UA61990C2 - Спосіб і пристрій для запису кодованої цифрової інформації - Google Patents

Abstract

Спосіб записування цифрових даних, що передаються, в якому цифрова інформація (CW), що передається (96), шифрується (97) з використанням шифрувального ключа запису (E(NE)) (98) і отримане в результаті зашифроване повідомлення ЕСМ (99) зберігається на носії запису. Еквівалент шифрувального ключа запису (E(NE)) (100) додатково шифрується транспортним ключем запису (RT(A)) (102), щоб сформувати повідомлення EMM (103), яке зберігається на носії запису разом із зашифрованим повідомленням ЕСМ (99). У одному варіанті здійснення винаходу транспортний ключ запису може генеруватися і підтримуватися центральним блоком санкціонування. У альтернативному варіанті транспортний ключ запису може генеруватися і підтримуватися в межах системи декодувальний/записувальний пристрій даного користувача, наприклад, шляхом формування ключа в записувальному пристрої і передачі цієї версії в декодувальний пристрій для резервного зберігання.

Description

зашифровуватися декодером перед її направленням в згаданий записувальний засіб.

Згаданий декодувальний засіб може бути сам асоційований з деяким переносним захисним модулем, що використовується для зберігання керуючих ключів забезпечення доступу до трансляції, які застосовуються для дешифрування згаданої шифрованої інформації що передається. У деяких варіантах здійснення винаходу він може відрізнятися від того захисного модуля, який асоційований із згаданим записувальним засобом. Однак у випадку, наприклад, декодера, суміщеного із записувальним засобом, один і той же захисний модуль може бути використаний для зберігання всіх ключів.

У одному з варіантів здійснення винаходу згадані шифрувальний ключ запису і/або транспортний ключ запису функціонують відповідно до першого алгоритму шифрування, а згадані керуючі ключі забезпечення доступу до трансляції функціонують у відповідності з другим алгоритмом шифрування.

Наприклад, згадані шифрувальний ключ запису і транспортний ключ запису можуть використовувати симетричний ЮЕб-алгоритм, а згадані ключі забезпечення доступу до трансляції можуть функціонувати у відповідності зі спеціально розробленим алгоритмом, унікальним для даної системи управління доступом до мовлення. Це надає менеджеру системи можливість зберігати контроль над алгоритмом, вибраним для згаданих ключів забезпечення доступу до трансляції і, в той же час, дозволяє використати стандартний алгоритм для ключів, що відносяться до запису.

У одному з варіантів здійснення винаходу згаданий транспортний ключ запису формують в центральному блоці санкціонування записування, а копію цього ключа передають в згаданий записувальний засіб. У разі втрати або пошкодження носія, що містить ключ, асоційованого із згаданим записувальним засобом, резервна копія або щонайменше засіб для формування згаданого транспортного ключа буде завжди доступним в згаданому центральному блоці санкціонування записування.

З міркувань безпеки згаданий транспортний ключ запису переважно шифрують додатковим ключем шифрування перед його передачею в записувальний засіб. Цей додатковий ключ шифрування може бути заснований, наприклад, на деякому ключі шифрування, спільному для всіх захисних модулів записувальних пристроїв, модифікованому серійним номером даного захисного модуля, так що тільки цей захисний модуль може прочитати таке повідомлення.

У тому випадку, коли система містить приймач/декодер, фізично окремий від згаданого записувального засобу, може виявитися бажаним, щоб згаданий записувальний засіб мав ті ж права доступу, що і згаданий приймач/декодер, наприклад, щоб дозволити приймачу/декодеру просто передавати потік даних "таким, як є" в записувальний засіб для обробки в останньому.

Відповідно, в одному з варіантів здійснення винаходу згадана центральна система керування доступом передає керуючі ключі забезпечення доступу до трансляції в переносний захисний модуль, асоційований із згаданим записувальним засобом. До їх числа можуть входити, наприклад, копії ключів, що звичайно зберігаються в переносному захисному модулі, асоційованому з декодером, що використовується для дескремблювання передач.

У цьому варіанті здійснення винаходу згаданий записувальний засіб саме дескремблює інформацію, що передається, використовуючи ключі забезпечення доступу до трансляції, перед повторним шифруванням згаданої інформації з використанням шифрувального ключа запису і її збереженням на згаданому носії запису.

Аналогічно тому, як це робиться у разі передачі згаданого транспортного ключа, згадана центральна система керування доступом переважно шифрує керуючі ключі забезпечення доступу до трансляції з використанням деякого додаткового ключа шифрування перед їх передачею в згаданий записувальний засіб.

Цей додатковий ключ шифрування може являти собою аудиторний ключ, однаковий для всіх захисних модулів, але модифікований серійним номером даного записувального засобу.

Щоб надати центральній системі керування доступом можливість правильно ідентифікувати ті ключі забезпечення доступу до трансляції, які необхідно передати в згаданий записувальний засіб, згаданий записувальний засіб переважно передає згаданій центральній системі керування доступом запит, що включає в себе інформацію, яка ідентифікує згадані необхідні ключі забезпечення доступу до трансляції, причому автентичність цього запиту завіряється згаданим записувальним засобом за допомогою деякого ключа, унікального для даного записувального засобу. Він може відповідати, наприклад, згаданому ключу, який використовується для шифрування даних, що передаються від згаданої центральної системи керування доступом в згаданий записувальний засіб.

Для згаданих вище реалізацій даного винаходу були описані декілька варіантів здійснення, в яких, зокрема, центральний блок санкціонування записування формує транспортні ключі запису і зберігає їхні копії, і в яких центральна система керування доступом передає в записувальний засіб копії ключів для забезпечення доступу до трансляції. Можливі і альтернативні варіанти здійснення винаходу.

Наприклад, в одному з варіантів здійснення, що містить декодувальний засіб і асоційований з ним захисний модуль, а також записувальний засіб і асоційований з ним захисний модуль, копію транспортного ключа запису зберігають або в згаданому захисному модулі, асоційованому із згаданим декодувальним засобом, або в згаданому захисному модулі, асоційованому із згаданим записувальним засобом, або в обох згаданих модулях. Завдяки цьому резервний ключ, необхідний для дешифрування запису, завжди буде в наявності, навіть у разі втрати або виходу з ладу іншого захисного модуля. Зокрема, що найраціональні ше, копія згаданого транспортного ключа запису може бути збережена в захисному модулі декодера.

Згаданий транспортний ключ запису може формуватися, наприклад, згаданим захисним модулем записувального засобу і передаватися згаданому захисному модулю декодувального засобу, або навпаки. З міркувань безпеки згаданий транспортний ключ запису переважно шифрують перед передачею в захисний модуль декодера і дешифрують за допомогою ключа, унікального для того захисного модуля, який приймає згаданий транспортний ключ запису.

Цей унікальний ключ і його еквівалент можуть бути вбудовані у відповідні захисні модулі під час їх створення. Однак в альтернативному варіанті згадані захисний модуль декодера і захисний модуль записувального засобу виконують процедуру взаємного посвідчення автентичності, і унікальний ключ дешифрування передають від шифруючого захисного модуля в інший захисний модуль в залежності від результатів цієї взаємної процедури.

У одному з варіантів здійснення винаходу згадана процедура взаємного посвідчення автентичності виконується з використанням, серед іншого, аудиторного ключа, відомого обом захисним модулям. Це може бути, наприклад, загальний ключ, відомий всім декодерам і записувальним засобам, модифікований серійним номером кожного модуля.

У варіанті, що розвиває цей варіант здійснення з двома захисними модулями, згаданий захисний модуль декодувального засобу має керуючі ключі забезпечення доступу до трансляції, для дешифрування інформації, що передається в шифрованій формі, і сеансовим ключем для повторного шифрування цієї інформації перед її передачею в згаданий захисний модуль записувального засобу, причому згаданий захисний модуль записувального засобу має еквівалент цього сеансового ключа для дешифрування згаданої інформації перед її шифруванням з використанням згаданого транспортного ключа запису.

Цей сеансовий ключ може формуватися згаданим захисним модулем декодувального засобу або згаданим захисним модулем записувального засобу і передаватися іншому з модулів зашифрованим з використанням унікального ключа шифрування, так що дешифрування можливе тільки в згаданому іншому захисному модулі.

Даний винахід також розповсюджується на записувальний засіб для використання в описаному вище способі, декодувальний засіб і переносний захисний модуль для застосрання в кожному з цих засобів.

Терміни "скрембльований" і "шифрований", "слово керування" і "ключ" використовуються в різних частинах цього тексту з міркувань літературності мови. Однак потрібно розуміти, що не існує принципової різниці між поняттями "скрембльовані дані" ії "шифровані дані", або між поняттями "слово керування" і "ключ". Також термін "еквівалентний ключ" відноситься до деякого ключа, призначеного для дешифрування даних, зашифрованих деяким раніше згаданим ключем, або навпаки. Якщо це не представляється обов'язковим в контексті, що викладається, або якщо прямо не обумовлено іншого, не робиться принципової різниці між ключами, асоційованими з симетричними алгоритмами, і ключами, асоційованими з алгоритмами з відкритим/секретним ключами.

Термін "приймач/декодер" або "декодер", що використовується тут, може означати приймач для прийому кодованих або некодованих сигналів, наприклад, телевізійних і/або радіосигналів, які можуть передаватися засобами трансляції або іншими засобами. Цей термін може також мати на увазі декодер для декодування сигналів, що приймаються. У число реалізацій таких приймачів/декодерів може входити суміщений з приймачем декодер для декодування сигналів, що приймаються, наприклад, в призначеній для користувача приставці (зеор рох), декодер, що функціонує в поєднанні з фізично окремим приймачем, або декодер, який може виконувати додаткові функції, такі, як функції УУуер-браузера, або суміщений з іншими пристроями, наприклад, з відеомагнітофоном або телевізором.

Термін "цифрова система передачі", як він використовується тут, охоплює будь-яку систему для передачі або трансляції, наприклад, переважно аудіовізуальних або мультимедійних цифрових даних. Хоч даний винахід особливо застосовний для трансляційних систем цифрового телебачення, винахід може бути також застосований в спеціалізованих телекомунікаційний мережах для мультимедійних прикладних програм для

Інтернету, в мережах кабельного телебачення тощо.

Термін "система цифрового телебачення", як він використовується тут, охоплює, наприклад, будь-яку супутникову, наземну, кабельну або іншу системи.

Нижче будуть описані, виключно як приклади, декілька варіантів здійснення даного винаходу з посиланнями на нижчеперелічені креслення, на яких: на фіг.1 представлена загальна архітектура системи цифрового телебачення згідно з даним винаходом; на фіг.2 представлена архітектура системи умовного доступу, показаної на фіг.1; на фіг.3 представлені рівні шифрування системи умовного доступу; на фіг.А4 представлена схема підключення декодера і пристрою для записування цифрової інформації згідно з цим варіантом здійснення даного винаходу; на фіг.5 представлена в схематичній формі організація зон в оснащених пам'яттю картах, асоційованих з декодером і записувальним пристроєм, показаними на фіг.4;

На фіг.6б і фіг.7 представлені операції процедури підготовки повідомлень для обміну інформацією між картою декодера і центральним сервером згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; на фіг.8 представлена криптологічна архітектура карти декодера при формуванні шифрувального ключа запису згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; на фіг.9 і фіг.10 представлена процедура підготовки повідомлень ЕСМ і ЕММ для їх записування на носій цифрового запису згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; на фіг.11 представлені операції процедури дешифрування, що виконуються при відтворенні запису, виконаного згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; на фіг.12 представлена в схематичній формі організація зон в оснащених пам'яттю картах, асоційованих з декодером і записувальним пристроєм, згідно з другим варіантом здійснення винаходу; на фіг.13 ї фіг.14 представлені операції процедури початкового взаємного посвідчення автентичності і передачі даних між оснащеною пам'яттю картою декодера і оснащеною пам'яттю картою записувального пристрою згідно з другим варіантом здійснення винаходу; на фіг.15 представлені створення і передача сеансового ключа, який буде використаний обома оснащеними пам'яттю картами під час записування програми згідно з другим варіантом здійснення винаходу; на фіг.16 представлено функціонування карти записувального пристрою при формуванні шифрувального ключа запису згідно з другим варіантом здійснення винаходу;

На фіг.17 представлена обробка ЕСМ, які передаються картою декодера, що виконується при передачі слова керування СМУ в шифрованій формі в карту записувального пристрою, згідно з другим варіантом здійснення винаходу;

На фіг.18 ї фіг.19 представлена підготовка ЕСМ і ЕММ для записування на цифровий носій запису згідно з другим варіантом здійснення винаходу; і

На фіг.20 представлений обмін даними між картою декодера і картою записувального пристрою.

Загальна схема системи 1 передавання і прийому цифрового телебачення приведена на фіг. 1. Даний винахід включає в себе практично звичайну систему цифрового телебачення 2, яка використовує систему ущільнення МРЕС-2 для передачі ущільнених цифрових сигналів. Більш детально, пристрій З ущільнення

МРЕС-2 в центрі мовлення приймає потік цифрових сигналів (наприклад, потік аудіо- або відеосигаалів).

Пристрій З ущільнення підключений до мультиплексора і скремблера 4 за допомогою каналу зв'язку 5.

Мультиплексор 4 приймає численні додаткові вхідні сигнали, збирає один або декілька транспортних потоків і передає ущільнені цифрові сигнали в передавач б центра мовлення через канал зв'язку 7, тип якого, природно, може бути різним, включаючи канали телекомунікацій.

Передавач 6 передає електромагнітні сигнали через канал "Земля-супутник' 8 на супутниковий ретранслятор 9, де виконується їх обробка електронними засобами і трансляція через віртуальний канал "супутник-Земля" 10 на наземний приймач 11, що звичайно має форму тарілки, який належить кінцевому користувачеві або орендований ним. Сигнали, що приймаються приймачем 11, передаються в суміщений приймач/декодер 12, який належить кінцевому користувачеві або орендований ним, і підключений до телевізора 13 кінцевого користувача. Приймач/декодер 12 декодує ущільнений сигнал МРЕС-2 в телевізійний сигнал для телевізора 13.

Система 20 умовного доступу підключена до мультиплексора 4 і приймача/декодера 12 і розташовується частково в центрі мовлення, а частково в декодері. Вона дозволяє кінцевому користувачеві отримувати доступ до цифрових телевізійних передач від одного або декількох операторів мовлення. У приймач/декодер 12 може бути встановлена смарт-карта, здатна дешифровувати повідомлення, які відносяться до комерційних пропозицій (тобто до однієї або декількох телевізійних програм, що продаються оператором мовлення). За допомогою декодера 12 і смарт-карти кінцевий користувач може купувати передачі в режимі передплати або в режимі плати за перегляд.

Може бути передбачена інтерактивна система 17, також підключена до мультиплексора 4 і приймача/декодера 12 і також розташована частково в центрі мовлення, а частково в декодері, яка дозволяє кінцевому користувачеві взаємодіяти з різними прикладними програмами через модемний зворотний канал 16.

Нижче буде описана більш детально система 20 умовного доступу. Як показано в загальному вигляді на фіг.2, система 20 умовного доступу включає в себе систему санкціонування абонентів (БА) 21. 5А5 21 підключена до однієї або більш систем керування абонентами (5М5) 22, по одній 5М5 для кожного оператора мовлення, за допомогою відповідного каналу ТСР/Р 23 (хоч в альтернативних реалізаціях замість нього можуть використовуватися канали інших типів). У альтернативному варіанті одна 5М5 може використовуватися спільно двома операторами мовлення, або один оператор може використати дві 5М5 тощо.

Перші пристрої шифрування у вигляді шифрувальних блоків 24, що використовують "материнські" смарт- карти 25, підключені до БА через канал зв'язку 26. Другі пристрої шифрування, також у вигляді шифрувальних блоків 27, що використовують материнські смарт-карти 28, підключені до мультиплексора 4 через канал зв'язку 29. Приймач/декодер 12 приймає переносний захисний модуль в формі, наприклад, "дочірньої" смарт-карти 30. Він підключений безпосередньо до 5А5 21 за допомогою комунікаційних серверів 31 через модемний зворотний канал 16. 5АБ5, нарівні з іншими даними, за запитом посилає в дочірню карту права передплати.

Смарт-карти містять "секрети" одного або декількох комерційних операторів. "Материнська" смарт-карта шифрує різні види повідомлень, а "дочірні" смарт-карти дешифрують ці повідомлення, якщо у них є на це права.

Перший і другий шифрувальні блоки 24 і 27 містять шасі, електронну плату МУМЕ, програмне забезпечення якої записане в програмовний ПЗП з електричним стиранням (ППЗПЕС), до 20 електронних плат і одну смарт- карту 25 і 28 відповідно для кожної електронної плати, одну (карта 28) для шифрування повідомлень ЕСМ .і одну (карта 25) для шифрування повідомлень ЕММ.

Нижче функціонування системи 20 умовного доступу системи цифрового телебачення буде описане більш детально застосовно до різних компонентів системи 2 телебачення і системи 20 умовного доступу,

Мультиплексор і скремблер

Як показано на фіг.1 і фіг.2, в центрі мовлення цифровий аудіо- або відеосигнал спочатку ущільнюють (або зменшують швидкість передачі) з використанням пристрою З ущільнення МРЕС-2. Цей ущільнений сигнал потім передають в мультиплексор і скремблер 4 через канал зв'язку 5 для того, щоб мультиплексувати його з іншими даними, такими як інші ущільнені дані.

Скремблер генерує слово керування, що використовується в процесі скремблювання і включається в потік даних МРЕС-2 в мультиплексорі. Слово керування генерується всередині системи і дозволяє суміщеному приймачу/декодеру 12 кінцевого користувача дескремблювати програму.

У потік даних МРЕС-2 додаються також критерії доступу, що вказують, яким чином програма пропонується на продаж. Програма може пропонуватися на продаж як в одному з багатьох режимів "передплати", так і/або в одному з багатьох режимів "з оплатою за перегляд" (РРМ - Рау Рег Міем/). У режимі передплати кінцевий користувач передплачує одну або декілька комерційних пропозицій, або "букетів", дістаючи таким чином права на перегляд будь-якого каналу з цих букетів. У варіанті реалізації, якому віддається перевага, з букета каналів можна вибрати до 960 комерційних пропозицій.

У режимі сплати "за перегляд" кінцевому користувачеві надається можливість купувати передачі за бажанням. Це може забезпечуватися або шляхом попереднього замовлення передач ("режим попереднього замовлення"), або шляхом придбання програми відразу після початку мовлення ("імпульсний режим"). У реалізації, якій віддається перевага, всі користувачі є абонентами незалежно від режиму перегляду - передплата або РРУ, але, звичайно, РРУ-глядачі не обов'язково повинні бути абонентами. Повідомлення керування правами (ЕСМ)

Як слово керування, так і критерії доступу використовуються для формування повідомлення керування правами (ЕСМ). ЕСМ - це повідомлення, що підлягає передачі разом з окремою скрембльованою програмою; повідомлення містить слово керування (яке дозволяє дескремблювати програму) і критерії доступу трансляційної програми. Критерії доступу і слово керування передаються на другий шифрувальний блок 27 через канал зв'язку 29. У цьому блоці ЕСМ генерується, зашифровується і передається в мультиплексор і скремблер 4. Під час трансляційної передачі слово керування звичайно змінюється кожні декілька секунд, тому і повідомлення ЕСМ також передаються періодично, щоб дати можливість дескремблювати слово керування, що змінюється. З міркувань резервування кожне повідомлення ЕСМ звичайно включає в себе два слова керування: поточне слово керування і наступне слово керування.

Кожна послуга, що транслюється оператором мовлення в потоці даних, містить декілька різних компонент; наприклад, телевізійна програма включає в себе компоненту відеоданих, компоненту аудіоданих, компоненту субтитрів тощо. Кожна з цих компонент послуги для подальшої передачі на ретранслятор 9 скремблюється і зашифровується окремо. Для кожної скрембльованої компоненти послуги потрібне окреме ЕСМ. У альтернативному варіанті реалізації для всіх скрембльованих компонент послуги може потребуватися одне єдине ЕСМ. Декілька ЕСМ генеруються також в тому випадку, коли декілька систем умовного доступу керують доступом до однієї і тієї ж програми, що передається.

Повідомлення керування наданням прав (ЕММ)

ЕММ - це повідомлення, призначене для індивідуального кінцевого користувача (абонента) або групи кінцевих користувачів. Кожна група може містити задану кількість кінцевих користувачів. Така організація у вигляді групи має на меті оптимізувати використання смуги пропускання; таким чином доступ до однієї групи може дозволити досягнути великої кількості кінцевих користувачів.

Можуть бути використані різні спеціальні типи ЕММ. Індивідуальні ЕММ призначені для індивідуальних абонентів і звичайно використовуються при наданні послуг з оплатою за перегляд; вони містять ідентифікатор групи і позицію абонента в цій групі.

ЕММ групової передплати призначені для груп із, скажемо, 256 індивідуальних користувачів, і використовуються звичайно для адміністрування деяких послуг по передплаті. Таке ЕММ містить ідентифікатор групи і бітовий масив абонентів групи.

Аудиторні ЕММ призначені для всієї аудиторії глядачів і можуть, наприклад, використовуватися окремими операторами для надання деяких безкоштовних послуг. "Аудиторія глядачів" - це вся сукупність абонентів, що мають смарт-карти з однаковими ідентифікаторами системи умовного доступу (СА ІЮ - Сопайопа! Ассез5

Зузієт ІОепійег). І, нарешті, "унікальні" ЕММ адресовані смарт-картам з унікальним ідентифікатором.

ЕММ можуть генеруватися різними операторами для керування доступом до прав на програми, що передаються цими операторами, як коротко описано вище. ЕММ можуть також генеруватися менеджером системи умовного доступу для конфігурування системи умовного доступу загалом. Трансляція програми

Мультиплексор 4 приймає електричні сигнали, що містять шифровані повідомлення ЕММ від 5А5 21, шифровані повідомлення ЕСМ від другого шифрувального блоку 27 і ущільнені програми від пристрою ущільнення 3. Мультиплексор 4 скремблює програми і передає скрембльовані програми, шифровані ЕММ і шифровані ЕСМ на передавач 6 центра мовлення через канал зв'язку 7. Передавач 6 передає електромагнітні сигнали на супутниковий ретранслятор 9 через канал "Земля-супугаик" 8. Прийом програм

Супутниковий ретранслятор 9 приймає і обробляє електромагнітні сигнали, що передаються передавачем 6, і передає ці сигнали на наземний приймач 11, що звичайно має форму тарілки, який належить кінцевому користувачеві або орендований ним, через канал "супутник-Земля" 10. Сигнали, що приймаються приймачем 11, передаються в суміщений приймач/декодер 12, який належить кінцевому користувачеві або орендований ним і підключений до телевізора кінцевого користувача 13. Приймач/декодер 12 демультиплексує сигнали з метою отримання скрембльованих програм з шифрованими ЕММ і шифрованими ЕСМ.

Якщо програма не скрембльована, тобто з потоком МРЕС-2 не передане повідомлення ЕСМ, приймач/декодер 12 виконує декомпресію даних і перетворює сигнал у відеосигнал для передачі його в телевізор 13.

Якщо програма скрембльована, приймач/декодер 12 витягує з потоку даних МРЕС-2 відповідне повідомлення ЕСМ і передає це ЕСМ в "дочірню" смарт-карту 30 кінцевого користувача. її встановлюють в гніздо приймача/декодера 12. Дочірня смарт-карта 30 перевіряє, чи має цей кінцевий користувач права на дешифрування даного ЕСМ і на доступ до даної програми. Якщо ні, то в приймач/декодер 12 передається негативний результат, що вказує, що програма не може бути дескрембльована. Якщо ж кінцевий користувач має такі права ЕСМ дешифрується і з нього витягується слово керування. Декодер 12 може потім дескремблювати програму з використанням даного слова керування. Потім виконується декомпресія потоку даних МРЕ-2 і його перетворення у відеосигнал для подальшої передачі в телевізор 13. Система керування абонентами (5М5)

Система керування абонентами (5М5) 22 включає в себе базу даних 32, яка керує, крім іншого, всіма файлами кінцевих користувачів, комерційними пропозиціями, передплатою, докладними відомостями про РРУ і даними, що стосуються споживання і санкціонування кінцевого користувача. 5М5 може бути фізично віддалена від АБ.

Кожна 5М5 22 передає в 5А5 21 через відповідний канал зв'язку 23 повідомлення, які спричиняють перетворення або створення повідомлень керування наданням прав (ЕММ), що підлягають передачі кінцевим користувачам.

ЗМ5 22 також передає в 5А5 21 повідомлення, які не передбачають якого б то не було перетворення або створення повідомлень ЕММ, але передбачають тільки зміну статусу кінцевого користувача (відносно санкціонування, що надається кінцевому користувачеві при замовленні продукту, або суми, на яку кінцевий користувач буде дебетований).

ЗА 21 посилає в 5М5 22 повідомлення (що звичайно запитують інформацію, таку як інформація зворотного виклику або інформація про рахунок), так що очевидне, що зв'язок між цими двома системами є двостороннім.

Система санкціонування абонентів (ЗА5)

Повідомлення, що генеруються 5М5 22, передаються через канал зв'язку 23 в систему санкціонування абонентів (5АБ5) 21, яка, в свою чергу, генерує повідомлення, що підтверджують прийом повідомлень, що генеруються ЗМ5 22, і передає ці підтвердження в 5М5 22.

У загальному вигляді, БА5 містить область гілки передплати для надання прав в режимі передплати і для щомісячного автоматичного відновлення прав, область гілки оплати за перегляд (РРУ) для надання прав на

РРУ-передачі, і інжектор ЕММ для передачі повідомлень ЕММ, що створюються в областях гілок передплати і

РРУ, в мультиплексор і скремблер 4 з подальшою їх подачею в потік даних МРЕС. Якщо повинні бути надані інші права, такі як права пофайлової оплати (РРЕ - Рау Рег Ріє) у разі завантаження комп'ютерного програмного забезпечення в персональний комп'ютер користувача, передбачаються також інші подібні області.

Одна з функцій 5А5 21 складається в керуванні правами доступу до телепередач, доступних як комерційні пропозиції в режимі передплати, або таких, що продаються як РРУ-передачі, відповідно до різних комерційних режимів (режим попереднього замовлення, імпульсний режим). ЗА5 21, відповідно до цих прав і інформації, що приймаються від 5М5 22, генерує повідомлення ЕММ для абонента.

ЕММ передаються в шифрувальний блок (СИ - Сірпегіпд Опі) 24 для шифрування ключами керування і робочими ключами. Шифрувальний блок (С) підписує ЕММ і передає ЕММ назад в генератор повідомлень (МО -Меззаде Сепегай!г) в 5А5 21, де додається заголовок. ЕММ передаються в передавач повідомлень (МЕ - Меззаде Етіцеп у вигляді повних ЕММ. Генератор повідомлень визначає час початку і кінця мовлення і частоту випуску ЕММ і передає ці відомості як відповідні вказівки разом з ЕММ в передавач повідомлень.

Генератор повідомлень генерує дане ЕММ тільки один раз; циклічну передачу повідомлень ЕММ виконує передавач повідомлень.

Після генерування ЕММ генератор повідомлень (МО) присвоює ЕММ унікальний ідентифікатор. Коли МО передає це ЕММ в МЕ, він пересилає також ідентифікатор ЕММ. Це забезпечує ідентифікацію конкретного

ЕММ як в МО, так і в МЕ.

У таких системах, як системи "одночасного" шифрування, які виконані з можливістю роботи з декількома системами умовного доступу, наприклад, асоційованих з декількома операторами, потоки ЕММ, асоційовані з кожною системою умовного доступу, генеруються окремо, а перед передачею мультиплексуються мультиплексором 4. Рівні шифрування системи

Нижче з посиланнями на фіг.3 буде даний загальний огляд рівнів шифрування у трансляційній системі.

Операції шифрування, що відносяться до трансляційної передачі цифрових даних, показані під позицією 41, канал передачі (наприклад, супутниковий канал, як описано вище) - під позицією 42, і операції дешифрування в приймачі - під позицією 43.

Цифрові дані М скремблюються словом керування СМ/ перед тим, як будуть передані в мультиплексор Мр для подальшої передачі. Як показано в нижній частині фіг.3, ці дані, що передаються, включають в себе ЕСМ, що містить, серед іншого, слово керування СМУ, зашифроване блоком шифрування Сп1, керованим першим ключем шифрування Кех. У приймачі/декодері сигнал обробляється в демультиплексорі ОМр і дескремблері

О, перш ніж він буде направлений в телевізор 2022 для перегляду. Блок дешифрування ОСНІ, який також має ключ Кех, дешифрує повідомлення ЕСМ з демультиплексованого сигналу, щоб отримати слово керування

СМ, що використовується згодом для дескремблювання сигналу.

З міркувань безпеки слово керування СМУ, включене в зашифроване повідомлення ЕСМ, змінюється в середньому кожні 10 секунд, або біля того. Навпаки, перший ключ шифрування Кех, що використовується приймачем для декодування ЕСМ, змінюється раз в місяць або біля того за допомогою повідомлення ЕММ оператора. Ключ шифрування Кех шифрується другим блоком шифрування СИР за допомогою індивідуалізованого групового ключа КІ1((2М). Якщо даний абонент входить до числа тих, які вибрані для отримання оновленого ключа Кех, блок дешифрування ЮОСиИР декодера розшифрує повідомлення, використовуючи свій груповий ключ КІ(СМ), щоб отримати ключ Кех цього місяця.

Блоки дешифрування ЮСИПР ії ОСит1 і відповідних ним ключів розміщуються на смарт-карті, наданій абоненту і встановленій в пристрій зчитування смарт-карт декодера. Ключі можуть формуватися, наприклад, відповідно до будь-якого відомого алгоритму, що передбачає використання симетричного ключа, або у відповідності зі спеціально розробленим алгоритмом, що передбачає використання симетричного ключа.

Як буде описано нижче, з різними операторами або провайдерами мовлення, так само як і з різними постачальниками систем умовного доступу, можуть бути асоційовані різні ключі. У приведеному вище описі груповий ключ КІ((СМ) зберігається в смарт-карті, асоційованій з декодером, і використовується для дешифрування повідомлень ЕММ. Фактично ж різні оператори будуть мати різні унікальні ключі абонентів

КІ(Ор1, М), КІ(Ор2г, ЯМ) тощо. Кожний груповий ключ генерується оператором і модифікується деяким значенням, асоційованим з тією групою, до якої належить даний абонент. Різні зони пам'яті в смарт-карті зберігають ключі для різних операторів. Кожний оператор може також мати деякий унікальний ключ, асоційований виключно з даною смарт-картою, і аудиторний ключ для всіх абонентів послуг, що надаються цим оператором (дивись вище).

Крім того, менеджер системи умовного доступу також може мати комплект ключів. Зокрема, деяка конкретна смарт-карта може містити ключ КО(М5), унікальний для даного користувача, і аудиторний ключ

К1(С), спільний для всіх смарт-карт. У той час як ключі оператора звичайно використовуються для декодування повідомлень ЕММ, пов'язаних з правами на трансляційні передачі, ключі менеджера системи умовного доступу можуть бути використані для дешифрування повідомлень ЕММ, пов'язаних із змінами в системі умовного доступу загалом, як буде описано нижче.

Наведений вище опис системи, проілюстрований фіг.3, відноситься до організації керування доступом у трансляційній системі, в якій передачі дескремблюються декодером і негайно демонструються. Нижче будуть описані, з посиланнями на фіг.4, елементи системи керування доступом для випадку записування і відтворення скрембльованої передачі.

Як і раніше, декодер 12 приймає скрембльовані трансляційні передачі через приймач 11. Декодер оснащений переносним захисним модулем 30; зручно, щоб він був виконаний в формі смарт-карти, але він може також являти собою будь-який інший відповідний пристрій, оснащений пам'яттю або мікропроцесором.

Декодер 12 оснащений модемним каналом 16, наприклад, для зв'язку з серверами, що обробляють інформацію умовного доступу, а також виконаний з можливістю спрямовування дескрембльованої аудіовізуальної інформації, що підлягає перегляду, в телевізор 13, наприклад, через канал Реїїе! 53. Система додатково включає в себе цифровий записувальний пристрій 50, такий як цифровий відеомагнітофон системи 0О-МН5 або пристрій записування на ЮОМО, виконаний з можливістю обміну даними з декодером, наприклад, через шину 51 типу ІЕЄЕЕ 1394. Записувальний пристрій 50 використовує деякий носій запису (не показаний), на який записується інформація.

Записувальний пристрій 50 виконаний з додатковою можливістю функціонування з переносним захисним модулем 52, який містить, серед іншого, ключі, що використовуються для керування доступом до відтворення запису. Переносний захисний модуль може являти собою будь-який портативний пристрій звичайного відомого типу, оснащений пам'яттю і/або мікропроцесором, такий як смарт-карта, РОМСІА-карта, оснащений мікропроцесором ключ тощо. У даному випадку переносний захисний модуль 52 позначений як 5ІМ-карта, відома з галузі переносних (мобільних) телефонів.

Пристрій 50 цифрового записування оснащений прямим каналом з дисплеєм 13. У альтернативних реалізаціях цифрова аудіовізуальна інформація може перед демонстрацією передаватися із записувального пристрою 50 в декодер 12. Крім того, хоч декодер 12, записувальний пристрій 50 і дисплей 13 показані як окремі елементи, можливі варіанти, в яких деякі або всі ці елементи можуть бути інтегровані, наприклад, в суміщеному декодері/гелевізорі, суміщеному декодері/записувальному пристрої тощо.

Крім того, хоч винахід описується тут застосовно до записування трансляційної аудіовізуальної інформації, його цілком зручно використати, наприклад, застосовно до трансляційної аудіоінформації, що згодом записується за допомогою пристрою записування на цифрові аудіокасети САТ або пристрою читання і записування міні-дисків, або навіть застосовно до трансляційної прикладної програми, що записується на жорсткий диск комп'ютера.

Нижче будуть описані перший і другий варіанти здійснення винаходу з посиланнями на фіг.5-11 і фіг.12-19, відповідно. У першому варіанті здійснення для керування формуванням і резервним збереженням ключів, що дозволяють здійснити доступ до запису, використовується центральний сервер. Крім того, в цьому варіанті здійснення дешифрування і дескремблювання трансляційної передачі перед записом виконується в реальному масштабі часу 5ІМ-картою записувального пристрою. У другому варіанті здійснення смарт-карта декодера керує резервним збереженням ключів доступу до запису, а також бере участь в дешифруванні і декодуванні трансляційних передач в реальному масштабі часу. Перший варіант здійснення винаходу

На фіг.5 представлена структура зон пам'яті смарт-карти 30 і 5ІМ-карти 52, асоційованих з декодером і записувальним пристроєм, відповідно.

Як видно, смарт-карта 30 декодера зберігає декілька ключів, призначених для функціонування з симетричним алгоритмом шифрування/дешифрування, асоційованим з системою умовного доступу. У представленому прикладі для операцій, пов'язаних з доступом до трансляційних передач, використовується спеціально розроблений алгоритм "СА". їх потрібно відрізняти від операцій, що виконуються 5ІМ-картою 52 з використанням алгоритму ОЕ5 і звичайно пов'язаних із записом і відтворенням інформації на цифровому носії (дивись нижче).

Перший комплект ключів, асоційований з менеджером системи умовного доступу, показаний в зоні 55, вміщений в смарт-карту в момент індивідуалізації. До числа цих ключів входить ключ КО, модифікований числом М5, унікальним для цієї карти. Зона 55 менеджера системи може містити і інші ключі, такі як аудиторний ключ К! (не показаний), модифікований константою С і спільний для всіх смарт-карт, що обслуговуються цим менеджером системи умовного доступу.

Друга зона 56 містить ключі, асоційовані з одним або декількома операторами мовлення. Ці ключі можуть бути записані в момент індивідуалізації карти 30 менеджером системи умовного доступу, але можуть, що трапляється більш часто, бути створеними за допомогою спеціально переданого повідомлення ЕММ при запуску декодера.

Як згадувалося вище, до числа ключів деякого оператора можуть входити ключ КО, модифікований числом М5, унікальним для даної карти, груповий ключ К!", модифікований номером групи СМ, і аудиторний ключ К2 модифікований константою 2 і спільний для карт всіх абонентів, що обслуговуються цим оператором.

Нарешті, смарт-карта містить значення унікального номера М цієї карти, записане в момент індивідуалізації і таке, що зберігається в зоні 57 пам'яті смарт-карти.

Як показано далі на фіг.5, 5ІМ-карта 52, асоційована з пристроєм записування цифрової інформації, включає в себе дві секції, 58 і 59, асоційовані з ключами і операціями, що проводяться з використанням алгоритмів СА і ОЕ5, відповідно. Секція 59, асоційована з операціями, що використовують алгоритм СА, включає в себе першу зону 60 менеджера системи і зону 61 операторів. Ключі в зоні менеджера системи записані в карту в момент індивідуалізації менеджером системи умовного доступу; до числа цих ключів входить ключ КО, модифікований серійним номером М5ІМ даної 5ІМ-карти, а також комунікаційний транспортний ключ Т, також модифікований серійним номером М5ІМ карти. Обидва ці ключи є унікальними для даної карти. 5ІМ-карта також включає в себе зону 61 операторів, призначену для зберігання ключів, асоційованих з одним або декількома операторами. На фіг.5 5ІМ-карта представлена такою, якою вона буває в момент її створення і індивідуалізації менеджером системи умовного доступу, до її установки в записувальний пристрій.

З цієї причини і зона 61 операторів, і зона 58 ОЕ5 показані пустими, тобто без яких-небудь збережених ключів.

Нарешті, 5ІМ-карта включає в себе зону 63, призначену для зберігання унікального серійного номера

М5ІМ даної 5ІМ-карти.

Як згадувалося вище, в цьому варіанті здійснення винаходу 5ІМ-карта 52 записувального пристрою виконана з можливістю виконання в реальному масштабі часу дешифрування і дескремблювання трансляційних даних автономно і незалежно від смарт-карти 30, асоційованої з декодером. Для проведення цих операцій необхідно, щоб 5ІМ-карта 52 записувального пристрою мала дублікати ключів, які звичайно зберігаються в зонах менеджера системи і операторів 55 і 56 смарт-карти декодера (дивись фіг.5). Як буде описано нижче, після того як необхідні ключі інстальовані в 5ІМ-карту 52 записувального пристрою, декодер 12 буде направляти потік даних трансляційної передачі без якої-небудь обробки, "як є", в пристрій 50 записування цифрових даних і карту 52.

У цьому варіанті здійснення винаходу формування копій ключів, асоційованих з трансляційною передачею, забезпечує центральна система 21 умовного доступу, при цьому пристрій 50 записування цифрових даних передає запит у відповідний сервер, наприклад, через модемний канал зв'язку, наданий декодером 12. У альтернативному варіанті можна уявити собі, що сам записувальний пристрій буде оснащений модемом для спрямовування цього запиту. У цьому варіанті здійснення центральна система умовного доступу служить для регулювання у відношенні як керуючих ключів забезпечення доступу до трансляції, так і керуючих ключів забезпечення доступу до запису, як буде описано нижче.

Щоб забезпечити серверу центральної системи умовного доступу можливість формування копій ключів, асоційованих зі смарт-картою декодера, необхідно, щоб повідомлення-запит від 5ІМ-карти записувального пристрою включало в себе ідентифікатор самої смарт-карти декодера (наприклад, серійний номер цієї смарт- карти М5), одночасно з наданням захищеного підтвердження своєї власної автентичності.

Внаслідок цього на першому кроці смарт-карта 30 декодера передає 5ІМ-карті 52 свій серійний номер М5 і список операторів Ор, Ор2 тощо. З міркувань безпеки сама ця передача може бути зашифрована простим транспортним алгоритмом шифрування, що застосовується до всіх передач між декодером 12 і записувальним пристроєм 50. Щоб уникнути надмірного ускладнення креслень, ключі, пов'язані з цим шифруванням, не показані. Серійний номер М5 карти декодера потім зберігається в зоні менеджера системи 5ІМ-карти. 5ЗІМ-карта 52 записувального пристрою потім встановлює зв'язок з системою 21 умовного доступу і запитує унікальний номер ММЕВЕ системи 21 умовного доступу в сервері умовного доступу (дивись фіг.2).

Користуючись отриманою таким чином інформацією, 5ІМ-карта 52 записувального пристрою генерує повідомлення з використанням алгоритму СА, як показано на фіг.6.

Згідно з прийнятими тут умовними позначеннями, симетричний алгоритм, який повинен бути використаний на даному криптографічному кроці (СА або ОЕ5) показаний овалом. Зачорнений вхід в овал означає введення даних, які повинні бути зашифровані, і/або даних, що є модифікатором - дивись шифрування номера смарт- карти і списку операторів під позицією 70 на фіг.б6. Кроки дешифрування для різниці позначені негативним показником міри, наприклад, СА" або ОЕ5"'.

На першому кроці, показаному на фіг.б і позначеному позицією 70, номер М5 смарт-карти і список операторів шифруються ключем КО(М5ІМ), для формування повідомлення 71, що містить серійний номер

М5ІМ 5ІМ-карти і зашифровані дані. На другому кроці 72 шифровані дані шифруються повторно ключем

Т(М5ІМ, ММЕВЕ), який створений шляхом модифікування ключа Т(М5ІМ) унікальним значенням ММЕНЕ, відповідним даній системі умовного доступу. Кроки 70, 71 можуть виконуватися в зворотному порядку.

Сформоване таким чином повідомлення 73 і підпис пересилаються потім в сервер умовного доступу 21, шифрувальний блок 24 і материнську карту 25.

Система умовного доступу 21 дешифрує згадане повідомлення, як показано на фіг.7. Система має оригінал ключа КО, як показано позицією 76. Внаслідок модифікування ключа КО значенням М5ІМ, що міститься в повідомленні, як показано позицією 77, формується ключ КО(М5ІМ). Цей ключ КО(М5ІМ) використовується спочатку для підтвердження правильності підпису (по3.78). У тому випадку, якщо підпис недостовірний, обробка повідомлення закінчується, як показано позицією 81.

У доповнення до ключа КО система має також транспортний ключ Т або щонайменше ключ Т(ММЕВЕ), що представляє значення цього ключа Т, модифіковане унікальним номером ММЕВЕ системи умовного доступу.

Модифікування ключа Т(ММЕНЕ) значенням М5ІМ, що міститься в повідомленні, дозволяє системі сформувати ключ Т(М5ІМ, ММЕНЕ). Для спрощення крок підготовки цього ключа на фіг. 7 не показаний.

Менеджер системи, який має в своєму розпорядженні ключі КО(М5ІМ) і Т(М5ІМ, ММЕНЕ), може тепер дешифрувати повідомлення на кроці 79, щоб отримати серійний номер М5 смарт-карти декодера і список операторів, асоційований з даним абонентом. Потім менеджер системи додатково перевіряє, чи дійсно список операторів відповідає серійному номеру смарт-карти, і після цього компонує в повідомлення ЕММ значення копій ключів, які будуть необхідні 5ІМ-карті записрального пристрою для дешифрування передач, включаючи копію ключа КО(М5) смарт-карти, а також різні ключі КО(Орі1, М5), КТ (Ор!1, СМ) тощо операторів.

Система керування доступом готує також транспортний ключ запису ВТ(А), який буде згодом використовуватися 5ІМ-картою для керування доступом під час записування і відтворення цифрових записів, про що буде докладніше розказано нижче. Відповідно до вибору алгоритму, якому віддається перевага для роботи із записом, цей ключ буде сформований з ключа ВТ алгоритму ОЕ5, модифікованого випадковим числом А. Ключ ВТ постійно зберігається в материнській карті, а копія значення А зберігається з міркувань резервування в базі даних, асоційованій з оператором системи. Завдяки цьому значення ключа АТ(А) можна відтворити в будь-який момент.

Копії ключів КО(М5), КОЧ(Орі, М5), Кех тощо смарт-карти, а також транспортного ключа ВТ(А) запису, компонуються потім в повідомлення ЕММ, що передається в 5ІМ-карту записувального пристрою. З міркувань безпеки це повідомлення шифрується ключем КО(М5ІМ), щоб гарантувати, що цю інформацію зможе отримати тільки правильна 5ІМ-карта.

У разі будь-яких подальших змін або оновлень, наприклад, що відносяться до ключів оператора або інших прав доступу, 5ІМ-карта (як копія смарт-карти) буде отримувати всі повідомлення ЕСМ і ЕММ, необхідні для дешифрування інформації, що передається.

На фіг.8 показаний стан 5ІМ-карти 52 записувального пристрою безпосередньо перед записуванням інформації, що передається. Карта 59 пристрою для записування цифрової інформації тепер має записані зони 60 менеджера системи і 61 операторів, а також збережені значення транспортного ключа запису АТ(А) алгоритму ОЕ5, показаного під позицією 85. Крім того, карта генерує шифрувальний ключ Е(МЕ) запису, показаний позицією 86 і який отримується на кроці 87 модифікуванням показаного позицією 88 ключа Е алгоритму ОЕ5З випадковим числом МЕ, показаним позицією 89. У цьому випадку ключ Е(МЕ) використовується як сеансовий ключ і може змінюватися від записування до записування. Пара ключів Е(МЕ) і

АТ(А) буде використана надалі у всіх операціях шифрування і дешифрування цифрового запису.

Зі посиланнями на фіг.9 нижче будуть описані операції процедури обробки записувальним пристроєм повідомлення ЕСМ, асоційованого з трансляційною передачею. Після появи на кроці 90 повідомлення ЕСМ, карта перевіряє на кроці 91, чи має вона права на читання цієї конкретної передачі, наприклад, чи є вона передачею від одного з операторів, який міститься в її списку операторів. Якщо так, то на кроці 92 з повідомлення ЕСМ витягується зашифроване слово керування СМ. У іншому випадку, якщо таких прав немає, обробка припиняється на кроці 93. Використовуючи робочий ключ цього місяця Кех відповідного оператора, показаний позицією 94, карта на кроці 95 декодує зашифроване значення, щоб отримати слово керування СМ/ у відкритій формі, як показано під позицією 96.

Далі карта записувального пристрою на кроці 97 знову шифрує слово керування СМ/, використовуючи ключ Е(МЕ) алгоритму ОЕ5, показаний під позицією 98, і формує ЕСМ, що включає в себе знову зашифроване слово керування, для його введення в потік даних замість первинного ЕСМ. Скрембльована передача разом з послідовністю нових повідомлень ЕСМ записується після цього пристроєм для записування цифрової інформації на носій запису.

Одночасно на кроці 101, показаному на фіг.10, 5ІМ-карта записувального пристрою шифрує значення ключа Е(МЕ), показаного позицією 100, за допомогою транспортного ключа запису ВТ(А), показаного позицією 102, щоб сформувати повідомлення 103 типу ЕММ. Це повідомлення ЕММ потім записується на цифровий носій запису на початку, або в заголовку, запису. Як видно з попереднього опису, якщо не враховувати резервної копії, що зберігається в базі даних системи умовного доступу, ключ ВТ(А) є унікальним для даної карти записувального пристрою, і це повідомлення ЕММ не може бути дешифроване ніякою іншою картою, крім карти записувального пристрою, яка згенерувала це повідомлення.

Зі посиланнями на фіг.11 нижче будуть описані операції процедури дешифрування і дескремблювання запису. Передусім, повідомлення ЕММ 111, записане в заголовку запису, дешифрується на кроці ПО за допомогою транспортного ключа запису 112, який зберігається в 5ІМ-карті. За умови, що це ЕММ було спочатку створене з використанням цього ж транспортного ключа запису, то внаслідок дешифрування на кроці 110 буде отриманий шифрувальний ключ Е(МЕ) запису, поз. 116.

У процесі відтворення даного запису повідомлення ЕСМ 113 виділяються з потоку даних і дешифруються на кроці 114 за допомогою шифрувального ключа Е(МЕ) запису, щоб на кроці 115 отримати слово керування

СМ, яке було використане для скремблювання фрагмента потоку даних, відповідного даному ЕСМ. Це слово керування СМ/ далі подається разом з скрембльованими аудіовізу'альними даними в дескремблювальний блок, чи то в 5ІМ-карті записувального пристрою, чи то в самому записувальному пристрої, і отримують дескрембльовані вихідні аудіовізуальні дані для подальшого виведення на екран телевізора або інший аналогічний пристрій.

Зрозуміло, що наявність резервного засобу для формування копії транспортного ключа АТ(А) на материнській карті 25 центральної системи керування доступом означає, що, у разі втрати або виходу з ладу

ЗІМ-карти 52 записувального пристрою буде можливо відновити її зміст на новій карті записувального пристрою, щоб зробити можливим відтворення раніше зроблених записів.

Вищеописаний варіант здійснення винаходу характеризується тим, що транспортний ключ запису ВТ(А) генерується і зберігається у вигляді резервної копії в центральному сервері, а також тим, що 5ІМ-карта записувального пристрою містить копії ключів оператора, необхідні для незалежного дешифрування і дескремблювання передачі в реальному масштабі часу. Другий варіант здійснення, описаний нижче з посиланнями на фігури з 12 по 19, не підлягає таким обмеженням, але пропонує реалізацію, в якій більш значну роль відіграє смарт-карта декодера другий варіант здійснення винаходу.

На фіг.12 представлена структура зон умовного доступу смарт-карти 30 декодера і зон 5ІМ-карти 52 записувального пристрою в системі такого типу. Як і раніше, обидві карти містять зони, зарезервовані для операцій, що використовують алгоритм СА, і зберігання ключів, зокрема, зони менеджера системи 55, 60 і зони оператора 56, 61.

У цьому варіанті здійснення зона 55 менеджера системи карти декодера 30 містить, в доповнення до ключа КО(М5), аудиторньй ключ КІ1(С), спільний для всіх карт, індивідуалізованих і підтримуваних менеджером системи, і сформований шляхом модифікування ключа алгоритму СА константою С. Цей ключ

К1(С) є в наявності також в зоні 60 менеджера системи карти 52 записувального пристрою.

Інша істотна відмінність від структури зон попереднього варіанту здійснення полягає в тому, що смарт- карта 30 додатково оснащена алгоритмом ОЕЗ і включає в себе зону 120 операцій алгоритму ОЕ5.

Щоб забезпечити смарт-карті декодера і 5ІМ-карті записувального пристрою можливість спільного функціонування і, зокрема, забезпечити можливість зрештою формування транспортного ключа запису ВТ, необхідно, щоб було проведене взаємне підтвердження автентичності обох карт.

Як показано на фіг.13, на першому кроці 121 5ІМ-карта 52 записувального пристрою запитує випадкове число у смарт-карти 30 декодера, а та передає у відповідь число Аї на кроці 122. Це число потім використовується для того, щоб модифікувати аудиторний ключ К1(С) на кроці 123 і сформувати ключ К1(С,

А1), показаний позицією 124. Потім 5ІМ-карта генерує друге випадкове число Аг, показане позицією 125, яке, в свою чергу, шифрується ключем КТ1(С, Ат) на кроці 126. Перед передачею в смарт-карту це повідомлення ще раз шифрується і підписується на кроці 128 другим ключем КІТ(С, М5ІМ), показаним під позицією 127 і сформованим шляхом модифікування аудиторного ключа К1(С) значенням М5ІМ. Сформоване таким чином повідомлення 129 передається в смарт-карту 30 декодера як запит серійного номера М5 і відповідного йому індивідуального ключа КО(М5).

Як показано на фіг.14, після прийому смарт-картою 30 декодера переданого значення М5ІМ воно використовується смарт-картою для генерування ключа КІ1(С, М5ІМ). Потім значення А2 дешифрується на кроці 130 за допомогою цього ключа і ключа КІ (С, Ат), отриманого смарт-картою з використанням випадкового числа А1, яке було сформоване нею раніше і було збережено в її пам'яті.

Це значення випадкового числа А2, отримане на кроці 131, використовується потім для того, щоб модифікувати аудиторний ключ К1(С) з отриманням ключа К1(С, Аг), показаного під позицією 132. Потім на кроці 133 ключем КІ(С, Аг) шифрується унікальний серійний номер М5 смарт-карти і системний ключ КО(М5), для отримання повідомлення 134.

Як і раніше, потім це повідомлення повторно шифрується на кроці 135 з використанням ключа К1(С,

М5ІМ), показаного позицією 136, і згадане повідомлення повертається в 5ІМ-карту 52 записувального пристрою, як показано позицією 137. 5ЗІМ-карта записувального пристрою генерує ключі КІ(С, А2) і К1(С, М5ІМ), показані позицією 138, модифікуючи ключ К1(С) серійним номером М5ІМ і випадковим числом А2, сформованим і збереженим раніше. Ці ключі використовуються для дешифрування згаданого повідомлення на кроці 139, щоб отримати унікальний серійний номер М5 і унікальний ключ КО(М5) смарт-карти, після чого ця інформація записується в пам'ять 5ІМ-карти записувального пристрою на кроці 140.

На відміну від попереднього варіанту здійснення винаходу, в якому для забезпечення незалежної роботи 5ІМ-карти записувального пристрою використовувалися копії всіх ключів менеджера системи і оператора, тут копія ключа КО(М5) і серійний номер М5 смарт-карти використовуються для того, щоб встановити сеансовий ключ для записування, а також для того, щоб забезпечити безпечний обмін інформацією між картами під час сеансу записування, особливо - безпечну передачу транспортного ключа запису.

У цьому варіанті здійснення винаходу вихідне дешифрування слова керування СМ/ виконується смарт- картою з використанням ключів оператора і робочих ключів, оновлюваних щомісяця, які вона має. Хоч можливі варіанти, в яких слово керування СУМУ під час створення запису може бути передане безпосередньо в 5ІМ- карту, з міркувань безпеки для цього бажано використати сеансовий ключ.

Ффіг.15 показує один з способів формування такого ключа. Як видно, 5ІМ-карта записувального пристрою бере випадковий ключ КЗ, показаний позицією 141, і на кроці 142 модифікує цей ключ серійним номером 51ІМ- карти М51М, показаним позицією 143. Ключ КЗ може бути будь-яким з безлічі таких ключів, що зберігаються з цією метою в зоні менеджера системи. Створений таким способом на кроці 144 сеансовий ключ КЗ(М5ІМ) алгоритму СА шифрується потім на кроці 145 за допомогою раніше отриманого системного ключа КО(М5) смарт-карти, показаного позицією 146. Сформоване таким чином повідомлення 147 потім передається в смарт-карту декодера 55, яка використовує свій ключ КО(М5) для дешифрування повідомлення на кроці 148 і зберігає сеансовий ключ КЗ(М5ІМ) в пам'яті карти на кроці 149.

Зі посиланнями на фіг.16 нижче буде описаний стан 5ІМ-карти записувального пристрою перед операцією записування. Зона 60 менеджера системи містить ключ КО(М5) смарт-карти і сеансовий ключ КЗ(М5ІМ), так само як і звичайно присутні системні ключі КО(М5ІМ) тощо (не показані). Додатково карта створює шифрувальний ключ запису алгоритму ОЕ5 з ключа Е алгоритму ОЕ5, показаного позицією 150, модифікуванням цього ключа на кроці 151 випадковим числом МЕ, показаним позицією 152. Як і раніше, отриманий в результаті шифрувальний ключ Е(МЕ) запису буде використаний при повторному шифруванні слів керування, відповідних даній програмі. Схожим способом, транспортний ключ ВТ(А) запису, показаний позицією 153, формується для застосування при шифруванні шифрувального ключа Е(МЕ) запису, що також записується на цифровий носій запису.

На відміну від попереднього варіанту здійснення винаходу, в якому транспортний ключ запису генерувався в сервері керування доступом, тут ключ АТ(А) генерується самою 5ІМ-картою записувального пристрою з використанням ключа алгоритму СЕ5, модифікованого випадковим числом А. Щоб зберегти резервну копію цього ключа, його копія передається в смарт-карту декодера. З очевидних міркувань безпеки, ця копія передається в зашифрованій формі, наприклад, зашифрована ключем КО(М5) смарт-карти, що зберігається до цього часу в пам'яті 5ІМ-карти.

Як показано на фіг.20, при першій установці в записувальний пристрій 5ІМ-карта 52 записувального пристрою спочатку передає запит 190 в смарт-карту, щоб з'ясувати, чи було вже сформоване значення ключа

АТ(А). Цей запит розглядається смарт-картою декодера на кроці 191.

Якщо результат негативний, 5ІМ-карта 52 записувального пристрою генерує випадковий ключ ВТ алгоритму ОЕ5 на кроці 192, значення якого модифікується на кроці 193 випадковим числом А, показаним позицією 194, для формування ключа ВТ(А), показаного позицією 195. Це значення ключа ВАТ(А) потім шифрується на кроці 196 з використанням спеціалізованого алгоритму і ключа КО(М5), показаного позицією 197, а отримане в результаті повідомлення 198 передається потім в смарт-карту 30 декодера для дешифрування і збереження резервної копії ключа ВАТА).

Якщо ж на кроці 191 отримана позитивна відповідь, тоді раніш збережене значення ВТ(А) на кроці 199 передається в 5ІМ-карту 52 записувального пристрою.

Повернемося до фіг.17, де показані дії смарт-карти 30 декодера під час записування скрембльованої передачі. Як згадувалося вище, в цьому варіанті здійснення винаходу смарт-карта декодера, використовуючи ключі оператора, перш ніж повідомити значення слова керування СМУ/ 5ІМ-карті 52 записувального пристрою, виконує початкові кроки шифрування.

Як показано на фіг.17, смарт-карта 30 декодера приймає ЕСМ 160 для його обробки в зоні оператора 56.

Спочатку смарт-карта 30 перевіряє, чи має вона права доступу до цієї програми. За умови, що це дійсно так, шифроване слово керування СМ витягується з повідомлення ЕСМ на кроці 162 і дешифрується на кроці 163 з використанням відповідного робочого ключа Кех, показаного позицією 164. У іншому випадку процес закінчується, як показано позицією 165.

Як згадано вище, відкрите значення слова керування СМУ, показане позицією 166, не може бути прямо передане в 5ІМ-карту записувального пристрою. Тому слово керування СМУ шифрується на кроці 167 з використанням сеансового ключа КЗ(М5ІМ), показаного позицією 168, і отримане в результаті значення 169 передається в 5ІМ-карту записувального пристрою для виконання подальших кроків процесу.

Як видно з фіг.18, слово керування, зашифроване сеансовим ключем, приймається 5ІМ-картою 52 записувального пристрою, яка виконує дешифрування на кроці 170, використовуючи еквівалент сеансового ключа КЗ(М5ІМ), раніше збережений в пам'яті і показаний позицією 171. Відкрите значення слова керування

СМУ (поз, 172) передається потім в зону ОЕ5 цієї карти для шифрування на кроці 173 за допомогою шифрувального ключа Е(МЕ) запису, показаного позицією 174. Отримане в результаті шифроване значення далі включається в повідомлення ЕСМ і вводиться в потік даних для записування з як і раніше скрембльованими даними на носій запису.

У той же час і таким же способом, як в першому варіанті здійснення, значення шифрувального ключа запису, показаного позицією 180 на фіг.19, шифрується на кроці 181 транспортним ключем ВТ(А) запису, показаним позицією 182. Отримане в результаті шифроване значення 183 включається в повідомлення ЕММ для введення в заголовок цифрового запису.

Під час відтворення цього запису, як описано раніше з посиланнями на фіг. 11, повідомлення ЕММ, яке збережене в заголовку запису і яке містить шифрувальний ключ Е(МЕ) запису, дешифрується 5ІМ-картою записувального пристрою за допомогою транспортного ключа АТ(А) запису. Шифрувальний ключ Е(МЕ) запису використовується потім для дешифрування кожного ЕСМ, щоб отримати слово керування СМУ, відповідне асоційованому з ним фрагменту скрембльованого запису. Потім запис дескремблюється і відтворюється.

Зрозуміло, що наявність резервної копії транспортного ключа АТ(А), яка зберігається в смарт-карті декодера, означає, що, у разі втрати або виходу з ладу 5ІМ-карти записувального пристрою, буде можливо зробити замість неї іншу карту записувального пристрою. Однак, на відміну від попереднього варіанту здійснення винаходу, тут немає необхідності використовувати центральний сервер для зберігання цієї копії- дубліката.

Природно, можливі і альтернативні варіанти здійснення винаходу. Наприклад, у вищеописаних варіантах здійснення шифрувальний ключ Е(МЕ) запису генерується за допомогою деякого ключа і випадкового числа.

Однак в альтернативних варіантах здійснення ключ Е(МЕ) може генеруватися з ключа, модифікованого серійним номером самого записувального пристрою (а не його 5ІМ-карти), щоб зв'язати даний запис і з 5ІМ- картою записувального пристрою, і з самим записувальним пристроєм.

Крім того, певні елементи першого варіанту здійснення, такі як централізоване зберігання транспортного ключа і такий, що автономно працює, записувальний пристрій незалежні один від іншого і можуть бути використані у другому варіанті здійснення, і навпаки.

о ФІГ. 1 пана па

СУПУТІ 9 8 10

Б 4 7 з шик Му / МУЛЬТИ- І) (ПЕРЕДА- | ПРИЙ рен | МІ ПЛЕКСОР ОГО ВАЧ МАЧ з ос. 42 13

СУМІЩЕНИЙ я СІ ши ПИШИ

ІНТЕРАКТИВНА

-шщ-- 044.)

СИСТЕМА

УМОВНОГО

ДОСТУПУ

ХМ

СУПУТ- 9 от . в іо 29 4 ; 11

МУЛЬТИ- о ПЕРЕДА- ПРИЙ-

ПЛЕКСОР й ВАЧ | МАЧ 26 13

А ? СИСТЕМА суміщений

САНКЦІОНУВАННЯ ПРИЙМАЧ/ ; 24 АБОНЕНТІВ щі ДЕКОДЕР 23 22 ять

КЕРУВАННЯ

АБОНЕНТАМИ

32

І 16

КОМУНІКА-

ШИНІ

СЕРВЕРИ

ФІГ. З 11 | 42 | 43 вд ШИ

М. ер-Тр»| в. І ! 2022 опо ми т т ек | | ке слини ше оо ж

В А тівєм! В 14 | т вом о 53 Тв

І. 2 | ко

СУМИДЕНИЙ | -вБі 0 ВвИФРОВИЙ

Зо я ПРИЙМАЧІ : | ЗАПИСУВАЛЬНИЙ

СМАРТ- ДЕКОДЕР ї ЯСтТРІ ММ.

ТЕБЕ 1394 КАРТА!

БО

ІМОДЕМНИЙ

КАНАЛ

-- 16

ФІГ.5 00

КАРТА ДЕКОДЕВА ж 0 Ба записувального ЖЕ вв 53 А РЕВ СА

ЗОНА МЕНЕДЖЕРА | 2 кивлжЕна | ВО

СИСТЕМИ ЗопА МЕНЕДЖЕНА Шк.

КОМ) КОІМУ

ЛТІМЕМ)

ЗОНА ОПЕРАТОРІВ ! кОо(ОріМо) ЗОНА ОПЕРАТОРІВ В б

Кк вал

Корі)

БИ пт ва

Мо МмІМ

ФІГ. 6 / СевРійний номеРомАРІ-КАРТИ

Орі, Орг...Орп ко(мвім | з ск 7

МОЇМ | ЗАШИФРОВАНЕ ПОВІДОМЛЕННЯ 72 ск, Т(МБІМ,ММЕНВЕ)

І 73

ФІГ. 7 4. НІ

Ві 78 77 сок 76 78

КО(М8ІМ)

КО(М5ІМ) 79 х Т(М5ІМ,ММЕНЕ) во

СЕРІЙНИЙ НОМЕР СМАРТ-КАРТИ (М5).

5В ФІГ. 5 у 59

РЕ5 СА 88 ЗОНА МЕНЕДЖЕРА алгоритму СЕ5

КО(М5ІМ)

З 87 ТІМ) стати КО (ІЧ5) тен) ГЛ число (МЕ) і )/ ' ЗОНА ОПЕРАТОРІВ

ВБ ї | 61

ЕМЕ) | коморі, м) 85 ! ! 1(Ор1, М)

АПА) ОО КкоОрі, 7)

І 63

МБІМ !

ФІГ. 9 9о

НАДХОДЖЕННЯ ЕСМ

ПЕРЕВІРКА

ПРАВ В й

ЗІМ-КАРТ 93

Чо КІНЕЦЬ елнятеснсся 94 с 7 ; 95

ЩОМІСЯЧНИЙ РОБОЧИЙ

Ключ КЕХ Ге / ; 96

ФОРМІ Е

98 щ 97

Ключ (МЕ) : 99

ЕСМ, що включае слово

КЕРУВАННЯ СУМУ, ЗАШИФРОВАНЕ 102

АПА) 101

Е(МЕ) 100 103

ЕММ, що вклочАЄ КЛЮЧ

Е(МЕ), ЗАШИФРОВАНИЙ

КЛЮЧЕМ КТ(А)

ВАТА) 110 с

ЗАШИФРОВАНИЙ КЛЮЧЕМ КА) 116

Ключ (МЕ) АЛГОРИТМУ ЕІ 114 Що

ЕСМ, шо ВклЮюЧчАєЄ СЛОВО

КЕРУВАННЯ СМ, ЗАШИФРОВАНЕ ключем ЕОМЕ) 115

У ВІДКРИТІЙ ФОРМІ

Ше ФІУЇТ2 оижийню я 2 КАРТА ЛЕЇ «Й ЗАПИСУВАЛЬНОГО 1воу 0 КАРТА ЛЕКОДЕГА й ЗВ п удвИстРОЮ 7 БО

ЕВ СА ОЕВ А ! ! ЗОМА МЕНЕДЖЕРА | Здиця киця ! системи 55 | ЗОНА МЕНЕДЖЕРА Ї во

Ї (М) |! КОТОМ) кс) | Ко) ! ЗОБА ОПЕРАТОРІВ

КОЧОрі, М яд корт ем :

КОРІ) 57 - 83 ен

ББ ж ЗО ФІГ. 13 и

СМАРІ-КАРТА , 5БІМ-КАРТА 6о0

ЗОНА МЕНЕДЖЕРА СИСТЕМИ ЗАПИТ ВИПАДКОВОГО ЧИСЛА ЗОНА МЕНЕДЖЕРА СИСТЕМИ

СЕРІЙНИЙ НОМЕР М5

ІНДИВІДУАЛЬНИЙ КЛЮЧ

КОМ)

АУДИТОРНИЙ КЛЮЧ КЦС

АУДИТОРНИЙ КЛЮЧ КІ(С) ; 123 «3 уд ; 126 125 са число А? 128 127 - КИС,М8ІМ)

ЗАПИТ М5 ТА КО(М5)

Бу. Шо ФІГ. 14

СМАРТ-КАРТА І 129 52

АУДИТОРНИЙ КЛЮЧ КІ1(С) М5ІМ "ВІМ-КАРТА ЯК)

РтшШшИШ

КІ(С.А Ї

КИС,МВІМ) " КИ(С,А2)у | 138 130 КС ІВІМ) ому 139 131 г М5, КО(М5) | СЕРІЙНИЙ НОМЕР М5 тА КЛЮЧ 133 132 КО(М5), ЗАПИСАНІ В ППЗПЕС «3 К(С,а) 137 140 134 135 136

КЦ(С,М5ІМ)

730 БОС 752 во

СМАРТ-КАРТА ЗІМ-КАРТА

ЗОНА МЕНЕДЖЕРА СИСТЕМИ ЗОНА МЕНЕДЖЕРА СИСТЕМИ

ІНДИВІДУАЛЬНИЙ КЛЮЧ КО(М5) шт |.

Ж 148 . | (кз(вом) | | м8іМ 149 Сех)

КЗ(М8ІМ

ЛИЗпЕС . 145 зав 147 ко(М5, КЗ(М5ІМ))

БВ ФІГ. 16 ря Бо рРЕ5 СЕЗ сейм бен) | Зонуменсакннх | во 152 жо КО(М8)

ВИПАДКОВЕ КЗ(М5ІМ) число (МЕ)

Е(МЕ) 153 тд 63

ММ

СМАРТ-КАРТА І ЕМ

ЗОНА ОПЕРАТОРІВ

161

ПРАВА

ДІЙСНІ?

Є 165 лоток ся | зе 164 163 : у

РОБОЧИЙ КЛЮЧ КЕХ - 166 . ФОРМІ

ЗОНА

167 зднімоквРА | ББ

С са) КЗ(М5ІМ) 168 169

СУ, ЗАШИФРОВАНЕ КЛЮЧЕМ

КЗОИМ5ІМ)

тив

ЗІМ-КАРТА

ЗОНА МЕНЕДЖЕРА СИСТЕМИ

171

КЗ (МБІМ) бо

СХУ, ЗАШИФРОВАНЕ | 170

КЛЮЧЕМ КЗ(М5ІМ) ст) 172

ФОРМІ

ЗОНА ЕЗ | БВ сут 175 174 | НА НОСІЙ ЗАПИСУ

Е(МЕ, СУМ)

ФІГ. 19,

ЗІМ-КАРТА 182

АТ(А)

С, Е(МЕ) 183 НА НОСІЙ ЗАПИСУ

АПА, Е(МЕ))

во ФІГ. 20... кв

СМАРІ-КАРТА ЗІМ-КАРТА

І 190

ЗАПИТ КЛЮЧА КТ(А) У СМАРТ- - Е т АК ИДАЄ - ' 193

Соева . " ВИПАДКОВИХ

Й ЧИСЕЛ ВИДАЄ А. , ши 195: 194 . НА) 197

Сунит: . | КОПІЯ ВТ(А) 196 і -. ПЕРЕДАЄТЬСЯ НА. "РЕЗЕРВНЕ ЗБЕРІГАННЯ .

КО(М5,АТА)) 199. 198

ПЕРЕДАТИ РАНІШЕ ЗБЕРЕЖЕНИЙ : | Ї що РЕЗЕРВНИЙ КТ (А) ї і