數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用CAS演示

數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用CAS優(yōu)選數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用CAS數(shù)字電視系統(tǒng)與條件接收系統(tǒng)數(shù)字電視系統(tǒng)與條件接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩者的關(guān)系

理論上數(shù)字電視系統(tǒng)可以不需要條件接收系統(tǒng)而單獨存在,提供免費節(jié)目,但是實際應(yīng)用的時候,數(shù)字電視必定至少要使用一套條件接收系統(tǒng),這也是我們公司投入人力和物力來研發(fā)條件接收系統(tǒng)的原因. 在數(shù)字電視的具體應(yīng)用中,按照調(diào)制方式的不同,可分為DVB–C,DVB–S,DVB–T,按傳輸網(wǎng)絡(luò)分為有線和無線,無線又分為MMDS,MUDS以及地面?zhèn)鬏?不論應(yīng)用的方式如何,數(shù)字電視系統(tǒng)都需要條件接收系統(tǒng)支持.條件接收系統(tǒng)概述條件接收系統(tǒng)產(chǎn)生的背景 國際上有的條件接收系統(tǒng)已有20-30年的歷史,最初是美國出現(xiàn)的CATV付費電影頻道.改變了單靠廣告收入的CATV運營模式. 隨著有線電視的快速發(fā)展,使用條件接收系統(tǒng)已經(jīng)成為必然,其中一個重要的原因就是收費問題,用戶對有線電視的收視質(zhì)量要求越來越高,運營商需要投入大量的資金來維護有線系統(tǒng),滿足用戶的要求,另一方面,由于缺乏一套非常有效的控制手段,不能準(zhǔn)確地對用戶進行收費,出現(xiàn)收費難的問題.

因此,廣電運營商需要具有控制和管理網(wǎng)絡(luò)的能力,要具有按用戶要求對其進行授權(quán)的能力,條件接收系統(tǒng)(ConditionalAccessSystem,CAS）正是在這種情況下出現(xiàn)和發(fā)展起來的.

條件接收系統(tǒng)定義

電視運營商出于對投入,利益以及版權(quán)等因素的考慮,在前端對數(shù)字電視信號進行加擾,而在用戶接收端必須使用運營商授權(quán)確認(rèn)的機頂盒進行相應(yīng)的解擾,并收取一定的收視費用,這種形式就是數(shù)字電視節(jié)目的有條件接收. 通過條件接收系統(tǒng),在節(jié)目提供商,網(wǎng)絡(luò)提供商和用戶之間建立起一種有償服務(wù)體系,基于這種體系,電視節(jié)目制作方,網(wǎng)絡(luò)運營方的投資得以補償,進而促進整個行業(yè)的發(fā)展. 基于CA技術(shù)的條件接收系統(tǒng)，是數(shù)字電視實現(xiàn)個性化服務(wù)以及有償服務(wù)的關(guān)鍵，是推動數(shù)字電視走向市場的重要因素.條件接收系統(tǒng)需要實現(xiàn)的基本功能

對前端來說,電視運營商使用硬件設(shè)備,結(jié)合加密,加擾等軟件技術(shù),在提供節(jié)目和各種增值服務(wù)的同時能夠?qū)崿F(xiàn)對終端用戶的控制,確保授權(quán)用戶才能收看節(jié)目. 對用戶來說,用戶通過付費獲得選擇電視節(jié)目和收看電視節(jié)目的權(quán)利.

實現(xiàn)條件接收功能的方式模擬電視系統(tǒng)中一般的作法是對同步信號加擾,在后端進行解擾來實現(xiàn)條件接收. 加擾方法通常采用視頻到相,水平同步重疊,數(shù)字隨機視頻行抖動等方法達到擾亂信號的目的,缺點是使信號損耗,圖像質(zhì)量下降,并且由于系統(tǒng)的密匙體系依賴于設(shè)備以及解擾器,容易被破解.數(shù)字電視系統(tǒng)中,標(biāo)準(zhǔn)的條件接收系統(tǒng)也是在前端對數(shù)字信號進行加擾,用戶終端進行解擾來實現(xiàn)條件接收. 通常的作法在前端將數(shù)字音視頻與控制字(ControlWord)進行加密運算,達到擾亂信號的目的,同時將控制字進行多級加密后傳送,用戶端將接收到的CW密文進行解密,得到正確的CW才能進行解擾.使用這種加擾,加密技術(shù)的條件接收系統(tǒng)的安全性大大提高.數(shù)字電視系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)構(gòu)成

1.加擾設(shè)備 2.授權(quán)控制軟件系統(tǒng) 3.用戶管理系統(tǒng) 4.機頂盒系統(tǒng)

對條件接收系統(tǒng)的構(gòu)成有不同的說法.數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)涉及到的技術(shù)

加解擾技術(shù)加解密技術(shù)網(wǎng)絡(luò)接口編程技術(shù)IC卡應(yīng)用技術(shù)數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)等國際和國內(nèi)的條件接收系統(tǒng)提供商Irdeto以色列,開發(fā)歷史30年;NDS美國,開發(fā)歷史15年;ViaAccess法國電信;NagraVision瑞士;國內(nèi)近幾年也出現(xiàn)多家CA廠商,如算通科技,航天科技,三洲訊馳,永新同方,中視聯(lián)等,他們各自建立了自己的條件接收系統(tǒng).

我們公司目前的CA系統(tǒng)介紹非標(biāo)準(zhǔn)CA 如洪威CA,新光CA標(biāo)準(zhǔn)CA–金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng) 金網(wǎng)通CA的開發(fā)設(shè)計完全遵循DVB同密標(biāo)準(zhǔn)和國家廣電部出臺的數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范.金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng)(JWTCAS)的組成授權(quán)控制系統(tǒng)(JWTSAS)

實現(xiàn)對加擾機的控制,ECM,EMM和各種私有表的生成和發(fā)送.用戶管理系統(tǒng)(JWTSMS)

是相對較獨立的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),實現(xiàn)對用戶基本信息,用戶繳費信息,用戶權(quán)限信息,節(jié)目分類信息的管理,報表生成等功能.

加擾機

按照SAS的要求對TS流進行加擾.機頂盒JWTSAS--授權(quán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)原理介紹

JWTCAS條件接收系統(tǒng)遵循DVB同密(Simulcrypt）標(biāo)準(zhǔn)和廣電總局頒布的數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范,屬于標(biāo)準(zhǔn)CA系統(tǒng).

金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng)(JWTCAS)

---授權(quán)控制系統(tǒng)(SAS)JWTSAS系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵組成部分: 1).由控制字對TS流的加解擾; 加解擾是用控制字對傳輸流進行按位加解密的過程. 2).對控制字的加解密. 通過對控制字進行加密來保證控制字的安全傳輸。

這兩種技術(shù)是CA系統(tǒng)重要的組成部分，在技術(shù)上有相似之處，但在CA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中是獨立性很強的兩個部分,目前不同的條件接收標(biāo)準(zhǔn)中，加擾部分往往力求統(tǒng)一，而在加密部分則一般不作具體規(guī)定，由各CAS廠商自行定義.TS流的加解擾 對TS流的加解擾是為了保證傳輸安全而對節(jié)目流進行的一種加解密運算,由授權(quán)控制軟件控制加擾機完成.目前使用的方法是加擾機每隔10秒鐘,由CWG模塊隨機產(chǎn)生加擾控制字(ControlWord,CW)與音視頻進行位運算,從而達到擾亂碼流目的.經(jīng)過加擾的音視頻流在后端需要相同的CW才能解擾.(DVB組織對加解擾算法和控制字的產(chǎn)生有統(tǒng)一規(guī)定)控制字的安全傳輸

條件接收系統(tǒng)的安全性依賴于如何將CW安全傳輸?shù)胶蠖擞脩?這是條件接收系統(tǒng)的主要任務(wù),JWTCAS采用一般條件接收系統(tǒng)普遍的作法,CW由業(yè)務(wù)密鑰SK加密后構(gòu)成授權(quán)控制信息(EntitlementControlMessage,ECM),而SK由用戶密鑰PDK加密,連同用戶的授權(quán)信息構(gòu)成授權(quán)管理信息(EntitlementManagementMessage,EMM),ECM和EMM與加擾后的音視頻經(jīng)復(fù)用后同時傳輸.用戶密鑰PDK則用基于銀行卡標(biāo)準(zhǔn)的IC卡直接送至用戶手中.條件接收系統(tǒng)的密碼體系

由于DVB標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)范條件接收系統(tǒng)中有關(guān)密碼體系和加密方法,因此不同的CA系統(tǒng)各有特色,但是總體來說,大致分為兩類.基于私有算法為核心的密碼體系:一般采用動態(tài)更換算法的方式保證加擾控制字不被非法獲取.基于密鑰循環(huán)的密碼體系:加擾控制字的保護不依賴算法,而是依賴系統(tǒng)對密鑰的保護.電視運營商出于對投入,利益以及版權(quán)等因素的考慮,在前端對數(shù)字電視信號進行加擾,而在用戶接收端必須使用運營商授權(quán)確認(rèn)的機頂盒進行相應(yīng)的解擾,并收取一定的收視費用,這種形式就是數(shù)字電視節(jié)目的有條件接收.通常的作法在前端將數(shù)字音視頻與控制字(ControlWord)進行加密運算,達到擾亂信號的目的,同時將控制字進行多級加密后傳送,用戶端將接收到的CW密文進行解密,得到正確的CW才能進行解擾.這兩種技術(shù)是CA系統(tǒng)重要的組成部分，在技術(shù)上有相似之處，但在CA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中是獨立性很強的兩個部分,目前不同的條件接收標(biāo)準(zhǔn)中，加擾部分往往力求統(tǒng)一，而在加密部分則一般不作具體規(guī)定，由各CAS廠商自行定義.金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng)(JWTCAS)

---用戶管理系統(tǒng)(SMS)Muxconfiguration國際和國內(nèi)的條件接收系統(tǒng)提供商NDS美國,開發(fā)歷史15年;按照SAS的要求對TS流進行加擾.收費管理：用戶繳費管理,記錄/查詢繳費金額，繳費類型，日期，收看起止時間，所選擇的收視類型，收費人姓名，打印收費發(fā)票，費用類總、報表功能等。JWTCAS的技術(shù)特點授權(quán)信息管理：對用戶的基本信息、帳務(wù)信息進行確認(rèn)，自動生成授權(quán)代碼，并經(jīng)過3DES加密存放,供SAS調(diào)用。JWTCAS的技術(shù)特點第三層:利用個人密鑰PDK對SK進行加密,用戶端只有得到PDK后才能解密出SK,PDK在開戶時寫入IC卡,一般幾年不變.CW:10秒鐘隨機變化,以SK作為密匙進行3DES加密傳輸.JWTSAS系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵組成部分:JWTCAS的密碼體系 JWTCAS采用3DES加密算法,三層加密機制來保證網(wǎng)絡(luò)的安全,屬于密鑰循環(huán)的加密體系.第一層:利用CW對節(jié)目流進行加擾,使得沒有得到授權(quán)的用戶無法解擾,CW每10秒隨機變化一次.第二層:利用SK對CW進行加密,用戶端只有得到正確的SK后才能解密得到CW,SK一般幾周或一月變化一次.第三層:利用個人密鑰PDK對SK進行加密,用戶端只有得到PDK后才能解密出SK,PDK在開戶時寫入IC卡,一般幾年不變.我們采用PBOC卡(中國人民銀行專用IC卡)來傳遞PDK,IC卡具有很高的安全性,能有效防止非法獲取卡信息.JWTCAS的安全性 通過上面的介紹,系統(tǒng)的安全性取決于下面幾個方面:CW:10秒鐘隨機變化,以SK作為密匙進行3DES加密傳輸.SK:一般一個月變化一次,以PDK作為密匙進行3DES加密傳輸.PDK:一個用戶分組一個PDK,寫入IC卡,基于PBOC的IC卡具有極高的安全性,PDK在任何情況下都不能被讀取.用戶的PDK以及權(quán)限信息經(jīng)過3DES加密后存入數(shù)據(jù)庫.通過上述的加密處理,JWTCAS的安全性得到保障.JWTCAS的技術(shù)特點JWTCAS條件接收系統(tǒng)遵循DVB同密（Simulcrypt）標(biāo)準(zhǔn)和廣電總局頒布的數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范,可以實現(xiàn)節(jié)目加擾或音視頻單獨加擾;JWTCAS加密算法使用的密鑰長度為128bit,以3DES為基本算法再加上我公司的特有算法，三層加密機制來保證CW和密匙的傳輸安全,屬于密鑰循環(huán)的加密體系.可以實現(xiàn)對用戶進行分組授權(quán)和單獨授權(quán),支持機卡配對.能夠即時授權(quán),能夠支持百萬級用戶.選用符合PBOC安全要求的大容量智能卡為授權(quán)卡，保證足夠的安全性.JWTSAS軟件的運行環(huán)境 編程軟件使用VisaulC++6.0,通過ODBC數(shù)據(jù)源編程接口訪問SQL數(shù)據(jù)庫。 使用Socket編程與加擾機進行數(shù)據(jù)的通訊. PC配置: Windows2000Server操作系統(tǒng)+MSSQLServer2000數(shù)據(jù)庫軟件,內(nèi)存大于512M,建議1024M,硬盤剩余空間1G. 前端網(wǎng)絡(luò)連接HFCEMMG交換機QAMRFEthernetLANECMG復(fù)用器BroadcastNetworkGatewayH加擾機BroadcastNetworkGatewayHSMS

金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng)(JWTCAS)

---用戶管理系統(tǒng)(SMS)用戶管理系統(tǒng)(SMS)原理介紹

SMS用戶管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)對電視用戶的管理,包括對用戶信息,用戶設(shè)備信息,用戶購買節(jié)目信息,用戶授權(quán)信息,財務(wù)信息等進行存儲,維護,同時給授權(quán)控制系統(tǒng)提供用戶權(quán)限信息,本系統(tǒng)是基于數(shù)字電視業(yè)務(wù)而開發(fā)的數(shù)據(jù)庫管理軟件.數(shù)字電視系統(tǒng)與條件接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)JWTCAS的技術(shù)特點通過上述的加密處理,JWTCAS的安全性得到保障.第三層:利用個人密鑰PDK對SK進行加密,用戶端只有得到PDK后才能解密出SK,PDK在開戶時寫入IC卡,一般幾年不變.第三層:利用個人密鑰PDK對SK進行加密,用戶端只有得到PDK后才能解密出SK,PDK在開戶時寫入IC卡,一般幾年不變.國際和國內(nèi)的條件接收系統(tǒng)提供商Startofsection2電視運營商出于對投入,利益以及版權(quán)等因素的考慮,在前端對數(shù)字電視信號進行加擾,而在用戶接收端必須使用運營商授權(quán)確認(rèn)的機頂盒進行相應(yīng)的解擾,并收取一定的收視費用,這種形式就是數(shù)字電視節(jié)目的有條件接收.數(shù)字電視系統(tǒng)與條件接收系統(tǒng)0,通過ODBC數(shù)據(jù)源編程接口訪問SQL數(shù)據(jù)庫。對前端來說,電視運營商使用硬件設(shè)備,結(jié)合加密,加擾等軟件技術(shù),在提供節(jié)目和各種增值服務(wù)的同時能夠?qū)崿F(xiàn)對終端用戶的控制,確保授權(quán)用戶才能收看節(jié)目.根據(jù)用戶的具體要求,可以作出個性化的修改,比如宏威收費系統(tǒng).Muxconfiguration數(shù)字加擾機是DVB廣播系統(tǒng)中一種重要的設(shè)備，能夠按照特定的加擾算法對數(shù)字電視信號(TS流)進行加擾，與授權(quán)控制系統(tǒng)配合使用，實現(xiàn)了數(shù)字電視節(jié)目的有償廣播和收視管理。數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)涉及到的技術(shù)SMS系統(tǒng)構(gòu)建框架 服務(wù)器基于MSWindows2000Server+MSSQLServer2000的軟件平臺,客戶端運行在Windows98,XP等操作系統(tǒng)上,通過局域網(wǎng)訪問SQLServer服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的交換.

編程軟件使用VisaulBasic6.0,通過ODBC數(shù)據(jù)源編程接口訪問數(shù)據(jù)庫。 根據(jù)用戶的具體要求,可以作出個性化的修改,比如宏威收費系統(tǒng).SMS功能模塊介紹 模塊框圖如下:系統(tǒng)管理：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的初始設(shè)置，對操作員ID進行創(chuàng)建、修改，并對其權(quán)限進行管理，對數(shù)據(jù)庫進行備份，恢復(fù)。初始化：實現(xiàn)對業(yè)務(wù)類型的定義，用戶分類等功能。運營商根據(jù)實際情況設(shè)置業(yè)務(wù)類型及收費標(biāo)準(zhǔn),本系統(tǒng)可以支持256種業(yè)務(wù)分類?？蛻粜畔⒐芾恚簩崿F(xiàn)對用戶基本信息，用戶硬件（如智能卡、計頂盒）信息，用戶帳戶信息的創(chuàng)建、修改、查詢功能。用戶開戶/信息修改。收費管理：用戶繳費管理,記錄/查詢繳費金額，繳費類型，日期，收看起止時間，所選擇的收視類型，收費人姓名，打印收費發(fā)票，費用類總、報表功能等。授權(quán)信息管理：對用戶的基本信息、帳務(wù)信息進行確認(rèn)，自動生成授權(quán)代碼，并經(jīng)過3DES加密存放,供SAS調(diào)用。節(jié)目分類管理:運營商根據(jù)實際需要對播出的節(jié)目進行分類,供SAS訪問.報表管理：統(tǒng)計報表功能，可生成各種信息查詢結(jié)果的報表。界面及各窗體設(shè)計登陸界面

2軟件主界面

3查詢顯示5打印顯示

金網(wǎng)通條件接收系統(tǒng)(JWTCAS)

---加擾機加擾機原理介紹

數(shù)字加擾機是DVB廣播系統(tǒng)中一種重要的設(shè)備，能夠按照特定的加擾算法對數(shù)字電視信號(TS流)進行加擾，與授權(quán)控制系統(tǒng)配合使用，實現(xiàn)了數(shù)字電視節(jié)目的有償廣播和收視管理。 加擾過程是使用符合DVB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的加擾算法,用偽隨機序列與TS流進行運算，而這個偽隨機序列的生成由CWG提供.基于同密標(biāo)準(zhǔn)的加擾機組成模塊我國的數(shù)字電視系統(tǒng)采用的是歐洲D(zhuǎn)VB標(biāo)準(zhǔn),因此我們使用的都是基于DVB同密標(biāo)準(zhǔn)的加擾機由控制字對TS流的加解擾;加擾方法通常采用視頻到相,水平同步重疊,數(shù)字隨機視頻行抖動等方法達到擾亂信號的目的,缺點是使信號損耗,圖像質(zhì)量下降,并且由于系統(tǒng)的密匙體系依賴于設(shè)備以及解擾器,容易被破解.0,通過ODBC數(shù)據(jù)源編程接口訪問SQL數(shù)據(jù)庫。BroadcastNetworkGateway目前使用的方法是加擾機每隔10秒鐘,由CWG模塊隨機產(chǎn)生加擾控制字(ControlWord,CW)與音視頻進行位運算,從而達到擾亂碼流目的.processSCG基于密鑰循環(huán)的