專利名稱：處理復(fù)制保護信號的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于記錄信息信號的方法和設(shè)備，本發(fā)明也涉及用于讀出信息信號的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于記錄和/或讀出信息信號的裝置。
背景技術(shù)：
隨著廉價的數(shù)字IC技術(shù)的到來，出現(xiàn)兩種用來保護多媒體內(nèi)容(視頻、音頻等等)的新方法加密和加水印。這些工具被添加到現(xiàn)在已有的內(nèi)容，諸如用于CD和視頻的CGSM復(fù)制比特，和用于VCR的宏觀景像(Macrovision)非法復(fù)制者信號。由于這些保護方法都有它具體的優(yōu)點和弱點，所以，它們將以各種組合方式作為混合物而被應(yīng)用。
水印是被嵌入/添加到包括多媒體內(nèi)容的信息信號/主信號上的難以覺察的標簽。標簽例如可包含復(fù)制權(quán)信息、復(fù)制保護信息、內(nèi)容的擁有者的名字。根據(jù)水印存儲的或得到的信息通常被稱為有用負載，它由比特表示。在大多數(shù)水印方案中，水印是偽隨機噪聲序列(pn-序列)，它是在時域、空間域、或已變換的域(例如，富立葉、離散余弦或小波域)上被添加到主信號/信息信號的。水印檢測通常是根據(jù)水印與嵌入的主信號之間的相關(guān)值而進行的。
水印是在它們所關(guān)系到的內(nèi)容段被播放/記錄后被檢測和被譯碼的，這提出感興趣的實時問題。多種流行的復(fù)制保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)贊同以下的原則1.當從模擬(或未加密的數(shù)字)源進行記錄時，如果輸入的內(nèi)容已加水印為復(fù)制一次(CO)，表示它可以被這個記錄器復(fù)制一次，但不允許進行對所述第一復(fù)制品的再次復(fù)制，這個內(nèi)容將會(a)被加上附注，即，將會添加上第二水印，表示它不能被再次復(fù)制不再復(fù)制(CNM)。
(b)在傳送到貯存媒體(磁帶、光盤或磁盤)之前被加密。例如，DVD論壇的工作組9已規(guī)定復(fù)制一次(CO)內(nèi)容在被存儲在盤上的同時將被加密。4C CPSA復(fù)制保護結(jié)構(gòu)(IBM、英特爾、松下、東芝公司的用于記錄媒體的復(fù)制保護)是另一個例子。
注意，如果內(nèi)容已被標記為CO，但已被加附注(CNM)，則顯然它將不再被記錄。
2.被加水印為決不復(fù)制(CN)或CNM的內(nèi)容將不被記錄。
3.被加水印為自由復(fù)制(CF)的內(nèi)容或非加水印的材料將被記錄，而不用進一步加密。這還沒有被正式約定，而是保持處于多數(shù)的意見的狀態(tài)。
4.在播放設(shè)備中，CNM和CN內(nèi)容應(yīng)當在記錄載體上被加密。所以，帶有CNM或CN水印的未加密的內(nèi)容被認為是非法的。由此，帶有非法內(nèi)容的媒體的重放是不可能的，非法內(nèi)容可能被非法復(fù)制者使用非一致的記錄器來把已加水印的內(nèi)容轉(zhuǎn)儲到盤上從而被記錄下來。
5.在未加密的內(nèi)容中(重放和記錄)只需要檢驗水印。
最近，規(guī)定了一個新的內(nèi)容種類，它被稱為“自由復(fù)制，不能由互聯(lián)網(wǎng)再傳輸”(CFNIR)它可以在家中被自由地復(fù)制，但不可以例如通過互聯(lián)網(wǎng)，被再傳輸出家外。它可以作為CO內(nèi)容被處理，而不用加附注步驟。對于這樣的內(nèi)容，規(guī)定以下的原則6.被加水印為“自由復(fù)制，不能由互聯(lián)網(wǎng)再傳輸”(CFNIR)的內(nèi)容可被記錄。這個材料在傳送到貯存媒體(磁帶，光盤或磁盤)上之前將被加密。
有關(guān)CNM、CN、CF和CO的水印中的信息，在記錄和重放內(nèi)容時，按原則中所規(guī)定的那樣被解譯和被使用。
這些描述的原則應(yīng)當能夠涉及三種類型的記錄器一致的允許CO的記錄器。這些類型的記錄器可以進行CO記錄。
一致的不允許CO的記錄器。這些類型的記錄器不能記錄CO內(nèi)容，因為它們不能按照原則1作附注或加密，但是能使用水印檢測器去識別CN或CO狀態(tài)。
非一致的記錄器.這些類型的記錄器是由假冒者修改的記錄器或傳統(tǒng)的設(shè)備。
水印檢測是一個統(tǒng)計處理過程，其成功檢測的概率很大地取決于以下情況，諸如基礎(chǔ)內(nèi)容的性質(zhì)(許多邊緣，高的標準偏差等等)、輸入的信號的信號噪聲比(SNR)、同步等等。其結(jié)果是可能發(fā)生水印的暫時丟失，以及在按照原則1記錄CO內(nèi)容期間，加密過程將被中斷。
這不單導(dǎo)致次最佳的內(nèi)容保護，而且未加密的內(nèi)容的斷續(xù)的伸縮(stretch)也造成在重放期間對消費者的很大的威脅。正如在以上的原則4中提到的，水印檢測器不單在記錄階段期間運行，而且在重放期間也運行。再次因為檢測過程的統(tǒng)計性質(zhì)，非?？赡馨l(fā)生這樣的情形在記錄器中的水印檢測器沒有鑒別到CO水印的場合下，播放機中的檢測器確實鑒別到在未加密的伸縮之一中的CO水印。原則4規(guī)定播放機必須把它解譯為合法的(因為所有的CO內(nèi)容應(yīng)當被加密)，以及將停止重放。雖然在記錄器和播放機中的水印檢測器性能不同的概率不大，但是對于市場上大量記錄器和播放機而言，它不能被忽略。
已提出了通過加密CO和CF內(nèi)容來解決上述的問題。如果CF內(nèi)容也被加密，則關(guān)注水印檢測丟失就無價值了。雖然在SDMI場合中某些實施者采用這個原理，但它具有重要的缺點消費者即使要處理他們自己產(chǎn)生的內(nèi)容，也需要一致的軟件(即，包含解密密鑰)，例如，編輯家庭視頻需要有被許可的軟件。并不清楚加密密鑰的許可代理是否想要使得密鑰對于視頻編輯計算機程序是可提供的，從而潛在地暴露加密系統(tǒng)的重大的秘密。
發(fā)明的目的和概要本發(fā)明的目的是提供解決上述的問題的方法。
這是通過使用記錄裝置把帶有第一復(fù)制保護信息的信息信號記錄到貯存媒體上的方法(和相應(yīng)的設(shè)備)而達到的，所述記錄過程按照由所述第一復(fù)制保護信息規(guī)定的第一復(fù)制法則來執(zhí)行，所述方法包括以下步驟-檢測表示所述第一復(fù)制法則的所述第一復(fù)制保護信息，-按照所述已檢測到的第一復(fù)制法則記錄至少第二復(fù)制保護信息，所述第一和至少第二復(fù)制保護信息表示應(yīng)由讀出裝置解譯的合法性消息，-以安全的方式把屏蔽信息記錄在所述貯存媒體上，所述屏蔽信息表示第一復(fù)制保護信息已被讀出。
本發(fā)明還涉及用于讀出信息信號的方法(和相應(yīng)的設(shè)備)，該方法包括以下步驟-檢測根據(jù)第一復(fù)制保護信息和至少第二復(fù)制保護信息而進行解譯的合法消息的存在，所述第二復(fù)制保護信息已被記錄裝置添加上，-檢測在所述信息信號中的屏蔽信息，-按照合法性消息或屏蔽信息確定信息信號的合法性。
本發(fā)明也涉及用于按照以上法則記錄或讀出信息信號的裝置。
本發(fā)明還涉及其中存儲具有表示應(yīng)由讀出裝置解譯的合法性消息的第一和至少第二復(fù)制保護信息的信息信號的貯存媒體，信息信號還包括屏蔽信息，所述屏蔽信息以安全方式已被存儲在所述貯存媒體上。
通過本發(fā)明，得到一種記錄信息信號的方法，它解決在復(fù)制保護信號中的丟失的問題。通過引入在確定信息信號的合法性時可被使用的屏蔽信息，解決了這個問題。屏蔽信息以安全的方式被存儲，由此，黑客很難訪問該信息。
附圖簡述下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中

圖1顯示在信息信號中的水印信息101，圖2顯示在水印丟失的情況下記錄圖1的信號時水印檢測器和加密器的實時性能，圖3顯示按照原則1記錄信息信號(IS)和進一步添加上屏蔽信息(SI)的方法，圖4顯示讀出器如何通過使用屏蔽信息讀出記錄的信息信號，圖5顯示按照原則1記錄信息信號(IS)和進一步加密與添加上屏蔽信息(SI)的方法，圖6顯示按照原則1記錄信息信號(IS)和在記錄的信息信號中進一步加密與添加上屏蔽信息(SI)和散列信息以作為水印的方法。
優(yōu)選實施例描述在下面描述的實施例中，第一復(fù)制保護信息是表示復(fù)制法則CF(自由復(fù)制)、CFNIR(自由復(fù)制，不能由互聯(lián)網(wǎng)再傳輸)或CO(復(fù)制一次)的水印。第二復(fù)制保護信息是加密的信息信號或未加密的信息信號，以及第三復(fù)制保護信息是表示CNM(不再復(fù)制)的水印的存在。
圖1顯示在信息信號中的水印信息101，其中在信息信號中的某些內(nèi)容112具有水印CF(復(fù)制一次)，以及其他內(nèi)容113具有水印CO(自由復(fù)制)。該圖還顯示當信息信號中信息的類型改變時，水印信息如何改變。按照上述的原則1，當記錄信息信號時，CO內(nèi)容應(yīng)當被加密(ENC)和被標記以CNM(不再復(fù)制)。CF內(nèi)容應(yīng)當保持如103所示的明顯的文本(CT)。
圖2顯示在記錄其中水印丟失的圖1上的信號時水印檢測器和加密器的實時性能。顯示了在從CF內(nèi)容到CO內(nèi)容和返回到CF內(nèi)容之間的轉(zhuǎn)移，CF內(nèi)容112可以是新的，以及CO內(nèi)容113可以是電影。水印信號用201表示，以及已記錄的信息信號的加密狀態(tài)用203表示。在225和227，水印信息應(yīng)當被檢測為CO，但水印被檢測為CF，由此，信息信號沒有按照原則3被加密。于是當讀出器讀出已記錄的信息時，它沒有在225和227丟失，由此，因為未加密的信息信號與被檢測的CO內(nèi)容的組合，信息信號被認為是非法的。
以上的丟失問題是通過記錄附加的數(shù)據(jù)以證明所有的記錄內(nèi)容(無論是CF還是CO)已被檢驗而解決的。所述附加的數(shù)據(jù)被稱為屏蔽信息，以及在未加密的內(nèi)容中CO水印的情形下，播放機利用這個屏蔽信息的存在，來將這種存在解譯為利用次最佳檢測進行記錄得出的結(jié)果(它可被重放)，以及將屏蔽信息的不存在作為無需水印檢測的非一致的記錄(它不應(yīng)當被重放)。按照本發(fā)明的屏蔽信息應(yīng)當被這樣來存儲，以便使得屏蔽信息很難被假冒者訪問/修改，因為這個信息的存在有效地代替在記錄器的記錄控制時確信的所有的重放控制。
圖3顯示按照原則1記錄信息信號(IS)和進一步添加可被使用來避免在記錄與讀出期間由水印的丟失檢測引入的問題的屏蔽信息(SI)的方法。首先，在信息信號(IS)301中檢測水印(WM)303。在305，檢驗水印信息是否為CO，以及如果是的話，則添加不再復(fù)制(CNM)的水印310，信息信號被加密311，以及包括了被添加的水印的加密的信息信號被記錄在貯存媒體上313。如果信息信號不是CO，則檢驗水印是否為CF 307，以及如果是的話，則信息信號作為明顯的文本(CT)未加密地被存儲在貯存媒體上313。否則，不進行信息信號(IS)的進一步記錄308。最后，例如，當整個信息信號被記錄時，屏蔽信息315被安全地記錄在貯存媒體上313。
在一個特定的實施例中，記錄屏蔽信息的安全方式可以是把SI記錄在保密信道中。該信道應(yīng)當具有這樣的性質(zhì)用戶不能直接操縱信道的內(nèi)容。而且，除了復(fù)制保護以外保密信道不應(yīng)當有任何合法的使用，由此，禁止其他制造商把這樣的記錄器投入市場這些記錄器在提供合理的新的特性給消費者的藉口之下給予用戶以接入到信道的權(quán)利。
保密信道在特定的實施例中可以是保密的邊帶信道，它只是記錄器中檢測水印的電路可進行寫入的信道。這樣的邊帶信道的例子可以是正如美國專利5,669,434中在光媒體上的信道代碼的冗余度。在另一個實施例中，信道可以是在DVD+RW/DVD-RW/DVD-RAM盤的扇區(qū)標題中的6“RSV”字節(jié)。
在圖4上，顯示了讀出器如何通過使用屏蔽信息讀出記錄的信息信號。首先，在403，檢驗信息信號(IS)401是否被加密，以及如果是的話，則信息信號是合法的，405，從而它可被訪問。如果沒有被加密，則在407檢測水印。在409，檢驗水印信息究竟是CO、CNM或CN中的一個或多個。如果不是的話，則信息信號是合法的，405。如果它被加以水印CO、CNM或CN，則檢驗在載送信息信號的貯存媒體上是否存在正確的屏蔽信息(SI)。如果有的話，則信息信號是合法的，否則它是非法的，因而不能被處理(！OK)413。
以安全方式記錄屏蔽信息的另一個方法是其中屏蔽信息被加密的實施例。屏蔽信息可以通過使用與加密信息信號所使用的相同的加密系統(tǒng)來被加密。在這種情形下，加密的信息可以作為用戶可訪問的文件被存儲。不必將屏蔽信息的加密做得優(yōu)于信息信號的加密，正如I.J.Cox和J.-P.M.G.Linnatz的“加擾黑客”(IEEE J.Select，AreasComm.16，pp.587-593(1998))描述的那樣。如果假冒者以黑客方式攻擊內(nèi)容加密系統(tǒng)(例如，CPRM)，則假冒者可通過加密非法的內(nèi)容而復(fù)制他想要的所有的內(nèi)容，以及通過使用非一致的記錄器存儲它。因為按照原則5，這將不存在水印檢測。
圖5顯示按照原則1記錄信息信號(IS)和進一步加密和添加上屏蔽信息(SI)的方法。首先，在信息信號(IS)501中檢測水印(WM)503。在505，檢驗水印信息是否為CO，以及如果是的話，添加上不再復(fù)制(CNM)的水印510，對信息信號加密511，以及把包括了被添加上的水印的加密的信息記錄在貯存媒體上513。如果水印信息不是CO，則檢驗水印是否為CF 507，以及如果是的話，則信息信號未加密地作為明顯的文本(CT)被存儲在貯存媒體上513。否則，停止進行信息信號(IS)的進一步記錄508。最后，當整個信息信號被記錄時，屏蔽信息517首先被加密515，以及被存儲在貯存媒體上。
屏蔽信息的加密可以包括它所屬于的信息信號的散列的或數(shù)字的概要，由此得出的結(jié)論是，加密的屏蔽信息對于特定的信息信號是獨特的，由此，它不能被再使用。它阻止黑客通過使用非一致的記錄器把非法的內(nèi)容放置在媒體上，以及通過從合法的記錄中“復(fù)制和粘貼”必要的屏蔽信息而添加這些信息。散列把屏蔽信息限制在特定的內(nèi)容片斷上，以及禁止“再使用”。一個特定的實施例可以是把記錄載體的串行號限制為散列內(nèi)容。這防止把比特副本一致地記錄在非一致的記錄上。
在優(yōu)選實施例中散列信息被放置在散列水印中，后者在記錄前被加到信息信號上。
圖6顯示按照原則1記錄信息信號(IS)以及進一步在所述已記錄的信息信號中加密和添加屏蔽信息(SI)與散列信息以作為水印的方法。首先，在信息信號(IS)601中檢測水印(WM)603。然后，散列水印(HA_WM)利用屏蔽信息嵌入604，這優(yōu)選地取決于信息信號IS601。這個散列水印被添加到信息信號上。散列水印也可以進一步被添加上，只要它在加密之前發(fā)生就行(如果合適的話)。
在605，檢驗水印信息是否為CO，以及如果是的話，添加上不再復(fù)制(CNM)的水印609，并且使信息信號被加密611。將包括了CNM水印和散列水印的加密的信息信號記錄在貯存媒體上613。如果水印信息不是CO，則檢驗水印是否為CF 607，以及如果是的話，則把包括了散列水印的信息信號不加密地作為明顯的文本(CT)而存儲在貯存媒體上613。
散列水印可以是和應(yīng)當是脆弱的，因為它在重放后是無用的。它應(yīng)當載送由內(nèi)容決定的有用負載，這樣，這個脆弱的標記不能被“提取”和被添加到非法復(fù)制者想要復(fù)制的所有的內(nèi)容上。
權(quán)利要求
1.一種通過使用記錄裝置把帶有第一復(fù)制保護信息的信息信號記錄到貯存媒體上的方法，所述記錄過程按照由所述第一復(fù)制保護信息規(guī)定的第一復(fù)制法則來執(zhí)行，所述方法包括以下步驟-檢測表示所述第一復(fù)制法則的所述第一復(fù)制保護信息，-按照所述已檢測到的第一復(fù)制法則記錄至少第二復(fù)制保護信息，所述第一和至少第二復(fù)制保護信息表示應(yīng)由讀出裝置解譯的合法性消息，-以安全的方式把屏蔽信息記錄在所述貯存媒體上，所述屏蔽信息表示第一復(fù)制保護信息已被讀出。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述第二復(fù)制保護信息按照所述被檢測到的第一復(fù)制法則與第三復(fù)制保護信息相組合地被記錄，所述第二和第三復(fù)制保護信息的所述組合連同所述第一復(fù)制保護信息一起表示應(yīng)由所述讀出裝置解譯的所述合法性信息。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中第一復(fù)制保護信息是第一水印，以及其中第二復(fù)制保護信息是加密的信息信號或未加密的信息信號，所述信息信號的加密是通過使用具有第一預(yù)定的保密級別的第一加密處理過程而被執(zhí)行的，以及其中第三復(fù)制保護信息是第二水印。
4.按照權(quán)利要求1-3的任一項的方法，其中屏蔽信息在所述貯存媒體上被存儲在安全信道中，在其中只有記錄裝置可記錄數(shù)據(jù)。
5.按照權(quán)利要求1-3的任一項的方法，其中屏蔽信息在被存儲在貯存媒體之前通過使用第二加密處理過程被加密。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其中第二加密處理過程具有至少等于第一保密級別的保密級別。
7.按照權(quán)利要求5或6的方法，其中屏蔽信息還包括與所述信息信號的內(nèi)容有關(guān)的內(nèi)容信息。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中內(nèi)容信息是至少一部分所述已記錄的信息信號的散列。
9.按照權(quán)利要求1-8的任一項的方法，其中在把信息信號記錄到記錄媒體上之前，所述屏蔽信息存儲在被添加到信息信號上的水印中。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其中存儲屏蔽信息的水印是脆弱的。
11.一種用于讀出信息信號的方法，包括以下步驟-檢測根據(jù)第一復(fù)制保護信息和至少第二復(fù)制保護信息而進行解譯的合法消息的存在，所述第二復(fù)制保護信息已被記錄裝置添加上，-檢測在所述信息信號中的屏蔽信息，-按照合法性消息或屏蔽信息確定信息信號的合法性。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其中合法性消息是根據(jù)第二和第三復(fù)制保護信息的組合而進行解譯的，所述第二和第三復(fù)制保護信息已經(jīng)被記錄裝置添加上。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其中第一復(fù)制保護信息是第一水印，以及其中第二復(fù)制保護信息是加密的信息信號或未加密的信息信號，所述信息信號的加密是通過使用具有第一預(yù)定的保密級別的第一加密處理過程而被執(zhí)行的，以及其中第三復(fù)制保護信息是第二水印。
14.一種通過使用記錄裝置把帶有第一復(fù)制保護信息的信息信號記錄到貯存媒體上的設(shè)備，所述記錄過程按照由所述第一復(fù)制保護信息規(guī)定的第一復(fù)制法則被執(zhí)行，所述設(shè)備包括-用于檢測表示所述第一復(fù)制法則的所述第一復(fù)制保護信息的裝置，-用于按照所述被檢測到的第一復(fù)制法則記錄至少第二復(fù)制保護信息的裝置，所述第一和至少第二復(fù)制保護信息表示應(yīng)被讀出裝置解譯的合法性消息，-用于以安全的方式把屏蔽信息記錄在所述貯存媒體上的裝置，所述屏蔽信息表示第一復(fù)制保護信息已被讀出。
15.一種用于讀出信息信號的設(shè)備，包括-用于檢測根據(jù)第一復(fù)制保護信息和至少第二復(fù)制保護信息而進行解譯的合法消息的存在的裝置，所述第二復(fù)制保護信息已被記錄裝置添加上，-用于檢測所述信息信號中的屏蔽信息的裝置，-用于按照合法性消息或屏蔽信息確定信息信號的合法性的裝置。
16.用于記錄或讀出信息信號的裝置，該裝置包括用于影響按照權(quán)利要求14的記錄和或影響按照權(quán)利要求15的重放的設(shè)備。
17.一種貯存媒體，其上存儲了具有表示應(yīng)由讀出裝置解譯的合法性消息的第一和至少第二復(fù)制保護信息的信息信號，該信息信號還包括屏蔽信息，所述屏蔽信息以安全方式被存儲在所述貯存媒體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過使用記錄裝置把帶有第一復(fù)制保護信息的信息信號記錄到貯存媒體的方法和設(shè)備，所述記錄按照由所述第一復(fù)制保護信息表示的第一復(fù)制法則來執(zhí)行。該方法包括以下步驟檢測表示所述第一復(fù)制法則的第一復(fù)制保護信息，按照所述檢測的第一復(fù)制法則記錄至少第二復(fù)制保護信息，所述第一和至少第二復(fù)制保護信息表示要被讀出裝置解譯的合法性消息，以安全的方式把屏蔽信息記錄在所述貯存媒體上，所述屏蔽信息表示第一復(fù)制保護信息已被讀出。
文檔編號G09C1/00GK1526088SQ02800288
公開日2004年9月1日 申請日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月13日
發(fā)明者M·J·J·J·-B·梅斯, A·A·M·斯塔林, J·C·塔爾斯特拉, M J J J -B 梅斯, M 斯塔林, 塔爾斯特拉 申請人:皇家菲利浦電子有限公司