DVD内容加扰系统的VLSI设计

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1、摘要内容加扰系统ContentScramblingSystem是一种防止直接从DVD盘片上复制文件的数据加密和认证方案为了顺利播放DVD盘片主机解码器必须拿到用于解密的光盘密钥和标题密钥在密钥从DVD驱动器传送到主机的过程中密钥有可能被盗取或非法复制为了保证数据传输通道的安全性CSS建立了一道认证机制通过总线密钥对光盘密钥和标题密钥进行加扰本文提出了一种用于DVD-ROM伺服控制芯片的CSS体系的VLSI设计与实现它主要完成认证过程光盘密钥和标题密钥的加扰和传输该系统完全符合CPTWG(版权保护技术工作团体)所研发的CSS规范文中基于对CS

2、S的原理和算法分析给出其系统架构并详细阐述了各主要子模块的设计然后用VerilogHDL语言实现系统最后给出了一些关键仿真结果和FPGA验证结果主要工作和创新点如下:对CSS规范的熟读与体系结构分析定义本课题体系结构的功能与规范各个功能单元的设计验证和实现系统级功能验证与实现结果分析尤其在对CSS认证运算子单元设计过程中基于模块复用的设计思想实现了较为规整的电路结构节省了芯片面积同时降低了设计的复杂度文中所提出的CSS的VLSI结构在Xilinx公司的Virtexxcv150型号FPGA上进行功能验证满足预期的性能要求关键词内容加扰系统CS

3、S认证加扰总线密钥标题密钥光盘密钥IIIAbstractContentScramblingSystem(CSS)isakindofdataencryptionandauthenticationtechniquewhichpreventtheunauthorizedcopyofdisccontents.Inorderfordatatobeunscrambledbythehostwhichcanbeeitherahardwaredecoderorasoftwareplayer,thehostneedstoobtaintwokeys:discan

4、dtitlekeysfromDVDdisc.DuringthesetwokeysbeingtransferredbyDVDdrivetothehost,theycouldbestolenandduplicatedillegally.Toassurethesecurityofdatatransferchannel,CSSsetupanauthenticationmechanismtousethebuskeytoscramblethediscandtitlekeysbeforetheyarepassedtothehost.Thedesignan

5、dimplementationofCSSisinvestigatedinthisthesis,whichisusedintheDVD-ROMservocontroller.Itsmainfunctionsarefollowing:1)ItcompletestheauthenticationprocessbetweenDVDdriveandhostdecoder;2)Itscramblesandtransfersthediscandtitlekeys.ItisfullycompatiblewiththeCSSspecificationthat

6、isissuedbyCopyProtectionTechnologyWorkingGroup.ThisthesisalsogivesthesystemarchitectureofCSSandillustratesthedesignofvarioussub-modulesbasedontheanalysisofitsprincipleandalgorithm.ThenthesystemisimplementedusingVerilogHDLandatlastitsfunctionalityisverifiedusingVCSsimulator

7、andFPGAprototype.Followingarethemainworkandnewideas:1)StudytheCSSspecification;AnalysisoftheCSSfunctionoralgorithm;DefinitionofCSSsystemarchitectureandorganization;Designandverificationofallthefunctionalunits;Wholesystemverificationandimplementationresultanalysis.Itisworth

8、mentioningthatregularcircuitarchitectureisachievedtodecreasethechipareaandthedesigncomple