Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "MECANISMO PARA ADAPTAR UM RECEPTOR A UM MÓDULO DE SEGURANÇA".
Campo da Invenção [0001] Esta invenção faz referência a um sistema de controle de transferência de informações entre um receptor e um módulo de segurança, normalmente para um sistema de televisão paga, assim como um método de controle de transferência de informações com interferência.
Antecedentes da Invenção [0002] Um sistema de desembaralhamento de televisão paga é composto por um receptor e um módulo de segurança.
Esse módulo pode ser removível ou fixado na própria televisão. O receptor tem como objeto desembaralhar os sinais recebidos. O módulo de segurança tem como objetivo principal controlar a operação, verificando a autorização de desembaralhamento, e proporcionando, no caso de necessidade, as informações necessárias para o funcionamento do módulo de desembaralhamento, por exemplo, pelo fornecimento de vetores de desembaralhamento chamados “control words". [0003] Os sistemas existentes utilizam receptores que interrogam os seus módulos de segurança, e estes respondem proporcionando as informações necessárias para a desembaralhamento. Em um dado momento, para a própria emissão quando é emitido, todo o módulo de segurança responde com a mesma informação. Dado que as informações que circulam entre o módulo de segurança e o receptor têm baixa capacidade (entre 20 e 30 bytes/seg), os piratas podem utilizar estas informações para difundi-las publicamente, por exemplo, utilizando internet. [0004] Este sistema pode ser visto no documento "DVD Conditional Access" escrito por David Cutts na revista “Comunication Engineering Journal" de fevereiro de 1997.
Descreve um sistema standard para a desembaralhamento dos fluxos de video e áudio que vem de diferentes fornecedores de serviços. O módulo de segurança, denominado CA (Conditional access) proporcionam as palavras de controle CW. Esse módulo pode usar uns cartões inteligentes (smart card) para a função de desembaralhamento. Uma vez que as informações estão desembaralhadas no módulo CA, as palavras de controle CW retornam ao decodificador para obter as informações claras. [0005] Em uma publicação anterior titulada "Conditional Access Broadcasting: Datacare 2, an Over-Air Enabled System for General Purpose Data Channels" publicada a 1 de agosto de 1988, na revista BBC Research and Development Report n°10, é descrito como um módulo removível (Conditional Access Module) encarregado de receber e descriptografar as informações necessárias para o desembaralhamento. Esse módulo controla as chaves próprias do sistema e proporciona as palavras de controle indispensáveis para o desembaralhamento das emissões de vídeo. Nesse tipo de módulo, uma vez que as palavras de controle foram descriptografadas, elas são enviadas com claridade às unidades encarregadas pelo desembaralhamento. [0006] O problema consiste agora, em como fazer um receptor e um módulo de segurança serem independentes com a finalidade de: - o módulo de segurança dado possa somente ser utilizado no receptor para o qual dito módulo de segurança foi previsto; - o fluxo de informação enviado entre o módulo de segurança e o receptor seja único. Esta unidade impede que a difusão pública deste fluxo permita a outros receptores funcionarem sem o módulo de segurança fabricado para esse efeito.
Sumário da Invenção [0007] A solução proposta para os problemas anteriormente citados utiliza ao menos uma chave de criptografia própria do receptor. Estas chaves são denominados chaves de adaptação. Ao menos uma destas chaves é diferente para cada receptor. Esta ou estas chaves são instaladas na memória não volátil do receptor, seja no momento da fabricação desse receptor, seja em uma etapa posterior. 0 receptor não proporciona ao mundo exterior nenhum meio de acesso a esta ou estas chaves. [0008] Existe uma maneira para programar este chave no módulo de segurança utilizando o sistema de informação central que controla o conjunto de receptores e que pode cobrir no fluxo da transmissão de video, informações para a programação desta chave na memória não volátil e secreta dos módulos de segurança. A eliminação deste procedimento se mantém, logicamente, em segredo. [0009] No momento de uma transferência de informações confidenciais e/ou necessárias para o funcionamento do módulo de segurança até o receptor (tipicamente dos "control words", mas outras informações podem também ser transferidas deste modo), o módulo de segurança criptografa estas informações graças a uma ou várias chaves de adaptação únicas, comuns ao único par receptor/módulo de segurança, e o receptor conhece o método de criptografia correspondente. Uma vez recebidas pelo receptor, estas informações são descriptografadas por esse receptor utilizando o método de criptografia conhecido e a chave de adaptação armazenada na sua memória não volátil.
Essas informações são claras e são utilizadas pelo próprio receptor. [0010] Portanto, o invento propõe um sistema de controle de transmissão de informações entre um receptor e um módulo de segurança, sobretudo para um sistema de televisão paga, onde as informações transmitidas são criptografadas e descriptografadas por meio de ao menos uma chave de criptografia única, armazenada por uma parte no receptor, e por outra parte no módulo de segurança. [0011] O invento refere-se também a um sistema de desembaralhamento de informações embaralhadas e a um sistema de televisão paga que contém um sistema de controle de transmissão. [0012] Ademais, o invento refere-se a um método de controle de transmissão de informações entre um receptor e um módulo de segurança, sobretudo para um sistema de televisão paga, caracterizado pelo fato de que se armazena pelo menos uma chave de adaptação única, por um lado, no receptor, e por outro lado no módulo de segurança, e que as informações transmitidas entre o receptor e o módulo de segurança, por meio de pelo menos uma chave de criptografia única, são criptografadas e descriptografadas. [0013] De acordo com o invento, esta solução responde aos problemas existentes. Em efeito: - um módulo de segurança incluído em outro receptor naquele com que esse mesmo módulo de segurança foi unido proporcionará a este outro receptor um fluxo de informações confidenciais e/ou necessárias para o funcionamento do sistema criptografado com uma chave que não corresponde à utilizada para descriptografá-lo. 0 resultado é então inutilizado; - um fluxo de informações confidenciais e/ou necessárias para o funcionamento do sistema que provém de um módulo de segurança não pode ser distribuído a vários receptores. Unicamente o receptor unido com o cartão que proporciona o fluxo de informações confidenciais e/ou necessárias pode descriptografar esse fluxo com êxito. [0014] O sistema pode conter um mecanismo de análise da adaptação. O sistema de informação central pode incluir um número pessoal no receptor no módulo de segurança unido com esse receptor, por exemplo, gerado de modo aleatório por este último, ou simplesmente utilizar o seu código de barras. Oferecemos um meio ao receptor para verificar livremente esse número pessoal incluído no módulo de segurança e para comparar com o que está guardado na memória não volátil. [0015] Este mecanismo tem a vantagem de não utilizar dados impróprios. O resultado de uma criptografia seguida de uma descriptografia por uma chave diferente proporciona normalmente um resultado pseudoaleatório. Se o resultado não for reconhecido como falso e esse resultado for utilizado, pode produzir danos no receptor ou nos aparelhos ligados ao mesmo. [0016] Alguns tipos de receptores contêm um módulo de desembaralhamento removível. Este módulo está encarregado de um certo número de operações, entre outras encontramos o desembaralhamento dos sinais recebidos. A transferência de informações confidenciais é encontrada entre o módulo de segurança removível e este módulo de desembaralhamento removível. O mecanismo de criptografia da comunicação acima descrita entre um receptor e um módulo de segurança é passado entre o receptor e o módulo de desembaralhamento removível. [0017] Da mesma forma, o método de adaptação descrito acima, entre o módulo de segurança e o receptor é então transferido, da mesma maneira que é feito, entre o módulo de segurança móvel e o módulo de desembaralhamento móvel. [0018] Sinais desembaralhados são então transferidos entre o módulo de desembaralhamento móvel e o receptor. O mecanismo para criptografia da comunicação, em conjunto com o mecanismo de adaptação descrito acima, entre o módulo de segurança e o receptor, é então transferido, da mesma maneira como é feito entre o receptor e o módulo de desembaralhamento móvel. [0019] As funções, feitas pelo módulo de desembaralhamento removível e o módulo de segurança removível, podem ser executadas por um módulo só, denominado módulo de desembaralhamento e segurança removível. O mecanismo de adaptação anteriormente descrito passa entre o módulo de desembaralhamento e segurança removível e o receptor. [0020] Em todos os casos anteriormente descritos, aí onde as chaves de adaptação podem ser utilizadas para criptografar um fluxo de dados confidenciais e/ou necessários para o funcionamento do sistema no sentido contrário, invertendo respectivamente: - receptor e módulo de segurança removível, - módulo de desembaralhamento removível e módulo de segurança removível; - receptor e módulo de desembaralhamento removível; - receptor e módulo de desembaralhamento e segurança removível. [0021] Em todos os casos em que uma chave de adaptação é própria de um aparelho (receptor ou módulo removível), os mesmos princípios são aplicados à utilização de uma (ou de várias) chave (s) de adaptação própria (s) de um grupo de aparelhos.
Breve Descrição das Figuras [0022] A figura 1 mostra uma configuração que destaca um receptor e um módulo de segurança removível. [0023] A figura 2 mostra uma configuração que destaca um receptor, um módulo de desembaralhamento removível e um módulo de segurança removível. [0024] A figura 3 mostra uma configuração que destaca um receptor, um módulo de desembaralhamento e de segurança removível e um módulo de segurança removível.
Descrição Detalhada da Invenção [0025] O receptor A da figura 1 recebe um fluxo de informações do vídeo embaralhadas 1 de uma fonte tal como um receptor via satélite ou por cabo. Este fluxo, de ordem de vários megabytes por segundo é configurado no receptor A e depois, transmitido a uma unidade de controle B que é o responsável por desembaralhar e administrar a autorização de acesso às informações de vídeo embaralhadas. Para isso, essa unidade de controle B pergunta periodicamente ao módulo de segurança removível C (canal 3) o qual responde àquele por um fluxo de dados confidenciais e/ou necessários para o funcionamento da unidade de controle B (canal 4) .
Estes envios são feitos em pequenas proporções e podem ser facilmente tratados pelos microprocessadores dos cartões inteligentes encontrados no mercado. Segundo a invenção o módulo de segurança removível C possui pelo menos uma chave de criptografia K em uma memória não volátil graças à qual são criptografados os dados confidenciais e/ou necessários para o funcionamento da unidade de controle B (canal 4) até o receptor A. Esta chave K é única no receptor A e incluída no módulo de segurança removível C, fazendo que o fluxo de informação 4 seja único neste conjunto. A difusão pública destas informações 4 já não será de nenhuma utilidade para outros receptores já que estes últimos, por não terem a mesma chave K, tornarão o fluxo de informações completamente incompreensível. Graças às informações 4, a unidade de controle B pode encontrar o sinal de vídeo desembaralhado 2, sendo este tratado e transmitido de forma standard (PAL, SECAM, NTSC) à tela do vídeo. [0026] Uma variação do invento mostra uma criptografia que tem as mesmas características que as informações 3 enviadas ao módulo de segurança removível C, já seja com a mesma chave K ou com outra chave diferente J, única e própria do conjunto formado pelo receptor A e o módulo de segurança removível C. Dessa maneira, toda intenção que pretenda encontrar a chave K do fluxo de informação 4 fica mais difícil. [0027] A figura 2 mostra uma variante que utiliza um módulo de desembaralhamento removível D que integra a unidade de controle B. Neste caso, o fluxo de vídeo embaralhado 1 toma forma graças ao receptor A e é conduzido até o módulo de desembaralhamento removível D. O funcionamento descrito pela figura 1 entre o receptor A e o módulo de segurança removível C é aplicado também ao dialogo entre o módulo de desembaralhamento removível D e o módulo de segurança removível C. A chave K está gravada numa parte secreta do módulo de desembaralhamento removível D e no lugar do receptor A. Desse modo as informações fornecidas pelo módulo de segurança removível C ao módulo de desembaralhamento D são criptografadas e por tanto não têm valor em outro módulo de desembaralhamento D. [0028] Constatamos então que as informações transmitidas ao receptor A, constituem um fluxo de informações de vídeo desembaralhadas 6 e podem ser facilmente utilizáveis por exemplo com cópias ilícitas.
Numa variação do invento, o fluxo 6 é criptografado no módulo de desembaralhamento removível D antes de ser transmitido ao receptor A para ser desembaralhado pela unidade de descriptografia E'. Esta operação se efetua por meio de uma chave K' própria unicamente ao conjunto receptor A e ao módulo de desembaralhamento removível D.
Por tanto, o fluxo de informação 6 já não tem nenhum significado e somente pode estar incluído no receptor A que contenha a mesma chave K'. [0029] No fluxo de vídeo embaralhado 1, o receptor A pode agregar informações de controle destinadas ao módulo de desembaralhamento removível D. Com a finalidade de evitar que estas informações sejam públicas e que facilitem a compreensão do mecanismo de criptografia, estas informações são criptografadas pela unidade de criptografia E para obter um fluxo de vídeo embaralhado 6 que contém informações de controle criptografadas. [0030] A figura 3 mostra uma variação do invento onde o módulo de segurança removível está integrado em um módulo de desembaralhamento e segurança removível F. Esse módulo tem como objetivo desembaralhar e controlar a autorização dos sinais de vídeo recebidos pelo receptor A.
De acordo com o invento, este módulo inclui uma chave única criptografada, própria do receptor A e gravada neste módulo de desembaralhamento e segurança removível F. Dessa maneira, o fluxo de vídeo desembaralhado 6 é criptografado por essa chave e transmitido nessa forma ao receptor A.
Este, graças a unidade de descriptografia E', e utilizando a mesma chave única, poderá reencontrar o sinal de video claro. [0031] Analogamente ao funcionamento que foi descrito na figura 2, as informações do controle, contidas no fluxo de video embaralhado 1 podem ser criptografadas com uma chave única criptografada pela unidade E antes da sua transmissão até o módulo de desembaralhamento e segurança removível F. [0032] Em todos os exemplos descritos nas figuras de 1 a 3, o controle de adaptação pode ser efetuado. No caso da figura 1, o receptor A marca o seu número pessoal como, por exemplo, o seu código de barras, no módulo de segurança removível C. Desse modo, o receptor pode, de todas as formas, verificar que o módulo de segurança removível C é certamente o que lhe está designado. No contexto do exemplo mostrado na figura 2 o controle pode ser efetuado de duas maneiras: uma será efetuada entre o módulo de desembaralhamento removível D e o modo de segurança removível C; e outra maneira será entre o módulo de desembaralhamento removível D e o receptor A. Esta segunda forma, é especialmente importante se criptografarmos as informações desembaralhadas 6 na direção do receptor A. [0033] Na solução da figura 3, o controle de adaptação se efetua entre o receptor A e o módulo de desembaralhamento e segurança removível F. [0034] Em uma forma particular do invento, o receptor A é um decodificador MPEG que utiliza os "control words" (informações necessárias para o desembaralhamento do sinal) para o desembaralhamento do sinal do video. Esses "control words" são proporcionados pelo módulo de segurança removível C. Este módulo, por exemplo, contém um cartão inteligente com um chip, que possui uma memória não volátil para o seu armazenamento. [0035] Em uma forma particular da invenção, o módulo de desembaralhamento D é um cartão do tipo PCMCIA que inclui um decodificador MPEG (unidade de controle B). [0036] Em uma forma particular da invenção, o módulo de desembaralhamento e segurança F é produzido na forma de um cartão inteligente que incorpora um decodificador MPEG e um módulo de segurança C'. [0037] Em uma forma particular do invento, a chave de criptografia única K é comum em um grupo de receptor.
Essa possibilidade é interessante, como por exemplo, em um colégio que tenha vários receptores dos quais se aplique o mesmo módulo de segurança removível segundo suas necessidades. Do mesmo modo, vários módulos de segurança removíveis incluem a mesma chave de criptografia para poder ser situado em qualquer receptor do grupo. Nesse caso, o controle de adaptação será feito sobre um número que não só é de um receptor como também de um grupo de receptores.
Pode realizar-se uma combinação com um número composto por duas partes, uma corresponde ao grupo e a outra corresponde ao receptor. As unidades dos números pessoais são respeitadas, o teste de aceitação só é feito sobre a parte do grupo desse número.