专利名称：用于永久存储介质保护的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及保护在诸如压缩光盘(CD)、数字音频磁带(DAT)或数字视频光盘(DVD)的固定介质上的信息如数据、音乐或视频的方法。更具体地，本发明涉及在原始固定介质记录期间使用的方法，借此编码信息以防止复制并便于识别任何所做的复制。
背景技术：
压缩光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或数字音频磁带(DAT)提供用于数据、软件、图像与音频的单一的标准数字记录介质。进行精确复制介质内容的能力常常是基本的属性，实现信息的交换、发布以及保存。
然而，有时存在防止复制的需求。例如，对版权资料的未授权复制是非法的。软件、音乐与视频提供商具有以数字形式发布版权作品的需求，同时防止这些作品的未授权复制。因此，存在选择性禁止数字信息复制的需求。
还存在识别与区分非法复制品与原始产品的需求。如果没有识别非法复制的能力，成功跟踪与起诉盗版是极为困难的。
已经尝试了各种方法解决上述问题，但在本发明之前，还没有完全成功地实现复制保护与识别方法。这存在若干原因。
首先，压缩光盘对于保护在其上存储的信息的方法有严格的方针。这些方针称为“绿皮书”，“黄皮书”，“红皮书”与“橙皮书”。任何保护与识别方法必须落入这些标准中，以确保数据对于所有媒体播放器是可读的。各种复制保护方案还没有与上述标准兼容，结果是CD上的信息并不总是可读的。例如，一些复制保护方案在Macintosh计算机上根本不能播放，或在一些车载CD播放器，各种品牌的CD播放器或在游戏控制台中不能播放。
其次，当向例如CD上引入复制保护时，通常对于由一个公司制造的所有类似标题的CD采用相同的保护方案，并且其通常对于该CD上的所有音轨也是相同的。这样的问题是黑客常常可以发现绕过保护方案的方法，并且可以在因特网上找到张贴的“破解”。这样的帖子使对于该生产商的所有类似CD的复制保护失效。
发明内容
本发明通过提供一种利用已知的介质弱点的方法力图克服上述缺陷，其中，通过使用基于这些弱点的安全元素与元素变量记录介质。随机选择这些安全元素变量，并且放在固定介质上的信息通过安全元素变量编码。
另外，通过使用交织在一起的多个安全元素，使信息复制更加困难。本发明还优选地利用多个交织在一起的不同安全元素编码固定介质上的每个音轨，从而使得破解固定介质安全性的任务耗时巨大并且繁重。各种安全元素变量与信息的交织产生了复制保护层。
还在复制保护层上增加复制检测层，允许版权所有者区分固定介质的原始版本与复制版本。这利于跟踪与起诉盗版。
还可以向固定介质增加批量保护层。这包括向固定介质增加一个或多个物理保护元素。
使用具有专用编码单元的装置，编码来自演播室主盘的信息和上述安全元素与复制检测元素，可实现上述目的。该编码单元与处理器交互，控制CD制造设备中用于玻璃母盘的激光束记录器。从该玻璃母盘产生的每一固定介质将包括上面指出的安全元素。
因此，本发明提供一种保护输送到固定介质上的信息的方法，所述固定介质具有多种弱点，和许多具有基于这些弱点的安全元素变量的安全元素，所述介质还包括多种复制检测元素与复制检测元素变量，所述方法包括下步骤选择所述安全元素变量中的一个；利用所述选择的安全元素变量编码所述信息；重复至少一次所述选择与编码步骤，从而产生复制防止层；选择至少一个所述复制检测元素变量；利用所述至少一个所选的复制检测元素变量编码所述复制防止层，从而产生编码的信息；并且在所述固定介质上写入所述编码信息，其中，所述方法允许在从市场上购得的媒体播放器上重放信息，并且其中所述复制保护层提供复制保护，并且所述利用所述复制检测元素编码提供区别原始固定介质与复制固定介质的方法。
本发明还提供一种用于保护固定介质上的信息的装置，所述信息从演播室主盘获得，并且所述固定介质具有弱点，所述装置包括处理器，所述处理器从演播室主盘获得信息；编码单元，所述编码单元与所述处理器交互，所述编码单元利用基于这些弱点的安全元素与复制保护元素编码来自演播室主盘的信息，并向所述处理器提供所述编码的信息；控制器，用于控制所述处理器；激光束记录器，用于产生玻璃母盘，所述激光束记录器从所述处理器获得所述编码信息；以及模压机，用于从所述玻璃母盘产生所述固定介质。
图1为本发明的安全层的图形表示；图2表示用于实现本发明方法的系统第一实施例的示意表示；以及图3表示用于实现本发明方法的系统第二实施例的示意表示。
具体实施例方式
现在参考图1，本发明的方法仅仅基于要被记录的介质的内在公知弱点和公知的公共领域解决方案的实现。这样的压缩光盘的弱点包括，例如，改变信号的宽度、高度与时序，使用音轨跳变或切换；向每个音轨的前导和/或尾部增加数据，增加随机序列号，或修改子信道。还存在其它弱点，并为本领域的技术人员所公知。本领域的技术人员还认识到，其它形式的媒体，例如在网络上传输的信号，将具有可通过使用本发明的方法利用的弱点，并且本发明并不限制于弱点的具体形式。
本发明的基础是基于弱点的安全元素的混合与匹配，其中，安全元素通过机器伪随机地选择。从而，例如，安全元素和利用音轨跳变增加第一复制保护元素。本发明的方法接下来可选择信号时序的变量作为下一个安全元素的基础。
这些安全元素以共生关系交织，其中，每个安全元素作为安全套件的一部分在另一个的基础上构建。通过使用这些安全元素，产生复制保护层2。
通过使用从处理器或编码器可用的安全元素表中选择许多安全元素产生复制保护层2。这些安全元素中的每一个还具有许多元素变量，并且在优选实施例中，本发明的方法还能够从包含至少八个安全元素的元素池中选择，每个安全元素具有至少四个元素变量。还可以随机选择元素交织的顺序。
本发明的优选实施例将包括每个音轨至少四个元素变量。在图1的实施例中，复制保护层2包括六个随机选择的安全元素变量。它们在图1中被标记为元素“A”，“B”，“C”，“D”，“E”。
优选地，复制保护层2将针对介质上每个音轨改变。从而，例如，在音乐CD上，每首歌具有不同的复制保护层2。以逐个音轨为基础的随机性与解决方案的数量对“黑客”提出了极度耗时的任务，以回避在固定介质上获得的所有保护机制。
复制保护层2通过在CD上提供媒体播放器与智能播放器一起工作，以防止复制。这种媒体播放器可用于允许PC能够在音频CD的情况下播放CD上音乐，或在CD-ROM的情况下辨识CD上的信息。然而，当试图进行数字复制时，该PC将不能继续，这是由于复制保护层2中的元素造成的。
可在复制保护层2上增加单个复制检测层4。再次从许多公知的元素，例如电子水印，随机序列号，指纹与核实信号中随机选择单个复制检测层4。其它检测技术在本领域中公知，并且本发明并不限制于任何一个检测元素。
每个复制检测元素还可包括许多变量，并且计算机可再次从这些变量中选择，使得复制者难以检测到复制检测元素。在图1中，用符号“G”表示复制检测元素变量。
通常，在原版与复制品间不传递复制检测元素，在原版中向版权所有者提供了证明光盘为复制品的方法。现在这提供了版权所有者可证明盗版的优点。
可在单个复制检测层4上增加批量复制检测层6。批量复制检测层6可包括来自一组物理保护元素的一个或多个项目。它们包括各类物理水印，物理序列号，全息标记，或其它物理方案。这些物理保护元素可能是可见的，也可能是不可见的。物理保护元素是公知的，并且本领域的技术人员将认识到，除了上面列出的外，还可以使用其它物理保护元素，并且本发明并不限制于任何特定的物理保护元素。
参考图1，这些元素通常以下面的方式组合。随机选择通常表示为X＝(ABCDEF)+G+H，其中X为复制防止与保护选择；A，B，C，D，E和F为随机选择的用于电子复制保护的随机元素变量；G可为随机选择的单个复制检测元素变量；以及H可为随机选择的批量复制保护元素变量。
从而，一组复制保护元素与单个复制和批量复制检测元素相结合。
通过确保A至H中的任一个是固定的，例如其可作为确保在固定介质上存在水印，可修改上述方案以满足用户需求。另外，如果用户需要的话，可增加另一层“I”加密数据。其与层“A”至“H”不同，它通常不处理数据，而是处理子音轨。
本发明的方法还具有几条应当遵循的规则1.由该保护方法修改的所有介质必须在任何“橙皮书”兼容的商业播放器上播放；2.当播放受到保护的静态介质时，应当没有可感知的失真或噪声；3.利用PC复制的媒体应当显示保护；4.保护应当是保护元素组合的结果；以及5.保护应当是与介质关联的内在弱点的结果，并且包括安全元素的电子与物理增加。安全元素可包括硬与软元素变量，其中，硬安全元素在复制时通过，并且软元素变量在复制时不通过。物理安全元素还可用于区分原始介质与复制介质，并且用于零售级别的反盗版。
上述保护方案通过提供难以破解的并以逐个音轨或逐个分组为基础改变的保护方案克服现有技术的缺陷。另一用于保护的可能性是对于每个玻璃母盘，该方案可以不同，辅助产生用于相同标题的多个保护方案。该保护方案还包括复制检测方案，其可用于识别盗版的复制品与原始的复制品。
上述方案可用于批量的或单独的数据CD、音乐CD、视频DVD或其它介质。换言之，多个介质，例如CD，可对于每个CD改变保护方案或者对于整批CD具有相同的保护方案。每种保护方案的复杂性是经周密考虑的，并且安全特征是交织的，以增加其保护价值。然而，保护方法保持简单，以确保播放音乐、视频或接受数据的回放设备迅速译码。
上述保护方案可按照下面的方法实现。现在参考图2。
在演播室主盘22中包含的信息通过接口24到达处理器26。控制器30用于控制与更新该处理器26。
该处理器还包含编码单元28。编码单元28包含伪随机选择器，其选择安全元素变量与复制检测变量，如同上面本发明的方法中的描述。
编码器28在每音轨基础上，将来自接口24的原始符号序列编码为信道与子信道比特序列，其可由所有商业“橙皮书”兼容的解码器读取。它们将包括许多防复制设备元素作为安全套件特征的一部分。编码序列通过激光束记录器(LBR)接口32到达激光束记录器34，其包含在商业CD制造设备中。
LBR 34用于制造(多个)玻璃母盘36。然后模压机38使用玻璃母盘36生产用于发布的CD 40。在优选实施例中，模压机40受限于从单个玻璃母盘36可生产的CD数量。通过制造商的协作可实现这一点。
从单个玻璃母盘36可生产的有限的CD数量提供了附加级别的安全性。通过限制从单个玻璃母盘36可生产的CD数量，例如50000份复制品，流行的CD将需要许多玻璃母盘36以满足对该CD的需求。每个玻璃母盘将具有由编码单元28产生的不同安全层，并且从而如果生产了1百万张CD，那么将有二十个不同编码的CD。即使黑客花费时间破解了一张CD的保护方案，并将其张贴在因特网上，这将仅使具有相同保护机制的CD的复制品的用户收益。
在不需要玻璃母盘的替换介质中，对于本发明的方法的一个预见到的可能性是为每个待发布的介质复制品产生唯一的保护机制。从而，每个发布的产品具有不同的保护方案，并且黑客破解其中一个不会有助于其它任何一个。
在一个实施例中，可从CD制造商向控制器30增加反馈。该反馈专用于建立要制造的玻璃母盘数量。
在图3中示出另一实施例。图3中的实施例包含与图2中发现的相同的配置，但增加了物理保护元素。该实施例从而允许增加批量复制层6。
图3的实施例利用发布的CD 40的物理区别的属性。物理编码器42编码额外的信息，而不向音轨增加开销或其它数据。这些元素中的一些可包含增加的序列号，随机号，批量代码，染色剂标记和其它方法，以能够进行法庭与反盗版判决。
在图3的实施例中，控制器30向物理编码器42传递信息。物理编码器42包含随机选择的物理安全元素信息，并通过接口43通知模压设备38将物理安全元素编码为模压的CD 40以供发布。
尽管上面是针对CD说明，但也预计到DVD、DAT以及其它固定介质的制造，并且本领域的技术人员将知道，本发明的方法可用于所有承载信息的介质形式。
从而，上述方法与装置生产一种介质，其不允许诸如PC或批量复制机的智能机器复制其上的信息。它还提供物理的与软复制检测，以允许作品的版权所有者确定可疑的介质是原始的还是复制的。
尽管参考其优选实施例详细说明了本发明，本领域的技术人容易发现，其它形式也是可能的，并且本发明仅由下面的权利要求范围限制。
权利要求
1.一种方法，保护输送到固定介质上的信息，所示固定介质具有多个弱点，和许多基于这些弱点的安全元素变量，所述固定介质具有多个复制检测元素变量，所述方法包括以下步骤选择所述安全元素变量之一；利用所述选择的安全元素变量编码所述信息；重复至少一次所述选择与编码步骤，因此产生复制保护层；选择至少一个所述复制检测元素变量；利用所述的至少一个选择的复制检测元素变量编码所述复制防止层，因此产生编码的信息；以及将所述的编码信息写到所述固定媒体上，其中，所述信息在所述固定介质上得到保护。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤建立物理保护元素；针对每一所述物理保护元素确定物理保护元素变量；伪随机地选择所述物理保护元素变量中的一个；向所述固定介质增加所述随机选择的物理保护元素变量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，伪随机地执行选择安全元素变量的所述步骤。
4.如权利要求1至3中任一所述的方法，其中，伪随机地执行选择所述至少一个所述复制检测变量的所述步骤。
5.如权利要求1至4中任一所述的方法，其中，基于所述固定介质对逐个音轨或逐个分组执行所述方法。
6.如权利要求1至5中任一所述的方法，其中，所述重复步骤至少执行3遍。
7.如权利要求1至6中任一所述的方法，其中，所述固定介质为数字介质。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述固定介质为压缩光盘。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述固定介质为数字音频磁带。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述固定介质为数字视频盘。
11.如权利要求1至10中任一所述的方法，其中，所述信息是可由商用介质播放器恢复的。
12.如权利要求1至11中任一条所述的方法，其中，所述复制保护层防止在智能机器上复制。
13.一种装置，用于保护固定介质上的信息，所述信息从演播室主盘获得，并且所述介质具有弱点，所述装置包括处理器，所述处理器从演播室主盘获得信息；编码单元，所述编码单元与所述处理器交互，所述编码单元利用基于弱点的安全元素与复制保护元素编码来自演播室主盘的信息，并向所述处理器提供所述编码的信息；控制器；用于控制所述处理器；激光束记录器，用于产生玻璃母盘，所述激光束记录器从所述处理器获得所述编码信息；以及模压机，用于从所述玻璃母盘产生所述固定介质。
14.如权利要求13所述的装置还包括物理保护单元，所述物理保护单元与所述模压机交互，以向所述固定介质增加物理保护元素。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述物理保护单元由所述控制器控制。
16.如权利要求13或15所述的装置，其中，所述激光束记录器包括到所述控制器的反馈接口，以限制由所述激光束记录器产生玻璃母盘的数量。
全文摘要
一种方法与装置，用于保护固定介质上的信息，其中，该固定介质包括许多弱点，该方法包括以下步骤建立该固定介质的安全元素(A，B，C，D，E，F)；针对每个安全元素确定安全元素变量；伪随机地选择这些安全元素变量中的一个；利用所述伪随机选择的安全元素变量编码信息；重复至少三次该选择与编码步骤，从而信息通过至少四个所述安全元素变量编码，产生复制防止层(2)；建立复制检测元素；针对每一复制检测元素，确定复制检测元素变量；伪随机地选择至少一个复制检测元素变量；并且利用所述至少一个所选的复制检测元素变量(4)编码复制防止层，其中，该方法允许在可购得的媒体播放器上回放信息，并且其中该方法复制保护与方法，以区分原始的固定介质与复制的固定介质。
文档编号G11B23/28GK1795503SQ200480014313
公开日2006年6月28日 申请日期2004年4月29日 优先权日2003年4月29日
发明者托德·D·格雷, 安哥拉·K·维克曼, 玛格丽特·S·金 申请人:艾莱恩娱乐公司