【正文】 目錄目錄 1摘要 2Abstract 2引言 3第一章數(shù)字電視發(fā)展的歷史背景 3 3 3 3 條 件 接收系統(tǒng)好壞的標準 4 4 5第二章 數(shù)字電視接收條件系統(tǒng)的概念及基本原理 6 6 6第三章 數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的現(xiàn)實實現(xiàn) 7 7 算法的安全性能 7 8 8 9 9 9 9第四章 關(guān)于條件接收系統(tǒng)中機頂盒的具體介紹 10 10 10 11致謝 13參考文獻 13摘要伴隨著數(shù)字電視的發(fā)展迅速，數(shù)字廣播的條件接收逐漸進入實際應(yīng)用的階段。原本功能簡單，目標單一的數(shù)字電視接收機也變成了圖像和聲音完美視頻設(shè)備。數(shù)字電視在給予人們多種如高清晰度電視，交互電視，網(wǎng)絡(luò)接入等完美服務(wù)的同時要求條件接收系統(tǒng)的技術(shù)的保障，因為沒有這項技術(shù)的保障電視運營商沒有辦法在提供服務(wù)的同時得到回報，服務(wù)也就無從談起了。數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的授權(quán)管理和接收控制。主要涉及到管理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加/解擾技術(shù)加/解密技術(shù)等主要技術(shù)。條件接收系統(tǒng)主要有SMS(Subscriber Management System)欄目信息管理系統(tǒng)，加/解擾，加/解密系統(tǒng)，用戶授權(quán)接收系統(tǒng)等部分組成。主要接收標準有MPEG2及DVB標準中關(guān)于條件接收的規(guī)定。本文主要介紹了數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的發(fā)展歷史及世界各國條件接收系統(tǒng)的現(xiàn)況，就條件接收系統(tǒng)的基本概念和大體結(jié)構(gòu)入手介紹了條件接收系統(tǒng)中關(guān)于加/解擾等關(guān)鍵技術(shù)的主要算法及應(yīng)用。最后介紹了數(shù)字電視機頂盒的相關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：條件接收 加/解擾技術(shù) 數(shù)字電視 機頂盒AbstractAcpany with the development of the numerical television quick, the condition of the numerical broadcast receives to turn into an actual and applied stage original function is simple, target one of the numerical television receiver also became the picture harmony sound a perfect video frequency numerical television is giving people the variety,such as high and clear degree, television, hand over with each other a television, the network connects in to wait the in the meantime request of the perfect service condition to receive the technical guarantee of the system, because of having no this technical guarantee television luck camp a pany to have no way at provide a service of in the meantime get repay, serve also have no from talk to have. The numerical television condition receives the authorization management that the system mainly carries out numerical television broadcast business with receive a involve to the management network technique to add/the solution Interference technique add/decrypt a technique etc. main technique. The condition receives system to mainly have SMS column eyes information management system, add/the solution Interference, add/decrypt system, the customer authorization receives system etc. the receive standard to there are the MPEG2 and the DVB standard to in the provision received concerning the condition.引言在世界數(shù)字電視業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，國內(nèi)電視廣播的數(shù)字化已經(jīng)啟動研究數(shù)字電視的條件接收系統(tǒng)顯得特別有意義。本文主要就條件接收系統(tǒng)的發(fā)展歷史技術(shù)特點及相關(guān)的加/解擾技術(shù)，條件接收系統(tǒng)的組成，技術(shù)標準研究現(xiàn)狀和實現(xiàn)方案等主要方面進行討論。內(nèi)容安排：第一章 主要介紹數(shù)字電視發(fā)展的歷史背景。第二章 介紹數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的概念及基本原理。第三章 條件接收系統(tǒng)的組成及其中的加/解擾技術(shù)。第四章 條件接收系統(tǒng)的現(xiàn)實意義及實現(xiàn)方法。第一章數(shù)字電視發(fā)展的歷史背景 條件接收系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬和數(shù)字兩代的發(fā)展第一代條件接收系統(tǒng)的特征是以設(shè)備為基礎(chǔ)，一般用于模擬系統(tǒng)。在頭端將模擬信號進行加擾，使得普通電視機無法收看，通過前端的尋址來控制單個用戶的解擾器開關(guān)，只有安裝了解擾器的用戶才能正常收看。第一代條件接收系統(tǒng)可實現(xiàn)全頻段加擾和頻道加擾，實現(xiàn)方法通常采用視頻倒相、水平同步重疊、垂直同步重疊、數(shù)字隨機視頻行抖動等方法，它們通常對信號產(chǎn)生損耗。1995年 ，隨著數(shù)字電視的出現(xiàn)，產(chǎn)生了第二代條件接收系統(tǒng)即數(shù)字條件接收系統(tǒng)，數(shù)字條件接收技術(shù)的基本原理是采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒?，用戶端利用智能卡解密。由于采用的是?shù)字技術(shù)，對信號沒有損耗，系統(tǒng)的保密性、可靠性均大大提高。對傳輸流的加擾，DVB已有標準，用加擾序列來控制加擾『1』加擾方式評價射頻加擾方式在射頻的某頻段內(nèi)疊加干擾成本低信號損傷保密差無管理已基本淘汰非擾頻加擾方式陷波器價格低可安裝在室外管理功能差安全保密差模擬傳輸模擬加擾對視頻同步頭抑制成本高信號損傷小加尋址保密性不好存在網(wǎng)絡(luò)兼容問題已由公開去擾電路對視頻倒相成本高加擾圖像有一定可視性加擾深度不足模擬傳輸數(shù)字加擾行切割旋轉(zhuǎn)成本高保密性好切割點有痕跡補償復(fù)雜行轉(zhuǎn)移（行序擾亂行位移）成本高保密性好開發(fā)復(fù)雜數(shù)字傳輸數(shù)字加擾數(shù)字壓縮是發(fā)展方向高保密度信號無損傷尚待標準化協(xié)議兼容性好 衡量 條 件 接收系統(tǒng)好壞的重要指標包括:安全性、規(guī)模、功能完整性、使用性能等。系統(tǒng)安全性保證系統(tǒng)不被黑客攻破，如果攻破，系統(tǒng)能盡快恢復(fù)。個系 統(tǒng)能夠管理的用戶數(shù)量體現(xiàn)了一個系統(tǒng)的能力，通常系統(tǒng)管理的用戶數(shù)量會對系統(tǒng)運行速度和服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生影響在第 一 代 條件接收系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)的密鑰體系依賴于設(shè)備及解擾器，比較容易被破解和復(fù)制。在第二代，由于加密系統(tǒng)、密鑰體系與設(shè)備是分開的，它依靠智能卡的安全性來保障系統(tǒng)的安全，因此破解難度大。根據(jù) Wipr的研究和估計，至2001年底，全球地面數(shù)字電視觀眾從2000年的2000萬上升到4000萬，其中西歐占62%、北美占18%、亞太占10%、拉丁美洲占5%。優(yōu)先寬帶業(yè)務(wù)用戶達到1200萬戶，比2000年增長71%。 Cable Modem的數(shù)量已達到1220萬、年業(yè)務(wù)收入達到61億美元，估計到2005年Cable Modem的數(shù)量將達到3300萬、年業(yè)務(wù)收入將達到140億美元『2』。在DTV業(yè)務(wù)中，衛(wèi)星業(yè)務(wù)占71%，有線占21%，地面占5%。根據(jù)Ovum的估計，DTV市場將達到1000億美元，電視收視費、視頻游戲和以電視為基礎(chǔ)的信息服務(wù)的年收入將超過600億美元，其中電視商務(wù)的年收入將達到450億美元。在發(fā)展中，各國政府的政策都將起到關(guān)鍵的作用。在歐洲D(zhuǎn)TV的發(fā)展有兩份研究報告，一份是歐洲音視和通信學院(IDATF)的《歐盟數(shù)字電視的發(fā)展》，另一份是Ovum和DVB的聯(lián)合研究報告《全球數(shù)字電視預(yù)測》。這兩份報告都以精確的數(shù)據(jù)對歐洲D(zhuǎn)TV的現(xiàn)況和將來發(fā)展進行了分析預(yù)測[3]。 akamoto先生，對上述報告和美國的情況作了非常重要的補充，當然有關(guān)日本這方面的數(shù)據(jù)就更有權(quán)威性了。歐洲 DTV是以1996年4月法國開始第一個歐洲商業(yè)DTV廣播為標志的，但其快速發(fā)展是在1998年。1998年10月第一個地面數(shù)字電視一BBC的OnDigial在英國開播；同年11月英國的衛(wèi)星數(shù)字電視BskyB開播。在同一時間段，歐洲的有線網(wǎng)也開始向數(shù)字化轉(zhuǎn)化。從1996年開始，歐洲的DTV市場有相當高的增長率。1997年底DTV擁護只有200完；，但在許多歐盟成員中，DTV擁護游樂快速發(fā)展。在衛(wèi)星DTV方面，衛(wèi)星電視廣播的數(shù)字化已經(jīng)接近100%。美國DTV起步較早，但市場增長率比歐洲低。1994年6月底，DirectTV和USSB兩個衛(wèi)星業(yè)務(wù)的開播，把DTV引入美國。在市場穩(wěn)定后的1999年6月，有960萬家庭收訂衛(wèi)星DTV廣播；到2001年12月總計有1677萬占17%左右的家庭接收數(shù)字電視節(jié)目。到2002年2月6日在美國84地面電視廣播城市和地區(qū)有244個數(shù)字電視臺播出。DTV覆蓋率已達75%。[4] 美國DTV接收機的增長趨勢我國在國慶50周年慶典上，在北京試播了（HDTV）高清晰度數(shù)字電視。使用的是我國獨創(chuàng)的64QAM調(diào)制方案，這種制式原是DVB體系用于數(shù)字有線電視的，這次經(jīng)過我國改造后，嘗試用于地面開路播出（HDTV）并進行了對比試播獲得了預(yù)期效果[5]。第二章 數(shù)字電視接收條件系統(tǒng)的概念及基本原理數(shù)字電視和音頻業(yè)務(wù)勢不可擋的增長以及新的多媒體廣播業(yè)務(wù)的發(fā)展，給內(nèi)容的接入控制帶來了重大問題。主要由于經(jīng)濟上的原因，心得數(shù)字業(yè)務(wù)都要求擁護獲得接入權(quán)限，在這會真納感強大的商業(yè)趨勢下，需發(fā)展和實施具體。有力的技術(shù)保證這類商業(yè)控制的可靠性和安全性。整個技術(shù)環(huán)境包括：運營管理中心。廣播基礎(chǔ)設(shè)施和大量的接收機。 當運營者希望一個節(jié)目進行接入控制時，他必須通過廣播信號變成不可識別的東西方法來阻止自由接入這個節(jié)目。沒有適合的終端，不可能觀看節(jié)目。有專用終端和從提供者那里獲得了具體權(quán)限的用戶才被允許接入解碼。從而觀看自己喜歡的電視節(jié)目。 所以在必須在廣播前對節(jié)目進行加擾。加擾改變了音頻信號的內(nèi)容使之不能自由解碼，在接受端實施解碼把信號恢復(fù)為初始內(nèi)容從而實現(xiàn)數(shù)字電視的條件接收。加/解擾的成對算法的取決于：1算法應(yīng)該足夠安全強大，保證電視信號不能被自由解碼。加擾信號應(yīng)該支持改變的靈活性，防止通過對解擾方法的系統(tǒng)性研究，從而找到解碼方法。運算應(yīng)符合加擾信號的參考時鐘，和避免要求終端具備太復(fù)雜的計算能力和過分的成本。 MPEG2標準中沒有具體的加擾算法，但是世界范圍的主要數(shù)字電視規(guī)劃已經(jīng)規(guī)定了或推薦了一些有效的算法。一個 典 型 的條件接收系統(tǒng)由用戶管理系統(tǒng)、節(jié)目信息管理系統(tǒng)、加密/解密系統(tǒng)和加擾/解擾系統(tǒng)等構(gòu)成。其中系統(tǒng)各部件之間通過相關(guān)接口進行通信和數(shù)據(jù)傳輸，主要包括:節(jié)目信息管理系統(tǒng)接1用戶管理系統(tǒng)接口、復(fù)用器接日、智能卡接口等。用戶管理系統(tǒng)SMS(Subscriber Management System):用戶管理中心的主要任務(wù)是建立用戶信息、解碼器序列號以及何種業(yè)務(wù)被訂購或接收的信息的數(shù)據(jù)庫。節(jié) 目信 息 管理系統(tǒng)為即將播出的節(jié)日建立節(jié)目表，節(jié)目表包括頻道、日期和時間安排，還包括播出的各個節(jié)目的CA(Conditional Access)信息。節(jié)目管理發(fā)生器用來生成業(yè)務(wù)信息SI(Service Information)、節(jié)目特定信息PSI(Program Specific Information)，被播控系統(tǒng)用來控制節(jié)目的播出，被條件接收統(tǒng)用來做加擾調(diào)度和產(chǎn)生授權(quán)控制信息ECM(Entitlement Control Message)，同時送入用戶管理系統(tǒng)SMS.加擾 是 為 了保證傳輸安全而對業(yè)務(wù)碼流進行加密。通常在廣一播前端的條件接收系統(tǒng)控制下改變或控制被傳送業(yè)務(wù)的某些特性，使得未經(jīng)授權(quán)的接收者不能得到正確的業(yè)務(wù)碼流。解擾是加擾的逆過程。在用戶接收端的解擾器中完成。 第三章 數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的現(xiàn)實實現(xiàn)目前, 數(shù)字電視的發(fā)展與應(yīng)用越來越廣泛由于數(shù)字節(jié)目制作的成本很高,付費電視的推行是不可避免的有條件接收技術(shù)要保護數(shù)字電視廣播運營商和節(jié)目提供商的利益,真正地做到只有用戶付費,才能夠收看電視節(jié)目但有條件接收系統(tǒng)在國際上并沒有統(tǒng)一的標準,也不可能標準化加密算法在有條件接收系統(tǒng)中占有重要的地位,如果沒有防御性很好的加密算法,就沒有成功的有條件接收系統(tǒng)目前一般系統(tǒng)采用的加密算法有秘密密鑰密碼體制中的DES 算法,公開密鑰密碼體制中的RSA算法以及它們的各種改進算法。 算法的安全性能RSA算法從提出到現(xiàn)在己經(jīng)有20多年的時間了，廣泛的應(yīng)用證明RSA體制的安全性是相當可靠的。但是在特定的條件下，RSA的實現(xiàn)細節(jié)的漏洞會導致對RSA算法的攻擊。但是，通過精心考慮RSA體制實現(xiàn)的細節(jié)是可以避免這些安全,險缺陷的。RSA 體制的安全性是基于這樣一個簡單的數(shù)論事實將兩個大素數(shù)相乘很容易但反過來將它們的乘積進行分解則非常困難從以下討論中可以看出破譯RSA 的明顯方法至少和因子分解問題一樣困難。系 統(tǒng) 產(chǎn) 生兩個大素數(shù)P Q(保密)。令 隨 機 選取整數(shù)e作為公鑰(加密密鑰)，滿足gcd(e, Ψ(n ))=1(公開)。計 算私鑰d(解密密鑰)，滿足ed二1(mod