专利名称：用于盘鉴别的盘签名的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如存储介质或记录载体之类的数据载体的复制保护方法。特别是，本发明涉及一种复制保护以及涉及一种鉴别记录载体的复制控制机制。
背景技术：
这种记录载体可以将数字数据存储为异步信号，所述记录载体例如是致密盘(CD)和数字通用盘(DVD)，包括CD和DVD的所有现有的或未来的格式，或者可以按照类似概念工作的其它光学存储介质，如蓝光光盘和HD-DVD。此外，根据本发明，可记录的记录载体像CD-R或DVD-R可以是防复制的。
将信息存储在一面或两面和/或存储在几个层中的光学存储盘已经应用于各种目的，最显著的是应用在音乐、游戏、视频和计算机工业中。数字信息以沿着盘的一面或两面上的和/或几个层中的螺旋轨道排列的凹坑(pit)的形式被存储在光学存储介质上。每个轨道一般从内部到外部被读取，但也可以从外部到内部被读取，如同一些光学存储介质已经使用的那样。另一方面，磁存储介质通常包括圆形的同心轨道。
轨道上的数据本身被细分为存储块，即帧，每一帧在长度上相等，含有相同数量的信息。每一帧具有取决于光学存储介质的类型(CD、DVD)的专用布局。这样的帧通常不仅含有用户数据符号本身，而且含有用于同步的数据，从而在数据符号和错误校正之间合并数据。
将音频信息存储在CD上的格式被称为“红皮书”标准，其建立了用于CD的规范。建立了用于CD-ROM的规范的所谓“黄皮书”标准一般作为用于CD-ROM的格式。黄皮书格式在许多方面类似于红皮书格式，但用计算机数据代替了音频信息。除了红皮书和黄皮书标准之外，还存在有发展起来的用于光学存储介质的更多标准/规范，覆盖了音频数据、计算机数据、视频数据和这些信息的组合，例如用于DVD的Book A、Book D和Book E标准。
如上所述，这种光记录载体上的信号自身是异步的，这意味着在解码过程中，必须从所述信号中获取同步和定时信息。
由于这些记录载体的特性，所以能够容易地进行复制。为了应付这种情况，存在各种复制保护方案，它们借助于在各自的记录载体自身中存储的密钥或口令来防止越权存取。此外存在多种借助于存储的无效信息来保护光盘的方法，该无效信息在复制过程期间得到修正，使得应用程序能够基于这个无效信息的存在或不存在来确定它是存储在原版上还是存储在拷贝上。
另一种方法在欧洲专利申请02795240.7中进行了描述，它描述了使用等待时间(latency)信息来提供复制保护机制。在该申请中描述的主要特征是使用等待时间信息来编码记录载体中的附加信息。压刻(emboss)在数据载体中的此附加信息可以用于验证的目的，因为仅仅带有正确等待时间信息的存储介质被判定为真实的或者可以以正确的方法解码。这个方案是成功的，因为复制通常不显示所压刻的等待时间信息。
然而，压刻在这种数据载体中的等待时间信息能够被探出，并且通过使用专用软件来仿真所读数据的相应等待时间可以克服复制保护机制，其中所述专用软件被提供在读取不携带等待时间信息的拷贝的读取装置和执行验证的计算机进程之间。此外，由于用于光学数据载体的记录器变得越来越复杂，因此将探出的等待时间信息复制到光记录载体上的可能性也会存在。
发明内容
因此，本发明的一个基本目的是提供一种克服上面所列缺点的改进的复制保护系统，即一种允许改进的复制保护的数据载体，一种支持改进的复制保护的可记录的数据载体，一种用于支持改进的复制保护的可记录或不可记录的数据载体的仿真器，一种用于产生支持改进的复制保护的可记录或不可记录的数据载体的方法，以及一种用于验证显示出改进的复制保护的可记录或不可记录的数据载体的方法。
根据本发明的数据载体在独立权利要求1中进行了限定，根据本发明的可记录或可重写数据载体在独立权利要求4中进行了限定，根据本发明用于(可记录或可重写或者不可记录或不可重写)数据载体的仿真器在独立权利要求10中进行了限定，根据本发明用于产生(可记录或可重写或者不可记录或不可重写)数据载体的方法在独立权利要求13中进行了限定，以及根据本发明用于验证(可记录或可重写或者不可记录或不可重写)数据载体的方法在独立权利要求19中进行了限定。它们的优选实施例分别被限定在各自后面的从属权利要求中。此外，根据本发明的计算机程序产品在权利要求12和22中进行了限定，以及根据本发明带有计算机程序产品的数据载体在权利要求23中进行了限定。
类似于上面确定的申请人的欧洲专利申请，本发明也基于使用等待时间信息在数据载体中编码附加信息，使得这个被压刻在数据载体中的附加信息可以用于验证的目的，因为仅仅具有正确的等待时间信息的存储介质被判定为真实的或者可以以正确的方法解码。然而，本发明的主要特征是这个附加信息不能从原版数据载体中被探出，因为根据生产标准(在下文中还仅仅称作标准)的等待时间的变化是如此小，以致当试图探出单个存储区的等待时间时它们不能够被获得，即当利用存取数据载体所使用的读取装置测量存储区的等待时间时，等待时间的变化在测量噪声之内。
本发明能够区别原版数据载体和复制的数据载体，因为当考虑其一部分所压刻的等待时间变化的整个图案(pattern)时，根据本发明的等待时间变化能够被检测出来，所述整个图案可以被预先确定，而不仅仅是单个存储区的等待时间测量。根据本发明对等待时间变化的检测是利用所测量的等待时间与已知变化的相关优选为线性相关来执行的，优选是基于表示已知变化的密钥。可以随机地(伪随机地)选择密钥，或者可以选择密钥以包括由存储在根据本发明的数据载体上的程序所使用的附加信息。此外，密钥也可以用于对存储在根据本发明的数据载体上的程序数据进行编码。
只要采用用于数据载体的各自生产标准来限定相应的等待时间，那么分别压刻进所述存储区中的一个的等待时间变化就可以位于数据载体的容许生产偏差(deviation)的内部或外部。一个例子是根据CD规范允许1.2到1.4米/秒的线速度(line speed)。接着，生产标准使用这个范围内的一个线速度值或者甚至稍微超出这个范围的一个值，并保持这个线速度值近似恒定。这个近似恒定的线速度值的精确度取决于生产机器(production machine)的非常高的精确度。通常地，可以说在生产期间对于恒定条件该值是恒定的，即一个CD使用的线速度值将是恒定的；然而，如果一天后生产了相同的CD，尽管对于生产机器使用了相同的设置，但是也可以产生另一个恒定线速度值，因为存在不同的环境条件像温度和湿度。根据规范，对于DVD所容许的线速度的生产偏差是3.49米/秒的0.5％峰峰值(peak to peak)，例如对于单层DVD是3.49米/秒的-0.1％到+0.4％，而对于双层DVD是3.84米/秒的0.5％峰峰值。
生产标准的线速值可以超出根据数据载体的规范(例如CD规范)所允许的范围，只要确保所用的读取装置在存取所制造的数据载体(例如CD或DVD)时没有问题就行。于是在CD生产中应用的根据本发明的等待时间变化优选地具有的最大幅度为选定的线速度值的±0.5％，例如在[1.2，1.4]米/秒范围内的线速度值的±0.5％。对于DVD，于是在CD生产中应用的根据本发明的等待时间变化对于单层DVD优选地具有的最大幅度为3.49米/秒的±0.33％，而对于双层DVD具有的最大幅度为3.84米/秒的±0.33％。优选地，确定根据本发明的线速度变化，使得平均值是选定的生产标准的线速度值。
根据本发明，等待时间是从请求数据到接收所请求的数据之间的等待时间，例如在借助于机械装置存取数据载体的情况下的存取时间。必须注意，等待时间测量是一种测量变化的线速度的间接方法。这种间接方法是必须的，因为不可能使用通用存取装置来直接测量数据载体的线速度(或者凹坑和平面(land)的长度)(当然，当使用合适的测量装置例如显微镜时可以直接测量凹坑和平面的长度)。因此，本发明的用于包括/指示/仿真/确定和生产/验证具有改变的等待时间的存储区的图案的主要特征等效于实现这样一种等待时间变化的任何措施，所述等待时间被分别改变，以使得当利用存取所述记录介质的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内，本发明的主要特征例如等效于用于包括/指示/仿真/确定和生产/验证具有改变的凹坑和平面长度的存储区的图案的特征，所述长度被分别改变，以使得当利用存取所述记录介质的读取装置执行测量时，存储区的凹坑和平面的长度的各个改变相对于所述存储区的凹坑和平面的标准长度而处于凹坑和平面长度测量的测量噪声之内。通常地，能够通过观测给定条件所需的存取时间来测量的等待时间也可以包括由存取装置(例如包括CD/DVD驱动器所连接的计算机或者计算机的操作系统)的操作系统引起的改变。因为由操作系统引起的这种改变通常显示为类噪声特性，所以根据本发明压刻在数据载体上的等待时间的改变仍然可以被观测到。
根据本发明，用于存取数据载体的读取或存取装置是通用的用户(consumer)存取装置，例如在CD或DVD的情况下，这可以是普通的用户CD或DVD播放器或者计算机的CD/DVD驱动器。这些“低成本”装置在存取数据载体时具有良好的性能，但是未被设计成在存取期间具有恒定的或者较高的可再现的等待时间特征。这个事实使得能够隐藏压刻在根据本发明的数据载体的单个存储区的等待时间变化，同时通过将具有改变的等待时间的存储区的图案和已知的等待时间改变进行比较仍然能够验证数据载体。
根据本发明，存储区的图案的等待时间优选地得到了改变，例如通过改变光、磁或磁光存储介质的线速度(线速度调制)使得所实现的等待时间和同步特性仍然在所述存储介质的规范之内或者仅仅稍微超出所述规范，以便根据规范工作的所有存取装置或者其大多数能够毫无问题地存取各自的存储介质，即示出了改变的等待时间的每个特定存储区的等待时间不被改变到可辨认出与相应的(生产)标准等待时间不同，所述标准等待时间是在不改变或不调制选定的线速度值时获得的。然而，如上所述，当观测具有改变的等待时间的存储区的整个图案时，对存储介质的验证是可能的。
在根据本发明的数据载体被复制的情况下，内容以1:1的方式被存储，但是携带复制的内容的数据载体显示出与根据本发明的原版数据载体不同的等待时间，因此其能够被清晰地区别和识别为拷贝。所复制的数据载体与原版数据载体(携带具有改变的等待时间的存储区的图案)的这个不同是由于下面的事实产生的用于这种数据载体的普通的用户记录器不允许压刻等待时间变化。即使在这种记录器允许压刻等待时间变化的情况下，但这些用户装置是“低成本”的事实防止了对等待时间变化的再现，因为利用这些装置不能实现记录等待时间变化所需的精确度，例如所需的非常小的线速度变化。这个利用低成本的用户装置来记录根据本发明的记录数据载体的困难还在于，利用用户存取装置不可能探出根据本发明的等待时间变化。因此，即使在它是可行的并且可做出根据本发明数据载体的拷贝的情况下，所述拷贝也包括所读出的等待时间，即根据本发明的等待时间变化和测量噪声，以及在生产拷贝期间产生的生产噪声。因此根据本发明的等待时间变化与读取拷贝期间产生的噪声相比较甚至更小。这个事实甚至允许区别这种“直接”拷贝(其目前利用用户装置不能够被生产)和原版。此外，对于拷贝的较高代，即拷贝的拷贝的拷贝…，噪声将完全隐藏根据本发明压刻的变化，使得这些变化甚至利用其直接测量例如利用显微镜也不能被识别。另一方面，根据本发明的生产没有问题，因为所述生产是利用“高端”生产机器来执行的，所述生产机器真正具有非常高的精确度以允许以稳定和一致的方式产生根据本发明的非常小的等待时间变化，并且此外根据本发明的生产基于知晓要被压刻的等待时间变化。
根据本发明的包括具有各自相应标准等待时间的存储区的数据载体显示出以下的特征，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各个等待时间相对于各个相应标准等待时间进行改变，所述特征为具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
相应地，根据本发明的可记录或可重写数据载体显示了以下特征，其中所述数据载体包括用于在将数据记录到数据载体上之后获得具有各自相应标准等待时间的存储区的预先格式化的记录密度信息，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，其中所述预先格式化的记录密度信息表示所述不同存储区的至少一部分的各自等待时间相对于各自相应标准等待时间进行改变，所述特征为所述预先格式化的记录密度信息指示具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
于是，根据本发明的数据载体通常会示出上述两种可能性中的一种，即存储区的图案中的等待时间相对于正常的等待时间的实际改变，正常的等待时间即为根据标准生产所使用的等待时间，例如基于通常使用的将数据记录在旋转数据载体上的线速度的变化比如调制，或者一个指示符，所述指示符被记录在可记录或可重写数据载体上，并且所述指示符导致存储区的图案中的等待时间相对于正常的等待时间的改变，正常的等待时间即为根据标准生产所使用的等待时间，例如基于通过调制频率信息的通常使用的将数据记录在旋转数据载体上的线速度的变化比如调制，所述频率信息被记录在预刻槽(pregroove)中，并用来在实际记录数据期间实现通常所用的线速度。因此通常地，根据本发明的数据载体可以是只读数据载体或者可记录或可重写数据载体。
另外相应地，根据本发明的用于包括具有各自相应标准等待时间的存储区的数据载体的仿真器显示出以下特征，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各自等待时间被仿真以相对于各自相应标准等待时间来改变，所述特征为所述不同存储区的各自等待时间得到仿真以显示出具有改变的等待时间的存储区图案，这些改变的等待时间是分别改变的，以便当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
于是，采用传统的存取限制技术，比如在数据载体不能被验证为其具有压刻于其上的等待时间变化的预定图案的情况下就简单地拒绝对所述数据载体的存取，能够保证只使用原版数据载体。
根据依照本发明的数据载体的一个优选实施例，所述数据载体优选是光或磁光的记录载体，特别是CD或DVD型，其包括作为所述存储区的预定量的存储容量的存储块，特别是存储扇区或帧，其中所述各个相应标准等待时间基于位密度来进行确定，所述位是根据将位写入所述存储块的标准过程而被写入所述存储块的，以及形成所述图案的所述存储块的所述改变的等待时间短于或长于所述各个相应标准的等待时间，这是通过以较大或较小密度将位写入各个存储块来实现的。
用于将位写入所述存储块的标准过程包括以一种近似理想的方式设置记录期间的盘速(即记录器的主轴转动频率)和要被写到盘上的位(即凹坑和平面)的时钟；然而，通常是应尽可能好地满足数据载体的规范和在数据载体的可存取性方面实现最佳可能的性能。就此种意义来说，所述盘也包括一种主盘(master)，从所述主盘执行压模以实际生产光盘，例如以一种注射模塑工艺来生产。通常对于光学数据载体，等待时间依赖于记录线速度。CD和CD-ROM以及DVD和DVD-ROM通常被记录为使得记录线速度恒定并且与记录位置无关。记录线速度取决于两个参数，即1)介质的旋转速度(即跟踪线速度)和2)记录信号时钟。CLV(恒定线速度)记录指的是这样一种记录方法，其中为了实现恒定的记录线速度，转速改变而信号时钟恒定，以及CAV(恒定角速度)记录指的是这样一种记录方法，其中为了实现恒定的记录线速度，转速恒定而信号时钟改变。
作为一个实例，在正常的生产期间，根据CD规范的线速度被选择为在[1.2，1.4]米/秒的范围内。因此，对于CLV记录，信号时钟被设置为每秒4321800位，并且转速在每分钟大约600转与每分钟大约200转的范围内改变。基于这些通常使用的值的生产于是将产生相应的标准等待时间。根据本发明的一个优选实施例的线速度的改变是通过在每秒4321800位的±0.5％的范围内调制信号时钟并将转速保持为通常标准生产中的转速来实现的。作为第二实例，在正常的生产期间，根据DVD规范的线速度对于单层为3.49米/秒，以及对于双层为3.84米/秒。因此，对于CLV记录，信号时钟被设置为每秒26000000位，并且转速在每分钟大约1300转与每分钟大约433转的范围内改变。基于这些通常使用的值的生产于是将产生相应的标准等待时间。根据本发明的一个优选实施例的线速度的改变是通过在每秒26000000位的±0.33％的范围内调制信号时钟并将转速保持为通常标准生产中的转速来实现的。
以较大或较小的密度将位写入各个存储块导致具有改变的等待时间的存储块的长度的物理改变。此物理改变导致读出存储块中的数据所需的时间加长或缩短，因为时钟信号未被相应地调整。然而，当观测单个存储区的等待时间时，压刻到根据本发明的数据载体上的等待时间的偏差不能被得到，因为各个变化处于存取装置的测量噪声中，即具有根据本发明的等待时间变化的存储区的等待时间测量和不具有这样等待时间变化的存储区的等待时间测量不能被区别开，因为等待时间偏差是如此小以致其被噪声覆盖。仅将等待时间变化的图案(或其足够大的一部分，这实际取决于变化的最大幅度)与已知的等待时间变化进行比较，从而允许对数据载体的验证。
虽然根据本发明的等待时间的变化，即一个存储块中的凹坑和平面的密度变化是在利用通常的存取装置来检测等待时间的测量噪声之中，但是除了生产变化，具有改变的等待时间的存储块的图案也被压刻到数据载体上。如上所述和下面进一步解释的，当知道具有等待时间变化的存储块的图案时，可以验证所述数据载体。
根据如本发明的数据载体的优选实施例，基于线速度改变可以实现所述的较长和较短的等待时间，其中所述较短的等待时间是通过以较高密度将位写入相应存储块来实现的，而较长的等待时间是通过以较低密度将位写入相应存储块来实现的。
另一选择或另外地，根据依照本发明的数据载体的优选实施例，所述光或磁光记录载体是只读记录载体，或者可记录或可重写记录载体，例如各种CD(例如CD、CD-ROM、CD-R、CD-RW)或各种DVD(例如DVD、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD+R9、DVD+RW、DVD-RW)。
根据本发明另一个方面的可记录或可重写数据载体优选是一个光或磁光数据载体，特别是CD或DVD型，并且所述预先格式化的记录密度信息是被写到数据载体的预刻槽的频率信息，其中所述数据载体包括作为所述存储区的预定量的存储容量的存储块，特别是存储扇区或帧，其中所述各个相应标准等待时间在所述频率信息指示根据一个用于将位写入所述存储块的标准过程而写入到所述存储块的位的密度时来实现的，以及形成所述图案的所述存储块的所述改变的等待时间短于或长于所述各个相应标准的等待时间，这是基于改变的频率信息通过以较大或较小密度将位写入各个存储块来实现的。
进一步优选的是，根据本发明另一个方面的可记录或可重写数据载体显示出如上所述的根据本发明的数据载体的特征。
优选的是，在根据本发明的数据载体或者可记录或可重写数据载体中，具有它们各自等待时间变化的存储区的所述图案是通过基于一个密钥调制存储区的图案的标准等待时间而实现的。在此种意义上，调制意味着对属于所述图案的存储区的标准等待时间增加或减少一个对应于密钥或密钥的一部分的量，例如，密钥的一个数字用于每个存储区或存储区的每个(连续)编号。
进一步优选的是，所述密钥是基于一个具有一个预定初始数(即种子(seed))的伪随机过程产生的。此初始数和/或伪随机过程优选地被保密，使得不能容易地重新构建根据本发明的密钥。
可替代地或另外进一步优选的是，所述密钥是基于伪随机过程产生的具有高斯分布的数字序列，其中数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间。高斯分布的这种应用是根据本发明的等待时间改变的一种特别优选的形式，因为在此情况下，等待时间变化具有类噪声特性，并且因此即使利用高端的存取装置(在考虑了可用的处理能力和找到等待时间偏差所需的时间的情况下)也不可能检测到等待时间变化(当不知道它们时，即当试图探出等待时间变化时)。当然，也可以使用其它的类似于测量噪声的分布，因为就本发明而言，这些分布具有等效的特性。因此，用在本说明书中的术语“高斯分布”也代表其它可比的分布；然而，确认的高斯分布是特别优选的，由于其良好地再现了测量噪声。在使用高斯分布的情况下，优选的用于生产的上述对于CD的线速度±0.5％的变化或上述对于DVD的线速度±0.33％的变化等效于2.5个标准偏差(2.5σ)。进一步，根据本发明的线速度变化优选地被限制在此2.5σ的范围内，即不允许超出上述对于CD的线速度±0.5％的变化或上述对于DVD的线速度±0.33％的变化。这可以通过仅将位于此范围之外的值减少到最大容许值来实现。
优选地，在根据本发明的数据载体或者可记录或可重写数据载体中，存储区的所述图案中的预定数量的连续存储区具有相同的改变的等待时间。
根据本发明的用于包括具有各自相应标准等待时间的存储区的数据载体的仿真器，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各个等待时间被仿真为相对于各自相应标准等待时间进行改变，所述仿真器仿真所述不同存储区的各个等待时间以显示出具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内，其中所述仿真基于一个定义了存储区的图案的各个等待时间相对于它们的标准等待时间的变化的密钥。
根据本发明的仿真器需要所述密钥(或当然用于产生所述密钥的种子和算法)以对根据本发明的数据载体进行仿真，因为不可能从数据载体的存取特性中探出验证签名的特征，即具有改变的等待时间的存储区的图案或其一部分以及各个存储区的等待时间的改变。同样，当可以直接复制根据本发明的数据载体时所产生的上述效果对于一个基于直接复制和对原版测量的等待时间而工作的仿真器也是有效的，因为所述仿真器增加了原版的测量的等待时间变化，其包括根据本发明所压刻的等待时间变化和测量噪声，以及执行所述仿真器自身所引起的等待时间变化，例如由操作系统和运行所述仿真器的处理器上的负载所引起的。于是也在此情况下，附加噪声“覆盖”根据本发明的等待时间变化比由存取原版所引起的测量噪声要多。这导致这样的结果，即也能将这样的仿真和原版区分开(例如通过适当地选择用于比较所述密钥和所测量/仿真的等待时间的阈值)。
优选地，根据本发明的仿真器对根据本发明的数据载体进行仿真，并且其所有特征如上所述。
根据本发明的第一计算机程序产品包括计算机程序装置，所述装置当在计算机、数字信号处理器等上被执行时实现如上所述的根据本发明的仿真器。
根据本发明的用于制造数据载体或在数据载体上记录数据的方法，其中所述方法包括在所述数据载体上产生或指示具有各个相应等待时间的不同存储区，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述不同存储区的至少一部分的各个等待时间相对于各自相应标准等待时间进行改变，所述方法包括下述步骤确定要被产生或指示的具有改变的等待时间的存储区的图案，以及分别改变这些存储区的等待时间，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
根据本发明，记录应被理解为写一个数据载体，例如利用CD记录器或写入器，或者利用用于半导体存储器的控制电路，并且也应被理解为制造数据载体，例如基于一种注射模塑工艺制造光数据载体，比如CD或DVD，因为对于此工艺，压模是基于通过将数据记录到主盘上而制成的主盘来生产的。
同样如上所述，本发明的关键特征是分别设置的最小地偏离标准等待时间(如其由以选定的线速度值来生产而产生)的等待时间的图案被压刻在根据本发明的数据载体上。此图案可以由预定数量的具有不同设置等待时间的连续存储区如存储块或存储扇区组成，当知道了此图案的特征时，此图案可被识别，所述特征例如为存储区的数量和它们彼此的位置关系以及例如基于用于产生改变的等待时间的调制值的各个等待时间变化。优选的是仅存在连续存储区中的一个区，其中在这些存储区中等待时间不同地进行偏离。在此情况下，所述验证方法特别容易，因为仅有连续存储区中的一个区必须相对于存储区的各个等待时间进行检查。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，具有改变的等待时间的存储区的所述图案优选的是通过基于一个密钥对存储区的图案的标准等待时间进行调制而产生或指示的。
此技术具有特别的优点，即执行近乎正常的记录，其中对等待时间负责的信号基于一个密钥进行调制，该密钥例如由用于具有相同改变设置的等待时间的连续存储区的每个连续预定编号的一个数字构成。于是此密钥可用于验证相应的等待时间变化是否被压刻到数据载体上。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，基于一个密钥对存储区的图案的标准等待时间的所述调制优选的是通过以下方式执行-通过利用所述密钥对在存储区的图案的存储区中记录的位密度进行调制，或-通过利用所述密钥调制频率信息，所述频率信息在可记录或可重写记录载体的情况下被记录在记录载体上，并且指示要被记录在存储区的图案的存储区中的位的密度。
因此，根据本发明的方法的可应用于在其上记录有数据的数据载体以及“空的”可记录或可重写数据载体，所述数据载体仅包括能在其上记录数据的预刻槽信息。然而，根据本发明的等待时间变化能被反映在写入到预刻槽中的频率信息中，并且当知道了所述图案的特征时，无须预先知道存储区的图案的绝对位置以确定所述图案是否被压刻在数据载体上，所述特征例如为被包括在所述图案中的存储区彼此之间的相对位置以及被包括在所述图案中的每个存储区的等待时间变化。因此，可记录或可重写数据载体在数据被记录在其上后可容易地进行验证。此技术使得当每个用户知晓调制预刻槽信息所用的密钥时，该用户能够将数据记录在可记录或可重写数据载体上以创建防复制的数据。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，所述密钥优选是基于一个具有一个预定初始数(即种子)的伪随机过程产生的。
这样产生密钥具有一个特别的优点，所述密钥优选地由用于具有相同改变设置的等待时间的连续存储区的每个连续预定编号的一个数字构成，因为随后能够基于所述(一个)初始数和已知的伪随机过程来进行验证，即无须知道所述密钥，所述密钥可能含有大量的数字，例如几千个。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，所述密钥优选地基于伪随机过程而被产生为具有高斯分布的数字序列，其中数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间。
采用伪随机过程进一步增强了不能容易地从原版数据载体中探出等待时间相对于标准等待时间的变化，所述伪随机过程产生了作为所述密钥的具有高斯分布的数字序列，所述原版数据载体具有带有被压刻在其上的根据本发明的所述等待时间变化的存储区的所述图案，因为在此情况下，等待时间变化不仅具有相应于测量噪声的幅度，而且其特性象噪声。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，优选地将存储区的所述图案中的预定数量的连续存储区调制为具有相同改变的等待时间。
这种采用密钥的相同部分即相同的伪随机生成数来改变预定数量的连续存储区(的一块)的调制具有以下优点，即增强了对等待时间变化的检测。在数据载体上，预定数量的连续存储区中的这些块可以被一个排在另一个之后地连续排列或被以其它任意的图案排列。
在根据本发明的生产和/或记录方法中，所述改变等待时间的步骤可以通过将格式信息记录到所述数据载体上来执行。在此情况下，所述格式信息可以包括关于要被记录到所述数据载体上的位密度的信息。进一步优选地，所述格式信息是被写到数据载体的预刻槽的频率信息。在可记录或可重写数据载体的情况下，为了记录通常执行两个写入，即预刻槽信息的写入，所述预刻槽信息除了别的以外还指示记录密度或等待时间信息，根据所述记录密度或等待时间信息来设置第二写入(即对要被记录的数据位的写入)的相对速度，以及随后的要被记录的数据位的写入。另一方面，也有可能设置独立于预刻槽信息中的记录密度或等待时间信息来设置写入数据位的相对速度。进一步，在根据本发明的生产和/或记录方法中，所述记录可以通过改变写入数据位和旋转数据载体的相对速度来执行。
根据本发明的用于验证含有具有各个相应等待时间的不同存储区的数据载体的方法，其中等待时间是从请求数据到接收所请求的数据的等待时间，所述方法包括以下步骤通过一个相关过程特别是线性相关来确定具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间是被分别改变的，使得当使用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内，其中具有改变的等待时间的存储区的所述图案与一个用于产生改变的等待时间的密钥进行相关。
根据本发明的此验证方法具有以下优点可以直接将所测量的数据载体的存储区的等待时间与用于产生和压刻等待时间变化的密钥进行比较。当前验证的是原版数据载体(具有根据密钥所压刻的小的等待时间变化)还是其拷贝(其不具有根据密钥所压刻的小的等待时间变化)的判决然后是基于所获得的相关结果。
检测数据载体是否带有根据本发明的具有改变的等待时间的存储区的检测算法，即上述验证方法优选地通过以下步骤来执行在下述限制之下，在一个允许的扇区范围，即在构建具有改变的等待时间的存储区的图案的扇区范围(＝在此情况下的存储区)内随机地选择一个值s，所述限制为扇区范围中的编号为s的扇区之后有s_min个扇区可用，其中s_min是可能获得肯定的验证结果所需的扇区数，即在观察它们的幅度的情况下检测等待时间变化所需的最小数目；从扇区s开始测量并存储扇区存取时限(timing)；执行所存储的存取时限与密钥如密钥本身或基于密钥获得的签名数据的相关，并且继续测量和存储连续的存取时限，直到相关结果大于第一阈值t1(检测到原版)或读出了s_max个扇区，其中s_max是通过从长度中减去s来确定的，所述长度即具有改变的等待时间的存储区的数量；在发生了错误或检测到大的存取时间的情况下，则优选地重复整个测量、存储和相关；对所存储的测量数据进行滤波以除去尖峰、补偿读错误和补偿驱动器校准；应用一个从测量中减去一个估计的针对给定的驱动器/盘的存取时间的后处理；执行滤波的和后处理的测量数据与所期望的密钥或从密钥获得的签名数据的相关；如果相关结果大于第二阈值t2，那么检测为原版，否则重试此验证过程或者检测到验证失败。
将第一阈值t1设置为大于第二阈值t2，即t1＞t2，如果相关结果大于所升高的第一阈值t1，那么使得测量耗时缩短。第二阈值t2是检测阈值。
在根据本发明的验证方法中，所述密钥优选是基于一个具有一个预定初始数(即种子)的伪随机过程产生的，特别是所述伪随机过程与在制造数据载体期间产生密钥所用的伪随机过程相同。
在根据本发明的验证方法中，所述密钥优选地基于一个伪随机过程而被产生为具有高斯分布的数字序列，其中该数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间，特别是所述伪随机过程与在制造数据载体期间产生密钥所用的伪随机过程相同。
在根据本发明的验证方法中，在所述图案中包括的存储区的(并且也有其它存储区的)等待时间可被测量、存储在一个表中，而后与密钥进行相关以确定所述数据载体是否是原版。
根据本发明的第二计算机程序产品包括计算机程序装置，所述装置适于当在计算机、数字信号处理器等上被执行时执行如上所述的用于制造数据载体或在数据载体上记录数据的方法和/或验证方法。
一种适用于本发明的数据载体写入装置适于将数据写到含有不同的相应标准等待时间的数据载体上，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且所述写入装置包括记录密度改变装置，用于改变各个存储区的各个等待时间，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
在这样的数据载体写入装置中，所述记录密度改变装置优选地改变写入数据位和旋转数据载体的相对速度。在此情况下，所述记录密度改变装置可以从数据载体上的预先格式化的记录密度信息或等待时间信息中获得用于改变写入数据位和旋转数据载体的相对速度的信息。可替代地或另外地，所述记录密度改变装置可以从一个外部控制信号获得用于改变写入数据位和旋转数据载体的相对速度的信息。
合并于此并构成本说明书的一部分的
了本发明的示例性实施例，并且和上面给出的本发明的总体描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理，其中图1示出根据本发明的第一优选示例性实施例的CD的相邻存储区的凹坑和平面的原理图，图2示出根据本发明的第二优选示例性实施例预先格式化为CD-R上的预刻槽信息的记录密度信息的原理图，图3示出用于示例性的CD-ROM存取装置的一个盘的标准等待时间和另一个可比的盘的改变的等待时间，图4示出一个用于得到如图3所示的根据本发明的改变的等待时间的密钥，图5以部分放大的视图示出如图3所示的标准等待时间以及根据本发明的改变的等待时间，图6示出用于制造具有不同等待时间的数据载体的示例性数据载体写入装置的功能图，图7示出在根据图6的数据载体写入装置的信号供给器(feeder)中执行的设置不同等待时间的示例性过程的流程图，图8示出用于具有不同等待时间的数据载体的示例性数据载体验证装置的功能图，图9示出在根据图8的数据载体验证装置的处理器中执行的验证不同等待时间的示例性过程的流程图，以及图10示出仿真根据本发明的数据载体的不同等待时间的仿真器或仿真器软件的原理图。
具体实施例方式
图1主要示出沿着CD的轨道8的相邻存储区的凹坑1和平面2，即第一存储区3中的凹坑1和平面2的排列、第二存储区4中的凹坑1和平面2的排列以及第三存储区5中的凹坑1和平面2的排列。第一存储区3示出用于CD上的各自位置的正常的(即标准的)等待时间，第二存储区4示出用于CD上的各自位置的改变的(这里是缩短的)等待时间，而第三存储区5再一次示出用于CD上的各自位置的正常的(即标准的)等待时间。在存储区之间的过渡区中没有示出凹坑和平面。图1以一种放大的方式示出此改变的等待时间。根据本发明，等待时间的改变原则上是在属于存储区的所选图案的所有存储区中执行的；然而，根据本发明的等待时间相对于标准等待时间的改变是如此小，以致当测量具有改变的等待时间的存储区的等待时间时它不能够被获得。本发明的原理是要将小的等待时间变化(以至于它们不能被探出)包括在多个存储区中并且同时地测量多个存储区的等待时间变化，使得能够正确地区分在其上压刻有等待时间变化的原版数据载体和不显示等待时间变化的复制的数据载体。
通常，等待时间能够从形成凹坑和平面的密度以及从凹坑和平面的各自延伸中取得。在以比通常时间短的时间将单个位信息写入到CD上的情况下，即凹坑和平面的密度比通常的高并且它们的延伸比通常的短，那么预先确定的CD的存储块或扇区被以比通常时间短的时间进行存取。反之亦然，在以通常时间长的时间将单个位信息写入到CD上的情况下，即凹坑和平面的密度比通常的低并且它们的延伸比通常的长，那么预先确定的CD的存储块或扇区被以比通常时间长的时间进行存取。然而，根据本发明，所产生的等待时间变化是如此小，以致它们(对于每一个存储区)在用于测量等待时间的存取装置的测量噪声中分别是“不可见的”。进一步优选的是，构成所述图案的存储区中的等待时间的变化被改变，使得它们的特性也象噪声。
在存取装置非常快地执行自同步以使凹坑和平面的密度更大且延伸更短的情况下，等待时间可以是相应的标准等待时间，即类似于所述等待时间不被改变的相应CD扇区的等待时间，但是“等待时间的改变”可以来自于盘驱动器的旋转速度的改变。换句话说，根据本发明考虑了相对的等待时间，即等待时间相对于旋转速度的关系。贯穿此说明书所使用的术语等待时间包括这个对盘驱动器的旋转速度偏离相应的标准旋转速度的考虑。
通常地，如下所说明的，CD的相邻存储区示出了关于它们的等待时间的仅仅稍微的变化。进一步，因为根据本发明如结合图1所述的，基于所测量的存储区的等待时间与其正常的相应标准等待时间的比较不能识别出相对于正常的相应(生产)标准等待时间的改变，所以原版数据载体的等待时间变化不能被探出，并且仅能通过“测量”多个存储区的等待时间变化来区分原版数据载体与其拷贝。进一步，因为优选地根据围绕相应的标准等待时间的高斯分布来产生例如基于线速度改变而实现的等待时间的改变，即通过简单地观察多个存储区来探出等待时间的变化的任何尝试都将失败，所述等待时间的变化于是整体上也象噪声，所以同样不能在不知晓用于产生等待时间变化的密钥的情况下执行所述“测量”。
因为对于现在可用的CD-记录器和CD-可记录载体，由于事实上这些记录器基于预先被格式化到数据载体上的信息(例如CD-R的预刻槽中的预先格式化的线速度信息)来确定等待时间，例如基于线速度变化而实现的改变的等待时间会丢失，并且因为不能通过观察数据载体的特征来获得改变的等待时间，所以禁止了利用根据本发明的验证方案进行保护的数据载体的复制或仿真。
因为根据本发明的另一方面的可记录或可重写数据载体包括例如表示变化的线速度的预刻槽信息，所以记录装置自动地适应于在预刻槽中表示的变化的线速度，并且基于在写入或记录过程之前是已知的预刻槽信息能够保护要被记录的数据。
在与图1所示的示例性CD相应的图2中示出了在可记录或可重写记录CD或DVD的预刻槽信息中包括的线速度信息。预刻槽信息指示轨道8的位置，数据要沿着所述轨道8进行记录并且基于一个“摆动(wobble)”到轨道位置上的频率，线速度信息同样如此。
图2示出了频率在第一存储区3中为低，然后在第二存储区4中为高，以及在第三存储区5中又为低。如图1所示，图4也以放大的方式示出了此改变的等待时间，因为根据本发明的等待时间相对于标准等待时间的改变是如此小，以致当测量具有改变的等待时间的存储区的等待时间时它不能够被获得(或不能以任何其它方式观察到)。
对于只读光学数据载体，与含有根据本发明压刻在预刻槽的频率信息中的等待时间变化的可记录或可重写数据载体相反，等待时间信息(例如线速度变化)是在制作主盘过程(mastering process)期间设置的。
当然，不仅可以使用两个不同的频率，如上面所表示的通过低频和高频，而且通常选择较高数目的频率来使得能够对线速度(即等待时间信息)进行较高级的编码。
图3示出两个CD-ROM的标准等待时间曲线(即理想曲线)的分布和利用示例性的CD-ROM存取装置在500个存储区的区域上读出的相应测量结果(即实际的等待时间的测量结果)。利用不同的存取装置，等待时间分布看起来稍微不同；同样，或多或少的测量噪声可能被包括在实际的测量值中。
特别地，图3所示的上部(实)曲线显示了所测量的等待时间围绕标准等待时间的变化，即在制造期间由所选的线速度产生的等待时间变化，所述标准等待时间以几乎线性的方式从首次测量的等待时间16.3ms持续下降到最后测量的等待时间15.73ms(示出为所测量的等待时间的上部实曲线中的粗实线)。此外，如图3所示的下部(虚)曲线显示了所测量的等待时间围绕标准等待时间的变化，即在制造期间由所选的线速度产生的等待时间变化，所述标准的等待时间以几乎线性的方式从首次测量的等待时间16.01ms持续下降到最后测量的等待时间的15.47ms(示出为所测量的等待时间的下部虚曲线中的粗虚线)。两个标准等待时间的不同，即上部粗实线和下部粗虚线的不同是由不同的制造条件产生的，例如，两个盘可以在同一个生产机器上制造，但是是在具有不同温度和湿度的不同天制造的。
实际测量的等待时间的上部实曲线是由对盘的存储区进行等待时间测量产生的，所述存储区具有根据本发明的改变的等待时间，而实际测量的等待时间的下部虚曲线是由对相应存储区进行等待时间测量产生的，即在不具有改变的等待时间的不同盘的相同位置进行等待时间测量所产生的。换句话说，上部曲线示出根据本发明的签名和测量噪声，而下部曲线仅示出测量噪声。
如可从图3中所示的两个曲线的比较所得出的那样，当观察单个的存储区时不能获得根据本发明的等待时间的轻微变化，因为测量噪声的幅度能够高于并且通常高于根据本发明的等待时间变化的幅度。此外，通过比较两个曲线也不能获得所引入的等待时间变化的特殊分布。然而，如上所述，当知道哪些存储区具有改变的等待时间和等待时间分别被如何改变时，将这些存储区(或其足够大的一部分)的等待时间测量的测量结果与已知的等待时间变化进行比较，当利用合适的技术进行所述比较时，所述比较提供了用于验证数据载体的坚实的基础，所述合适的技术比如是测量结果与例如由用于产生等待时间变化的密钥表示的等待时间变化的线性相关。
图4显示用于压刻图3的上部曲线所示的等待时间的密钥值。与示出存储区1到500的图3相比，图4示出一个较长的密钥，即用于存储区1到1000。所述密钥由一个预定的伪随机过程基于一个预定的种子而产生，其中所述伪随机过程产生具有高斯分布的伪随机值，其中值±1等于1个标准偏差(1σ)，值±2等于2个标准偏差(2σ)，……，由所述算法输出的最大值是±2.5，并且±2.5之间的其它值以等价关系对应于如前述实例提及的标准偏差。
图5以部分放大的视图示出如图3的上部曲线所示的CD-ROM的标准等待时间的分布，即以短划线表示的存储区1到16，图3的上部曲线所示的所测量的等待时间以实线表示，而根据本发明被压刻进这些存储区的等待时间变化以点线表示。在此情况下，所测量的等待时间包括分别压刻的等待时间和各个测量噪声。
在下表1中示出对应于分别压刻进不同存储区的等待时间的不同的等待时间和密钥值。
表1
图4所示的用于1000个存储区的密钥和压刻的等待时间具有以下的线性关系，即密钥值0等于CD的标准等待时间的偏差0.0％，以及密钥值±2.5(它等于2.5个标准偏差，即2.5σ)等于CD的标准等待时间的偏差±0.5％。
可以看到，对于所示的16个存储区不可能从所测量的等待时间中探出分别压刻的等待时间的变化，因为压刻的等待时间的特性象噪声，实际测量的等待时间也象噪声。然而，这些曲线的相关(或者由于相关技术而等效地所测量的等待时间与用于压刻等待时间变化的密钥的相关)产生了高于压刻的等待时间与仅表示测量噪声的曲线(例如图3所示的下部的测量曲线)的相关的相关结果。在假设上述等待时间变化的情况下，相关结果能够可靠地验证原版的等待时间是不是利用量级为1000的多个测量来测量的。当然，当采用了更多的测量值时，相关结果变得更加可靠，并且反之亦然。此外，当将等待时间的变化选择得较小时，接下来为必须执行更多数量的测量以验证是不是原版的等待时间被测量了。
当从一个预定“跳转点”开始来存取各个存储区时，基于对等待时间的直接测量可以获得一个特定存储区(例如一个CD扇区或帧)的等待时间。
特别地适于本发明的特定数据载体存取装置包括一个提供等待时间信息的附加输出通道。可将图3所示的曲线看作在此输出处可用的等待时间信息。
图6示出用于制造具有根据本发明的不同等待时间的光学数据载体的示例性数据载体写入装置的功能图。信号供给器12将一个作为要被记录的信号的EFM信号13和一个可变时钟信号14提供给激光束记录器15。激光束记录器15将激光束16发射到由一个记录器引擎(engine)18以恒定角速度转动的玻璃主盘17。激光束16根据EFM信号13和可变时钟信号14进行调制，以便相对于可变时钟信号14将对应于EFM信号13的凹坑和平面记录到玻璃主盘17上，即可变时钟信号14确定在玻璃主盘17上记录的EFM信号13的每个相应位的长度。在对于相应的记录位置可变时钟信号14的频率高过通常频率的情况下，在所述位置所记录的凹坑和平面将相对于它们通常的长度而被缩短，而在对于相应的记录位置可变时钟信号14的频率低于通常频率的情况下，在所述位置所记录的凹坑和平面将相对于它们通常的长度而被拉长。
在信号供给器中的如图4所示的并且也如表1所示的写入码或密钥(在下面称作密钥)确定对标准时钟频率的调制，以在所示的示例性数据载体写入装置中获得可变的时钟频率。在所示的实例中，密钥的每个数字确定在要记录的一个特定数据帧(即存储区)中的时钟频率与正常的标准时钟频率的偏差。所述数字如上所述地确定从标准时钟频率的偏差。于是，密钥的数字直接对应于被压刻到所制造的玻璃主盘上和随之也被压刻在所得到的数据载体上的等待时间的偏差。
图7示出一个在根据图5的数据载体写入装置的信号供给器12中执行的设置不同等待时间的示例性过程的流程图。除非数据载体的第一存储区被包括在具有根据本发明的改变的等待时间的存储区的图案中，否则数据载体的开头以标准的时钟频率进行记录。于是在第一步骤S1中，设置不同等待时间的过程在构建存储区的图案的第一帧中开始，所述存储区在此情况下是一个连续数据帧的区域。此后，在第二步骤S2中，计算密钥的下一个数字。如上所述，此计算优选的是基于一个具有采用了预定初始数的高斯分布的伪随机过程来执行的。每次执行此伪随机过程时，都输出一个新的伪随机数。所有输出随机数按照输出的顺序来构造所述密钥。在采用同一初始数执行同一伪随机过程相同次数的情况下，得到了相同的密钥。在接下来的第三步骤S3中，利用所产生的密钥的下一个数字对标准时钟频率进行调制，即标准时钟频率被减少或增加与所产生的密钥的下一个数字相对应的量。执行所述调制，使得所得到的等待时间的偏差处于容许的生产偏差中或甚至在测量噪声中以便测量所得到的数据载体的等待时间。在接下来的第四步骤S4中，以所调制的时钟频率将EFM数据写入。此后，在第五步骤S5中检查最后一帧(其构建存储区的图案)是不是被处理了。在处理了最后一帧的情况下，所述过程继续到第六步骤S6，在第六步骤S6中所述过程终止。如果情况不是这样的，即要处理下一帧，则所述过程重新开始第二步骤S2。除非数据载体的最后一个存储区被包括在具有根据本发明的改变的等待时间的存储区的图案中，否则数据载体的末尾以标准时钟频率进行记录。
在其中压刻进验证签名的存储区的图案无须是一个连续数据帧的区域，而可以是在数据载体上的可用存储区的数量之中的其它预定存储区。在此情况下，不属于具有改变的等待时间的存储区的图案中的存储区(例如，如上述实例中的数据帧)以相应的标准时钟频率进行记录，而其它的存储区根据上述过程进行记录。可选地，可以利用上述过程来记录数据载体的所有存储区，但是对于不属于具有改变的等待时间的存储区的图案的存储区，所述密钥可以根据一种输出表示没有偏差(即产生不改变相应的标准等待时间的调制)的密钥数字的算法来进行计算。
图8示出用于具有根据本发明的不同等待时间的数据载体的示例性数据载体验证装置的功能图。读出器引擎24以恒定角速度转动一个原版或复制光盘23。一个激光拾取器22从盘23读出数据，即记录的EFM信号，并将所读出的数据帧21提供给一个评估单元20，在此实施例中评估单元20为一个带有软件的PC以利用内部定时器测量数据吞吐量。评估装置20确定接收各个数据帧并存储它们所需的时间。在属于具有改变的等待时间的存储区的图案的所有数据帧(或足以能够进行评估的数量的数据帧)被测量和它们的各个等待时间被存储之后，评估装置20将测量结果(或其部分)与用于记录相应的原版数据载体的密钥进行比较以确定所读的盘是原版盘还是复制盘。
图9示出用于验证根据本发明的数据载体的示例性过程的流程图，该验证过程即为将不同的等待时间与用于产生它们的密钥进行比较，所述示例性过程是在根据图8的数据载体验证装置的处理器中执行的。在第十步骤S10中，验证过程以计算用于将等待时间变化压刻到数据载体上的密钥开始。此计算是基于已知的伪随机过程、已知长度的密钥和已知的初始数(即用于伪随机过程的种子)的。可选择地，密钥可以从某个存储器中取回。
此后，在第十一步骤S11中，在一个容许的扇区范围，即在构建具有改变的等待时间的存储区的图案的扇区(＝在此情况下的存储区)范围内随机选取一个起始值s。在这个随机选取所述起始值s的过程中存在下述限制，即在所述扇区范围中编号为s的扇区之后有s_min个扇区可用，其中s_min是可能获得肯定的验证结果所需的扇区数，即在观察它们幅度的情况下检测等待时间的变化所需的最小数目。此外，变量i被设置为此起始值s。在接下来的第十二步骤S12中，测量对扇区i的存取时间。然后，在接下来的第十三步骤S13中，将此测量的时间存储在一个具有所述密钥的长度的FIFO(先进先出)存储器中。在接下来的第十四步骤S14中，所述密钥(或从所述密钥取得的签名数据，例如利用所述密钥压刻的等待时间)与所述FIFO存储器中的内容进行相关。在接下来的第十五步骤S15中，确定相关结果是否大于第一阈值t1。在大于第一阈值t1的情况下，执行第十六步骤S16，在其中确定一个肯定的验证。在第十六步骤S16之后，所述过程结束。
在第十五步骤S15中的相关结果不大于第一阈值t1的情况下，在第十七步骤S17中确定是否读取了数量为s_max的扇区，其中s_max是通过从具有改变的等待时间的存储区的长度(即数目)中减去s来确定的。如果情况不是这样的，那么执行第十八步骤S18，在其中i增1。在此第十八步骤S18之后，所述过程继续第十二步骤S12，并且测量下一个扇区的存取时间。
在第十七步骤S17中确定读取了s_max个扇区的情况下，即读取了在具有编号s的存储区之后的具有改变的等待时间的所有存储区，则执行第十九步骤S19，在其中确定在读出和存储所述存取时间期间是否发生了(读取)错误或检测到大的存取时间。如果是这种情况，则通过继续第十一步骤S11来重复整个测量、存储和相关。
在读出和存储所述存取时间期间没有(读取)错误和没有检测到大的存取时间的情况下，所述过程继续第二十步骤S20，在其中执行所存储的测量数据的滤波和/或后处理，以去除尖峰信号、补偿读取错误和补偿驱动器校准(滤波)，并且从测量中减去所估计的针对给定的驱动器/盘的存取时间(后处理)。此后，在接下来的第二十一步骤S21中，执行滤波和后处理过的测量数据与所期望的密钥或从密钥取得的签名数据的相关。在接下来的第二十二步骤S22中，确定相关结果是否在第二阈值t2之上。如果情况是这样的，则所述过程继续第十六步骤S16，在其中确定一个肯定的验证结果，即在所述过程结束之前检测到原版盘。否则，所述过程在第二十二步骤S22之后继续第二十三步骤S23以确定一个否定的验证。根据称作此验证过程的过程，可以重试所述验证或检测到验证失败。
将第一阈值t1设置为大于第二阈值t2，即t1＞t2，如果相关结果大于所提高的第一阈值t1，那么使得测量耗时的缩短。第二阈值t2是检测阈值。
当然，在具有改变的等待时间的存储区的图案不连续的情况下，必须以不同的方式执行第十八步骤S18，所述方式为i确定具有改变的等待时间的下一存储区，即i的增加大于1。此外，为了存储测量结果，可以用一个不同的存储体系结构来代替FIFO存储器。
针对它们的等待时间所观察的帧可以是数据载体的所有帧，即上述过程可以从数据载体的第一存储区开始。在所读出的等待时间与已知密钥匹配的情况下，所述过程确定为肯定的验证并且停止。在所读出的等待时间与已知密钥不匹配的情况下，所述过程在考虑了所有的存储区之后停止。因为，所述过程是基于相关的，其能容易地适于不同的读取速度。此外，为了加速此过程，可以仅考虑属于具有改变的等待时间的存储区的图案的那些存储区以用于测量各个等待时间。
另外在其中压刻了等待时间偏差的存储区不是完全已知的情况下，例如在一个可记录或可重写数据载体的情况下，根据本发明的方法仍然能够验证所述数据载体是原版还是拷贝，因为这些存储区彼此之间的关系是已知的并且在已知密钥中反映出来。因此，只要测量了包括具有改变的等待时间的所有存储区(或者是足以进行验证的部分)的存储区范围的等待时间，相关结果就能明确地指示所测试的数据载体是不是原版。
图10示出例如当存取不能显示出不同的等待时间的其拷贝时仿真根据本发明的数据载体的不同等待时间的仿真器或仿真器软件的原理图。
特别地，图10的上部的右侧示出了具有基于不同等待时间的签名的根据本发明的数据载体的拷贝34，即所述拷贝34也显示出根据本发明的签名。当从具有签名的拷贝34执行读出时，数据26的相应块以变化的速度到达验证装置30。在所示的实例中，以一种交替的方式存在具有处于数据26的两个块之间的第一时间距离(例如“正常的”时间距离)的第一区28以及具有处于数据26的两个块之间的与第一时间距离相比缩短了的第二时间距离的第二区27，即在第二区27中的数据26的两个连续块到达验证验证装置30的用时要比在第一区28中的数据26两个连续块到达验证验证装置30的用时要短。
验证装置30可以是软件或硬件的实现，其确定数据载体的存储区(或具有改变的等待时间的存储区的图案的至少一些存储区，或足以用于验证的其至少一部分存储区)的等待时间，并且将所测量的等待时间与用于将等待时间的偏差压刻到数据载体上的密钥进行比较。可能的是，验证装置30知道等待时间与例如一个数据库或优选地以一种加密的形式拥有初始数的数据载体自身的偏差，然后验证装置30简单地将这些等待时间与所读出的数据26的块到达的速度进行比较。在到达速度与各个相应存储区的已知等待时间偏差相对应的情况下，就验证了原版并将准许存取。在不匹配的情况下，检测为非法的拷贝并且拒绝存取。
图10的中间和下面的部分示出对携带了一个不具有签名的拷贝35的数据载体的存取，即其显示不出偏离标准等待时间的等待时间。这样的不具有签名的拷贝35可以通过将原版的数据复制到CDR、CDRW、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW复制到硬盘驱动器上，复制到RAM或记忆棒或任何其他类型的可记录介质或装置中而产生。同样经由网络来存取数据也是可能的。
在图10的中部，数据26的块以恒速到达验证装置30，在此情况下是以与图10上部的具有处于数据26的两个块之间的第一时间距离的第一区28的相应的速度到达的。因为图10的中部的数据26的块没有以不同的速度到达验证装置30，在此情况下直接由读出不具有签名的拷贝35的恒定读出速度来确定，所以所述验证装置拒绝对数据载体上的数据进行存取。
在图10的下部中，也从不具有签名的拷贝35中以恒速读出数据26的块，就象如10的中部一样。然而，在数据26的块被馈送到验证装置30之前，它们以恒速到达一个仿真器29。仿真器29根据密钥或伪随机过程和种子产生根据本发明的签名，使得数据26的相应块以与原版的速度相一致的变化速度到达验证装置30，例如变化的速度与如图10上部所示的第一区28和第二区27相对应。因此，因为图10下部中的数据26的块以与(例如具有签名的拷贝34的)相应原版的不同速度相一致的不同速度到达验证装置30，在此情况下由仿真器29来确定，所以所述验证装置准许对数据载体上的数据的存取。
仿真器29可以是软件或硬件的实现，其例如基于反映了等待时间变化的数据库或基于用于制造原版的密钥来确定数据载体上的每个存储区或至少预定存储区的各个等待时间，然后使这些等待时间适于所读出的数据26的块从仿真器29进行输出并到达验证装置30的速度。
此外，如还在说明书的概括部分所描述的，本发明不仅适用于前述的优选地基于线速度变化而旋转和改变等待时间的光或磁光数据载体，而且本发明适用于其等待时间可被改变的其它存储介质。同样，根据本发明的仿真器不仅可以仿真优选地旋转的光或磁光数据载体的不同等待时间，而且可以仿真另外的存储介质的等待时间。
权利要求
1.包括具有各个相应标准等待时间的存储区的数据载体，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各个等待时间相对于各个相应的标准等待时间而被改变，其特征在于一个具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
2.根据权利要求1所述的数据载体，其特征在于所述数据载体是光或磁光数据载体，其包括作为所述存储区的预定量的存储容量的存储块，其中所述各个相应标准等待时间基于根据一个用于将位写入所述存储块的标准过程写入所述存储块的位的密度来进行确定，并且其特征在于形成所述图案的所述存储块的所述改变的等待时间短于或长于所述各个相应标准等待时间，这是通过以较大或较小的密度将位写入各个存储块来实现的。
3.根据权利要求2所述的数据载体，其特征在于所述光或磁光数据载体是只读记录载体或者可记录或可重写记录载体。
4.可记录或可重写数据载体，包括用于在将数据记录到数据载体上之后获得具有各自相应标准等待时间的存储区的预先格式化的记录密度信息，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，其中所述预先格式化的记录密度信息指示所述不同存储区的至少一部分的各个等待时间相对于各自相应标准等待时间而被改变，其特征在于所述预先格式化的记录密度信息指示具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
5.根据权利要求4所述的数据载体，其特征在于所述数据载体是光或磁光数据载体，并且所述预先格式化的记录密度信息是被写到数据载体的预刻槽的频率信息，其中所述数据载体包括作为所述存储区的预定量的存储容量的存储块，其中当所述频率信息指示根据一个用于将位写入所述存储块的标准过程要写入所述存储块的位的密度时，所述各个相应标准等待时间被实现，并且其特征在于形成所述图案的所述存储块的所述改变的等待时间短于或长于所述各个相应标准等待时间，这是基于改变的频率信息通过以较大或较小的密度将位写入存储块来实现的。
6.根据权利要求1到5的任何一项所述的数据载体，其特征在于具有它们的各个等待时间改变的存储区的所述图案是通过基于一个密钥对存储区的图案的标准等待时间进行调制来实现的。
7.根据权利要求6所述的数据载体，其特征在于所述密钥是基于一个具有一个预定初始数的伪随机过程而产生的。
8.根据权利要求6或7所述的数据载体，其特征在于所述密钥是基于一个伪随机过程而产生的具有高斯分布的数字序列，其中数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间。
9.根据权利要求1到8的任何一项所述的数据载体，其特征在于在存储区的所述图案中的预定数量的连续存储区具有相同改变的等待时间。
10.用于包括具有各自相应标准等待时间的存储区的数据载体的仿真器，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各个等待时间被仿真为相对于各自相应标准等待时间来改变，其特征在于将所述不同存储区的各个等待时间仿真为显示出具有改变的等待时间的存储区的图案，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内，其中所述仿真基于一个定义了存储区图案的各个等待时间相对于它们的标准等待时间的变化的密钥。
11.根据权利要求10所述的仿真器，其特征在于对如在权利要求1到9的任何一项中所限定的数据载体进行仿真。
12.包括计算机程序装置的计算机程序产品，所述计算机程序装置当在计算机或数字信号处理器上被执行时实现如在权利要求10或11的任何一项中所限定的仿真器。
13.用于制造数据载体或在数据载体上记录数据的方法，所述方法包括在所述数据载体上产生或指示具有各个相应等待时间的不同存储区，其中等待时间是从请求在存储区中存储的数据到接收所请求的数据的等待时间，并且其中所述存储区的至少一部分的各个等待时间相对于各自相应标准等待时间而被改变，其特征在于下述步骤-确定要被产生或指示的具有改变的等待时间的存储区的图案，以及分别改变这些存储区的等待时间，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于通过基于一个密钥对存储区的图案的标准等待时间进行调制来产生或指示具有改变的等待时间的存储区的所述图案。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述的基于一个密钥对存储区的图案的标准等待时间的调制是通过以下方式执行的-通过利用所述密钥对在存储区的图案的存储区中记录的位的密度进行调制，或-通过利用所述密钥调制一个频率信息，所述频率信息在可记录或可重写记录载体的情况下被记录在记录载体上，并且指示要被记录在存储区的图案的存储区中的位的密度。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于基于一个具有一个预定初始数的伪随机过程产生所述密钥。
17.根据权利要求14到16的任何一项所述的方法，其特征在于基于一个伪随机过程将所述密钥产生为具有高斯分布的数字序列，其中所述数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间。
18.根据权利要求14到17的任何一项所述的方法，其特征在于将在存储区的所述图案中的预定数量的连续存储区调制为具有相同改变的等待时间。
19.用于验证包括具有各个相应等待时间的不同存储区的数据载体的方法，其中等待时间是从请求数据到接收所请求的数据的等待时间，其特征在于下述步骤-通过一个相关过程来确定具有改变的等待时间的存储区的图案，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内，在所述相关过程中，具有改变的等待时间的存储区的所述图案的等待时间与一个用于产生改变的等待时间的密钥进行相关。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于基于一个具有一个预定初始数的伪随机过程产生所述密钥。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于基于一个伪随机过程将所述密钥产生为具有高斯分布的数字序列，其中所述数字序列中的每一个用于改变至少一个预定存储区的等待时间。
22.包括计算机程序装置的计算机程序产品，所述计算机程序装置适于当在计算机或数字信号处理器上被执行时执行如在权利要求13到21的任何一项中所限定的方法。
23.数据载体，其包括根据权利要求12或22所述的计算机程序产品。
全文摘要
本发明涉及一种存储器鉴别方法，其基于所述存储器的存储区的图案，所述存储区具有改变的等待时间，所述等待时间被分别改变，使得当利用存取所述数据载体的读取装置执行测量时，存储区的等待时间的各个改变相对于所述存储区的标准等待时间而处于等待时间测量的测量噪声之内。然后通过改变的存储区的等待时间与一个用于改变存储区的密钥的相关来执行验证。
文档编号G11B20/12GK1822180SQ20051013147
公开日2006年8月23日 申请日期2005年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者P·米尔沃尔德, A·温特, O·库贝拉, G·卡特纳 申请人:索尼达德克奥地利股份公司