条件接收系统的安全防护罩——数字电视条件接收系统的加密技术.pdf

一362一 第田届京、津、沪、渝反会国城市有线电视技术研讨会论文集 条件接收系统的安全防护罩 ——数字电视条件接收系统的加密技术 中国传媒大学邵桦秦勇许帮保 摘要：艟着数字电视技术的发展．条件接收系统日渐成为人们关注的焦点．因而它的安全性也不容忽视。本文在介绍数宇电视 条件接收系统基本概念的基础上．着重对条件接收系统的加密技术做了一下具体的介绍，包括对主流加密算法的介绍殛其在条件 接收系统中的应用．并对加密算法的台理选用做了一些分析。 关键词：条件接收加密算法对称密码系统非对称密码系统 1 引 言 计算机、网络通信和多媒体技术的发展，给广播电视带来了新的机遇，在数字广播电视网上，不仅能够实现 传统的广播电视业务，还可以衍生出多种崭新的增值业务，如高速互联网接入、电视会议、可视电话、视频点播、 按次付费、软件下载、网络游戏等。为了确保这些新业务的实现，不仅需要有一个安全可控的综合管理业务平 Access 台，还要有一个安全开放的条件接收系统，简称为cAs(CondiⅡon8l 广播电视业务的系统，其基本目的是保障业务提供商、广播者的利益，能通过授权控制和管理实现广播电视系 统的有偿服务。 而说到有偿服务，我们自然会考虑到安全性问题。广播电视传输网络是点向面的，任何人都有可能对网络 传输的数据进行研究分析，存在很大的安全问题，为了不使未授权用户非法窃取业务，需要对部分业务进行加 扰和加密，只有交了钱的合法用户才能得到密钥，对加扰后的业务进行解扰，从而能够正常享受业务，而未授权 用户由于没有得到合法的密钥，即使窃取了业务，也不能对其进行解扰，看到的只是加扰后的杂乱无章的电视 信号。然而，对“计算机黑客”们而言，加扰部分因为代价太高，所以并不是最薄弱的部分，加密部分才是CAS的 弱点。 那么，CAS的加密技术基本原理是什么，它有哪些有效的加密算法，如何合理地选取加密算法才能更有效 的保障系统的安全，这些就是本论文要重点论述的地方。 2条件接收系统的基本概念 我们首先来了解一下什么是条件接收系统。条件接收系统是数字广播电视实行收费所必须采用的系统，可 以分为三个层次：加扰／解扰层；控制层；管理层。下面重点介绍一下整个系统的原理和实现流程。 控制加扰器，对来自复用器的MPEG-2传送流进行加扰，即对视频、音频或辅助数据加以一定的处理，形成杂乱 无章的信号，只有在用户端经过解扰。才能恢复原始信号。对黑客而言，只要掌握了这个控制字，就可以解扰了。 为了使黑客不容易掌握控制字，要使控制字经常变动，一般几秒钟变一次，这样，即使破译了一个控制字也只有 几秒钟的有效期。发送端可以利用业务密钥SK(Serviee Control Distribute Comrol Key)对业务密钥SK加密，形成授权管理信息EMM(EntitlementMessage)传给用户。在接收 出授权管理信息ECM中的控制字CW，从而实现解扰。 第日届京、津、沪、渝及全国城市有线电视技术研讨会论文集 -363一 控制信息ECM加密；(3)利用个人分配密钥PDK对授权管理信息EMM加密。 3主要的加密算法 在讲加密算法之前首先要明确一下加密和加扰。CAS中有加密，也有加扰，那么两者有什么区别呢?加扰就 是在发送端通过伪随机码发生器产生的伪随机码和原始数据做XOR运算，从而得到加扰后的视频和音频，它 改变了被传送的信号的某些特征。而加密则是用来在发送端提供一个加密信息，使得被授权的用户端解扰器能 以此来对数据解密，从而有权对信号进行解扰。 信息的加密和解密是信息处理的一种特殊形式。数字加密技术的基本原理是把信息数据序列(明文)与一 个密钥序列K进行加密变换，输出即为加密后的信息序列(密文)： f(明文+密钥)=密文 其中，f是加密算法函数，明文、密文和密钥均为二进制序列。对加密算法要求一是不能轻易地被破译，二是 解密算法运行的时间不应太长，控制字