對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，包括前端和終端，前端包括加擾器、控制字發(fā)生器、業(yè)務(wù)密鑰發(fā)生器、NTP服務(wù)器、ECM發(fā)生器、EMM發(fā)生器和復(fù)用器；本發(fā)明提出了一種在數(shù)字電視終端設(shè)備內(nèi)根據(jù)時間戳比較的方法區(qū)分直播節(jié)目和錄制節(jié)目片段的系統(tǒng)，實現(xiàn)了一種對用戶使用終端錄制的節(jié)目片段和由前端推送到用戶終端的節(jié)目片段進行再授權(quán)方式。
【專利說明】對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及數(shù)字電視領(lǐng)域，具體涉及對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)。
[0003]【背景技術(shù)】
在數(shù)字電視領(lǐng)域，對節(jié)目碼流進行加密、保證只有合法授權(quán)的用戶才能收看節(jié)目是運營商對數(shù)字電視系統(tǒng)的基本要求。如果做不到這一點，會使數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)運營商的運營收益和節(jié)目源供應(yīng)商的版權(quán)收益都受到損失，也不利用數(shù)字電視領(lǐng)域的管理。 [0004]直播數(shù)字電視節(jié)目一般都是事先經(jīng)過數(shù)字電視前端條件接收系統(tǒng)和加擾設(shè)備加密的，終端機頂盒利用智能卡或者內(nèi)置解密電路進行解密得出加擾密鑰，用密鑰和內(nèi)置的解擾硬件對節(jié)目流進行解擾以獲得透明流，然后解碼觀看。隨著半導(dǎo)體集成電路的飛速發(fā)展，數(shù)字電視終端接收和解碼設(shè)備(通常為機頂盒)都已具備了外置的高速、大容量和可移動存儲設(shè)備的接口。這使得數(shù)字電視終端用戶可以將自己感興趣的數(shù)字電視節(jié)目的片段及其指南信息在節(jié)目直播時進行錄制并保存到本地存儲設(shè)備，以后進行多次反復(fù)地、按需點播收看。由于這些被錄制的節(jié)目往往是精彩的、時新的或高價值的節(jié)目，因此如果能實現(xiàn)一種機制，讓終端用戶再次在本地收看這些節(jié)目片段時，在這些節(jié)目所屬的直播節(jié)目產(chǎn)品包的費用(用戶事先已經(jīng)交付，但是用戶只能享受直播形式的服務(wù))之外，必須給運營商再次交付一定數(shù)額的收視費用的話，將會給運營商帶來客觀的額外收益，以保護運營商和節(jié)目供應(yīng)商的合法權(quán)益。
[0005]要實現(xiàn)這樣的需求，有幾個技術(shù)問題需要解決。第一，因為存儲數(shù)據(jù)文件片段和原始的直播節(jié)目流本身沒有什么區(qū)別，而終端機頂盒的解密、解擾部分無法接觸到標準的節(jié)目相關(guān)信息中所包含的系統(tǒng)時間信息，因此，在信息處理過程中，需要有一種另外的機制來區(qū)分所處理數(shù)字電視節(jié)目是直播節(jié)目，還是事先錄制并保存到可移動存儲設(shè)備的節(jié)目片段。第二，目前數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)一般為單向廣播網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字用戶在播放這些節(jié)目片段時，無法與運營商前端的計費系統(tǒng)進行交互以對用戶的賬戶進行扣費，從而對于錄制節(jié)目片段的再控制和觀看收費的實現(xiàn)帶來困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種新穎的、對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不需要數(shù)字電視運營商在傳統(tǒng)的數(shù)字電視加密系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加任何額外的加密硬件，也不需要對其網(wǎng)絡(luò)進行昂貴的雙向改造，即可完成對數(shù)字電視用戶收看錄制到本地的節(jié)目片段的行為實施控制和收費，為開展推送式視頻點播、個人視頻錄像(PVR)等業(yè)務(wù)創(chuàng)造了條件。本發(fā)明主要是采用了一種獨特的時間戳比較的方法來判斷所接收和處理的節(jié)目是錄制節(jié)目片段還是直播節(jié)目，并利用移動通信網(wǎng)絡(luò)的短信或移動蜂窩數(shù)據(jù)作為用戶請求播放本地錄制節(jié)目請求的上行信道，用數(shù)字電視廣播信道對本地節(jié)目片段的收看行為進行授權(quán)。[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括前端和終端，所述的前端包括加擾器、控制字發(fā)生器、業(yè)務(wù)密鑰發(fā)生器、NTP服務(wù)器、ECM發(fā)生器、EMM發(fā)生器和復(fù)用器；其中，所述的加擾器在控制字的作用下進行加擾；所述的控制字發(fā)生器隨機產(chǎn)生加擾控制字，且保證加擾控制字周期性；所述的NTP服務(wù)器根據(jù)外部時鐘源獲得精確的實時系統(tǒng)時間，周期性地產(chǎn)生時間戳信息給ECM發(fā)生器和EMM發(fā)生器；所述的ECM發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳進行封裝，在業(yè)務(wù)密鑰的作用之下對控制字發(fā)生器產(chǎn)生的加擾控制字進行加密，然后將封裝后的包括但不限于時間戳、加密后的控制字、業(yè)務(wù)密鑰、節(jié)目ID組成ECM流，送入復(fù)用器進行復(fù)用；所述的EMM發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳，以及計費系統(tǒng)傳來的節(jié)目片段授權(quán)指令進行封裝，生成EMM流并送入復(fù)用器進行復(fù)用；加擾后的數(shù)字電視節(jié)目流和ECM流可以直接送給復(fù)用器進行復(fù)用，所述的復(fù)用器對各種碼流進行復(fù)用，產(chǎn)生傳輸流，然后送給數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)進行傳輸
作為優(yōu)選，所述的前端還包括時移存儲系統(tǒng)和推送器；所述的ECM包經(jīng)過時移存儲系統(tǒng)存儲之后，再進行高速推送，高速推送的碼流發(fā)給復(fù)用器進行復(fù)用。
[0008]作為優(yōu)選，所述的終端包括解復(fù)用模塊、直播流錄制存儲模塊、可移動存儲器、EMM處理模塊、ECM處理模塊、解擾器和解碼器以及推送流接收存儲模塊。所述的解復(fù)用模塊接收從傳輸信道解調(diào)模塊傳來的傳輸流，從中解析出包括但不限于:對于直播數(shù)字電視節(jié)目，包括加擾的數(shù)字電視直播節(jié)目基礎(chǔ)流、ECM流、EMM流；對于高速推送的節(jié)目流，則包括加擾的數(shù)字電視節(jié)目基礎(chǔ)流，及其包含的ECM流，但是其推送的速度遠遠高于節(jié)目原始播放速度；所述的直播流錄制存儲模塊將直播的加擾節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器；如果有推送流接收存儲模塊，則推送流接收存儲模塊負責(zé)將高速推送的節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器。在完成某個節(jié)目片段的存儲后，所述的解復(fù)用模塊和直播流錄制存儲模塊都應(yīng)為錄制完成的節(jié)目片段生成唯一的ID ;該ID包含了錄制節(jié)目片段所在的原始節(jié)目的ID、開始時間(從節(jié)目ECM信息流中第一個時間戳解析出來的時間)和結(jié)束時間(從節(jié)目ECM信息流中最后一個時間戳解析出來的時間)、終端的序列號等信息。所述的EMM處理模塊接收前端實時傳送而來的EMM流，從中解析出當(dāng)前的實時系統(tǒng)時間，以及可能存在的節(jié)目片段授權(quán)指令，并將這些信息立即傳遞給ECM處理模塊；所述的ECM處理模塊從ECM流中解析出業(yè)務(wù)密鑰和節(jié)目時間(該節(jié)目時間比實時系統(tǒng)時間要早)；利用業(yè)務(wù)密鑰對ECM流中解析出加擾控制字，并在獲得許可的情況下將該控制字送給解擾器，由解擾器完成對加擾節(jié)目流的解擾；所述的解碼器則完成對已經(jīng)解擾的透明節(jié)目碼流的解碼，生成用戶可觀看的音視頻信號。
[0009]作為優(yōu)選，所述的EMM處理模塊包括解析單元、解密單元和控制單元，所述的ECM處理模塊的控制單元接收EMM處理模塊傳來的實時系統(tǒng)時間信息和節(jié)目片段授權(quán)指令，并根據(jù)情況(詳見下述)控制解密單元的工作；ECM處理模塊的解密單元在控制單元的控制之下，利用業(yè)務(wù)密鑰對ECM流中解析出加擾控制字，并在獲得許可的情況下將該控制字送給解擾器，由解擾器完成對加擾節(jié)目流的解擾。
[0010]作為優(yōu)選，在用戶選擇播放保存在可移動存儲器內(nèi)的節(jié)目時，保存的ECM信息流被送給ECM處理模塊進行處理，保存的加擾節(jié)目流被送給解擾器進行解擾(在獲得前端對該節(jié)目片段播放授權(quán)的情況下)。由于播放直播加密節(jié)目時，其ECM同樣也要送給ECM處理模塊來處理，因此，所述的ECM處理模塊需要判斷正在播放的節(jié)目是否為事先錄制或接收的節(jié)目片段；若判定請求播放的節(jié)目為以前錄制的節(jié)目時，控制單元再判斷用戶是否有權(quán)限播放該節(jié)目片段；
若判定用戶請求播放的節(jié)目片段具備合法授權(quán)的，終端進行如下操作:
①控制單元啟動解密單元的解密；
②解密單元利用解析單元從ECM解析出來的加密CW包，在解析單元從ECM流中解析出來的業(yè)務(wù)密鑰的控制之下，解密出CW，并將該CW送給解擾器；
③解擾器則利用該CW對加擾節(jié)目片段的音視頻數(shù)據(jù)解擾還原成透明流，透明流被送給解碼器進行解碼，顯示給用戶觀看；
④如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，控制單元需要對保存的授權(quán)信息進行維護，亦即，在非易失性存儲器內(nèi)，對該節(jié)目片段的“剩余允許播放次數(shù)”計數(shù)進行減I操作。
[0011]若判定用戶請求播放的節(jié)目片段不具備合法授權(quán)，則終端需要等待授權(quán)獲得之后才能播放。
[0012]作為優(yōu)選，在終端設(shè)備只支持廣播信號接收、不支持雙向互動信道的情況下，能用智能手機，以短信或者移動蜂窩數(shù)據(jù)通信方式向前端計費系統(tǒng)發(fā)出授權(quán)獲取請求；該手機的號碼事先通過運營商的用戶管理系統(tǒng)與終端序列號綁定；而獲得節(jié)目片段授權(quán)的具體步驟如下:
1)在終端的用戶界面，以文本形式顯示需要獲得授權(quán)的節(jié)目片段的ID，以及獲得該節(jié)目授權(quán)所需要的費用；
2)通過用戶手機，向前端計費系統(tǒng)事先給出的目的號碼發(fā)送授權(quán)請求消息，該消息包含了節(jié)目ID (注意其中包含終端序列號)、授權(quán)類型(包括按次授權(quán)和按時段授權(quán)兩類,按次授權(quán)允許用戶在某時段內(nèi)無限制播放某節(jié)目片段，按時段手段允許用戶在某時間段內(nèi)無次數(shù)限制地播放某節(jié)目片段)和授權(quán)參數(shù)(按次授權(quán)的允許播放次數(shù)或按時段授權(quán)的允許播放時段);
3)計費系統(tǒng)收到該消息，根據(jù)請求的授權(quán)類型完成對用戶帳戶的扣款，隨即向前端的EMM發(fā)生器發(fā)出用戶節(jié)目片段授權(quán)信息包，該信息包包含節(jié)目片段ID (包含的信息與終端產(chǎn)生的節(jié)目片段ID —致)，授權(quán)類型，以及與授權(quán)類型相關(guān)的詳細信息(允許播放的起止時間或播放次數(shù)等);
4)終端EMM處理模塊接收到節(jié)目片段授權(quán)指令后，將與本終端序列號匹配的授權(quán)保存到終端的非易失性存儲器中，與本終端序列號不匹配的授權(quán)將被丟棄；
5)如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，還要針對該節(jié)目片段授權(quán)初始化一個播放次數(shù)計數(shù)，其初值為授權(quán)中的允許播放次數(shù)，該計數(shù)保存在非易失性存儲器中，在今后用戶播放該節(jié)目片段時，由控制單元進行維護。第①②步過程中，用戶手機需要發(fā)送給前端的授權(quán)請求消息的內(nèi)容，除了由用戶根據(jù)終端界面的提示手動輸入到手機并手動發(fā)送之夕卜，也可以由一個運行于用戶手機的一個應(yīng)用程序自動從終端獲取并發(fā)送；采取后一種方式時，用戶手機和終端之前可以采用WiF1、藍牙等無線方式連接，或通過串口實現(xiàn)有線連接(可根據(jù)用戶終端和手機配置狀況的不同靈活選擇)。
[0013]終端控制單元在每收到一個從EMM處理單元接收到的系統(tǒng)時間后，即應(yīng)該對保存在本地的所有按時段的授權(quán)進行一次掃描，并將播放時段已過的所有該類授權(quán)加以刪除，這樣做可以減少終端需要保存的授權(quán)信息的數(shù)量，提高播放節(jié)目片段時的響應(yīng)速度。
[0014]作為優(yōu)選，所述的判斷正在播放的節(jié)目是否為事先錄制或接收的節(jié)目片段的具體方法為:ECM處理模塊的控制單元將從EMM處理模塊，接收到的實時時間與從節(jié)目ECM流中解析出來的節(jié)目時間進行比較，如果二者相同或者相差小于10秒，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是實時直播節(jié)目；如果節(jié)目時間早于系統(tǒng)時間，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是以前錄制的節(jié)目；如果節(jié)目時間晚于系統(tǒng)時間，則表明出現(xiàn)了邏輯錯誤。
[0015]作為優(yōu)選，所述的在滿足如下條件之一時，即認為用戶有權(quán)播放該節(jié)目片段:①已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次數(shù)計的授權(quán)，且剩余播放次數(shù)大于O;②已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次時段的授權(quán)，且從EMM模塊獲得的實時系統(tǒng)時間處于節(jié)目被授權(quán)允許觀看的時間段內(nèi)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
提出了一種在數(shù)字電視終端設(shè)備內(nèi)根據(jù)時間戳比較的方法區(qū)分直播節(jié)目和錄制節(jié)目片段的系統(tǒng)，實現(xiàn)了一種對用戶使用終端錄制的節(jié)目片段和由前端推送到用戶終端的節(jié)目片段進行再授權(quán)方式，該系統(tǒng)可以通過移動通信網(wǎng)絡(luò)的短信或蜂窩數(shù)據(jù)發(fā)出授權(quán)請求，通過數(shù)字電視廣播發(fā)送授權(quán)，使得數(shù)字電視運營商不需要對網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造的前提下，更加方便管理，也可以開展可以獲得穩(wěn)定可靠收益的錄制點播或推送式點播服務(wù)。
[0017]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
圖2為本發(fā)明應(yīng)用實施圖。
[0019]【具體實施方式】
[0020]所述的直播流制存儲模塊即為機頂盒PVR功能的數(shù)據(jù)保存模塊，推送流接收存儲模塊為機頂盒PushVOD功能的數(shù)據(jù)保存模塊。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0021]在本發(fā)明中:NTP為網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議；ECM為授權(quán)控制消息；EMM為授權(quán)管理消息；CW為加擾控制字；
本系統(tǒng)由前端和終端兩大部分構(gòu)成，參見附圖1。終端部分包括解復(fù)用模塊、直播流錄制存儲模塊、可移動存儲器、EMM處理模塊、ECM處理模塊、解擾器和解碼器，以及可選的推送流接收存儲模塊。其中ECM處理模塊又分為解析單元、解密單元和控制單元。
[0022]2、系統(tǒng)實現(xiàn)原理
在前端:透明的數(shù)字電視節(jié)目流(包括視頻和音頻)用加擾器在控制字的作用下進行加擾，該加擾器可采用DVB-CSA等標準的算法；控制字發(fā)生器隨機產(chǎn)生加擾控制字(CW)，且保證CW周期性(更新周期一般為10?60秒)變化。NTP (網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)服務(wù)器根據(jù)外部時鐘源獲得精確的實時系統(tǒng)時間，周期性地產(chǎn)生時間戳信息給ECM發(fā)生器和EMM發(fā)生器(周期一般為I?5秒)。ECM (授權(quán)控制信息)發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳進行封裝，在業(yè)務(wù)密鑰的作用之下對控制字發(fā)生器產(chǎn)生的加擾控制字進行加密，然后將封裝后的時間戳、加密后的控制字、業(yè)務(wù)密鑰以及其他必要的信息(例如節(jié)目ID)組成ECM包，送入復(fù)用器進行復(fù)用。EMM (授權(quán)管理信息)發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳，以及計費系統(tǒng)傳來的節(jié)目片段授權(quán)指令進行封裝，生成EMM并送入復(fù)用器進行復(fù)用。加擾后的數(shù)字電視節(jié)目流和ECM流可以直接送給復(fù)用器進行復(fù)用，也可能經(jīng)過時移存儲系統(tǒng)存儲之后，再進行高速推送(推送碼率可以遠遠高于原有節(jié)目實時播出的碼率)，高速推送的碼流也發(fā)給復(fù)用器進行復(fù)用。復(fù)用器用來對加擾后的數(shù)字電視節(jié)目基礎(chǔ)流、ECM、EMM,時移存儲和推送模塊傳來的高速推送碼流以及其他比特流(例如節(jié)目PSI/SI信息)等進行復(fù)用，產(chǎn)生傳輸流，然后送給數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。
[0023]在終端:解復(fù)用模塊接收從傳輸信道解調(diào)模塊傳來的傳輸流，從中解析出加擾的數(shù)字電視直播節(jié)目流、ECM流、EMM流，以及高速推送的節(jié)目流(及其包含的原始節(jié)目ECM)，以及其他必要的信息流(例如節(jié)目PSI/SI信息)。直播流錄制存儲模塊將直播的加擾節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器。推送流接收存儲模塊負責(zé)將高速推送的節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器。直播流錄制存儲模塊即為機頂盒PVR功能的數(shù)據(jù)保存模塊，推送流接收存儲模塊為機頂盒PushVOD功能的數(shù)據(jù)保存模塊。在完成某個節(jié)目片段的存儲后，他們都應(yīng)為錄制完成的節(jié)目片段生成唯一的ID，該ID包含了錄制節(jié)目片段所在的原始節(jié)目的ID、開始時間(從節(jié)目ECM信息流中第一個時間戳解析出來的時間)和結(jié)束時間(從節(jié)目ECM信息流中最后一個時間戳解析出來的時間)、終端的序列號等信息。EMM處理模塊接收前端實時傳送而來的EMM流，從中解析出當(dāng)前的實時系統(tǒng)時間，以及可能存在的節(jié)目片段授權(quán)指令，并將這些信息立即傳遞給ECM處理模塊。ECM處理模塊的解析單元從ECM流中解析出業(yè)務(wù)密鑰和節(jié)目時間(該節(jié)目時間比實時系統(tǒng)時間要早)。ECM處理模塊的控制單元接收EMM處理單元傳來的實時系統(tǒng)時間信息和節(jié)目片段授權(quán)指令，并根據(jù)情況(詳見下述)控制解密單元的工作。ECM處理模塊的解密單元在控制單元的控制之下，利用業(yè)務(wù)密鑰對ECM流中解析出加擾控制字，并在獲得許可的情況下將該控制字送給解擾器，由后者完成對加擾節(jié)目流的解擾。解碼器則完成對已經(jīng)解擾的透明節(jié)目碼流的解碼，生成用戶可觀看的音視頻信號。
[0024]在用戶選擇播放保存在可移動存儲器內(nèi)的節(jié)目時，保存的ECM信息流被送給ECM處理模塊進行處理，保存的加擾節(jié)目流被送給解擾器進行解擾(在獲得前端對該節(jié)目片段播放授權(quán)的情況下)。由于播放直播加密節(jié)目時，其ECM同樣也要送給ECM處理模塊來處理，因此，ECM處理模塊需要判斷正在播放的節(jié)目是否為事先錄制或接收的節(jié)目片段，方法如下:控制單元將從EMM處理單元接收到的實時時間與從節(jié)目ECM流中解析出來的節(jié)目時間進行比較，如果二者相同或者相差很小(小于10秒)，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是實時直播節(jié)目；如果節(jié)目時間早于系統(tǒng)時間，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是以前錄制的節(jié)目；如果節(jié)目時間晚于系統(tǒng)時間，則表明出現(xiàn)了某種邏輯錯誤(比如，前端NTP服務(wù)器的時間出現(xiàn)了問題)。
[0025]在判定請求播放的節(jié)目為錄制節(jié)目片段時，控制單元先判斷用戶是否有權(quán)限播放該節(jié)目片段。在滿足如下條件之一時，即認為用戶有權(quán)播放該節(jié)目片段:①已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次數(shù)計的授權(quán)，且剩余播放次數(shù)大于O ;②已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次時段的授權(quán)，且從EMM模塊獲得的實時系統(tǒng)時間處于節(jié)目被授權(quán)允許觀看的時間段內(nèi)。[0026]在判定用戶請求播放的節(jié)目片段具備合法授權(quán)的情況下，終端進行如下操作:①控制單元啟動解密單元的解密；②解密單元利用解析單元從ECM流中解析出來的加密CW包，在解析單元從ECM流中解析出來的業(yè)務(wù)密鑰的控制之下，解密出CW，并將該CW送給解擾器；③解擾器則利用該CW對加擾節(jié)目片段的音視頻數(shù)據(jù)解擾還原成透明流，透明流被送給解碼器進行解碼，顯示給用戶觀看；④如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，控制單元需要對保存的授權(quán)信息進行維護，亦即，在非易失性存儲器內(nèi)，對該節(jié)目片段的“剩余允許播放次數(shù)”計數(shù)進行減I操作。
[0027]如果該節(jié)目片段尚未獲得授權(quán)，則需要等待授權(quán)獲得之后才能播放。在終端設(shè)備只支持廣播信號接收、不支持雙向互動信道的情況下，可以用智能手機，以短信或者移動蜂窩數(shù)據(jù)通信方式向前端計費系統(tǒng)發(fā)出授權(quán)獲取請求。該手機的號碼事先通過運營商的用戶管理系統(tǒng)與終端序列號綁定。獲得節(jié)目片段授權(quán)的具體步驟如下:①在終端的用戶界面，以文本形式顯示需要獲得授權(quán)的節(jié)目片段的ID，以及獲得該節(jié)目授權(quán)所需要的費用；②通過用戶手機，向前端計費系統(tǒng)事先給出的目的號碼發(fā)送授權(quán)請求消息，該消息包含了節(jié)目ID(注意其中包含終端序列號)、授權(quán)類型(包括按次授權(quán)和按時段授權(quán)兩類，按次授權(quán)允許用戶在某時段內(nèi)無限制播放某節(jié)目片段，按時段手段允許用戶在某時間段內(nèi)無次數(shù)限制地播放某節(jié)目片段)和授權(quán)參數(shù)(按次授權(quán)的允許播放次數(shù)或按時段授權(quán)的允許播放時段);③計費系統(tǒng)收到該消息，根據(jù)請求的授權(quán)類型完成對用戶帳戶的扣款，隨即向前端的EMM發(fā)生器發(fā)出用戶節(jié)目片段授權(quán)信息包，該信息包包含節(jié)目片段ID (包含的信息與終端產(chǎn)生的節(jié)目片段ID —致)，授權(quán)類型，以及與授權(quán)類型相關(guān)的詳細信息(允許播放的起止時間或播放次數(shù)等)；④終端EMM處理模塊接收到節(jié)目片段授權(quán)指令后，將與本終端序列號匹配的授權(quán)保存到終端的非易失性存儲器中，與本終端序列號不匹配的授權(quán)將被丟棄；⑤如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，還要針對該節(jié)目片段授權(quán)初始化一個播放次數(shù)計數(shù)，其初值為授權(quán)中的允許播放次數(shù)，該計數(shù)保存在非易失性存儲器中，在今后用戶播放該節(jié)目片段時，由控制單元進行維護(如前述)。第①②步過程中，用戶手機需要發(fā)送給前端的授權(quán)請求消息的內(nèi)容，除了由用戶根據(jù)終端界面的提示手動輸入到手機并手動發(fā)送之外，也可以由一個運行于用戶手機的一個應(yīng)用程序自動從終端獲取并發(fā)送；采取后一種方式時，用戶手機和終端之前可以采用WiF1、藍牙等無線方式連接，或通過串口實現(xiàn)有線連接(可根據(jù)用戶終端和手機配置狀況的不同靈活選擇)。
[0028]終端控制單元在每收到一個從EMM處理單元接收到的系統(tǒng)時間后，即應(yīng)該對保存在本地的所有按時段的授權(quán)進行一次掃描，并將播放時段已過的所有該類授權(quán)加以刪除，這樣做可以減少終端需要保存的授權(quán)信息的數(shù)量，提高播放節(jié)目片段時的響應(yīng)速度。
[0029]下在再來詳細說說本發(fā)明的的具體應(yīng)用實施(參見附圖2)。本發(fā)明的前端部分可用在數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的前端機房，終端部分可作為機頂盒及其配置的智能卡內(nèi)嵌軟件的一個模塊。
[0030]數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)前端一般由若干前端設(shè)備和前端軟件系統(tǒng)構(gòu)成。其中，負責(zé)信源部分的前端設(shè)備完成對數(shù)字電視碼流的編碼，或?qū)碜孕l(wèi)星/上級網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字電視信號的接收和轉(zhuǎn)換。負責(zé)碼流處理部分的前端設(shè)備包括加擾機和復(fù)用器，加擾機完成對節(jié)目流的加擾，其算法可為DVB-CSA等通用加擾算法。復(fù)用器完成對多路數(shù)字電視碼流的復(fù)用。普通直播數(shù)字電視節(jié)目的碼流經(jīng)過接收機或者編碼器接收或產(chǎn)生之后，送給加擾機進行加擾，加擾后的節(jié)目流送給復(fù)用器進行復(fù)用。
[0031]對于支持推送式視頻點播的前端而言，實時或者離線的節(jié)目源也先要經(jīng)過編碼器進行編碼并送給加擾機進行加擾，但是加擾之后的節(jié)目音視頻流和ECM流要先經(jīng)過時移存儲系統(tǒng)進行存儲。時移存儲系統(tǒng)還可能對所有存儲的待推送的節(jié)目產(chǎn)生EPG和索引數(shù)據(jù)庫。推送服務(wù)器則在運營商技術(shù)人員的控制、調(diào)度之下，按照要求將存儲的離線節(jié)目源文件(包括加擾音視頻和ECM基礎(chǔ)流的傳輸流文件)再次封裝成為傳輸流，并高速(遠遠高于節(jié)目原始播放速度)地發(fā)送給復(fù)用器，文件封裝所采用的方法可以由推送系統(tǒng)供應(yīng)商自行定義。加擾控制字由加擾機周期產(chǎn)生。
[0032]加密系統(tǒng)完成如下功能:1)產(chǎn)生并周期變更業(yè)務(wù)密鑰,并根據(jù)業(yè)務(wù)密鑰將加擾機產(chǎn)生的控制字進行加密。加密算法可由加密系統(tǒng)供應(yīng)商自行設(shè)計。2)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器傳來的實時系統(tǒng)時間消息生成時間戳數(shù)據(jù)。3)將包含業(yè)務(wù)密鑰、加密的控制字和時間戳等信息的ECM流傳給加擾機，并由后者傳給復(fù)用器。4)根據(jù)計費系統(tǒng)傳來的指令生成用戶的錄制節(jié)目片段授權(quán)信息包；5)將包含時間戳、錄制節(jié)目片段授權(quán)包信息以及其他信息的EMM流傳給復(fù)用器。
[0033]終端機頂盒需要具備高速、大容量可移動存儲設(shè)備，具備解擾器和集成錄制節(jié)目片段接收和解密軟件模塊。其錄制節(jié)目片段接收和解密軟件模塊完成如下功能:1)在終端用戶的控制之下對實時加密數(shù)字電視進行錄制，并存儲到可移動存儲器；2)對前端高速推送而來的節(jié)目進行接收、解析和文件拼接，還原為原始節(jié)目片段文件，并存儲到可移動存儲器(與前端推送系統(tǒng)的封裝方法對應(yīng))；3)在用戶請求觀看某節(jié)目時，判斷該節(jié)目是否為已成功錄制或接收的節(jié)目片段；4)針對錄制的節(jié)目片段的播放請求，要判斷用戶是否獲得授權(quán)，如果已獲得授權(quán)則進行控制字解密、解擾器解擾，如果沒有授權(quán)則通過用戶手機請求節(jié)目片段授權(quán)。
[0034]系統(tǒng)應(yīng)用的一般步驟如下:I)前端對實時節(jié)目進行加密傳輸，或?qū)崿F(xiàn)加密、離線存儲的節(jié)目進行高速推送傳輸；2)用戶終端對實時節(jié)目進行錄制存儲，或者對高速推送的節(jié)目進行解析、還原和存儲；3)用戶選擇已錄制或接收到移動存儲器的節(jié)目片段的列表，選擇某感興趣的節(jié)目片段進行本地點播收看；4)終端軟件判斷用戶是否有該節(jié)目片段的觀看權(quán)限，如有則對該節(jié)目文件進行解密、解擾和觀看，如果沒有，則提醒用戶節(jié)目需要請求節(jié)目授權(quán)，以及節(jié)目的授權(quán)類型和費用等信息；5)用戶選擇某個授權(quán)類型，以及授權(quán)的相關(guān)參數(shù)(播放次數(shù)或時段);6)終端軟件與用戶手機進行通信，將授權(quán)請求信息發(fā)送給用戶手機，用戶手機將錄制節(jié)目片段授權(quán)請求消息發(fā)送給前端的短信網(wǎng)關(guān)或其他接入設(shè)備；7)前端的短信網(wǎng)關(guān)或其他接入設(shè)備接收到節(jié)目片段授權(quán)請求，傳遞給計費系統(tǒng)，計費系統(tǒng)判斷用戶是否合法、手機號碼是否合法、用戶帳戶余額是否足夠等情況，在條件滿足的情況下，向前端加密系統(tǒng)給出向用戶發(fā)送節(jié)目片段授權(quán)的指令，并完成用戶帳戶扣款；8)加密系統(tǒng)收到該指令，向EMM流中插入該節(jié)目片段授權(quán)信息包；9)終端收到該授權(quán)，提示扣款成功、帳戶余額等，然后啟動節(jié)目解密、解擾和觀看。
[0035]用戶終端ID、綁定的通信手機號碼等，需要在用戶開通節(jié)目錄制或推送式VOD業(yè)務(wù)的時候注冊到前端的計費系統(tǒng)或用戶管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
【權(quán)利要求】
1.對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括前端和終端，其特征在于:所述的前端包括加擾器、控制字發(fā)生器、業(yè)務(wù)密鑰發(fā)生器、NTP服務(wù)器、ECM發(fā)生器、EMM發(fā)生器和復(fù)用器；其中，所述的加擾器在控制字的作用下進行加擾；所述的控制字發(fā)生器隨機產(chǎn)生加擾控制字，且保證加擾控制字周期性；所述的NTP服務(wù)器根據(jù)外部時鐘源獲得精確的實時系統(tǒng)時間，周期性地產(chǎn)生時間戳信息給ECM發(fā)生器和EMM發(fā)生器；所述的ECM發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳進行封裝，在業(yè)務(wù)密鑰的作用之下對控制字發(fā)生器產(chǎn)生的加擾控制字進行加密，然后將封裝后的包括但不限于時間戳、加密后的控制字、業(yè)務(wù)密鑰組成ECM流，送入復(fù)用器進行復(fù)用；所述的EMM發(fā)生器將NTP服務(wù)器傳來的實時時間戳，以及計費系統(tǒng)傳來的節(jié)目片段授權(quán)指令進行封裝，生成EMM流并送入復(fù)用器進行復(fù)用；加擾后的數(shù)字電視節(jié)目流和ECM流可以直接送給復(fù)用器進行復(fù)用，所述的復(fù)用器對包括EMM流、ECM流的各種碼流進行復(fù)用，產(chǎn)生傳輸流，然后送給數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的前端還包括時移存儲系統(tǒng)和推送器；所述的ECM包經(jīng)過時移存儲系統(tǒng)存儲之后，再進行高速推送，高速推送的碼流發(fā)給復(fù)用器進行復(fù)用。
3.如權(quán)利要求1所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的終端包括解復(fù)用模塊、直播流錄制存儲模塊、可移動存儲器、EMM處理模塊、ECM處理模塊、解擾器和解碼器、推送流接收存儲模塊；所述的解復(fù)用模塊接收從傳輸信道解調(diào)模塊傳來的傳輸流，從中解析出包括但不限于:加擾的數(shù)字電視直播節(jié)目流、ECM流、EMM流，以及高速推送的節(jié)目流；所述的直播流錄制存儲模塊將直播的加擾節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器；推送流接收存儲模塊負責(zé)將高速推送的節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器；在完成某個節(jié)目片段的存儲后，所述的解復(fù)用模塊和直播流錄制存儲模塊都應(yīng)為錄制完成的節(jié)目片段生成唯一的ID ;所述的EMM處理模塊接收前端實時傳送而來的EMM流，從中解析出當(dāng)前的實時系統(tǒng)時間，以及可能存在的節(jié)目片段授權(quán)指令，并將這些信息立即傳遞給ECM處理模塊；所述的ECM處理模塊從ECM流中解析出業(yè)務(wù)密鑰和節(jié)目時間；利用業(yè)務(wù)密鑰對ECM流中解析出加擾控制字，并在獲得許可的情況下將該控制字送給解擾器，由解擾器完成對加擾節(jié)目流的解擾；所述的解碼器則完成對已經(jīng)解擾的透明節(jié)目碼流的解碼，生成用戶可觀看的音視頻信號。`
4.如權(quán)利要求3所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的終端還包括推送流接收存儲模塊；所述的推送流接收存儲模塊負責(zé)將高速推送的節(jié)目流及其對應(yīng)的ECM流錄制到可移動存儲器。
5.如權(quán)利要求3所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的ECM處理模塊包括解析單元、解密單元和控制單元，所述的ECM處理模塊的控制單元接收EMM處理模塊傳來的實時系統(tǒng)時間信息和節(jié)目片段授權(quán)指令，并控制解密單元的工作；ECM處理模塊的解密單元在控制單元的控制之下，利用業(yè)務(wù)密鑰對ECM流中解析出加擾控制字，并在獲得許可的情況下將該控制字送給解擾器，由解擾器完成對加擾節(jié)目流的解擾。
6.如權(quán)利要求5所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的ECM處理模塊需要判斷正在播放的節(jié)目是否為事先錄制或接收的節(jié)目片段；若判定請求播放的節(jié)目為以前錄制的節(jié)目時，控制單元再判斷用戶是否有權(quán)限播放該節(jié)目片段； 若判定用戶請求播放的節(jié)目片段具備合法授權(quán)的，終端進行如下操作: 控制單元啟動解密單元的解密； 解密單元利用解析單元從ECM解析出來的加密CW包，在解析單元從ECM流中解析出來的業(yè)務(wù)密鑰的控制之下，解密出CW，并將該CW送給解擾器； 解擾器則利用該CW對加擾節(jié)目片段的音視頻數(shù)據(jù)解擾還原成透明流，透明流被送給解碼器進行解碼，顯示給用戶觀看； 如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，控制單元需要對保存的授權(quán)信息進行維護，亦即，在非易失性存儲器內(nèi)，對該節(jié)目片段的“剩余允許播放次數(shù)”計數(shù)進行減I操作；若判定用戶請求播放的節(jié)目片段不具備合法授權(quán)，則終端需要等待授權(quán)獲得之后才能播放。
7.如權(quán)利要求5所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:終端設(shè)備只支持廣播信號接收、不支持雙向互動信道的情況下，能用智能手機，以短信或者移動蜂窩數(shù)據(jù)通信方式向前端計費系統(tǒng)發(fā)出授權(quán)獲取請求；該手機的號碼事先通過運營商的用戶管理系統(tǒng)與終端序列號綁定；而獲得節(jié)目片段授權(quán)的具體步驟如下: 在終端的用戶界面，以文本形式顯示需要獲得授權(quán)的節(jié)目片段的ID，以及獲得該節(jié)目授權(quán)所需要的費用； 通過用戶手機，向前端計費系統(tǒng)事先給出的目的號碼發(fā)送授權(quán)請求消息，該消息包含了節(jié)目ID、授權(quán)類型和授權(quán)參數(shù)； 計費系統(tǒng)收到該消息， 根據(jù)請求的授權(quán)類型完成對用戶帳戶的扣款，隨即向前端的EMM發(fā)生器發(fā)出用戶節(jié)目片段授權(quán)信息包，該信息包包含節(jié)目片段ID，授權(quán)類型，以及與授權(quán)類型相關(guān)的詳細信息； 終端EMM處理模塊接收到節(jié)目片段授權(quán)指令后，將與本終端序列號匹配的授權(quán)保存到終端的非易失性存儲器中，與本終端序列號不匹配的授權(quán)將被丟棄； 如果獲得的授權(quán)類型為按播放次數(shù)計的授權(quán)，還要針對該節(jié)目片段授權(quán)初始化一個播放次數(shù)計數(shù)，其初值為授權(quán)中的允許播放次數(shù)，該計數(shù)保存在非易失性存儲器中，在今后用戶播放該節(jié)目片段時，由控制單元進行維護；第1)、2)步過程中，用戶手機需要發(fā)送給前端的授權(quán)請求消息的內(nèi)容，除了由用戶根據(jù)終端界面的提示手動輸入到手機并手動發(fā)送之外，也可以由一個運行于用戶手機的一個應(yīng)用程序自動從終端獲取并發(fā)送；采取后一種方式時，用戶手機和終端之前可以采用WiF1、藍牙等無線方式連接，或通過串口實現(xiàn)有線連接； 終端控制單元在每收到一個從EMM處理單元接收到的系統(tǒng)時間后，即應(yīng)該對保存在本地的所有按時段的授權(quán)進行一次掃描，并將播放時段已過的所有該類授權(quán)加以刪除，這樣做可以減少終端需要保存的授權(quán)信息的數(shù)量，提高播放節(jié)目片段時的響應(yīng)速度。
8.、如權(quán)利要求5所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的判斷正在播放的節(jié)目是否為事先錄制或接收的節(jié)目片段的具體方法為=ECM處理模塊的控制單元將從EMM處理模塊接收到的實時時間與從節(jié)目ECM流中解析出來的節(jié)目時間進行比較，如果二者相同或者相差小于10秒，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是實時直播節(jié)目；如果節(jié)目時間早于系統(tǒng)時間，則表明用戶請求解擾播放的節(jié)目是以前錄制的節(jié)目；如果節(jié)目時間晚于系統(tǒng)時間，則表明出現(xiàn)了邏輯錯誤。
9.如權(quán)利要求5所述的對數(shù)字電視錄制節(jié)目片段實施加密和控制的系統(tǒng)，其特征在于:所述的在滿足如下條件之一時，即認為用戶有權(quán)播放該節(jié)目片段:①已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次數(shù)計的授權(quán)，且剩余播放次數(shù)大于O ;②已經(jīng)收到過針對該節(jié)目片段的按播放次時 段的授權(quán)，且從EMM模塊獲得的實時系統(tǒng)時間處于節(jié)目被授權(quán)允許觀看的時間段內(nèi)。
【文檔編號】H04N21/435GK103702173SQ201410002130
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】李洪鈞 申請人:成都馳通數(shù)碼系統(tǒng)有限公司