Механизм согласования приемника с модулем защиты

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к системе управления передачей информации между приемником и модулем защиты, в особенности для системы платного телевидения, а также к способу управления передачей скремблированной информации. Уровень техники В системе платного телевидения система дескремблирования состоит из приемника и модуля защиты. Этот модуль может быть съемным или несъемным. Приемник предназначен для дескремблирования получаемых сигналов. Модуль защиты предназначен, в основном, для управления работой путем контроля (верификации) разрешения на дескремблирование и, при необходимости, обеспечения информации, требуемой для функционирования модуля защиты,например предоставления векторов дескремблирования, называемых также управляющими словами. В известных системах используются приемники, которые запрашивают свои модули защиты, а последние отвечают путем предоставления информации, необходимой для дескремблирования. Каждый раз в определенное время одной и той же транслируемой передачи все модули защиты предоставляют в ответ на запрос одну и ту же информацию. Поскольку обмен информацией между модулем защиты и приемником идет с низкой скоростью (примерно от 20 до 30 байт/с), пираты могут использовать эту информацию для ее публичного распространения, например, через Интернет. Такая система описана в статье DVDCommunication Engineering Journal", February 1997). Описана стандартизованная система для дескремблирования аудио- и видео потоков,передаваемых различными провайдерами услуг. Модуль защиты, называемый ОД (обусловленный доступ), предоставляет управляющие слова(УС). Этот модуль может дополнительно использовать смарт-карту (СК) в качестве дескремблера. Как только информация дескремблирована в модуле ОД, управляющие слова УС возвращаются в декодер для получения декодированной информации. В предшествующей публикации ConditionalEnabled System for General Purpose Data Channels,"ВВС Research and Development Report"10,01.08.1988, описан независимый модуль (модуль обусловленного доступа), функцией которого является получение и декодирование информации, необходимой для дескремблирования. Модуль располагает идентифицирующими систему ключами и предоставляет управляющие слова, необходимые для дескремблирования видеопередач. В модуле этого типа, как только 2 управляющие слова декодированы, они направляются в декодированном виде в дескремблер. В этом случае возникает проблема, каким образом обеспечить взаимную зависимость приемника и модуля защиты с тем, чтобы данный модуль защиты мог использоваться только с тем приемником, для которого он предназначен; информационный поток между модулем защиты и приемником был уникальным. Эта уникальность должна препятствовать открытой трансляции этого потока информации в случае,когда другие приемники работают без модуля защиты, предусмотренного для этой цели. Сущность изобретения Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в решении указанной проблемы путем использования, по меньшей мере, одного ключа шифрования,идентифицирующего данный приемник. Этот ключ или ключи называются ключами согласования. По меньшей мере, один из ключей является уникальным для каждого приемника. Этот ключ или ключи записывают в энергонезависимое ЗУ приемника либо на этапе его изготовления, либо на последующем этапе. К этому ключу или ключам нет никаких средств наружного доступа. Одним из возможных средств программного ввода данного ключа в модуль защиты является применение центральной информационной системы, которая управляет группой приемников и может включить в поток телепередачи информацию для программного ввода данного ключа в секретное энергонезависимое ЗУ модуля защиты. Разумеется, форматирование этой процедуры держится в секрете. При передаче информации конфиденциального характера и/или информации, необходимой для функционирования системы, от модуля защиты к приемнику (в стандартном случае передаются управляющие слова, но может передаваться также и другая информация) модуль защиты кодирует эту информацию, используя один или несколько уникальных ключей согласования, которые являются общими только для единственной пары приемник/модуль защиты. Способ кодирования (шифрования) может быть любым известным при условии, что он известен модулю защиты, а приемнику известен соответствующий способ декодирования. Как только данная информация получена приемником, она декодируется данным приемником с использованием известного способа декодирования и ключа согласования, записанного в его энергонезависимом ЗУ. Теперь информация декодирована и может использоваться приемником. В соответствии с этим согласно изобретению предлагается система управления передачей информации между приемником и модулем защиты, в особенности для платного телевиде 3 ния, в которой передаваемая информация кодируется и декодируется с помощью, по меньшей мере, одного уникального ключа шифрования,записанного, с одной стороны, в приемнике и, с другой стороны, в модуле защиты. Изобретение относится также к системе дескремблирования скремблированной информации и к системе платного телевидения, содержащей систему управления передачей. Кроме того, предметом изобретения является способ управления передачей информации между приемником и модулем защиты, в особенности для платного телевидения. Способ отличается тем, что, с одной стороны, в приемнике и, с другой стороны, в средствах защиты записывают в память, по меньшей мере, один уникальный ключ шифрования и информацию,передаваемую между приемником и средствами защиты, кодируют и декодируют с помощью, по меньшей мере, одного из указанных уникальных ключей шифрования. Такое решение по изобретению обеспечивает решение поставленных задач следующим образом. Если модуль защиты ввести в другой приемник, а не в тот, с которым согласован данный модуль защиты, то он будет передавать на этот другой приемник поток конфиденциальной информации и/или информации, необходимой для функционирования системы, которая будет закодирована с помощью ключа шифрования, не совпадающего с ключом, используемым для декодирования. Таким образом, нельзя воспользоваться результатом данного действия. Передаваемый модулем защиты поток конфиденциальной информации и/или информации, необходимой для функционирования системы, не может быть распределен на несколько приемников. Успешно декодировать этот поток информации может только тот приемник, который согласован с картой, являющейся источником этой конфиденциальной и/или необходимой информации. Система может содержать механизм проверки (верификации) согласования. Центральная система информации может записать персональный номер приемника в модуль защиты,согласованный с этим приемником. Это может быть генерированный приемником случайный номер или просто его собственный серийный номер. В приемнике предусмотрены средства для свободной проверки записанного в модуле защиты номера и его сравнения с тем, что записан в его собственном энергонезависимом ЗУ. Такой механизм имеет преимущества в том, что в нем не производится обработка посторонней информации. Обычно результат кодирования и последующего декодирования другим ключом выглядит как случайный результат. Если этот результат не распознается как ложный и используется в том виде, как получен, это 4 может привести к повреждению приемника или подсоединенной к нему аппаратуры. Приемники определенного типа содержат съемный модуль дескремблирования (дескремблер). Этот модуль предназначен для выполнения ряда операций, в том числе операции дескремблирования получаемых сигналов. В такой системе конфиденциальная информация передается между съемным модулем защиты и съемным модулем дескремблирования. В данном случае описанный выше механизм кодирования сообщений связи между приемником и модулем защиты переносится в том же виде на связь между съемным модулем защиты и съемным модулем дескремблирования. Таким же образом описанный способ проверки согласования между модулем защиты и приемником переносится в том же виде на связь между съемным модулем защиты и съемным модулем дескремблирования. Далее дескремблированные сигналы передаются между съемным модулем дескремблирования и приемником. Описанный выше механизм кодирования сообщений вместе с механизмом проверки согласования между модулем защиты и приемником переносится в том же виде на связь между приемником и съемным модулем дескремблирования. Функции, выполняемые съемным модулем дескремблирования и съемным модулем защиты, могут выполняться единым модулем, называемым съемным модулем дескремблирования и защиты. В этом случае описанный выше механизм согласования переносится в том же виде на связь между съемным модулем дескремблирования и защиты и приемником. Во всех описанных выше случаях ключ или ключи согласования могут использоваться для кодирования в обратном направлении потока конфиденциальной информации и/или информации, необходимой для функционирования системы. Это производится изменением направления связи между аппаратами в парах: приемник и съемный модуль защиты; съемный модуль дескремблирования и съемный модуль защиты; приемник и съемный модуль дескремблирования; приемник и съемный модуль дескремблирования и защиты. Во всех случаях, когда ключ согласования является идентифицирующим для одного аппарата (приемника или съемного модуля), применяется один и тот же принцип использования одного ключа согласования, который является идентифицирующим для группы аппаратов (или нескольких таких ключей). Перечень фигур чертежей Варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где 5 фиг. 1 изображает схему с использованием приемника и съемного модуля защиты,фиг. 2 изображает схему с использованием приемника, съемного модуля дескремблирования и съемного модуля защиты,фиг. 3 изображает схему с использованием приемника и съемного модуля дескремблирования и защиты. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения В схеме по фиг. 1 приемник А получает поток скремблированной видеоинформации 1 от источника, такого как спутниковый приемник,или по кабелю. Этот поток видеоинформации порядка нескольких Мбит/с формируется в приемнике А и затем передается в управляющий блок В, в функцию которого входит дескремблирование и управление разрешением на доступ к скремблированной видеоинформации. Для этого управляющий блок В периодически запрашивает съемный модуль С защиты (канал 3),который отвечает ему потоком конфиденциальных данных или данных, необходимых для функционирования управляющего блока В (канал 4). Этот обмен происходит на низких скоростях и может легко обрабатываться микропроцессорами смарт-карт, имеющихся на рынке. Согласно изобретению съемный модуль С защиты имеет записанный в его энергонезависимом ЗУ, по меньшей мере, один ключ шифрования К, с помощью которого кодируются конфиденциальные данные и/или данные, необходимые для функционирования управляющего блока В, направляемые затем к приемнику А (по каналу 4). Этот ключ К является уникальным для приемника А и записан в съемном модуле С защиты, что обеспечивает уникальность потока информации 4 для данной схемы. Публичная трансляция этого потока информации 4 теперь совершенно бесполезна для других приемников,так как они не владеют таким же ключом К, так что поток информации для них абсолютно непонятен. С помощью потока информации 4 управляющий блок В может восстанавливать дескремблированный видеосигнал 2, который обрабатывается и передается в стандартной форме (PAL, SECAM, NTSC) на видеомонитор. В варианте изобретения используется кодирование такого же характера для информации 3, посылаемой съемному модулю С защиты,либо с помощью того же ключа К, либо с использованием другого ключа J, который является уникальным и идентифицирующим систему,которую образуют приемник А и модуль С защиты. Это существенно затрудняет любые попытки обнаружить ключ К в потоке информации 4. На фиг. 2 представлен вариант осуществления, в котором используется съемный модульD дескремблирования, который содержит встроенный управляющий блок В. В этом случае скремблированный видеопоток информации 1 6 формируется приемником А и передается в съемный модуль D дескремблирования. Описанный для схемы по фиг. 1 режим обмена между приемником А и съемным модулем С защиты здесь применим к диалогу между съемным модулем D дескремблирования и съемным модулем С защиты. Ключ К записан в секретной части съемного модуля D дескремблирования, а не в приемнике А. Таким образом, информация,передаваемая съемным модулем С защиты съемному модулю D дескремблирования, закодирована и не имеет ценности для другого съемного модуля D дескремблирования. Очевидно, что передаваемая приемнику А информация представляет собой поток дескремблированной информации 6, которым легко воспользоваться, например, для незаконного копирования. В одном из вариантов изобретения поток информации 6 кодируется в съемном дескремблирующем модуле D до передачи его в приемник А для дескремблирования с помощью декодирующего блока Е'. Эта операция выполняется с использованием ключа К', который характерен только для данной системы приемника А и съемного модуля D дескремблирования. Соответственно поток информации 6 больше не несет смыслового значения и может быть понят только приемником А, владеющим тем же ключом К'. В поток скремблированной видеоинформации 1 приемник А может вводить управляющую информацию, предназначенную для съемного модуля D дескремблирования. Для того чтобы эта информация не стала широко доступной и не приоткрыла двери для понимания механизма кодирования, информация кодируется кодирующим блоком Е для получения скремблированного потока видеоинформации 6, который содержит закодированную управляющую информацию. На фиг. 3 изображен вариант осуществления изобретения, в котором съемный модуль защиты С' встроен в съемный модуль F дескремблирования и защиты. Этот модуль предназначен для дескремблирования и управления разрешением на видеосигналы, получаемые приемником А. Согласно изобретению данный модуль содержит уникальный ключ шифрования, идентифицирующий приемник А и записанный в этом съемном модуле F дескремблирования и защиты. Таким же образом здесь дескремблированный видеопоток 6 кодируется с помощью указанного ключа и в этой форме передается приемнику А. Приемник А с помощью декодирующего блока Е' и того же уникального ключа производит восстановление декодированного видеосигнала. По аналогии с принципом действия схемы по фиг. 2 управляющая информация, содержащаяся в скремблированном потоке видеоинформации 1, может быть закодирована кодирующим блоком Е с помощью уникального ключа 7 перед его передачей в съемный модуль F дескремблирования и защиты. Во всех описанных примерах выполнения по фиг. 1-3 может производиться контроль согласования. В схеме по фиг. 1 приемник А записывает свой персональный номер, например серийный номер, в съемный модуль С защиты. Таким образом, приемник может в любой момент проверить, что съемный модуль С защиты действительно является тем, который предназначен для данного приемника. В примере выполнения по фиг. 2 контроль может производиться на двух уровнях: на первом уровне между съемным модулем D дескремблирования и съемным модулем С защиты и на втором уровне между съемным модулем D дескремблирования и приемником А. Этот второй уровень особенно важен, если дескремблированный поток информации 6 передается на приемник А в закодированном виде. В решении по фиг. 3 согласование контролируется между приемником А и съемным модулем F дескремблирования и защиты. В одном из примеров осуществления изобретения приемник А представляет собойMPEG декодер, использующий управляющие слова (информацию, необходимую для дескремблирования сигнала) для дескремблирования видеосигнала. Эти управляющие слова предоставляются съемным модулем С защиты. Данный модуль, например смарт-карта, содержит энергонезависимое ЗУ для их хранения. В одном из примеров осуществления изобретения съемный модуль D дескремблирования представляет собой карту типа PCMCIA,которая содержит MPEG декодер (управляющий блок В). В одном из примеров осуществления изобретения съемный модуль F дескремблирования и защиты выполнен в виде смарт-карты, которая содержит MPEG декодер и модуль С защиты. В одном из примеров осуществления изобретения уникальный ключ шифрования К является общим для группы приемников. Эта возможность представляет интерес, например, для учебного заведения, располагающего несколькими приемниками и одним съемным модулем защиты, который может использоваться по мере необходимости. Таким же образом несколько съемных модулей защиты могут содержать один и тот же ключ шифрования для применения с любым из приемников группы. В этом случае контроль согласования проводится с помощью числа, которое состоит из двух частей, одно из них идентифицирует группу, а другое - конкретный приемник. При этом персональный номер учитывается при контроле согласования,который проводится не только по групповой части числа. 8 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система приема платного телевидения,содержащая приемник (А), подсоединенный к средствам (С, D, F) защиты, причем указанный приемник (А) получает информацию дескремблирования от средств (С, D, F) защиты, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть информации (4, 6), передаваемой от средств (С, D,F) защиты к приемнику (А), закодирована с помощью уникального для приемника (А) ключа шифрования. 2. Система приема платного телевидения по п.1, отличающаяся тем, что уникальный ключ шифрования является общим для группы приемников. 3. Система приема платного телевидения по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть информации (3, 5), передаваемой от приемника (А) к средствам (С, D, F) защиты, закодирована с помощью уникального ключа шифрования. 4. Система приема платного телевидения по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что приемник (А) имеет персональный номер, который может быть записан в средствах (С, D, F) защиты, при этом указанный приемник (А) имеет возможность проверки в любой момент соответствия этого персонального номера, записанного в указанных средствах (С, D, F) защиты. 5. Система приема платного телевидения по п.4, отличающаяся тем, что указанный персональный номер содержит часть, идентифицирующую группу приемников, и часть, идентифицирующую сам приемник, а проверка соответствия согласования выполняется по части,идентифицирующей группу приемников. 6. Система приема платного телевидения по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что приемник (А) содержит управляющий блок (В),а средства защиты выполнены в виде съемного модуля (С) защиты, в котором записана конфиденциальная или необходимая для функционирования управляющего блока (В) информация(4). 7. Система приема платного телевидения по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что средства защиты содержат съемный модуль (F) дескремблирования и защиты, который содержит управляющий блок (В) и блок (С') защиты,выполняющие функции дескремблирования и разрешения на получение видеоинформации. 8. Система приема платного телевидения,содержащая приемник (А), подсоединенный к средствам (С, D, F) защиты, причем указанный приемник (А) получает информацию дескремблирования от средств (С, D, F) защиты, отличающаяся тем, что указанные средства защиты содержат съемный модуль (С) защиты и съемный модуль (D) дескремблирования, включающий управляющий блок (В), при этом, по меньшей мере, часть конфиденциальной или необхо 9 димой для функционирования управляющего блока (В) информации (4) кодируется съемным модулем (С) защиты с помощью уникального ключа шифрования до передачи на съемный модуль (D) дескремблирования. 9. Система приема платного телевидения по п.8, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть информации (3), передаваемой от съемного модуля (D) дескремблирования к модулю (С) защиты, закодирована с помощью уникального ключа шифрования. 10. Система приема платного телевидения по п.8 или 9, отличающаяся тем, что съемный модуль (D) дескремблирования содержит персональный номер, который может быть записан в съемном модуле (С) защиты, при этом указанный съемный модуль (D) дескремблирования имеет возможность проверки в любой момент соответствия этого персонального номера, записанного в указанном съемном модуле (C) защиты. 11. Система приема платного телевидения по п.10, отличающаяся тем, что указанный персональный номер содержит часть, идентифицирующую группу съемных модулей (D) дескремблирования, и часть, идентифицирующую сам съемный модуль (D) дескремблирования, а проверка соответствия согласования выполняется по части, идентифицирующей группу съемных модулей (D) дескремблирования. 12. Система приема платного телевидения по любому из пп.9-11, отличающаяся тем, что,по меньшей мере, часть информации (5), передаваемой от приемника (А) на съемный модуль(D) дескремблирования, закодирована с помощью уникального ключа шифрования. 13. Система приема платного телевидения по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что,по меньшей мере, часть информации (6), передаваемой от съемного модуля (D) дескремблирования на приемник (А), закодирована с помощью уникального ключа шифрования. 14. Система приема платного телевидения по п.12 или 13, отличающаяся тем, что приемник (А) имеет персональный номер, который может быть записан в съемном модуле (D) дескремблирования, при этом указанный приемник(А) имеет возможность проверки в любой момент соответствия этого персонального номера,записанного в указанном съемном модуле (D) дескремблирования. 15. Способ управления передачей информации в системе приема платного телевидения между приемником (А) и средствами (С, D, F) защиты, причем последние передают на приемник (А) информацию, позволяющую дескремблировать аудио- и видеосигнал, отличающийся тем, что, с одной стороны, в приемнике (А) и, с другой стороны, в средствах защиты записыва 002703 10 ют в память, по меньшей мере, один уникальный ключ шифрования и информацию, передаваемую между приемником (А) и средствами защиты, кодируют и декодируют с помощью, по меньшей мере, одного из указанных уникальных ключей шифрования. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что персональный номер приемника (А) записывают в средствах защиты во время операции инициализации и приемник (А) может проверить в любой момент соответствие этого персонального номера, записанного в указанных средствах защиты. 17. Съемный модуль (С) защиты, предназначенный для подсоединения к приемнику (А) в качестве части системы приема платного телевидения, содержащий, по меньшей мере, одно энергонезависимое ЗУ, предназначенное для хранения конфиденциальных данных и/или данных, необходимых для функционирования системы дескремблирования и средств связи с приемником (А), отличающийся тем, что указанный съемный модуль (С) защиты содержит средства кодирования связи, а указанное энергонезависимое ЗУ дополнительно содержит, по меньшей мере, один ключ шифрования, который воздействует на средства кодирования связи. 18. Съемный модуль (D) дескремблирования, составляющий часть системы приема платного телевидения и содержащий управляющий блок (В), первые средства (3, 4) связи со съемным модулем (С) защиты, вторые средства (5, 6) связи с приемником (А), а также энергонезависимое ЗУ, отличающийся тем, что содержит первые средства кодирования, а указанное энергонезависимое ЗУ содержит, по меньшей мере,один ключ шифрования, воздействующий на первые средства кодирования, предназначенные для кодирования передачи первых средств (3, 4) связи. 19. Съемный модуль (D) дескремблирования по п.18, отличающийся тем, что он содержит вторые средства кодирования, а указанное энергонезависимое ЗУ содержит, по меньшей мере, один ключ шифрования, воздействующий на вторые средства кодирования, предназначенные для кодирования передачи вторых средств(5, 6) связи. 20. Дескремблирующий приемник (А) для системы платного телевидения, содержащий средства передачи к средствам (С, D, F) защиты,а также энергонезависимое ЗУ, отличающийся тем, что дополнительно содержит средства кодирования передачи от средств (С, D, F) защиты и к ним, а указанное энергонезависимое ЗУ содержит, по меньшей мере, один ключ шифрования, воздействующий на средства кодирования передачи.