[发明专利]用于数字式可改进的电视信号解码器的独立外部安全性模块

说明书

本发明总的涉及扰频和传输系统，具体来说涉及广播、卫星或电缆电视传输系统的电视信号解码器的外部安全性模块。另外，更明确地说本发明涉及一种将用户信息传输到收费电视信号分配器的方法，和变换电视信号解码器以接受数字电视信号的方法。本发明具体应用了B-型多通道模拟分量(B-MAC)卫星转输，但也可用于NTSC(国家电视标准委员会)，PAL，SECAM，或建议的高清晰度电视制式。还有，本发明的扰叔系统可用于一些相关领域：如电子银行存，定网络，电话交换系统，蜂窝式电话网络，计算机网络，等等。该系统可特别应用于所谓的“有条件使用”的多频道电视系统，在这种系统中观看者可以收看几个“基本的”频道，一个或多个需要“额外费用”或附加费的频道，以及“计节目付费”(pay-per-view)“或自动计节目付费”(impulse pay-per-view)节目。

在收费电视系统中，收费电视服务提供者一般的是通过扰频保护信号防止未经批准的用户和侵权者使用。

对于下面的讨论及本发明的目的，“订户”指付电视服务费的人。“订户”因而可以是在自己家中具有解码器的个人用户，或可以是系统操作人员(如当地电缆电视操作人员)，或小网络的操作人员(如旅店/汽车旅店操作人员，他具有用于旅店或汽车旅店的所有电视的中心解码器)。另外，“订户”可以是工业用户，如与本申请是同一受让人的美国专利4,866,770中所述，在此引用作为参考。

对于本发明的目的，将网络定义为包括节目源(如收费电视提供者)，编码器(有时称为“前端”)，传输装置(卫星，电缆，无线电波，等等)和如上所述用户所使用的一系列解码器。将一种系统定义为节目源、编码器、传输装置、和信号接收解码器。将这种系统模型用来描述在网络中的个人解码器如何与编码器互相配合。

扰频过程是通过一个本身可以由加密的关键码来完成的。对每个希望收到信号的用户提供一个解码器，该解码器有其独有的鉴别数码。只要交了合适的服务费，就可给解码器分配有一个关键码用于对扰频的信号进行解。通过将与关键码(和其它信息)结合工作的去除扰频算法分配给付款用户来实现批准，而不把这种信息分配给非用户及所有可能的侵权者。

关键码可以用隐函在正常电视传输中的数据信号形式与解码器的鉴别数码结合而被传输。在典型的电视信号中，有所谓的在每一场里出现的“垂直消隐间隔”(VBI)和在色度和亮度信号之间的每一行中发生的“水平消隐间隔”(HBI)。各种其它信号可以在垂直和水平消隐间隔中的“带内”传送，包括附加的声道，数据，和电传信息。关键码可以象已有技术熟知的那样被嵌在这些“消隐间隔”中。请注意美国专利4,829,569(转让给本申请的同一受让人)，在此引入作为参考，该专利表明了这样一些数据怎样被嵌在B-MAC信号中。另外，关键码可以在分离的数据通道上或甚至在电话线上“带外”传送。

维持有条件使用电视网络中的安全性取决于下面一些要求：

(i)信号扰频技术必须足够复杂以保证直接加密图攻击不可行。

(ii)分配给批准的解码器上的关键码不能被读出和转移到其它解码器上。

第一个条件可以通过实际的扰频算法来满足，现在可以得到的如DES(数据加密标准)或相关的算法来满足。

第二个条件要求电视信号解码器中某些装置的物理安全性，并且相当难以满足。这样一个装置必须防止观察到关键码的解密过程和部分解密后的关键码信号。

图1表示一个用于卫星传输的已有技术的有条件使用系统。在编码器101中，将包括图像信号、声音信号和数据的源节目信息102在节目扰频器103中利用来自关键码存贮器104的关键码进行扰频。所采用的扰频技术可以是该领域公知的任何一种这类技术，其关键码可以是用于扰频过程的信号或代码数字，该信号或代码数字在解码器106的节目去扰频器108中需要“打开”节目或对节目去掉扰频。实际上，可以用一个关键码(单层加密)或多于一个关键码(未示出)。关键码通常随时间变化(如按月)以挫败侵权者。被扰频的节目和关键码通过卫星线路105传输，并由有条件使用解码器106接收。解码器106从被接收的信号中恢复关键码，把它贮存在关键码存贮器107中，并把它用于节目去扰频器108中，节目去扰频108对通过卫星线路105接收的扰频节目去除扰频，输出去除了扰频影响的节目109。这种系统不是完全安全的，这是由于关键码不设障碍地通过通道传输并可能被侵权者得到并再现。