专利名称：一种在数字电视系统中实现可扩展机卡分离的装置及方法
技术领域：
本发明涉及有线电视技术领域，特别涉及一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的装置及方法。
背景技术：
在数字电视系统中，条件接收系统(Conditional Access SystemCAS)是为了商业目的而对某些广播服务实施接入控制，决定一个数字接收设备能否将特定的广播节目呈现给最终用户的系统。狭义地讲，CAS的基本目的是在电视系统中对用户进行授权控制及授权管理，从而实现收费系统的有偿服务，它保证已授权的用户能收到相应的授权电视节目和服务业务，而未授权的用户则无法获取该种业务。
机卡分离，即CAS与主机(机顶盒或一体机)的分离，是实现数字电视系统的水平销售和健康发展的必要条件和根本保障，被信息产业部和广电总局定为我国数字电视发展的基本国策。
到目前为止，机卡分离的方案有三种，分别为基于PCMCIA接口的大卡方案、基于USB接口的大卡方案和基于集成电路(IC)卡的小卡方案。其中，基于PCMCIA和USB接口的大卡方案的核心思想是由大卡实现所有的数字电视节目的解复用、解扰、解码与完整的CA鉴权和解密。基于PCMCIA和USB接口的大卡具有较高的通信、计算和存储能力，因此，大卡方案可以较好的实现数字电视基本业务的机卡分离和诸如Internet访问、视频检波、增强的电子节目表单及互动游戏等增值业务的扩展。小卡方案的核心思想是由IC卡实现CAS的鉴权和解密，由机顶盒(或一体机)实现数字电视机节目的解复用、解扰和解码。由于IC卡的成本较低，因此，小卡方案可以在初期较好地满足我国数字电视的发展战略。
但是，三种方案都存在各自的缺点，不能独立满足数字电视机卡分离的需求。首先，对于大卡方案，虽然PCMCIA卡和USB卡的性能较高，但是他们的成本同样较高。然而，在数字电视推广的初期，市场只需要基本的数字电视收视功能，根本不需要PCMCIA卡和USB卡的高性能，采用大卡方案显然增加了推广成本，不能满足现实需求。其次，对于小卡方案，虽然IC卡成本较低，但是其功能有限，无法实现复杂的增值业务。随着数字电视的推广，增值业务的需求一定会不断增加。采用小卡方案显然不符合数字电视未来发展的需求。
发明内容
本发明即是针对上述现有技术中存在的缺陷，而提出的一种在数字电视系统中实现可扩展机卡分离的方法，该方法能够实现增值扩展功能，同时保证成本较低。
为达到上述目的，本发明提供一种数字电视系统中的实现可扩展机卡分离的装置，包括主机、集成电路卡；所述的主机为具有接收数字电视节目功能的机顶盒或一体机，包括核心集成电路，所述的核心集成电路用于实现数字电视节目的解调、解复用和解码；所述的主机和集成电路卡通过集成电路卡硬件接口连接；所述的集成电路卡内设置有条件接收系统，所述的条件接收系统实现数字电视的基本的授权数据的解密和加密控制字的解密，用于控制用户对特定数字电视节目的收视权利。
进一步地，所述的集成电路卡为符合ISO/IEC 7816规范的集成电路卡。进一步地，该装置还包括USB卡；所述的USB卡为基于USB总线的外接扩展卡，设置有扩展的增值业务单元，用于处理数字电视信号所需的解复用、解扰、解码；所述的主机和USB卡通过USB卡硬件接口连接。进一步地，所述的集成电路卡和USB卡通过所述主机内的通信总线连接，所述的集成电路卡对增值业务进行鉴权和解密，以控制用户对特定增值业务的使用权利。
本发明还提供一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的方法，该方法能够实现基本数字电视节目收视以，所述的基本数字电视节目收视通过下述步骤实现(1)主机通过高频头接收数字电视节目；(2)主机向集成电路卡查询条件接收系统的过滤条件，集成电路卡向主机发送过滤条件；(3)主机根据过滤条件对数字电视节目的数据进行处理，过滤出条件接收系统指定的数据，并把这些数据发送给集成电路卡；(4)集成电路卡对主机发送的过滤后的数据进行处理，包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密，并发送给主机；(5)集成电路卡判断鉴权和解密是否正确，如果正确，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(6)；(6)集成电路卡向主机发送错误代码，并结束整个进程。
(7)集成电路卡向主机发送电视节目解扰用的数据，主机根据解扰用数据对电视节目进行解扰，并发送至显示设备。
进一步地，集成电路卡内设置有安全存储器，步骤(2)中所述的过滤条件保存于集成电路卡内的安全存储器内。
进一步地，该方法还能够实现增值业务，所述的增值业务通过下述步骤实现(11)主机接收增值业务数据；(12)主机向USB卡查询增值业务的过滤条件；(13)主机根据过滤条件对增值业务数据进行处理，过滤出增值业务指定的数据，并把这些数据发送给USB卡；(14)USB卡向集成电路卡发送授权数据和加密数据；(15)集成电路卡对USB卡发送的授权数据和加密数据进行处理，包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密；(16)集成电路卡判断鉴权和解密是否正确，如果正确，执行步骤(18)，如果不正确，执行步骤(17)；(17)集成电路卡向USB卡发送错误代码，并结束整个进程；(18)集成电路卡向USB卡发送增值业务解密用的数据，USB卡根据解密用数据对增值业务进行解密，并发送至其他处理设备。
进一步地，所述的集成电路卡内设置有安全存储器，步骤(2)中所述的过滤条件保存于集成电路卡内的安全存储器内。
进一步地，所述的USB卡内设置有安全存储器，步骤(12)中所述的过滤条件保存于USB卡内的安全存储器内。
进一步地，所述的步骤(14)中，USB卡是直接向集成电路卡发送授权数据和加密数据的。
进一步地，所述的步骤(14)中，USB卡向集成电路卡发送授权数据和加密数据是通过下述方法实现的USB卡向主机发送用于过滤发送授权数据和加密数据的过滤条件，再由主机根据过滤条件向集成电路卡发送授权数据和加密数据。
进一步地，所述的步骤(18)中，集成电路卡是直接向USB卡发送增值业务解密用的数据的。
进一步地，所述的步骤(18)中，集成电路卡向USB卡发送增值业务解密用的数据是这样实现的集成电路卡先向主机发送增值业务解密用的数据，然后主机对增值业务进行解密处理，并发送给USB卡。
与现有技术相比，本发明提出的可扩展的机卡分离方法适用于数字电视一体机、数字电视机顶盒、IPTV机顶盒以及任何具有接收数字电视节目功能的装置，真正实现可扩展机卡分离，具有如下显著优点(1)主机和IC卡的组合可以实现基本的数字电视收视功能，成本较低，适合初期大规模推广；(2)当用户对增值业务的需求增加，主机可以直接加载USB卡实现增值业务，满足扩展应用的需求；(3)由于USB卡剥离了CAS功能(由IC卡实现)，USB卡的成本可以降低。不同的USB卡可以针对不同的用户需求，实现不同的功能，因而，进一步细分市场需求，促进增值业务的推广；(4)由于USB卡与主机之间只需要交互与增值业务有关的数据，通信数据量和速率显著降低，因而降低了对USB卡的通信与运算需求，可以进一步降低USB卡的成本。
图1是根据本发明具体实施例中，在数字电视系统中的可扩展机卡分离接口装置的示意图。
图2是本发明具体实施例中，在数字电视系统中实现基本数字电视节目收视的流程图。
图3是本发明具体实施例中，在数字电视系统中实现增值业务的流程图。
图4是本发明具体实施例中，图3中步骤504的另一种实现方法流程图。
图5是本发明具体实施例中，图3中步骤507的另一种实现方法流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
参考图1所示，为数字电视系统中的可扩展机卡分离接口装置的示意图，整个装置由主机100、IC卡200和USB卡300组成。主机100为具有接收数字电视节目功能的机顶盒或一体机，其核心设备包括核心集成电路(IC)101、IC卡硬件接口102、USB卡硬件接口103和通信总线104等。其中核心IC101实现数字电视节目的解调、解复用和解码等功能；IC卡硬件接口102实现主机100与IC卡200的通信；USB卡硬件接口103实现主机100与USB卡300的通信；通信总线104实现IC卡200与USB卡300的通信。
IC卡200为符合ISO/IEC 7816规范的集成电路卡，加载条件接收系统201，实现数字电视的基本的授权数据的解密和加密控制字的解密，用于控制用户对特定数字电视节目的收视权利。USB卡300为基于USB总线的外接扩展卡，加载扩展的增值业务301，可以不带IC卡硬件接口和处理数字电视信号所需的解复用、解扰、解码等功能。USB卡300通过主机100提供的通信总线104与IC卡200进行通信，由IC卡200对增值业务进行鉴权和解密，以控制用户对特定增值业务的使用权利。
图2是根据本发明一实例在数字电视系统中实现基本数字电视节目收视的流程图。
步骤401主机通过高频头接收数字电视节目；步骤402主机向IC卡查询条件接收系统的过滤条件，该过滤条件保存于IC卡内的安全存储器内，可以在发卡过程中写入，也可以通过网络动态更新，IC卡向主机发送过滤条件；步骤403主机根据过滤条件对数字电视节目的数据进行处理，过滤出条件接收系统指定的数据，并把这些数据发送给IC卡；步骤404IC卡对主机发送的过滤后的数据进行处理，其中包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密。在具有代表性的处理过程中，授权数据由EMM数据包携带，为加密的业务密钥(SK)，IC卡用保存于卡内的个人密钥(PDK)对EMM进行解密，获得解密后的SK，并保存于IC卡内。加密数据由ECM数据包携带，为加密的加扰控制字(CW)，IC卡用SK对ECM进行解密，获得解密的CW，并发送给主机；步骤405IC卡判断鉴权和解密是否正确；步骤406IC卡如果接收到错误的授权数据或加密数据，或者对授权数据的鉴权和对加密数据的解密发生错误，则向主机发送错误代码，并结束整个进程。
步骤407IC卡成功鉴权和解密后，向主机发送电视节目解扰用的数据。在具有代表性的处理过程中，该解扰用数据为控制字；步骤408主机根据解扰用数据对电视节目进行解扰，并发送至显示设备，完成基本数字电视节目的收视过程。
图3是根据本发明一实例在数字电视系统中实现增值业务的流程图。
步骤501主机接收增值业务数据；步骤502主机向USB卡查询增值业务的过滤条件，该过滤条件保存于USB卡内的安全存储器内，可以在发卡过程中写入，也可以通过网络动态更新；步骤503主机根据过滤条件对增值业务数据进行处理，过滤出增值业务指定的数据，并把这些数据发送给USB卡；步骤504USB卡直接向IC卡发送授权数据和加密数据，USB卡与IC卡之间的通信由主机的通信总线实现；参见图4，是本发明具体实施例中，图3中步骤504的另一种实现方法，本步骤可以是步骤601USB卡向主机发送用于过滤发送授权数据和加密数据的过滤条件；步骤602主机根据过滤条件向IC卡发送授权数据和加密数据；步骤505IC卡对USB卡发送的授权数据和加密数据进行处理，其中包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密。IC卡判断鉴权和解密是否正确；步骤506IC卡如果接收到错误的授权数据或加密数据，或者对授权数据的鉴权和对加密数据的解密发生错误，则向USB卡发送错误代码，并结束整个进程；步骤507IC卡成功鉴权和解密后，直接向USB卡发送增值业务解密用的数据；
参见图5，是本发明具体实施例中，图3中步骤507的另一种实现方法，本步骤可以是步骤701IC先向主机发送增值业务解密用的数据；步骤702主机对增值业务进行解密处理，并发送给USB卡；步骤508USB卡根据解密用数据对增值业务进行解密，并发送至其他处理设备，对于不同的增值业务，所述的对应处理设备可以是计算机、游戏机及存储设备等，以完成增值业务的完整过程。
权利要求
1.一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的装置，其特征在于该装置包括主机、集成电路卡；所述的主机为具有接收数字电视节目功能的机顶盒或一体机，包括核心集成电路，所述的核心集成电路用于实现数字电视节目的解调、解复用和解码；所述的主机和集成电路卡通过集成电路卡硬件接口连接；所述的集成电路卡内设置有条件接收系统，所述的条件接收系统实现数字电视的基本的授权数据的解密和加密控制字的解密，用于控制用户对特定数字电视节目的收视权利。
2.如权利要求1所述的一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的装置，其特征在于所述的集成电路卡为符合ISO/IEC 7816规范的集成电路卡。
3.如权利要求1所述的一种数字电视系统中实现的可扩展机卡分离的装置，其特征在于该装置还包括USB卡；所述的USB卡为基于USB总线的外接扩展卡，设置有扩展的增值业务单元，用于处理数字电视信号所需的解复用、解扰、解码；所述的主机和USB卡通过USB卡硬件接口连接。
4.如权利要求1所述的一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的装置，其特征在于所述的集成电路卡和USB卡通过所述主机内的通信总线连接，所述的集成电路卡对增值业务进行鉴权和解密，以控制用户对特定增值业务的使用权利。
5.一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的方法，该方法能够实现基本数字电视节目收视，其特征在于所述的基本数字电视节目收视通过下述步骤实现(1)主机通过高频头接收数字电视节目；(2)主机向集成电路卡查询条件接收系统的过滤条件，集成电路卡向主机发送过滤条件；(3)主机根据过滤条件对数字电视节目的数据进行处理，过滤出条件接收系统指定的数据，并把这些数据发送给集成电路卡；(4)集成电路卡对主机发送的过滤后的数据进行处理，包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密，并发送给主机；(5)集成电路卡判断鉴权和解密是否正确，如果正确，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(6)；(6)集成电路卡向主机发送错误代码，并结束整个进程；(7)集成电路卡向主机发送电视节目解扰用的数据，主机根据解扰用数据对电视节目进行解扰，并发送至显示设备。
6.如权利要求5所述的一种数字电视系统中实现可扩展机卡分离的方法，其特征在于该方法还能够实现增值业务，所述的增值业务通过下述步骤实现(11)主机接收增值业务数据；(12)主机向USB卡查询增值业务的过滤条件；(13)主机根据过滤条件对增值业务数据进行处理，过滤出增值业务指定的数据，并把这些数据发送给USB卡；(14)USB卡向集成电路卡发送授权数据和加密数据；(15)集成电路卡对USB卡发送的授权数据和加密数据进行处理，包括对用户授权数据的鉴权，以及对加密的数据进行解密；(16)集成电路卡判断鉴权和解密是否正确，如果正确，执行步骤(18)，如果不正确，执行步骤(17)；(17)集成电路卡向USB卡发送错误代码，并结束整个进程；(18)集成电路卡向USB卡发送增值业务解密用的数据，USB卡根据解密用数据对增值业务进行解密，并发送至其他处理设备。
7.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的集成电路卡内设置有安全存储器，步骤(2)中所述的过滤条件保存于集成电路卡内的安全存储器内。
8.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的USB卡内设置有安全存储器，步骤(12)中所述的过滤条件保存于USB卡内的安全存储器内。
9.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的步骤(14)中，USB卡是直接向集成电路卡发送授权数据和加密数据的。
10.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的步骤(14)中，USB卡向集成电路卡发送授权数据和加密数据是通过下述方法实现的USB卡向主机发送用于过滤发送授权数据和加密数据的过滤条件，再由主机根据过滤条件向集成电路卡发送授权数据和加密数据。
11.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的步骤(18)中，集成电路卡是直接向USB卡发送增值业务解密用的数据的。
12.如权利要求5中所述的一种数字电视系统中的可扩展机卡分离的方法，其特征在于所述的步骤(18)中，集成电路卡向USB卡发送增值业务解密用的数据是这样实现的集成电路卡先向主机发送增值业务解密用的数据，然后主机对增值业务进行解密处理，并发送给USB卡。
全文摘要
本发明公开了一种数字电视系统中的可扩展机卡分离接口装置及其实现方法，该装置包括主机、集成电路卡和USB卡；主机包括核心集成电路，用于实现数字电视节目的解调、解复用和解码；主机和集成电路卡通过集成电路卡硬件接口连接；集成电路卡内设置有条件接收系统，实现数字电视的基本的授权数据的解密和加密控制字的解密，用于控制用户对特定数字电视节目的收视权利；USB卡设置有扩展的增值业务单元，用于处理数字电视信号所需的解复用、解扰、解码；主机和USB卡通过USB卡硬件接口连接；集成电路卡和USB卡通过所述主机内的通信总线连接，所述的集成电路卡对增值业务进行鉴权和解密，以控制用户对特定增值业务的使用权利。
文档编号H04N7/16GK1835552SQ20051013538
公开日2006年9月20日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者王晋豫, 王春江, 王昱, 朱峰, 冯为心 申请人:北京东方广视科技有限责任公司