TW200307437A - Secured storage method of encrypted data on a personal digital recorder - Google Patents

Description

200307437 (1) 玖、發明說明 本申請案是有關於有條件存取服務之接收器/解碼器 之領域。尤其是與具有如硬碟儲存單元之接收器有關。 儲存容量和磁碟（硬碟）速度領域之技術發展使得儲 存廣播視頻內容讓使用者可在離線存取變成可能。 這種接收器已知品牌爲Replay TV®或Tivo®並提議數 拾小時數位傳輸之儲存裝置。這些接收器並非永遠直接整 合在有條件存取服務之接收器/解碼器中；尤其是，內容 並無特定保護地儲存在磁碟上，這在商業再散佈用途上將 會複製磁碟之情況下無法收到關聯於該內容之著作版稅。 反之，在數位付費電視系統中，爲能控制使用並界定 這種使用條件而將傳輸至接收器之數位串流加密。感謝定 期（一向爲5至30秒之間）改變之控制字元加以實施加密 ，俾能勸阻嘗試要恢復這個控制字元之任何攻擊。 對於能將由這些控制字元所加密之串流加以解密之接 收器，將後者傳送給他/她，而不管是由一特定於操作系 統（CAS )和使用單元之安全模組間之傳輸系統的鑰所加 密之控制訊息（ECM)串流。事實上，在一安全單元（SC )中實施安全作業，該安全單元之一般形式爲號稱不可侵 犯之知慧卡。這單元可爲移動式或直接整合在接收器中。 在控制訊息（ECM)解密期間，在安全單元（SC )中 確認存取所考慮串流權限之存在。這權限可由將這一權限 載入安全單元（SC)中之授權訊息（EMM )所管理。諸 如傳送解密鑰之其它可能性均爲可能。 -6- (2) (2)200307437 下列說明中，我們將以“項目”稱呼亦即以只對所有或 部份內容有效之鑰，根據已知控制字元方法加以加密之視 頻，音頻（例如MP3 )或資料（例如，遊戲，程式）之內 容。 今日這種項目之使用責任是根據訂閱或單位購買之原 則。g了閱允許界疋關聯於迫些項目之一或數個傳輸頻道之 權限且如他/她的安全單元存在這權限時，允許使用者以 純文字取得這些項目。 同時，要界定特定於如影片或足球比賽之項目的權限 是可能的。使用者能取得這權限（例如，購買）且這項目 將由這權限明確地加以管理。這方法稱爲計片付費（PPV )〇 控制訊息（ECM )不只含控制字元，亦含使這控制字 元傳輸至接收器/解碼器之條件。在控制字元解密期間， 將確認與訊息中所宣稱之存取條件相關聯之權限是否存在 於安全單元中。 當比較爲正時，這控制字元只退回至使用者單元。這 控制字元是包含在由一傳輸鑰（TK )所加密之控制訊息 E C Μ 中。 對於存在於安全單元中之權限而言，必須以權限管理 訊息（EMM )加以收費，爲安全理由，通常將該EMM以 一不同鑰，即權限鑰（RK )，加以加密。 根據付費電視傳輸之已知形式，在一特定時刻對內容 解密時，下列三要素是必須的： -7- (3) (3)200307437 -由多數控制字元所加密之項目 -包含該控制字元之ECM控制訊息 -儲存在安全單元中，將這些控制字元退回給解碼單 元之對應權限 在下列說明中，我們將使用“系統鑰”稱呼鑰組和鏈結 至允許存取內容之解密碼之資訊。在已知付費電視架構中 ，他們爲對控制訊息（ECM )解密之傳輪鑰及對權限訊息 (EMM )解密之權限鑰。 根據已知佈置，儲存在如硬碟之儲存單元中之加密內 容至少伴隨控制訊息ECM。 由於對ECM訊息後面解密會是一項問題之事實，尤其 由於傳輸鑰之改變，在EP 0 9 1 2 052文件中提出第一解決 方案，該解決方案表示在安全單元中對這些訊息之解密以 及以一本地鑰在儲存於磁碟前加以重新加密。 這解決方案解決傳輪鑰壽命期問題，但以記錄時刻對 安全單元高度收費，而未知是否有天會用到記錄內容。而 且，安全系統其中一基本規則爲假如只有權限存在時將控 制字元退回給使用者單元。在這情況下，如我們考慮計次 購買時，這些權限非常可能不存在。當使用者決定觀賞這 項目時，在更稍後所完成之購買期間取得這權限。 這文件EP 0 9 1 2 052並未解決存取權限之問題，因在 購買時，必須永遠傳輸權限訊息EMM使其能在安全單元中 加以收費。 以這種方式，爲了授權E CM之解密與重新加密，這文 (4) (4)200307437 件中所說明之解決方案只適用於權限已存在於安全單元中 之所傳輸項目。 當我們儲存在儲存時不具權限之項目時或當解密條件 在儲存時刻及使用者操作項目時刻之間變化時，則保持一 項未解決之問題。另一觀點爲安全單元要解密和重新加密 所需之補充變更。 本發明之目的在，甚至因安全理由，如已變更系統某 些鑰時，提出由控制字元（CW )所加密項目之儲存方法 ，該控制字元保證在任一時刻能存取這項目。 這目的之達成是藉由一連接至安全單元（SC)之接 收器/解碼器中之控制字元（CW )所加密項目之儲存方 法，這些控制字元（CW )和所需權限包含在由系統鑰（ TK，RK )所加密之管理訊息（ECM，EMM )中，其特徵 爲它在於將加密項目和控制訊息（ECM )儲存在一儲存單 元中，並將由儲存在安全單元（SC)中之一預界定本地 鑰所加密之系統鑰（SK )儲存在儲存單元中。 以這種方式，儲存單元包含允許在特定時刻收視項目 之所有元件，同時保證最初所界定之安全性。 根據本發明，爲了操作儲存系統鑰，要對控制訊息及 其操作解密，這些鑰是必要的，與那些使用在接收系統之 正常架構不同的是，使用一不同之鑰。這稱爲預先界定， 因它可爲一月所使用之一組鑰而二月所使用之另一組鑰； 甚至偶數日使用一鑰而奇數日使用另一鑰。這表示日期包 含在內容中且因此可使用適當之鑰對整個加密鑰SK加以 (5) (5)200307437 解密。 在已知付費電視系統中，管理訊息包含控制訊息（ ECM )和權限訊息（EMM )。傳輸鑰或允許對控制訊息（ E CM )解密之鑰（TK )是定期收費的。而且，根據所選 取之實施型式，亦有可能變更權限鑰或負責使權限訊息（ EMM )解密之鑰（RK )。此處，我們必須指出，依所選 取之實施而定，要對一傳輸訊息（ECM )解密或對一權限 訊息（EMM )解密，可能使用一個以上之鑰。 在系統鑰加密期間，可能產生不只包含傳輸鑰和權限 鑰之一區塊，以及由本地鑰所加密之兩區塊，第一區域包 含傳輸鑰，而第二區塊包含權限鑰。 以這種方式，本發明所提出之解決方案是使用一特殊 鑰（S 1 )，該鑰從不改變且因此保證幾年後要存取加密項 目將是可能的。 在一特殊實施例中，隨機產生一交談鑰AS並使用這 鑰將系統鑰加密。除傳送加密系統鑰外，安全單元以本地 鑰S 1將交談鑰加密並將它傳送至儲存單元。這實施例提出 優勢尤其在安全位階上，具系統鑰和交談鑰加密之不同演 算法。系統鐘之加密將以一對稱演算法加以執行並可能以 對稱或非對稱演算法執行交談鑰之加密。 根據本發明，由於在傳輸加密內容期間可發生改變鍮 之事實，因此提出儲存在內容傳輸期間有作用之所有系統 鑰，那就是使用中之鑰及依改變鑰次序而就緒之下列鑰。 使得安全單元永久具有作周鑰及未來鑰。 -10- (6) (6)200307437 爲明顯安全之故，必須將供傳輸鑰加所用之本地鑰保 持在各接收器/解碼器之安全單元中，並將特別注意對系 統鑰加密之加密裝置（演算法，鑰之長度）。 感謝參考作爲非侷限性實例之附圖之下列詳細說明’ 將對本發明有更佳之了解，即： -第一圖說明包含一儲存單元之一解碼器， -第二圖說明儲存在儲存單元中之資料。 第1圖中所說明之解碼器（STB )接收加密形式之輸 入資料。這些資料儲存在儲存單元HD中並明顯包含所考 慮之項目EV，控制訊息ECM，和權限訊息EMM。 根據本發明，在這一儲存操作中，安全單元S C接收 控制訊息，但未將他們重新傳送至使用者單元。相反地， 這單元以一密鑰S 1將系統鑰加密並將這組加密系統鑰SK 儲存在儲存單元中。 這密鑰s 1可爲特定於這解碼器s TB，特定於一組解碼 器之鑰，或對所有解碼器之單一鑰。 在讀取期間，在安全單元中實施一特殊機構。事實上 ，不可能以那些SK組中所包含之鑰取代現存之鑰。在這 --情況下，將會改變解碼器之正常作用。 包含在由加密系統鑰SK所形成組群中之鑰是儲存在 特定於這儲存資訊之讀取作業之一特別區域。 安全單元必能展開其作用並能使用將儲存這些過去鏡 之不同記憶區。 根據本發明一實施例’知道能改變這些系統鑰之一鑰 -11 - (7) (7)200307437 或另一鑰，並定期產生這組鑰SK且將它儲存在儲存單元 HD中。 在本發明一實施例中，尤其是當我們想要避免以不同 鑰（各解碼之密鑰S 1 )對相同內容（相同鑰）加密時，或 可存取鑰改變時刻之資訊時，我們能在加密前添加一隨機 部分（充塡碼）至系統鑰。感謝這隨機性，甚至在鑰未改 變期間，各加密組S K不同。 本發明另一實施例中，尤其是當我們想要隱藏系統鑰 之變化周期性時，即添加相對於內容本身時間加密之有效 期間（例如從傳輸內容之1 5分鐘至1 8分鐘）之資訊至各加 密組SK之記錄。後者因此只在以這在人爲上與它關聯之 方式之期間爲有效，且在事實上隱藏系統鑰之期間不再有 效。 對於所關注之密鑰S1，在本發明架構中預見許多可能 性。共同特性爲，爲能產生將已遺失或被破壞之安全單元 s C，作業中心知道有這鑰。事實上，從現在起，這鑰變 成存取所儲存項目之基本要件且必要的是一安全單元之破 壞使先則所儲存貪料不可避免地爲可存取。 在具有特定於一使用者之鑰S1之實施例中，在安全單 元個人化期間能產生這鑰並將它儲存在有關這單元唯一號 碼之作業中心中。 這方法之說明不限對於付費電視之領域，但亦適用於 例如爲MP 3形式之音頻儲存裝置領域。 本發明應用之另一領域與儲存電腦程式或遊戲有關。 -12- (8) (8)200307437 根據本發明另一實施例，感謝以加密形式由安全單元 傳送至解碼器之控制字元將加密內容加以解密。在文件 WO 99/5 790 1中說明這架構並保證這些控制字元將不爲另 一解碼器服務。 這些字元之解密是在負責將內容解密且然後以一亦由 安全單元所供應之鑰加以重新加密之積體電路中直接實施 的。從那時起，內容是儲存在解碼器之儲存單元中並只能 以一鑰存取。 根據這架構並在這重新加密模式中，未將淸除之資料 輸出至特殊之積體電路。 因安全性之故，稱用來對內容重新加密之鑰爲交談鑰 ，因它是每次這種操作爲必要時，以假隨機方式產生的。 然後以如系統鑰之相同方式將這交談鑰加密並將它儲 存在儲存單元中。 以這鑰要將存取條件添加至這內容，在對安全單元簡 報這加密交談鑰期間將加以確認之條件是可能的。

Claims (1)

1. 200307437 ⑴ 拾、申請專利範圍 1 . 一種由連接至一安全單元（s c )之一接收器/解碼 器單元（STB )中之控制字元（CW )所加密內容之記錄 方法’該控制字元（CW )以及存取這內容之必要權限是 以系統鑰（TK，RK )所加密之權利訊息（ECM，EMM ) 加以傳輸，其特徵爲它在於將加密內容以及權利訊息（ E CM，EMM )儲存在儲存單元內，並將藉由安全單元（ S C )中所含之一預定本地鑰（S 1 )，成加密形式之系統 鑰（SK)儲存在儲存單元中。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中，控制訊息（ ECM)之系統鑰（SK)包含傳輸鑰（TK)。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中，權限訊息（ EMM)之系統鑰包含權限鑰（RK)。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中，控制訊息（ ECM )之系統鑰（SK )包含傳輸鑰（TK )而權限訊息（ EMM)之系統鑰包含權限鑰（RK)。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，隨機產生一 交談鑰（AS )並用以將系統鑰（SK )加密，這交談鑰（ A S )是以本地鑰（S 1 )加以加密並以加密之系統鑰（S K )加以儲存。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，如有需要， 爲能產生一新安全單元而在一管理中心複製本地鑰。 7. 如申請專利範圍第2項之方法，其中，以本地鑰（ S1)將傳輸鑰或鑰（TK)加密，形成一第一加密之系統 -14- (2) 200307437 區塊。 8 .如申請專利範圍第7項之方法，其中，以本地鑰（ S 1 )將權限鑰或鑰（RK )加密，形成一第二加密之系統 區塊。 -15-