基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件的製作方法
2023-04-26 14:30:41
專利名稱：基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數位電視接收機的機卡分離條件接收子系統，具體地說是一種基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件。屬於電子信息技術領域。
背景技術：
條件接收(CA)是一種目前廣泛應用於各種付費電信和電視服務系統的用於幫助運營商管理不同用戶授權信息的專有技術。目前，數位電視接收機大多採用機卡合一(或稱之為機卡綁定)的條件接收子系統，即數位電視接收機上嵌入了特定的CA軟硬體模塊並與智慧卡一一對應使用。由於使用這種機卡合一的條件接收子系統的數位電視接收機必須按照某家電視運營商指定的條件接收子系統進行設計、生產和銷售，因而嚴重限制了數位電視接收機的規模化生產和零售，使數位電視接收機的產業發展遇到了瓶頸。機卡分離條件接收子系統大多採用條件接收模塊(CAM)和智慧卡組合的方法來實現，如，1995年制定的歐洲數字視頻廣播通用接口規範(DVB-CI)。北美地區有線電視聯盟OPENCABLE，也制定了類似的機卡分離接口標準，稱之為POD，POD也採用了模塊的概念。國際多媒體分配與檢索標準化組織DAVIC，制定了用於多媒體分發與檢索的用戶接口標準CA0和CA1，其中CA0是對應於PCMCIA接口的標準，而CA1是對應於ISO/IEC 7816接口的標準。
現在的大多數條件接收設備都採用ISO/IEC 7816接口，即通用智慧卡接口。DAVIC的CA1接口標準給出了一種可以採用ISO/IEC 7816接口來實現機卡分離條件接收子系統的通用方法。然而，由於CA商業利益的原因，國際上直到現在還沒有報導採用CA1接口實現機卡分離的商業應用。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利公開號CN 1512778A，專利名稱為「一種數位電視條件接收裝置」。該專利提出了一種集成解復用器、CPU、解擾器、播放模塊及解擾控制模塊的條件接收裝置，該發明利用了「軟硬分離」的思想。然而，儘管該裝置可節省硬體資源，在軟體上使CA系統省去對智慧卡的繁瑣操作，簡化了CA程序，並由此降低了數位電視接收機的成本。但是很顯然，該條件接收裝置不得不將多個CA公司的私密信息存放於裝置內，依然是一種「機卡合一」的條件接收裝置。綜上所述，目前市場上還缺乏一種既符合機卡分離要求，又成本低廉的機卡分離系統解決方案及其產品。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，該插件(簡稱CA插件)，充分利用了現有數位電視接收機系統的軟硬體資源，合理劃分數位電視接收機和智慧卡各自的條件接收功能，同時本發明在基於ISO/IEC 7816智慧卡接口上，重新定義ISO/IEC 7816接口上層應用數據封裝和傳輸協議，並採用了公共安全通道協議和安全認證協議，可以方便地實現基於智慧卡的數位電視接收的機卡分離條件接收子系統。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括CA插件控制模塊、CA消息過濾模塊、安全認證模塊、機卡通信協議模塊。CA插件控制模塊包括CA插件接口和CA插件狀態控制子模塊。CA消息過濾模塊包括(授權控制信息)ECM過濾子模塊和(授權管理信息)EMM過濾子模塊。機卡通信協議模塊包括安全通道子模塊。其中CA插件接口位於整個裝置的輸入端，一端與數位電視接收相連接，主要用於接收數位電視接收機送入的各種指令和數據，並將這些指令和數據加以解析之後產生對應的CA插件的內部指令。CA插件狀態控制子模塊位於CA插件接口的輸出端，並與安全認證模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊相連接，主要用於根據CA插件接口產生的指令將對應的指令和數據發送至安全認證模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊。安全認證模塊的一端連接CA插件狀態控制子模塊，另一端連接機卡通信協議模塊，主要用於完成數位電視接收機對智慧卡的合法性認證，以防止偽造條件接收智慧卡的使用。CA消息過濾模塊一端與CA插件狀態控制子模塊相連接，另一端與機卡通信協議模塊和數位電視接收機相連接。機卡通信協議模塊的一端與CA插件內部的安全認證模塊、CA插件狀態控制模塊和CA消息過濾模塊相連接，另一端與條件接收智慧卡相連接，主要用於在CA插件內部各模塊與條件接收智慧卡之間提供數據的傳輸通道。
CA消息過濾模塊內部的EMM過濾子模塊主要用於完成對數位電視接收機中當前播放碼流中的授權管理信息的過濾，並通過機卡通信協議模塊與條件接收智慧卡進行交互，完成這些授權管理信息的解析。CA消息過濾模塊內部的ECM過濾子模塊主要用於完成對數位電視接收機中當前播放碼流中的當前播放節目的授權控制信息的過濾，並通過機卡通信協議模塊與條件接收智慧卡進行交互，完成這些授權控制信息的解析，並根據解析結果完成對當前節目碼流的解擾。機卡通信協議模塊內部的安全通道子模塊則主要用於對CA插件與條件接收智慧卡之間的一些重要數據提供加密保護。CA插件和條件接收智慧卡可以根據當前傳輸的數據的安全要求而選擇是否通過該安全通道子模塊對當前傳輸的數據進行加密。
所述的CA插件接口位於CA插件的最上端，向數位電視接收機提供一組接口，它的輸入是來自數位電視接收機的指令和數據，輸出為CA插件狀態控制子模塊使用的內部指令和數據。
所述的CA插件狀態控制子模塊接收數位電視接收機通過CA插件接口解析後的的指令和數據，並對與之相連接的安全通道子模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊進行控制，同時接收與之相連接的各模塊的狀態報告。
所述的安全認證協議模塊與CA插件狀態控制子模塊和機卡通信協議模塊相連接，通過與智慧卡按照約定的過程進行智慧卡的合法性認證，若合法性認證的結果表明智慧卡不是條件接收系統提供商發行的合法智慧卡則將通過CA插件狀態控制子模塊禁止CA插件的解擾功能。
所述的CA消息過濾模塊分別對ECM(授權控制信息)和EMM(授權管理信息)進行過濾，並按照與之相連接的CA插件狀態控制子模塊發送來的狀態指令和過濾參數工作，該模塊還將智慧卡對ECM和EMM解析後的結果發送到數位電視接收機，使得數位電視接收機能正確完成當前播放的加擾節目碼流的解擾。
所述的機卡通信協議模塊位於整個CA插件的最底層，與機卡分離條件接收智慧卡相連接，接收與之相連接的安全認證模塊、CA插件狀態控制模塊和CA消息過濾模塊發送來的數據，根據CA插件定義的ISO/IEC 7816接口應用數據封裝協議對傳輸的數據進行協議封裝以後進行傳輸，完成CA插件內部各模塊與智慧卡之間的通信，同時對CA插件和智慧卡之間通信中的重要數據進行加解密操作。
所述的安全通道子模塊位於機卡通信協議之內，通過與智慧卡進行加密算法和密鑰的協商建立在CA插件和條件接收智慧卡之間的公共安全通信通道，CA插件和條件接收智慧卡根據當前傳輸的數據的安全要求而選擇是否通過該安全通道子模塊對當前傳輸的數據進行加密。
本發明解決了在數位電視接收機和條件接收智慧卡在機卡分離的情況下，數位電視接收機與智慧卡之間的通信協議及安全認證問題，實現對數位電視接收機的加擾節目流進行解擾和用戶信息管理。具有實現簡單，成本低廉且不影響條件接收智慧卡的條件接收內核的私有性的優點，易被各家數位電視接收設備生產廠商及CA公司採納和應用。
圖1本發明結構框圖具體實施方式
如圖1所示，本發明包括CA插件控制模塊、CA消息過濾模塊、安全認證模塊、機卡通信協議模塊。CA插件控制模塊包括CA插件接口和CA插件狀態控制子模塊。CA消息過濾模塊包括(授權控制信息)ECM過濾子模塊和(授權管理信息)EMM過濾子模塊。機卡通信協議模塊包括安全通道子模塊。
CA插件接口接收來自數位電視接收機的指令和數據，並將這些指令和數據解析後向與之相連接的CA插件狀態控制子模塊發送本發明的內部指令和數據。CA插件狀態控制子模塊根據這些內部指令核數據對相應的模塊進行狀態控制。
首先，CA插件狀態控制子模塊在接收到CA插件接口發送來的初始化指令之後執行自身必要的初始化操作，並檢測條件接收智慧卡是否在數位電視接收機的智慧卡插槽中，若智慧卡在插槽中，則向安全認證模塊發送指令使其完成對智慧卡的合法性認證。若智慧卡的合法性認證的結果表明智慧卡不是條件接收系統提供商發行的合法的智慧卡，則CA插件將向數位電視接收機報告該結果，並將通過CA插件狀態控制子模塊禁止CA插件的解擾功能。在智慧卡通過安全認證之後，若當前插入的智慧卡為條件接收系統提供商發行的合法條件接收智慧卡，則CA插件狀態控制子模塊向機卡通信協議模塊內部的安全通道子模塊發送指令使其完成與智慧卡之間的安全通道的建立，完成加密算法和密鑰的協商。若當前節目是加擾節目，則數位電視接收機通過CA插件接口向CA插件發送解擾開始的指令。CA插件狀態控制子模塊在收到這個指令之後，通過機卡通信協議模塊與智慧卡進行通信，從智慧卡獲得CA消息過濾模塊能夠過濾出數位電視接收機中的當前碼流的CA消息所需的各種過濾參數。CA插件狀態控制子模塊在對這些過濾參數進行解析後，分別將對應的過濾參數發送給EMM過濾子模塊和ECM過濾子模塊。EMM過濾子模塊根據從CA插件控制子模塊傳來的過濾參數，通過數位電視接收機過濾出EMM表後，對EMM表進行緩存，然後通過機卡通信協議模塊將EMM表發送到智慧卡；ECM過濾子模塊根據從CA插件控制子模塊傳來的過濾參數，通過數位電視接收機過濾出ECM表後，對ECM表進行緩存，然後通過機卡通信協議模塊將ECM表發送到智慧卡，智慧卡對ECM表進行解析得出解擾控制字之後通過安全通道對解擾控制字進行加密，然後返回給ECM過濾子模塊，以避免該解擾控制字在智慧卡與數位電視接收機之間傳輸時被截獲。ECM過濾子模塊根據這個解擾控制字對數位電視接收機的解擾器進行設置，從而實現對當前播放的加擾碼流的解擾。
CA插件接口提供一組接口函數供數位電視接收機調用，以接收來自數位電視接收機的各種指令和數據。安全認證模塊是數位電視接收機與智慧卡進行機卡認證的功能模塊，該模塊通過機卡通信協議模塊接收來自智慧卡的信息，用於認證智慧卡的身份是否合法。機卡通信協議模塊是本發明與智慧卡通信的接口，其中包括一種用於重要通信數據進行加密傳輸的可協商的公共安全通道。機卡通信協議模塊的功能是實現機卡通信協議，將本發明其它模塊送往智慧卡的信息進行協議封裝後發送給智慧卡，並將智慧卡的應答返回給本發明相應模塊。
權利要求
1.一種基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵在於，包括CA插件控制模塊、CA消息過濾模塊、安全認證模塊、機卡通信協議模塊，CA插件控制模塊包括CA插件接口和CA插件狀態控制子模塊，CA消息過濾模塊包括授權控制信息ECM過濾子模塊和授權管理信息EMM過濾子模塊，機卡通信協議模塊包括安全通道子模塊，其中CA插件接口位於整個裝置的輸入端，一端與數位電視接收相連接，用於接收數位電視接收機送入的各種指令和數據，並將這些指令和數據加以解析之後產生對應的CA插件的內部指令，另一端與CA插件狀態控制子模塊相連；CA插件狀態控制子模塊位於CA插件接口的輸出端，並與安全認證模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊相連接，用於根據CA插件接口產生的指令將對應的指令和數據發送至安全認證模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊；CA消息過濾模塊一端與CA插件狀態控制子模塊相連接，另一端與機卡通信協議模塊和數位電視接收機相連接；安全認證模塊的一端連接CA插件狀態控制子模塊，另一端連接機卡通信協議模塊，用於完成數位電視接收機對智慧卡的合法性認證，以防止偽造條件接收智慧卡的使用；機卡通信協議模塊的一端與CA插件內部的安全認證模塊、CA插件狀態控制模塊和CA消息過濾模塊相連接，另一端與條件接收智慧卡相連接，用於在CA插件內部各模塊與條件接收智慧卡之間提供數據的傳輸通道。
2.根據權利要求1所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的機卡通信協議模塊，其內部的安全通道子模塊用於對CA插件與條件接收智慧卡之間的一些重要數據提供加密保護，CA插件和條件接收智慧卡根據當前傳輸的數據的安全要求而選擇是否通過該安全通道子模塊對當前傳輸的數據進行加密。
3.根據權利要求1所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的CA消息過濾模塊，其內部的EMM過濾子模塊用於完成對數位電視接收機中當前播放碼流中的授權管理信息的過濾，並通過機卡通信協議模塊與條件接收智慧卡進行交互，完成這些授權管理信息的解析；CA消息過濾模塊內部的ECM過濾子模塊用於完成對數位電視接收機中當前播放碼流中的當前播放節目的授權控制信息的過濾，並通過機卡通信協議模塊與條件接收智慧卡進行交互，完成這些授權控制信息的解析，並根據解析結果完成對當前節目碼流的解擾。
4.根據權利要求1或者2所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的CA插件，其接口位於CA插件的最上端，向數位電視接收機提供一組接口，它的輸入是來自數位電視接收機的指令和數據，輸出為CA插件狀態控制子模塊使用的內部指令和數據。
5.根據權利要求1所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的CA插件狀態控制子模塊接收數位電視接收機通過CA插件接口發送來的指令和數據，對與之相連接的安全通道模塊、CA消息過濾模塊和機卡通信協議模塊進行控制，同時接收與之相連接的各模塊的狀態報告。
6.根據權利要求1所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的安全認證協議模塊與CA插件狀態控制子模塊和機卡通信協議模塊相連接，通過與智慧卡按照約定的過程進行智慧卡的合法性認證，若合法性認證的結果表明智慧卡不是條件接收系統提供商發行的合法智慧卡則將通過CA插件狀態控制子模塊禁止CA插件的解擾功能。
7.根據權利要求1或者3所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的CA消息過濾模塊分別對ECM授權控制信息和EMM授權管理信息進行過濾，並按照與之相連接的CA插件狀態控制子模塊發送來的狀態指令和過濾參數工作，該模塊還將智慧卡對ECM和EMM解析後的結果發送到數位電視接收機，使得數位電視接收機能正確完成當前播放加擾節目碼流的解擾。
8.根據權利要求1或者2所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的機卡通信協議模塊位於整個CA插件的最底層，與機卡分離條件接收智慧卡相連接，接收與之相連接的安全認證模塊、CA插件狀態控制模塊和CA消息過濾模塊發送來的數據，根據CA插件定義的ISO/IEC 7816接口應用數據封裝協議對傳輸的數據進行協議封裝以後進行傳輸，完成CA插件內部各模塊與智慧卡之間的通信，同時對CA插件和智慧卡之間通信中的重要數據進行加解密操作。
9.根據權利要求1或者2所述的基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，其特徵是，所述的安全通道子模塊位於機卡通信協議之內，通過與智慧卡進行加密算法和密鑰的協商建立在CA插件和條件接收智慧卡之間的公共安全通信通道，CA插件和條件接收智慧卡根據當前傳輸的數據的安全要求而選擇是否通過該安全通道子模塊對當前傳輸的數據進行加密。
全文摘要
一種基於智慧卡的數位電視接收機機卡分離條件接收插件，屬於電子信息技術領域。如圖2所示，本發明包括CA插件控制模塊、CA消息過濾模塊、安全認證模塊、機卡通信協議模塊。CA插件控制模塊包括CA插件接口和CA插件狀態控制子模塊。CA消息過濾模塊包括ECM過濾子模塊和EMM過濾子模塊。機卡通信協議模塊包括安全通道子模塊。本發明充分利用了現有數位電視接收機系統的軟硬體資源，合理劃分了數位電視接收機和智慧卡的CA接收功能。CA插件定義了ISO/IEC 7816接口上層應用數據封裝協議，採用了公共安全通道協議和安全認證協議，安全有效地實現了基於智慧卡的數位電視接收機的機卡分離條件接收子系統。
文檔編號H04N5/44GK1649410SQ200510023779
公開日2005年8月3日 申請日期2005年2月3日 優先權日2005年2月3日
發明者鄭世寶, 袁江海, 謝強, 鄭猛, 於曉靜 申請人:上海交通大學