CN1950902A - 跨越处理设备的访问授权 - Google Patents

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CN1950902A CNA2005800142980A CN200580014298A CN1950902A CN 1950902 A CN1950902 A CN 1950902A CN A2005800142980 A CNA2005800142980 A CN A2005800142980A CN 200580014298 A CN200580014298 A CN 200580014298A CN 1950902 A CN1950902 A CN 1950902A
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Abstract

由在转换序列的一个级上的设备(100)获得的验证信息(125)被安全地传输到在该转换序列的另一级上的另一设备(200)。为了确保传输的验证信息(125)不是仅仅先前传输的验证信息的副本，每次传输(145)都包括接收设备(200)能够检验该验证信息为刚刚生成的项(255)。

Description

跨越处理设备的访问授权
本发明涉及视频处理领域，尤其是对显示设备进行控制以防止对受保护内容材料的未获授权的观看。
已经开发了多种技术来防止对播放受保护内容材料的未获授权的再现。当相容的播放设备检测到标识材料为播放受保护的信息并且没有检测到这个材料的适当的授权信息时，该设备结束对该受保护的内容材料的再现。
用来标识材料播放受保护的一些技术以用来对视频信息编码的格式提供了标识信息，如MPEG-编码位流的变体。其它技术在随材料提供的辅助信息中提供标识信息，如DVD记录上的“头”信息。但是，这些技术中的每一种最终都向显示设备提供了传统的视频信息，并且可以用对“未标记”视频信息的截取来创建内容材料的未获授权的副本。
标识受保护视频内容材料的更健壮的技术直接将保护信息嵌入到了视频图像中。传统上，称这个嵌入信息为水印，因为，和传统的纸水印一样，电子水印也不干扰图像质量，并且如果不对图像进行实质性破坏的话电子水印是不可移除的。
通过将播放保护标识嵌入在视频图像中，可以由显示设备提供播放保护，由此防止了对材料的未获授权的显示，而不管材料如何到达显示设备。相容显示设备持续不断地监控图像信息，如果检测到保护信息而没有相应的授权信息，显示设备就终止对该图像的显示。
通过水印阻止对受保护内容材料的未获授权的显示，需要区分获得授权的和未获授权的材料的能力。也就是说，强制系统必须能够验证水印与授权相对应以再现受保护的内容材料；否则，就不再现该材料。
如果确定授权的设备不是确定水印的设备和/或验证水印的授权的设备，保护方案的安全性就容易受到攻击。如果授权基于内容材料的数字形式，但在数字信息被转换成要再现的另一形式(如视频图像)后验证水印并且数字转换不是在再现设备中进行，那么通过制作在授权再现期间传递到再现设备的验证信息的副本并用这个副本为未获授权的再现提供伪授权，就能够在转换设备和再现设备之间的接口处危及安全方案。
本发明的一个目标是提供适合于设备间水印验证的安全系统和协议。本发明进一步的目标是提供一种安全协议以便于对被编码在受保护材料的不同转换级别上的安全项的验证。
这些目标以及其它目标是由一种安全协议实现的，其中，由转换序列一个级的设备获得的验证信息被安全地传递到转换序列另一级上的另一设备。为了确保所传递的验证信息不是仅仅先前传递的验证信息的副本，每次传输包括一个能够由接收设备验证该验证信息是最近被生成的项目。
通过实例、参考附图更详细地阐述本发明，附图中：
图1示出了依照本发明的再现系统的示范结构图；
图2示出了依照本发明的安全协议的示范流程图。
贯穿附图，相同的引用数字指代相同的元件或执行基本相同功能的元件。包括这些图是出于举例说明的目的，而不是限制本发明的范围。
本发明是在视频处理系统环境中给出的，其中在一个设备上确定验证信息，而在另一设备上完成根据这个验证信息对再现受保护内容材料的授权的验证。例如，2000年3月28日Michael A.Epstein和Antonius Starring，Attorney Docket US000040提交的美国专利申请09/536,944“PROTECTING CONTENT MATERIAL FROM ILLICITREPRODUCTION BY PROOF OF EXISTANCE OF A COMPLETE DATA SET VIASELF-REFERENCE SECTIONS”提出了使用自引用水印保护内容材料，在此引用该申请作为参考。顾名思义，自引用水印是根据该水印所引用的信息被验证的。例如，一段受保护材料的水印可以包括该段中或者该受保护材料的另一段中字节组合的散列值。接收设备计算每个接收到的段中的字节组合的散列值，如果计算出的散列值与对应的水印相匹配，则该材料被验证为原始材料的未经更改的副本。在这个例子中，当接收到的内容材料是数字形式时计算接收到的数据的散列。如上所述，如果水印被嵌在视频图像中，实施水印保护的优选位置是在基于信息的最终模拟或数字形式提供对信息的可视显示的再现设备。假定接收数字信息并计算验证信息的设备不同于优选地实施水印保护的设备，接收设备必须将验证信息传递到显示设备以用于验证过程。
以类似方式，接收设备可以从另一来源接收验证信息，或者验证信息的提供者可以是不同于接收设备或显示设备的另一设备。这些和其它设备配置导致在一个设备上生成验证信息并在另一设备上实施版权保护，同时保护材料从一种形式转换成另一种形式，这些对本领域的技术人员将显而易见。
图1示出了依照本发明的示范再现系统。如图所示，处理设备100接收第一形式105的受保护内容材料，并通过处理模块110将它转换成适合显示的第二形式115。显示设备200接收转换后的信息115并通过再现模块210在显示屏幕290上提供可视图像。例如，处理设备100可以是从DVD的格式化段读取数字信息并将这个信息转换成“视频”格式115(如S-视频，NTSC等)的DVD播放器。注意术语“处理”设备和“显示”设备仅用来标识用来在对内容材料的典型再现过程中顺序处理内容材料的两个设备。本领域的普通技术人员将认识到本发明的原理广泛适用于顺序处理信息的任何两个设备。
处理设备100包括验证模块120，验证模块120被配置用来获取帮助验证接收到的材料105获得授权的验证信息125。在自引用示范实施例中，验证模块120被配置用来确定各个接收到的段的散列值，如上所述，假定获得授权的材料将包含与这些散列值对应的水印。确定帮助验证水印的验证信息125的其它方法在本领域中是通用的。
在示范系统100中，水印可以从信息115确定。在实施版权保护的典型系统中，处理设备100被配置从信息115确定水印，并且基于所确定的验证信息，如果受保护材料没有被验证为获得授权，就终止向显示设备传输信息115。但是，如上所述，这种保护方案不能防止对没有经过这个验证测试就被提供给显示设备200的受保护材料的未获授权的观看。
在示范系统100中，只要加了水印的材料115被提供用于显示，显示设备200就通过验证模块220实施版权保护。采用这种方式，只要水印和材料115或材料115的副本共存就能够提供保护。
对于显示设备200实施由水印提供的保护，必须向验证模块提供验证材料125以确定加了水印的材料是否获得了授权。在示范自引用实施例中，验证模块需要接收到的段的散列值以和水印进行比较。
很多方案可用于实施验证信息125从处理设备100到显示设备200的安全传输。但是，因为必须在设备间传输信息125，所以它容易被窃取。如果信息125被窃取并复制，这个复制的验证信息可以用来允许对材料115或材料105或115的副本的后续未获授权的再现。
例如，前面提到的US专利申请09/536,944的自引用保护方案是用来通过以一种不能在互联网上有效传输的形式对受保护材料进行编码而降低受保护材料广泛发布的可能。如果材料105被转换成适用于有效的互联网发布的压缩形式，那么由于通用压缩格式中固有的数据丢失，压缩段或重新构造出的未压缩段的散列将不再匹配水印。但是，如果使得来自原始材料105的正确散列125的副本可用，就能够通过向显示设备提供正确散列125的副本代替处理设备从压缩材料中生成的不正确的散列，而在显示设备上再现未获授权的压缩副本。即使在传输给显示设备前将正确的散列加密，这个加密信息145的副本随后也可代替来自材料105的压缩副本的加密的错误散列被提供给显示设备。
依照本发明，显示设备200和处理设备100被配置用来确保传输到显示设备200的信息145是和材料115的每个显示同时生成的。在图1的示范实施例中，显示设备200包括被配置用来为材料115到显示设备200的每次发送提供事务标识符255的事务标识生成器250。这个事务标识符255被传输到验证信息125的提供者100。
依照本发明，标识符255被绑定到验证信息125的每次传输。在图1的示范实施例中，该绑定是通过在由加密器140用与处理设备100相关联的公共-私有密钥对150的私有密钥151加密之前，将标识符255结合130到验证信息125而实现的。加密后的复合体145被传输到显示设备，并由解码器240解码。解密后的复合体245被提供给验证模块220，验证模块220被配置用来验证每个接收到的复合体245包含事务标识符255。通过验证每个复合体245中都包含事务标识符255，确保了在接收到当前事务标识符255之后生成加密材料145。
验证模块220还被配置用来根据材料115中包含的水印，用本领域中的通用技术验证复合体245中的验证信息对应于材料115的授权。例如，在前述自引用水印系统中，其中验证信息包括材料105的段的散列值，验证模块220被配置用来比较材料115中的水印和对应的接收到的散列值。如果水印匹配散列值，该材料就被授权再现；否则，验证模块阻止在屏幕290上对材料115进一步再现。
图2示出了用于确保验证信息从处理设备100到显示设备200的同时传输的安全协议的流程图。
在310，处理设备100将它的公共密钥155传输到显示设备200。这是为了向显示设备200通知新事务的开始。或者，显示设备200可被配置在材料115中第一次检测到水印时请求公共密钥155。
在320，显示设备200接收到公共密钥155并生成事务标识符255，事务标识符255被传输到处理设备100。优选地，事务标识符255是完全唯一的，如随着每个新事务生成的随机数，随着每个事务而被增长的序列数，时间戳等。显示设备200还可被配置用来检验公共密钥155是否与相容处理设备100相关联，以进一步阻止未获授权的事务。
在330，处理设备100接收到标识符255。这个标识符255随后被绑定到来自这个处理设备的验证信息的每次传输，由此检验每次传输是和显示设备200创建这个事务标识符255的同时产生的。
在示范实施例中，在340，处理设备100通过对标识符255和验证信息125的组合加密以形成加密信息145(被传输到显示设备)而将标识符255和验证信息125绑定到一起。
在350，显示设备200使用公共密钥155对标识符255和验证信息125的加密组合解密。在步骤360，如果接收到的解密后的标识符ID′与发送的会话标识符ID 255相匹配，显示设备200就被确保了从处理设备100接收到同时的传输，过程继续；否则，在395，过程被终止。
在370，从受保护材料中提取出水印WM。
在380，解密的信息Info′被用来确定加了水印的材料是否获得了授权。在示范的自引用加水印过程中，解密后的验证信息Info′是接收到的段的散列值；在390，如果水印WM与接收到的段的散列值相匹配，就认为该材料获得了授权，再现继续。否则，在395，过程终止。过程340-390继续，直到这个事务被终止，通常是在接收到的材料被全部再现之后。
因为来自接收器100的每次传输都包括绑定到验证信息的事务标识符255，确保了传输到显示设备200的加密信息145的同时生成。采用这种方式，不能以在一些其它事务期间产生的验证信息的副本作代替来准许对未获得授权的材料的访问。
前面所述仅仅说明了本发明的原理。因而将理解本领域的技术人员将能够设计出各种不同方案，尽管这些方案没有在这里明确说明或者显示，但其实现了本发明原理因而仍在本发明的精神和范围内。例如，尽管标识符255优选被绑定到来自处理设备的每次传输，但可以通过将标识符255绑定到少于来自处理设备100的全部传输而减少处理和传输时间。同样，用来将标识符255绑定到传输所用的特定方法可以不同于示例图中所示的方法。同样，本发明的原理不排斥使用附加的安全控制方法，包括用来源的私有密钥对内容材料的一些或全部进行加密，以检验内容材料的来源是否与验证信息是相同来源。本领域的普通技术人员从本公开将会明了这些和其它系统配置及优化特性，并且这些和其它系统配置及优化特性被包括在下列权利要求的范围内。
在解释这些权利要求中，应该理解：
a)“包括”不排除存在给定权利要求中所列的之外的其它元件和动作；
b)元件前面的“一个”不排除多个这种元件的存在；
c)权利要求中的任何引用符号都不限制它们的范围；
d)若干“装置”可以用实现结构或功能的相同项或硬件或软件表示；
e)所公开的每个元件都可以由硬件部件(如包括离散和集成的电子电路)、软件部件(如计算机程序)和它们的任意组合组成；
f)硬件部件可以由模拟部件和数字部件之一或两者组成；
g)除非特别说明，否则所公开的任意设备或其中的部分可以被组合在一起或分成更多部分；和
h)除非特别说明，否则不需要任何特定的动作顺序。

Claims (26)

1.一种再现系统，包括：
第一设备(100)，被配置用来：
接收第一形式的内容材料(105)；
将该内容材料转换成第二形式(115)，并
确定与该内容材料对应的验证信息(125)；
第二设备(200)，被配置用来：
接收第二形式的内容材料(115)，
接收验证信息(125)，并
确定是否根据该验证信息(125)处理该内容材料；
其中：
第二设备(200)还被配置用来向第一设备(100)提供事务标识符(255)，
第一设备(100)还被配置用来将事务标识符(255)绑定到由第二设备(200)接收的验证信息(125)，并且
第二设备(200)进一步根据绑定到验证信息(125)的事务标识符(255)确定是否处理该内容材料。
2.权利要求1所述的再现系统，其中
第一设备(100)包括被配置用来从媒体接收内容材料的接收器，并且
第二设备(200)包括再现设备。
3.权利要求1所述的再现系统，其中
第一设备(100)包括DVD播放器，并且
第二设备(200)包括显示器(290)。
4.权利要求3所述的再现系统，其中
验证信息(125)包括与第一形式的内容材料(105)的至少一部分相关的散列值，
第二设备(200)被配置用来从第二形式的内容材料(115)确定水印(370)，并且
第二设备(200)至少部分根据散列值和水印的比较确定(380)是否处理内容材料。
5.权利要求4所述的再现系统，其中
所述事务标识符(255)对应于随机数。
6.权利要求1所述的再现系统，其中
所述事务标识符(255)对应于随机数。
7.权利要求1所述的再现系统，其中
第一设备(100)通过对事务标识符(255)和验证信息(125)的组合加密(140)将事务标识符(255)绑定到验证信息(125)。
8.权利要求7所述的再现系统，其中
第一设备(100)向第二设备(200)提供公共密钥(155)以便于对事务标识符(255)和验证信息(125)的组合的解密。
9.一种再现设备(200)，包括：
被配置用来在和另一设备(100)的事务期间从该另一设备(100)接收内容材料(115)和验证信息(125)的接口，
被配置用来提供对该内容材料(115)的再现的再现器(210)，
被配置用来向另一设备(100)提供事务标识符(255)的事务标识模块(250)，以及
被配置用来在该事务期间检验所述标识符(255)被绑定到来自另一设备(100)的验证信息(125)的检验模块(220)。
10.权利要求9所述的再现设备(200)，其中
所述接口还被配置用来从另一设备(100)接收公共密钥(155)，并且
该再现设备(200)还包括
被配置用来用公共密钥(155)解密来自另一设备(100)的传输以确定验证信息(125)和被绑定到该验证信息(125)的标识符(255)的解密模块(240)。
11.权利要求9所述的再现设备(200)，其中
检验模块(220)在标识符(255)没有被绑定到验证信息(125)时阻止再现。
12.权利要求9所述的再现设备(200)，其中
再现设备(200)包括用于再现可视图像的显示器(290)，可视图像包含至少一个水印，并且
检验模块(220)还被配置用来根据水印和验证信息(125)阻止对可视图像的再现。
13.权利要求12所述的再现设备(200)，其中
检验模块(220)在水印与验证信息(125)不对应时阻止再现。
14.权利要求9所述的再现设备(200)，其中
标识符(255)包括随机数。
15.权利要求9所述的再现设备(200)，其中
内容信息被以第一形式(105)接收。
验证信息(125)包含与第一形式(105)不同的第二形式(115)的内容材料对应的散列值。
16.一种处理设备(100)，包括：
处理器(110)，被配置用来处理第一形式(105)的内容材料以形成第二形式(115)的内容材料，
验证模块(120)，被配置用来从第一形式的内容材料(105)确定验证信息(125)，
接口，被配置用来：
从另一设备(200)接收事务标识符(255)，
将该事务标识符(255)绑定到验证信息(125)，和
将验证信息(125)连同绑定的事务标识符(255)传输到另一设备(200)。
17.权利要求16所述的处理设备(100)，其中
所述接口包括加密器(140)，该加密器被配置用来加密事务标识符(255)和验证信息(125)的组合，由此将事务标识符(255)绑定到验证信息(125)。
18.权利要求17所述的处理设备(100)，其中
所述加密器(140)根据处理设备(100)的私有密钥(151)加密所述组合，并且
所述接口还被配置用来将与该私有密钥(151)对应的公共密钥(155)传输到另一设备(200)。
19.权利要求16所述的处理设备(100)，其中
所述验证模块(120)还被配置用来通过计算与第一形式的内容材料(105)的一个或多个段对应的一个或多个散列值而确定验证信息(125)。
20.权利要求16所述的处理设备(100)，其中
处理设备(100)包括DVD播放器，并且
另一设备(200)包括显示设备(290)。
21.保护内容材料的一种方法，包括：
传输(320)事务标识符(255)，
接收内容材料(115)和验证信息(125)，
确定(360)事务标识符(255)是否被绑定到验证信息(125)，并且
根据事务标识符(255)是否被绑定到验证信息(125)而控制(395)对内容材料(115)的处理。
22.权利要求21所述的方法，还包括：
接收(320)公共密钥(155)，并且
根据该公共密钥(155)解密(350)验证信息(125)。
23、权利要求21所述的方法，还包括：
根据(380)内容材料(115)中的安全项和验证信息(125)控制(395)对内容材料(115)的处理。
24.权利要求23所述的方法，其中该安全项包括水印。
25.权利要求24所述的方法，其中
验证信息(125)包括与内容材料(115)的至少一部分对应的散列值。
26.权利要求21所述的方法，其中
事务标识符(255)包括随机数。
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