同密条件接收系统软件适配层的设计与实现

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1、同密条件接收系统软件适配层的设计与实现1引言　　条件接收系统(ConditionalAccessSystem，CAS)是数字电视接收控制的核心技术保障系统。在当前国内有线数字电视市场上，运营商大多都采用同密技术运营CA系统；为了维护系统的安全性，CAS开发商对条件接收系统的内部技术细节严格保密，在进行用户端软件移植时，CAS开发商仅提供已经生成的函数库，再由终端设备开发者完成底层的驱动程序、上层的数据调用、屏幕显示等内容，共同完成CAS客户端软件移植工作。　　同时，不同CA系统在软件架构、接口参数、调

2、用流程定义等方面都有各自的特点，没有统一规范可循，因此对终端厂商而言，在更换不同芯片平台或在同一平台移植不同CA系统时，需要按照相关要求重新开发移植软件。为解决CA移植工作中的简易化、再复用等问题，笔者设计和开发了数字电视接收终端CAS适配层软件。2适配层设计基础和总体设计　　一般而言，CAS由加扰与加密两个部分组成，对应到终端设备就是解密和解扰。同密CAS的核心是采用一个通用加扰算法，不同的CA系统可以对各自的密钥数据使用各自的加密算法，但都要遵循通用加扰算法来加扰信息，这就使得一个传输系统中可运行

3、多个CAS，这种共同点就是接收终端CAS适配层的技术基础之一。　　接收终端设备通过调谐和解调获得传输流，传输流通过硬件解复用分离出音频流、视频流、EMM、ECM和其他SI信息。其中EMM与ECM被送入智能卡，EMM数据先通过卡内密钥被解密，将当前卡的授权信息写入智能卡，这些授权信息就是业务密钥SK。ECM数据在卡内用SK解密生成控制字CW及节目本身信息。终端设备得到控制字CW后写入解扰器，实现对相关节目的音视频进行解扰，最终实现加扰节目的收看。以上工作是由终端软件提供上层调用、流程控制，底层驱动软件提

4、供支持，并配合智能卡和CAS函数库共同完成的；由此也可看到，正是由于原理上的相似性，使得设计一个条件接收适配层来适应各种条件接收系统成为可能。　　根据对多个条件接收系统的分析，可见各个系统所涉及到的终端调用和驱动软件大致相同，包括实时操作系统抽象层、智能卡驱动、NVRAM存储器驱动、解复用器驱动、解扰器驱动和屏幕显示等内容。根据这些模块的功能区分和调用关系将其分为业务、通用驱动、解扰3类适配组件，同时将调用流程标准化，屏蔽了相关接口和驱动的差异，由此构成了CA系统适配层，其总体架构设计及与其他模块的关

5、系参见图1。　　1)业务适配组件内部包含节目播放模块和界面接口模块。节目播放模块的主要作用是作为CA适配层和CAS函数库的输入输出管理器来传递调用和数据，包括连接节目管理模块、SI动态更新模块、频道数据库，向这些模块请求数据，并处理来自这些模块的消息。其中最核心的功能是传递上层播放的新节目调用到CA函数库，准备相关节目数据，接收更新模块的消息从而更新节目的播放，以及停止节目的播放等。界面接口模块传递CA函数库、适配层、驱动层的状态和消息到用户界面。该模块定义了发送给界面的消息结构和使用方法，这些消息包

6、括购买消息的弹出和消隐，通知消息的弹出和消隐，邮的通知、消隐和闪烁，IPPV购买框的弹出和消隐。在该模块将不同CA系统的数据结构和消息传递方法统一，这包括消息在屏幕上的显示位置、动作(闪烁、滚动)、优先级处理等，从而最终实现与用户界面的适配。　　2)通用驱动适配组件包括操作系统移植层、NVRAM数据管理层和解复用层3个模块。操作系统移植层提供任务、消息、定时器、信号量以及存储器的操作系统服务。NVRAM数据管理层用三元组(Address，Buffer，Length)描述适配层传递参数，并在底层实现数据

7、隐藏。解复用驱动执行传输流的解复用，并从中过滤出符合指定条件的数据。　　3)解扰适配组件由仅与CA直接相关的驱动模块组成，包括智能卡和解扰器模块，主要接收来自其他组件的消息和数据，配合CAS函数库共同完成解密和解扰工作。智能卡模块提供T=0和T=14两种协议的系统接口，完成智能卡的初始化，复位和读写功能，并随时检测卡的状态，将变化状态通知系统和CAS库。终端软件将ECM和EMM内包含的信息送到智能卡内部，最终获得控制字。系统再通过解扰器模块将控制字写入到通用解扰器的指定寄存器中以最终进行解扰。3适配层

8、关键模块设计和实现　　3.1节目播放模块　　本模块传递上层播放新节目的调用到CA函数库，并接收更新模块的消息从而更新节目的播放，以及停止节目的播放。节目播放模块通过CA_HAL_PlayNotify(pvoid*Param)获得播放节目的消息，该消息传递了需要播放的节目wNewProgramID，这是一个由(TSID，Servi-ceID，NetworkID)三元组来确定的值，可以唯一识别一套节目。模块使用函数GLOB_DB_GetProgramlnfo