[发明专利]一种限制用户同时收看频道数目的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种限制用户同时收看频道数目的方法，对付费电视广播，特别是数字电视中条件接收系统的密钥管理、分发和使用的方法，属于电视广播接收技术领域。

背景技术

在收费数字电视系统中，运营商一般采用条件接收系统(CAS)使得非授权用户不能收看，而合法用户可以通过条件接收系统分配的密钥来对节目解码而正常收看。典型的CAS由发送端和接收端组成，其中的密钥结构是三层的密钥层次结构，包括控制字CW、授权密钥AK和用户主密钥MPK。发送端随机选择一个CW作为伪随机发生器输入，用其输出对节目数据流进行加密。CW必须分发给合法的用户，方法是通过AK对CW加密(形成授权控制消息ECM)，然后用户主密钥MPK对AK加密(形成授权管理消息)。加密的节目数据流、ECM和EMM以及后两者的数字签名发送给接收端。接收端可以通过MPK对EMM解密得到AK，用AK对ECM解密得到CW，然后对加密的节目流解密。通常，CW需要每5-20秒更新一次。数字电视用户可以根据需求定购多个不同的电视频道，数字电视节目运营商可以针对不同用户的需求确定不同的收费标准。现在数字电视运营方式是，一个家庭购买一台数字电视机顶盒，一张用户卡，可以供一台电视机收看节目。另一种方式是，电视机集成数字电视机顶盒的功能，但是同样需要一张用户卡来解密定购的节目。用户卡中存放了用户主密钥MPK。如果一个用户有多台电视机，就需要多个数字电视机顶盒和多张用户卡，以实现根据用户终端数目收费的模式。该方法的问题是，用户用于硬件设备的费用增加，造成机顶盒和用户卡资源的浪费；由于主机和附属机的收费不同，附属机较低，这样用户可以把附机的机顶盒以及用户出售给另外一个用户使用；更为严重的是，可以设计一种数字电视机顶盒，在只有一张接收用户卡情况下，可以同时解密多个不同频道的节目，供多个电视机终端播放。市场上目前已经有这样的机顶盒产品。其原理是：由于节目加密密钥在一段时间内是不变的，因此，接收器可以在这段时间内多次询问用户卡从而获得不同频道的解密密钥，然后解密频道内容，为用户同时提供多个频道。

本发明的目的就是针对存在的上述问题，提出一种可以限制用户同时收看频道数目的方法，即用户可以使用一台数字电视机顶盒和一张用户卡，在该用户预先定购的接收终端数量内，用户的多个终端电视机可以同时独立收看电视节目。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种限制用户同时收看频道数目的方法。

基本假设：用户卡是物理防窜改的，攻击者不能窃取其中的用户主密钥，也不能修改其中的程序和数据；攻击者可以生产数字电视机顶盒或者可以更改机顶盒的软件系统。即用户卡是可信的，而机顶盒是不可信的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：有如下步骤：

1、限制一个用户仅有一个终端可接收节目包的方法：在节目发送端，对每一个频道都使用独立的控制字CW在伪随即数生成器作用下进行加密，所有的CW都定期更新，并且更新的时间完全同步。赋予每个更新周期内所有的控制字CW相同的序列号，初始值为1，CW更新后，序列号递增1。在用户卡内，设置一个序列号计数器SNC，初始值为0。在控制字CW一个更新周期内，机顶盒将需要解密的频道当前控制字CW的序列号SN和频道号发送给用户卡，如果SN大于SNC，并且符合该用户的其他授权信息，则用户卡将频道关联当前控制字CW发送给机顶盒，并将序列号计数器SNC设置为SN。这样在一个控制字CW更新周期内，机顶盒就只能解密一个频道的电视节目，仅可供一个电视终端播放(本方法不能限制用户同时收看同一个电视频道的终端数)。由于一个电视终端在收看过程中可以随时更换频道，因此为了保证电视终端正常切换电视节目，控制字CW的更新周期应该尽可能短。如果密钥管理方法不改变，就导致控制字CW的传输量大大增加。为了解决这个问题，本发明采用哈希密码链的方式来进行控制字CW的分发。具体方法是，授权密钥AK和控制字CW之间增加一个加控制密钥CK。AK对CK加密，然后每个频道的控制字CW通过哈希函数生成：CW＝Hash(CK，SN)。其他的密钥以及算法保持不变。

2、同一用户的所有终端定购相同节目包的情况下，限制用户可接入终端数目的方法：在用户卡内，设置一个电视终端计数器C，假设用户定购的电视终端数为N。在控制字CW一个更新周期内，用户卡最多发送给机顶盒与用户定购的节目包中N个频道关联的N个控制字CW。这样在一个控制字CW更新周期内，机顶盒就只能解密N个不同的频道供N个电视终端播放。