家庭网络环境中的数字版权管理

本文作者Thierry Raymaekers先生，爱迪德公司亚太区市场总监。

关键词：DVB　内容保护　内容分发　数字版权管理

　　随着全球消费电子产品，如计算机、个人视频录像机(PVR)和便携视频播放机(PVP)日益普及，观众可以更自主地选择在何时、何地以何种方式消费何种内容。这是一个大好消息，显而易见，受众对内容的需求巨大。虽然拥有了市场，但是如果我们不对不同设备之间所传输的内容加以适当的保护，内容制作商、广播公司和其它版权所有者会失去很多实现收入的机会。相反，如果正确实施内容保护，甚至在某种程度上以标准化的方式实施内容保护，各大公司就有可能向观众提供好处多多、其味无穷的内容服务。

内容分发的发展过程

　　将视频引入数字世界的主要目的之一，是保证信号通过整个处理和传输链(从摄影到存储，再到最终通过电视显示出来)时图像的质量。视频数字化意味着信号可以在多种网络间传输并保存在海量数据存储设备中，而无须担心物理介质降级会使内容信号产生损失。只要制作过程能够确保忠实地传递源视频数据文件信号的数字备份，就可以对保存的素材进行刷新或分发。
　　运动图像专家组(MPEG)委员会成立于1988年，其初衷是制定一个适用于通过T1线路(2Mb/s)传输和光驱重放的速率对运动视频和相关音频进行编码(即压缩)的标准。编码速率通常大约为1.5Mb/s，但最高允许达到1.856Mb/s。这就是MPEG-1标准的来历。1991年之后，MPEG委员会开始制定MPEG-2标准，该标准旨在以“广播质量”即全帧标准清晰度(SD)分辨率和更高的分辨率及更多的色彩信息来满足隔行和逐行扫描的视频的压缩和传输的需求。

数字视频广播/数字电视

　　在数字电视(DTV)发展过程中，人们曾试图阻止在全球不同市场制定不同的标准(即PAL、SECAM和NTSC)。然而，现实的情况是多种标准并存，如欧洲的数字视频广播(DVB)体系、美国的ATSC体系和日本的ISDB标准。
　　全球大部分国家采用的是DVB标准，但也有少数国家采用ATSC标准(如美国、加拿大、墨西哥和韩国)。DVB系统以这样几种方式分发数据：DVB-S和DVB-S2(数字卫星)；DVB-C(数字有线)；DVB-T(数字地面电视)；DVB-H(面向手持设备的数字地面电视)。
　　这些标准对分发系统的物理层和数据链路层进行了定义，它们的主要不同之处在于所使用的调制模式不同。由于不同传输网络存在不同的技术局限性，因此人们必须根据不同的网络环境使用不同的标准。尽管现在所有数据都以MPEG-2传输流的方式传输，但是也存在这样或那样的局限性(DVB-MPEG)。有关以临时压缩的方式向移动设备(DVB-H)传输数据的标准仍在测试之中。
　　DVB组织对条件接收领域情有独钟。经过多次探讨，推出了一系列非常实用的解决方案。这些DVB条件接收系列解决方案包括7大要点：
　　1.应该允许同时存在两种发展数字电视接收市场的方法：对接收机与单一的条件接收系统进行集成(同密)，并在接收机中增加一个通用接口，以支持多个条件接收系统(多密)的使用。方法是可选的。
　　2.对欧洲(至少是欧洲)的所有可对数字信号进行解扰的接收机中使用的常用加扰算法及具体内容进行定义。该规定支持在用户家中使用单一接收机这一理念。
　　3.起草一个有关使用数字解码器的行为规范，该规范应适用于所有的条件接收提供商。
　　4.制定通用接口规范。
　　5.制定有关反盗版的建议书。
　　6.授权生产商使用条件接收系统的许可协议应该公正、合理，不应反对使用通用接口。
　　7.在欧洲使用的条件接收系统应该支持简单的转移控制，例如在有线前端系统上，有线运营商应该具有用自己的数据替换条件接收数据的能力。
　　在众多DVB标准中，DVB-CA对通用加扰算法(DVB-CSA)及获得加扰内容的通用接口(DVB-CI)进行了定义。所有DVB系统提供商都使用这些标准开发自己专有的条件接收系统。
　　需要注意的是：ATSC条件接收体系结构也由几大部分组成(参加文档A/70)：同密；通用加扰；主机条件接收软件；回传信道；条件接收模块接口。这一标准在理念上与DVB条件接收的系列产品类似，它并没有拘泥于介绍所有的条件接收技术和方法，而只是提供了对几种不同类型条件接收系统相互兼容的支持，或者说为系统相互兼容提供数据包络和传输功能。
　　简而言之，广播公司可以通过一种或多种条件接收系统提供付费电视服务，其中每种条件接收系统可能有不同的交易系统、不同安全策略并提供不同的业务模型。

DVB/ATSC的互用性

　　作为ATSC数字电视系列标准的一部分，用户在使用ATSC标准时，要与欧洲DVB项目在传输方面保持全球互用性。欧洲DVB项目符合欧洲电信标准委员会(ETSI)标准。为了避免与DVB传输方式在包识别符的使用及描述符标签和表识别符的用户专有值的分配方面产生冲突，人们制定了DTV标准使用指南。
　　只有遵守这些建议，才有可能同时携带既符合ATSC标准(ATSC A/65)，又符合ETSI ETS-300-486标准的系统信息和服务信息。当仅仅支持DVB服务信息标准的接收机接收到符合ATSC标准的传输流时，或当仅仅符合ATSC SI标准的接收机接收到符合DVB标准的传输流时，同时携带这两种服务信息就变得非常必要。
　　数字广播标准规定了条件接收系统的要素。一个典型的条件接收系统通常由三大部分组成：信号加扰系统；对用户终端所需的电子“密钥”进行加密的加密系统；确保有权收看加扰节目的用户可以如期收看到加扰节目的用户管理系统(SMS)。图1所示为广播链中条件接收系统的关键组件。

域

　　加扰的电视节目信号通过传输网络，最终被传送到观众家中的机顶盒。
　　随着存储和家庭联网技术的快速部署，内容管理出现了两个新问题：(1)如何对家中所存储内容进行管理：(2)如何对家中所存储内容进行分发管理。
　　由于支持内容共享的设备可能是通过公开市场提供的(这与现在使用机顶盒和其中的特定软件和智能卡来接收和处理信号的常见情况有所不同)，因此其解决方案就变得非常复杂。
　　受保护的内容将按图2所示传递到几个域中。这些域包括：接入网(如卫星、有线和ADSL)；存储设备(例如，机顶盒或其它配有个人录像系统的设备)；属于家庭网络的设备(通过无线局域网、FireWire等与它相连的设备)。
　　条件接收主要是针对接入网来讲的，它提供了两种基本功能：既可以控制观众对信号进行接收，又可以防止信号在传输的过程中被非法复制和重新分发。由于授权许可的机顶盒需要遵守内容保护原则，因此条件接收为机顶盒和家庭网络提供了间接的内容保护。
　　由于消费电子设备多种多样，而且条件接收存在着成本问题，因此要在家中的每个接收设备上都采用条件接收智能卡是不现实的。然而，存储和家庭网络的发展对内容保护和管理提出了新的需求。
存储特别要求
　　(1)对硬盘上所存储内容加以保护；
　　(2)对内容回放进行管理的数字版权管理，包括只能对内容回放一次或只能在24h内对内容进行播放的管理。
　　第二个需求源自于两大驱动因素：一是内容所有者希望对内容版权的许可加以限制，例如，他们不希望向观众提供一个无限期的授权许可，因为这种许可会使观众通过预订或非加密内容建立一个永久的内容库；二是运营商可能还希望采用其它可替代的商业模式来销售内容，例如，按次付费，在这种模式中，用户通过付费可以在24h之内收看某一部影片。
　　随着家庭网络的发明，出现了有关内容保护的其它需求
　　(1)对两个设备间传递的内容加以保护；
　　(2)控制哪个设备可以接收内容。
　　如图3所示，这种控制方式涉及两个方面：一方面是拒绝某些设备接收被保护的内容，例如，如果某一设备没有获得处理特定内容的授权，应该拒绝这一设备接收内容；另一方面是对特定设备的控制，进行这样的控制是因为内容分发商不希望某一家庭成员以外的人员观看到所授权内容。通过这种控制，就可以确保只向这一家庭成员的专有设备传递内容。

分发版权管理

　　在家庭中对内容进行存储的情况下，还需要通过特定设备来分发上述的数字版权管理。例如，某一家庭可以通过付费在24h内收看某一电影，这意味着家庭中的任意设备都可以通过相同的24h播放窗口回放内容。由于家庭中可能有多个存储设备，而且每个设备可能都保存了一份上述内容，这样问题就变得非常复杂了。
　　解决问题的办法之一，是在每个家庭网络中设置一个家庭网络版权管理代理(Home Network Rights Management Agent)。家庭网络版权管理代理的作用是管理家庭网络的组成并控制家庭网络中这些设备对内容的接收和回放。
　　例如，版权管理代理将使用一套规则以确定哪些设备是家庭网络中的设备，这一过程非常简单，只需要确定家庭网络中的设备数量不超过3个并采用一些手段确定这些设备间的相邻性(即辅助设备与管理家庭网络版权的设备的距离是否在20m以内)。版权管理代理在确定了哪些设备是家庭网络中所属设备后，将管理这些设备的内容回放。

（全文完）

来源：《世界广播电视》

出版日期：2005年10月