数字电视条件接收系统原理

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1、数字电视条件接收系统原理摘要：本文主要根据本人对数字电视条件接收系统的基本原理与应用的理解进行了粗浅的解读。关键词：条件接收、控制字、业务密钥、个人分配密钥、授权控制信息、授权管理信息、同密、多密、通用接口1引言条件接收术语来自英文ConditionalAccess（CA），也就是一种加密认证系统，是为数字电视开展衍生出的增值业务服务的。数字电视平台的CA系统是实现广播运营者对广播接收者进行接入的控制，决定接收者是否拥有接收相关电视节目的权限。因此，CA技术是建立在商业目的上，既保证用户自由选择接收节目内容的需求，又保护了广

2、播运营者的利益，即确保了授权者与被授权者的利益。2CA系统的组成条件接收系统一般包括用户管理、节目信息管理、加扰/解扰和加密/解密等系统组成，基于控制数据安全传输考虑，保证授权用户接收，杜绝非授权用户非法接收的目的，目前都采用“三重密钥加密”体系。功能框图如图一所示。3条件接收系统原理先了解两个容易混淆的概念：一个是加扰，另一个是加密。第7页共7页一个条件接收系统包括两个加密子系统，一个是节目加密系统，对播出的节目内容进行加密，习惯上称为加扰，它的作用是扰乱节目信号，使得未经授权的用户不能收看加密节目。另一个加密系统是分层密

3、钥加密系统，其目的是使用一环紧扣一环的层次加密，保护控制字（CW）的安全。1）加扰（Scramble）加解扰过程示意图如图二所示。发送端伪随机码发生器（扰码生成器）在控制字发生器产生的控制字（CWControlWord）触发下生成一个伪随机序列（扰码序列），通过一个模2加运算器，与原始的TS流进行运算，运算后的TS流即变成加扰的TS流。伪随机序列（扰码序列）中的0位不改变数据，而1位会使相应数据位0、1取反完成加扰。接收端用发送端完全相同的伪随机序列（扰码序列）对加扰的数据流做同样的模2加运算即可解扰。而为使发收伪随机序列（

4、扰码序列）相同，两个伪随机发生器（扰码生成器）必须按标准规定同一生成多项式构筑，并具有相同的初始状态。初始状态由控制字（CW）设定。发送端把经过加密的CW传送给接收端。控制字（CW）随机产生，每5～10秒钟改变一次。在目前各标准组织提出的条件接收标准中，加扰部分往往力求统一，而在加密部分则一般不作具体规定，是由各厂商定义的部分。2）加密（Encryption）为了将控制字（CW）安全传送到接收端，就必须在发送端对CW进行加密传送。加解密过程如图三所示。业务密钥SK（ServiceKey）第7页共7页业务密钥主要用于对控制字C

5、W进行加密。业务密钥由用户授权系统产生，业务密钥对控制字进行加密运算产生授权控制信息ECM（EntitlementControlMessage），当然，ECM除包含加密的CW，还含有节目来源、时间、频道编号、内容分类等节目信息，它通过复用器与加扰的码流复用在一起传送到接收端。业务密钥的更改频率远比控制字的更改频率要小，在CA系统中，一般采用基于对称密钥加密体制的加密算法，对称密钥指加密密钥和解密密钥相同。在实际应用中，业务密钥SK通常一个月刷新一次，对于单次和即时付费电视，业务密钥SK刷新时间可能只有几个小时。每更换一次业务

6、密钥SK，CAS系统都要对重新刷新授权，在新旧业务密钥SK更换期间，新业务密钥SK要通过寻址发送给用户，接收端收到业务密钥SK后，不是马上运用，而是先暂存起来，然后在条件接收系统CAS将所有用户刷新授权以后在规定的时间启用新业务密钥SK。　　个人分配密钥PDK（PersonalDistributedKey）在共用网络寻址模式中，数据包是依据用户的地址进行传送的，而每个网络终端设备有一个唯一不重复的地址码，利用这个地址码对授权控制信息ECM进行加密。也就是说，控制字CW被业务密钥SK加密传送到接收端，但在接收端用户解密控制字C

7、W时还需要用到业务密钥SK，而业务密钥SK在发送端是根据相应相应业务产生的，且按一定周期变化的，因此也需要被不断传送到接收端。为了预防业务密钥SK在传送过程中被未授权用户接收或截取，从而解出控制字CW，再利用控制字CW解扰TS流，使加扰失去作用，所以必须在发送端对业务密钥SK进行加密传送。终端用户的地址一般是公开的，用与这个地址码相关联的数列进行加密，由于这个数列相当于个人特征（唯一不重复性）确定，被称为个人分配密钥（PDK）。为了使业务密钥SK能安全到达接收端，因此在发送端利用与每张智能卡一一对对应的个人分配密钥（PDK）

8、对业务密钥SK进行加密运算产生授权管理信息EMM（EntitlementManageMessage）,当然，EMM除包含加密的业务密钥SK，还含有用户名称、用户地址、授权时间、授权等级、账单等授权信息，这些信息主要是完成对用户的授权，因此授权管理信息EMM是面向用户的管理信息，它也通过复用