Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen oder Aufzeichnen von Daten
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslesen oder Aufzeichnen von Daten, insbesondere in Verbindung mit einem plattenförmigen Datenträger mit Hilfe eines entsprechenden Laufwerks, sowie einen entsprechenden Datenträger.
Vorrichtungen (Laufwerke) zum Auslesen oder Aufzeichnen von Daten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise gibt es optische Laufwerke, die Daten von einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger, beispielsweise einer CD oder DVD, auslesen oder darauf speichern bzw. aufzeichnen. Sowohl der physikalische Aufbau eines solchen Datenträgers, dessen Dimension als auch die Codierung bzw. Decodierung der Daten sowie die Behandlung der auszulesenden, auszugebenden, aufzuzeichnenden Daten sind standardisiert. Diese Standards umfassen unter anderem einen sogenannten Hardware-Layer, welcher den physikalischen Aufbau und die Dimension des Datenträgers beschreib . Im Hardware-Layer des Standards sind Angaben über Durchmesser, Gewicht, Dicke, Drehrichtung, Spurweite, Position des Datenbereichs, Position des Lead-In-Bereichs, etc. spezifiziert. Die Beschreibung der Anordnung der Daten auf dem Datenträger erfolgt im sogenannten Software-Layer. Hier findet man Angaben über Frames, Sektoren, Subcode, usw. Es handelt sich demnach um eine Beschreibung der Daten, die ein Abspielgerät ausgeben kann. Für Compact Discs (CD) ist ein solcher Standard in bezug auf Audiodaten im sogenannten Red Book, Orange Book bzw. Yellow Book dargestellt. Die dort beschriebenen Spezifikationen müssen alle Datenträger erfüllen, die mit einem Standard-CD-Laufwerk abgespielt werden können.
Über die ATAPI- oder die SCSI-Schnittstelle ermöglicht ein Standard-CD-Laufwerk nur den Zugriff auf den Software-Layer einer CD, nicht auf den Hardware-Layer.
Vorteile der Erfindung
Die Modifikation wenigstens eines Merkmals, welches im Hardware-Layer eines Standards für einen Datenträger spezifiziert ist, derart, dass bezüglich dieses wenigstens einen Merkmals gegen die Vorschriften des Hardware-Layers verstoßen wird, verbessert deutlich den Schutz gegen ein Kopieren des Inhalts des Datenträgers. Sowohl zum Aufzeichnen als auch zum Abspielen der Daten eines solchen modifizierten Datenträgers sind speziell angepasste Laufwerke notwendig, die in dem wenigstens einem modifizierten Merkmal des Hardware-Layers ebenfalls von einem Standard-Laufwerk abweichen.
In besonders vorteilhafter Weise sind solche modifizierten Datenträger nicht in einem Standard-Laufwerk abspielbar. Besondere Vorteile ergeben sich in diesem Zusammenhang bei plattenförmigen Datenträgern wie CDs bzw. DVDs in Verbindung mit Navigationssystemen und/oder Videospielen, da ein Kopieren der CDs oder DVDs ohne spezielle, angepasste Hardware nicht möglich ist. Ferner ist es mit einem Standardlaufwerk nicht möglich, Daten auf CDs oder DVDs, die in wenigstens einem Merkmal des Hardware-Layers modifiziert sind, zu schreiben.
Besonders vorteilhaft ist, die Drehrichtung des plattenförmigen Datenträgers umzukehren, und/oder den Beginn des Datenbereichs an eine andere als die im Standard spezifizierte Position zu legen, da mit diesen Maßnahmen auf einfache und wirksame Art ein sicherer Schutz erreicht wird. .
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsformen näher erläutert.
Figur 1 zeigt dabei ein optisches Laufwerk zum Ausgeben bzw. Aufzeichnen von Daten auf einen Datenträger.
In den Figuren 2, 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Datenträger mit wenigstens einem modifizierten Hardware-Merkmal beschrieben, während in den Figuren 5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen
In Figur 1 ist ein Laufwerk 1 dargestellt, welches zum Abspielen bzw. zum Aufzeichnen von Daten auf einen Datenträger, vorzugsweise einen plattenförmigen Datenträger wie beispielsweise eine CD oder DVD, geeignet ist. Das Laufwerk 1 besteht aus einer nicht dargestellten Aufnahme für den Datenträger 2, der rotiert, sowie aus einer optischen Abtasteinrichtung 3, welche durch nicht dargestellte Steuermittel zum Auslesen bzw. Aufzeichnen von Daten betätigt wird. Das von dem optischen Abtastkopf erzeugte Signal wird Auswertungsmitteln 4 zugeführt, in denen das Signal decodiert, gegebenenfalls dekomprimiert und fehlerkorrigiert wird und die aufbereiteten Daten am Ausgang 5 des Laufwerks zur Weitergabe an eine Wiedergabevorrichtung 6, z.B. einem Lautsprecher oder einem Bildschirm, bereitgestellt wird. Der Aufbau derartige Laufwerke sowie die Vorgehensweise sind bekannt bzw. in den beispielhaft genannten Standards standardisiert. Wesentlich im Zusammenhang mit der nachfolgend geschilderten Vorgehensweise ist, dass ein wirksamer Kopierschutz für den Datenträger dadurch erreicht wird, dass gezielt gegen die Definition des Hardware-Layers des Standards für den Datenträger verstoßen wird, im Falle einer CD gezielt gegen den im Red Book niedergelegten Standard verstoßen wird. Eine entsprechende Anpassung des Laufwerks ist dabei notwendig, um weiterhin den nicht normgerechten Datenträger abspielen zu können. Diese Ergänzung des Laufwerks kann auch in Ergänzung eines Standardlaufwerks vorgenommen werden, so dass mit einem Laufwerk sowohl kopiergeschützte als auch normentsprechende Datenträger abgespielt werden können. Im einfachsten Fall kann eine Bedienperson, den Betriebsmodus umschalten. Nachfolgend wird ein entsprechender Datenträger bzw. ein entsprechendes Laufwerk näher beschrieben.
In Figur 2 ist eine CD dargestellt, welche den Voraussetzungen im „Red Book" entspricht. Wesentlich ist die Position des Inhaltsverzeichnisses (TOC), welches in Figur 2 als schwarzer Kreis dargestellt ist. Die Position des Inhaltsverzeichnisses ist im
Standard genau definiert. Sie Hegt in einem Bereich in 46 bis 50 mm Entfernung zum Mittelpunkt der CD. Ein Standardlaufwerk fährt nach Einlegen einer CD zunächst diese Position mit seiner optischen Abtasteinrichtung an. Im nächsten Schritt werden von der optischen Abtasteinheit die dort gespeicherten Daten eingelesen. Diese Daten werden für das weitere Abspielen der CD benötigt. Wesentliche Daten, die im Inhaltsverzeichnis gespeichert sind, sind Startadresse der Tracks, Spieldauer, etc.
In Figur 3 ist eine erste Ausführung eines Datenträgers dargestellt, insbesondere einer CD, bei der ein wirksamer Kopierschutz durch das bewusste Verstoßen gegen wenigstens ein Merkmal der Red-Book-Spezifikation erreicht wird. Dieses Merkmal ist die Position des Inhaltsverzeichnisses auf dem Datenträger. Im gezeigten Beispiel liegt die TOC- Information nicht im inneren Bereich der CD, sondern am äußeren Rand, beispielsweise im Entfernungsbereich von 115 bis 119 mm vom CD-Mittelpunkt.
Wird eine solche CD in ein normales Standardlaufwerk eingelegt, so versucht das Laufwerk, das Inhaltsverzeichnis in dem Bereich zwischen 46 und 50 mm Radius zu finden. Da sich an dieser Position aber keine TOC-Informationen befinden, fehlen dem Laufwerk die benötigten Informationen, um auf die Daten zugreifen zu können. Ein weiteres Auslesen der Daten der CD ist daher auf einem Standardlaufwerk nicht möglich.
Ein an eine solche CD angepasstes Laufwerk ist so konstruiert, dass es die TOC- Informationen an der Position zwischen 115 und 119 mm sucht. Nachdem das Inhaltsverzeichnis an dieser Position ausgelesen wurde, erfolgt die weitere Verarbeitung der CD wie gewohnt.
In Figur 4 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, welches die Funktionsweise eines an das modifizierte Hardware-Layer-Merkmal des Datenträgers angepasst ist. Nach Einlegen des Datenträgers wird der vordefinierte, von der Red-Book-Spezifikation verschiedene TOC- Mbrmationen-Bereich angefahren (Schritt 10). Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt er im Bereich zwischen 115 und 119 mm Radius, kann jedoch in anderen Ausführungen in jedem anderen, von der Standardspezifikation abweichenden Bereich des Datenträgers liegen. Daraufhin wird im nächsten Schritt 12 die TOC-I formation ausgelesen und daraufhin im Schritt 14 wie gewohnt der Datenzugriff, beispielsweise abhängig von Bedienereingriffen, durchgeführt. Nach Ausschub der CD wird der Ablauf beendet.
Eine zweite Ausgestaltung eines von der Standardspezifikation abweichenden Datenträgers ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Beide Darstellungen zeigen einen plattenförmigen Datenträger, betrachtet von der Datenseite. Ein standardgemäßer Datenträger, im Beispiel eine standardgemäße CD nach Red Book, weist wie in Figur 5 dargestellt eine vorgegebene Drehrichtung auf. Die Daten auf der CD sind dabei spiralförmig abgelegt. Die Spirale ist so orientiert, dass bei Drehung der CD im Uhrzeigersinn die Daten von innen nach außen gelesen werden.
In Figur 6 ist ein Datenträger dargestellt, der gegen diese Spezifikation verstößt. Im Beispiel ist eine Umkehrung der Orientierung der Spirale gezeigt. Dies hat zur Folge, dass ein Laufwerk die CD entgegen der spezifizierten Drehrichtung, d.h. gegen den Uhrzeigersinn drehen muss, damit die Daten von innen nach außen gelesen werden können. Ein derartiges Laufwerk wird z.B. durch entgegengesetzte Ansteuerung des Antriebsmotors realisiert („Umpolung"). Wenn man eine derartige, wie in Figur 6 dargestellte CD in ein normales, d.h. standardgemäßes Laufwerk einlegt, wird die CD im Uhrzeigersinn gedreht. Die Daten, die die optische Abtasteinrichtung aufnimmt, sind damit unbrauchbar. Die Bits liegen in der falschen Reihenfolge vor und es ist also unmöglich die Daten auszulesen. Da die Positionsinformationen (Sub-Code) nicht auswertbar sind, ist es auch nicht möglich, sich auf dem Datenträger zu orientieren. Damit ist auch das Kopieren einer solchen CD unter Verwendung eines normalen CD- Laufwerks unmöglich. Das angepasste Laufwerk ist so konstruiert, dass es die CD gegen den Uhrzeigersinn dreht. Damit gelangen die Bits in der richtigen Reihenfolge in die Auswertung und die Daten können von der CD gelesen werden.
Die oben dargestellten Maßnahmen werden je nach Ausführungsbeispiel einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet. Neben der Konstruktion eines speziellen Laufwerks, welches nur zum Abspielen der wie oben dargestellt veränderten Datenträgern dient, ist es vorteilhaft, ein Laufwerk zu konstruieren, welches je nach abzuspielendem Datenträger umschaltbar ist, beispielsweise durch eine entsprechende Auswahl einer Bedienperson. Im einen Betriebsmodus ist das Laufwerk ein Standardlaufwerk zum Abspielen bzw. zum Aufzeichnen von Daten auf standardkonfoπne Datenträger, im anderen Bedienmodus ein Laufwerk zum Abspielen bzw. Aufzeichnen von Daten in einen speziellen Modus. Dies ist insbesondere für Kraftfahrzeuganwendungen geeignet, da hier das CD-Laufwerk sowohl zum Abspielen von Navigations-Datenträgern oder Videospieldatenträger als auch zum Abspielen von Audio- bzw. Videodatenträger geeignet sein muss.
Die modifizierten Datenträger und das daran angepasste Laufwerk stellt sicher, dass unter Zuhilfenahme eines Standardlaufwerks eine Kopie der Daten auf dem Datenträger nicht möglich ist. Ein Standardlaufwerk kann die Informationen des Hardware-Layers nicht ermitteln. Der Hardware-Layer ist auf dem CD-Rohling, der zum Kopieren verwendet wird, fest vorgegeben. Es ist nicht möglich, den Hardware-Layer dieses Rohlings zu ändern. Da der Rohling in allen Punkten dem Standard entspricht, ist der Verstoß gegen den Hardware-Layer des Standards auf der Kopie nicht vorhanden. Eine sichere Unterscheidung zwischen Original und Kopie ist somit sichergestellt.
Weiter Möglichkeiten, die alternativ oder ergänzend zu dem oben Geschilderten Verwendung finden sind:
• eine nur lokal umgekehrte Drehrichtung der CD, d.h. für bestimmte Datenbereiche wird die CD in umgekehrter Drehrichtung betrieben, und/oder
• eine Veränderung der Bahngeschwindigkeit der Aufzeichnung, d.h. ein schnelleres oder langsameres Drehen der CD, entweder insgesamt oder für bestimmte Datenbereiche, und/oder
• das Vorsehen eines Lochs in den Datenträger, welches über eine Zusatzhardware im Laufwerk abgefragt wird, und/oder
• eine Veränderung der Geometrie der CD, beispielsweise deren Durchmesser oder Dicke, was ebenfalls über eine Zusatzhardware abfragbar ist, und/oder
• eine Bedruckung der Datenseite und/oder der Läbelseite des Datenträgers, welches im Falle der Bedruckung auf der Labelseite über eine Zusatzhardware, im Falle der Bedruckung auf der Datenseite auch ohne Zusatzhardware abgefragt wird, und/oder
• eine Änderung des Spuräbstands ganzheitlich oder lokal auf einen nicht spezifischen Wert, ebenso die Fokusebene, und/oder
• eine ganzheitlich oder lokale Veränderung der Reflexionseigenschaften der CD auf einen nicht spezifizierten Wert, was durch Auswerten der Amplitude des Signals des Abtastkopfes erkannt werden, und/oder
• eine nicht standardgemäße Codierung der Daten auf der CD .
All diese Maßnahmen tragen wirksam zum Kopierschutz bei, da wenigstens ein Merkmal des Hardware-Layers des Standards verletzt wird. Die oben dargestellten Maßnahmen werden entweder einzeln oder in beliebiger Kombination zur Verbesserung des Kopierschutzes des Datenträgers durchgeführt.