PT830783E - Metodo e aparelho para proteccao contra copia para varios meios de gravacao utilizando uma impressao digital de video - Google Patents

Metodo e aparelho para proteccao contra copia para varios meios de gravacao utilizando uma impressao digital de video Download PDF

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Gregory C Copeland
John Ryan
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Description

85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ
DESCRICÃO “Método e aparelho para protecção contra cópia para vários meios de gravação, utilizando uma impressão digital de vídeo” O presente invento refere-se a um método e aparelho para proporcionar e fazer a leitura da protecção contra cópia para meios de distribuição de programas. O disco compacto óptico (CD) é um meio soberbo para armazenagem dos dados digitais. O mesmo tem alta densidade de compactação, baixos custos de produção e uma relativa imunidade ao mau manuseamento. O sucesso do CD como um portador de alta fidelidade áudio é provável de ser repetido no domínio da multimédia, em que a tecnologia foi adaptada para uma tarefa mais abrangente de armazenamento de áudio digital, vídeo e dados alfanuméricos para uma variedade de fins, de acordo com uma superabundância de padrões tais como DVD, CD ROM, Vídeo CD, CD-I e semelhantes.
Até à data, os titulares de direitos de autor do suporte lógico CD-ROM não tiveram que se debater com a pirataria rompante (cópia não autorizada) que afligiu os meios de "cassetes” de vídeo e de “cassetes" de áudio. Isto é devido quase inteiramente aos grandes custos de investimento de capital, associados padronização e replicação dos CD, os quais criam barreiras financeiras substanciais à pirataria. No entanto, as máquinas de gravação de discos compactos capazes de fazer cópias perfeitas dos dados de CD pré-gravados estão agora disponíveis para os utilizadores profissionais por cerca de dois mil dólares e é muito provável que daqui a poucos anos reprodutores-gravadores acessíveis ao consumidor estejam largamente disponíveis. Isto criará um conflito sério entre as necessidades dos fabricantes de suporte lógico para venderem os seus produtos por mais de $50 para terem lucro, e a capacidade resultante dos consumidores para fazer uma cópia perfeita pelo preço de um disco em branco, projectado para ser da ordem dos $10 a $20 num futuro próximo. O problema é provavelmente para ser muito mais sério do que a pirataria que aflige o negócio do vídeo, porque, enquanto poucas pessoas querem ver um filme mais que uma vez, muitos produtos de suporte lógico de multimédia estão previstos para serem utilizados repetidamente, de modo que a sua propriedade, em vez do aluguer, é provavelmente a norma. Há, por isso, uma necessidade de assegurar que os consumidores possam apenas desfrutar de produtos de um fabricante de suporte lógico pela reprodução de um CD legítimo. 2 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ
Uma abordagem a este problema da pirataria seria incluir circuitos anti-cópia dentro dos gravadores de CD, comandados por acordo geral entre os fabricantes, semelhante ao sistema de gestão de cópias em série (SCMS) desenvolvido para o meio de fita de áudio digital (DAT). Com este esquema, um gravador de CD procurará uma instrução especial de proibição de cópia nos dados digitais e, quando encontrada, pararia a gravação. No entanto, tal sistema oferece protecção muito limitada. Mesmo quando o sistema SCMS foi inicialmente proposto para o meio DAT, foi completamente considerado que o mesmo apresentava pequena protecção contra piratas profissionais ou mesmo amadores, que, conhecendo o formato dos dados, podem, e subsequentemente constroem “caixas negras” (circuitos electrónicos) baratas para remover a instrução de proibição de cópia, permitindo por isso aos gravadores a fazer cópias ilimitadas.
Em US-A-496904.1 é descrita a transmissão de dados não obstrutivamente embebidos num sinal de vídeo, por exemplo, para identificar o originador de um programa de televisão. Em EP-A-0400906 é descrito um esquema anti-cópia no qual são inseridas sequências de códigos num sinal de vídeo e a sua detecção é utilizada para interromper a operação dos circuitos de gravação.
No entanto, acredita-se que todos os sistemas anti-cópia, os quais se baseiam em instruções de proibição de cópia podem ser ultrapassados por caixas negras, com a mesma ordem de complexidade e de custo como a dos circuitos, os quais procuram estas instruções. Tais sistemas têm por isso eficácia limitada. Por exemplo, uma caixa negra pode ser ligada em linha entre um reprodutor de CD e um gravador de CD para procurar as instruções de proibição de cópia na corrente de dados e remover ou modificar estas instruções. Deve ser esperado, por isso, que se este género de sistema anti-cópia for adoptada, as caixas negras baratas proliferarão.
Uma dificuldade adicional com esta abordagem à protecção contra cópia é a necessidade de assegurar que todos os fabricantes de gravadores de CD incluam os circuitos de detecção necessários nos seus produtos. Alguns fabricantes podem não cumprir, talvez na expectativa de aumentar a sua cota de mercado. A presença no mercado de uma percentagem de máquinas ainda que pequena que não cumpre pode pôr em perigo a viabilidade deste tipo de esquema de protecção contra cópia.
85 >178 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 3
Pelas razões anteriores, há uma necessidade de um sistema de protecção contra cópia para o meio de disco compacto, que proporcione um nível elevado de protecção dos titulares de direitos de suporte lógico, o qual seja imune às caixas negras e que não seja comprometido pela recusa de alguns poucos fabricantes de suporte físico em cumprir com a norma.
Em EP-A-0545472 é descrito um método para controlar a leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia, em que os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia tiveram dados de programa gravados nos mesmos e uma assinatura de autenticação adicionada os mesmos, assinatura de autenticação a qual não pode ser lida pelos meios de leitura dos dados de programa gravados, compreendendo o método os passos de: detectar a presença da assinatura de autenticação no reprodutor de meios; e utilizar a detecção da assinatura de autenticação para controlar a leitura dos dados de programa gravados pelo reprodutor de meios. O presente invento proporciona um método de controlo da leitura de meios de distribuição de programas protegidos contra cópia, como definido acima, sendo o método do invento caracterizado por os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia terem adicionalmente um sinal de impressão digital, adicionado aos dados de programa gravados nos mesmos, e por o método compreender, além disso, o passo de detectar a presença da impressão digital nos dados de programa gravados num meio de distribuição de programas, permitindo ao reprodutor de meios fazer a leitura dos dados de programa apenas quando ou não é detectada qualquer impressão digital ou tanto o sinal da impressão digital como a assinatura de autenticação são detectados.
Uma concretização do método do invento é o sistema de reprodução condicional (CPS), o qual proporciona a protecção dos direitos de autor para material gravado anteriormente em vários meios, por exemplo, meios de disco compacto ou discos de vídeo digitais. Uma vez que o invento a ser descrito é aplicável a muitos meios diferentes, a descrição que se segue, descreverá a sua 4 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ aplicação ao meio de disco de vídeo digital (DVD), que é uma versão dos meios de disco compacto.
Uma concretização do método do invento ultrapassa as desvantagens dos esquemas anteriores, descritos acima, porque o método não tenta evitar que gravadores de DVD copiem dados de DVD protegidos. Pelo contrário, a concretização permite ao mesmo ser determinado quando um DVD particular é um original legítimo ou uma cópia ilícita. Se legítima, o reprodutor reproduz o DVD normalmente. Se não, o reprodutor desliga e pode exibir uma mensagem de aviso de direitos de autor apropriada.
Durante o fabrico do disco padrão, é impressa no disco a assinatura de autenticação, de uma maneira que não pode ser lida pelo leitor óptico normal do reprodutor de DVD, mas que pode facilmente ser detectada por outros meios. A natureza desta assinatura de autenticação é tal que a mesma é fielmente transferida para todas as produções de discos feitas a partir do padrão. No entanto, se for feita uma cópia ilícita de um disco de produção, utilizando um gravador de DVD, a cópia pode conter uma réplica fiel dos dados de programa do disco, mas a assinatura de autenticação não é transferida para a cópia. Todos os reprodutores de DVD, de acordo com este padrão de protecção contra cópia, deverão incluir um subsistema de busca da assinatura de autenticação. Se a assinatura não é encontrada, o reprodutor de DVD não reproduzirá o disco.
De acordo com um aspecto adicional do presente invento é proporcionado um aparelho para leitura dos meios de distribuição de programas, com protecção contra cópia, em que os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia tiveram dados de programa gravados nos mesmos e uma assinatura de autenticação adicionada ao mesmos, assinatura de autenticação a qual não pode ser lida pelos meios de leitura dos dados de programa gravados, compreendendo o dito aparelho um detector de assinaturas de autenticação, e meios de controlo, que respondem à saída do detector de assinaturas de autenticação, para controlar a entrada dos dados de programa gravados, a partir de um meio de distribuição de programas para um dispositivo de saída dos dados do aparelho disposto para fazer a leitura dos dados de programa gravados, sendo o dito aparelho caracterizado por os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia terem adicionalmente um sinal de impressão digital, adicionado aos dados de programa gravados nos mesmos, por o aparelho compreender, além disso, um detector de impressões digitais para detecção da presença da impressão digital nos dados de 5 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ programa gravados no meio de distribuição de programas, e por os ditos meios de controlo responderem adicionalmente à saída do detector de impressões digitais e estar disposto de modo a permitir a entrada dos dados de programa gravados a partir de um meio de distribuição de programas para o dito dispositivo de saída dos dados apenas quando se não for detectado qualquer sinal de impressão digital ou se forem detectados tanto o sinal de impressão digital como a assinatura de autenticação. O presente invento também abrange um método para proporcionar protecção contra cópia a meios de distribuição de programas, compreendendo o método os passos de gravar os dados de programa num meio de distribuição de programas e adicionar uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas, sendo a assinatura de autenticação disposta para ser ilegível pelos meios capazes de fazer a leitura dos dados de programa, para proporcionar protecção contra cópia ao meio de distribuição de programas, sendo o método caracterizado por compreender, além disso, o passo de adicionar um sinal de impressão digital aos dados de programa, gravados no meio de distribuição de programas, de tal modo que a existência tanto da assinatura de autenticação como do sinal da impressão digital tem que ser detectada para identificar o meio de distribuição de programas com protecção contra cópia genuíno.
De acordo ainda com um aspecto adicional do presente invento é proporcionado um aparelho para proporcionar meios de distribuição de programas com protecção contra cópia, compreendendo o dito aparelho meios de padronização para gravação dos dados de programa num meio de distribuição de programas, e meios para geração de um sinal de autenticação e de saída do sinal de autenticação para os ditos meios de padronização, em que, em resposta ao dito sinal de autenticação, os ditos meios de padronização adicionam uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas, para proporcionar protecção contra cópia ao mesmo, sendo a assinatura de autenticação disposta para ser ilegível pelos meios capazes de fazer a leitura dos dados de programa gravados, sendo o dito aparelho caracterizado por, além disso, compreender um dispositivo de inserção de impressões digitais, disposto para gerar e adicionar um sinal de impressão digital aos dados de programa a serem gravados no meio de distribuição de programas, se é adicionada uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas, de tal modo que o meio de distribuição de programas com protecção contra cópia tem tanto a assinatura de autenticação como um sinal da impressão digital. 6 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ
Para aplicações de disco compacto tal como o DVD, a assinatura de autenticação é, de preferência, impressa no disco padrão, por modulação radial da posição da cabeça de yravação, que cria o disco padrão, cerca de poucas dezenas de nanómetros pico-a-pico em volta da posição normal da cabeça. Esta assinatura de autenticação pode ser então lida no reprodutor de DVD, com um aumento mínimo na complexidade do reprodutor, tirando vantagens do sistema de auto-seguimento radial existente nos reprodutores, como será agora descrito.
Em todos os reprodutores de DVD, a cabeça de leitura óptica é mantida sobre a pista por um sistema de detecção de erro sofisticado, como uma parte normal da função do reprodutor. Se, por exemplo, a cabeça se move ligeiramente para um ou outro lado da pista, ou a faixa se move debaixo da cabeça, devido a uma descentragem do eixo, é detectado um erro e, depois da amplificação, é aplicado ao actuador radial para recentrar a cabeça na faixa. Uma vez que a leitura óptica deve também fazer seguir uma modulação de posição radial induzida deliberadamente, que define uma assinatura de autenticação, contendo, por conseguinte, esta tensão de erro um componente de sinal correspondente a isto, em conjunto com outros sinais correspondentes aos erros elípticos e semelhantes. Por conseguinte, pelo processamento apropriado desta tensão de erro, pode ser detectada a assinatura de autenticação. O sinal de modulação da posição pode ser uma simples sinusoide da frequência, de tal modo que é impresso um número integral de ciclos durante cada rotação do disco, ou é impresso um ciclo completo durante um número integral de rotações do disco. Em qualquer dos casos, é simplificada a extracção da assinatura de autenticação dos vários outros sinais de erro de seguimento. Um tipo relevante de exploração anormal é descrito em US-A-5,247,507, que descreve uma oscilação do sinal de seguimento normal, que provoca que o seguimento a serpenteie numa percurso sínusoidal em volta de uma frequência média.
Claramente, o sistema de protecção contra cópia de uma concretização do invento não pode ser comprometido por qualquer caixa negra externa ligada entre a saída de sinal num reprodutor de DVD e a entrada do sinal num gravador de DVD, uma vez que a assinatura de autenticação não seja transferida para o gravador.
Nem é comprometido o sistema se alguns poucos fabricantes escolherem não introduzir o sistema de autenticação dentro dos seus reprodutores de DVD, porque os fabricantes de discos piratas rotulariam os seus produtos como capazes 7 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ de ser reproduzidos apenas no conjunto limitado dos reprodutores de DVD não conformes com as regras do mercado. O construtor de discos piratas estará com efeito a advertir da ilegalidade do seu produto e convidando à acusação.
Os métodos do invento utilizam a assinatura de autenticação, por exemplo, a assinatura de autenticação especial, descrita acima, a qual é impressa nos DVD ou outros meios legitimamente fabricados, de uma maneira tal que esta assinatura de autenticação não faz parte do sinal de “programa” gravado e por isso não é passado para uma cópia ilícita.
Existem três formas básicas de sistemas de reprodução condicionais, que são agora descritas, as quais proporcionam protecção contra cópia, mas as quais têm também desvantagens, as quais não são evidentes numa concretização do invento.
No primeiro sistema de reprodução condicional, é requerido que todos os reprodutores estejam de acordo com a norma particular em questão - DVD, por exemplo - deve procurar uma assinatura de autenticação em cada DVD individual a ser reproduzido. O sistema de controlo do reprodutor de DVD deverá então ser concebido para parar de reproduzir o DVD se a assinatura de autenticação estiver em falta. Uma vez que, como indicado anteriormente, uma cópia ilícita de um DVD não deverá ter a assinatura de autenticação, devendo tais cópias com efeito ser inúteis. A protecção contra cópia eficaz é, por conseguinte, conseguida mesmo que a cópia ilícita possa conter uma réplica perfeita da informação de programa.
No entanto, este esquema tem as desvantagens de todos os DVD legítimos, os quais se destinam a serem reproduzidos nestes reprodutores de DVD especiais, tenham que ter uma assinatura de autenticação adicionada e este esquema é, por conseguinte, apenas adequado para sistemas fechados, em que um controlador de sistemas pode mandar que todos os DVD tenham protecção contra cópia. No entanto, é requerido do ponto de vista da comercialização ser capaz de oferecer e cobrar a protecção contra cópia numa base de programa-a-programa.
Num segundo sistema de reprodução condicional, os DVD a serem protegidos contra cópia contêm uma instrução para indicar aos reprodutores de DVD para procurarem a assinatura de autenticação e a não reproduzirem tais DVD na ausência da mesma. A instrução pode ser gravada, por exemplo, na secção de iniciação do DVD - a parte normaimente reservada à informação estranha ao
85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ programa. A instrução deverá ser activada por um sub-sistema especial reprodutores de DVD em tudo conformes. Assim, apenas os originais dos DVD com protecção conlra cópia podem ser reproduzidos — as cópias ilícitas deve ser rejeitadas. Esta instrução deverá ser omitida nos DVD dos programas que não requerem protecção contra cópia e para tais programas tanto DVD originais como as suas as suas cópias devem ser reproduzidos normalmente. Desta maneira, pode ser oferecida a protecção contra cópia numa base de programa-a-programa através da utilização ou não utilização desta instrução de “procurar uma assinatura de autenticação e reprodução apenas se encontrada”.
No entanto, embora este segundo sistema de reprodução condicional permita que seja oferecida a característica de protecção contra cópia numa base de programa-a-programa, o mesmo pode, em princípio, ser comprometido por caixas negras especiais intercaladas na linha de sinal entre o reprodutor de DVD e o gravador de DVD. Estas caixas negras deverão procurar por esta instrução “procurar..." na corrente de dados do reprodutor de DVD e removê-la ou modificá-la de modo que a cópia ilícita resultante não faria disparar o procedimento de autenticação nos reprodutores de DVD.
Um terceiro sistema de reprodução condicional, chamado sistema de reprodução condicional programável (PCPS) ultrapassa as desvantagens dos sistemas acima descritos e proporciona um esquema de protecção contra cópia, o qual pode ser activado numa base de programa-a-programa e que é também altamente resistente ao ataque de caixas negras. Com este sistema apenas sob licença, os chamados fabricantes legítimos, podem efectivamente fabricar os discos. Os dados introduzidos no disco são cifrados, utilizando um sistema de cifra pública com uma chave privada. Estas chaves têm de ser guardadas em cada fabricante legítimo do disco padrão. Claramente, qualquer um tente proteger um dispositivo gravável de consumidor que pode registar-se tem de ser capaz de fabricar discos para reproduzir nas suas próprias máquinas para a sua própria utilização.
No entanto, a segurança do terceiro sistema pode ser comprometida pela necessidade de dar chaves a toda a gente. Por isso o valor do terceiro sistema permanece num sistema fechado. A não ser que um utilizador não queira que mais alguém fabrique discos para reproduzir nestas máquinas, não é aconselhável ter um formato aberto. No caso de alguém ter feito uma gravação universal do disco
85 Ί78 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 9 que acontece ser justamente capaz de ser reproduzido nestas máquinas, então o objectivo deste sistema será desfeiteado.
No entanto, a maior parte dos novos formatos de disco de vídeo digitais (DVD) que estão a ser analisados são mais formatos abertos, de modo que qualquer um pode ser capaz de fazer reproduzir os discos nos reprodutores. É antecipado que, dentro de cinco anos, a próxima geração de formatos digitais serão um produto gravado pelo consumidor. Os consumidores serão capazes de utilizá-los como utilizam actualmente os seus aparelhos VHS. Por conseguinte, qualquer sistema, requerendo que os dados sejam utilizados com uma chave secreta, é menos desejável.
Numa concretização do invento, a qual deve ser referida como um sistema de reprodução condicional de impressão digital, é adicionada uma “marcação”, por exemplo, no sistema de vídeo, fornecendo instruções ao reprodutor quer para reproduzir o disco apenas se existe um desvio de faixa ou reproduzir o disco incondicionalmente. Este sinal de marcação não pode ser facilmente removido. Um método de conseguir esta marcação é adicionar um sinal de impressão digital de vídeo na entrada de vídeo com um nível baixo. Os elementos importantes desta impressão digital de vídeo são 1) baixa visibilidade no sinal de vídeo, 2) fácil detecção e 3) dificuldade do efeito de curto-circuito. Não é suficiente adicionar apenas um bit no espaço de apagamento vertical, porque é facilmente removido. Num sinal de vídeo o espectador pode tolerar uma certa quantidade de ruído ou erro.
Com tal sistema de impressão digital, podem ser conseguidos os objectivos listados acima. No caso de dados digitais, um bit ou um único erro num bit, pode destruir um programa completo de computador. A destruição pode ser qualquer coisa de importância de secundária a catastrófica. Em vídeo podem haver muitos erros no sinal, sendo, no entanto, a imagem resultante boa. A impressão digital de vídeo é fácil de remover dentro do domínio de vídeo. Ela é mesmo relativamente fácil de remover no domínio do vídeo digital, mas é muito difícil removê-la no domínio do MPEG. A maior parte dos sistemas de vídeo digital relevantes utilizarão uma ou mais versões do formato do Motion Picture Experts Group. Estes formatos envolvem técnicas de compressão de vídeo para uma transferência mais eficiente de dados. Não há qualquer maneira de observar os dados MPEG e localizar algo. O sistema MPEG é não linear. Por isso, não há 10 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ nada nos dados MPEG que informe que o vídeo está a ser ou não elevado. Um pirata teria que descodificar o sinal MPEG para a banda de base de vídeo. Neste ponto a impressão digital pode ser removida, mas agora o pirata tem que codificar outra vez para MPEG para fabricar o disco. A codificação é uma operação grande. Não é uma coisa trivial. Este não é um sistema a toda a prova, e pode ser enganado se houver acesso ao codificador MPEG, mas um tal dispositivo custa centenas de milhares de dólares.
Para implementar a impressão digital de vídeo, um sinal de impressão digital de vídeo é adicionado ao vídeo antes da codificação MPEG. O sinal de impressão digital de vídeo é implementado pela adição de uma pequena quantidade de elevação de tensão ao campo um para, aproximadamente, um milivolt para o campo um e subtraindo um milivolt de potência do campo dois. Isto deverá ser feito através de todo o filme ou outro registo de vídeo. O dispositivo de recepção armazenará continuamente o campo um e depois subtrai o mesmo do campo dois. Porque estão a ser subtraídos dois opostos, os sinais de impressão digital de vídeo somam-se e o sinal de vídeo subtrai-se. O resultado é integrado durante um período de tempo, devendo ser suficientes poucos segundos. Será desenvolvida uma tensão que pode ser detectada. O reprodutor detecta o sinal depois da descodificação MPEG. Se o sinal estiver presente, o reprodutor sabe que o disco é um disco com protecção contra cópia. O reprodutor observará para ver se a faixa é desviada, observando o sinal do servo. A marcação detectada no sistema de vídeo indica ao reprodutor para reproduzir um disco apenas o mesmo observa uma assinatura de autenticação. Se não é detectado qualquer sinal de impressão digital de vídeo, o reprodutor não observará a assinatura de autenticação e reproduzirá incondicionalmente. A descrição acima é baseada na premissa de que o disco deve suportar o sinal de vídeo. Muitos discos de vídeo digitais podem ser utilizados para os dados de computador por causa da sua grande capacidade para manuseamento de dados. No entanto, é provável que para a grande maioria das aplicações, o programa de computador envolverá também vídeo.
Serão descritas em seguida concretizações do presente invento, por meio de exemplos, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A FIG. 1 é um diagrama de blocos do suporte físico do processo de padronização, que mostra o aparelho de uma concretização do invento; c 11 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um dispositivo de reprodução de discos compactos, que representa uma concretização do invento. O presente invento é aplicável a todos os meios de disco e a outros meios, tais como a fita magnética. As concretizações do invento oferecem um elevado nível de protecção para os titulares de direitos de autor de suporte lógico, estão imunes a caixas negras, e não são comprometidas pela recusa de alguns poucos fabricantes de suporte físico em cumprir com a norma.
Como analisado acima, é desejável, ser capaz de oferecer protecção contra cópia a detentores de direitos de autor numa base de programa-a-programa e a receber uma taxa por programa ou uma taxa por disco de retomo. Isto é conseguido num sistema de reprodução condicional de impressão digital (FPCPS), que utiliza uma combinação de um sistema de impressão digital e uma assinatura de autenticação para permitir ao reprodutor de DVD, por exemplo, manusear quer discos com protecção contra cópia quer discos sem protecção contra cópia de uma maneira que é difícil ou proibitivamente cara e consumidora de tempo comprometer, utilizando caixas negras. A FIG. 1 mostra um aparelho de gravação com protecção contra cópia 10, o qual aceita um sinal de vídeo de uma fonte convencional no terminal de entrada 22 e faz entrar o sinal de vídeo para o dispositivo de inserção de impressões digital de vídeo 12. Esta fonte de vídeo convencional pode ser de um formato 525/60 ou um formato 625/50. Além disso, o dispositivo de inserção de impressões digitais de vídeo 12 recebe o sinal de comando de material de direitos de autor de um comutador 20 para introduzir um sinal de impressão digital de vídeo no sinal de vídeo antes da codificação MPEG. O sinal de impressão digital de vídeo é implementado pela adição de uma pequena quantidade de elevação de tensão ao campo um, aproximadamente um milivolt, e subtraindo um milivolt à tensão do campo dois. Esta inserção de campo alternada é feita através de todo o filme ou registo de vídeo. O dispositivo de inserção de impressões digitais de vídeo 12 insere o sinal de impressão digital de vídeo apenas quando o comutador 20 está na posição de “direitos de autor” como mostrado na FIG. 1. Quando o comutador 20 está na posição sem direitos de autor, não acontece qualquer inserção de impressão digital de vídeo. A saída do dispositivo de inserção de impressões digitais de vídeo 12 é acoplada ao codificador MPEG 14. O codificador MPEG 14 converte o sinal de vídeo convencional com ou sem sinal de impressão digital de 12 85 Ί78 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ vídeo num sinal de formato MPEG. A saída do codificador MPEG 14 é acoplada a um dispositivo de padronização de discos 16 para fazer os discos padrão. O comutador 20 está também acoplado a uma entrada de um gerador de sinal de autenticação 24. O gerador do sinal de autenticação 24 é disposto para gerar uma assinatura de autenticação 18, cuja natureza e finalidade estão descritas acima. A saída do gerador do sinal de autenticação 24 é ligada ao activador radial dentro do sistema de padronização de discos, apenas quando o modo “direitos de autor” é seleccionado pelo comutador 20. O aparelho de protecção contra cópia associado 30, o qual pode estar contido dentro do reprodutor de DVD, é mostrado na FIG. 2. Os dados de programa MPEG do DVD entram na linha 32, são apropriadamente descodificados e corrigidos em relação a erros, e entram para um descodificador MPEG 36. O descodificador 36 converte os dados de programa MPEG num sinal de vídeo, que pode ou não incluir um sinal de impressão digital de vídeo. A saída do descodificador MPEG 36 é acoplada a uma entrada do comutador 40 e a uma entrada de um detector de impressões digitais de vídeo 48. O detector de impressões digitais de vídeo 48 armazena continuamente o campo um e subtrai então o mesmo do campo dois de cada quadro. O detector de impressões digitais de vídeo 48 é disposto para subtrair dois sinais de impressão digital de vídeo opostos, os sinais de impressão digital de vídeo somam-se e o sinal de vídeo subtrai-se. O detector de impressões digitais de vídeo 48 integra o resultado durante um período de tempo, sendo suficientes alguns poucos segundos. Desenvolve-se uma tensão que pode ser detectada. Se um sinal de impressão digital de vídeo está presente, o reprodutor sabe que os discos contêm material com direitos de autor. O detector de impressões digitais de vídeo 48 gera um sinal de protecção contra cópia 52 na sua saída, a qual é acoplada à primeira entrada de uma porta E 54. O sinal de erro, vindo do amplificador do servo de seguimento radial do reprodutor de DVD na linha 34, é feito entrar para o detector de sinais de autenticação 38. Como explicado acima, este sinal terá um componente correspondente à assinatura de autenticação. O detector de sinais de autenticação 38 está disposto para gerar uma saída binária na sua saída 50, que corresponde à presença ou à ausência da assinatura de autenticação na sua entrada. Por 13 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ exemplo, esta saída pode ser o estado lógico 1 na presença da assinatura de autenticação e o estado lógico 0 na sua ausência.
Os níveis lógicos são escolhidos de modo que a porta E 54 provoca uma saída, quando é detectada a assinatura de autenticação. A porta E 54 dá saída a um sinal 56 para a porta OU 58, quando são detectados tanto o sinal de impressão digital de vídeo como a assinatura de autenticação. A segunda entrada para a porta OU 58 é a saída do detector de impressões digitais de vídeo 48 apenas quando não é seleccionada qualquer impressão digital de vídeo. A saída da porta OU 58 é acoplada ao selector do comutador 40, para ligar a saída do descodificador MPEG 36 ao sistema de saída de vídeo e áudio apenas quando estão presentes tanto os sinais de impressão digital de vídeo como os sinais da assinatura de autenticação ou quando não está presente o sinal de impressão digital de vídeo.
Um sistema de reprodução condicional de impressões digitais do invento tem as seguintes respostas em circunstâncias diferentes: • Quando um disco original com protecção contra cópia ou sem protecção contra cópia é reproduzido, a presença ou a ausência do sinal de impressão digital de vídeo provoca que o comutador 40 seleccione correctamente o vídeo descodificado MPEG. Consequentemente, todos os discos originais serão reproduzidos normalmente. • Quando um disco protegido ou não contra cópia é reproduzido, a ausência da impressão digital de vídeo provoca que o comutador 40 seleccione correctamente o vídeo descodificado MPEG, permitindo outra vez tais discos a serem reproduzidos normalmente. • No entanto, quando é reproduzida uma cópia ilícita de um disco com protecção contra cópia, a ausência da assinatura de autenticação provoca que o comutador 40 correctamente não seleccione o sinal de vídeo descodificado MPEG. A segurança da impressão digital de vídeo torna muito difícil ou antieconómico para um pirata fazer cópias reproduzíveis de discos protegidos.
Para fazer cópias reproduzíveis de discos com protecção contra cópia, isto é, enganar este esquema, um pirata deve fazer um do seguinte; 14 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 1. Detectar e remover ο sinal de impressão digital de vídeo. 2. Codificar de novo o sinal de vídeo num sinal MPEG. Como explicado acima, isto é muito caro. 3. Adicionar uma assinatura de autenticação viável a cópias ilícitas, quando os discos estão a ser gravados, de modo que os reprodutores de DVD reproduzirão estes discos normalmente. Isto é possível mas, para fazer assim, o pirata necessita de fazer grandes modificações no gravador de DVD para permitir ao mesmo estabelecer faixas moduladas em posição radialmente. Tais modificações estão bem para lá das capacidades dos consumidores e vendedores de suporte lógico. No entanto, não é realista insistir que uma operação pirata bem financiada não possa encontrar uma maneira de o fazer. Há várias maneiras de tornar mais difícil a um pirata “forjar" uma assinatura de autenticação, mas tudo isto depende do maior ou menor grau das capacidades exactas do sistema de servo radial (se existir) nos gravadores de DVD disponíveis. Por exemplo, a assinatura pode ter a forma de uma função impulso (em vez de uma simples sinusóide), de tal modo que o servo radial de um gravador de DVD disponível comercialmente pode não ser capaz de fazer o seu seguimento. Certamente, se o pirata tiver recursos financeiros ilimitados, pode investir num sistema de padronização de discos profissional e fazer as necessárias modificações.
Como uma questão prática, no entanto, a capacidade deste sistema e do método para eliminar a pirataria no consumidor, vendedor e o nível profissional dos conhecimentos técnicos, deverá ser extremamente valiosa.
Foram descritas concretizações do presente invento, em particular, para utilização com DVD e outros formatos de disco compacto. No entanto, o invento é também aplicável a formatos de fita magnética. Neste último caso, a assinatura de autenticação pode ser adicionada à pista de controlo da fita.
Será apreciado que podem ser feitas modificações e variações adicionais às concretizações, como descrito e representado dentro do âmbito das reivindicações anexas.
Lisboa, <3 Γυ.8
Por MACROVISION CORPORATION - O AGENTE OFICIAL -
m.· ANTÓNIO JOÃO CA CUNHA FERREIRA Ας. Of. Pr. Ind. Sm des Flores, 74 - 4.* 1ΕΘΟ LISBOA

Claims (15)

  1. 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 1/4 REIVINDICAÇÕES 1 - Método de controlo da leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia, em que os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia tiveram dados de programa gravados nos mesmos e uma assinatura de autenticação (50) adicionada aos mesmos, cuja assinatura de autenticação não pode ser lida pelos meios de leitura dos dados de programa gravados, compreendendo o método os passos de: detectar (38) a presença da assinatura de autenticação no reprodutor de meios (30); e utilizar a detecção da assinatura de autenticação para controlar a leitura dos dados de programa gravados pelo reprodutor de meios (30), sendo o método caracterizado por os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia terem adicionalmente um sinal de impressão digital (52) adicionado aos dados de programa gravados no mesmo, e por o método compreender, além disso, o passo de detectar (48) a presença da impressão digital nos dados de programa gravados num meio de distribuição de programas, permitindo o reprodutor de meios (30) a fazer a leitura dos dados de programa apenas quando não é detectado qualquer sinal da impressão digital ou são detectados tanto o sinal da impressão digital como a assinatura de autenticação.
  2. 2 - Método de controlo da leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com a reivindicação 1, em que o dito meio de distribuição de programas é um disco óptico.
  3. 3 - Método de controlo da leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que os dados de programa foram codificados antes de serem gravados no meio de distribuição de programas e, em que o método compreende, além disso, o passo de descodificar os dados de programa gravados no reprodutor de meios (30).
    85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ
  4. 4 - Aparelho para leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia, em que os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia tiveram dados de programa gravados nos mesmos e uma assinatura de autenticação (50) adicionada aos mesmos, assinatura de autenticação a qual não pode ser lida pelos meios de leitura dos dados de programa gravados, compreendendo o dito aparelho (30) um detector de assinaturas de autenticação (38) e meios de controlo (54, 58,40), que respondem à saída do detector de assinaturas de autenticação (38), para controlar a entrada dos dados de programa gravados, vindos de um meio de distribuição de programas para um dispositivo de saída de dados do aparelho (30), disposto para fazer a leitura dos dados de programa gravados, sendo o dito aparelho caracterizado por os meios de distribuição de programas com protecção contra cópia terem tido adicionalmente um sinal de impressão digital (52), adicionado aos dados de programa gravados nos mesmos, poro aparelho (30) compreender, além disso, um detector de impressões digitais (48), para detecção da presença da impressão digital nos dados de programa, gravados no meio de distribuição de programas e por os ditos meios de controlo (54, 58, 40) responderem adicionalmente à saída do detector de impressões digitais (48) e estar disposto para permitir a entrada dos dados de programa gravados, vindos de um meio de distribuição de programas para o dito dispositivo de saída dos dados, apenas quando não é detectado qualquer sinal da impressão digital ou são detectados tanto o sinal da impressão digital como a assinatura de autenticação.
  5. 5 - Aparelho para leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com a reivindicação 4, em que o dito meio de distribuição de programas é um disco óptico.
  6. 6 - Aparelho para leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com a reivindicação 4 ou a reivindicação 5, em que os ditos dados de programa gravados compreendem um sinal de vídeo e o dito dispositivo de saída dos dados é um sistema de saída de vídeo e de áudio.
  7. 7 - Aparelho para leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 6, em que os ditos meios de controlo (54, 58, 40) compreendem um comutador selector (40) controlável para ligar os dados de programa gravados ao dito dispositivo de saída dos dados.
    85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 3/4 δ - Aparelho para leitura de meios de distribuição de programas com protecção contra cópia de acordo com a reivindicação 7, em que o dito comutador selector (40) está ligado à saída de um descodificador de dados de programa (36).
  8. 9 - Método para proporcionar protecção contra cópia a meios de distribuição de programas, compreendendo o método os passos de gravar os dados de programa (22) num meio de distribuição de programas e adicionar uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas, sendo a assinatura de autenticação disposta de modo a ser ilegível por meios capazes de fazerem a leitura dos dados de programa, para proporcionar protecção contra cópia ao meio de distribuição de programas, sendo o método caracterizado por compreender, além disso, o passo de adicionar um sinal de impressão digital (12) aos dados de programa (22), gravados no meio de distribuição de programas, de tal modo que a existência de tanto da assinatura de autenticação como do sinal de impressão digital têm que ser detectados, para identificar o meio de distribuição de programas com protecção contra cópia genuíno.
  9. 10 - Método para proporcionar protecção contra cópia para meios de distribuição de programas de acordo com a reivindicação 9, em que o dito meio de distribuição de programas é um disco óptico.
  10. 11 - Método para proporcionar protecção contra cópia para meios de distribuição de programas de acordo com a reivindicação 9 ou a reivindicação 10, compreendendo, além disso, o passo de codificar os dados de programa (22) antes dos mesmos serem gravados no meio de distribuição de programas.
  11. 12 - Método para proporcionar protecção contra cópia para meios de distribuição de programas de acordo com a reivindicação 11, em que o dito sinal da impressão digital (12) é inserido nos dados de programa antes dos dados de programa serem codificados.
  12. 13 - Método para proporcionar protecção contra cópia para meios de distribuição de programas de acordo com qualquer das reivindicações 9 a 12, em que os ditos dados de programa compreendem um sinal de vídeo (22) e em que o dito sinal da impressão digital compreende uma pequena elevação de tensão adicional para o dito sinal de vídeo no primeiro campo e uma pequena elevação de tensão mais baixa num segundo campo durante quadros múltiplos do dito sinal de vídeo. 85 478 ΕΡ Ο 830 783/ΡΤ 4/4
  13. 14 - Aparelho para proporcionar protecção contra cópia a meios de distribuição de programas, compreendendo o dito aparelho (10) meios de padronização (16) para gravação de dados de programa (22) num meio de distribuição de programas, e meios (24) para geração de um sinal de autenticação e para saída do sinal de autenticação para os ditos meios de padronização (16), em que, em resposta ao dito sinal de autenticação, os ditos meios de padronização (24) adicionam uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas para proporcionar protecção contra cópia ao mesmo, sendo a assinatura de autenticação disposta de modo a ser ilegível pelos meios capazes de fazerem a leitura dos dados de programa gravados, sendo o dito aparelho (10) caracterizado por compreender, além disso, um dispositivo de inserção de impressões digitais (12), disposto para gerar e adicionar um sinal da impressão digital aos dados de programa a serem gravados no meio de distribuição de programas, se for adicionada uma assinatura de autenticação ao meio de distribuição de programas, de tal modo que o meio de distribuição de programas com protecção contra cópia tem tanto a assinatura de autenticação como um sinal de impressão digital.
  14. 15 - Aparelho para proporcionar protecção contra cópia para meios de distribuição de programas de acordo com a reivindicação 14, em que o dito meio de distribuição de programas é um disco óptico.
  15. 16 - Aparelho para proporcionar protecção contra cópia a meios de distribuição de programas de acordo com a reivindicação 14 ou a reivindicação 15, em que a saída do dito dispositivo de inserção de impressões digitais (12), na qual os dados de programa com um sinal da impressão digital adicionado são feitos sair, é acoplada a um dispositivo de codificação (14) para codificação dos dados de programa, sendo a saída do dito dispositivo de codificação (14) acoplada aos ditos meios de padronização. Lisboa, -/ r.;i «wl Por MACROVISION CORPORATION
    ENG.· ANTÓNIO JOÂÔ DA CUNBA FERREiRÁ Ag. Of. Pr. !nd. Rm das Fleres, 74 - 4.· 1BSO LISBOA
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