HDCP高清晰度數(shù)字電視內(nèi)容保護協(xié)議分析
提要：隨著數(shù)字電視的發(fā)展,無壓縮的寬帶數(shù)字內(nèi)容保護技術(shù)的需求與日俱增,本文詳細介紹了當前主流的高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護（HDCP)協(xié)議。HDCP協(xié)議分3個認證過程,第一步是設備合法性認證,每個設備都有一個由40個56位設備私有密鑰組成的設備私有密鑰集以及密碼選擇向量。設備合法性認證是在內(nèi)容提供者和接收者之間交換密碼選擇向量后計算并驗證完成。第二步是中繼認證,HDCP系統(tǒng)允許組建不超過128個節(jié)點的樹狀拓撲網(wǎng)絡,網(wǎng)絡層次不能超過7層。第三步是加密傳輸,只有在設備合法性認證通過后才進入此步驟。加密傳輸開始于設備合法性認證通過后的第一個視頻幀之前的場消隱期,HDCP加密機為每個像素實時產(chǎn)生與設備密碼選擇向量相關的24位偽隨機碼流,與原始24位視頻數(shù)據(jù)按位異或后進入最小化傳輸差分信號（TMDS）編碼器,開始傳送視頻數(shù)據(jù)。
關鍵詞：數(shù)字電視;內(nèi)容保護;HDCP
引言
隨著人們追求更高的娛樂享受和高清晰度數(shù)字電視(HDTV)的發(fā)展,傳統(tǒng)的模擬視頻接口,例如復合視頻全信號（CVBS）和亮色分離（S-Video）等已經(jīng)不能滿足數(shù)字視頻寬帶傳輸?shù)男枰?1080i@50Hz制式下的分量視頻數(shù)據(jù)無損傳輸每路需要的數(shù)據(jù)碼率接近600Mbps,因此寬帶視頻以及多媒體接口被開發(fā)出來。例如,數(shù)字視頻接口（DVI,Digital Visual Interface)和高清晰度多媒體接口（HDMI,High-Definition Multimedia Interface)。過去模擬方式的視頻和錄音磁帶都會因為拷貝而導致產(chǎn)品質(zhì)量退化,因此正版產(chǎn)品在質(zhì)量上總能保證比**產(chǎn)品更加優(yōu)越,尤其是與多次復制的復版磁帶相比。但由于數(shù)字音視頻采用01比特保存內(nèi)容,可以以任何數(shù)字文件格式完好無損地被拷貝,欣賞起來幾乎與最原始源文件沒有任何區(qū)別,因此極易造成不可控的**連續(xù)拷貝行為。當娛樂媒體沒有被付費后,將導致合理購買它的價格上漲,甚至更糟糕的是,導致生產(chǎn)這些媒體資源的利潤將達不到足夠吸引商業(yè)投資的可能,以至于生產(chǎn)商由于利潤的縮小而不再生產(chǎn)娛樂媒體產(chǎn)品。
事實上,好萊塢等數(shù)字電影和數(shù)字電視內(nèi)容提供商一直在向相關部門施加巨大壓力,要求打擊在網(wǎng)絡上開展付費視頻服務和DVD下載的網(wǎng)站。因此,寬帶傳輸高附加值數(shù)字內(nèi)容的保護問題顯得越來越重要。在此背景下,拷貝保護技術(shù)工作組(CPTWG,Copy Protection Technical Working Group)的5個成員公司Intel、日立、松下、索尼和東芝(以上5家公司也被非正式地稱為“5C”)發(fā)起成立了數(shù)字傳輸內(nèi)容保護(DTCP,Digital Transmission Content Protection)規(guī)范委員會。2004年8月,在廣播電影電視行業(yè)的強大壓力下,美國聯(lián)邦通信委員會(FCC,Federal Communications Commission)批準了13項技術(shù),在數(shù)字電視接收裝置中實施廣播標志,來提醒擁有適當權(quán)限的設備去限制互聯(lián)網(wǎng)上的未授權(quán)節(jié)目轉(zhuǎn)發(fā)。DTCP是被批準的也是唯一一項公開提供的輸出保護技術(shù)。
目前獲得DTCP認證的技術(shù)只有兩個：(1)高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護（HDCP,High-Bandwidth Digital Content Protection),由Silicon Image公司委托的數(shù)字內(nèi)容保護有限責任公司（DCPLLC）負責發(fā)放許可。(2)Windows Media數(shù)字權(quán)限管理（DRM,Digital Rights Management)10或更高版本(只獲得了DTCP臨時性授權(quán)),由微軟公司發(fā)放許可[6]。其中的HDCP是真正能夠提供物理層端到端的數(shù)字音視頻無損傳輸過程中內(nèi)容保護的協(xié)議,本文將對最新推出的HDCP(1.2版本)作詳細介紹。
HDCP協(xié)議概要
