에 공급되는 수신단말기와 같이 각 개개인의 인증이 불필요한 경우
(2) 일정기간의 유료인증이 필요하지 않고 출고후 제품파기까지 정상적인 인증이 유효한 경우
(3) 일정기간 유료인증 만료후 재인증등이 필요하지만 지역적으로 외지이거나 또는 재가입이 어려운 경우
위와 같이 통상적으로 제품출고시 제품파기 또는 상당히 장기간의 인증이 유효한 경우 또는 이를 인정하는 경우에는 가입자를 인증하기 위한 스마트카드 인증장비가 필요없는 경우가 많이 있다. 그럼에도 불구하고 모든 유료수신을 위한 수신 기는 스마트카드라는 인증장비를 의무적으로 적용함으로서
- 방송콘텐츠제공자는 스마트카드를 발급하고 관리하여야 하며
- 수신기제조업체는 인증을 위한 전기, 기구적인 연결장치를 추가해야 하며,
- 소비자는 인증을 위한 스마트카드를 구매해야만 하는 등의 불필요한 비용손실이 발생한다.
본 발명에서는 위의 (1),(2),(3) 용도에 적용하기 위해서 스마트카드 및 전기, 기계적인 연결장치를 제거하고 스마트카드에 필요한 간단한 저비용의 수단을 수신기 내부에 내장함으로써 스마트카드가 필요없는 간단한 무카드 형태의 수신기를 구현할 수 있다.
도면 2 는 본 발명을 위한 디지털매체(위성,지상파) 수신기의 예를 보여주고 있다.
도면 1 과 의 차이점은 스마트카드 및 스마트카드를 위한 기구,전기적인 연결장치가 없으며 가입자인증 및 제품의 복제를 방지하기 위한 마이콤이 내장되어있다. 도면 3 은 본 발명에 내장될 인증 및 복제방지를 위해 적용할 마이콤의 프로그램의 구성 예를 보여주고 있다. 보통 마이콤은 내부에 전용 CPU 와 프로그램저장용 플래시메모리 및 변경 가능한 데이타를 저장하는 EEPROM 저장부를 가진다. 외부에서 작성된 프로그램은 프로그램저장용 플래시메모리에 출하시에 다운로드 되며 인증과 관련된 가입자정보는 EEPROM 에 별도 저장된다. 이런 마이콤은 한번 다운로드 되면 다운로드한 정보를 읽어내지 못하도록 내부 메모리 연결 신호부가 자동 차단, 즉 이레이즈(Erase) 되도록 되어있다.
도면 2 에서 수신기의 신호처리부는 수신된 TS 스트림으로 부터 가입자정보와 관련된 EMM, ECM 패킷정보를 추출한 후 I2C 와 같은 통신수단을 이용해서 내부에 내장된 마이콤에 전달하게 된다. 도면 3 은 이와 같이 전달받은 정보를 이용하여 최종적으로 정당하게 수신자격이 있는지를 분석,확인하는 과정을 진행하게 된다.
먼저 수신기의 전원이 켜지었을 경우 해당 수신기의 가입자정보에 해당하는 고유정보(시리얼번호 또는 수신기를 구별할수 있는 수단의 정보) 를 내부 메모리에 저장하거나 또는 변경할지를 판단하는 고유정보 저장 여부를 확인한다. 통상 이것은 최초 제품출하시에 1번만 이루어질 것임으로 일반사용자의 경우는 모두 그냥 'NO' 패스로 통과한다. 그리고 내부에 저장되어있는 고유정보를 읽어서 준비상태에 들어간다. 실제로 수신기가 영상,음성수신을 위해서 TS 패킷을 수신하고 관련 ECM,EMM 패킷을 전달받으면 이것 역시 I2C 통신수단을 통해서 "유료수신정보분석 및 CW 복원" 부에 넘겨지고 여기서는 도면과 같이 아래의 과정을 진행한다.
(1) EMM 패킷에 있는 가입자의 수신권리를 나타내는 정보와 내부에 저장되어 있던 고유정보와 일치하는지를 비교한다.
(2) 만약 고유정보와 일치하게 되면 EMM 의 정보로 암호화된 CW 이 있는 정보를 복호화하여 실제 수신기의 디스크램블링을 위한 키로 사용할 수 있도록 인터페이스를 통해서 전달해 주게 된다.
(3) 만약 고유정보가 일치하지 않거나 또는 일치하더라도 유효하지 않은 ECM 정보의 경우는 일치하지 않는다는 의미의 정보를 전달하거나 다시 다른 패킷의 수신여부를 확인하는 상태로 돌아가 대기한다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
위의 해결과제 수단을 통해서 발명의 필요성에 적시한 (1),(2),(3) 용도의 수신기들은 스마트카드 및 전기, 기계적인 연결장치를 제거하고 스마트카드에 해당하는 간단한 저비용의 마이콤을 수신기 내부에 내장함으로써 보다 간단한 스마트카드가 필요없는 무카드 형태의 수신기를 구현할 수 있다.
그리고 마이콤에는 출하시에 수신기의 고유 정보등이 암호화 되어 내장되고 마이콤은 그 정보의 누설이 불가능함으로 이 마이콤을 통해서만 수신기에 대한 인증 및 수신기의 복제를 막을 수 있는 2 가지 효과를 가질 수 있다.
즉 수신기를 제작하기 위해서는 반드시 이런 마이컴 수단의 칩이 필요하기 때문에 수신기의 불법 제작이 불가능하다. 따라서 이런 마이콤의 수량으로 생산 수량등의 관리를 할 수 있다.
.
도면 1 은 일반적인 국제표준에 따른 수신제한 시스템의 방송체계를 설명하기 위한 개념 예시도 및 스마트카드의 사용 예
도면 2 는 일반적인 국제표준에 따른 수신제한 시스템의 방송체계에서 스마트카드 대신에 내부에 내장할 수 있는 형태의 암호화된 마이콤의 사용 예
도면 3 은 내장된 마이콤 또는 연산가능 수단을 이용한 가입자 인증처리를 위한 프로그램 순서도 예
＜도면의 주요 부분에 대한 설명＞
"영상,음성 압축부" : 영상 또는 음성을 전송하기 위해서 MPEG2, MPEG4 와 같이 정보량을 줄이기 위한 기능
"CSA 스크램블러" : 영상 또는 음성 정보의 암호화를 위한 기능
"키 생성부" : 가입자정보를 기반으로 일정주기로 변화하는 암호키 생성부
"키 암호부(RSA)" : 암호를 위해 생성된 키 자체를 별도의 RSA 방식 또는 독자적인 방법으로 암호화하는 기능
"ECM,EMM 메시지생성" : EMM 은 수신자격을 가지는 유료시청자의 고유정보를 암호화하여 메시지생성, ECM 은 정당한 유료시청자의 경우 해당방송을 볼 수 있도록 해주는 키를 암호화하여 메시지생성
"CSA 디스크램블러" : 암호화된 영상 또는 음성정보를 원래대로 복호화하는 기능
"영상,음성 복원부" : 압축된 영상,음성정보를 원래의 정보로 압축을 푸는 복원부
"키 복호부" : 송신측에서 암호화한 키를 CSA 디스크램블 할 수 있도록 암호화 전의 원래 키로 복원하기 위한 복호기능
"ECM,EMM 메시지해석" : 패킷화된 스트림에서 ECM,EMM 패킷만을 추출하고 각각 해당 패킷에서 수신자격에 해당하는 암호화 되어있는 고유정보 및 키 정보만을 추출해 내는 기능
"유료수신정보분석 및 CW 복원 (ECM,EMM)" : 수신된 스트림에서 프로그램 또는 하드웨어적으로 ECM, EMM 을 분석하여 필요로 하는 고유정보 및 암호화키를 추출하는 기능
"외부 암호화 인터페이스" : 외부, 즉 본 프로그램기능을 가지는 마이콤 또는 연산기능이 가능한 수단의 외부와의 통신을 수행할 때 암호화를 통해서 주고 받을 수 있도록 해주는 암호화, 복호화 기능을 포함한 연결부
"CW(Key) 복원" : ECM,EMM 을 통해서 추출한 암호화 키는 키의 보호를 위해서 방송국에서 송출할 때 암호화되어 있기 때문에 이를 원래의 암호키인 CW (Code Word) 로 복원하기 위한 기능 블럭으로 많은 연산량이 필요하다.

Claims (5)

  1. 유료시청자의 수신자격을 인증하기 위해서 사용하는 스마트카드라는 인증수단 대신에 수신기 내부에 암호화된 저비용의 마이콤을 적용하여 스마트카드가 필요없는 무카드(card-less) 형태의 인증 방법 및 이와 동시에 제품의 불법 복제를 막는 방법에 있어서,
    유료수신 인증에 필요한 수신자격에 대한 고유정보를 저장하고 있는 스마트카드의 인증 수단 대신 수신단말기 내부의 보드에 내장될 수 있는 마이콤과 같은 연산기능을 가지는 또는 연산 가능한 수단을 적용하고,
    해당 마이콤 또는 연산가능한 수단 안에 암호화된 기법을 통해서 데이타를 주고 받는 암호화 수단을 적용하고 이를 통해서 데이타의 보호 및 복제를 방지하고,
    스마트카드의 인터페이스를 위한 스마트카드 인터페이스 또는 CI (Common Interface) 인터페이스 수단의 제거, 그리고 이와 관련된 인터페이스 홀과 같은 기구적인 연결 형태를 제거한 것을 특징으로 하는 수신 단말기,
  2. 제 1항에 있어서
    인증용 스마트카드의 수신자를 구별할 수 있는 가입정보에 해당하는 고유정보를 내장하고 이를 활용하여 도면 3 의 플루우 차트와 같이 수신신호 중에서 ECM, EMM 메시지를 분석하고 암호키에 해당하는 CW (Code Word) 을 복원하는 프로그램을 내장한 마이콤 또는 이와 같은 연산기능을 가지는 수단의 적용을 특징으로 하는 수신 단말기
  3. 제 1항에 있어서,
    가입자의 고유정보를 보호하기 위해서 암호화 통신 방안을 적용하고 이를 통해서 가입자의 고유 정보를 보호하는 수단을 적용한 마이콤 또는 이와 같은 연산기능을 가지는 수단의 적용을 특징으로 하는 수신 단말기
  4. 제 1항에 있어서,
    암호화 통신방안을 내장함으로써 본 마이콤 또는 연산기능을 가지는 수단이 있어야만 수신 단말기를 제작할 수 있음으로 이런 특징을 이용한 불법 복제를 막을 수 있는 것을 특징으로 하는 수신 단말기
  5. 제 1항에 있어서,
    스마트카드라는 인증방법이 내부의 암호화된 마이콤 또는 연산기능을 가지는 수단을 통해서 이루어짐으로 스마트카드와의 연결, 통신등을 위해서 필요한 스마트카드 인터페이스 또는 CI 인터페이스 및 기구적인 홀등이 필요 없어 기구적인 구성의 단순화를 이룰 수 있도록 인터페이스 수단 등을 제거한 것을 특징으로 하는 수신 단말기
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