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CN101627627B - 控制对有条件访问的音频/视频内容的访问的方法 - Google Patents

控制对有条件访问的音频/视频内容的访问的方法 Download PDF

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CN101627627B CN2008800072360A CN200880007236A CN101627627B CN 101627627 B CN101627627 B CN 101627627B CN 2008800072360 A CN2008800072360 A CN 2008800072360A CN 200880007236 A CN200880007236 A CN 200880007236A CN 101627627 B CN101627627 B CN 101627627B
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Abstract

本发明旨在解决由于允许跳过商业中断的DVR存在而造成的财务收入损失。该解决方案基于控制对包括至少一个广告部分的有条件访问的音频/视频内容的访问的方法，该内容在与安全模块相关联的DVR上播放，并至少包括广告部分和主要内容部分，该方法包括：定义存储在安全模块中的与音频/视频内容相关联的控制信息；利用与音频/视频内容的广告部分相关的控制消息中包括的条件信息更新安全模块中的控制信息；由安全模块接收与音频/视频内容主要内容部分相关并包含与存储的控制信息相关的条件信息的控制消息；验证与主要内容部分相关的控制消息中包含的条件信息与存储的控制信息是否匹配，如果是，将允许访问音频/视频内容主要内容部分的授权信号返回DVR。

Description

控制对有条件访问的音频/视频内容的访问的方法
技术领域
本发明涉及终端用户从数字视频记录装置观看的音频/视频事件的领域。
背景技术
今天，使用数字视频记录装置(DVR)或者个人视频记录装置(PVR)就可以观看以往广播或者下载的电影。使用该记录装置来观看电视直播节目的一个重要动机是：可以暂停或者停止当前节目并在稍后继续观看，而不错过用户不在场的时段。
该主要特征的一个连带效应就是：可以跳过分散在电影中的广告。人们可以在市场上购买到数字视频记录装置，其可以检测到广告时段并且自动向前跳转到后续的电影部分。由于广告是资助电影发行的一个重要手段，跳过广告的技术手段的传播可能会导致内容提供方资金受到损失。
文献US200104982描述了一种方法，其通过认真创作商业中断开头或者最后多秒来提供“含蓄而容易引起人好奇心的广告(teaser)”，促使观看者保持观看广告，从而吸引观看者在商业中断期间观看多个商业广告，而不是使用数字视频记录装置的快进或者跳过功能来跳过它。为此，当观看者从数字视频记录装置的存储装置选择已记录的节目进行重放时，首先将广告从存储装置中提取出来，并且在主要节目之前显示。
然而，用户仍可以采用数字视频记录装置的快进或者跳过功能来跳过广告。
在付费电视应用中，其中内容受到安全模块进行的有条件访问处理(conditional access enforcement)，情况也是相同的：当发出重放请求的时候，数字视频记录装置向安全模块发送授权控制消息，并且如果被授予看电影的权限，则安全模块返回密钥，从而解密包含广告的电影。安全模块无法锁定数字视频记录装置内的快进或者跳过功能。
为了将广告部分与有价值的内容链接起来，文献US2003/0154378中描述了一种解决方案。广播的图像包含两个区，即广告区和有价值内容区，访问有价值区的密钥被加水印在广告区中，从而使得去除广告区会导致禁止访问有价值的内容。
在文献WO 2004/056116中，在便携式视频装置上播放广告适时地对广告商进行记帐和收费。这个文献描述了如何通过观察用户的反应(比如修改声音等级)来收集反馈信息。
发明内容
本发明旨在解决由于允许跳过商业中断的数字视频记录装置存在而造成的财务收入损失。
此解决方案基于一种控制对有条件访问的音频/视频内容的访问的方法，所述内容在与安全模块(SM)相关数字视频记录装置上播放并且至少由要在不同时间观看的广告部分和主要内容部分形成，该方法包括以下步骤：
-接收与音频/视频内容(ACM)相关的初始消息，其包括音频/视频内容的标识，并检查与所述音频/视频内容相关的控制信息(CTI)是否存储在安全模块(SM)内，如果不是，则建立一个记录，该记录包括音频/视频内容的标识以及初始化的控制信息(CTI)；
-接收与音频/视频内容(ACM)的广告部分相关的第一消息，其包括音频/视频内容的标识以及更新信息(Upl)，利用更新信息(Upl)更新在安全模块(SM)中的与所述标识的音频/视频内容相关的控制信息(CTI)，在接收广告部分的同时，接收所述第一消息；
-通过安全模块接收包括在所述音频/视频内容的主要内容部分(MCM)中的第二消息，所述第二消息包括音频/视频内容的标识和与被存储的控制信息(CTI)相关的条件信息(CI)；
-验证第二消息中所包含的条件信息(CI)是否与存储的控制信息(CTI)相匹配，如果是的话，则将允许访问音频/视频内容的主要内容部分的授权信号返回到数字视频记录装置。
为此，音频/视频内容主要包含两种控制消息，即与内容的广告部分相关的第一消息、和与主要内容部分(例如电影本身)相关的第二消息。在第一消息中，存在条件数据，并且其由安全模块解译。这些条件数据将设置(或者更新)控制信息(CTI)，使得在后面的阶段，当处理与内容的主要内容部分相关的第二消息时，第二消息中包含的条件信息与安全模块中包含的控制信息进行比较。在验证匹配的情况下，安全模块通过将必要的授权信息返回给数字视频记录装置来准许访问该内容。
授权信息可以是用于解密主要内容部分的密钥，或者可以是对于数字视频记录装置的授权信息，用于通知其允许重放主要内容部分。
根据特定的实施方式，在第一消息之前就广播初始消息，以初始化安全模块中的记录，所述记录包括所广播的信号的标识。
附图说明
通过附图对本发明进行描述，其中：
-图1示出数字视频记录装置DVR的框图；
-图2示出如何处理广告条件的一个例子。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了数字视频记录装置DVR。其包括大容量硬盘形式的存储介质ST、过滤装置FI、安全模块SM、以及解扰器/解压模块DESC。过滤装置FI从代表内容的数据流中提取用于安全模块SM的消息。
在与数字视频记录装置相关的安全模块SM中进行安全操作。特别地，可以按照四种不同的形式生成此类安全模块。这些安全模块中的一种包括微处理器卡、智能卡，或者更普遍地包括电子模块(采用密钥、签名等形式)。这类模块通常是可拆卸的，并且可以连接到数字视频记录装置。最常用的形式就是带有电触点的模块，但是不排除没有触点的连接，比如ISO 14443型。
第二种已知的形式包括集成电路芯片，通常情况下将其以确定的和不可移动的方式置于数字视频记录装置的印刷电路板中。一种可选形式由在基板上布线的电路构成或者连接，例如SIM模块连接器。
在第三种形式中，将安全模块集成在例如解码器的解扰模块或者解码器的微处理器中的集成电路芯片上，所述集成电路芯片还具有其它功能。因此，安全模块是较大的硅电路的一部分。
在第四种实施方式中，安全模块不以硬件形式实现，而仅通过软件来实现其功能。可以使用已知的技术来保护该软件，防止例如通过混淆而将其篡改。
虽然安全级别不同，因为在四种情况下功能是相同的，因此不管其功能如何实现、或者不管该模块采用的形式如何，在以下都将使用术语安全模块。
数字视频记录装置DVR可以作为简单的机顶盒，也就是说，接收数据流、并且对其进行处理而不对其进行存储。可以以不同方式来使用存储装置ST。根据第一实施方式，存储装置ST用于时移操作。数据流存储在存储装置ST中，并且在相同的时间在不同位置上读取。通常情况下，甚至紧接在读取操作之后、或者在预定义的较晚时间，读取操作删除已读取的部分，以便不使存储装置达到饱和。
根据第二实施方式，存储装置ST用于将来自分配网络的内容推入(push)该装置中。在推入操作中，由提供方进行对要存储的内容的选择，其中可能考虑到用户的偏好。优选地，在没有使用数字视频记录装置的时候，将内容推入到存储装置上。
作为选择，可以根据用户的订单将内容存储在存储装置中。用户购买内容，并且将内容发送到存储装置中。
内容包含至少一个广告部分和主要部分。这两部分可以形成单一的文件、或者可被分成不同的文件，例如在一种实施方式种使用广告简档(profile)。本发明旨在将对广告部分的观看与对主要内容部分(电影本身)的重放链接起来。
一旦安全模块接收到初始消息，记录就被创建，并且与初始消息中包含的事件标识关联起来。所创建的记录包含一自由空间，用于存储与主要内容部分相关地使用的更新信息(密钥或者计数器)。
一旦安全模块接收到第一消息，其根据传送密钥对其进行解密，并且处理更新信息。需要指出的是，初始消息可以是第一次被接收到的第一消息，安全模块创建与该事件的标识相关联的记录，并且处理更新信息。
对于后续的第一消息或者第二消息，将这些消息中包含的事件的标识与所保存的记录中的标识进行比较，从而使得安全模块中的给定记录将被更新(广告更新)、或者使其只与和相同事件相关的消息进行比较(主要部分)。
初始消息可以包含所创建的记录可能被删除的过期日期。在创建新记录时，安全模块可以扫描先前的记录，以便检查那些过期的记录，并且可以覆盖所述记录。
部分关键解决方案
该广告部分包括至少一条控制消息，所述控制消息包含与控制信息CTI相互作用的更新信息UpI。在处理与内容相关的授权数据的同时，可在后部创建该控制信息。权限存储在安全模块中，其包括事件的标识。除了该标识之外，存储访问权限，其定义使用规则(比如允许观看的数量)。除了访问权限之外，在安全模块中对该内容分配附加的寄存器，以存储控制信息。
例如，通过授权管理消息(EMM)来加载这些授权数据。该管理消息可以根据网络性能进行广播或者单播，并且可以用与特定数字视频记录装置的安全模块相关的特有密钥对其进行加密。比如，在数字视频记录装置与管理系统(例如通过互联网)进行通信的同时，可以加载该管理消息。
并行地，对内容的任意部分进行解扰所需要的访问密钥(CW控制字)嵌入控制消息(CM)中，该控制消息CM与内容一起被传输。为了执行广告重放控制，将不同类型的控制消息分别与广告部分和主要内容部分一起传输。
在该第一实施方式中，广告部分的控制消息中的更新信息包括对内容的主要内容部分进行解密所需的全部或者部分的访问密钥。可以将该密钥数据嵌入一个控制消息中，或者分到多个消息上，所述多个消息与广告部分相关地分发。因此，需要将与广告部分(ACM)相关联的所有控制消息发送到安全模块中，从而使得根据它们来创建访问密钥。不这样做的话，则会导致安全模块之后无法提供访问密钥来解扰与匹配的主要内容部分相对应的内容。可以将访问密钥分为几个部分，并且需要每个更新信息来形成内容密钥。
更新信息包括第一值K1，其与第二更新信息K2等组合(例如使用任何适当的函数，f，由运算符
Figure G2008800072360D00061
表示)，以形成访问密钥CTK。
CTK = K 1 ⊕ K 2 ⊕ K 3 ⊕ . . . Kn
将中间结果存储在控制信息CTI的安全模块SM中。各条更新信息Kn对形成最终的访问密钥都是必要的。如果缺失一个，那么最终的访问密钥则会是错误的。
为了避免对相同的控制消息处理两次并因此最终得到错误结果，控制信息可以包含索引，其存储了对当前控制消息的索引。从而，安全模块不接受对具有相同索引或者比预期小的索引的控制消息的控制信息进行更新。在广告部分结尾处，控制信息CTI是用于解密内容的后续部分(即，主要内容部分)的密钥。
可以使用在各个控制消息中包含的信息的其它组合，例如使用第二及之后的密钥K2…Kn来加密所接收的第一信息K1。
CTK＝(((((K1)K2)K3)..)Kn
在这种情况下，访问密钥被该计算出的访问密钥CTK替代，该访问密钥对当前的主要内容来说是有效的，直到在内容中检测到新的广告部分。在不同的访问密钥用于不同的主要内容部分的情况下，可以将它们存储在安全模块中以便在用户请求在先前的主要内容部分中实现倒回功能的情况下重新使用。
值得注意的是，控制消息CM被加密并优选地进行签名，以确保其没有被篡改。作为加密的结果，只有安全模块可以访问并且解密该消息。签名利用非对称加密技术来鉴别该消息，该消息应该通过仅存在于管理系统中私钥来进行正确地签名。安全模块通过消息发布者、管理系统的公钥来检查消息的有效性。如果签名不匹配，则将不处理该消息。
计数器控制
在最简单的实施方式中，控制信息实际上是一个计数器，而条件信息可以简单地作为所存储的计数器要满足的阈值。
之后，广告部分的每个(不同的，参见上文)控制消息(CM)将修改计数器。最简单的方式就是对消息进行计数，并确保各消息仅被处理一次以使计数器增加。根据不同的模式达到此目的。
●索引模式：除了计数器值，存储与控制消息的索引相对应的索引。仅在当前消息具有所存储的索引之后的索引的情况下，才允许对计数器进行增加。这样就防止了例如从广告部分的第一消息到最后一条消息，由于终端用户发出跳转命令而导致的计算器混乱增加。
●设置模式：控制消息包含要被设置的计数器值。只有计数器值是该值之前的一个单位的情况下，才使用该消息中包含的值来更新计数器。
●表格模式：安全模块存储了具有针对广告CM的预定位置的表格。解密的各个CM致使在匹配表格输入中设置一个值，例如1。只有当表格输入项全部填充直到达到与相关主要内容MCM携带的条件信息相匹配的表格索引时，广告部分才被认为是被观看了。
图2示出了控制信息CTI，其采用了在广告部分AD1期间增加的计数器的形式。
为了确保观看整个广告时段而非仅仅观看其一部分(其会导致部分的、无用的密钥)，匹配的主要内容部分MV1的控制消息包含与控制信息CTI的最终预期值相对应的附加条件信息CI。只有当控制信息CTI的值大于或者等于条件信息CI的时候，安全模块才返回授权信号。
与主要内容部分相关联的CM还可能包含：
●对于该部分的访问密钥CW的部分CK，其要与通过处理广告部分的先前CM而计算出的密钥CTK进行组合；
●或者对于该部分的访问密钥CW，其自身利用通过处理广告部分的先前CM而计算出的密钥CTK对称或者非对称地进行加密(CK是加密的CW)；
●或者特定的数据，其必须与通过处理广告部分的先前CM而计算出的信息进行组合，以便为该部分计算正确的解扰密钥CW。
这产生了公式：CW＝f(CTK，CK)；
很明显，只要控制信息存储的值高于或者等于在主要内容部分的控制消息中所包含的阈值(条件信息CI)，将内容倒回开始就不会影响对于跳过广告的限制。
在内容中存在第二个广告部分AD2的情况下，还必须防止在没有观看第二广告部分AD2的情况下从第一主要内容部分MV1跳转到第二有用的MV2。为此，附到第二主要内容部分的控制消息的条件信息的值需要高于以前的值。通常情况下，该值累积了所有先前广告时段(并不仅是最近一个广告时段)的计数。类似地，不重置安全模块所处理的控制信息。在观看第二广告部分AD2的情况下，控制信息将递增，直到第二主要内容部分MV2所要求的第二阈值。
根据该点，在第一或者第二主要内容部分中的任何倒转都是完全自由的，并且不受限制。
实践中，由于对产生密钥的广播后部所施加的限制以及对接收器(其需要对用户可能以频道漫游(channel surfing)模式调节的任何可能频道缓冲广告部分)施加的限制，所以不可能总是从广告部分数据获得用于主要内容的解扰密钥CW。这些限制尤其与符合DVB同密标准[Digital Video Broadcasting(DVB)；DVB SimulCrypt：；Part 1：Head-end architecture and synchronization，EuropeanTelecommunications Standards Institute，ETSI Technical Report TS101 197-1 vI.1.1 Jun.1997.]的直播环境相关，而且也与使用单一内容密钥而非旋转加密段(crypto-period)密钥(控制字)的VOD应用或者DVR实施方式相关。在后一种情况下，控制消息CM等同于内容许可证。
在整个内容中使用相同密钥的情况下，可以通过处理通常在授权控制消息中携带的、与后面的DVR内容重放相关的使用规则或访问准则，而不是处理实际的内容密钥，来应用该相同的原理。通常在这种情况下，即使在使用单一内容密钥来解扰内容时，仍需要将至少一条不同的授权控制消息与各部分(广告部分或者主要内容部分)关联。
控制消息的使用规则或者访问准则指定了当继续使用主要内容部分时，通过安全模块来进行授权请求。安全模块根据控制信息CTI以及在DVR请求中所包含的条件信息，将进行/不进行(GO/No Go)返回到数字视频记录装置。内容的主要内容部分所附的许可证或者授权控制消息描述了使用规则以及作为重放条件要被满足的条件信息；同时匹配的广告部分所附的许可证或者授权控制消息描述了使用规则以及安全模块用于更新所存储的控制信息的更新信息。
根据该第一示例，如果没有看完广告，则无法重放在广告部分之后的主要内容部分。为了确保观看整个广告部分，可以将相关内容许可证根据需要分成许多片段，而后要求将所有片段组合以适当地更新所存储的控制信息，这防止终端用户跳过广告部分中的任何一个片段。
应当指出的是，与主要内容部分相关的授权控制消息中包含的条件信息可以包含一个阈值，其低于与匹配的广告部分相对应的所有消息的组合可能满足的最大值。例如，可将广告部分分为25个广告片段，要求观看其中的最少20个(观看25个片段中的任意20个片段会使得所存储的控制信息计数器的值为20)。
另外一种可能是通过将主要片段与主要内容部分相关联，并且使得各片段与载有不同的条件信息(阈值)的授权控制消息或者内容许可证相关联，而随着主要内容部分来改变阈值。举个例子，在已经观看了所有25个广告片段时，控制信息的标称值是25。主要内容部分的第一授权控制消息则可以包含25作为阈值，在1分钟之后的主要内容部分的下一条授权控制消息将包含24，等等。这样，如果用户已经部分地观看广告，例如，控制信息计数器被设置成20，那么只有第一个5分钟会被限制。通过包含在主要内容部分的授权控制消息中的条件信息，所以可以准确地调节部分地观看广告的后果。
定时控制
要解决的最后问题是如何避免用户以加速模式向安全模块SM供给所有广告授权控制消息，使得各片段都被处理而不没有实际速度来观看，这样就无法将广告消息传递给用户。在文献EP 1 575 293中给出了第一种解决方案，其在各消息之后添加等待时间。即使无法使用实际时间并只能使用“嘀哒”声计数器，时间概念也可以存在于安全模块中。一般来说，如果安全模块的内部时间无法从解码器直接给送，那么可以从不同的消息(ECM、EMM)中提取安全模块的内部时间。在这两个消息之间，安全模块由于其工作时钟的缘故可以产生内部定时器，从而计算着两个消息之间逝去的时间。
在与广告部分相关的授权控制消息中，可以添加在安全模块可以加载和/或处理的新信息之前必须经过的持续时间条件。这一限制可以阻止在开始观看内容之前以加速模式向安全模块给送所有授权控制消息的任何尝试。在可选实施方式中，安全模块被预定有最小窗口时间(例如5秒)，在该最小窗口时间中不处理新的ECM消息。已知该限制的管理系统将广告部分分为时间多于5秒的几块。
音频控制
根据另一实施方式，为了防止对广告消息的快进，根据MPEG-2系统规范(ISO/IEC 13818-1：2000信息技术-活动图像的通用编码以及相关的音频信息)，与广告部分相关的授权控制消息被附于音频数据流而非视频数据流。实际上，在通常情况下，当启动快进操作时，音频流被跳过，因此与之相关的消息就不会被安全模块处理。这是避免将消息供给安全模块而没有实际观看相应部分的另一方式。
其它优点
通过这种架构，可以使内容提供方提供与或多或少具有限制性的广告相对应的、不同的内容购买模型。在用户准备支付不同价格或者用户是特殊预定的成员的情况下，发送到其DVR的安全模块SM的授权管理消息(EMM)不仅包含对该内容的权利，而且还有相关联的控制信息的值或者可用于获得适当的值的一些信息的值。例如，要完全禁用广告执行器机制(ad enforcer mechanism)，那么管理消息将包含控制信息的最高值，使得其不再要求从广告部分授权控制消息读取的更新信息。
此外，在一天之后再次观看内容的情况下，根据使用的方针，存储在安全模块中的、附于该内容的控制信息仍然包括最高值，并且可以在没有限制的情况下观看音频/视频内容，也就是说，只强迫用户在电影播放期间观看广告一次。

Claims (11)

1.一种控制对有条件访问的音频/视频内容的访问的方法，所述内容在与安全模块相关联的数字视频记录装置上播放并且至少由要在不同时间观看的广告部分和主要内容部分形成，该方法包括以下步骤：
-接收与音频/视频内容相关的初始消息，其包括音频/视频内容的标识，并检查与所述音频/视频内容相关的控制信息是否存储在安全模块内，如果不是，则建立一个记录，所述记录包括音频/视频内容的标识以及初始化的控制信息；
-接收与音频/视频内容的广告部分相关的至少一个第一消息，其包括音频/视频内容的标识以及更新信息，利用更新信息更新在安全模块中的与所述标识的音频/视频内容相关的控制信息，在接收广告部分的同时，接收所述第一消息；
-通过安全模块接收包括在所述音频/视频内容的主要内容部分中的第二消息，所述第二消息包括音频/视频内容的标识和与所存储的控制信息相关的条件信息；
-验证第二消息中所包含的条件信息是否与所存储的控制信息相匹配，如果是的话，将允许访问音频/视频内容的主要内容部分的授权信号返回到数字视频记录装置，
其特征在于，广告部分包含多个第一消息，在处理主要内容部分的控制消息时，对所述多个第一消息中的每一个的处理使得能够形成适于产生授权信号的控制信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：授权信号是使得能够访问主要内容部分的访问密钥，并且其通过将主要内容部分的控制消息的至少一部分与在处理和广告部分相关的至少一个控制消息时获得的控制信息相组合而得到的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：授权信号是使得能够访问主要内容部分的访问密钥，并且包含在控制信息中，所述访问密钥在处理和广告部分相关的至少一个第一消息时构成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：授权信号是一个释放信息，其通知数字视频记录装置允许处理主要内容部分。
5.如权利要求1所述的方法，其中控制信息是一个计数器，其特征在于所述方法包括以下步骤：
-在处理广告部分的第一消息时更新控制信息；
-读取主要内容部分的第二消息的条件信息，并且将所述条件信息与控制信息进行比较；
-在成功比较控制信息和条件信息之后返回授权信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：每次处理广告部分的不同的第一消息时更新控制信息。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：与广告部分相关的第一消息包含应当被满足以更新控制信息的计数器条件。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：主要内容部分包括多个第二消息，所述方法包括以下步骤：将不同条件信息分配在主要内容部分的第二消息中。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：广告部分的第一消息与内容的音频部分绑定。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：初始消息和第一消息具有相同的内容，对于给定的音频/视频内容来说，初始消息在第一次接收第一消息时由安全模块定义。
11.一种用于控制音频/视频内容的重放的安全模块，所述音频/视频内容包括至少一个广告部分和主要内容部分，该安全模块包括：专用于音频/视频内容的控制信息；接收控制信息并通过更新信息来更新控制信息的装置，所述更新信息包括在与音频/视频内容的广告部分相关的至少一个第一消息中；接收控制消息的装置，所述控制消息与所述音频/视频内容的主要内容部分相关，并包含与存储的控制信息相关的条件信息；以及比较装置，所述比较装置用于比较与主要内容部分相关的控制消息中所包含的条件信息是否与所存储的控制信息相匹配；以及在是的情况下返回准许访问音频/视频内容的主要内容部分的授权信号的装置，
其特征在于，安全模块具有在广告部分期间接收多个第一消息的装置，在处理主要内容部分的控制消息时，对所述多个第一消息中的每一个的处理使得能够形成适于产生授权信号的控制信息。
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