數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)技術及智能卡機卡分離技術的研究.pdf

1、眾所周知，從模擬電視到數(shù)字電視的過渡是我國廣播電視行業(yè)必然的發(fā)展趨勢。模擬電視用戶可以購買新的數(shù)字電視接收機或機頂盒接收數(shù)字電視，其中機項盆是多數(shù)老百姓的主要選擇。條件接收系統(tǒng)作為數(shù)字電視技術中的核心設備，通過對所播出的節(jié)目進行加擾，管理和控制用戶收視的權限，保障了節(jié)目供應商和運營商的利益，也為發(fā)展新的增值服務提供了一個安全可控的綜合管理業(yè)務平臺。然而，目前國內開通數(shù)字電視試用方案的“機項盒”和“條件接收系統(tǒng)”機卡綁定產(chǎn)品體系結構，形成

2、了運營商選擇條件接收系統(tǒng)產(chǎn)品、終端制造商接運營商訂單為其定制生產(chǎn)、運營商壟斷銷售機頂盒的畸形產(chǎn)業(yè)格局。 針對機卡綁定的種種弊端，信息產(chǎn)業(yè)部及時提出“機卡分離”的產(chǎn)業(yè)技術政策，并作為“電子發(fā)展基金”項目招標，支持機卡分離產(chǎn)品的研究開發(fā)，意在為機頂盒制造商解決規(guī)模生產(chǎn)的外部瓶頸和給機頂盒用戶帶來實惠，梳通廣電運營商、家電企業(yè)和CA廠商之間的產(chǎn)業(yè)鏈關系。 本文結合作者參與信產(chǎn)部電子發(fā)展基金項目“智能卡機卡分離系統(tǒng)”的研發(fā)工作，

3、全面研究了智能卡機卡分離條件接收系統(tǒng)解決方案中的關鍵技術問題，全文的內容安排和研究成果為： 首先，分析數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的基本原理和核心技術。從現(xiàn)有條件接收系統(tǒng)的工作原理、一般實現(xiàn)架構、接收端條件接收系統(tǒng)內核功能及工作機制、條件接收系統(tǒng)的同步技術幾個方面剖析條件接收系統(tǒng)，實現(xiàn)了一套條件接收前端系統(tǒng)的軟件仿真試驗平臺?；谝陨蠈A的剖析以及與CA廠商的實際討論結果，明確定義智能卡機卡分離的前提條件和衡量標準，為智能卡機卡分離方

4、案奠定技術上的可行性基礎。 其次，基于實現(xiàn)的條件接收軟件仿真平臺，對條件接收技術的用戶授權管理和利用MPEG2編碼特性的加擾技術進行研究。通過對已有的密鑰分配機制進行學習分析，基于D.Naor滿二叉樹的“完備子集法”和“子集差分法”兩種子集覆蓋算法，提出一種改進的條件接收系統(tǒng)四級密鑰分配機制，新機制有效地減少密鑰更新需要占用的數(shù)據(jù)帶寬。 進一步對DVB、ATSC、IPCA加擾算法的實現(xiàn)進行分析，著重研究利用MPEG2視頻

5、壓縮編碼特性的透明加擾算法，提出一種支持碼率下變換的透明加擾系統(tǒng)結構，并給出參考算法對透明加擾效果進行主客觀比較。 接著，詳細闡明智能卡機卡分離總體設計方案和系統(tǒng)架構，并對所有關鍵技術的應用背景、研究內容進行詳細論述，智能卡機卡分離的關鍵技術具體包括機卡分離通信協(xié)議、虛擬消息濾波機制、機卡認證機制和安全通道機制。針對機卡分離插件的安全機制，提出了基于“離散對數(shù)機制”和“基于橢圓曲線”的兩套完整的安全協(xié)議實現(xiàn)機卡認證、安全通道和機

6、卡配對的功能，并對它們進行了安全分析。最后，描述了智能卡機卡分離接收機和智能卡的實現(xiàn)；為更加充分發(fā)揮機卡分離對我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用和運營商的實際市場需求，結合目前廣電部門推行的中央地方兩級CA模式，提出“多服務供應商+單一網(wǎng)絡運營商+一張機卡分離智能卡”的新型業(yè)務模式并給出實現(xiàn)方案。 綜上所述，智能卡機卡分離方案是一種新的“一卡”通用條件接收系統(tǒng)解決方案，與現(xiàn)有的私有智能卡條件接收子系統(tǒng)相比，它在開放型、安全性和易升級

7、維護性上具有明顯的優(yōu)勢。同時，它的成本也大大低于PC卡條件接收子系統(tǒng)使用的PC卡費用。 對機頂盒制造商，智能卡機卡分離解決了因為一款機頂盒通常只綁定一個CA系統(tǒng)造成的生產(chǎn)瓶頸，制造商大量生產(chǎn)基本功能的機項盒產(chǎn)品，而不需要獲得CA公司的授權。 對運營商而言，一個明顯的好處就是它可以較方便地更換加密付費電視采用的CA系統(tǒng)，或者便利地升級已使用的CA系統(tǒng)，這些完全在他的掌握之中。 廣大消費者可以受益于機頂盒大規(guī)模生產(chǎn)，