条件接收系统综述

一、条件接收基本原理

CAS的组成包括有：用户管理系统SMS、业务信息生成系统SIG、节目管理PMS/SI编辑系统、节目调度处理EIS、用户授权管理系统SAS、条件接收CA等。主要有两大块：一块是管理用户的SMS，一块是管理节目的CA。CA主要分为两大部分：一是信号加扰部分，它是通过一个随机码发生器所产生的随机码（称为控制字CW）来控制加扰器对信号的加扰；二是加密部分，要使加扰的信号在接收端成功地解扰，接收端也必须要有和加扰端一模一样的控制字来控制解扰器，所以，要将前端的CW传送到接收端，如果直接传送会很容易被黑客截获而使CAS失去作用，为此，要对CW进行加密传送，这种加密是一种多层加密机制，从而增加CW传送的安全性，直接对CW加密的第一层所产生的密文称为授权控制信息ECM，通过复用器与加扰的码流一起传送，ECM还含有时间、节目价格、节目授权控制等信息，因此ECM是面向节目的管理信息。对CW加密的密钥称为工作密钥SK，SK通常又叫月密钥，每月换一次，每换一次SK，系统都要从新对所有用户进行授权。第二层加密是用称为节目密钥PDK对SK进行加密，所产生的密文和从SMS获取的授权指令通过SAS生成的授权信息组成授权管理信息EMM，EMM还含有智能卡号、授权时间、授权等级等用户授权信息。这些信息主要是完成对用户的授权，因此EMM是面向用户的管理信息，EMM对用户在什么时间看、看什么频道进行授权，它也通过复用器与加扰码流一起传送，以上这些组成了CA最基本的加密系统。

为了防止密钥在传送中被黑客截获，一般采用双密钥法，对每一用户分配一对密钥，其中一个是使用者本人掌握的密钥称为私有密钥，它只用于解密，通常这个密钥都存储在用户智能卡中。另一个是公开密钥，它只用于加密，两个密钥通过算法结成一一对应的关系，只有通过对应的私有密钥才能解开用公开密钥所加的密。这样我们根本不需直接传送密钥，因此具有很高的安全性，这是一种称为数字签名的认证过程。一般私有密钥（PDK）都存储于用户的智能卡中，所以在接收端，EMM的解密是唯一的，即一个智能卡只能解密与其有关的EMM信息，解密后就可以得到用于解ECM的所有信息，再通过解密ECM得到CW，将CW送到机顶盒内的解扰器完成解扰工作，这些解密过程都在智能卡中的解密系统完成。授权采用中心寻址与智能卡共用的方式，其过程如下：

机顶盒检测到DVB码流如果是加扰码流，则驱动读卡器工作，将智能卡管理程序调入中央处理器启动运行，将智能卡的卡号读出。在传送流中寻找PSI，在PSI中找到条件接收表CAT，根据CAT表中给出的EMM包标识码（PID），找到相应的EMM信息，然后将智能卡的卡号与EMM内的授权信息中的卡号进行校对，也就是进行寻址比较操作，如果校对无效，在屏幕上将有提示你还未经授权不能收看的相关信息显示。如果校对成功则将ECM和EMM传送给智能卡，在智能卡内调用解密程序（为了增强CAS的安全性，整个解密过程都在智能卡里进行），用智能卡中的私有密钥（PDK）对EMM、ECM进行逐层解密得到SK并得到CW，将CW送回机顶盒完成对节目码流的解扰（如图1和图2所示）。同时将密钥SK存储在智能卡中，今后的解密和解扰就直接调用卡中的SK就可以了，不需要重复执行授权过程，此时系统只需传送ECM就行了（因为一般来说每5---10秒CW就换一次，所以ECM也要每5--10秒发送一次），只有当运营商要更新SK时才开始一个新的授权过程，通常每更新一次SK，运营商都要用几天的时间（具体可根据用户的多少来确定）不断发送EMM给用户进行授权，如果有些用户由于其他原因在授权期间没有开机，可通过电话联系，由前端确认后，向该用户发送专用的EMM。