Методы защиты DVD дисков

Введение

Вопрос защиты DVD от копирования привлекает к себе больше внимание, чем защита других носителей видеоинформации - VideoCD и видеокассет. Связано это с более высоким качеством фильма на DVD. Как кажется, для блокирования нелегального копирования цифровых и аналоговых форматов сделано почти все что можно. На любом из путей стоят одна или несколько защит. Ниже вы узнаете, насколько они серьезны.

Механизм защиты от копирования DVD

Для начала, давайте посчитаем, сколько возможных путей для копирования DVD существует. Первый путь заключается в чтении данных через DVD привод. Такой путь выбирает большинство пиратов, при этом используются несертифицированные DVD видеоприводы без защиты копирования. Запись видеопотока с диска производится на различные устройства хранения данных, например, записывающие DVD приводы. Для защиты от такого копирования используется система шифрования CSS. Второй путь заключается в записи аналогового сигнала телевизионного формата (типа NTSC или PAL). Этот путь является самым легким, так как VHS видеомагнитофоны широко распространены. На этом пути реализованы такие препятствия, как защита Macrovision и специальная аналоговая защита (CGMS/A - copy generation management system/analog). И третий путь оперирует кодированными/декодированными DVD аудио и видеопотоками как в сжатой, так и в обычной форме. Обычно получение такой информации ведется по интерфейсу IEEE1394 (FireWire). Здесь уже работает цифровая версия защиты CGMS/D.

Система шифрования CSS (content scrambling system)

CSS используется для защиты содержимого DVD от двух возможных способов пиратства: с помощью записывающих приводов DVD и с помощью других устройств хранения данных. Благодаря механизму шифрования для проигрывания защищенного материала на DVD-ROM диске требуется согласие владельца авторских прав. Три ключа кодируются один другим. То есть второй ключ может быть получен только с помощью первого ключа, и третий ключ - только с помощью второго. Содержимое диска может быть расшифровано только с помощью третьего ключа. То есть для доступа к сжатому содержимому диска требуется открыть три замка. Конечно, ключ для дешифрования или соответствующее оборудование может быть получено после подписания необходимых контрактов.

Для предотвращения копирования из "цифры" в "цифру" на компьютере используется идентификация по шине и кодирование. Как известно, DVD ROM проигрыватель и карта-декодер соединены друг с другом шиной компьютера. Так как данные на шине компьютера можно легко перехватить, DVD-ROM должен проверить подлинность получателя перед отправкой данных. Верно и обратное: для предотвращения потенциального проигрывания пиратских материалов карта-декодер должна проверить подлинность отправителя данных. Соответственно требуется взаимная аутентификация. А для предотвращения перехвата и замещения данных после аутентификации, привод использует шифрование данных с помощью зависящего от времени ключа.

Защита Macrovision и CGMS/A

Macrovision разработала защиту от перезаписи VHS видеокассет и цифровых видеосистем. С тех пор защита постоянно дорабатывается. Защита использует существующие различия между работой ТВ и видеомагнитофона. Сигнал защиты состоит из двух элементов: автоматического регулирования усиления (AGC) и цветовых полос (colorstripe). AGC в телевизоре медленно реагирует на изменения, в то время как в видеомагнитофоне AGC реагирует достаточно быстро. Технология Macrovision пытается использовать эту особенность, особым образом изменяя сигнал (помещая всплески в интервалы гашения обратного хода развертки). Таким образом, телевизор все еще будет правильно показывать картинку, а видеомагнитофон уже не сможет корректно ее записать, копии будут слишком тусклыми и/или будут содержать различные помехи. Цветовые полосы изменяют сигнал цветовой синхронизации, причем изменение не заметно на оригинале, а на копии оно приведет к появлению раздражающих линий на картинке.

Если защита Macrovision используется для полного устранения пиратских копий, то CGMS/A применяется для ограничения их количества. Информация CGMS/A встраивается в выходящий видеосигнал. Для работы CGMS/A оборудование, осуществляющее копирование, должно распознавать CGMS. CGMS/A кодирует данные на 21 линии NTSC. Данные CGMS/A имеют приоритет над сигналами защиты Macrovision, программируемыми для той же линии.

CGMS/D

Для предотвращения утечки данных при использовании цифрового соединения была разработана система защиты на основе IEEE 1394. Данные получают стандартный CGMS флаг "копировать нельзя" или "копировать можно n раз". Устройства, осуществляющие соединение (DVD проигрыватель и цифровой телевизор) обмениваются ключами и сертификатами для установления канала. DVD проигрыватель с помощью ключа будет шифровать кодированный видеосигнал и посылать его на принимающее устройство, которое в свою очередь будет дешифровать сигнал. Таким образом, цифровой телевизор сможет принять и показать все данные. Записывающие же устройства смогут принять только те данные, на которых не стоит ключ "не копировать", они также обязаны уменьшить количество копий на единицу при установке соответствующего флага (в нашем случае счетчик копий будет установлен в n-1). CGMS/D разработан для использования в следующем поколении цифровых телевизоров и цифровых записывающих устройств. Для его использования требуются современные DVD проигрыватели с цифровыми выходами.

Региональный код

Киностудии желают контролировать фильмы, находящиеся в домашнем прокате в различных странах, так как прокат фильмов в кинотеатрах проходит не одновременно (к примеру, фильм может уже выйти на видео в США, а в Европе его могут пока что показывать только в кинотеатрах). Поэтому в стандарте DVD предусмотрен код для предотвращения работы конкретного диска в конкретном регионе. Каждому проигрывателю при продаже присваивается определенный код. Проигрыватель будет отказываться принимать диски, не разрешенные для показа в этом регионе. Таким образом, диски купленные в одной стране можно выкидывать в мусорное ведро в другой. Всего выделено 6 регионов. На приведенной ниже карте указаны номера регионов и страны. Если диск может проигрываться в более чем одном регионе, то на нем все это четко указано. Похоже, кстати, что те же региональные коды используются и в DVD-Audio.

1. Канада, США и территории США
2. Япония, Европе, Южная Африка, Средний Восток (включая Египет)
3. Юго-восточная Азия, Восточная Азия (включая Гонконг)
4. Австралия, Новая Зеландия, острова Океании, Центральная Америка, Мексика, Южная Америка, Карибские острова
5. Бывший СССР, Индийский полуостров, Африка (плюс Северная Корея и Монголия)
6. Китай

Дополнительные материалы: