HDCP技术浅析及市场应用.doc

HDCP技术浅析及市场应用张建新 四川九州科技股份有限公司技术中心1 简介高带宽数字内容保护（High-bandwidth Digital Content Protection） ，也就是 HDCP，是由 Intel公司开发的用于保护高清晰数字电视音视频版权的一种数字加密技术，用于防止数字音视频内容在传输过程中被非法复制和播放目前支持 HDCP1.4规格传输的接口主要包括： DVI (Digital Visual Interface) HDMI (High Definition Multimedia Interface) UDI (Unified Display Interface) GVIF (Giga-bit Video Interface) DLI (Digital Light Interface) DisplayPort HDBaseT MHL (Mobile High-Definition Link) GMSL (Gigabit Multimedia Serial Link) FPD-Link III (Flat Panel Display Link Third Generation)HDCP技术需要软硬件支持，采用 HDCP保护的音视频内容，从它的发送端到接收端都必须符合 HDCP的规格。

HDCP 规格受到多项专利权保护，实现 HDCP必须申请授权HDCP的授权管理是由英特尔的子公司数字内容保护公司（Digital Content Protection, LLC）负责生产 HDCP兼容设备的厂商，如高清电视、显示器、机顶盒、PC 显卡、高清影碟机等生产商，如果需要设备支持 HDCP功能，除了需交付一定金额的年费和每一台设备的授权费之外，必须按照 HDCP规格要求设计产品，并通过 HDCP的相关认证测试主要功能包括：1. 信号的传输和接收设备都必须自带 HDCP密钥芯片才能正常播放；2. 高清画面（分辨率超过 480p）在通过不支持 HDCP的接口播放时必须支持设备将分辨率降至 480p，甚至不能播放；3. 所有支持 HDCP的音视频播放设备都不得支持数字数据直接拷贝功能；2 基本技术原理为了防止高清晰度音视频内容被非法复制和传播HDCP 系统中通过三个方面来实现这个目标：1. 授权机制防止未经授权的设备接收到授权的内容；2. 将通过 HDMI、DVI 等接口传输的数据加密以防止数据被窃取或认为破坏；3. 为了应对密钥泄漏，采取密钥撤销机制，有效应对密钥破解下面以 HDCP1.4版本为例，说明其基本原理。

所有支持 HDCP的设备都有唯一的密钥组，一个密钥组含有 40个 56位长度的密钥，称作私钥（secret keys），如厂商将该私钥外流将被视为违反 HDCP授权协议系统会为每一个密钥组建立一个专用的公钥称为 KSV（Key Selection Vector）来作为设备的标识KSV 内容有 40位，每一位对应密钥组中的一个密钥，其中 0与 1各占 20位传输端设备与接收端设备在认证时，双方将交换各自的 KSV，并根据收到对方的 KSV中为 1的位字段，决定自己的密钥组中的私钥是否使用或略掉；密钥组与 KSV生成的最终密钥，将确保双方得到同样的 56位密钥，这个密钥将用于加密数据加密过程是以流密码方式进行每个像素数据都会和密钥所推导出的 24位数作异或运算后传输，HDCP 规格确保每一个经过上述运算的图像帧的密钥会经常变换如果一些特定用户私钥被泄露或破解，其 KSV将被放入黑名单当中，这些KSV会加入到新的节目源中在设备认证的时候，如果接收端的 KSV被传送端发现处于黑名单中，传送端将会拒绝传送加密内容到违法设备3 存在问题2001年，美国卡内基梅隆大学的几个研究者就发表论文对 HDCP系统密钥进行了详细分析，总结了这种采用线性密钥交换机制的缺陷，从而会导致一些严重后果，如窃取任意数据、利用公钥就可以克隆相关设备、避免设备加入到黑名单中、自己为新的设备构造密钥等等。

此外，一个设备连接到多个显示器，有时会因为这种多密钥的信号交换造成设备不能连接2010 年 9月，HDCP 的主密钥在互联网上公布，利用主密钥，可以生成 HDCP设备的可用密钥而不必从英特尔的数字内容保护公司购买合法密钥，这个主密钥还可以使 HDCP的密钥撤销机制无效Intel 公司已经证实了该主密钥的有效性，并警告将对违法者采取行动，以维护合法用户的正当权益 4 最新发展及应用2011年 7月，HDCP 规格发布了最新修订版 2.1，增加了对无线 WiFi、以太网、USB 等接口的支持，可以支持压缩或非压缩的高清晰音视频内容通过无线方式传输，更新了加密系统，采用 1024位 RSA加密技术，提高了系统的安全性在国际市场，尤其是欧美市场，HDCP 技术大量应用于蓝光碟片及播放机、高清机顶盒、游戏机等产品据 IHS Screen Digest的研究，仅美国、英国、德国和法国四大市场 2011年蓝光 3D碟片上面的合计消费支出将达到 2.139亿美元，到 2014年预计将达到 9.09亿美元目前国内 HDCP技术主要应用在高清显示设备及蓝光播放设备，如高清电视机、显示器、蓝光 DVD等设备。

对于高清机顶盒，它的 HDMI接口硬件一般内置了 HDCP功能，但要启用该功能，必须要软件配合，并且通过 HDCP认证，才能取得合法的密钥国内机顶盒播放的节目源，主要来自卫星、有线、地面等节目运营商，内容大多数没有用采用 HDCP加密，高清影视节目源也比较匮乏所以，国内销售的大多数高清机顶盒并没有启用该功能随着国内对知识产权保护越来越重视，消费者的知识产权意识不断提高，国外的节目源将会逐渐进入国内市场，在加上国内节目制作公司的加入，相信国内市场会更加成熟，支持 HDCP技术的接口和高质量的音视频内容会越来越多地进入我们的生活参考文献1. High-bandwidth Digital Content Protection System revision1.42. High-bandwidth Digital Content Protection System revision2.1。