數(shù)字娛樂 新員工培訓 加擾以及加擾原理膠片V10

加擾以及加擾原理本膠片簡單引見了CA系統(tǒng)任務(wù)的根本原理，用于指點了解和學習CA系統(tǒng)。前言第1章CA系統(tǒng)概述第2章加密根底知識第3章條件接納系統(tǒng)原理第4章條件接納系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)容引見業(yè)務(wù)生成系統(tǒng)業(yè)務(wù)受理系統(tǒng)CA用戶管理系統(tǒng)用戶集成CA的STB加擾器矩陣設(shè)備管理系統(tǒng)HFC編碼器矩陣復用器矩陣QAM矩陣節(jié)目管理系統(tǒng)節(jié)目傳輸網(wǎng)數(shù)字節(jié)目庫適配器矩陣IP雙向鏈路CAS組網(wǎng)引見通常條件接納系統(tǒng)是一個綜合性系統(tǒng)：涉及到多種技術(shù)，包括：加密技術(shù)、加擾技術(shù)、智能卡技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、接納技術(shù)，此外還涉及到用戶管理、節(jié)目管理、收費管理等運營支撐系統(tǒng)相關(guān)的各種技術(shù)。CA(ConditionalAccess)條件接納系統(tǒng)就是為了商業(yè)目的而對某些廣播條件下的效力實施接入控制，決議一個數(shù)字接納設(shè)備能否將特定的廣播節(jié)目展現(xiàn)給最終用戶的系統(tǒng)。保證只需獲得授權(quán)的用戶才干收看到所選擇的加密廣播節(jié)目，未獲得授權(quán)者收看不到加密節(jié)目。數(shù)字電視的運營需求進展有效收費保證交費用戶能正常收看電視節(jié)目的同時，限制非法用戶的盜看需求一個身份識別系統(tǒng)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)仍采用模擬電視的HFC網(wǎng)絡(luò)HFC是一個單向網(wǎng)絡(luò)，用戶無法向廣電提供身份信息概略模擬電視的CA系統(tǒng)全頻段加擾和頻道加擾，原理破壞程度和垂直同步信號，缺陷對信號產(chǎn)生損傷，圖像質(zhì)量下降。數(shù)字嵌入式的CA系統(tǒng)當前數(shù)字電視主要加擾方式。特點是一體化設(shè)計細想，解密和解擾模塊與TS流解復用，音/視頻解碼器都集成在機頂盒上。缺陷改換機頂盒?？煞謩e式的CA系統(tǒng)CA控制模塊從機頂盒中獨立出來，支持多密任務(wù)方式技術(shù)開展歷程CW：ControlWord，控制字SK：ServiceKey，業(yè)務(wù)密鑰ECM：EntitlementControlMessage，授權(quán)控制信息。PDK：PersonalDataKey，個人密匙EMM：EntitlementManagementMessage，授權(quán)管理信息AC：AccessCriteria訪問準那么PSI：ProgramSpecificInformation，節(jié)目特殊信息SI：ServiceInformation，效力信息TS：TransportStream，傳輸流PES：PackageElementStream，打包的原始流SMS：SubscriberManagementSystem，訂戶管理系統(tǒng)MUX/SCR:復用器/加繞器常用縮略語內(nèi)容引見第1章CA系統(tǒng)概述第2章加密根底知識第3章條件接納系統(tǒng)原理第4章條件接納系統(tǒng)架構(gòu)RSA公鑰加密算法原理RSA公鑰加密算法基于大整數(shù)因式分解困難這樣的現(xiàn)實。選擇兩個素數(shù)p，q?！财胀╬,q選擇很大的數(shù)〕然后計算z=p*qf=(p-1)(q-1)選擇一個n，使gcd(n,f)=1〔gcd代表greatestcommondivider,普通n也選擇一個素數(shù)〕，n和z就作為公鑰。選擇一個s,0<s<f,滿足n*s%f=1，s就作為私鑰。特點：非對稱算法RSADES原理DES算法的入口參數(shù)有三個：Key、Data、Mode。其中Key為8個字節(jié)共64位，是DES算法的任務(wù)密匙；Data也為8個字節(jié)64位，是要被加密或被解密的數(shù)據(jù)；Mode為DES的任務(wù)方式，有兩種：加密或解密。DES任務(wù)方式：如Mode為加密，那么用Key去把數(shù)據(jù)Data進行加密，生成Data的密碼方式〔64位〕作為DES的輸出結(jié)果；如Mode為解密，那么用Key去把密碼方式的數(shù)據(jù)Data解密，復原為Data的明碼方式〔64位〕作為DES的輸出結(jié)果。特點：對稱算法DES加密算法比較對稱密鑰非對稱密鑰實例DES，3DESRSA密鑰產(chǎn)生秘密密鑰，完全隨機，經(jīng)常更新利用一個隨機大數(shù)產(chǎn)生公私鑰對，私鑰一般不離開卡密鑰長度56bit384、512、1024bit特點計算簡單，速度快計算復雜，速度相對慢密鑰發(fā)送密鑰分發(fā)保密可以公開傳遞公鑰安全性密鑰為一定長度的隨機數(shù)，既用于加密也用于解密，密鑰要隨密文一起傳給接受方。所以密鑰在傳輸?shù)倪^程中不安全依靠密鑰的保密，幾個小時即可破密有公私鑰之分，兩者均可用于加解密。發(fā)送方和接受方各持有公私密鑰中的一種。依靠密鑰長度和私鑰的保護，包括物理和邏輯的應(yīng)用適合大量數(shù)據(jù)加密適合身份認證，電子商務(wù)，加密密鑰進行發(fā)送內(nèi)容引見第1章CA系統(tǒng)概述第2章加密根底知識第3章條件接納系統(tǒng)原理第4章條件接納系統(tǒng)架構(gòu)PESHeaderPESDataTS_HTS_AFTS_HTS_AFTS_HTS_AFTS_HTS_AFTS級加擾：完好的PES〔包括PES頭信息〕數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換為假設(shè)干個TS包，然后對屬于同一個PES數(shù)據(jù)的多個TS包中的有效載數(shù)據(jù)做加擾。TS級加擾PES級加擾：僅對PES的負荷包中的有效負載數(shù)據(jù)做加擾，然后分別放入多個TS的數(shù)據(jù)中進展數(shù)據(jù)傳輸。其中PES_H部分放入TS順應(yīng)字段中不做加擾。PES級加擾碼流被加擾之后，必需得到CW之后才干進展解擾。在傳送中，假設(shè)CW是明文傳送，那么非常容易被破解，因此提出了需求對CW進展加密，傳送密文信息，而不直接傳送明文。CW：ControlWord控制字ECM：EntitlementControlMessage，授權(quán)控制信息。EMM：EntitlementManagementMessage，授權(quán)管理信息SK：ServiceKey業(yè)務(wù)密鑰PDK：PersonalDataKey個人密匙加擾概述條件接納原理加擾TSTS’解擾TS’TSCWCW第一層：碼流加擾加擾過程是在發(fā)送端用一個偽隨機序列〔稱為控制字，CW〕對復用后的TS流進展實時擾亂控制。接納端必需獲得CW，再次對碼流進展位運算才干將碼流復原只需授權(quán)用戶才干獲取CW，才干對碼流進展解擾如何嚴密傳輸CW？如何使只需授權(quán)用戶才干獲取CW呢？發(fā)送端接納端條件接納原理加擾TSTS’解擾TS’TSCWCW第二層：訪問控制〔CW加密〕發(fā)送端：采用SK〔加密密鑰〕對CW進展加密，傳輸加密后的數(shù)據(jù)〔ECM〕接納端：必需先獲取SK，然后運用SK對ECM進展解密，得到CW如何保證只需授權(quán)用戶才干得到SK？發(fā)送端接納端加擾CWECM解擾ECMCWSKSK條件接納原理加擾TSTS’解擾TS’TSCWCW第三層：授權(quán)管理〔SK加密〕發(fā)送端接納端加密CWGECM解密ECMSK加密SKEMM解密EMMPDKPDKCW條件接納原理第三層：授權(quán)管理〔SK加密〕每一授權(quán)用戶將獲得一張IC卡，在卡內(nèi)保管有一個或多個PDK〔個人密鑰〕，在發(fā)送端運用PDK對SK進展加密，生成數(shù)據(jù)以EMM的方式打包進碼流中。這樣保證只需擁用該PDK的用戶才干解密得到SK。發(fā)送端接納端加密SKEMM解密EMMPDKPDKSK條件接納原理加擾TSTS’解擾TS’TSCW發(fā)送端接納端加密CWECM解密ECMSKSK加密EMM解密EMMPDKPDK加擾器機頂盒CASMARTCARDCWG條件接納原理加擾TSTS’解擾TS’TSCW發(fā)送端接納端加密CWECM2ECM1SK2SK1SK1EMM2解密EMM1PDK2PDK1加擾器機頂盒加密SK1ECM1加密加密PDK1SK2EMM1CA1CA2解密解密解密PDK2ECM2EMM2SK2IC2IC1條件接納原理CW變化周期5～20秒抗攻擊；保證終端開機瞬時同步。CW是隨機序列發(fā)生器的初始字，因此CW變化的頻率必需很頻繁，以便保證終端可以即時獲得初始字，產(chǎn)生和前端同步的隨機序列進展解擾SK及變化周期較緩慢減少CA的控制信息的數(shù)據(jù)量。由于要把密鑰信息發(fā)給一切授權(quán)用戶，因此假設(shè)直接發(fā)送CW那么數(shù)據(jù)量很大，因此用緩慢變化的SK加密CW，再把SK發(fā)給每個用戶，可以顯著減少數(shù)據(jù)量，比如SK每月變化一次，那么可以減少約6個數(shù)量級的數(shù)據(jù)。分組即使存在SK，但為了保證每個開機用戶在短時間內(nèi)獲得SK，就要求對一切用戶遍歷輪循廣播SK的時間不能太長，普通約幾個小時，假設(shè)對大量用戶輪循SK的數(shù)據(jù)量還是比較大，因此采用分組，每256人一組，可以減少約2個數(shù)量級數(shù)據(jù)。PDK保證密鑰〔SK〕只發(fā)給授權(quán)用戶。第1章CA系統(tǒng)概述第2章加密根底知識第3章條件接納系統(tǒng)原理第4章條件接納系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)容引見復用／加擾器CAS條件接納系統(tǒng)架構(gòu)MUXSCRCWGSCSECMGEMMGSMSCW/ACECMsECMsCWEMMsTSCWSCS 同密同步器 MUX 復用器SCR 加擾器 CWG 控制字生成器ECMG 授權(quán)控制信息生成器 EMMG 授權(quán)管理信息生成器SMS 訂戶管理系統(tǒng) AC 訪問準那么TS流TCP/IP內(nèi)部通訊SMSInterfaceServiceManagerConfigurationManagerCASECMG生成ECMEMMG生成EMM加密機加密CW和SK數(shù)據(jù)庫保管個人數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)復用加擾器復用器MUX,復用輸入的視頻流，音頻流和SI數(shù)據(jù)流等多路碼流為一路碼流輸出控制字發(fā)生器CWG同密同步器SCS加擾器SCRSMSCA接口信息處置訂戶信息管理產(chǎn)品信息管理授權(quán)信息管理前端組件條件接納系統(tǒng)架構(gòu)ECMCWG生成CW并提交給SCSSCS將CW和AC打包到CW_Provision音訊中，并發(fā)送給ECMGECMG接納到CW_Provision音訊后，從中取出CW和AC信息，并用當前的SK加密CW，并附上AC信息組成相應(yīng)的ECM數(shù)據(jù)，并以ECM_datagram音訊發(fā)送給SCSSCS從ECM_datagram中解出ECMPkt，將之插入碼流中EMMEMMG從數(shù)據(jù)庫中讀取某用戶IC卡的PDK和所訂閱的產(chǎn)品信息，用PDK對相應(yīng)產(chǎn)品的SK進展加密生成EMM數(shù)據(jù)，以data_provision音訊的方式發(fā)送給MUXMUX接納到data_provision音訊后，將之分解成EMMPkt插入到碼流中1CWG生成CW并提交給SCS2SCS將CW和AC打包到CW_Provision音訊中，并發(fā)送給ECMG3ECMG接納到CW_Provision音訊后，從中取出CW和AC信息，并用當前的SK加密CW，并附上AC信息組成相