KR20210007571A - Csa 복호모듈을 이용한 복호시스템의 구현방법 - Google Patents

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Abstract

유럽형 방송규격인 DVB(digital video broadcasting)에서 정의한 암호, 복호 규격인 CSA(common scrambling algorithm)을 이용한 방송수신 단말 장치와 독립적으로 분리된 복호모듈로 구성되는 복호 시스템 또는 장치로, UHD 급과 같은 초고해상도 방송 콘텐츠는 일반적으로 유료 방송이기 때문에 불법복제를 막기 위한 암호,복호 방식을 적용해야 되지만, 기존에 보급된 단말장치들은 통상적으로 FHD 급 수준의 암호,복호 방식이 내장되어 있어서 UHD 급 콘텐츠에 대해서는 복원이 어렵다. 방송사업자나 가입자들은 UHD 급 콘텐츠를 시청하기 위해서는 별도의 새로운 단말장치가 필요하지만 이것은 많은 부담이 되기 때문에, 본 특허에서는 별도의 수단으로 단말기의 외부 장치와 연결된 인터페이스를 통해서 간단한 복호모듈을 이용하여 스트림을 복호화 할 수 있도록 함으로써 기존의 단말기를 활용할 수 있도록 하는 방법을 제공하고자 한다. 통상 단말기에 내장된 USB 인터페이스는 USB 2.0 규격으로 최대 480Mbps 가 가능하기 때문에 UHD 급 방송스트림의 복호를 위한 외부 복호모듈로 적용이 가능하다.
상기 과제의 해결 수단에 따라서 방송사업자는 UHD 급 방송콘텐츠를 복호할 수 있는 별도의 수신 단말기를 개발하거나 가입자에게 새로운 수신 단말기를 제공하지 않아도 되기 때문에 방송사업자 및 가입자의 경제적인 부담을 줄이면서 UHD 급 콘텐츠에 대한 불법 복제를 막을 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

CSA 복호모듈을 이용한 복호시스템의 구현방법 {The implementation method of the decryption system using the CSA decipher module}
유럽형 방송규격인 DVB(digital video broadcasting)에서 정의한 암호,복호 규격인 CSA(common scrambling algorithm)을 이용한 방송수신 단말 장치와 관련된 복호 시스템 또는 장치에 관한 분야이다.
우리나라를 포함하여 전 세계적으로 초고해상도에 해당하는 UHD급 방송이 시작되고 있으며 이에 따라서 초고해상도에 해당하는 방송 콘텐츠등이 제작, 보급되기 시작하였다. 특히 유럽은 독일, 영국등을 시작으로 UHD 급 방송을 정규방송으로 시작하였으며 해당 방송 콘텐츠들은 유럽의 DVB 규격에서 정의한 CSA 방식의 암호규격을 따르고 있다. 또한 유럽의 케이블 지역방송사업자들도 자신의 사업지역에 UHD 급과 같은 고급 콘텐츠의 불법복제를 막기 위해서 암호화 방식으로 CSA 방식을 채택하는 추세이다. 이와 같이 DVB 방송규격에 해당하는 CSA 암호 방식에 의해서 암호화된 방송 스트림을 복호하는 방송단말기 또는 방송수신기를 구현하고자 한다.
유럽지역의 케이블 지역방송 사업자들은 DVB 규격에 따라서 방송을 재송출하거나 자체 콘텐츠를 제작하여 방송을 한다. 특히 UHD 급과 같은 초고해상도 방송 콘텐츠는 일반적으로 유료 방송이기 때문에 불법복제를 막기 위한 별도의 암호화 시스템을 갖추어야 한다. 하지만 이를 위해서는 유료관리 시스템 및 관련 장비들을 구비하고 또한 이를 수신할 수 있는 수신단말기를 가입자들에게 제공할 수 있어야 한다. 기존의 방송단말기는 통상 FHD 급 방송을 수신할 수 있는 단말기가 보급되어있기 때문에 UHD 급 스트림에 대해서 복호할 수 있는 기능을 제공할 수 없어서, 별도의 새로운 단말기를 보급하거나 초고해상도 스트림을 보호할 수 있는 별도의 수단을 포함하는 방법을 강구하여야 한다. 본 특허에서는 별도의 수단으로 단말기의 외부 장치와 연결된 인터페이스를 통해서 스트림을 복호화 할 수 있도록 함으로써 기존의 단말기를 활용할 수 있도록 하는 방법을 제공하고자 한다.
UHD 와 같은 초고해상도 스트림을 복호화 할 수 있도록 하기 위해서 단말기의 USB 통신 수단을 활용하고, USB 통신 모듈에는 별도의 CSA 복호화 기능을 내장함으로써 기존의 단말기에서 이를 이용하여 기존 단말기에는 복호가 어려운 UHD 콘텐츠를 복화화 할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. UHD 급 초고해상도 스트림은 통상적으로 30~50Mbps 정도의 데이터 속도이기 때문에 암호화된 스트림을 수신하고 이를 복호하여 다시 단말기에 전달하기 위해서는 최소 60~100Mbps 의 전송속도가 필요하다. 통상 단말기에 내장된 USB 인터페이스는 USB 2.0 규격으로 최대 480Mbps 가 가능하기 때문에 UHD 급 방송스트림의 복호를 위한 외부 복호모듈로 적용이 가능하다.
상기 과제의 해결 수단에 따라서 지역방송사업자는 UHD 급 방송콘텐츠를 복호할 수 있는 별도의 수신 단말기를 개발하거나 가입자에게 새로운 수신 단말기를 제공하지 않아도 되기 때문에 지역방송사업자 및 가입자의 경제적인 부담을 줄이면서 UHD 급 콘텐츠에 대한 불법 복제를 막을 수 있는 효과를 가지고 있다.
도면 1 : 단말기의 내부 구조도 및 복호모듈과의 연결 표시도
도면 2 : USB 통신을 이용한 복호모듈의 구조도
도면 3 : 키 및 패킷들의 타이밍도
본 발명은 유럽의 DVB 규격에서 정의한 암호, 복호 규격에 따라서 UHD 급 초고해상도 콘텐츠의 복호가 가능한 외부의 복호 모듈을 활용하여 방송 수신이 가능한 방송수신 단말기 또는 방송수신장치의 구현 방법에 대한 것이다. 외부의 복호 모듈은 대부분의 방송수신기에서 외부 인터페이스로 사용되는 USB 통신 모듈을 활용하고, 복호방식은 DVB 규격에서 정의한 CSA 방식의 암호 알고리즘을 적용하고자 한다.
도면 1 은 상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 실시 예로, 외부의 지상안테나를 통한 공중파 무선신호 또는 케이블을 통한 무선신호, 또는 접시형 안테나를 통한 위성방송 무선신호에서 디지털 영상 신호를 분리해 내는 튜너부와 추출된 디지털 신호에서 방송신호에 해당하는 트랜스포트 스트림(TS) 패킷을 받는 TS 패킷 스트림 수신부가 있다. 그리고 스트림으로부터 복호를 위한 키값의 추출 및 인증을 위한 키관리/인증부, TS 패킷을 USB 패킷으로 변환하거나 USB 패킷을 TS 패킷으로 변환해주는 USB_TS 패킷 처리부가 있다. 그리고 외부 인터페이와 연결되어있는 USB 통신부는 키관리/인증부로 부터 암호화된 키값을 받고, 동시에 USB 패킷처리부에서도 암호화된 영상, 음성용 TS 패킷을 받아서 외부의 복호모듈로 전달하게 된다. 복호 모듈에서는 키 패킷 및 영상,음성 패킷을 받아서 도면 2 와 같이 시청이 가능한 패킷으로 복호된 패킷을 생성하고 다시 단말기의 USB 통신부로 전달하게 된다. 최종적으로 복호된 USB 패킷은 USB_TS 패킷 처리부에서 TS 패킷으로 변환되며, 디코더부에서 영상을 복원하여 출력장치로 내보내게 된다.
도면 2 는 USB 통신 인터페이스를 활용한 외부 복호용 모듈의 구성도로, USB 통신을 통해서 입력된 USB 패킷은 복호 가능한 TS 패킷으로 변환하고 키교환부와 CSA 복호부로 전달하게 된다. 키 교환부는 CSA 복호부에서 사용될 복호를 위한 키를 생성하는 부분으로 키관리/인증부와 키 교환알고리즘을 통해서 최종적으로 복호용 키를 생성하게 된다. 그리고 복호된 키를 이용하여 CSA 복호부에서 영상 스트림에 해당하는 TS 패킷들을 선택하여 복호를 하게 된다. 복호된 패킷은 TS 패킷 형태로 복원되기 때문에 TS to USB 패킷 변환부를 통해서 USB 패킷으로 변환하고 이를 USB 통신부를 통해서 단말기에 전달하게 된다. CSA 복호부에서 사용되는 규격은 CSA 1.0 및 CSA 2.0 규격이 있으며 CSA 1.0 규격은 64bit 암호 알고리즘이고, CSA 2.0 규격은 128bit 암호 알고리즘의 규격에 해당한다.
도면 3 은 USB 통신부를 통해서 단말기부와 복호모듈부사이의 송수신 통신 데이터를 표현한 것으로 키 및 키 인증과 관련된 키 패킷 및 단말기부에서 전달하는 암호화된 패킷 및 복호모듈부에서 전달하는 복호된 패킷으로 구성된다. 키 패킷에 포함된 내용은 키의 노출을 막기 위해서 키교환 방식의 알고리즘을 사용하여 생성된 키로 통상적으로는 디프할만 키교환 방식을 사용한다. 그리고 해킹을 막기 위해서 통상적으로 수초단위로 키의 값은 바뀌게 된다. 그리고 영상에 해당하는 패킷들은 연속적인 패킷 형태로 시간적으로 전송하게 된다. USB 통신은 하나의 통신선로를 통해서 송신, 수신을 해야하기 때문에 암호화된 패킷과 복호된 패킷이 서로 시간차이를 두고 송신 및 수신이 순서적으로 이루어 진다.
1. 외부 방송신호를 수신하는 영상 수신부.
2. 디지털화된 방송신호의 패킷 스트림 수신부.
3. 영상 복호용 키의 관리 및 인증부.
4. TS 및 USB 패킷의 변환을 위한 패킷 처리부.
5. 외부 모듈과의 통신을 위한 USB 통신부.
6. 복호된 패킷 스트림의 압축을 풀기 위한 디코더부.
7. CSA 암호 스트림을 복호하기 위한 복호 모듈부.
8. 복호모듈부의 USB 통신부.
9. USB 패킷을 TS 패킷으로 변환하는 패킷 변환부.
10. 복호용 키를 생성하기 위한 디프헬만 방식의 키 교환부.
11. 복호된 TS 패킷을 전송하기 위해 USB 패킷으로 변환하는 패킷변환부.
12. CSA 방식의 암호화된 스트림을 복호하는 스트림 복호부.
13. USB 통신부에서 주고 받는 키 패킷.
14. 단말장치에서 복호모듈로 전송하는 암호화된 패킷.
15. 복호모듈에서 단말장치로 전송하는 복호된 패킷.

Claims (3)

  1. 영상 수신부, TS 패킷 수신부, 키관리/인증부, USB_TS 패킷처리, USB 통신부, 영상 디코더부로 구성되는 단말장치와 USB 통신을 이용하여 연결된 복호모듈을 이용하여 구성되는 복호시스템을 통해서 방송 콘텐츠를 복호화 하는 방안,
  2. 제 1항에 있어서, 복호 모듈부의 복호과정에서 필요한 키를 전달할 때, 키의 외부 노출을 막기 위해서 디프헬만 방식의 키 교환 방식을 적용하여 키를 생성하고 이를 복호모듈부에 전달하는 방안,
  3. 제 1항에 있어서, 복호 모듈부의 복호과정에서 키 교환부에서 받은 키를 이용하여 DVB 방송규격에 정의된 CSA 1.0, 2.0 과 같은 방식의 암호 알고리즘을 이용하여 영상 스트림을 복호하는 복호화 방안,






KR1020190084268A 2019-07-12 2019-07-12 Csa 복호모듈을 이용한 복호시스템의 구현방법 KR20210007571A (ko)

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