用於盤鑑別的盤籤名的製作方法
2023-10-11 22:12:39 2
專利名稱：用於盤鑑別的盤籤名的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於諸如存儲介質或記錄載體之類的數據載體的複製保護方法。特別是，本發明涉及一種複製保護以及涉及一種鑑別記錄載體的複製控制機制。
背景技術：
這種記錄載體可以將數字數據存儲為異步信號，所述記錄載體例如是緻密盤(CD)和數字通用盤(DVD)，包括CD和DVD的所有現有的或未來的格式，或者可以按照類似概念工作的其它光學存儲介質，如藍光光碟和HD-DVD。此外，根據本發明，可記錄的記錄載體像CD-R或DVD-R可以是防複製的。
將信息存儲在一面或兩面和/或存儲在幾個層中的光學存儲盤已經應用於各種目的，最顯著的是應用在音樂、遊戲、視頻和計算機工業中。數字信息以沿著盤的一面或兩面上的和/或幾個層中的螺旋軌道排列的凹坑(pit)的形式被存儲在光學存儲介質上。每個軌道一般從內部到外部被讀取，但也可以從外部到內部被讀取，如同一些光學存儲介質已經使用的那樣。另一方面，磁存儲介質通常包括圓形的同心軌道。
軌道上的數據本身被細分為存儲塊，即幀，每一幀在長度上相等，含有相同數量的信息。每一幀具有取決於光學存儲介質的類型(CD、DVD)的專用布局。這樣的幀通常不僅含有用戶數據符號本身，而且含有用於同步的數據，從而在數據符號和錯誤校正之間合併數據。
將音頻信息存儲在CD上的格式被稱為「紅皮書」標準，其建立了用於CD的規範。建立了用於CD-ROM的規範的所謂「黃皮書」標準一般作為用於CD-ROM的格式。黃皮書格式在許多方面類似於紅皮書格式，但用計算機數據代替了音頻信息。除了紅皮書和黃皮書標準之外，還存在有發展起來的用於光學存儲介質的更多標準/規範，覆蓋了音頻數據、計算機數據、視頻數據和這些信息的組合，例如用於DVD的Book A、Book D和Book E標準。
如上所述，這種光記錄載體上的信號自身是異步的，這意味著在解碼過程中，必須從所述信號中獲取同步和定時信息。
由於這些記錄載體的特性，所以能夠容易地進行複製。為了應付這種情況，存在各種複製保護方案，它們藉助於在各自的記錄載體自身中存儲的密鑰或口令來防止越權存取。此外存在多種藉助於存儲的無效信息來保護光碟的方法，該無效信息在複製過程期間得到修正，使得應用程式能夠基於這個無效信息的存在或不存在來確定它是存儲在原版上還是存儲在拷貝上。
另一種方法在歐洲專利申請02795240.7中進行了描述，它描述了使用等待時間(latency)信息來提供複製保護機制。在該申請中描述的主要特徵是使用等待時間信息來編碼記錄載體中的附加信息。壓刻(emboss)在數據載體中的此附加信息可以用於驗證的目的，因為僅僅帶有正確等待時間信息的存儲介質被判定為真實的或者可以以正確的方法解碼。這個方案是成功的，因為複製通常不顯示所壓刻的等待時間信息。
然而，壓刻在這種數據載體中的等待時間信息能夠被探出，並且通過使用專用軟體來仿真所讀數據的相應等待時間可以克服複製保護機制，其中所述專用軟體被提供在讀取不攜帶等待時間信息的拷貝的讀取裝置和執行驗證的計算機進程之間。此外，由於用於光學數據載體的記錄器變得越來越複雜，因此將探出的等待時間信息複製到光記錄載體上的可能性也會存在。
發明內容
因此，本發明的一個基本目的是提供一種克服上面所列缺點的改進的複製保護系統，即一種允許改進的複製保護的數據載體，一種支持改進的複製保護的可記錄的數據載體，一種用於支持改進的複製保護的可記錄或不可記錄的數據載體的仿真器，一種用於產生支持改進的複製保護的可記錄或不可記錄的數據載體的方法，以及一種用於驗證顯示出改進的複製保護的可記錄或不可記錄的數據載體的方法。
根據本發明的數據載體在獨立權利要求1中進行了限定，根據本發明的可記錄或可重寫數據載體在獨立權利要求4中進行了限定，根據本發明用於(可記錄或可重寫或者不可記錄或不可重寫)數據載體的仿真器在獨立權利要求10中進行了限定，根據本發明用於產生(可記錄或可重寫或者不可記錄或不可重寫)數據載體的方法在獨立權利要求13中進行了限定，以及根據本發明用於驗證(可記錄或可重寫或者不可記錄或不可重寫)數據載體的方法在獨立權利要求19中進行了限定。它們的優選實施例分別被限定在各自後面的從屬權利要求中。此外，根據本發明的電腦程式產品在權利要求12和22中進行了限定，以及根據本發明帶有電腦程式產品的數據載體在權利要求23中進行了限定。
類似於上面確定的申請人的歐洲專利申請，本發明也基於使用等待時間信息在數據載體中編碼附加信息，使得這個被壓刻在數據載體中的附加信息可以用於驗證的目的，因為僅僅具有正確的等待時間信息的存儲介質被判定為真實的或者可以以正確的方法解碼。然而，本發明的主要特徵是這個附加信息不能從原版數據載體中被探出，因為根據生產標準(在下文中還僅僅稱作標準)的等待時間的變化是如此小，以致當試圖探出單個存儲區的等待時間時它們不能夠被獲得，即當利用存取數據載體所使用的讀取裝置測量存儲區的等待時間時，等待時間的變化在測量噪聲之內。
本發明能夠區別原版數據載體和複製的數據載體，因為當考慮其一部分所壓刻的等待時間變化的整個圖案(pattern)時，根據本發明的等待時間變化能夠被檢測出來，所述整個圖案可以被預先確定，而不僅僅是單個存儲區的等待時間測量。根據本發明對等待時間變化的檢測是利用所測量的等待時間與已知變化的相關優選為線性相關來執行的，優選是基於表示已知變化的密鑰。可以隨機地(偽隨機地)選擇密鑰，或者可以選擇密鑰以包括由存儲在根據本發明的數據載體上的程序所使用的附加信息。此外，密鑰也可以用於對存儲在根據本發明的數據載體上的程序數據進行編碼。
只要採用用於數據載體的各自生產標準來限定相應的等待時間，那麼分別壓刻進所述存儲區中的一個的等待時間變化就可以位於數據載體的容許生產偏差(deviation)的內部或外部。一個例子是根據CD規範允許1.2到1.4米/秒的線速度(line speed)。接著，生產標準使用這個範圍內的一個線速度值或者甚至稍微超出這個範圍的一個值，並保持這個線速度值近似恆定。這個近似恆定的線速度值的精確度取決於生產機器(production machine)的非常高的精確度。通常地，可以說在生產期間對於恆定條件該值是恆定的，即一個CD使用的線速度值將是恆定的；然而，如果一天後生產了相同的CD，儘管對於生產機器使用了相同的設置，但是也可以產生另一個恆定線速度值，因為存在不同的環境條件像溫度和溼度。根據規範，對於DVD所容許的線速度的生產偏差是3.49米/秒的0.5％峰峰值(peak to peak)，例如對於單層DVD是3.49米/秒的-0.1％到+0.4％，而對於雙層DVD是3.84米/秒的0.5％峰峰值。
生產標準的線速值可以超出根據數據載體的規範(例如CD規範)所允許的範圍，只要確保所用的讀取裝置在存取所製造的數據載體(例如CD或DVD)時沒有問題就行。於是在CD生產中應用的根據本發明的等待時間變化優選地具有的最大幅度為選定的線速度值的±0.5％，例如在[1.2，1.4]米/秒範圍內的線速度值的±0.5％。對於DVD，於是在CD生產中應用的根據本發明的等待時間變化對於單層DVD優選地具有的最大幅度為3.49米/秒的±0.33％，而對於雙層DVD具有的最大幅度為3.84米/秒的±0.33％。優選地，確定根據本發明的線速度變化，使得平均值是選定的生產標準的線速度值。
根據本發明，等待時間是從請求數據到接收所請求的數據之間的等待時間，例如在藉助於機械裝置存取數據載體的情況下的存取時間。必須注意，等待時間測量是一種測量變化的線速度的間接方法。這種間接方法是必須的，因為不可能使用通用存取裝置來直接測量數據載體的線速度(或者凹坑和平面(land)的長度)(當然，當使用合適的測量裝置例如顯微鏡時可以直接測量凹坑和平面的長度)。因此，本發明的用於包括/指示/仿真/確定和生產/驗證具有改變的等待時間的存儲區的圖案的主要特徵等效於實現這樣一種等待時間變化的任何措施，所述等待時間被分別改變，以使得當利用存取所述記錄介質的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內，本發明的主要特徵例如等效於用於包括/指示/仿真/確定和生產/驗證具有改變的凹坑和平面長度的存儲區的圖案的特徵，所述長度被分別改變，以使得當利用存取所述記錄介質的讀取裝置執行測量時，存儲區的凹坑和平面的長度的各個改變相對於所述存儲區的凹坑和平面的標準長度而處於凹坑和平面長度測量的測量噪聲之內。通常地，能夠通過觀測給定條件所需的存取時間來測量的等待時間也可以包括由存取裝置(例如包括CD/DVD驅動器所連接的計算機或者計算機的作業系統)的作業系統引起的改變。因為由作業系統引起的這種改變通常顯示為類噪聲特性，所以根據本發明壓刻在數據載體上的等待時間的改變仍然可以被觀測到。
根據本發明，用於存取數據載體的讀取或存取裝置是通用的用戶(consumer)存取裝置，例如在CD或DVD的情況下，這可以是普通的用戶CD或DVD播放器或者計算機的CD/DVD驅動器。這些「低成本」裝置在存取數據載體時具有良好的性能，但是未被設計成在存取期間具有恆定的或者較高的可再現的等待時間特徵。這個事實使得能夠隱藏壓刻在根據本發明的數據載體的單個存儲區的等待時間變化，同時通過將具有改變的等待時間的存儲區的圖案和已知的等待時間改變進行比較仍然能夠驗證數據載體。
根據本發明，存儲區的圖案的等待時間優選地得到了改變，例如通過改變光、磁或磁光存儲介質的線速度(線速度調製)使得所實現的等待時間和同步特性仍然在所述存儲介質的規範之內或者僅僅稍微超出所述規範，以便根據規範工作的所有存取裝置或者其大多數能夠毫無問題地存取各自的存儲介質，即示出了改變的等待時間的每個特定存儲區的等待時間不被改變到可辨認出與相應的(生產)標準等待時間不同，所述標準等待時間是在不改變或不調製選定的線速度值時獲得的。然而，如上所述，當觀測具有改變的等待時間的存儲區的整個圖案時，對存儲介質的驗證是可能的。
在根據本發明的數據載體被複製的情況下，內容以1:1的方式被存儲，但是攜帶複製的內容的數據載體顯示出與根據本發明的原版數據載體不同的等待時間，因此其能夠被清晰地區別和識別為拷貝。所複製的數據載體與原版數據載體(攜帶具有改變的等待時間的存儲區的圖案)的這個不同是由於下面的事實產生的用於這種數據載體的普通的用戶記錄器不允許壓刻等待時間變化。即使在這種記錄器允許壓刻等待時間變化的情況下，但這些用戶裝置是「低成本」的事實防止了對等待時間變化的再現，因為利用這些裝置不能實現記錄等待時間變化所需的精確度，例如所需的非常小的線速度變化。這個利用低成本的用戶裝置來記錄根據本發明的記錄數據載體的困難還在於，利用用戶存取裝置不可能探出根據本發明的等待時間變化。因此，即使在它是可行的並且可做出根據本發明數據載體的拷貝的情況下，所述拷貝也包括所讀出的等待時間，即根據本發明的等待時間變化和測量噪聲，以及在生產拷貝期間產生的生產噪聲。因此根據本發明的等待時間變化與讀取拷貝期間產生的噪聲相比較甚至更小。這個事實甚至允許區別這種「直接」拷貝(其目前利用用戶裝置不能夠被生產)和原版。此外，對於拷貝的較高代，即拷貝的拷貝的拷貝…，噪聲將完全隱藏根據本發明壓刻的變化，使得這些變化甚至利用其直接測量例如利用顯微鏡也不能被識別。另一方面，根據本發明的生產沒有問題，因為所述生產是利用「高端」生產機器來執行的，所述生產機器真正具有非常高的精確度以允許以穩定和一致的方式產生根據本發明的非常小的等待時間變化，並且此外根據本發明的生產基於知曉要被壓刻的等待時間變化。
根據本發明的包括具有各自相應標準等待時間的存儲區的數據載體顯示出以下的特徵，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各個等待時間相對於各個相應標準等待時間進行改變，所述特徵為具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
相應地，根據本發明的可記錄或可重寫數據載體顯示了以下特徵，其中所述數據載體包括用於在將數據記錄到數據載體上之後獲得具有各自相應標準等待時間的存儲區的預先格式化的記錄密度信息，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，其中所述預先格式化的記錄密度信息表示所述不同存儲區的至少一部分的各自等待時間相對於各自相應標準等待時間進行改變，所述特徵為所述預先格式化的記錄密度信息指示具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
於是，根據本發明的數據載體通常會示出上述兩種可能性中的一種，即存儲區的圖案中的等待時間相對於正常的等待時間的實際改變，正常的等待時間即為根據標準生產所使用的等待時間，例如基於通常使用的將數據記錄在旋轉數據載體上的線速度的變化比如調製，或者一個指示符，所述指示符被記錄在可記錄或可重寫數據載體上，並且所述指示符導致存儲區的圖案中的等待時間相對於正常的等待時間的改變，正常的等待時間即為根據標準生產所使用的等待時間，例如基於通過調製頻率信息的通常使用的將數據記錄在旋轉數據載體上的線速度的變化比如調製，所述頻率信息被記錄在預刻槽(pregroove)中，並用來在實際記錄數據期間實現通常所用的線速度。因此通常地，根據本發明的數據載體可以是只讀數據載體或者可記錄或可重寫數據載體。
另外相應地，根據本發明的用於包括具有各自相應標準等待時間的存儲區的數據載體的仿真器顯示出以下特徵，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各自等待時間被仿真以相對於各自相應標準等待時間來改變，所述特徵為所述不同存儲區的各自等待時間得到仿真以顯示出具有改變的等待時間的存儲區圖案，這些改變的等待時間是分別改變的，以便當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
於是，採用傳統的存取限制技術，比如在數據載體不能被驗證為其具有壓刻於其上的等待時間變化的預定圖案的情況下就簡單地拒絕對所述數據載體的存取，能夠保證只使用原版數據載體。
根據依照本發明的數據載體的一個優選實施例，所述數據載體優選是光或磁光的記錄載體，特別是CD或DVD型，其包括作為所述存儲區的預定量的存儲容量的存儲塊，特別是存儲扇區或幀，其中所述各個相應標準等待時間基於位密度來進行確定，所述位是根據將位寫入所述存儲塊的標準過程而被寫入所述存儲塊的，以及形成所述圖案的所述存儲塊的所述改變的等待時間短於或長於所述各個相應標準的等待時間，這是通過以較大或較小密度將位寫入各個存儲塊來實現的。
用於將位寫入所述存儲塊的標準過程包括以一種近似理想的方式設置記錄期間的盤速(即記錄器的主軸轉動頻率)和要被寫到盤上的位(即凹坑和平面)的時鐘；然而，通常是應儘可能好地滿足數據載體的規範和在數據載體的可存取性方面實現最佳可能的性能。就此種意義來說，所述盤也包括一種主盤(master)，從所述主盤執行壓模以實際生產光碟，例如以一種注射模塑工藝來生產。通常對於光學數據載體，等待時間依賴於記錄線速度。CD和CD-ROM以及DVD和DVD-ROM通常被記錄為使得記錄線速度恆定並且與記錄位置無關。記錄線速度取決於兩個參數，即1)介質的旋轉速度(即跟蹤線速度)和2)記錄信號時鐘。CLV(恆定線速度)記錄指的是這樣一種記錄方法，其中為了實現恆定的記錄線速度，轉速改變而信號時鐘恆定，以及CAV(恆定角速度)記錄指的是這樣一種記錄方法，其中為了實現恆定的記錄線速度，轉速恆定而信號時鐘改變。
作為一個實例，在正常的生產期間，根據CD規範的線速度被選擇為在[1.2，1.4]米/秒的範圍內。因此，對於CLV記錄，信號時鐘被設置為每秒4321800位，並且轉速在每分鐘大約600轉與每分鐘大約200轉的範圍內改變。基於這些通常使用的值的生產於是將產生相應的標準等待時間。根據本發明的一個優選實施例的線速度的改變是通過在每秒4321800位的±0.5％的範圍內調製信號時鐘並將轉速保持為通常標準生產中的轉速來實現的。作為第二實例，在正常的生產期間，根據DVD規範的線速度對於單層為3.49米/秒，以及對於雙層為3.84米/秒。因此，對於CLV記錄，信號時鐘被設置為每秒26000000位，並且轉速在每分鐘大約1300轉與每分鐘大約433轉的範圍內改變。基於這些通常使用的值的生產於是將產生相應的標準等待時間。根據本發明的一個優選實施例的線速度的改變是通過在每秒26000000位的±0.33％的範圍內調製信號時鐘並將轉速保持為通常標準生產中的轉速來實現的。
以較大或較小的密度將位寫入各個存儲塊導致具有改變的等待時間的存儲塊的長度的物理改變。此物理改變導致讀出存儲塊中的數據所需的時間加長或縮短，因為時鐘信號未被相應地調整。然而，當觀測單個存儲區的等待時間時，壓刻到根據本發明的數據載體上的等待時間的偏差不能被得到，因為各個變化處於存取裝置的測量噪聲中，即具有根據本發明的等待時間變化的存儲區的等待時間測量和不具有這樣等待時間變化的存儲區的等待時間測量不能被區別開，因為等待時間偏差是如此小以致其被噪聲覆蓋。僅將等待時間變化的圖案(或其足夠大的一部分，這實際取決於變化的最大幅度)與已知的等待時間變化進行比較，從而允許對數據載體的驗證。
雖然根據本發明的等待時間的變化，即一個存儲塊中的凹坑和平面的密度變化是在利用通常的存取裝置來檢測等待時間的測量噪聲之中，但是除了生產變化，具有改變的等待時間的存儲塊的圖案也被壓刻到數據載體上。如上所述和下面進一步解釋的，當知道具有等待時間變化的存儲塊的圖案時，可以驗證所述數據載體。
根據如本發明的數據載體的優選實施例，基於線速度改變可以實現所述的較長和較短的等待時間，其中所述較短的等待時間是通過以較高密度將位寫入相應存儲塊來實現的，而較長的等待時間是通過以較低密度將位寫入相應存儲塊來實現的。
另一選擇或另外地，根據依照本發明的數據載體的優選實施例，所述光或磁光記錄載體是只讀記錄載體，或者可記錄或可重寫記錄載體，例如各種CD(例如CD、CD-ROM、CD-R、CD-RW)或各種DVD(例如DVD、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD+R9、DVD+RW、DVD-RW)。
根據本發明另一個方面的可記錄或可重寫數據載體優選是一個光或磁光數據載體，特別是CD或DVD型，並且所述預先格式化的記錄密度信息是被寫到數據載體的預刻槽的頻率信息，其中所述數據載體包括作為所述存儲區的預定量的存儲容量的存儲塊，特別是存儲扇區或幀，其中所述各個相應標準等待時間在所述頻率信息指示根據一個用於將位寫入所述存儲塊的標準過程而寫入到所述存儲塊的位的密度時來實現的，以及形成所述圖案的所述存儲塊的所述改變的等待時間短於或長於所述各個相應標準的等待時間，這是基於改變的頻率信息通過以較大或較小密度將位寫入各個存儲塊來實現的。
進一步優選的是，根據本發明另一個方面的可記錄或可重寫數據載體顯示出如上所述的根據本發明的數據載體的特徵。
優選的是，在根據本發明的數據載體或者可記錄或可重寫數據載體中，具有它們各自等待時間變化的存儲區的所述圖案是通過基於一個密鑰調製存儲區的圖案的標準等待時間而實現的。在此種意義上，調製意味著對屬於所述圖案的存儲區的標準等待時間增加或減少一個對應於密鑰或密鑰的一部分的量，例如，密鑰的一個數字用於每個存儲區或存儲區的每個(連續)編號。
進一步優選的是，所述密鑰是基於一個具有一個預定初始數(即種子(seed))的偽隨機過程產生的。此初始數和/或偽隨機過程優選地被保密，使得不能容易地重新構建根據本發明的密鑰。
可替代地或另外進一步優選的是，所述密鑰是基於偽隨機過程產生的具有高斯分布的數字序列，其中數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間。高斯分布的這種應用是根據本發明的等待時間改變的一種特別優選的形式，因為在此情況下，等待時間變化具有類噪聲特性，並且因此即使利用高端的存取裝置(在考慮了可用的處理能力和找到等待時間偏差所需的時間的情況下)也不可能檢測到等待時間變化(當不知道它們時，即當試圖探出等待時間變化時)。當然，也可以使用其它的類似於測量噪聲的分布，因為就本發明而言，這些分布具有等效的特性。因此，用在本說明書中的術語「高斯分布」也代表其它可比的分布；然而，確認的高斯分布是特別優選的，由於其良好地再現了測量噪聲。在使用高斯分布的情況下，優選的用於生產的上述對於CD的線速度±0.5％的變化或上述對於DVD的線速度±0.33％的變化等效於2.5個標準偏差(2.5σ)。進一步，根據本發明的線速度變化優選地被限制在此2.5σ的範圍內，即不允許超出上述對於CD的線速度±0.5％的變化或上述對於DVD的線速度±0.33％的變化。這可以通過僅將位於此範圍之外的值減少到最大容許值來實現。
優選地，在根據本發明的數據載體或者可記錄或可重寫數據載體中，存儲區的所述圖案中的預定數量的連續存儲區具有相同的改變的等待時間。
根據本發明的用於包括具有各自相應標準等待時間的存儲區的數據載體的仿真器，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各個等待時間被仿真為相對於各自相應標準等待時間進行改變，所述仿真器仿真所述不同存儲區的各個等待時間以顯示出具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內，其中所述仿真基於一個定義了存儲區的圖案的各個等待時間相對於它們的標準等待時間的變化的密鑰。
根據本發明的仿真器需要所述密鑰(或當然用於產生所述密鑰的種子和算法)以對根據本發明的數據載體進行仿真，因為不可能從數據載體的存取特性中探出驗證籤名的特徵，即具有改變的等待時間的存儲區的圖案或其一部分以及各個存儲區的等待時間的改變。同樣，當可以直接複製根據本發明的數據載體時所產生的上述效果對於一個基於直接複製和對原版測量的等待時間而工作的仿真器也是有效的，因為所述仿真器增加了原版的測量的等待時間變化，其包括根據本發明所壓刻的等待時間變化和測量噪聲，以及執行所述仿真器自身所引起的等待時間變化，例如由作業系統和運行所述仿真器的處理器上的負載所引起的。於是也在此情況下，附加噪聲「覆蓋」根據本發明的等待時間變化比由存取原版所引起的測量噪聲要多。這導致這樣的結果，即也能將這樣的仿真和原版區分開(例如通過適當地選擇用於比較所述密鑰和所測量/仿真的等待時間的閾值)。
優選地，根據本發明的仿真器對根據本發明的數據載體進行仿真，並且其所有特徵如上所述。
根據本發明的第一電腦程式產品包括電腦程式裝置，所述裝置當在計算機、數位訊號處理器等上被執行時實現如上所述的根據本發明的仿真器。
根據本發明的用於製造數據載體或在數據載體上記錄數據的方法，其中所述方法包括在所述數據載體上產生或指示具有各個相應等待時間的不同存儲區，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述不同存儲區的至少一部分的各個等待時間相對於各自相應標準等待時間進行改變，所述方法包括下述步驟確定要被產生或指示的具有改變的等待時間的存儲區的圖案，以及分別改變這些存儲區的等待時間，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
根據本發明，記錄應被理解為寫一個數據載體，例如利用CD記錄器或寫入器，或者利用用於半導體存儲器的控制電路，並且也應被理解為製造數據載體，例如基於一種注射模塑工藝製造光數據載體，比如CD或DVD，因為對於此工藝，壓模是基於通過將數據記錄到主盤上而製成的主盤來生產的。
同樣如上所述，本發明的關鍵特徵是分別設置的最小地偏離標準等待時間(如其由以選定的線速度值來生產而產生)的等待時間的圖案被壓刻在根據本發明的數據載體上。此圖案可以由預定數量的具有不同設置等待時間的連續存儲區如存儲塊或存儲扇區組成，當知道了此圖案的特徵時，此圖案可被識別，所述特徵例如為存儲區的數量和它們彼此的位置關係以及例如基於用於產生改變的等待時間的調製值的各個等待時間變化。優選的是僅存在連續存儲區中的一個區，其中在這些存儲區中等待時間不同地進行偏離。在此情況下，所述驗證方法特別容易，因為僅有連續存儲區中的一個區必須相對於存儲區的各個等待時間進行檢查。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，具有改變的等待時間的存儲區的所述圖案優選的是通過基於一個密鑰對存儲區的圖案的標準等待時間進行調製而產生或指示的。
此技術具有特別的優點，即執行近乎正常的記錄，其中對等待時間負責的信號基於一個密鑰進行調製，該密鑰例如由用於具有相同改變設置的等待時間的連續存儲區的每個連續預定編號的一個數字構成。於是此密鑰可用於驗證相應的等待時間變化是否被壓刻到數據載體上。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，基於一個密鑰對存儲區的圖案的標準等待時間的所述調製優選的是通過以下方式執行-通過利用所述密鑰對在存儲區的圖案的存儲區中記錄的位密度進行調製，或-通過利用所述密鑰調製頻率信息，所述頻率信息在可記錄或可重寫記錄載體的情況下被記錄在記錄載體上，並且指示要被記錄在存儲區的圖案的存儲區中的位的密度。
因此，根據本發明的方法的可應用於在其上記錄有數據的數據載體以及「空的」可記錄或可重寫數據載體，所述數據載體僅包括能在其上記錄數據的預刻槽信息。然而，根據本發明的等待時間變化能被反映在寫入到預刻槽中的頻率信息中，並且當知道了所述圖案的特徵時，無須預先知道存儲區的圖案的絕對位置以確定所述圖案是否被壓刻在數據載體上，所述特徵例如為被包括在所述圖案中的存儲區彼此之間的相對位置以及被包括在所述圖案中的每個存儲區的等待時間變化。因此，可記錄或可重寫數據載體在數據被記錄在其上後可容易地進行驗證。此技術使得當每個用戶知曉調製預刻槽信息所用的密鑰時，該用戶能夠將數據記錄在可記錄或可重寫數據載體上以創建防複製的數據。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，所述密鑰優選是基於一個具有一個預定初始數(即種子)的偽隨機過程產生的。
這樣產生密鑰具有一個特別的優點，所述密鑰優選地由用於具有相同改變設置的等待時間的連續存儲區的每個連續預定編號的一個數字構成，因為隨後能夠基於所述(一個)初始數和已知的偽隨機過程來進行驗證，即無須知道所述密鑰，所述密鑰可能含有大量的數字，例如幾千個。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，所述密鑰優選地基於偽隨機過程而被產生為具有高斯分布的數字序列，其中數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間。
採用偽隨機過程進一步增強了不能容易地從原版數據載體中探出等待時間相對於標準等待時間的變化，所述偽隨機過程產生了作為所述密鑰的具有高斯分布的數字序列，所述原版數據載體具有帶有被壓刻在其上的根據本發明的所述等待時間變化的存儲區的所述圖案，因為在此情況下，等待時間變化不僅具有相應於測量噪聲的幅度，而且其特性象噪聲。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，優選地將存儲區的所述圖案中的預定數量的連續存儲區調製為具有相同改變的等待時間。
這種採用密鑰的相同部分即相同的偽隨機生成數來改變預定數量的連續存儲區(的一塊)的調製具有以下優點，即增強了對等待時間變化的檢測。在數據載體上，預定數量的連續存儲區中的這些塊可以被一個排在另一個之後地連續排列或被以其它任意的圖案排列。
在根據本發明的生產和/或記錄方法中，所述改變等待時間的步驟可以通過將格式信息記錄到所述數據載體上來執行。在此情況下，所述格式信息可以包括關於要被記錄到所述數據載體上的位密度的信息。進一步優選地，所述格式信息是被寫到數據載體的預刻槽的頻率信息。在可記錄或可重寫數據載體的情況下，為了記錄通常執行兩個寫入，即預刻槽信息的寫入，所述預刻槽信息除了別的以外還指示記錄密度或等待時間信息，根據所述記錄密度或等待時間信息來設置第二寫入(即對要被記錄的數據位的寫入)的相對速度，以及隨後的要被記錄的數據位的寫入。另一方面，也有可能設置獨立於預刻槽信息中的記錄密度或等待時間信息來設置寫入數據位的相對速度。進一步，在根據本發明的生產和/或記錄方法中，所述記錄可以通過改變寫入數據位和旋轉數據載體的相對速度來執行。
根據本發明的用於驗證含有具有各個相應等待時間的不同存儲區的數據載體的方法，其中等待時間是從請求數據到接收所請求的數據的等待時間，所述方法包括以下步驟通過一個相關過程特別是線性相關來確定具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間是被分別改變的，使得當使用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內，其中具有改變的等待時間的存儲區的所述圖案與一個用於產生改變的等待時間的密鑰進行相關。
根據本發明的此驗證方法具有以下優點可以直接將所測量的數據載體的存儲區的等待時間與用於產生和壓刻等待時間變化的密鑰進行比較。當前驗證的是原版數據載體(具有根據密鑰所壓刻的小的等待時間變化)還是其拷貝(其不具有根據密鑰所壓刻的小的等待時間變化)的判決然後是基於所獲得的相關結果。
檢測數據載體是否帶有根據本發明的具有改變的等待時間的存儲區的檢測算法，即上述驗證方法優選地通過以下步驟來執行在下述限制之下，在一個允許的扇區範圍，即在構建具有改變的等待時間的存儲區的圖案的扇區範圍(＝在此情況下的存儲區)內隨機地選擇一個值s，所述限制為扇區範圍中的編號為s的扇區之後有s_min個扇區可用，其中s_min是可能獲得肯定的驗證結果所需的扇區數，即在觀察它們的幅度的情況下檢測等待時間變化所需的最小數目；從扇區s開始測量並存儲扇區存取時限(timing)；執行所存儲的存取時限與密鑰如密鑰本身或基於密鑰獲得的籤名數據的相關，並且繼續測量和存儲連續的存取時限，直到相關結果大於第一閾值t1(檢測到原版)或讀出了s_max個扇區，其中s_max是通過從長度中減去s來確定的，所述長度即具有改變的等待時間的存儲區的數量；在發生了錯誤或檢測到大的存取時間的情況下，則優選地重複整個測量、存儲和相關；對所存儲的測量數據進行濾波以除去尖峰、補償讀錯誤和補償驅動器校準；應用一個從測量中減去一個估計的針對給定的驅動器/盤的存取時間的後處理；執行濾波的和後處理的測量數據與所期望的密鑰或從密鑰獲得的籤名數據的相關；如果相關結果大於第二閾值t2，那麼檢測為原版，否則重試此驗證過程或者檢測到驗證失敗。
將第一閾值t1設置為大於第二閾值t2，即t1＞t2，如果相關結果大於所升高的第一閾值t1，那麼使得測量耗時縮短。第二閾值t2是檢測閾值。
在根據本發明的驗證方法中，所述密鑰優選是基於一個具有一個預定初始數(即種子)的偽隨機過程產生的，特別是所述偽隨機過程與在製造數據載體期間產生密鑰所用的偽隨機過程相同。
在根據本發明的驗證方法中，所述密鑰優選地基於一個偽隨機過程而被產生為具有高斯分布的數字序列，其中該數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間，特別是所述偽隨機過程與在製造數據載體期間產生密鑰所用的偽隨機過程相同。
在根據本發明的驗證方法中，在所述圖案中包括的存儲區的(並且也有其它存儲區的)等待時間可被測量、存儲在一個表中，而後與密鑰進行相關以確定所述數據載體是否是原版。
根據本發明的第二電腦程式產品包括電腦程式裝置，所述裝置適於當在計算機、數位訊號處理器等上被執行時執行如上所述的用於製造數據載體或在數據載體上記錄數據的方法和/或驗證方法。
一種適用於本發明的數據載體寫入裝置適於將數據寫到含有不同的相應標準等待時間的數據載體上，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且所述寫入裝置包括記錄密度改變裝置，用於改變各個存儲區的各個等待時間，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
在這樣的數據載體寫入裝置中，所述記錄密度改變裝置優選地改變寫入數據位和旋轉數據載體的相對速度。在此情況下，所述記錄密度改變裝置可以從數據載體上的預先格式化的記錄密度信息或等待時間信息中獲得用於改變寫入數據位和旋轉數據載體的相對速度的信息。可替代地或另外地，所述記錄密度改變裝置可以從一個外部控制信號獲得用於改變寫入數據位和旋轉數據載體的相對速度的信息。
合併於此並構成本說明書的一部分的
了本發明的示例性實施例，並且和上面給出的本發明的總體描述以及下面給出的實施例的詳細描述一起用於解釋本發明的原理，其中圖1示出根據本發明的第一優選示例性實施例的CD的相鄰存儲區的凹坑和平面的原理圖，圖2示出根據本發明的第二優選示例性實施例預先格式化為CD-R上的預刻槽信息的記錄密度信息的原理圖，圖3示出用於示例性的CD-ROM存取裝置的一個盤的標準等待時間和另一個可比的盤的改變的等待時間，圖4示出一個用於得到如圖3所示的根據本發明的改變的等待時間的密鑰，圖5以部分放大的視圖示出如圖3所示的標準等待時間以及根據本發明的改變的等待時間，圖6示出用於製造具有不同等待時間的數據載體的示例性數據載體寫入裝置的功能圖，圖7示出在根據圖6的數據載體寫入裝置的信號供給器(feeder)中執行的設置不同等待時間的示例性過程的流程圖，圖8示出用於具有不同等待時間的數據載體的示例性數據載體驗證裝置的功能圖，圖9示出在根據圖8的數據載體驗證裝置的處理器中執行的驗證不同等待時間的示例性過程的流程圖，以及圖10示出仿真根據本發明的數據載體的不同等待時間的仿真器或仿真器軟體的原理圖。
具體實施例方式
圖1主要示出沿著CD的軌道8的相鄰存儲區的凹坑1和平面2，即第一存儲區3中的凹坑1和平面2的排列、第二存儲區4中的凹坑1和平面2的排列以及第三存儲區5中的凹坑1和平面2的排列。第一存儲區3示出用於CD上的各自位置的正常的(即標準的)等待時間，第二存儲區4示出用於CD上的各自位置的改變的(這裡是縮短的)等待時間，而第三存儲區5再一次示出用於CD上的各自位置的正常的(即標準的)等待時間。在存儲區之間的過渡區中沒有示出凹坑和平面。圖1以一种放大的方式示出此改變的等待時間。根據本發明，等待時間的改變原則上是在屬於存儲區的所選圖案的所有存儲區中執行的；然而，根據本發明的等待時間相對於標準等待時間的改變是如此小，以致當測量具有改變的等待時間的存儲區的等待時間時它不能夠被獲得。本發明的原理是要將小的等待時間變化(以至於它們不能被探出)包括在多個存儲區中並且同時地測量多個存儲區的等待時間變化，使得能夠正確地區分在其上壓刻有等待時間變化的原版數據載體和不顯示等待時間變化的複製的數據載體。
通常，等待時間能夠從形成凹坑和平面的密度以及從凹坑和平面的各自延伸中取得。在以比通常時間短的時間將單個位信息寫入到CD上的情況下，即凹坑和平面的密度比通常的高並且它們的延伸比通常的短，那麼預先確定的CD的存儲塊或扇區被以比通常時間短的時間進行存取。反之亦然，在以通常時間長的時間將單個位信息寫入到CD上的情況下，即凹坑和平面的密度比通常的低並且它們的延伸比通常的長，那麼預先確定的CD的存儲塊或扇區被以比通常時間長的時間進行存取。然而，根據本發明，所產生的等待時間變化是如此小，以致它們(對於每一個存儲區)在用於測量等待時間的存取裝置的測量噪聲中分別是「不可見的」。進一步優選的是，構成所述圖案的存儲區中的等待時間的變化被改變，使得它們的特性也象噪聲。
在存取裝置非常快地執行自同步以使凹坑和平面的密度更大且延伸更短的情況下，等待時間可以是相應的標準等待時間，即類似於所述等待時間不被改變的相應CD扇區的等待時間，但是「等待時間的改變」可以來自於盤驅動器的旋轉速度的改變。換句話說，根據本發明考慮了相對的等待時間，即等待時間相對於旋轉速度的關係。貫穿此說明書所使用的術語等待時間包括這個對盤驅動器的旋轉速度偏離相應的標準旋轉速度的考慮。
通常地，如下所說明的，CD的相鄰存儲區示出了關於它們的等待時間的僅僅稍微的變化。進一步，因為根據本發明如結合圖1所述的，基於所測量的存儲區的等待時間與其正常的相應標準等待時間的比較不能識別出相對於正常的相應(生產)標準等待時間的改變，所以原版數據載體的等待時間變化不能被探出，並且僅能通過「測量」多個存儲區的等待時間變化來區分原版數據載體與其拷貝。進一步，因為優選地根據圍繞相應的標準等待時間的高斯分布來產生例如基於線速度改變而實現的等待時間的改變，即通過簡單地觀察多個存儲區來探出等待時間的變化的任何嘗試都將失敗，所述等待時間的變化於是整體上也象噪聲，所以同樣不能在不知曉用於產生等待時間變化的密鑰的情況下執行所述「測量」。
因為對於現在可用的CD-記錄器和CD-可記錄載體，由於事實上這些記錄器基於預先被格式化到數據載體上的信息(例如CD-R的預刻槽中的預先格式化的線速度信息)來確定等待時間，例如基於線速度變化而實現的改變的等待時間會丟失，並且因為不能通過觀察數據載體的特徵來獲得改變的等待時間，所以禁止了利用根據本發明的驗證方案進行保護的數據載體的複製或仿真。
因為根據本發明的另一方面的可記錄或可重寫數據載體包括例如表示變化的線速度的預刻槽信息，所以記錄裝置自動地適應於在預刻槽中表示的變化的線速度，並且基於在寫入或記錄過程之前是已知的預刻槽信息能夠保護要被記錄的數據。
在與圖1所示的示例性CD相應的圖2中示出了在可記錄或可重寫記錄CD或DVD的預刻槽信息中包括的線速度信息。預刻槽信息指示軌道8的位置，數據要沿著所述軌道8進行記錄並且基於一個「擺動(wobble)」到軌道位置上的頻率，線速度信息同樣如此。
圖2示出了頻率在第一存儲區3中為低，然後在第二存儲區4中為高，以及在第三存儲區5中又為低。如圖1所示，圖4也以放大的方式示出了此改變的等待時間，因為根據本發明的等待時間相對於標準等待時間的改變是如此小，以致當測量具有改變的等待時間的存儲區的等待時間時它不能夠被獲得(或不能以任何其它方式觀察到)。
對於只讀光學數據載體，與含有根據本發明壓刻在預刻槽的頻率信息中的等待時間變化的可記錄或可重寫數據載體相反，等待時間信息(例如線速度變化)是在製作主盤過程(mastering process)期間設置的。
當然，不僅可以使用兩個不同的頻率，如上面所表示的通過低頻和高頻，而且通常選擇較高數目的頻率來使得能夠對線速度(即等待時間信息)進行較高級的編碼。
圖3示出兩個CD-ROM的標準等待時間曲線(即理想曲線)的分布和利用示例性的CD-ROM存取裝置在500個存儲區的區域上讀出的相應測量結果(即實際的等待時間的測量結果)。利用不同的存取裝置，等待時間分布看起來稍微不同；同樣，或多或少的測量噪聲可能被包括在實際的測量值中。
特別地，圖3所示的上部(實)曲線顯示了所測量的等待時間圍繞標準等待時間的變化，即在製造期間由所選的線速度產生的等待時間變化，所述標準等待時間以幾乎線性的方式從首次測量的等待時間16.3ms持續下降到最後測量的等待時間15.73ms(示出為所測量的等待時間的上部實曲線中的粗實線)。此外，如圖3所示的下部(虛)曲線顯示了所測量的等待時間圍繞標準等待時間的變化，即在製造期間由所選的線速度產生的等待時間變化，所述標準的等待時間以幾乎線性的方式從首次測量的等待時間16.01ms持續下降到最後測量的等待時間的15.47ms(示出為所測量的等待時間的下部虛曲線中的粗虛線)。兩個標準等待時間的不同，即上部粗實線和下部粗虛線的不同是由不同的製造條件產生的，例如，兩個盤可以在同一個生產機器上製造，但是是在具有不同溫度和溼度的不同天製造的。
實際測量的等待時間的上部實曲線是由對盤的存儲區進行等待時間測量產生的，所述存儲區具有根據本發明的改變的等待時間，而實際測量的等待時間的下部虛曲線是由對相應存儲區進行等待時間測量產生的，即在不具有改變的等待時間的不同盤的相同位置進行等待時間測量所產生的。換句話說，上部曲線示出根據本發明的籤名和測量噪聲，而下部曲線僅示出測量噪聲。
如可從圖3中所示的兩個曲線的比較所得出的那樣，當觀察單個的存儲區時不能獲得根據本發明的等待時間的輕微變化，因為測量噪聲的幅度能夠高於並且通常高於根據本發明的等待時間變化的幅度。此外，通過比較兩個曲線也不能獲得所引入的等待時間變化的特殊分布。然而，如上所述，當知道哪些存儲區具有改變的等待時間和等待時間分別被如何改變時，將這些存儲區(或其足夠大的一部分)的等待時間測量的測量結果與已知的等待時間變化進行比較，當利用合適的技術進行所述比較時，所述比較提供了用於驗證數據載體的堅實的基礎，所述合適的技術比如是測量結果與例如由用於產生等待時間變化的密鑰表示的等待時間變化的線性相關。
圖4顯示用於壓刻圖3的上部曲線所示的等待時間的密鑰值。與示出存儲區1到500的圖3相比，圖4示出一個較長的密鑰，即用於存儲區1到1000。所述密鑰由一個預定的偽隨機過程基於一個預定的種子而產生，其中所述偽隨機過程產生具有高斯分布的偽隨機值，其中值±1等於1個標準偏差(1σ)，值±2等於2個標準偏差(2σ)，……，由所述算法輸出的最大值是±2.5，並且±2.5之間的其它值以等價關係對應於如前述實例提及的標準偏差。
圖5以部分放大的視圖示出如圖3的上部曲線所示的CD-ROM的標準等待時間的分布，即以短劃線表示的存儲區1到16，圖3的上部曲線所示的所測量的等待時間以實線表示，而根據本發明被壓刻進這些存儲區的等待時間變化以點線表示。在此情況下，所測量的等待時間包括分別壓刻的等待時間和各個測量噪聲。
在下表1中示出對應於分別壓刻進不同存儲區的等待時間的不同的等待時間和密鑰值。
表1
圖4所示的用於1000個存儲區的密鑰和壓刻的等待時間具有以下的線性關係，即密鑰值0等於CD的標準等待時間的偏差0.0％，以及密鑰值±2.5(它等於2.5個標準偏差，即2.5σ)等於CD的標準等待時間的偏差±0.5％。
可以看到，對於所示的16個存儲區不可能從所測量的等待時間中探出分別壓刻的等待時間的變化，因為壓刻的等待時間的特性象噪聲，實際測量的等待時間也象噪聲。然而，這些曲線的相關(或者由於相關技術而等效地所測量的等待時間與用於壓刻等待時間變化的密鑰的相關)產生了高於壓刻的等待時間與僅表示測量噪聲的曲線(例如圖3所示的下部的測量曲線)的相關的相關結果。在假設上述等待時間變化的情況下，相關結果能夠可靠地驗證原版的等待時間是不是利用量級為1000的多個測量來測量的。當然，當採用了更多的測量值時，相關結果變得更加可靠，並且反之亦然。此外，當將等待時間的變化選擇得較小時，接下來為必須執行更多數量的測量以驗證是不是原版的等待時間被測量了。
當從一個預定「跳轉點」開始來存取各個存儲區時，基於對等待時間的直接測量可以獲得一個特定存儲區(例如一個CD扇區或幀)的等待時間。
特別地適於本發明的特定數據載體存取裝置包括一個提供等待時間信息的附加輸出通道。可將圖3所示的曲線看作在此輸出處可用的等待時間信息。
圖6示出用於製造具有根據本發明的不同等待時間的光學數據載體的示例性數據載體寫入裝置的功能圖。信號供給器12將一個作為要被記錄的信號的EFM信號13和一個可變時鐘信號14提供給雷射束記錄器15。雷射束記錄器15將雷射束16發射到由一個記錄器引擎(engine)18以恆定角速度轉動的玻璃主盤17。雷射束16根據EFM信號13和可變時鐘信號14進行調製，以便相對於可變時鐘信號14將對應於EFM信號13的凹坑和平面記錄到玻璃主盤17上，即可變時鐘信號14確定在玻璃主盤17上記錄的EFM信號13的每個相應位的長度。在對於相應的記錄位置可變時鐘信號14的頻率高過通常頻率的情況下，在所述位置所記錄的凹坑和平面將相對於它們通常的長度而被縮短，而在對於相應的記錄位置可變時鐘信號14的頻率低於通常頻率的情況下，在所述位置所記錄的凹坑和平面將相對於它們通常的長度而被拉長。
在信號供給器中的如圖4所示的並且也如表1所示的寫入碼或密鑰(在下面稱作密鑰)確定對標準時鐘頻率的調製，以在所示的示例性數據載體寫入裝置中獲得可變的時鐘頻率。在所示的實例中，密鑰的每個數字確定在要記錄的一個特定數據幀(即存儲區)中的時鐘頻率與正常的標準時鐘頻率的偏差。所述數字如上所述地確定從標準時鐘頻率的偏差。於是，密鑰的數字直接對應於被壓刻到所製造的玻璃主盤上和隨之也被壓刻在所得到的數據載體上的等待時間的偏差。
圖7示出一個在根據圖5的數據載體寫入裝置的信號供給器12中執行的設置不同等待時間的示例性過程的流程圖。除非數據載體的第一存儲區被包括在具有根據本發明的改變的等待時間的存儲區的圖案中，否則數據載體的開頭以標準的時鐘頻率進行記錄。於是在第一步驟S1中，設置不同等待時間的過程在構建存儲區的圖案的第一幀中開始，所述存儲區在此情況下是一個連續數據幀的區域。此後，在第二步驟S2中，計算密鑰的下一個數字。如上所述，此計算優選的是基於一個具有採用了預定初始數的高斯分布的偽隨機過程來執行的。每次執行此偽隨機過程時，都輸出一個新的偽隨機數。所有輸出隨機數按照輸出的順序來構造所述密鑰。在採用同一初始數執行同一偽隨機過程相同次數的情況下，得到了相同的密鑰。在接下來的第三步驟S3中，利用所產生的密鑰的下一個數字對標準時鐘頻率進行調製，即標準時鐘頻率被減少或增加與所產生的密鑰的下一個數字相對應的量。執行所述調製，使得所得到的等待時間的偏差處於容許的生產偏差中或甚至在測量噪聲中以便測量所得到的數據載體的等待時間。在接下來的第四步驟S4中，以所調製的時鐘頻率將EFM數據寫入。此後，在第五步驟S5中檢查最後一幀(其構建存儲區的圖案)是不是被處理了。在處理了最後一幀的情況下，所述過程繼續到第六步驟S6，在第六步驟S6中所述過程終止。如果情況不是這樣的，即要處理下一幀，則所述過程重新開始第二步驟S2。除非數據載體的最後一個存儲區被包括在具有根據本發明的改變的等待時間的存儲區的圖案中，否則數據載體的末尾以標準時鐘頻率進行記錄。
在其中壓刻進驗證籤名的存儲區的圖案無須是一個連續數據幀的區域，而可以是在數據載體上的可用存儲區的數量之中的其它預定存儲區。在此情況下，不屬於具有改變的等待時間的存儲區的圖案中的存儲區(例如，如上述實例中的數據幀)以相應的標準時鐘頻率進行記錄，而其它的存儲區根據上述過程進行記錄。可選地，可以利用上述過程來記錄數據載體的所有存儲區，但是對於不屬於具有改變的等待時間的存儲區的圖案的存儲區，所述密鑰可以根據一種輸出表示沒有偏差(即產生不改變相應的標準等待時間的調製)的密鑰數字的算法來進行計算。
圖8示出用於具有根據本發明的不同等待時間的數據載體的示例性數據載體驗證裝置的功能圖。讀出器引擎24以恆定角速度轉動一個原版或複製光碟23。一個雷射拾取器22從盤23讀出數據，即記錄的EFM信號，並將所讀出的數據幀21提供給一個評估單元20，在此實施例中評估單元20為一個帶有軟體的PC以利用內部定時器測量數據吞吐量。評估裝置20確定接收各個數據幀並存儲它們所需的時間。在屬於具有改變的等待時間的存儲區的圖案的所有數據幀(或足以能夠進行評估的數量的數據幀)被測量和它們的各個等待時間被存儲之後，評估裝置20將測量結果(或其部分)與用於記錄相應的原版數據載體的密鑰進行比較以確定所讀的盤是原版盤還是複製盤。
圖9示出用於驗證根據本發明的數據載體的示例性過程的流程圖，該驗證過程即為將不同的等待時間與用於產生它們的密鑰進行比較，所述示例性過程是在根據圖8的數據載體驗證裝置的處理器中執行的。在第十步驟S10中，驗證過程以計算用於將等待時間變化壓刻到數據載體上的密鑰開始。此計算是基於已知的偽隨機過程、已知長度的密鑰和已知的初始數(即用於偽隨機過程的種子)的。可選擇地，密鑰可以從某個存儲器中取回。
此後，在第十一步驟S11中，在一個容許的扇區範圍，即在構建具有改變的等待時間的存儲區的圖案的扇區(＝在此情況下的存儲區)範圍內隨機選取一個起始值s。在這個隨機選取所述起始值s的過程中存在下述限制，即在所述扇區範圍中編號為s的扇區之後有s_min個扇區可用，其中s_min是可能獲得肯定的驗證結果所需的扇區數，即在觀察它們幅度的情況下檢測等待時間的變化所需的最小數目。此外，變量i被設置為此起始值s。在接下來的第十二步驟S12中，測量對扇區i的存取時間。然後，在接下來的第十三步驟S13中，將此測量的時間存儲在一個具有所述密鑰的長度的FIFO(先進先出)存儲器中。在接下來的第十四步驟S14中，所述密鑰(或從所述密鑰取得的籤名數據，例如利用所述密鑰壓刻的等待時間)與所述FIFO存儲器中的內容進行相關。在接下來的第十五步驟S15中，確定相關結果是否大於第一閾值t1。在大於第一閾值t1的情況下，執行第十六步驟S16，在其中確定一個肯定的驗證。在第十六步驟S16之後，所述過程結束。
在第十五步驟S15中的相關結果不大於第一閾值t1的情況下，在第十七步驟S17中確定是否讀取了數量為s_max的扇區，其中s_max是通過從具有改變的等待時間的存儲區的長度(即數目)中減去s來確定的。如果情況不是這樣的，那麼執行第十八步驟S18，在其中i增1。在此第十八步驟S18之後，所述過程繼續第十二步驟S12，並且測量下一個扇區的存取時間。
在第十七步驟S17中確定讀取了s_max個扇區的情況下，即讀取了在具有編號s的存儲區之後的具有改變的等待時間的所有存儲區，則執行第十九步驟S19，在其中確定在讀出和存儲所述存取時間期間是否發生了(讀取)錯誤或檢測到大的存取時間。如果是這種情況，則通過繼續第十一步驟S11來重複整個測量、存儲和相關。
在讀出和存儲所述存取時間期間沒有(讀取)錯誤和沒有檢測到大的存取時間的情況下，所述過程繼續第二十步驟S20，在其中執行所存儲的測量數據的濾波和/或後處理，以去除尖峰信號、補償讀取錯誤和補償驅動器校準(濾波)，並且從測量中減去所估計的針對給定的驅動器/盤的存取時間(後處理)。此後，在接下來的第二十一步驟S21中，執行濾波和後處理過的測量數據與所期望的密鑰或從密鑰取得的籤名數據的相關。在接下來的第二十二步驟S22中，確定相關結果是否在第二閾值t2之上。如果情況是這樣的，則所述過程繼續第十六步驟S16，在其中確定一個肯定的驗證結果，即在所述過程結束之前檢測到原版盤。否則，所述過程在第二十二步驟S22之後繼續第二十三步驟S23以確定一個否定的驗證。根據稱作此驗證過程的過程，可以重試所述驗證或檢測到驗證失敗。
將第一閾值t1設置為大於第二閾值t2，即t1＞t2，如果相關結果大於所提高的第一閾值t1，那麼使得測量耗時的縮短。第二閾值t2是檢測閾值。
當然，在具有改變的等待時間的存儲區的圖案不連續的情況下，必須以不同的方式執行第十八步驟S18，所述方式為i確定具有改變的等待時間的下一存儲區，即i的增加大於1。此外，為了存儲測量結果，可以用一個不同的存儲體系結構來代替FIFO存儲器。
針對它們的等待時間所觀察的幀可以是數據載體的所有幀，即上述過程可以從數據載體的第一存儲區開始。在所讀出的等待時間與已知密鑰匹配的情況下，所述過程確定為肯定的驗證並且停止。在所讀出的等待時間與已知密鑰不匹配的情況下，所述過程在考慮了所有的存儲區之後停止。因為，所述過程是基於相關的，其能容易地適於不同的讀取速度。此外，為了加速此過程，可以僅考慮屬於具有改變的等待時間的存儲區的圖案的那些存儲區以用於測量各個等待時間。
另外在其中壓刻了等待時間偏差的存儲區不是完全已知的情況下，例如在一個可記錄或可重寫數據載體的情況下，根據本發明的方法仍然能夠驗證所述數據載體是原版還是拷貝，因為這些存儲區彼此之間的關係是已知的並且在已知密鑰中反映出來。因此，只要測量了包括具有改變的等待時間的所有存儲區(或者是足以進行驗證的部分)的存儲區範圍的等待時間，相關結果就能明確地指示所測試的數據載體是不是原版。
圖10示出例如當存取不能顯示出不同的等待時間的其拷貝時仿真根據本發明的數據載體的不同等待時間的仿真器或仿真器軟體的原理圖。
特別地，圖10的上部的右側示出了具有基於不同等待時間的籤名的根據本發明的數據載體的拷貝34，即所述拷貝34也顯示出根據本發明的籤名。當從具有籤名的拷貝34執行讀出時，數據26的相應塊以變化的速度到達驗證裝置30。在所示的實例中，以一種交替的方式存在具有處於數據26的兩個塊之間的第一時間距離(例如「正常的」時間距離)的第一區28以及具有處於數據26的兩個塊之間的與第一時間距離相比縮短了的第二時間距離的第二區27，即在第二區27中的數據26的兩個連續塊到達驗證驗證裝置30的用時要比在第一區28中的數據26兩個連續塊到達驗證驗證裝置30的用時要短。
驗證裝置30可以是軟體或硬體的實現，其確定數據載體的存儲區(或具有改變的等待時間的存儲區的圖案的至少一些存儲區，或足以用於驗證的其至少一部分存儲區)的等待時間，並且將所測量的等待時間與用於將等待時間的偏差壓刻到數據載體上的密鑰進行比較。可能的是，驗證裝置30知道等待時間與例如一個資料庫或優選地以一種加密的形式擁有初始數的數據載體自身的偏差，然後驗證裝置30簡單地將這些等待時間與所讀出的數據26的塊到達的速度進行比較。在到達速度與各個相應存儲區的已知等待時間偏差相對應的情況下，就驗證了原版並將準許存取。在不匹配的情況下，檢測為非法的拷貝並且拒絕存取。
圖10的中間和下面的部分示出對攜帶了一個不具有籤名的拷貝35的數據載體的存取，即其顯示不出偏離標準等待時間的等待時間。這樣的不具有籤名的拷貝35可以通過將原版的數據複製到CDR、CDRW、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW複製到硬碟驅動器上，複製到RAM或記憶棒或任何其他類型的可記錄介質或裝置中而產生。同樣經由網絡來存取數據也是可能的。
在圖10的中部，數據26的塊以恆速到達驗證裝置30，在此情況下是以與圖10上部的具有處於數據26的兩個塊之間的第一時間距離的第一區28的相應的速度到達的。因為圖10的中部的數據26的塊沒有以不同的速度到達驗證裝置30，在此情況下直接由讀出不具有籤名的拷貝35的恆定讀出速度來確定，所以所述驗證裝置拒絕對數據載體上的數據進行存取。
在圖10的下部中，也從不具有籤名的拷貝35中以恆速讀出數據26的塊，就象如10的中部一樣。然而，在數據26的塊被饋送到驗證裝置30之前，它們以恆速到達一個仿真器29。仿真器29根據密鑰或偽隨機過程和種子產生根據本發明的籤名，使得數據26的相應塊以與原版的速度相一致的變化速度到達驗證裝置30，例如變化的速度與如圖10上部所示的第一區28和第二區27相對應。因此，因為圖10下部中的數據26的塊以與(例如具有籤名的拷貝34的)相應原版的不同速度相一致的不同速度到達驗證裝置30，在此情況下由仿真器29來確定，所以所述驗證裝置準許對數據載體上的數據的存取。
仿真器29可以是軟體或硬體的實現，其例如基於反映了等待時間變化的資料庫或基於用於製造原版的密鑰來確定數據載體上的每個存儲區或至少預定存儲區的各個等待時間，然後使這些等待時間適於所讀出的數據26的塊從仿真器29進行輸出併到達驗證裝置30的速度。
此外，如還在說明書的概括部分所描述的，本發明不僅適用於前述的優選地基於線速度變化而旋轉和改變等待時間的光或磁光數據載體，而且本發明適用於其等待時間可被改變的其它存儲介質。同樣，根據本發明的仿真器不僅可以仿真優選地旋轉的光或磁光數據載體的不同等待時間，而且可以仿真另外的存儲介質的等待時間。
權利要求
1.包括具有各個相應標準等待時間的存儲區的數據載體，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各個等待時間相對於各個相應的標準等待時間而被改變，其特徵在於一個具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
2.根據權利要求1所述的數據載體，其特徵在於所述數據載體是光或磁光數據載體，其包括作為所述存儲區的預定量的存儲容量的存儲塊，其中所述各個相應標準等待時間基於根據一個用於將位寫入所述存儲塊的標準過程寫入所述存儲塊的位的密度來進行確定，並且其特徵在於形成所述圖案的所述存儲塊的所述改變的等待時間短於或長於所述各個相應標準等待時間，這是通過以較大或較小的密度將位寫入各個存儲塊來實現的。
3.根據權利要求2所述的數據載體，其特徵在於所述光或磁光數據載體是只讀記錄載體或者可記錄或可重寫記錄載體。
4.可記錄或可重寫數據載體，包括用於在將數據記錄到數據載體上之後獲得具有各自相應標準等待時間的存儲區的預先格式化的記錄密度信息，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，其中所述預先格式化的記錄密度信息指示所述不同存儲區的至少一部分的各個等待時間相對於各自相應標準等待時間而被改變，其特徵在於所述預先格式化的記錄密度信息指示具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
5.根據權利要求4所述的數據載體，其特徵在於所述數據載體是光或磁光數據載體，並且所述預先格式化的記錄密度信息是被寫到數據載體的預刻槽的頻率信息，其中所述數據載體包括作為所述存儲區的預定量的存儲容量的存儲塊，其中當所述頻率信息指示根據一個用於將位寫入所述存儲塊的標準過程要寫入所述存儲塊的位的密度時，所述各個相應標準等待時間被實現，並且其特徵在於形成所述圖案的所述存儲塊的所述改變的等待時間短於或長於所述各個相應標準等待時間，這是基於改變的頻率信息通過以較大或較小的密度將位寫入存儲塊來實現的。
6.根據權利要求1到5的任何一項所述的數據載體，其特徵在於具有它們的各個等待時間改變的存儲區的所述圖案是通過基於一個密鑰對存儲區的圖案的標準等待時間進行調製來實現的。
7.根據權利要求6所述的數據載體，其特徵在於所述密鑰是基於一個具有一個預定初始數的偽隨機過程而產生的。
8.根據權利要求6或7所述的數據載體，其特徵在於所述密鑰是基於一個偽隨機過程而產生的具有高斯分布的數字序列，其中數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間。
9.根據權利要求1到8的任何一項所述的數據載體，其特徵在於在存儲區的所述圖案中的預定數量的連續存儲區具有相同改變的等待時間。
10.用於包括具有各自相應標準等待時間的存儲區的數據載體的仿真器，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各個等待時間被仿真為相對於各自相應標準等待時間來改變，其特徵在於將所述不同存儲區的各個等待時間仿真為顯示出具有改變的等待時間的存儲區的圖案，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內，其中所述仿真基於一個定義了存儲區圖案的各個等待時間相對於它們的標準等待時間的變化的密鑰。
11.根據權利要求10所述的仿真器，其特徵在於對如在權利要求1到9的任何一項中所限定的數據載體進行仿真。
12.包括電腦程式裝置的電腦程式產品，所述電腦程式裝置當在計算機或數位訊號處理器上被執行時實現如在權利要求10或11的任何一項中所限定的仿真器。
13.用於製造數據載體或在數據載體上記錄數據的方法，所述方法包括在所述數據載體上產生或指示具有各個相應等待時間的不同存儲區，其中等待時間是從請求在存儲區中存儲的數據到接收所請求的數據的等待時間，並且其中所述存儲區的至少一部分的各個等待時間相對於各自相應標準等待時間而被改變，其特徵在於下述步驟-確定要被產生或指示的具有改變的等待時間的存儲區的圖案，以及分別改變這些存儲區的等待時間，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於通過基於一個密鑰對存儲區的圖案的標準等待時間進行調製來產生或指示具有改變的等待時間的存儲區的所述圖案。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於所述的基於一個密鑰對存儲區的圖案的標準等待時間的調製是通過以下方式執行的-通過利用所述密鑰對在存儲區的圖案的存儲區中記錄的位的密度進行調製，或-通過利用所述密鑰調製一個頻率信息，所述頻率信息在可記錄或可重寫記錄載體的情況下被記錄在記錄載體上，並且指示要被記錄在存儲區的圖案的存儲區中的位的密度。
16.根據權利要求14或15所述的方法，其特徵在於基於一個具有一個預定初始數的偽隨機過程產生所述密鑰。
17.根據權利要求14到16的任何一項所述的方法，其特徵在於基於一個偽隨機過程將所述密鑰產生為具有高斯分布的數字序列，其中所述數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間。
18.根據權利要求14到17的任何一項所述的方法，其特徵在於將在存儲區的所述圖案中的預定數量的連續存儲區調製為具有相同改變的等待時間。
19.用於驗證包括具有各個相應等待時間的不同存儲區的數據載體的方法，其中等待時間是從請求數據到接收所請求的數據的等待時間，其特徵在於下述步驟-通過一個相關過程來確定具有改變的等待時間的存儲區的圖案，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內，在所述相關過程中，具有改變的等待時間的存儲區的所述圖案的等待時間與一個用於產生改變的等待時間的密鑰進行相關。
20.根據權利要求19所述的方法，其特徵在於基於一個具有一個預定初始數的偽隨機過程產生所述密鑰。
21.根據權利要求19或20所述的方法，其特徵在於基於一個偽隨機過程將所述密鑰產生為具有高斯分布的數字序列，其中所述數字序列中的每一個用於改變至少一個預定存儲區的等待時間。
22.包括電腦程式裝置的電腦程式產品，所述電腦程式裝置適於當在計算機或數位訊號處理器上被執行時執行如在權利要求13到21的任何一項中所限定的方法。
23.數據載體，其包括根據權利要求12或22所述的電腦程式產品。
全文摘要
本發明涉及一種存儲器鑑別方法，其基於所述存儲器的存儲區的圖案，所述存儲區具有改變的等待時間，所述等待時間被分別改變，使得當利用存取所述數據載體的讀取裝置執行測量時，存儲區的等待時間的各個改變相對於所述存儲區的標準等待時間而處於等待時間測量的測量噪聲之內。然後通過改變的存儲區的等待時間與一個用於改變存儲區的密鑰的相關來執行驗證。
文檔編號G11B20/12GK1822180SQ20051013147
公開日2006年8月23日 申請日期2005年12月14日 優先權日2004年12月14日
發明者P·米爾沃爾德, A·溫特, O·庫貝拉, G·卡特納 申請人:索尼達德克奧地利股份公司