RU2280906C2 - Защита от копирования для оптических дисков - Google Patents

Abstract

Защита от копирования оптических дисков заключается в изготовлении мастер-диска для кодирования данных и аутентифицирующей сигнатуры и записи кодированных данных и кодированной аутентифицирующей сигнатуры на мастер-диск, с которого формируется оптический диск. Структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры выбирают так, чтобы для устройств записи дисков с возможностью записи создать проблемы DSV. При этом упомянутые структуры данных сформированы так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения. Технический результат - создание способа защиты оптических дисков от копирования с применением аутентифицирующей сигнатуры. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу защиты от копирования оптических дисков и к оптическим дискам, защищенным от копирования. Изобретение также распространяется на способ предотвращения использования неразрешенных кодеров для изготовления оптических мастер-дисков.

Оптические диски, например компакт-диски (CD) и цифровые универсальные диски (DVD) различных форматов, все более широко используются для хранения информации самого разного назначения. Информация, записанная в кодированном виде на оптических дисках, обычно представляет большую ценность, вследствие чего они все чаще подвергаются незаконному копированию. Кроме того, в настоящее время имеются CD с возможностью записи, и устройства записи CD, позволяющие тиражировать информационное содержимое диска на таких дисках с возможностью записи, в настоящее время легко доступны для домашнего пользования. Эти обстоятельства обуславливают потребность в новых и эффективных способах защиты оптических дисков от копирования.

Например, в WO 98/57413 описан способ снабжения оптического диска аутентифицирующей сигнатурой. Эта аутентифицирующая сигнатура обладает тем свойством, что ее невозможно скопировать имеющимися аппаратами для чтения и записи данных с CD. Например, согласно WO 98/57413, сектор CD снабжают шаблоном ошибок, которые не поддаются исправлению с применением правил исправления ошибок и, таким образом, образуют на диске некорректируемый сектор или "плохой сектор". Наличие ожидаемого плохого сектора принимается в качестве аутентифицирующей сигнатуры и используется для идентификации подлинного диска.

Задачей настоящего изобретения является создание способа защиты оптических дисков от копирования с применением аутентифицирующей сигнатуры. Аутентифицирующую сигнатуру, отвечающую настоящему изобретению, можно использовать как саму по себе, так и совместно с сигнатурой типа плохого сектора, описанной, например, в WO 98/57413, или с другими средствами защиты от копирования.

Первый аспект настоящего изобретения предусматривает способ защиты оптических дисков от копирования, содержащий этапы, на которых используют аутентифицирующую сигнатуру, образованную структурами данных, построенными так, что сигнатуру, в общем случае, невозможно правильно записать на диск с помощью устройства записи для дисков с возможностью записи, и добавляют аутентифицирующую сигнатуру к содержимому оптического диска в процессе изготовления мастер-диска.

Настоящее изобретение предусматривает использование ограничений, лежащих в основе работы имеющихся устройств записи CD. Таким образом, заявители выявили возможность обеспечения аутентифицирующей сигнатуры на диске, размер и/или характер которой не позволяет устройству записи для дисков с возможностью записи правильно записать ее на диск таким образом, чтобы обеспечить ее надежное считывание. Однако в студиях по изготовлению мастер-дисков применяют значительно более сложные кодеры, например кодер, управляющий лазерным записывающим устройством, которыми можно управлять, для обеспечения точной записи аутентифицирующей сигнатуры на стеклянный мастер-диск.

Кодер, связанный с лазерным записывающим устройством, располагает сравнительно большим объемом памяти и вычислительной мощностью. В частности, кодер использует сложные алгоритмы для анализа данных и аутентифицирующей сигнатуры, подлежащих записи на диск. Эти алгоритмы нужны для того, чтобы обеспечить такое кодирование этих данных и аутентифицирующей сигнатуры при записи на стеклянный мастер-диск, при котором любое устройство чтения CD было бы гарантировано от ошибок при считывании данных и аутентифицирующей сигнатуры с дисков, созданных на основе этого стеклянного мастер-диска. В процессе кодирования кодер выбирает соединительные биты, распределяемые в кодированных данных и аутентифицирующей сигнатуре, и выбранная структура соединительных битов гарантирует читаемость дисков-копий, выполненных на основе стеклянного мастер-диска. Эти усложненные кодеры могут слегка ухудшать читаемость одной области диска, чтобы обеспечить читаемость другой области диска, что, в итоге, гарантирует однородно высокую читаемость всего диска.

Коммерчески доступные устройства записи CD, напротив, ограничены в вычислительной мощности и памяти, что может создавать проблемы в кодировании данных. В частности, кодер, встроенный в устройство записи CD, содержит упрощенные алгоритмы кодирования, поскольку более сложные алгоритмы требуют большей вычислительной мощности, большего объема памяти и больших затрат на разработку, запись и отладку, что снижает размер прибыли от записывающего устройства. Эти упрощенные алгоритмы кодирования не всегда выбирают соединительные биты идеальным образом даже при наличии лучших вариантов выбора. В случае когда одна область диска легко кодируется с обеспечением высокой читаемости, а следующая область кодируется с трудом, что обуславливает низкую читаемость, простым кодерам устройств записи CD не удается согласовать читаемость одной области с другой, в результате чего легко кодируемая область кодируется хорошо, а трудно кодируемая область кодируется плохо, и при чтении этой последней области диска возникают ошибки.

Конечно, для наложения аутентифицирующей сигнатуры на оптический диск можно было бы предусмотреть специализированные или заказные кодеры. Однако заявители обнаружили, что добавлять аутентифицирующую сигнатуру можно без помощи какого-либо особого оборудования. Способ, отвечающий изобретению, охватывает использование существующих, заказных и/или специализированных кодеров.

Способ защиты от копирования, соответствующий возможному варианту осуществления изобретения, может просто требовать, что наличие поврежденных или иных неверных данных в каком-либо секторе оптического диска должно служить указанием того, что диск не является подлинным, и тем самым препятствовать его использованию.

Однако, согласно предпочтительному варианту осуществления, для успешного использования диска необходимо, чтобы диск находился в дисководе и чтобы с него можно было правильно считывать сигнатуру.

Согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления, структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры выбирают так, чтобы на устройствах записи CD возникали проблемы, связанные с разностью между числом нулей и единиц в сигнале (проблемы DSV). Таким образом, требуется, чтобы структуры данных могли кодироваться и записываться на стеклянный мастер-диск с помощью лазерного записывающего устройства с хорошей читаемостью, но чтобы запись этих структур с использованием устройства записи CD создавала кодирование, для которого имели бы место проблемы DSV и, следовательно, ошибки данных на записываемом компакт-диске (CD-R) при осуществлении записи с помощью устройства записи CD. При последующем считывании структур данных, записанных на CD-R, с помощью дисковода для CD или других оптических дисков, DSV может увеличиваться или уменьшаться, и результирующая DSV может создавать проблемы для дисковода. Таким образом, неблагоприятные DSV-характеристики могут привести к тому, что дисковод сообщит об ошибках и/или не сможет воспроизвести корректную информацию.

Очевидно, что при записи данных на диск их, в общем случае, нужно кодировать так, чтобы DSV была как можно меньше по абсолютной величине. Согласно варианту осуществления, структуры данных выбирают таким образом, чтобы обеспечить значительное абсолютное значение DSV, т.е. существенно больше обычного.

Согласно одному варианту осуществления, для обеспечения проблем DSV выбирают структуры данных, представляющие собой повторяющиеся структуры значений. Дополнительно и/или альтернативно, можно вычислять значения, при которых устройства записи CD неизбежно столкнутся с проблемами DSV.

Дополнительно и/или альтернативно размер структур данных, обеспечивающих проблемы DSV может быть заранее определенной величиной, например свыше 270000 байт.

Дополнительно и/или альтернативно, для обеспечения проблем DSV, выбирают структуры данных с быстрой скоростью изменения DSV.

В этом отношении в настоящее время считается, что именно скорость изменения DSV, а не ее абсолютные значения, являются наиболее эффективной в создании проблем DSV.

Дополнительно и/или альтернативно, для обеспечения проблем DSV выбирают структуры данных, DSV которых содержит значительную низкочастотную составляющую.

Очевидно, что устройство записи CD, в общем случае, не сможет точно записать на диск-копию выбранные структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры. Однако необходимо, чтобы общедоступные дисководы CD могли без проблем воспроизводить или считывать подлинные диски, снабженные аутентифицирующей сигнатурой. В этом отношении было обнаружено, что большинство дисководов, способных воспроизводить или читать CD, могут без труда воспроизводить или читать подлинные диски, и считается, что используемый в них кодер выбирает соединительные биты таким образом, что снижает вероятность возникновения проблем DSV в при считывании подлинных дисков.

Согласно варианту осуществления способа, отвечающего изобретению, в состав аутентифицирующей сигнатуры включают также секторы, состоящие из одних нулей, располагая их как до, так и после секторов, содержащих выбранные структуры данных.

Очевидно, что в ходе чтения диска секторы нулей принимаются, в основном, совместно с секторами структур данных, благодаря чему кодеру, используемому в процессе изготовления мастер-диска, дается время для оптимального выбора соединительных битов. Эти области заполнения нулями могут также облегчать нормальное воспроизведение подлинного оптического диска.

Настоящее изобретение также распространяется на оптический диск, защищенный от копирования, содержащий аутентифицирующую сигнатуру, записанную на него в ходе изготовления мастер-диска, причем аутентифицирующая сигнатура сформирована из структур данных, упорядоченных так, что сигнатуру, в общем случае, невозможно правильно записать на диск с помощью устройства записи для записываемых дисков.

Аутентифицирующую сигнатуру добавляют к содержимому оптического диска в процессе изготовления мастер-диска, причем структуры данных на нем имеют размер и/или характер, не позволяющий правильно записать их с помощью устройства записи CD.

Еще один аспект настоящего изобретения предусматривает оптический диск, содержащий структуры данных, выбранные таким образом, чтобы создать проблемы DSV для устройств записи CD.

В частности, структуры данных на оптическом диске, которые можно использовать в качестве файла блокировки или аутентифицирующей сигнатуры, невозможно точно записать с помощью устройства записи CD.

Требуется, чтобы структуры данных могли кодироваться и записываться на стеклянный мастер-диск с помощью лазерного записывающего устройства с хорошей читаемостью, но чтобы запись этих структур с использованием устройства записи CD создавала кодирование, обуславливающее проблемы DSV, и, следовательно, ошибки данных на CD-R, записанных с помощью устройства записи CD.

Очевидно, что при записи данных на диск их, в общем случае, нужно кодировать так, чтобы DSV была как можно меньше по абсолютной величине. Согласно варианту осуществления, структуры данных выбираются таким образом, чтобы обеспечить значительное абсолютное значение DSV, т.е. существенно больше обычного.

Согласно одному варианту осуществления, структуры данных, выбранные для обеспечения проблем DSV, представляют собой повторяющиеся структуры значений. Дополнительно и/или альтернативно, значения, при которых устройства записи CD неизбежно столкнутся с проблемами DSV, можно вычислять.

Дополнительно и/или альтернативно, размер структур данных, обеспечивающих проблемы DSV, может быть заранее определенной величиной, например свыше 270000 байт.

Дополнительно и/или альтернативно, структуры данных, которые выбираются для обеспечения проблем DSV, формируются так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения.

В этом отношении в настоящее время считается, что именно скорость изменения DSV, а не ее абсолютные значения, является наиболее эффективной в создании проблем DSV.

Дополнительно и/или альтернативно, структуры данных, выбираемые для обеспечения проблем DSV, формируются с возможностью создания DSV, имеющей значительную низкочастотную составляющую.

Очевидно, что традиционные способы кодирования данных на оптические диски специально предназначены для снижения вероятности возникновения проблем DSV при записи структур данных на диски.

Конечно, для записи аутентифицирующей сигнатуры на оптический диск можно было бы предусмотреть особые или заказные кодеры. Однако заявители обнаружили, что можно добавлять аутентифицирующую сигнатуру без помощи какого-либо специализированного оборудования. Ясно, что настоящее изобретение допускает использование существующих, заказных и/или специализированных кодеров.

Согласно вариантам осуществления изобретения, структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры записывают на оптический диск в процессе создания мастер-диска. В частности, структуры данных выбирают так, чтобы обеспечивать проблемы DSV, и скремблируют с использованием алгоритма "исключающее ИЛИ" (XOR), который используется в процессе изготовления мастер-диска, и в этом случае процесс изготовления мастер-диска содержит этапы записи скремблированных структур данных на оптический диск, так что скремблированные структуры данных сами являются скремблированными с использованием алгоритма XOR, при этом процесс скремблирования выдает выбранные структуры данных для записи на оптический диск.

Согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления, выбранные структуры данных представляют собой повторяющиеся структуры значений, которые заведомо обуславливают проблемы DSV. Конечно, в традиционном процессе кодирования данных, применяемом к оптическим дискам, также перемежают данные таким образом, чтобы повторяющиеся структуры значений традиционным образом распределялись по различным секторам.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, выбранные структуры данных копируют во множество секторов, например в три или более, секторов на оптическом диске.

Еще один аспект настоящего изобретения предусматривает способ аутентификации оптического диска, защищенного от копирования, имеющего аутентифицирующую сигнатуру, причем способ содержит этапы обеспечения дисководом определения местоположения аутентифицирующей сигнатуры на оптическом диске и точного считывания аутентифицирующей сигнатуры на диске для обеспечения работы с диском, причем аутентифицирующая сигнатура сформирована из структур данных, упорядоченных таким образом, что сигнатура, в общем случае, не может быть точно записана на диск с помощью устройства записи для записываемых дисков.

Предпочтительно структуры данных, образующие аутентифицирующую сигнатуру на диске, защищенном от копирования, выбирают для создания проблем DSV, как изложено выше. Структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры могут иметь любую из вышеуказанных характеристик или любую их комбинацию.

Диск, защищенный от копирования, аутентифицируемый указанным способом, может иметь любую из вышеуказанных особенностей или любую их комбинацию.

Изобретение также распространяется на способ обеспечения изготовления оптического мастер-диска с помощью разрешенного кодера, причем диск с возможностью записи, с которого дисковод, связанный с кодером, должен считывать данные в процессе изготовления мастер-диска, содержит файл блокировки, образованный структурами данных, которые, в общем случае, могут быть точно считаны с помощью дисковода, при этом способ содержит этап, на котором обеспечивают на диске с возможностью записи информацию о наличии и размещении файла блокировки, причем дисковод, связанный с кодером, не предназначен для считывания файла блокировки в ответ на информацию о наличии и размещении.

Еще один аспект настоящего изобретения предусматривает диск с возможностью записи для использования в процессе изготовления оптических мастер-дисков, причем диск с возможностью записи содержит данные, которые должны находиться на оптических дисках, а также диск с возможностью записи содержит файл блокировки, образованный структурами данных, добавляемыми на диск с возможностью записи в процессе авторской записи (снабжения исходной записи аутентифицирующей информацией) или подготовки для изготовления мастер-диска, при этом упомянутые структуры данных, в общем случае, могут быть точно считаны с помощью дисковода.

Согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления, структуры данных, образующие файл блокировки, выбраны таким образом, чтобы создать проблемы DSV. Например, структуры данных имеют значительную по абсолютной величине DSV.

Согласно одному варианту осуществления, структуры данных, выбранные для создания проблем DSV, являются повторяющимися структурами значений. Дополнительно или альтернативно, значения, обеспечивающие нужную DSV, можно вычислять.

Дополнительно и/или альтернативно, размер структур данных, обеспечивающих нужную DSV, может быть заранее определенной величиной, например свыше 270000 байт.

Дополнительно и/или альтернативно, структуры данных, выбранные для обеспечения проблем DSV, имеют быструю скорость изменения DSV.

Дополнительно и/или альтернативно, структуры данных, выбранные для обеспечения проблем DSV, имеют значительную низкочастотную составляющую DSV.

Очевидно, что традиционные способы кодирования для записи данных на оптические диски специально предназначены для снижения вероятности записи на диск структур данных, обеспечивающих проблемы DSV.

Можно было бы, конечно, обеспечить специализированные или заказные кодеры для записи описанной аутентифицирующей сигнатуры на оптический диск. Однако заявители обнаружили, что они могут добавлять файл блокировки без необходимости использования специализированного оборудования.

Согласно вариантам осуществления изобретения, структуры данных, образующие файл блокировки, записывают на диск с возможностью записи в процессе подготовки для изготовления мастер-диска. В частности, структуры данных выбирают таким образом, чтобы создать проблемы, связанные с разностью между числом нулей и единиц в сигнале (проблемы DSV), и скремблируют с использованием алгоритма "исключающее ИЛИ" (XOR), который должен использоваться в процессе подготовки к изготовлению мастер-диска, и в этом случае процесс подготовки к изготовлению мастер-диска содержит этапы записи скремблированных структур данных на оптический диск, так что скремблированные структуры данных сами являются скремблированными с использованием алгоритма XOR, при этом процесс скремблирования выдает выбранные структуры данных для записи на оптический диск.

Ниже, для примера, описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых представлено следующее:

фиг.1 - сильно увеличенный снимок поверхности компакт-диска, где показаны ямки ("питы");

фиг.2 - поперечное сечение пита, иллюстрирующее связанные с ним данные;

фиг.3 - связь DSV с иллюстрируемыми питами и площадками ("лэндами");

фиг.4 - схема процесса кодирования данных на CD;

фиг.5 - схема процесса создания мастер-диска применительно к CD, в котором к содержимому диска добавляют аутентифицирующую сигнатуру;

фиг.6 - схема чтения подлинного диска и записи диска-копии с помощью устройства записи CD; и

фиг.7а и 7b - пример структур данных, используемых согласно способам защиты от копирования, соответствующим изобретению.

В нижеследующем описании изобретение конкретно описано применительно к кодированию диска типа CD-ROM и, следовательно, со ссылкой на использование настоящего изобретения для защиты такого CD-ROM от копирования. Однако очевидно, что область применения настоящего изобретения не ограничивается дисками типа CD-ROM и охватывает все оптические диски, несущие данные. В частности, изобретение применимо ко всем форматам CD и ко всем форматам DVD.

Кроме того, ниже описан один пример кодирования данных на CD. Возможны и другие режимы кодирования, и очевидно, что изобретение не ограничивается данным режимом кодирования.

На фиг.1 показан в увеличенном виде участок CD, на котором можно видеть ямки ("питы") 6. Общеизвестно, что эти ямки располагаются на поверхности диска вдоль спиральной дорожки и разделены площадками.

На фиг.2 показаны в поперечном сечении ямка ("пит") 6 и площадка ("лэнд") 8, иллюстрирующее кодирование данных на CD. Питы и лэнды представляют не двоичные 0 и 1, а переходы из одного состояния в другое. Сигнал данных сохраняется в режиме БВНИ (без возвращения к нулю с инверсией), когда сигнал инвертируется всякий раз, когда встречается "1". На фиг.2 показано двоичное значение 00100010.

Поток данных всегда состоит из питов и лэндов длиной минимум 3 бита и максимум 11 битов. Такой способ записи иногда обозначают 3Т-11Т, где Т - период 1 пита. Пит 3Т соответствует наибольшей частоте сигнала (720 кГц), а пит 11Т соответствует наименьшей частоте сигнала (196 кГц).

Сигнал данных получают из длин питов и лэндов. Выработанный сигнал представляет собой прямоугольное колебание, известное как сигнал EFM. Значение DSV представляет собой текущее значение разности между числом значений Т, для которых EFN представляет пит, и числом значений Т, для которых EFM представляет лэнд. При считывании каждого бита данных, DSV увеличивается или уменьшается в зависимости от того, соответствует ли этот бит питу или лэнду.

Согласно фиг.3 DSV определяют, присваивая каждому лэнду Т значение +1, а каждому питу Т - значение -1. В принципе, DSV должна как можно меньше отклоняться от нулевого уровня. Если DSV имеет быструю скорость изменения на протяжении значительного интервала времени или если DSV имеет значительные низкочастотные составляющие, переходы в сигнале EFM могут отклоняться от их идеальных значений, и/или может снижаться способность схем трекинга и фокусировки, входящих в состав дисковода CD, к поддержанию оптимального позиционирования головки. Это обычно приводит к сбоям в чтении CD.

Исходные данные в виде 8-разрядных байтов, подвергают процессу, именуемому EFM-кодированием, для получения 14-разрядных символов. Набор из 14-разрядных символов, в основном, предназначается для того, чтобы:

уравнивать количества питов и лэндов, для поддержания сбалансированной DSV; и

гарантировать отсутствие символов, нарушающих схему EFM-кодирования типа 3Т-11Т.

Однако возможен случай, когда два 14-разрядных символа, соединенные друг с другом, нарушают схему кодирования. Соответственно, между любыми двумя 14-разрядными символами вставляют группу из 3 соединительных битов, чтобы гарантировать невозможность нарушения схемы кодирования 3Т-11Т и обеспечить поддержание надлежащей DSV.

Соединительные биты не содержат полезных данных, и алгоритм, используемый для генерации их значений, может различаться от дисковода к дисководу. После считывания, соединительные биты отбрасывают и подвергают данные, содержащиеся в 14-разрядных символах, последующей обработке.

Выше описана основная схема кодирования для CD, хорошо знакомая специалистам в данной области. Поэтому нет необходимости пояснять ее более подробно.

Согласно вышеизложенному, варианты осуществления данного изобретения предусматривают использование ограничений, лежащих в основе современных устройств записи CD, и, в частности, различий в производительности между кодером, связанным с лазерным записывающим устройством, и кодером устройства записи CD.

Кодирование CD подчиняется двум жестким условиям и одному более мягкому требованию. Первое строгое правило состоит в том, что кодированные данные должны декодироваться без ошибок в данных, которые автор пожелал записать на диск. Второе строгое правило состоит в том, что кодирование должно подчиняться правилам ограничения расстояния между переходами, т.е. ни один пит или лэнд не должны быть короче 3Т или длиннее 11Т. Мягкое требование состоит в том, что DSV-характеристики диска должны быть как можно лучше.

Согласно вышесказанному, DSV является параметром кодированных данных. Это текущее значение разности между числом состояний питов Т и числом состояний Т лэндов. Желательно, чтобы DSV не принимала больших абсолютных значений, не изменялась быстро и не имела низкочастотных составляющих. Это последнее требование означает, что DSV не должна колебаться регулярным образом.

Для поддержания хороших DSV-характеристик кодер часто имеет возможность выбирать соединительные биты, подлежащие вставлению между символами, несущими данные. При кодировании некоторых особых структур данных кодер имеет очень малую возможность выбора соединительных битов из-за ограничений, накладываемых правилами ограничения расстояния между переходами на соединительные биты, которые могут предшествовать определенным символам или следовать за ними. При кодировании таких данных кодер в значительной мере теряет контроль над DSV. Существенно, что в немногих местах, где он имеет возможность выбора, он делает правильный выбор.

В усложненном кодере, например управляющем лазерными записывающими устройствами, может быть предусмотрена или специально заложена возможность выбирать неоптимальную структуру соединительных битов в области, непосредственно следующей за той, где соединительные биты определяются правилами ограничения расстояния между переходами. В результате, DSV в целом для двух областей будет иметь лучшие свойства. Характеристика обнаружения приближения областей с ограниченной возможностью выбора соединительных битов определяется как "упреждающий просмотр". Кодеры с более значительным упреждающим просмотром способны лучше подготовиться к кодированию ненадежных данных и, следовательно, обеспечить более качественное кодирование. Устройства записи CD обычно обладают весьма незначительной возможностью упреждающего просмотра и потому, потеряв контроль над DSV, с большой вероятностью не могут прочитать диск.

Заявители определили ряд значений, способных вызывать проблемы DSV, обусловленные их структурой EFM на уровне питов и лэндов. При обработке структур этих значений EFM-декодером дисковода CD происходит увеличение или уменьшение DSV, что может приводить к сбоям в считывании. Конечно, согласно вышеуказанному, процесс кодирования для CD предназначен для предотвращения появления в структуре EFM значений, способных вызывать проблемы DSV, а также обеспечивать надежное исправление ошибок.

На фиг.4 схематически показан процесс кодирования данных для записи на CD в форме питов 6 и лэндов 8. Сначала, как указано на схеме, имеется 2048 байтов пользовательских данных. Они обозначены позицией 10. Затем, как обозначено позицией 12, к этим исходным 2048 байтам добавляют блок синхронизации, заголовок, код обнаружения ошибок (КОО) 14 и код исправления ошибок (КИО) 16.

Для обеспечения того, что полученная конфигурация питов и лэндов удовлетворяет правилам EFM-кодирования для DSV, данные 12 подвергают скремблированию, что обозначено позицией 18, с использованием алгоритма XOR. Скремблирование, благодаря эффективной рандомизации данных по сектору, позволяет снизить вероятность того, что возможные повторяющиеся структуры пользовательских данных неумышленным образом окажутся соответствующими структурам, которые вызывают проблему DSV.

После этого данные пропускают через CIRC-кодер 20 (перемежающийся код Рида-Соломона). CIRC-кодер с помощью элементов задержки распределяет данные по нескольким секторам. Затем данные поступают на EFM-кодер 22, где преобразуются в структуру из "1" и "0". Эти данные, кодированные в режиме EFM, содержащие соединительные биты, преобразуются в последовательность питов и лэндов на диске.

Ясно, что скремблирование предусмотрено для создания структуры значений, которая не создает проблем DSV. Поэтому, чтобы записать на диск значения, которые заведомо вызывают проблемы DSV, необходимо преодолеть последствия этих процедур.

Структуры данных, предназначенные для обеспечения аутентифицирующей сигнатуры, подвергают операции XOR с той же структурой скремблирующих данных, которая применялась в процессе скремблирования, обозначенном позицией 18. Затем эти скремблированные данные подвергают процессу, указанному на фиг.4. Очевидно, что, когда скремблированные данные подвергают алгоритму XOR при кодировании, каждый байт из сектора возвращается к своему исходному значению.

Перемешивающее действие CIRC-кодера, обозначенного позицией 20, можно частично преодолеть, записав несколько копий сектора. Например, сектора N+1, N+2, N+3 и N+4 будут содержать те же пользовательские данные, что и сектор N.

Чтобы снабдить CD аутентифицирующей сигнатурой, выбирают такие структуры данных, которые заведомо вызывают проблемы DSV. Например, как описано выше, структуры данных могут содержать секторы, заполненные повторяющимися значениями. Стеклянный мастер-диск с аутентифицирующей сигнатурой создают, преодолевая последствия вышеописанных операций XOR-скремблирования и CIRC-кодирования.

В этом отношении, согласно фиг.5, в процессе создания мастер-диска данные 40 для стеклянного мастер-диска и данные 42 для аутентифицирующей сигнатуры подают на кодер 44, связанный с контроллером 46 лазерного пучка. Контроллер 46 управляет записывающим лазером 48 так, чтобы он записывал данные на стеклянный мастер-диск 50. Данные 40 и данные 42 можно обеспечивать, например, на соответствующих CD-R или на одном и том же CD-R. Предпочтительно, по меньшей мере, структуры аутентифицирующей сигнатуры шифруются на CD с возможностью записи, чтобы быть читаемыми. Структуры данных дешифруются кодером 44, после чего подвергаются вышеописанным операциям скремблирования и CIRC-кодирования. Кодер 44 правильно записывает аутентифицирующую сигнатуру на стеклянный мастер-диск 50. Согласно вышеуказанному, именно кодер 44 выбирает соединительные биты, чтобы обеспечивать поддержание подходящих DSV-характеристик, и кодер, связанный с лазерным записывающим устройством, обычно способен, или его можно настроить, выбирать соединительные биты, которые обеспечивают читаемость результирующих дисков-копий, сделанных со стеклянного мастер-диска. Эти подлинные CD-копии копируют со стеклянного мастер-диска традиционным способом.

Предшествующую и последующую области заполнения, состоящие из пустых секторов, можно также добавлять на диск с возможностью записи вокруг аутентифицирующей сигнатуры. Они могут быть полезны для кодера, используемого в процессе изготовления мастер-диска, для обеспечения времени, которое кодер может использовать для принятия оптимального решения по выбору соединительных битов. Кроме того, использование областей заполнения из пустых секторов также увеличивает количество возможных комбинаций для аутентифицирующей сигнатуры. Например, в предпочтительных в настоящее время вариантах осуществления аутентифицирующая сигнатура может содержать несколько секторов, имеющих повторяющиеся значения, перемежающихся областями заполнения.

Фиг.7а и 7b схематически иллюстрируют один пример структур данных, которые можно использовать согласно способам, соответствующим настоящему изобретению. В частности, на фиг.7а показаны только первые четыре байта из 2048-байтового блока 10 пользовательских данных. Эти данные изменяют, согласно вышеописанному, чтобы вызывать проблемы DSV, и на фиг.7b показаны только первые четыре байта структуры данных 10', полученного изменением пользовательских данных 10.

Согласно вышесказанному, было обнаружено, что кодеры современных устройств записи CD не способны точно записывать такую аутентифицирующую сигнатуру на копируемый диск. На копируемом диске, аутентифицирующая сигнатура может быть повреждена или нечитаема.

Когда устройство чтения CD, например, обозначенное на фиг.6 позицией 52, используется для копирования подлинного диска 60 с аутентифицирующей сигнатурой, его снабжают пользовательскими данными с подлинного диска с помощью дисковода, включающего в себя, например, декодер 62 и блок вывода 64. Пользовательские данные, декодированные с подлинного диска 60, не содержат информации о структуре соединительных битов, поскольку они декодируются декодером 62. Декодированные данные поступают на устройство записи 52 CD, где они кодируются кодером 54, после чего записываются на CD-R 70 с помощью записывающего лазера 58 и его контроллера 56. Хотя процесс, используемый устройством записи CD, выглядит так же, как используемый для создания стеклянного мастер-диска 50, но, как указано выше, выяснилось, что с помощью современного устройства записи CD затруднительно записать аутентифицирующую сигнатуру вышеописанного типа так, чтобы конечный CD 70 не имел значительных проблем читаемости. Соответственно, при считывании диска, записанного устройством записи CD, устройство считывания CD будет выдавать поврежденные данные или информацию, сигнализирующую об ошибке чтения.

Результат копирования данных на оптический диск, например, 70, будет варьироваться от дисковода к дисководу. Таким образом, поврежденная или нечитаемая аутентифицирующая сигнатура на скопированном диске может приводить к сбоям в чтении, и одного этого достаточно для обеспечения защиты подлинного диска от копирования.

Однако в настоящее время предпочтительно, чтобы аутентифицирующая сигнатура использовалась для обеспечения воспроизведения подлинного диска. В этом отношении, необходимо, чтобы подлинный диск оставался в дисководе. При необходимости использования данных с диска программное обеспечение, хранящееся на диске, требует, чтобы дисковод определял местоположение и считывал аутентифицирующую сигнатуру и обеспечивал воспроизведение диска только тогда, когда аутентифицирующая сигнатура согласуется с ее представлением в программном обеспечении.

Описанные здесь способы можно также приспособить для управления кодерами, которые способны создавать стеклянные мастер-диски из содержимого CD с возможностью записи. В этом случае CD с возможностью записи подготавливают для изготовления мастер-диска, записывая на него данные 40 издателя, а также, возможно, команды аутентификации. Однако аутентифицирующую сигнатуру 40, описанную, например, в WO 98/54713, и подлежащую использованию совместно с этими командами аутентификации, в общем случае, добавляют только в ходе изготовления мастер-диска, и поэтому важно, чтобы для изготовления стеклянного мастер-диска нельзя было использовать кодеры, которые не добавляют аутентифицирующую сигнатуру.

Чтобы воспрепятствовать использованию неразрешенного кодера при изготовлении мастер-диска, на CD с возможностью записи, содержащий данные 40, добавляют вышеописанные структуры данных и, кроме того, в первичном описателе тома CD с возможностью записи обеспечивают информацию, касающуюся наличия и размещения структур данных. Однако в этом случае, характер и/или размер структур данных выбирают так, чтобы при таком чтении CD с возможностью записи обязательно возникли проблемы DSV, причем структуры данных образуют файл блокировки.

Разрешенный кодер, например 44, способен декодировать информацию, содержащуюся в основном описателе тома и поэтому не пытается считывать файл блокировки в процессе изготовления мастер-диска. На стеклянном мастер-диске 50 разрешенный кодер будет записывать секторы из нулей, чтобы заменить секторы, содержащие файл блокировки. Однако неразрешенный кодер обрабатывает файл блокировки совместно с остальными данными, содержащимися на CD с возможностью записи. При считывании CD с возможностью записи в порядке подготовки к началу записи стеклянного мастер-диска проблемы DSV, обусловленные наличием файла блокировки, приведут к тому, что устройство чтения CD выдаст сигнал ошибки чтения. Это препятствует процессу записи мастер-диска на неразрешенном кодере.

Очевидно, что в пределах объема изобретения можно предложить различные изменения и модификации вышеописанных вариантов осуществления.

Claims (24)

1. Способ защиты от копирования оптического диска, содержащего данные и аутентифицирующую сигнатуру, сформированную из структур данных, упорядоченных так, что сигнатуру невозможно точно записать на диск с помощью устройства записи для дисков с возможностью записи с ограниченной возможностью упреждающего просмотра при кодировании, причем способ включает выполнение процесса изготовления мастер-диска для кодирования данных и аутентифицирующей сигнатуры и записи кодированных данных и кодированной аутентифицирующей сигнатуры на мастер-диск, с которого формируется оптический диск, причем структуры данных для аутентифицирующей сигнатуры выбирают так, чтобы для устройств записи дисков с возможностью записи создать проблемы, связанные с разностью между числом нулей и единиц в сигнале (проблемы DSV), при этом упомянутые структуры данных сформированы так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения, что приводит к сдвигам переходов в EFM-сигнале, генерируемом из структур данных, и к ухудшению возможностей дисководов поддерживать оптимальное позиционирование выходной головки.

2. Способ по п.1, в котором наличие поврежденных или иных некорректных данных в конкретном секторе оптического диска должно использоваться для указания того, что диск не является подлинным и при этом его использование может быть предотвращено.

3. Способ по п.1, в котором для успешного использования диска, защищенного от копирования, требуется, чтобы диск находился в дисководе и чтобы с него можно было правильно считывать сигнатуру.

4. Способ по п.1, в котором структуры данных выбирают таким образом, чтобы обеспечить значительное абсолютное значение DSV.

5. Способ по п.1, в котором структуры данных, выбранные как вызывающие проблемы DSV, представляют собой повторяющиеся структуры значений.

6. Способ по п.1, в котором размер структур данных, вызывающих проблемы DSV, является заранее определенной величиной.

7. Способ по п.1, в котором структуры данных, вызывающие проблемы DSV, сформированы так, что DSV содержит значительную низкочастотную составляющую.

8. Способ по п.1, в котором в состав аутентифицирующей сигнатуры включают также секторы, содержащие одни нули, располагая их как до, так и после секторов, содержащих выбранные структуры данных.

9. Оптический диск, защищенный от копирования, содержащий данные и аутентифицирующую сигнатуру, причем в процессе изготовления мастер-диска, с которого сформирован оптический диск, данные и аутентифицирующая сигнатура кодировались и затем записывались на мастер-диск, причем аутентифицирующая сигнатура сформирована из структур данных, упорядоченных так, что сигнатуру невозможно точно записать на диск с помощью устройства записи для дисков с возможностью записи с ограниченной возможностью упреждающего просмотра при кодировании, при этом упомянутые структуры данных выбраны так, чтобы для устройств записи дисков с возможностью записи создать проблемы DSV, при этом упомянутые структуры данных сформированы так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения, что приводит к сдвигам переходов в EFM-сигнале, генерируемом из структур данных, и к ухудшению возможностей дисководов поддерживать оптимальное позиционирование выходной головки.

10. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором структуры данных аутентифицирующей сигнатуры имеют размер и/или характер, который не позволяет правильно записать их с помощью устройства записи CD.

11. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором структуры данных выбраны таким образом, что обеспечивают значительное абсолютное значение DSV.

12. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором структуры данных, выбранные как вызывающие проблемы DSV, представляют собой повторяющиеся структуры значений.

13. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором размер структур данных, вызывающих проблемы DSV, может быть заранее определенной величиной.

14. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором структуры данных, выбранные как вызывающие проблемы DSV, имеют значительную низкочастотную составляющую DSV.

15. Оптический диск, защищенный от копирования, по п.9, в котором выбранные структуры данных скопированы в совокупность секторов на оптическом диске.

16. Способ аутентификации оптического диска, защищенного от копирования, имеющего кодированные данные и кодированную аутентифицирующую сигнатуру, причем способ содержит этапы обеспечения дисководом определения местонахождения аутентифицирующей сигнатуры на оптическом диске и точного считывания аутентифицирующей сигнатуры на диске для обеспечения работы с диском, причем аутентифицирующая сигнатура сформирована из структур данных, упорядоченных так, что сигнатуру невозможно точно записать на диск с помощью устройства записи для дисков с возможностью записи с ограниченными возможностями упреждающего просмотра при кодировании, при этом аутентифицирующая сигнатура на защищенном от копирования диске состоит из структур данных, выбранных так, чтобы создать проблемы DSV, при этом выбранные структуры данных сформированы так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения, что приводит к сдвигам переходов в EFM-сигнале, генерируемом из структур данных, и к ухудшению возможностей дисководов поддерживать оптимальное позиционирование выходной головки.

17. Способ обеспечения изготовления оптического мастер-диска с помощью кодера, причем диск с возможностью записи, с которого считываются данные в процессе изготовления мастер-диска, содержит файл блокировки, сформированный из структур данных, которые невозможно правильно считать с помощью дисковода, при этом способ содержит этап, на котором на диске с возможностью записи обеспечивают информацию о наличии и размещении файла блокировки, причем дисковод, связанный с кодером, предназначен в процессе изготовления мастер-диска для считывания данных с диска с возможностью записи и для определения наличия и размещения файла блокировки, причем дисковод, связанный с кодером, не предназначен для считывания файла блокировки в ответ на упомянутую информацию о наличии и размещении.

18. Диск с возможностью записи для использования в процессе изготовления оптических мастер-дисков, причем диск с возможностью записи содержит данные, которые должны находиться на оптических дисках, при этом диск с возможностью записи содержит файл блокировки, сформированный из структур данных, добавляемых на диск с возможностью записи в процессе снабжения исходной записи аутентифицирующей информацией или подготовки к изготовлению мастер-диска, при этом структуры данных невозможно точно считать с помощью дисковода, причем указанные структуры данных выбраны так, чтобы вызвать проблемы DSV, и выбранные структуры данных сформированы так, чтобы иметь DSV с быстрой скоростью изменения.

19. Диск с возможностью записи по п.18, в котором структуры данных имеют значительную по абсолютной величине DSV.

20. Диск с возможностью записи по п.18, в котором структуры данных, выбранные как вызывающие проблемы DSV, представляют собой повторяющиеся структуры значений.

21. Диск с возможностью записи по п.18, в котором размер структур данных, обеспечивающих требуемую DSV, может быть заранее определенной величиной.

22. Диск с возможностью записи по п.18, в котором структуры данных, выбранные как вызывающие проблемы DSV, сформированы для получения DSV, имеющей значительную низкочастотную составляющую.

Приоритеты по пунктам:

14.08.2000 по пп.1, 7, 9, 14, 16, 18, 22;

28.07.2000 по пп.2-6, 8, 10-13, 15, 17, 19-21.

Images