HDCP高清晰度数字电视内容保护协议分析
提要：随着数字电视的发展,无压缩的宽带数字内容保护技术的需求与日俱增,本文详细介绍了当前主流的高带宽数字内容保护（HDCP)协议。HDCP协议分3个认证过程,第一步是设备合法性认证,每个设备都有一个由40个56位设备私有密钥组成的设备私有密钥集以及密码选择向量。设备合法性认证是在内容提供者和接收者之间交换密码选择向量后计算并验证完成。第二步是中继认证,HDCP系统允许组建不超过128个节点的树状拓扑网络,网络层次不能超过7层。第三步是加密传输,只有在设备合法性认证通过后才进入此步骤。加密传输开始于设备合法性认证通过后的第一个视频帧之前的场消隐期,HDCP加密机为每个像素实时产生与设备密码选择向量相关的24位伪随机码流,与原始24位视频数据按位异或后进入最小化传输差分信号（TMDS）编码器,开始传送视频数据。
关键词：数字电视;内容保护;HDCP
引言
随着人们追求更高的娱乐享受和高清晰度数字电视(HDTV)的发展,传统的模拟视频接口,例如复合视频全信号（CVBS）和亮色分离（S-Video）等已经不能满足数字视频宽带传输的需要,1080i@50Hz制式下的分量视频数据无损传输每路需要的数据码率接近600Mbps,因此宽带视频以及多媒体接口被开发出来。例如,数字视频接口（DVI,Digital Visual Interface)和高清晰度多媒体接口（HDMI,High-Definition Multimedia Interface)。过去模拟方式的视频和录音磁带都会因为拷贝而导致产品质量退化,因此正版产品在质量上总能保证比**产品更加优越,尤其是与多次复制的复版磁带相比。但由于数字音视频采用01比特保存内容,可以以任何数字文件格式完好无损地被拷贝,欣赏起来几乎与最原始源文件没有任何区别,因此极易造成不可控的**连续拷贝行为。当娱乐媒体没有被付费后,将导致合理购买它的价格上涨,甚至更糟糕的是,导致生产这些媒体资源的利润将达不到足够吸引商业投资的可能,以至于生产商由于利润的缩小而不再生产娱乐媒体产品。
事实上,好莱坞等数字电影和数字电视内容提供商一直在向相关部门施加巨大压力,要求打击在网络上开展付费视频服务和DVD下载的网站。因此,宽带传输高附加值数字内容的保护问题显得越来越重要。在此背景下,拷贝保护技术工作组(CPTWG,Copy Protection Technical Working Group)的5个成员公司Intel、日立、松下、索尼和东芝(以上5家公司也被非正式地称为“5C”)发起成立了数字传输内容保护(DTCP,Digital Transmission Content Protection)规范委员会。2004年8月,在广播电影电视行业的强大压力下,美国联邦通信委员会(FCC,Federal Communications Commission)批准了13项技术,在数字电视接收装置中实施广播标志,来提醒拥有适当权限的设备去限制互联网上的未授权节目转发。DTCP是被批准的也是唯一一项公开提供的输出保护技术。
目前获得DTCP认证的技术只有两个：(1)高带宽数字内容保护（HDCP,High-Bandwidth Digital Content Protection),由Silicon Image公司委托的数字内容保护有限责任公司（DCPLLC）负责发放许可。(2)Windows Media数字权限管理（DRM,Digital Rights Management)10或更高版本(只获得了DTCP临时性授权),由微软公司发放许可[6]。其中的HDCP是真正能够提供物理层端到端的数字音视频无损传输过程中内容保护的协议,本文将对最新推出的HDCP(1.2版本)作详细介绍。
HDCP协议概要
