专利名称：基于无卡ca的加密方法及解密方法
技术领域：
本发明涉及数字电视信号加解密技术，具体的说是涉及一种基于无卡CA的加密方法及解密方法。
背景技术：
以往的老式机顶盒采用智能卡和机顶盒主芯片共同完成授权、解密任务。采用这种工作模式的机顶盒，智能卡通过卡插槽和机顶盒电路连接，有时会出现接触不良的情况， 影响机顶盒的稳定性；而且，智能卡与机顶盒频繁进行通讯，存在算法被截取的风险，如果被黑客破解，运营商的利益会受到损失。随着技术的发展，近年来出现了一种新的技术，即无卡CA，其是将CA (有条件接收)卡集成于机顶盒的主芯片，如此便不需要采用智能卡与机顶盒主芯片之间进行通讯，降低了成本，在安全性方面也有所提高。传统的基于无卡CA的加密方法如下1.前端服务器产生SK (业务密钥)，并根据机顶盒芯片ID产生CK(公钥)、PDK(私钥)；2.用CK加密CW(控制字)得到加密后的CW ； 3.采用SK对加密后的CW进行加密，生成ECM(授权控制信息)信息发送到数字电视网络中；4.采用PDK对SK进行加密，生成EMM(授权管理信息)信息发送到数字电视网络中；其中，CW是由前端服务器随机生成的数据，PDK是存储在机顶盒芯片中的一组私钥数据。传统的基于无卡CA的解密方法如下1.终端接收到EMM数据后，利用机顶盒芯片内置序号与PDK配对，解密出SK ；2.终端接收到ECM数据后，利用SK解密出加密后的CW ； 3.将加密后的CW传入机顶盒CPU中，由CPU内部解密算法和芯片ID共同解密出CW ；4.将 Cff设置到解扰器中，解扰器通过CW解扰加密的音视频数据。由于传统技术中服务器端将解密用的关键公钥SK传输到数字电视网络中，有可能被黑客截获，安全性低，无法保证运营商的利益；而且存储在机顶盒芯片中的PDK只有一组，因此其解密算法是固定的，安全性也较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种新的基于无卡CA的加密方法和解密方法，解决传统技术中的加解密方法存在的安全性低的问题。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是基于无卡CA的加密方法，包括以下步骤a.前端服务器产生密文，并根据机顶盒芯片ID产生密钥、公钥、公钥索引；b.前端服务器用公钥加密控制字，得到加密后的控制字；c.前端服务器用密文对加密后的控制字进行加密，得到授权控制信息；d.前端服务器用密钥对密文及公钥索引进行加密，得到授权管理信息；e.前端服务器将授权控制信息及授权管理信息传送到数字电视网络中。步骤a中，前端服务器保存机顶盒芯片ID、密钥及公钥；所述密钥及公钥还被存储在机顶盒芯片中。
基于无卡CA的解密方法，包括以下步骤a.机顶盒解密模块用芯片中保存的密钥对授权管理信息进行解密，得到密文及公钥索引；b.机顶盒解密模块用密文解密授权控制信息，得到加密后的控制字；c.机顶盒解密模块将公钥索引及加密后的控制字传送给机顶盒CPU，由机顶盒 CPU根据公钥索引还原对应的公钥；d.机顶盒CPU用公钥对加密后的控制字进行解密，得到控制字；e.将解密出来的控制字设置到机顶盒的解扰器中，解扰器通过控制字来解扰加密的音视频数据。本发明的有益效果是由于公钥本身并没有在数字电视网络中传输，而是在机顶盒终端利用公钥索引来还原公钥，避免了公钥在传输过程中被截取，提高了安全性；在机顶盒CPU内部采用随机算法解密，仅仅EMM、ECM信息对CPU外部可见，进一步提高了安全性。
图1为实施例中的加密方法流程图；图2为实施例中的解密方法流程图。
具体实施例方式在本申请中，前端服务器上存有所有合法MPEG芯片的公钥，MPEG芯片内部存有自己的私钥，服务器用CDK公钥去加密CT和SCKI数据，在机顶盒端用自己的CDK私钥去解密 E匪数据得到CT和SCKI，然后通过SCKI还原SCK，用CT解密ECM得到ECW，用SCK解密ECW 得到CW。本申请中SCK是存储在MPEG芯片内部的N个钥匙，通过SCKI索引找到最终用哪一个去解密ECW得到CW。参见图1，本例中的基于无卡CA的加密方法，采用如下步骤实现a.前端服务器产生CT (密文)，并根据⑶ID (机顶盒芯片ID)产生⑶K(密钥)、 SCK(公钥)、SCKI (公钥索引)；其中，⑶K是存储在机顶盒主芯片内部的一组密钥数据，SCK 是存储在芯片内部的N(N>= 2)组密匙数据，前端服务器上保存所有芯片的⑶ID，⑶K和 SCK。b.前端服务器用SCK加密CW (控制字)，得到加密后的控制字ECW;c.前端服务器用CT对加密后的控制字ECW进行加密，得到ECM(授权控制信息)；d.前端服务器用⑶K对CT及SCKI进行加密，得到EMM(授权管理信息)；e.前端服务器将ECM及EMM传送到数字电视网络中。参见图2，本例中的基于无卡CA的解密方法，采用如下步骤实现a.机顶盒终端在接收到EMM和ECM信息后，首先由解密模块用芯片中保存的CDK 对EMM进行解密，得到CT及SCKI ；b.机顶盒解密模块用CT解密ECM，得到加密后的控制字ECW ；c.机顶盒解密模块将SCKI及加密后的控制字ECW传送给机顶盒CPU，由机顶盒 CPU根据SCKI还原对应的SCK ；d.机顶盒CPU用SCK对加密后的控制字ECW进行解密，得到控制字CW ；
e.将解密出来的CW设置到机顶盒的解扰器中，解扰器通过CW来解扰加密的音视频数据，实现音视频播放。例前端服务器随机产生一组数据CT，并根据⑶ID产生一组⑶K、8组SCK(SCK1、 SCK2、SCK3、SCK4、SCK5、SCK6、SCK7、SCK8)，且机顶盒芯片中也存储有一组对应的CDK和8组 SCK,那么，如果前端服务器随机选用了 SCK3来加密CW，生成ECW，那么会生成一个与SCK3 关联的索引，即SCKI，前端服务器采用CT加密ECW，生成ECM信息，并采用自己的CDK对CT 和SCKI进行加密，生成EMM信息；机顶盒在收到EMM信息后，也采用自己的CDK进行解密， 可以得到CT和SCKI，用CT来解密ECM，得到ECW，然后将SCKI与ECW送入机顶盒CPU内部， 机顶盒CPU解析SCKI，得知其对应的是SCK3，那么就采用芯片中保存的SCK3对ECW进行解密，得到CW，最后将CW送入解扰器中实现对音视频数据的解扰。
权利要求
1.基于无卡CA的加密方法，其特征在于，包括以下步骤a.前端服务器产生密文，并根据机顶盒芯片ID产生密钥、公钥、公钥索引；b.前端服务器用公钥加密控制字，得到加密后的控制字；c.前端服务器用密文对加密后的控制字进行加密，得到授权控制信息；d.前端服务器用密钥对密文及公钥索引进行加密，得到授权管理信息；e.前端服务器将授权控制信息及授权管理信息传送到数字电视网络中。
2.如权利要求1所述的基于无卡CA的加密方法，其特征在于，步骤a中，前端服务器保存机顶盒芯片ID、密钥及公钥；所述密钥及公钥还被存储在机顶盒芯片中。
3.基于无卡CA的解密方法，其特征在于，包括以下步骤a.机顶盒解密模块用芯片中保存的密钥对授权管理信息进行解密，得到密文及公钥索引；b.机顶盒解密模块用密文解密授权控制信息，得到加密后的控制字；c.机顶盒解密模块将公钥索引及加密后的控制字传送给机顶盒CPU，由机顶盒CPU根据公钥索引还原对应的公钥；d.机顶盒CPU用公钥对加密后的控制字进行解密，得到控制字；e.将解密出来的控制字设置到机顶盒的解扰器中，解扰器通过控制字来解扰加密的音视频数据。
全文摘要
本发明涉及数字电视信号加解密技术，其公开了一种基于无卡CA的加密方法和解密方法，解决传统技术中的加解密方法存在安全性低的问题。其技术方案的要点是a.前端服务器产生密文，并根据机顶盒芯片ID产生密钥、公钥、公钥索引；b.前端服务器用公钥加密控制字，得到加密后的控制字；c.前端服务器用密文对加密后的控制字进行加密，得到授权控制信息；d.前端服务器用密钥对密文及公钥索引进行加密，得到授权管理信息；e.前端服务器将授权控制信息及授权管理信息传送到数字电视网络中。本发明适用于数字电视信号的加密和解密。
文档编号H04N21/4623GK102256170SQ20111019826
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者刘强, 陈启均 申请人:四川长虹电器股份有限公司