目前數字電視已形成幾種較大的標準體系,如歐洲的DVB、美國的ATSC、日本的ISDB等,不考慮傳輸方式,在終端得到的包含加密信息的SI數據的方式大同小異,其中歐洲的DVB標準目前在國內有線電視市場應用最為廣泛,已成了實事上的標準,在可預見的將來長期保持不變。基于DVB標準傳輸的衛星加密節目市場上,一直存在著將解密信息CW(Control Word)控制字通過互聯網進行傳播,非法盜看節目的現象,這種方式通常被稱為CW網絡共享。隨著網絡的快速普及,這種共享越來越普遍,成本越來越低。通常共享有幾種方式:
1.通過廣域網在在加密電視信號所覆蓋的區域里共享。
2.通過在局域網里小范圍共享,例如一個家庭,賓館飯店。
3.利用ZigBee等低成本無線連接方式在小范圍內共享,例如家庭內部。
4.利用232串口進行一拖二的子母機共享。
以上共享方式最先在歐美加密數字衛星節目方面流行,現在已經蔓延到全世界,中國上空的幾個衛星電視加密節目均已經被共享。之所以衛星加密節目的CW共享比較普遍,是因為衛星電視節目收費較高,但隨著有線數字加密電視節目價值的提高,對盜版者也開始有了吸引力,因為衛星CW共享技術已經很成熟,CW共享的技術門檻很低,凡是開發過機頂盒的人都可以勝任,從衛星共享到有線共享只需更換高頻頭就可實現,所以有線電視領域里的CW共享也開始出現,并有迅速蔓延的趨勢。
二、CW網絡共享的基本原理
CW的網絡共享的第一步是設法取得CW,而取得CW的方法有很多:利用插有正版智能卡的機頂盒取得所需要的CW,或者直接通過電腦將ECM送到讀卡器后取得CW,例如一種叫做鳳凰讀卡器的就是這種。CW的網絡共享的第二步是設法將CW擴散出去,如上所述,可以通過廣域網,也可以通過局域網或無線網,還可以使用更簡單的RS232串口。這種方式可以供不同的非法終端用戶看不同頻道,各種共享方式見下圖:
共享CW收集器可以是連在服務器上的讀卡器,也可以是插入智能卡的普通有網絡功能的機頂盒,插入正版智能卡的客戶端也可以當做CW收集器使用,共享服務器可以異地設置,可以不在同一個城市,甚至不在同一個國家,給查處帶來很大的難度。如果機頂盒里嵌入P2P協議,甚至連服務器都不需要。隨著機頂盒運行速度的提高,機頂盒的雙向化,如果將軟件一升級,機頂盒本身就可以變成一臺共享服務器, CW共享將很容易泛濫。
三、CW共享的原因
CW共享之所以能夠發生,主要原因是廣播式的DVB體系架構設計本身,源自各個CA公司單方面過分依賴智能卡的保密性。就DVB體系架構設計本身而言是廣播式的,每臺機頂盒中相當于都有一把相同的鎖(解擾器),不同的節目包有不同的鑰匙(CW),CAS的作用就是負責將加密后的鑰匙(ECM)安全的送到插在機頂盒里的智能卡重新解密獲得CW,CW是所有的CAS想方設法加密保護的對象,在DVB同密體系架構中,不同的CAS只是加密解密的算法可以不同,但解密后所獲的CW都是一樣的,如果很容易得到CW,CAS的所有努力都將前功盡棄,所謂的一級加密二級加密,還有增加密鑰長度的所有努力將形同虛設。由于CW是所有機頂盒所公用的,并且沒有任何辦法將其染色,增加差異性,所以就無法追蹤CW的來源,運營商和CA供應商只能被動防護。
現在的CA提供商一般是將含有和智能卡通訊的庫文件當作高度的機密,并授權給機頂盒廠家進行嵌入移植,授權的廠家越多,知道這個機密的人就越多,CW的泄露點就完全暴露在參與嵌入這種CA的工程師面前,設計個CW共享的機頂盒對這些工程師來說易如反掌。網絡共享也就是近幾年的事情,早在十幾年前制定DVB標準時,相信誰都不會想到網絡共享會成為智能卡CA的克星。這種共享即使在法律保護很嚴格的歐美國家很普遍,運營商也是無能為力,它在中國將來對運營商的危害可想而知。
有兩個地方可以獲取CW
一是機卡通信過程;二是在機頂盒里嵌入后門程序,在CA庫向解擾器設置CW之前將其截獲,或者干脆從存放CW的寄存器里讀取,然后通過串口或網絡傳播出去;除此之外的其它方法都是非常困難的。
四、解決思路和要對應的問題
從前面的分析,可以看出,解決CW共享的問題應是如何使共享者不能夠取得CW,或者增加其獲得CW的難度,除此之外沒有其它好的辦法。以下是一些對應的解決辦法,以引起關注并找到最終的解決辦法。
(1)、機頂盒和智能卡之間的CW加密通訊
針對智能卡體系的CA系統,這可能是唯一的解決辦法了。針對從機頂盒與智能卡通訊過程竊取明文CW的方式,對機頂盒與智能卡之間的通信采取加密措施,不使用明文傳輸。 但這種預防措施只能解決部分問題,只能阻止水平不高的黑客,這種加密通訊方式的加密算法和密鑰很容易從CA供應商所提供的庫文件里獲得,也可以用反匯編的方式從Flash存儲器里獲得,只不過需要花更多的時間,需要黑客的水平要更高些。如果已經發了大量的智能卡,配合大量的機頂盒,如果機頂盒的品種眾多,造成機頂盒和智能卡升級困難,并且CW是透明傳輸的,要保持CA的通用性和延續性,那就沒任何改進的辦法,選用這種低水平CA的運營商面對網絡共享,只能聽天由命了。
(2)、在機頂盒和智能卡之間設置安全芯片
這種方式有人也稱作安全機頂盒,實際上是從智能卡到機頂盒解擾電路之間在設置一個安全的通路,在安全芯片的內部可以存儲密鑰和傳輸CW的解密算法,同樣在智能卡內部也存儲相應的密鑰和算法。與上述CW加密通訊所不同的是將加密算法放到了安全芯片里。這種預防措施應該說是目前較好的方式,但只能適合新推出的CA,老版本的CA無能為力。由于增加了一個安全芯片,并且只能針對同一個CA系統,不能大批量生產,也增加運營商CA系統的成本。
這種方法實際上是將CW的加密傳輸由軟件改為硬件,CW還是要從外部的智能卡獲得,如果安全芯片被破解,也會存在CW共享的風險,這不是最終的解決方法。
(3)、從前端采取反制措施
反制措施主要是運營商和CA廠家根據情況采用的一些技術手段,現在能采取的措施有以下三種:
1、調整ECM的發送頻率。
通過提高ECM的發送頻率,造成通過網絡共享CW的大批用戶,由于傳輸速度較慢而接收CW不及時,造成黑屏。但這些措施往往也會使正常合法的機頂盒用戶不能正常使用,都只能在一定的范圍內起作用。
2、智能卡定位鎖定。
應該是一項很麻煩的事情。面對數十上百萬的用戶,找到那個正在非法使用的智能卡,還不能影響到正常用戶的使用,猶如大海撈針。
3、發送未被了解的指令,使共享服務器上的讀卡器無法正常工作。
這種措施的效果有限,開發智能卡CA的人不會想到將來留一個能控制共享的指令,如果他想到了,可能就不會開發智能卡CA了。
(4)、共享追蹤措施,采取法律制裁
如果發生了共享,查處架設共享服務器的責任人。但這是有難度的,因為這種共享目前還沒有相應明確的法律界定,且違法行為所涉及的金額不大,又因為服務器的架設很容易也很分散,甚至于一臺機頂盒本身就可以作為一臺服務器,運營商如果對應的是一群共享服務器,將是一件很無奈的事,如果是面對一個家庭或單位內部的共享,那將更無計可施。再者,如果共享技術提供者將計算機網絡中的P2P技術用于共享,那就更加無法追蹤了。對于技術水平不高的CAS,在采取了技術手段失敗后, CA供應商也只能動員運營商一起依靠這種方式補救了。
(5)、不需要智能卡,直接將解密算法嵌入到機頂盒
既然有很多途徑可以獲得CW,如果所有的解密動作在封閉的機頂盒內部,CW就不可見了。這種CA方式多年前已經在北美很流行,是一種十分先進的數字電視加密系統,并且也沒有被共享和蠠 破解的記錄。是CA技術將來的發展趨勢,可以根除共享CW的后患,這可能是解決數字電視安全問題的終極解決辦法。由于這種方案要涉及到的技術非常復雜,CA公司很少有這樣的綜合設計能力。
基于DVB框架下的智能卡CA技術已有十幾年的歷史,依靠智能卡條件接收系統的設計已經不再神秘,有眾多公司具有這種智能卡CA技術的設計能力;缺少創新才是導致傳統智能卡CA安全隱患不斷出現的根本原因。
CW共享屬于智能卡CA技術不可避免的缺陷,雙向化也解決不了這個問題,反而會更引起共享的泛濫,把雙向機頂盒進行軟件升級,就可以將大批贈送的雙向機頂盒直接變成了共享機頂盒。普通單向機頂盒只需增加一個小模塊也可以變成雙向機頂盒,同樣也存在這種隱患。如果采取只基于智能卡的安全措施,即使機頂盒和智能卡之間的CW不透明傳輸,黑客也可以很容易獲得CW,到現在為止還沒有阻止黑客獲得CW的解決辦法。從某種意義上來說,目前所有采用智能卡的CAS都存在這個問題,是所有智能卡CAS廠商共同面臨的挑戰。解決CW共享的問題,不僅需要CAS提供商的努力,同時也需要機頂盒軟硬件環境的支持。如果要徹底解決這種DVB加解密系統的安全問題,就要擺脫僅僅對智能卡CA的依賴,拋開智能卡,另尋其它解決方案。
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