專利名稱：一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密鑰體系，特別涉及一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰 體系。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，數(shù)字電視成為全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重點(diǎn)。隨著數(shù)字電視技術(shù)的 成熟，許多運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始考慮或者著手建設(shè)數(shù)字化的廣播電視網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的 增值服務(wù)機(jī)會(huì)，為傳統(tǒng)廣電行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)。而數(shù)字電視發(fā)展的出路是以多元化的 收費(fèi)方式來(lái)促進(jìn)電視的發(fā)展，這其中條件接收(CA，conditional access)系統(tǒng)在數(shù)字電視 的應(yīng)用平臺(tái)中扮演了很重要的角色。數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的主要工作原理是在數(shù)字電視前端系統(tǒng)對(duì)音視頻信 息和廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，同時(shí)對(duì)用戶終端的解密密鑰和解密過(guò)程進(jìn)行控制，從而確保 只有付費(fèi)用戶才能收看所選節(jié)目。密鑰是數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素，其有效性和安全性直接決定了整 個(gè)條件接收系統(tǒng)的安全性。傳統(tǒng)的條件接收系統(tǒng)采用三密鑰體系最底層為用于加擾節(jié) 目?jī)?nèi)容的控制字CW (Control Word)；中間層為業(yè)務(wù)密鑰SK (Service Key)，用于對(duì)控制字 CW進(jìn)行加密形成授權(quán)控制信息ECM(EntitlementControl Message)；最上層為個(gè)人分配 密鑰 PDK (Personal Distributed Key)，用于加密 SK 形成授權(quán)管理信息 EMM (Entitlement Management Message) 0授權(quán)管理信息EMM、授權(quán)控制信息ECM和節(jié)目?jī)?nèi)容密文數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)復(fù) 用形成傳輸流TS，它通過(guò)單向廣播的方式傳送給用戶終端，用戶終端按照相反的順序進(jìn)行 解密，最終取出控制字CW完成對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容的解擾。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，為數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇的 同時(shí)，數(shù)字電視系統(tǒng)的安全性和業(yè)務(wù)的多樣性也向條件接收系統(tǒng)提出了更高的要求，傳統(tǒng) 的基于三層密鑰體系的條件接收系統(tǒng)逐漸變得不能適應(yīng)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，如何將上述問(wèn)題加以解決，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員所欲研究的方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，以解 決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，適應(yīng)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體 系，其包括五層密鑰，所述的五層密鑰為四層對(duì)稱密鑰及一層非對(duì)稱密鑰，所述的四層對(duì)稱 密鑰包括控制字CW、業(yè)務(wù)密鑰SK、分發(fā)密鑰DK及個(gè)人密鑰PK，所述的一層非對(duì)稱密鑰為 ECC密鑰對(duì)。較佳的實(shí)施方式中，所述的控制字CW為最底層密鑰，用于加擾節(jié)目?jī)?nèi)容。較佳的實(shí)施方式中，所述的控制字CW采用國(guó)密SM5序列對(duì)稱加密算法，密鑰長(zhǎng)度 采用 128Bit。
較佳的實(shí)施方式中，所述控制字CW采用快變策略，按不到2秒的周期更新，并隨授 權(quán)控制信息ECM發(fā)送到用戶終端。較佳的實(shí)施方式中，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK為第二層密鑰，用于加密保護(hù)所述控制字 CW，還用于控制業(yè)務(wù)使用權(quán)限。較佳的實(shí)施方式中，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng) 度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端。較佳的實(shí)施方式中，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK用于針對(duì)一個(gè)節(jié)目或針對(duì)一組具有共同 授權(quán)信息的多個(gè)節(jié)目。較佳的實(shí)施方式中，當(dāng)針對(duì)多個(gè)節(jié)目時(shí)，不同的節(jié)目或節(jié)目組有著不同的業(yè)務(wù)密 鑰，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK的有效期與節(jié)目播放的時(shí)間一致，相關(guān)節(jié)目的業(yè)務(wù)密鑰SK只有在節(jié) 目播放周期內(nèi)才起作用，節(jié)目播放結(jié)束后自動(dòng)失效。較佳的實(shí)施方式中，所述的分發(fā)密鑰DK為第三層密鑰，用于加密保護(hù)業(yè)務(wù)密鑰 SK。較佳的實(shí)施方式中，所述的分發(fā)密鑰DK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng) 度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit，所述的分發(fā)密鑰DK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終 端，并可以在不同的運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行漫游。較佳的實(shí)施方式中，所述的分發(fā)密鑰DK與用戶申請(qǐng)的業(yè)務(wù)使用周期密切相關(guān)，用 來(lái)控制用戶的節(jié)目收視權(quán)限，即實(shí)現(xiàn)授權(quán)控制。較佳的實(shí)施方式中，所述的個(gè)人密鑰PK為第四層密鑰，用于加密保護(hù)所述分發(fā)密 鑰DK的分發(fā)。較佳的實(shí)施方式中，所述的個(gè)人密鑰PK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng) 度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit，所述的個(gè)人密鑰PK的更新間隔時(shí)間要求為1至2年，或 與所述分發(fā)密鑰DK同時(shí)更換。較佳的實(shí)施方式中，當(dāng)前端需要發(fā)送個(gè)人密鑰PK時(shí)，前端個(gè)人密鑰PK發(fā)生器運(yùn)行 密鑰協(xié)商發(fā)送方算法產(chǎn)生個(gè)人密鑰PK、個(gè)人密鑰PK的動(dòng)態(tài)參數(shù)Rl和驗(yàn)證參數(shù)Si，后兩個(gè) 參數(shù)隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端。較佳的實(shí)施方式中，所述ECC密鑰對(duì)為第五層密鑰，用于參與用戶基于ECC的個(gè)人 密鑰PK的協(xié)商，必要時(shí)可用于在用戶注冊(cè)期間實(shí)現(xiàn)終端同前端系統(tǒng)之間的相互認(rèn)證，并可 在今后條件接收系統(tǒng)擴(kuò)展到雙向系統(tǒng)時(shí)用于雙向身份認(rèn)證。較佳的實(shí)施方式中，用戶的ECC公私鑰對(duì)在終端解密模塊初始化時(shí)寫入，采用國(guó) 密SM2-2密鑰協(xié)商算法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明中，密碼算法全部采用國(guó)家密碼管理局指定的密碼算法，符合國(guó)家商用密 碼管理政策的要求。密碼算法的強(qiáng)度高，能有效抵御基于數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的暴力攻擊。本發(fā)明提出的密鑰體系中的四層對(duì)稱密鑰，控制字CW與加擾數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，業(yè)務(wù)密 鑰SK與受保護(hù)的節(jié)目(業(yè)務(wù))相關(guān)聯(lián)，分發(fā)密鑰DK與用戶對(duì)節(jié)目(業(yè)務(wù))的使用權(quán)限相關(guān) 聯(lián)，個(gè)人密鑰PK與用戶相關(guān)聯(lián)，這四層密鑰通過(guò)高層密鑰對(duì)低層密鑰(節(jié)目數(shù)據(jù))加密的 層層保護(hù)機(jī)制，保護(hù)節(jié)目數(shù)據(jù)和密鑰的安全性，實(shí)現(xiàn)有條件接收；一層非對(duì)稱密鑰，用于基3/6頁(yè)
于ECC的PK協(xié)商，提高了 PK使用的安全性。這樣的層次劃分，不僅增加了系統(tǒng)的安全性， 還為運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展多樣性業(yè)務(wù)和進(jìn)行系統(tǒng)的雙向改造提供了技術(shù)支撐。


圖1為本發(fā)明密鑰體系結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明條件接收系統(tǒng)的示意框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，為本發(fā)明密鑰體系結(jié)構(gòu)框圖，本發(fā)明提供一種用于數(shù)字電視廣播條 件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其包括五層密鑰，所述的五層密鑰為四層對(duì)稱密鑰及一層非對(duì)稱 密鑰，所述的四層對(duì)稱密鑰包括控制字CW (Control Word)、業(yè)務(wù)密鑰SK (Service Key)、分 發(fā)密鑰DK(Distribution Key)及個(gè)人密鑰PK(Personal Key)，所述的一層非對(duì)稱密鑰為 ECC密鑰對(duì)。其中，控制字CW用來(lái)加擾節(jié)目?jī)?nèi)容，業(yè)務(wù)密鑰SK用來(lái)加密保護(hù)所述的控制字CW， 所述的分發(fā)密鑰DK用來(lái)加密保護(hù)所述的業(yè)務(wù)密鑰SK，所述的個(gè)人密鑰PK用來(lái)加密保護(hù)所 述的分發(fā)密鑰DK，所述的ECC密鑰對(duì)用于所述個(gè)人密鑰PK的密鑰協(xié)商。由圖1可以得知，所述的控制字CW為最底層密鑰，即第一層密鑰，用于加擾節(jié)目 內(nèi)容。所述的控制字CW采用國(guó)密SM5序列對(duì)稱加密算法，密鑰長(zhǎng)度采用128Bit，控制字 Cff采用快變策略，按不到2秒的周期更新，并隨授權(quán)控制信息ECM(Entitlement Control Message)發(fā)送到用戶終端。所述的業(yè)務(wù)密鑰SK為第二層密鑰，用于加密保護(hù)所述控制字CW，還用于控制業(yè)務(wù) 使用權(quán)限。業(yè)務(wù)密鑰SK可以針對(duì)一個(gè)節(jié)目，也可以針對(duì)一組具有共同授權(quán)信息的多個(gè)節(jié) 目，不同的節(jié)目或節(jié)目組有著不同的業(yè)務(wù)密鑰，業(yè)務(wù)密鑰SK的有效期與節(jié)目播放的時(shí)間一 致，相關(guān)節(jié)目的業(yè)務(wù)密鑰SK只有在節(jié)目播放周期內(nèi)才起作用，節(jié)目播放結(jié)束后自動(dòng)失效。 業(yè)務(wù)密鑰SK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit。業(yè) 務(wù)密鑰SK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端。所述分發(fā)密鑰DK為第三層密鑰，用于加密保護(hù)所述業(yè)務(wù)密鑰SK。所述的分發(fā)密鑰 DK與用戶申請(qǐng)的業(yè)務(wù)使用周期密切相關(guān)，用來(lái)控制用戶的節(jié)目收視權(quán)限，即實(shí)現(xiàn)授權(quán)控制。 分發(fā)密鑰DK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit。分 發(fā)密鑰DK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端，并可以在不同的運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行漫游。所述個(gè)人密鑰PK為第四層密鑰，用于加密保護(hù)分發(fā)密鑰DK的分發(fā)。個(gè)人密鑰PK 的更新間隔時(shí)間要求為1至2年，或與分發(fā)密鑰DK同時(shí)更換。個(gè)人密鑰PK采用國(guó)密SMl分 組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為128Bit。前端需要發(fā)送個(gè)人密鑰PK時(shí)， 前端個(gè)人密鑰PK發(fā)生器運(yùn)行密鑰協(xié)商發(fā)送方算法產(chǎn)生個(gè)人密鑰PK、個(gè)人密鑰PK的動(dòng)態(tài)參 數(shù)Rl和驗(yàn)證參數(shù)Si，后兩個(gè)參數(shù)隨EMM發(fā)送到用戶終端。所述ECC密鑰對(duì)為第五層密鑰，用于參與用戶基于ECC的個(gè)人密鑰(PK)協(xié)商，必 要時(shí)可用于在用戶注冊(cè)期間實(shí)現(xiàn)終端同前端系統(tǒng)之間的相互認(rèn)證，并可在今后條件接收系 統(tǒng)擴(kuò)展到雙向系統(tǒng)時(shí)用于雙向身份認(rèn)證。用戶的ECC公私鑰對(duì)在終端解密模塊初始化時(shí)寫入，采用國(guó)密SM2-2密鑰協(xié)商算法。本發(fā)明在具體實(shí)施的時(shí)候，對(duì)于對(duì)稱密鑰，要求完全以硬件形式實(shí)現(xiàn)SM5和SMl的 完整算法，在保障滿足應(yīng)用性能的同時(shí)，可以抵抗目前已知的針對(duì)對(duì)稱密碼硬件實(shí)現(xiàn)的所 有攻擊。SM5的實(shí)現(xiàn)要考慮與加解擾模塊的接口，保障SM5模塊調(diào)用的方便性和安全性。考 慮到技術(shù)發(fā)展和各種系統(tǒng)的性能要求，要求SM5實(shí)現(xiàn)的速度要達(dá)到100-200Mbps。SMl可以 用硬件形式完全實(shí)現(xiàn)ECB (ElectronicCodebook Mode)、CBC (Cipher Block Chaining Mode) 和CTR(Counter Mode)三種模式，也可以只用硬件形式實(shí)現(xiàn)ECB模式，但必須考慮對(duì)CBC和 CTR模式的支持。SMl實(shí)現(xiàn)要考慮與其他模塊的接口，保障SMl模塊調(diào)用的方便性和安全性。 要求SMl在前端實(shí)現(xiàn)的加密速率> 200Mbps，在終端實(shí)現(xiàn)的解密速率> 30Kbps。對(duì)于非對(duì)稱密鑰，考慮到其算法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和實(shí)現(xiàn)環(huán)境的資源約束，可以用硬 件形式完全實(shí)現(xiàn)SM2-2，但也可以只用硬件形式實(shí)現(xiàn)SM2-2所基于的基礎(chǔ)運(yùn)算(如大整數(shù) 運(yùn)算、點(diǎn)加、點(diǎn)倍和點(diǎn)乘)，SM2-2協(xié)議部分用軟件實(shí)現(xiàn)。要求SM2-2在前端實(shí)現(xiàn)的PK生成 速率彡1000次/秒；在終端實(shí)現(xiàn)的PK生成速率彡8次/秒。參閱圖2，為本發(fā)明條件接收系統(tǒng)的示意框圖，通過(guò)此系統(tǒng)來(lái)介紹密鑰體系中各密 鑰的使用情況，首先將所用到的符號(hào)定義如下1、IDT表示用戶卡的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)；2、“ · ”表示橢圓曲線上的點(diǎn)乘運(yùn)算；3、橢圓曲線參數(shù)、P、y · P和s · P都是系統(tǒng)可公開(kāi)的參數(shù)；4、Cl、C2為系統(tǒng)對(duì)用戶的控制因子(如用戶信息、卡的有效期、運(yùn)營(yíng)商控制信息、 本次分發(fā)專用控制信息等，均應(yīng)可量化為字母數(shù)字串)；5、“ I I ”表示兩個(gè)串的組合，組合方式應(yīng)使得組合后的結(jié)果可滿足橢圓曲線密碼體 制的計(jì)算需要；6、EK⑴/DK⑴分別表示用密鑰K對(duì)X進(jìn)行加密/解密。7、HMAC(X)表示對(duì)X計(jì)算無(wú)密鑰的消息驗(yàn)證碼(MAC)，在這里采用國(guó)密SM3計(jì)算 MAC,即 HMAC(X) = SM3 (X)的低 128 位。下面，通過(guò)條件接收系統(tǒng)的工作流程來(lái)介紹密鑰體系中各密鑰的使用情況。1)發(fā)用戶卡時(shí)A.用戶卡生成用戶的ECC密鑰對(duì)s禾Π s · P。B.用戶卡與運(yùn)營(yíng)商交換公鑰。2)當(dāng)用戶注冊(cè)時(shí)Α.用戶持用戶卡向運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)注冊(cè)。B.運(yùn)營(yíng)商審查用戶資料，為用戶卡產(chǎn)生用戶控制信息Cl (包含用戶個(gè)人信息和有 效期等)，用前端私鑰y對(duì)Cl簽名，并將Cl及其簽名寫入用戶卡。C.用戶卡以前端公鑰y · P驗(yàn)證運(yùn)營(yíng)商對(duì)Cl簽名的有效性，如簽名無(wú)效則注冊(cè)以 失敗結(jié)束，如簽名有效則用戶卡向運(yùn)營(yíng)商返回IDTl Cl以及用用戶卡私鑰s對(duì)IDTl Cl的 簽名。D.運(yùn)營(yíng)商根據(jù)IDT從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用戶卡公鑰s · P驗(yàn)證用戶卡對(duì)IDTl Cl簽名 的有效性，如簽名無(wú)效則注冊(cè)以失敗結(jié)束，如簽名有效則將IDTl ICl及用戶卡對(duì)IDTI ICl的 簽名記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，注冊(cè)成功。
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3)前端系統(tǒng)在需要發(fā)布個(gè)人密鑰PK時(shí)A.針對(duì)指定用戶(通過(guò)用戶卡的IDT標(biāo)識(shí))產(chǎn)生運(yùn)營(yíng)商控制信息C2(如運(yùn)營(yíng)商代 號(hào)、授權(quán)機(jī)構(gòu)等)。B.前端PK發(fā)生器運(yùn)行密鑰協(xié)商發(fā)送方算法產(chǎn)生PK、PK的動(dòng)態(tài)參數(shù)Rl = H(r C2) · P和PK的驗(yàn)證參數(shù)Si，r為隨機(jī)數(shù)。C.將Rl I I Sl隨EMM發(fā)送到用戶終端。4)用戶終端接收PK時(shí)用戶終端接收到Rl I I Sl后，其PK發(fā)生器運(yùn)行密鑰協(xié)商接收方算法驗(yàn)證Rl I I Sl的 有效性，如有效則計(jì)算PK，無(wú)效則不計(jì)算PK (協(xié)商失敗)。5)前端系統(tǒng)在需要發(fā)布分發(fā)密鑰DK時(shí)A.前端產(chǎn)生DK并記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。B.用 PK 對(duì) DK 進(jìn)行加密，得 C = EPK (DK) | | MAC (DK)。C.將C隨EMM發(fā)送到用戶終端6)用戶終端接收DK時(shí)A.用 PK 解密:DK = DPK (EPK (DK))。B.計(jì)算HMAC(DK)并與C中的HMAC值比較，相等則接受DK，否則拒絕接受DK。7)在發(fā)布和接收業(yè)務(wù)密鑰SK時(shí)A.前端產(chǎn)生SK。B.用DK對(duì)SK進(jìn)行加密，得C = EDK(SK) | MAC(SK)，C隨EMM發(fā)送到用戶終端。C.用戶終端用DK解密出SK，計(jì)算HMAC(SK)，并與C中的MAC值比較，相等則接受 SK，否則拒絕接受SK。若一個(gè)用戶申請(qǐng)了 N種業(yè)務(wù)并擁有這N項(xiàng)業(yè)務(wù)的收視權(quán)利時(shí)，可以A.前端C = EDK (SKI | SK2 | ......SKN) | | MAC (SKI | SK2 | ......SKN)。B.用戶終端對(duì)于某一業(yè)務(wù)，只用做與之對(duì)應(yīng)的解密和校驗(yàn)操作。8)在發(fā)布和接收CW時(shí)A.前端產(chǎn)生CW。B.用SK對(duì)CW進(jìn)行加密，得C = ESK (Cff) | | HMAC (Cff)，C隨EMM發(fā)送到用戶終端。C.用戶終端用SK解密出CW，計(jì)算HMAC (CW)并與C中的HMAC值比較，相等則接受 Cff,否則拒絕接受CW。9)在播放節(jié)目時(shí)用戶終端用CW對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容密文數(shù)據(jù)解擾。上述密鑰流程中PK協(xié)商采用國(guó)家SM2-2密鑰協(xié)商算法標(biāo)準(zhǔn)。這里，PK協(xié)商參數(shù) 加入了運(yùn)營(yíng)商控制信息C2，實(shí)現(xiàn)時(shí)可按需要選擇確定是否要加進(jìn)該參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)需求，上述流程中步驟3)和步驟5)可以合并進(jìn)行，如此則步驟4)和步 驟6)也應(yīng)相應(yīng)合并。根據(jù)需要，用戶注冊(cè)過(guò)程可以與發(fā)卡過(guò)程合并，則工作流程中的步驟1)和步驟2) 可以合并進(jìn)行，這樣就可以簡(jiǎn)化注冊(cè)過(guò)程。綜上所述，本發(fā)明的密鑰體系具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中，所述的密碼算法全部采用國(guó)家密碼管理局指定的密碼算法，符合國(guó)家商用密碼管理政策的要求。密碼算法的強(qiáng)度高，能有效抵御基于數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的暴力 攻擊。本發(fā)明提出的密鑰體系中的四層對(duì)稱密鑰，控制字CW與加擾數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，業(yè)務(wù)密 鑰SK與受保護(hù)的節(jié)目(業(yè)務(wù))相關(guān)聯(lián)，分發(fā)密鑰DK與用戶對(duì)節(jié)目(業(yè)務(wù))的使用權(quán)限相關(guān) 聯(lián)，個(gè)人密鑰PK與用戶相關(guān)聯(lián)，這四層密鑰通過(guò)高層密鑰對(duì)低層密鑰(節(jié)目數(shù)據(jù))加密的 層層保護(hù)機(jī)制，保護(hù)節(jié)目數(shù)據(jù)和密鑰的安全性，實(shí)現(xiàn)有條件接收；一層非對(duì)稱密鑰，用于基 于ECC的PK協(xié)商，提高了 PK使用的安全性。這樣的層次劃分，不僅增加了系統(tǒng)的安全性， 還為運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展多樣性業(yè)務(wù)和進(jìn)行系統(tǒng)的雙向改造提供了技術(shù)支撐。以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解， 在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等 效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在于，其包括五層密鑰，所 述的五層密鑰為四層對(duì)稱密鑰及一層非對(duì)稱密鑰，所述的四層對(duì)稱密鑰包括控制字CW、業(yè) 務(wù)密鑰SK、分發(fā)密鑰DK及個(gè)人密鑰PK，所述的一層非對(duì)稱密鑰為ECC密鑰對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，所述的控制字CW為最底層密鑰，用于加擾節(jié)目?jī)?nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特 征在于，所述的控制字CW采用國(guó)密SM5序列對(duì)稱加密算法，密鑰長(zhǎng)度采用128Bit。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，所述控制字CW采用快變策略，按不到2秒的周期更新，并隨授權(quán)控制信息ECM發(fā)送到用 戶終端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特 征在于，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK為第二層密鑰，用于加密保護(hù)所述控制字CW，還用于控制業(yè)務(wù) 使用權(quán)限。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為 128Bit，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK用于針對(duì)一個(gè)節(jié)目或針對(duì)一組具有共同授權(quán)信息的多個(gè)節(jié)目。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，當(dāng)針對(duì)多個(gè)節(jié)目時(shí)，不同的節(jié)目或節(jié)目組有著不同的業(yè)務(wù)密鑰，所述的業(yè)務(wù)密鑰SK的 有效期與節(jié)目播放的時(shí)間一致，相關(guān)節(jié)目的業(yè)務(wù)密鑰SK只有在節(jié)目播放周期內(nèi)才起作用， 節(jié)目播放結(jié)束后自動(dòng)失效。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征在 于，所述的分發(fā)密鑰DK為第三層密鑰，用于加密保護(hù)業(yè)務(wù)密鑰SK。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征 在于，所述的分發(fā)密鑰DK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰長(zhǎng)度為 128Bit，所述的分發(fā)密鑰DK隨授權(quán)管理信息EMM發(fā)送到用戶終端，并可以在不同的運(yùn)營(yíng)商 之間進(jìn)行漫游。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特 征在于，所述的分發(fā)密鑰DK與用戶申請(qǐng)的業(yè)務(wù)使用周期密切相關(guān)，用來(lái)控制用戶的節(jié)目收 視權(quán)限，即實(shí)現(xiàn)授權(quán)控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征 在于，所述的個(gè)人密鑰PK為第四層密鑰，用于加密保護(hù)所述分發(fā)密鑰DK的分發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其 特征在于，所述的個(gè)人密鑰PK采用國(guó)密SMl分組對(duì)稱加密算法，分組長(zhǎng)度為128Bit，密鑰 長(zhǎng)度為128Bit，所述的個(gè)人密鑰PK的更新間隔時(shí)間要求為1至2年，或與所述分發(fā)密鑰DK 同時(shí)更換。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征 在于，當(dāng)前端需要發(fā)送個(gè)人密鑰PK時(shí)，前端個(gè)人密鑰PK發(fā)生器運(yùn)行密鑰協(xié)商發(fā)送方算法產(chǎn)生個(gè)人密鑰PK、個(gè)人密鑰PK的動(dòng)態(tài)參數(shù)Rl和驗(yàn)證參數(shù)Si，后兩個(gè)參數(shù)隨授權(quán)管理信息EMM 發(fā)送到用戶終端。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其特征 在于，所述ECC密鑰對(duì)為第五層密鑰，用于參與用戶基于ECC的個(gè)人密鑰PK的協(xié)商，必要時(shí) 可用于在用戶注冊(cè)期間實(shí)現(xiàn)終端同前端系統(tǒng)之間的相互認(rèn)證，并可在今后條件接收系統(tǒng)擴(kuò) 展到雙向系統(tǒng)時(shí)用于雙向身份認(rèn)證。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其 特征在于，用戶的ECC公私鑰對(duì)在終端解密模塊初始化時(shí)寫入，采用國(guó)密SM2-2密鑰協(xié)商算 法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的密鑰體系，其包括五層密鑰，所述的五層密鑰為四層對(duì)稱密鑰及一層非對(duì)稱密鑰，所述的四層對(duì)稱密鑰包括控制字CW、業(yè)務(wù)密鑰SK、分發(fā)密鑰DK及個(gè)人密鑰PK，所述的一層非對(duì)稱密鑰為ECC密鑰對(duì)。本發(fā)明中的密碼算法全部采用國(guó)家密碼管理局指定的密碼算法，符合國(guó)家商用密碼管理政策的要求。密碼算法的強(qiáng)度高，能有效抵御基于數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的暴力攻擊。
文檔編號(hào)H04L9/08GK102111681SQ200910243800
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者丁瑤, 于志強(qiáng), 葉松, 吳淵, 唐凌, 張飚, 王杰斌, 郭寶安, 魯昱 申請(qǐng)人:航天信息股份有限公司