專利名稱:具有可編程存取模式的條件存取系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及到一種條件存取系統(tǒng)。
條件存取系統(tǒng)允許業(yè)務提供者僅僅為已經取得使用這種業(yè)務的權利的那些用戶提供服務。例如付費電視系統(tǒng)中的情形。
正如本領域的技術人員所知,由業(yè)務提供者提供的業(yè)務中包括用控制字擾頻的項目。這種擾頻的項目只能在分配給該用戶的授權的線路中完成反擾頻,然后才能供用戶讀取。本文中用IE(ECG)來代表擾頻的項目,其中的ECG表示沒有被擾頻的項目(縮寫ECG代表“電子編碼商品”)。
為了對這種項目反擾頻,業(yè)務提供者需要向每個用戶提供用來對該項目進行擾頻的控制字。為了保守控制字的秘密,控制字是在采用密鑰K通過一種算法加密之后才提供的。各種加密的控制字用控制電文傳送給各個用戶,用ECM代表這種控制電文(縮寫ECM代表“權利控制電文”)。
為了僅僅允許授權的用戶存取這種業(yè)務,業(yè)務提供者需要為每個用戶提供一個智能卡和一個解碼器。
智能卡一方面可以確認和記錄用戶對交付業(yè)務的權利,另一方面還可以用密鑰K對加密的控制字解密。為此,智能卡中包含對控制字加密時使用的算法的密鑰K。
解碼器可以根據來自智能卡的由解密的控制字構成的項目對擾頻的項目反擾頻。
每個用戶的權利是在用于管理用戶權利的電文中發(fā)送的,該電文用EMM表示(縮寫EMM代表“權利管理電文”)。
按照現(xiàn)有技術,EMM電文是由報頭和主體構成的。EMM的主體包含三個主要項目-第一項給出用戶卡的地址;-第二項說明該用戶的權利;-第三項可以確認EMM,并且核實EMM中包含的用戶權利確實是用戶所預約的權利。
如上所述,加密的控制字是通過ECM發(fā)送給用戶的。
按照現(xiàn)有技術,ECM是由報頭和主體構成的。
除了其他內容之外,報頭給出了ECM主體中包含的項目的類型和大小。
除了其他內容之外,主體是由以下項目構成的,一個項目中包含由提供者提供的業(yè)務的所有存取條件,一個項目包含至少一個用具有密鑰K的算法如密的控制字,另一個項目包含依賴于密鑰K的數(shù)據,并且可以確認及核實ECM的內容,特別是核實ECM中包含的存取條件。
當用戶的解碼器從業(yè)務提供者分配的各種地址中間識別出與他相關的卡的地址時,就分析對應該識別地址的EMM。對EMM的分析是利用一種分析算法來執(zhí)行的,該算法是由對控制字加密時使用的密鑰K來控制的。
如果對EMM電文的分析結果得到確認,就將用戶的權利存儲在一個專用的存儲器中。
用戶卡中還包括用于確認ECM的電路,存取控制電路,以及用于對加密的控制字解密的電路。
確認ECM的電路對ECM中包含的存取條件執(zhí)行的操作與用于分析EMM電文的電路對用戶權利所執(zhí)行的操作是相同的。
如果存取條件被確認了,存取控制電路的功能就是將確認的存取條件與用戶的合法權利相比較。
按照現(xiàn)有技術,確認的存取條件與用戶的合法權利的比較是按照在存取控制電路中編程的多種存取模式或是一種模式來執(zhí)行的。
存取模式的意思應該被理解為業(yè)務提供者提供給用戶的業(yè)務種類。例如可以是用戶付了款可以在某一段時間內存取一項業(yè)務的“用戶”模式,也可以是用戶購買了在特定時間觀看特定廣播節(jié)目的權利的“每次觀看時付款”模式。
屬于同一存取模式的各種操作有兩種類型-第一種類型涉及到用于比較確認的存取條件和用戶的合法權利的操作,如上所述;-第二種類型涉及到在比較功能之后執(zhí)行的管理操作,其特性和次數(shù)取決于比較的結果。舉例來說,如果存取獲得了授權,就向解密電路發(fā)送授權對控制字解密的信號。
如上所述,按照現(xiàn)有技術,屬于一種存取模式的各種操作都是在用戶卡中所包含的存取控制電路中編程的。因此,如果業(yè)務提供者希望向他的用戶提供一種新的存取模式,他就需要改變用戶卡的全部庫存。
然后將涉及新存取模式的各種操作在業(yè)務提供者分配給其用戶的新用戶卡中編程。
由此反映出一種特別涉及到費用的缺點。
總之,按照現(xiàn)有技術,解碼器和用戶卡的操作程序并不是由業(yè)務提供者自己制作的。這些程序是由條件存取程序的提供者根據業(yè)務提供者擬定的方案而制作的。
也就是說,按照現(xiàn)有技術,供解碼器和用戶卡專用的條件存取程序是針對每種新的用途和每個業(yè)務提供者而設計的。
因此,如果一種新的用途所要求的存取模式與第一種用途完全不同,條件存取程序的提供者幾乎不可能使針對第一種用途而設計的程序適合這種新的用途。這是另一個缺點。
本發(fā)明不存在上述的缺點。
本發(fā)明涉及一種電文(ECM),它包含與業(yè)務提供者所提供的至少一種存取模式有關的存取條件(CDA)。電文(ECM)中包含一種可以識別和確認存取模式的數(shù)據。
本發(fā)明還涉及一種電文(EMM),它包含用戶對業(yè)務提供者提供的至少一項業(yè)務所擁有的權利的說明。用戶權利的這種說明包括一串字段,每個字段包括對一項權利的說明。
本發(fā)明還涉及到一種條件存取系統(tǒng)管理電文,可以讓業(yè)務提供者按照至少一種存取模式向已經獲得使用這些業(yè)務的權利的用戶提供他的業(yè)務。該電文中包含至少一種存取模式的描述符。
本發(fā)明還涉及到一種用于在一個保密元件中裝入一種與業(yè)務提供者提供的至少一種存取模式有關的存取條件的方法。該方法包括裝入一串字段形式的存取條件,每個字段包括對一種存取條件的說明。
本發(fā)明還涉及到一種用于在一個保密元件中裝入一種供用戶支配的權利的方法,它涉及到由業(yè)務提供者提供的至少一種業(yè)務。該方法包括裝入一串字段形式的所述權利,每個字段包括對一項權利的說明。
本發(fā)明還涉及到一種用來在保密元件中裝入與業(yè)務提供者提供的業(yè)務有關的至少一種存取模式的方法。該方法包括一個可以加載至少一個數(shù)據的步驟,用來識別和確認存取模式,和加載存取模式的至少一個描述符的步驟。
本發(fā)明還涉及到一種用來對提供給用戶的擾頻業(yè)務反擾頻的方法,所述方法包括至少一個用來在保密元件中裝入關于所述業(yè)務的至少一種存取模式的步驟,至少一個通過第一電文為擾頻的業(yè)務提供關于存取條件的說明的步驟,至少一個通過第二電文來為擾頻的業(yè)務提供用戶權利的說明的步驟,以及用于確認用戶權利的步驟。在保密元件中裝入至少一種存取模式的步驟包括加載至少一個數(shù)據的步驟,用來識別和確認存取模式,以及加載存取模式的至少一個描述符的步驟,這其中包括比較操作的描述符和管理操作的描述符;用于提供存取條件的說明的步驟能夠將存取條件定義為第一串字段,以及用來提供用戶權利的說明的步驟能夠將用戶的權利定義為第二串字段。
本發(fā)明還涉及到一種允許用戶存取一項業(yè)務的保密元件,該保密元件包括第一存儲電路,用來存儲用戶對此項業(yè)務所擁有的確認的權利,以及一個存取控制電路,用于將確認的權利和關于至少一種存取模式的確認的存取條件相比較。該保密元件包括第二存儲電路,用存取模式描述符的形式存儲至少一種存取模式,以及存取控制電路包括一個解釋模塊,用來確定至少一種存取模式是否得到了授權,并且為得到授權的存取模式搜索該授權存取模式的至少一個描述符,授權存取模式的描述符中包括比較操作的描述符和管理操作的描述符,在比較操作后面執(zhí)行管理操作,從而能夠產生授權或是不授權存取該業(yè)務的一個信號。
本發(fā)明進一步涉及一種條件存取系統(tǒng),允許業(yè)務提供者僅僅為已經取得使用這種業(yè)務的權利的那些用戶提供服務,業(yè)務是由用控制字擾頻的項目構成的,該系統(tǒng)為每一個用戶提供至少一個解碼器和至少一個保密元件。該保密元件例如是上述本發(fā)明的保密元件。
按照本發(fā)明,關于存取模式的每項操作都是用操作描述符的形式編碼的。操作描述符應該被理解為一組簡單的數(shù)據,可以在解釋程序的基礎上重建該操作。
在以下的說明中將相關于存取模式的操作描述符稱為存取模式描述符。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例,一個存取模式描述符是由比較操作的描述符和管理操作的描述符構成的。這種類型的描述符的優(yōu)點是能夠定義許多功能。
另外,按照本發(fā)明,存取條件以及用戶的權利都是用可變長度的一串字段的形式來描述的。
與現(xiàn)有技術的條件存取系統(tǒng)不同,本發(fā)明的條件存取系統(tǒng)的優(yōu)點是具有很大的實施上的靈活性。
如上所述,本發(fā)明的一個優(yōu)點是業(yè)務提供者在希望修改他愿意提供的各種存取模式的時候并不需要改變由他分發(fā)的用戶卡的全部庫存。
通過以下參照附圖提出的本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以了解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點,在附圖中
圖1表示按照本發(fā)明的存取模式描述符加載電文;圖2表示按照本發(fā)明的一種EMM型用戶權利管理電文;圖2b表示圖2a的細節(jié);圖3a表示按照本發(fā)明的一種ECM型控制電文;圖3b表示圖3a的細節(jié);圖4表示按照本發(fā)明的保密元件的示意圖。
在所有附圖中,相同的符號代表相同的成分。
圖1表示按照本發(fā)明的存取模式描述符加載電文。
存取模式描述符加載電文是由包含電文報頭H1的字塊1,包含使用這一電文的一個用戶的地址AD的字塊2,包含至少一種存取模式的描述符DMA的一個主體3,以及包含用于確認和核實電文內容的數(shù)據HASH的字塊4構成的。數(shù)據HASH是利用對控制字加密的密鑰K來控制的。
如上所述,按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例,每個存取模式描述符包含比較操作的描述符和管理操作的描述符。
對于比較操作來說,可以將其模擬為一種布爾(Boolean)函數(shù),它的參數(shù)是一些布爾符號,它們本身是簡單比較函數(shù)的結果。
總之,按照本發(fā)明的存取模式比較函數(shù)的描述符是由以下成分構成的-簡單算子的清單,每個算子后面是它的參數(shù)標識符;-用于比較操作本身的公式。
對于管理操作來說,它的實現(xiàn)包括在解釋程序中引入基本管理函數(shù)的清單,并且將管理操作的描述符定義為用來調用每個基本管理函數(shù)的一系列函數(shù)。每個調用函數(shù)包括與其相關的一個基本管理函數(shù)的標識符以及輸入參數(shù)的標識符,并且可以輸出基本管理函數(shù)的參數(shù)。
管理操作的每個描述符還包括一個項目,用來根據比較結果指示出是否需要執(zhí)行管理操作。
圖2a表示按照本發(fā)明的一種EMM型用戶權利管理電文。
這種用戶權利管理電文是由包含電文報頭H2的字塊5,包含使用這一電文的一個用戶的地址AD的字塊6,包含本發(fā)明的用戶權利的描述符DU的一個主體7,以及包含用于確認和核實電文內容的數(shù)據HASH的字塊8構成的。數(shù)據HASH是利用對控制字加密的密鑰K來控制的。
圖2b表示字塊7的細節(jié),按照本發(fā)明,該字塊中包含用戶權利的說明。
用戶權利的說明是由一串字段EF1,EF2,…,EFm構成的。
每個字段EFj(j=1,2,…,m)包括一個報頭HDj和一項權利Dj的說明。報頭HDj包含字段的標識符以及代表該字段大小的數(shù)據。
圖3a表示按照本發(fā)明的一種ECM型控制電文。
ECM型控制電文中包括包含電文報頭H3的字塊9,包含數(shù)據MA的字塊10,以列出各種存取模式的清單,用戶可以通過這些存取模式來存取提供的業(yè)務,包含各種存取條件的說明CDA的一個主體11,包含控制字E(CWi)K的字塊12,控制字是用具有密鑰K的加密算法加密的,以及包含數(shù)據HASHK的字塊13,用于確認和核實電文的內容。數(shù)據HASHK是利用對控制字加密的密鑰K來控制的。
數(shù)據MA包括一系列項目,每個項目涉及到不同的存取模式。涉及一種存取模式的每一項目是由代表存取模式的代碼和一個二進制項目構成的,后者用于指示該用戶是否有權使用這種存取模式。
圖3b表示按照本發(fā)明的字塊11的細節(jié),該字塊中包含存取條件的說明。
存取條件的說明是由一串字段CF1,CF2,…,CFn構成的。
每個字段CFj(=1,2,…,n)包括一個報頭HCj和存取條件CAj的說明。報頭HCj包含字段的標識符以及一種代表該字段大小的數(shù)據。
按照本發(fā)明的EMM和ECM電文格式的優(yōu)點在于它們與所使用的存取模式的性質及其數(shù)量無關。因此,這些格式本身是非常靈活的,并且容易適應任何用途和任何類型的存取模式。
圖4表示按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的保密元件的示意圖。該保密元件14最好是一個智能卡。
智能卡14主要包括六個電路
-電路15,用于確認EMM型用戶權利管理電文和用于加載存取模式描述符的電文;-電路16,用于存儲已被確認的用戶權利;-電路17,用于存儲存取模式的描述符;-電路18,用于確認ECM電文;-電路19,用于進行存取控制;-電路20,用于對加密的控制字解密。
電路15從其輸入端接收EMM電文或是用于加載存取模式描述符MCMA的電文。
電路15的功能是確認EMM電文和MCMA電文的有效性。為此,電路15包含控制字加密算法的密鑰K。
如果EMM電文有效,則其中包含的用戶權利就被存入電路16。同樣,如果MCMA電文有效,則其中包含的存取模式描述符就被存入電路17。
電路17中用于存儲存取模式描述符的存儲區(qū)域最好是通常稱為EEPROM(EEPROM表示“電可擦除可編程只讀存儲器”)的電可擦除式存儲器。其優(yōu)點是可以通過下載來修改或是改變存取模式描述符。
然而,本發(fā)明還涉及到電路17的存儲區(qū)是一種通常被稱為ROM的非可擦除式存儲器的情形(縮寫ROM代表“只讀存儲器”)。這種存取模式描述符是不能修改的。
按照本發(fā)明,使用之前,智能卡可包含主要在EEPROM存儲區(qū)中或主要在ROM存儲區(qū)中、或是同時在EEPROM存儲區(qū)和ROM存儲區(qū)中的存取模式描述符。
在智能卡被使用時所定義的存取模式描述符被存儲在一個ROM式存儲區(qū)中。
電路18的功能是證實ECM電文的有效性。為此,電路18中包含控制字加密算法的密鑰K。
存取控制電路19包括一個用來控制對程序的存取的解釋模塊。解釋模塊的功能是用來確定用戶是否可以存取根據以下三種參數(shù)來選擇的程序-用戶的有效權利;-當前ECM電文中包含的存取條件;-存取模式描述符。
解釋模塊根據當前ECM電文中包含的數(shù)據MA來確定授權的存取模式。
解釋模塊針對每個授權的存取模式搜索與其相對應的存取模式描述符,并且針對所選定存取模式下卡用戶的每項有效權利執(zhí)行在ECM電文的至少一個字段CFi和EMM電文的至少一個字段EFj之間進行比較的功能。字段CFi和EFj配備有標識符,它們的用途可有益地由前述簡單比較功能指定。
如果比較的結果允許存取,解釋模塊就暫停用于權利鑒定的操作,并且執(zhí)行存取模式描述符中指定的管理功能。存取控制電路19輸出并且提供給解密電路20的一個信號S授權對控制字解密。然后從智能卡中輸出解密的控制字CWi。
如果比較的結果不允許存取,解釋模塊就執(zhí)行存取模式描述符中指定的功能,在這種情況下不允許存取。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是它利用簡單的描述符定義存取模式,這種描述符可以由業(yè)務提供者直接設計。因此,業(yè)務提供者不再需要象現(xiàn)有技術的條件存取系統(tǒng)中那樣經常求助于存取控制程序的提供者。
有益的是,本發(fā)明可以簡單和廉價地完成更新,同時可以保證高度的機密。
正如本領域的技術人員所知,條件存取系統(tǒng)主要有兩種類型。
第一類系統(tǒng)通常被稱為在線系統(tǒng)。在一個在線系統(tǒng)中,擾頻的項目IE(ECG)是由業(yè)務提供者從一個源點同時分配給各個用戶的一個信號構成的項目。這種分配例如可以通過無線電波或是電纜來執(zhí)行。在這種條件存取系統(tǒng)中,業(yè)務提供者發(fā)送的ECM電文是和擾頻的項目IE(ECG)一起發(fā)送的。
第二類條件存取系統(tǒng)是一種具有單獨存在的數(shù)據媒體的系統(tǒng)。在具有單獨存在的數(shù)據媒體的系統(tǒng)中,擾頻的項目IE(ECG)和ECM電文被包含在單獨存在的數(shù)據媒體中,例如通常被稱為DVD的數(shù)字視盤或是通常被稱為CD的一種小型光盤。
本發(fā)明涉及到上述的兩種條件存取系統(tǒng)。
按照本發(fā)明,業(yè)務提供者在更新條件存取程序時不需要改變他提供給用戶的智能卡和解碼器的全部庫存。這種特征特別適合在具有單獨存在的數(shù)據媒體的系統(tǒng)中使用,其中的ECM具有例如按照本發(fā)明的上述格式。
權利要求
1.一種電文(ECM),它包含與業(yè)務提供者所提供的至少一種存取模式有關的存取條件(CDA),其特征是其中包含一種可以識別和確認存取模式的數(shù)據(MA),并且其中的存取條件(CDA)是由一串字段(CF1,CF2,…,CFn)構成的,每個字段中包含一種存取條件(CAj)的說明。
2.按照權利要求1的電文(ECM),其特征是每個字段包括一個報頭(HCj)。
3.一種電文(EMM),它包含用戶對業(yè)務提供者提供的至少一項擾頻的業(yè)務所擁有的權利(DU)的說明,其特征是用戶權利的這種說明包括一串字段(EF1,EF2,…,EFm),每個字段包括對一項權利的說明(Di)。
4.按照權利要求3的電文(EMM),其特征是每個字段包括一個報頭(HDi)。
5.一種條件存取系統(tǒng)管理電文(MCMA),可以讓業(yè)務提供者按照至少一種存取模式向已經獲得使用這些業(yè)務的權利的用戶提供他的業(yè)務,其特征是該電文中包含至少一種存取模式的至少一個描述符(DMA)。
6.按照權利要求5的電文(MCMA),其特征是存取模式描述符(DMA)是由比較操作描述符和管理操作描述符構成的。
7.按照權利要求6的電文(MCMA),其特征是比較操作的描述符中包括簡單算子的清單,每個算子后面是它的參數(shù)標識符,并且其中的管理操作描述符是由用來調用基本管理函數(shù)的一系列函數(shù)構成的。
8.一種用于在一個保密元件中裝入與業(yè)務提供者提供的至少一種存取模式有關的存取條件(CDA)的方法,其特征是它包括下載至少一個數(shù)據(MA)的步驟,用于識別和確認存取模式,并且包括加載一串字段(CF1,CF2,…,CFn)形式的存取條件,每個字段包括對一存取條件(CAj)的說明。
9.一種用于在一個保密元件中裝入用戶擁有的權利(DU)的方法,它涉及到由業(yè)務提供者提供的至少一種擾頻的業(yè)務(IE(ECG)),其特征是它包括裝入一串字段(EF1,EF2,…,EFn)形式的上述權利,每個字段包括對一項權利(Di)的說明。
10.一種用來在保密元件中裝入與業(yè)務提供者提供的業(yè)務有關的至少一種存取模式的方法,其特征是它包括一個允許下載至少一個數(shù)據(MA)的步驟,用來識別和確認存取模式,以及一個可以加載存取模式的至少一個描述符的步驟(DMA)。
11.按照權利要求10的方法,其特征是用來加載存取模式的至少一個描述符(DMA)的步驟是下載上述描述符(DMA)的步驟。
12.一種用來對業(yè)務提供者提供給用戶的擾頻的業(yè)務(IE(ECG))反擾頻的方法,所述方法包括至少一個用來在保密元件中裝入關于上述業(yè)務的至少一種存取模式的步驟,至少一個通過第一電文(ECM)為擾頻的業(yè)務提供關于存取條件的說明的步驟,至少一個用于確認存取條件的步驟,通過第二電文(EMM)來給擾頻的業(yè)務提供用戶權利的說明的步驟,以及用于確認用戶權利的步驟,其特征是在保密元件中裝入至少一種存取模式的步驟包括下載至少一個數(shù)據(MA)的步驟,用來識別和確認存取模式,和加載存取模式的至少一個描述符(DMA)的步驟,這其中包括比較操作的描述符和管理操作的描述符;用來提供存取條件的說明的步驟可以用第一串字段(CF1,CF2,…,CFn)來定義存取條件以及用來提供用戶權利的說明的步驟可以用第二串字段(EF1,EF2,...,EFm)來定義用戶的權利。
13.按照權利要求12的方法,其特征是加載描述符(DMA)的步驟是下載描述符(DMA)的步驟。
14.按照權利要求12或13的方法,其特征是它包括用保密元件中存儲的一個解釋模塊針對至少一種存取模式可搜索與其相對應的存取模式描述符,并且針對用戶的每項有效權利可執(zhí)行比較功能,在第一串字段(CF1,CF2,...,CFn)的至少一個字段(CFi)和第二串字段的至少一個字段(EF1,EF2,...,EFm)之間進行比較,如果比較的結果允許存取,解釋模塊就執(zhí)行管理操作,如果比較的結果不允許存取,解釋模塊就執(zhí)行存取模式描述符中描述的功能,在這種情況下不允許存取。
15.一種允許用戶存取一項業(yè)務的保密元件(14),該保密元件包括第一存儲電路(16),用來存儲用戶對此項業(yè)務所擁有的確認的權利,以及一個存取控制電路(19),用于將確認的權利和與至少一種存取模式相關聯(lián)的確認的存取條件相比較,其特征是該保密元件包括第二存儲電路(17),可用存取模式描述符的形式存儲至少一種存取模式,并且存取控制電路包括一個解釋模塊,用來確定至少一種存取模式是否得到了授權,并為得到授權的存取模式搜索該授權存取模式的至少一個描述符,授權存取模式的描述符中包括比較操作的描述符和管理操作的描述符,在比較操作后面執(zhí)行管理操作,從而產生一個授權或不授權存取該業(yè)務的信號。
16.按照權利要求15的保密元件(14),其特征是解釋模塊包括基本管理功能的清單。
17.按照權利要求15或16的保密元件(14),其特征是第二存儲電路(17)包括一種電可擦除式存儲區(qū)。
18.一種條件存取系統(tǒng),允許業(yè)務提供者僅僅為已經取得使用這種業(yè)務的權利的那些用戶提供服務,業(yè)務是由用控制字擾頻的項目構成的,該系統(tǒng)為每一個用戶提供至少一個解碼器和至少一個保密元件,其特征是該保密元件是權利要求15到17之一所述的保密元件。
全文摘要
在條件存取系統(tǒng)中,業(yè)務提供者向用戶提供關于各種存取模式的存取條件及用戶權利。所提供的智能卡中包括一種程序,用于確認存取條件和用戶權利,把確認的存取條件與用戶有效權利比較,根據結果執(zhí)行關于某些業(yè)務的管理操作。按本發(fā)明,存取模式采取包括比較操作描述符和管理操作描述符的存取模式描述符形式。智能卡包括解釋模塊,確定授權的存取模式,搜索該存取模式描述符并執(zhí)行比較和管理操作。本發(fā)明條件存取系統(tǒng)可通過下載來修改用戶智能卡中存取模式描述符。
文檔編號H04N7/16GK1202770SQ98109718
公開日1998年12月23日 申請日期1998年6月5日 優(yōu)先權日1997年6月10日
發(fā)明者阿諾爾多·坎皮諾斯 申請人:湯姆森多媒體公司