計算機在數字電視CAS中的運用論文
計算機在SMS（用戶(hù)管理系統）
服務(wù)器中的應用SMS(用戶(hù)管理系統)是數字廣播系統的重要部分，SMS服務(wù)器和數據庫為付費業(yè)務(wù)提供完整、便捷、高效的管理和支持系統，實(shí)現對用戶(hù)的綜合管理，這一功能也要靠計算機的支持。從理論上講，用戶(hù)管理系統是獨立于CAS的，具有應用的靈活性。在系統功能上，它主要包括用戶(hù)管理、節目管理、終端管理、賬務(wù)管理、報表管理和系統管理六個(gè)功能，而要實(shí)現這些功能必須依賴(lài)于SMS(用戶(hù)管理系統)服務(wù)器和SMS(用戶(hù)管理系統)數據庫的支持，才能實(shí)現對用戶(hù)的精細化管理，滿(mǎn)足用戶(hù)差異化、個(gè)性化、多樣化的服務(wù)，運營(yíng)商通過(guò)SMS服務(wù)器和SMS數據庫給用戶(hù)發(fā)送授權管理信息，用戶(hù)才能通過(guò)機頂盒收看到數字電視節目。
計算機在CA服務(wù)器中的應用
CA系統的原理是采用多重秘鑰傳送機制將控制自己安全地經(jīng)過(guò)授權的客戶(hù)端，SMS是通過(guò)CA來(lái)進(jìn)行用戶(hù)控制的，而對節目按照不同的組合打包，生成不同的產(chǎn)品也由SMS發(fā)出指令通過(guò)CA來(lái)完成，這一功能要靠CA服務(wù)器和CA數據庫才能是實(shí)現。當有CA(條件接收系統)系統時(shí)，需要通過(guò)用戶(hù)授權系統（SAS）進(jìn)行授權處理，再向授權管理信息器（EMMI）提出授權要求，EMMI與授權控制信息生成器，按照要求生成EMM和ECM，所產(chǎn)生EMM和ECM通過(guò)打包，EMMI產(chǎn)生EMM，并對EMM加密，他是用戶(hù)管理系統和授權管理系統信息和資料的組合，形成用戶(hù)收看節目的條件，ECMG產(chǎn)生ECM，并對ECM進(jìn)行加密，ECMG將接收條件和控制字結合到所屬的ECM中。SMS實(shí)際上是一個(gè)運營(yíng)管理軟件平臺，它提供一個(gè)完整、有效的管理和支持。它集用戶(hù)管理、收費、賬務(wù)、客戶(hù)服務(wù)、統計分析、決策支持、客戶(hù)關(guān)系管理等功能于一體，是運營(yíng)商開(kāi)展付費電視業(yè)務(wù)和其他增值業(yè)務(wù)不可缺少的工具。這些精細化的服務(wù)都依賴(lài)于計算機技術(shù)才能實(shí)現。
1.CA信息加密解密的基本過(guò)程
從加、解擾過(guò)程可知，CAS中發(fā)送端和接收端的偽隨機數字發(fā)生器產(chǎn)生的PRBS，在時(shí)間上必須準確一致。即解擾的關(guān)鍵是要掌握偽隨機序列發(fā)生器的起始點(diǎn)。由于加、解擾的兩個(gè)偽隨機數字序列發(fā)生器是相同的，只要兩個(gè)起始點(diǎn)相同（初始化相同），產(chǎn)生的偽隨機數字序列就一樣，這個(gè)初始化的值稱(chēng)為控制字（CW，ControlWord），誰(shuí)掌握了這個(gè)CW，誰(shuí)就可以解擾。為了使非法用戶(hù)難以掌握CW，應使CW經(jīng)常變化，如一分鐘變化十幾次，而且CW變化越快，就越難以破譯。在實(shí)際的CAS中，是將CW加密成授權控制信息（ECM，EntitlementControlMessages）后，和已加擾的數字電視信號復用在一起傳遞到接收端。這時(shí)符合條件接收的合法用戶(hù)還不能直接獲得CW，因為CW是加密的。欲從ECM中解密出CW，用戶(hù)還需獲得對ECM解密的的密鑰，這里的密鑰稱(chēng)為授權密鑰（AK，AuthorizationKey），也稱(chēng)為業(yè)務(wù)密鑰（SK，ServiceKey）。因此，在CAS的發(fā)送端，出除了向接收端傳送加擾的數字電視信號、ECM外，還必須傳送SK。
2.CA系統授權流程
首先，條件接收系統的授權管理信息發(fā)生器（EMMG）通過(guò)集線(xiàn)器（Hub）連接到復用器的EMMI接口上，授權控制信息發(fā)生器（ECMG）通過(guò)集線(xiàn)器（Hub）連接到復用器的ECMI接口上。安全設備的主要任務(wù)是產(chǎn)生條件接收系統需要的密鑰，通過(guò)安全的通道給相應的CA模塊提供這些密鑰。按CAS的要求，用戶(hù)獲得SK還應當具備如交費條件或其它等條件，這些條件又稱(chēng)為分配密鑰（DK）。通常的做法是，分配密鑰DK對授權密鑰AK加密形成授權管理信息（EMM，EntitlementManagementMessage）數據包。其次，加擾的數字電視信號、ECM、EMM、復用后從發(fā)送傳送至接收端。而分配密鑰DK一般是通過(guò)非常安全的渠道傳送給用戶(hù)，如智能卡就是一種方便安全的傳送方法，DK固化在智能卡中并以加密的形式存儲。在CAS的發(fā)送端，分配密鑰（DK）對業(yè)務(wù)密鑰（SK）加密后形成授權管理信息數據包（EMM）；業(yè)務(wù)密鑰（SK）對控制字（CW）加密后形成授權控制信息數據包（ECM）；偽隨機數據序列發(fā)生器對電視信號進(jìn)行加擾形成加擾的數字電視信號，CW控制PRBS的起始點(diǎn)。EMM、ECM和已加擾的數字電視信號經(jīng)復用后形成基本數據流，對載波調制后發(fā)送出去。用戶(hù)授權系統根據用戶(hù)信息，產(chǎn)生部分用戶(hù)授權信息形成所需的信息。在條件接收內部，用戶(hù)授權信息和授權控制信息通過(guò)局域網(wǎng)方式和復用器連接，將CA信息插入到復用的MPEG-2系統碼流中，這是條件接收系統的核心部分。信息復用和內容加擾。在復用器中，完成對節目?jì)热莸募訑_，CA信息的數據打包復接，產(chǎn)生加密的數據流。條件接收系統可分為3個(gè)部分：用戶(hù)管理系統、條件接收設備和復用器，分別由3個(gè)不同的系統設備提供商提供。用戶(hù)管理系統（SMS）通過(guò)條件接收系統的用戶(hù)管理系統接口（SMS-I）向CA用戶(hù)授權系統（SAS）發(fā)送授權請求，用戶(hù)授權系統（SAS）響應請求產(chǎn)生一個(gè)用戶(hù)授權信息EMM，EMM信息包括用戶(hù)的唯一標識號、智能卡號、用戶(hù)的授權信息、EMM版本等。用戶(hù)授權系統（SAS）生成的EMM，通過(guò)授權管理信息發(fā)生器（EMMG）按照DVB同密標準接口協(xié)議把EMM注入到復用器中，復用器把接收到的用戶(hù)授權信息EMM復用到傳輸流（TS流）中。最后，在接收端，用戶(hù)端機頂盒（STB）中的智能卡在接收到用戶(hù)授權管理信息后，產(chǎn)生授權。智能卡中有了授權后，才能正確地解開(kāi)授權控制信息ECM中經(jīng)過(guò)加密的控制字CW。接收客戶(hù)端EMM和ECM的解密都是由智能卡內的處理軟件完成。智能卡與用戶(hù)端機頂盒（STB）之間的通信是加密的，所以機頂盒在接收到通信的數據后，要再次解密才能得到控制字CW。機頂盒把控制字CW寫(xiě)入DVB通用解擾標準的解擾芯片中，就可以還原被加擾的視音頻或者數據了。采用DVB通用解擾算法是兩個(gè)條件接收系統實(shí)現同密的要求，在單個(gè)條件接收系統運行而不需要考慮同密要求的場(chǎng)合，可以采用條件接收系統提供自己獨特的加解擾算法。
CA同密和多密技術(shù)的實(shí)現也依賴(lài)于計算機技術(shù)
CA同密技術(shù)是指將兩家或兩家以上的條件接收（CA）系統應用于同一網(wǎng)絡(luò )平臺之中，即除共用編碼、復用、加擾、節目管理系統和第一次密匙k1，增加新的授權控制信息（ECM）和授權管理信息EMM系統（第二層到第N層密匙和相應的加密系統），用戶(hù)管理系統可以共享，也可以不共享，這一功能要靠計算機軟硬件的支持。信道中除了加擾的節目和節目信息外，有兩套ECM和EMM，采用兩類(lèi)不同機頂盒的用戶(hù)分別對不同的ECM和EMM進(jìn)行處理，并最終對節目進(jìn)行解擾。多密技術(shù)是對前端而言，要求機頂盒采用CI技術(shù)，實(shí)現同一機頂盒可接收不同CA系統加密節目。不會(huì )因購買(mǎi)一家CA的機頂盒而受到限制，用戶(hù)還可以選擇其他CA服務(wù)的可能性，而這一功能也依賴(lài)計算機軟硬件的支持。
由此可見(jiàn)，在有線(xiàn)數字電視的條件接收系統中廣泛運用計算機技術(shù)，不僅可以控制用戶(hù)的授權，為用戶(hù)提供一個(gè)安全保密的通道，使非授權者不可能竊取或篡改他人傳輸的信息，而且條件接收系統采用計算機技術(shù)還能夠控制機頂盒的使用，使其只能接收有線(xiàn)電視運營(yíng)商從前端傳來(lái)的合法信息，起到了防止非法信息侵入有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )的作用，因此能夠更好地保障國家的信息安全，要實(shí)現以上功能就要計算機的支持。（本文作者：李建厚、高旭 單位：河南有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )集團三門(mén)峽分公司）
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