专利名称：Cdrom复制保护的制作方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及CDROM介质的复制保护。具体来说，本发明解决CD类型的存储介质上写入的享有版权的数字信息的非法复制和分发(或“盗版”)问题。此专有信息可以包括诸如操作系统软件、应用程序以及娱乐游戏之类的各种软件程序。
背景技术：
当今信息时代的商业上分发软件程序包的优选方法是使用相对便宜而易于读取的CDROM介质。
数据在CDROM中沿着从内半径开始并持续到较大的半径的基本上的螺旋线记录。数据在磁盘上以位指示的形式记录，包括沿着中心线交替的凸起区域和凹陷区域，每一个凸起区域或凹陷区域的弓形长度表示数据中的连续的“零”的数量。要在磁盘上记录的数据由二进制转换成被称为八-到十四调制(EFM)的格式。EFM数据以恒定线速度(CLV)沿着螺旋写入，以便EFM数据中的“1”产生从凸起区域到凹陷区域的跃迁或反之，EFM数据中的每一个“0”不产生跃迁。
直到最近这种方法对于防止“盗版”来说还相对比较安全，因为写入CDROM的设备技术上比较复杂，相当昂贵，而且不能轻易得到。然而，在最近几年，CD技术的进步已经开发了容易搞到和便宜的可写入的CDROM设备。花几百美元就可以购买到这些可写入的CDROM驱动器、支持软件，和空白CDROM，并很容易安装在大多数个人计算机上。
将CDROM用于一般的用户存储应用的能力(包括只读和一次性写入)对于单个的个人计算机用户和整个计算机工业都具有巨大的好处。这种模拟和数字存储技术为各种各样的数字和模拟应用提供了可靠而便宜的大容量存储介质，但同时，这种技术不容易防止对专有数据的违法复制。除非开发了可靠的复制保护方法，否则这些好处可能不会完全地实现。
当前对此问题的一个解决方案是通过在安装软件程序包时将控制号码与请求的CDROM介质关联来提供间接保护。此控制号码是为正本CDROM提供的，但可以很容易地复制并用违法复制的CDROM进行分发。
另一种解决方案是为应用软件提供特定的或临时许可证。这种方法要求额外的支持，对于分发比较麻烦，限制比较多，比较昂贵。虽然这种方法对于大型系统可以实现大范围的软件程序包的复制保护，但是它不适用于单个的或个人计算软件分发。
发明内容
本发明的一个目标是保护CD类型的存储介质上的享有版权的数字信息。
本发明的另一个目标是提供一种方法和系统，用于保护CD类型的存储介质上的享有版权的数字信息，该方法和系统便于实现，与CDROM批量生产兼容，并提供几乎十分安全的复制保护。
本发明的另一个目标是以不要求任何额外的分发成本的方式保护CD类型的存储介质上的享有版权的数字信息，适用于各式各样的应用软件包，并可扩展到数字化的音频和视频介质。
通过阅读叙述和显示本发明的优选的实施例的下面的详细说明、并参考附图，本发明的进一步的优点及其他优点将变得显而易见。
利用制作光盘的方法，以及制作的光盘实现这些目标及其他目标，以便便于通过使用为读取光盘定义的过程识别光盘的未经授权的副本。该方法包括通过沿着磁道形成一系列有间隔的凹陷区域对光盘中的由一系列0和1组成的数字数据进行编码的步骤，以便磁道包括一系列凹陷区域和凸起区域，其特征在于，当所说的定义的过程用于读取光盘时，所说的凹陷区域和凸起区域中的每一个被读作0或1。该方法包括在磁道上形成至少一个模糊区域的进一步的步骤，以便当定义的过程用于读取光盘时，该模糊区域有时被读作0，有时被读作1。通过优选的过程，凹陷区域以第一强度反射给定的光束，凸起区域以第二强度反射给定的光，模糊区域以基本上介于第一和第二强度中间的第三强度反射给定的光。
图1是显示用于记录母版光盘的过程的方框图。
图2和3说明由母版光盘制成的光盘。
图4说明了如何读取光盘。
图5是显示用于制作光盘的副本的过程的方框图。
图6-9显示了如何制作光盘以便提供模糊读取。
图10是说明确定光盘是经授权还是未经授权副本的过程的流程图。
具体实施例方式
请看图1，为制作光盘，模拟输入信号(可以是声音信号)被A/D转换器(未显示)转换为预先确定的数字数据，并将数字数据输入到编码器12。这些数字数据被编码器基于预先确定的转换规则转换为一种波形字符串，并将此波形字符串输入到光调制器14。此波形字符串由光调制器放大，并转换为一系列记录代码，以用于驱动激光发生器(未显示)。激光发生器响应一系列记录代码生成激光束16，作为强度调制的光束携带一系列记录代码。
在记录母版光盘20上覆盖的光敏抗蚀剂暴露于携带一系列记录代码的激光束16，以便根据一系列记录代码形成将成为信息凹陷区域的曝光的部分。然后对光敏抗蚀剂进行显影，以便在光敏抗蚀剂上形成信息凹陷区域图像。从拥有具有信息凹陷区域图像的光敏抗蚀剂的记录母版光盘20，通过已知的过程形成一种压模(未显示)。
请看图2和3，然后通过使用压模作为金属模用聚碳酸酯树酯进行注模，将光敏抗蚀剂上形成的信息凹陷区域图像的副本传输到聚碳酸酯衬底。如此，通过在聚碳酸酯衬底上执行已知过程，获得具有预先确定的凹陷区域24和凸起区域26的序列的CD 22。任何适当的过程都可以用于读取CD。例如，如图4所示的，凹陷区域可以读作“0”，凸起区域可以读作“1”。
图5中说明了一个复制CD的过程。CD上的信息凹陷区域行不断地用激光元件发射出的激光束照射，激光元件是光学传感器30的其中一个组件。结果，照射的激光束被从CD的表面作为对信息凹陷区域和凸起区域的位置和形状敏感的光的强度调制光束反射。由光学传感器30获得再现信号，该光学传感器检测调制反射光束。
再现信号被输入到射频放大器32。在被放大之后，再现信号被作为波形字符串输出，并在经过波均衡化和区别过程(未显示)输入到解码器34。从解码器34，通过CD上记录的一系列代码的逆转换获得一系列数据，该一系列数据被D/A转换器(未显示)转换为声音或其他信号。
当诸如音乐、图片或字符信息之类的信息是数字信息形式时，与模拟形式相比，由于数字信息传输的固有特性，在复制或传输信息时，信息的质量不会降低。一般来说，虽然此特点非常有利，但是，也存在非法复制的问题。
本发明通过使用一种被称为由嵌入的“模糊-读取”检测算法支持的“模糊-写入”方法的方法解决CD类型的存储介质上写入的数字信息的非法复制问题。通常，当数字“0”或“1”被写入到存储介质时，读取操作没有错误地检索相应的数据。当发生读取错误时，这通常是由于读取数据并对其进行解码时的“噪声”产生的。这些读取错误常常可以由特殊的错误纠正代码检测和纠正。一个好的写入和读取过程将“0”和“1”写入和读取信号的信噪比增加到最大限度以最大限度地降低错误概率。
本发明利用故意引入的错误或“在边上”写入的数据以防止未经授权的复制并检测数据的违法副本。这可以通过在存储介质上的已知位置或地址写入“弱的”0和1位，然后在读取操作过程中检测预期错误来实现的。如果在读取操作过程中没有在预先确定的位置检测到预期的错误，那么数据是无效的或违法复制的。
硬件/软件描述表示为“x”的“模糊”1或0可以以多种方式之一在CDROM上写入，如图5-9所示。优选的过程是修改写入过程，以便“模糊”位一半时间被读作“1”，另一半时间被读作“0”。在CDROM写入/读取过程的情况下，这可以通过控制激光从凹陷区域和凸起区域反射的量来实现。
在图6和7中，修改凹陷区域结构40以提高反射并使“0”看起来比较像“1”。或者在图8和9中，修改凸起区域，如图42和44所示，以反射较少的光，并使“1”看起来比较像“0”。可以改变每一个凹陷区域和凸起区域的宽度以及表面平滑度以控制从激光读取头反射到光传感器的光量。此“模糊”写入过程可以使用CDROM写入或激光光蚀刻设备来进行。
同样，当读取这些“弱的”写入位时，解码的输出可以是0或1。如果同一个地址或位被多次读取，则有可能0和1最后将被反射光比较器解码。由于“弱的”位中的反射信号可以在写入操作期间进行控制以使其介于额定0和1电平之间，因此信噪比大大地缩小，从而提高读取操作期间的“x”检测的概率。
正是此间歇的或“模糊”读取操作可以由软件算法用来确定CDROM是否为违法复制的。如上所述，典型的复制操作从源CDROM读取数据，并将它复制到目标CDROM。此过程读取每一个0和1，并将它复制到目标驱动器。如果CDROM是被保护的介质并包含“弱的”位，则正常的读取操作将作为0或1检测“弱的”位，并将其中一个而不是“x”写入到目标CDROM。正是正本CDROM和非法副本之间的这种差异可以由“弱的”位读取算法检测到。基本的检测算法可以集成到典型的CDROM设计中使用的错误检测和校正方案中。
复制保护实施方式可以使用如上所述的基本方法实施多个复制保护实现技术。作为示例，假设一个应用软件程序包以版权受保护的CDROM分发。大量的地址被使用“弱的”位过程写入并嵌入在数据中。CDROM还包含专门为软件程序包定制的加载和安装程序包，此安装程序还包括“弱的”读取算法。
在应用软件安装期间，调用该算法以确定CDROM在预先确定的地址是否包含“弱的”写入位。这可以通过多次读取那些地址中的每一个地址来完成，直到检测到“x”(即，0和1)。如果在预先定义的尝试次数之后没有检测到“x”位，那么安装过程就结束，CDROM被宣布为包含无效数据。
复制保护加载程序优选的复制保护具有四个特点，通过用另一个用于放在内存中以绕过光盘上的加载程序的程序替换加载程序，以阻止数据轻易被复制。目的是使设计标准程序以读取光盘或加载程序查找正确的信息以绕过加载程序变得困难。这是通过不在光盘上的标准位置或程序中的标准位置放置模糊位的地址并通过给予包含模糊位的地址的初始化变量一个随机选择的名称并通过包括一个命中百分比来完成的。
虽然一个人可以从物理上读取加载程序并确定程序中的位置以查找模糊位地址，但是这些位置将始终在每一个光盘上的每一个加载程序中有所变化。不将地址放置在光盘上的标准位置是通过随机选择模糊位的地址并通过将地址以一个初始化变量直接硬编码到程序中来实现的。每当通过随机地在程序中的各种位置放置无害的代码并在代码中的随机位置防止无害的初始化变量时，都改变初始化变量的位置。读取随机命名的地址变量的代码将正确地指向地址，因为在光盘上生成加载程序时将正确地命名指令。
命中百分比是模糊位将被读作1的时间的百分比。例如，可以这样构建模糊位，以便命中百分比可以介于1到99％之间。此外，命中百分比还包含在程序中的随机选择的位置，并具有随机的变量名称。同样，程序的读取命中百分比的那一部分将指向正确的变量，因为它将当在光盘上生成加载程序时被正确地命名。
流程图描述请看图10，在步骤100，启动程序。步骤101是读取位置和命中百分比。加载程序将读取模糊位的地址和命中百分比。代码中的位置和包含此信息的变量的名称将是可变地生成的。在步骤102，读取模糊位。加载程序将进入磁盘上的地址以读取模糊位。如果读取了1，如步骤103所代表的，那么在步骤104在1累加器上进行一次加法。如此，程序记录了注册1的次数。如果在步骤103读取的不是1，那么在0累加器上进行一次加法，如步骤105所代表的，从而记录了注册0的次数。在步骤106，对读取1的次数和读取0的次数进行比较。在步骤107，将1的次数与命中百分比的给定值进行比较。如果此1的次数不等于命中百分比，则会检测到一个错误信息，如步骤108所代表的。如果1的次数等于命中百分比，则该测试被视为肯定的，并执行加载，具体来说，执行加载程序的将数据加载到主内存的那一部分。
本发明优于上文讨论的现有技术的方法，因为本发明提供了具有许多重要好处的一般解决方案。例如，本发明相对来说便于实现，与CDROM批量生产兼容，并提供几乎十分安全的复制保护。此外，本发明不要求任何额外的分发成本，适用于各式各样的应用软件包，并可扩展到数字化的音频和视频介质。
虽然很明显这里说明的本发明较好地适于实现上面所提的目标，但是可以理解，那些精通本技术的人可以设计出许多修改和实施例，只要在本发明的真实精神和范围内，所附的权利要求涵盖一切这样的修改和实施例。
权利要求
1.一种制作光盘的方法，以便便于识别光盘的未经授权的副本，与为读取光盘定义的过程一起使用，该方法包括通过沿着磁道形成一系列有间隔的凹陷区域对光盘中的由一系列0和1组成的数字数据进行编码，以便磁道包括一系列凹陷区域和凸起区域，其中，当所说的定义的过程用于读取光盘时，所说的凹陷区域和凸起区域中的每一个被读作0或1；以及在磁道上形成至少一个模糊区域，以便当定义的过程用于读取光盘时，该模糊区域有时被读作0，有时被读作1。
2.根据权利要求1所述的方法，所说的凹陷区域以第一强度反射给定的光束，凸起区域以第二强度反射给定的光，模糊区域以基本上介于第一和第二强度中间的第三强度反射给定的光。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，凸起区域具有最小宽度，以便以所说的第二强度反射给定的光，模糊区域具有小于所说的最小宽度的宽度以便以所说的第三强度反射给定的光。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，模糊区域包括许多角形的表面，以便模糊区域以第三强度反射给定的光。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模糊区域在磁道上形成凹陷区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模糊区域在磁道上形成凸起区域。
7.一种光盘，与预先确定的读取过程一起使用，该光盘包括一种定义包括一系列凹陷区域和凸起区域的磁道的数据记录介质，其中，当该光盘由定义的过程读取时，所说的凹陷区域和凸起区域的系列被读作0或1；以及磁道上的至少一个模糊区域，其中，当该模糊区域由定义的过程读取时，该模糊区域有时被读作0，有时被读作1。
8.根据权利要求7所述的光盘，其特征在于，凹陷区域以第一强度反射给定的光束，凸起区域以第二强度反射给定的光束，模糊区域以基本上介于第一和第二强度中间的第三强度反射给定的光束。
9.根据权利要求8所述的光盘，其特征在于，凸起区域具有最小宽度，以便以所说的第二强度反射给定的光束，模糊区域具有小于所说的最小宽度的宽度以便以所说的第三强度反射给定的光束。
10.根据权利要求8所述的光盘，其特征在于，模糊区域包括许多角形的表面，以便模糊区域以第三强度反射给定的光束。
11.一种识别对光盘进行未经授权的复制的方法，该方法包括下面的步骤通过沿着光盘的磁道形成一系列清晰的凹陷区域将由0和1组成的数字数据编码到光盘中，以便磁道包括一系列清晰的凹陷区域和清晰的凸起区域；在磁道上的预先确定位置形成至少一个模糊区域，其中，当该光盘由定义的过程读取时，清晰的凹陷区域和清晰的凸起区域全部被读作0和1，模糊区域有时被读作0，有时被读作1。使用定义的过程读取光盘的可能非经授权的副本，包括多次读取磁道的预先确定的位置的步骤；以及如果使用预先确定的过程，预先确定的位置被始终读作0或始终读作1，则判定该副本为未经授权的副本。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于编码步骤包括形成清晰的凹陷区域和清晰的凸起区域的步骤，以便清晰的凹陷区域和清晰的凸起区域以第一强度或第二强度反射给定的光束；以及在磁道上形成至少一个模糊区域的步骤包括形成所说的模糊区域的步骤，以便该模糊区域以基本上介于第一和第二强度中间的第三强度反射给定的光束。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，凸起区域具有最小宽度，以便以所说的第二强度反射给定的光束，模糊区域具有小于所说的最小宽度的宽度以便以所说的第三强度反射给定的光束。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，模糊区域包括许多角形的表面，以便模糊区域以第三强度反射给定的光束。
15.一种制作光盘的方法，以便便于识别光盘的未经授权的副本，与为读取光盘定义的过程一起使用，该方法包括通过沿着每个光盘的磁道形成一系列有间隔的凹陷区域对光盘中的由一系列0和1组成的数字数据进行编码，以便每个磁道包括一系列凹陷区域和凸起区域，其中，当所说的定义的过程用于读取光盘时，所说的凹陷区域和凸起区域中的每一个被读作0或1；在每个光盘的磁道上形成至少一个模糊区域，以便当定义的过程用于读取光盘时，该模糊区域有时被读作0，有时读作1；给每个光盘提供一个具有变量的程序，识别光盘上的至少一个模糊区域的地址；以及改变程序中的所说的变量在不同的光盘上的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括为每个光盘上的所说的变量提供名称，以及改变不同的光盘上所说的变量的名称的步骤。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括为每个光盘上的所说的程序提供一个表示模糊区域被读作1的次数的命中百分比值，以及改变光盘上的程序中的命中百分比值的位置的步骤。
全文摘要
一种制作光盘的方法，以及制作的光盘，以便便于通过使用为读取光盘定义的过程识别光盘的未经授权的副本。该方法包括通过沿着磁道形成一系列有间隔的凹陷区域对光盘中的由一系列0和1组成的数字数据进行编码的步骤，以便磁道包括一系列凹陷区域和凸起区域，其特征在于，当所说的定义的过程用于读取光盘时，所说的凹陷区域和凸起区域中的每一个被读作0或1。该方法包括在磁道上形成至少一个模糊区域的进一步的步骤，以便当定义的过程用于读取光盘时，该模糊区域有时被读作0，有时被读作1。通过优选的过程，凹陷区域以第一强度反射给定的光束，凸起区域以第二强度反射给定的光，模糊区域以基本上介于第一和第二强度中间的第三强度反射给定的光。
文档编号G11B20/10GK1478274SQ02803223
公开日2004年2月25日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年1月17日
发明者爱德华·E·凯雷, 埃里克·M·默提卡, 弗兰克·默提卡, 保罗·V·默提卡, M 默提卡, 默提卡, V 默提卡, 爱德华 E 凯雷 申请人:国际商业机器公司