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细说HDMI内容保护 - 无图版

jakezheng --- 2009-03-23 14:01:24

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电子信息时代规格的升级频率让人有些目不暇接,HDMI规格推出没有多长时间,HDMI Licensing于2006年6月22日便再度发布了
HDMI 1.3版的规格。而厂商的脚步跟得也是异常紧凑,Sony拟在2006年第四季所发行的Play Station 3游戏机便准备采用这一新规格,
这一规格是影像及语音的加强版,其最后一节讲的是数据内容保护(Content Protection)问题,本文便为您详细揭示HDMI防拷保护细
节。
在频宽方面,HDMI 1.3 版可以从165MHz(4.95Gbit/s)再往上飙一级
到340MHz(10.2Gbit/s)的两倍信息量,传统的铜配线能不能越过这个
数字,还真是很大的考验呢?同样颜色表示位数从RGB的24位,可以
延伸到30/36/48位,色彩的阶调和对比可以提升到无与伦比的境地。
色彩空间范围也支持了国际电气标准委员会IEC(International
Electro-technical Commission)所制定的xvYCC,这是现在广播规格
的1.8倍色彩表现能力。
在声音表现方面,HDMI 1.3版也对应了Blu-ray Disc、HD DVD光盘所选用的新格式Dolby-TrueHD、DTS-HD。尤其是追加了迷你
型的HDMI连接器,这主要是针对HD摄影机或数码相机而来。
内容保护不容小视
HDMI规格的最后一个章节,也就是数据内容保护(Content Protection),一般来说,攸关到著作权的保护技术,贯以DRM
(Digital Rights Management)来描绘内容保护技术。只是DRM所涉及到层面过于复杂,掺杂了商业与国家政治利益。而DRM所要构筑
的保护墙,不外乎是存储媒体、传输接口、局域网络、IP广域网络等信息流通的内容保护技术。为了争夺DRM的主导权,各个厂商费
尽心机、明争暗斗,提出规格多样化,变量也多。

站在接口探讨上的立场,我们仅就DTCP以及HDCP来讨论。如1394等接口就采用了DTCP(Digital Transmission Content
Protection),而HDMI规格采用的则是HDCP(High Bandwidth Digital Content Protection),DVI也是如此。
DTCP是由美国Digital Transmission Licensing Administrator LLC所提案,HDCP则是由美国Digital Content Protection
LLC所提案。
DTCP协议
DTCP从字面上可以了解这是定义了一套密码编译的通讯协议,以保护音频、视频娱乐内容在各种数字接口(如IEEE1394、通用序
列总线USB、和以IP为基础的家庭网络之间进行传送时,免于遭受恶意非法的复制、存取或是窜改。
DTCP由五个成员公司所制定——Hitachi、Intel、松下、Sony以及Toshiba,源自盗拷防护技术研究小组(Copy Protection
Technical Working Group,CPTWG)。这些公司所组成的团队,统称为五大公司(The Five Companies)或称5C。
其实,DTCP 1.0版的规格早在1999年2月就已经就绪,那时并没有DVI、HDMI,甚至连USB 2.0也尚未就绪。感觉似乎是Intel以
DTCP针对sony、松下、日立、东芝的IEEE1394接口共同研发出来的规格。
与DVI/HDMI一样,DTCP传送串行流信息的装置也是以来源装置(Source Device),接收的一方则用接收装置(Sink Device)来称
呼,DTCP主要是由四个要素所构成:
◆ DTCP的CCI(Copy Control Information)的发送。
◆ AKE (Device Authentication and Key Exchange),装置之间的鉴别与键值的交换。
◆ DTCP内容的加密。
◆DTCP的系统续保性(System Renewability)。
CCI的定义是数据格式特有的东西,就DTCP来说,定义了四组数字:
◆ 00:Copy Freely
◆ 01:No More Copies
◆ 10:Copy One Generation
◆ 11:Copy never

CCI是在来源端与接收端之间进行安全地交换,CCI的发送方式有两种:第一种称为Embedded CCI,顾名思义是将CCI嵌入于内容
信息之中,为了选出CCI的信息,当然就有必要对内容作解码的动作;第二种方式称为EMI(Encryption Mode Indicator)的方式,以
1394接口来说,CCI是放置在打包标头的领域中。
AKE(Authentication and Key Exchange),从字面上很容易可以看出是来源装置与接收装置彼此之间的认证技术与共有键技
术。根据规格中的说法,AKE有两种方法用来实践,分别是完全鉴别(Full Authentication)与限制性鉴别(Restricted
Authentication)。前者是采用公开键暗号的方式,与内容毫无相依的关系存在;后者则是采用共通键暗号的方式,仅能够使用于No
More Copies以及Copy One Generation属性的内容。
DTCP内容的加密基本上有两步,先是键值的共有,然后才是内容的加密。DTCP的系统续保性(System Renewability)措施主要是
为了担心经过长时间之后,可以保障DTCP的整合性问题,如果装置根本无法认证,可以通过SRM(System Renewability Message)的
构造使之无效。

DTCP-IP乃是针对IP广域网而来,DTCP采用了56位的M6标准的加密方式,而DTCP-IP却是换用了键长128位的AES(Advanced
Encryption Standard)方式,也是美国NIST(National Institute of Standard and Technology)选定的标准加密方式。
HDCP协议
未来可能见到组合是HDMI+HDCP与DVI+HDCP,这也就是为何您可以经常在显示器装置的规格中看到记载着是否HDCP对应的原因。
HDCP是一种数字内容保护机制,这可说是好莱坞电影工业最迫切渴求的技术。由于现在的高清晰影片大多采用数字格式来进行存储
和传送,因此很容易被复制拷贝,HDCP这种多媒体保护技术从而被发展出来。
厂商传递给消费者的信息十分明确,未来HDTV高画质电视、下一代光盘Blu-Ray及HD-DVD的影像内容都会被加入HDCP的保护机
制,如果显示卡并不支持HDCP的话,其高分辨率高画质的内容1080p,将会被强行降格至540p的水平。然而,HDMI接口并非单一点对
单一点的连接型态,当连接一堆的装置时,不出问题还好,要是出问题就会非常麻烦。
简单地说,HDCP系统实质上是强迫两台设备(当然就是指传送端以及接收端)在交换信息之前首先进行握手认证的协议。每一
台设备都有一个私有键值和一个公有键值,当两台设备进行连接时,它们交换各自的公有键值,然后将自己的私有键值与其运算,
得到一个解码用的密钥。
该装置的私有键值DPK(Device Private Keys)是由其规范官方组织Digital Content Protection LLC所提供的,如果不符合HDCP规
范,就不会提供该键值。
若依然就技术内容来观察,HDCP的保护机制主要是由三个要素所构成:
◆ HDCP的鉴别认证(Authentication)
◆ HDCP的加密
◆ HDCP的系统续保性(System
HDCP的鉴定是传送端为了承认接收端的接收权限所使用的认证协议,通过这个协议的实施,而产生了双方共有的加密共通键。
HDCP的加密理所当然是为了防护不法装置的守护技术。无论是传送器还是接收器,都必须在鉴别认证(Authentication)执行之
后、传送当时,一端加密,另一端解密。两端都会存在有“HDCP Cipher”的功能方块,其实,这个功能方块就是HDCP的加密模块。
每24位的内容信息皆会与加密模块所产生的24位虚拟随机数据作逻辑处理,再通过TMDS连接途径将数据载送到对方去。HDCP的系统
续保性理念与DTCP是一致的。

HDMI装置对于HDCP的实现必须遵循HDCP specification version 1.10,至于规格中针对DVD-Audio以及Super Audio而提到的
Audio Content Protection (ACP)打包等,个人认为这两份标准并没有在市场上抢到主流位置,重要性并不是这么迫切。
总之,从乐观角度来看,宽带内容保护协议HDCP极有机会在关键性的从SD转入HD的时刻,在今后数年内逐渐渗透到普通大众的
日常生活,尤其是下一代内置HDCP的高分辨率光盘碟机和高清晰电视HDTV将加快这一标准的普及。
从悲观的角度来说,即使微软在下一代操作系统中将HDCP作为强制标准,但是涉及范围从光驱、显示卡,一直到显示器以及电
视机,当彼此相接都遇到的碰撞、兼容性问题,是否会引起很大的疑问就难料了。

cxdszyj --- 2009-03-24 08:34:38

2

好东西要顶的。
newconcept --- 2009-03-27 12:09:18

3

HDCP 除了可以向使用者收费外没有任何实际用途, 啥都保护不了。

对于严格守法的, 他不会复制

对普通用户, 他没必要去复制,并且非压缩的数据那么大的数据量,他想复制也没有相应的设备。

所以对他们来说有没有HDCP都一样。

对于要盗版的人, HDCP这套机制就像一个设计的很精密的锁, 但是钥匙却随便就能拿到。

有没有HDCP对盗版的人来说没增加任何难度。

况且,盗版的人都是从碟片盗的, 也没人从这里盗。

 

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