專利名稱：一種光盤，光盤制造方法及重放設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一種光盤，和制造光盤的方法以及重放設備，例如可用它們防止光盤復制。
背景技術：
近年來，隨著只讀存儲器(ROM)型光盤的廣泛使用，盜版光盤也泛濫成災，侵犯了版權人的權利。
這是因為ROM盤的制造設備容易買到，并且很容易操作。
盜版者只要從小型光盤(CD)所包含的軟件中提取邏輯數(shù)據(jù)，將其復制在磁帶上，再把磁帶放在主盤制作設備上，便可制作CD主盤。從該單個主盤可以壓制出成千上萬的盜版盤。由于盜版者不付版稅，所以他們通過低價出售盜版盤來獲得利潤。這必然給版權人造成經(jīng)濟損失。
對于現(xiàn)用的CD規(guī)范，只有從CD上讀取邏輯數(shù)據(jù)的功能，而沒有檢查光盤物理特征的功能，因此，通過對邏輯數(shù)據(jù)的按比特復制很容易制作盜版CD。
現(xiàn)有技術揭示了一種通過增加光盤物理特征的識別功能來防止盜版的方法。
該方法包括建立一種新的規(guī)范，新規(guī)范規(guī)定，在原版盤上包括一個物理標記，以防止按該規(guī)范制作的光盤被盜版。作為現(xiàn)有技術的一個例子，日本未審查專利公報第5-325193號揭示了一種防盜版的方法。根據(jù)該方法，在切割過程中，當記錄某一指定區(qū)域時，故意沿光道(tracking)方向擺動記錄光束，以在主盤上形成一擺動線(wobbling)。當在裝有擺動線檢測電路的再現(xiàn)設備上重放光盤時，檢查光盤，觀察在上述指定區(qū)域中是否形成有擺動線。如果在指定區(qū)域中檢測到有指定擺動線頻率的擺動線，則判定該光盤是合法光盤；否則，判定該光盤為盜版光盤。
具體他說就是，根據(jù)預定的物理標記設計數(shù)據(jù)，用具有制作擺動線功能的特殊的主盤制作設備在主盤上形成一物理標記。由于盜版者既沒有這種特殊的主盤制作設備，也沒有物理標記設計數(shù)據(jù)，所以可以防止盜版者制作盜版光盤。在每個按該規(guī)范制作的光盤上都需要形成這樣一個防盜版標記，但是，由于通過對合法光盤的檢查可以提取此物理標記，所以現(xiàn)有技術存在這樣的問題，即如果這種特殊的主盤制作設備落入非法人員的手中，就可以制造盜版盤了，在本專利說明書中，在主盤上形成物理標記的防盜版方法將被稱為主盤級方法。
除了上述方法外，已出現(xiàn)一種更成熟的主盤級方法，該方法包括形成一個更復雜的物理標記。另一方面，還已知一種復制方法，無論在主盤級上制作的物理標記有多復雜，該方法可以通過熔化合法盤的樹脂，來制作具有完全相同物理特征的復制品。該方法需要大量的時間和資金來制造一個主盤，但由于可從一個盜版的主盤制作成千上萬的光盤，所以每個盜版盤的成本很低。因此，產生這樣一個問題，即隨著將來復制方法的普及，防盜版技術在主盤級上的效力會被破壞。
如上所述，現(xiàn)有的防盜版技術存在一些問題需要克服。
這些問題概括如下。
問題1由于可以復制物理標記，所以現(xiàn)有技術中主盤級防盜版技術的效力較低。
向題2在根據(jù)物理標記設計數(shù)據(jù)形成物理標記的現(xiàn)有方法中，如果獲得了與合法光盤制造商使用的設備同樣精密的制造設備，便很容易制造非法光盤。
問題3由于現(xiàn)有防盜版方法所提供的安全級是固定的，因此其效力會相對不斷提高的盜版技術而下降。
問題4如果允許無復制保護的光盤格式與有復制保護的光盤格式共存，則可用無復制保護的光盤格式制作盜版光盤。因此，必須制造都有復制保護的光盤。因此，復制保護的使用局限于諸如游戲盤等詳細規(guī)范。
問題5根據(jù)現(xiàn)有的方法，只有有限數(shù)量的許可公司擁有特殊的制造設備，并且不能使設備公開。因此除了在這些許可公司，軟件制造商不能制造光盤。
問題6在主盤作標記的方法中，由同一主盤壓制的所有光盤都具有相同的光盤標識符ID。這意味著，使用同一口令便能運行所有的光盤。因此，不能保持口令的保密性，除非與軟盤或通訊線結合起來使用。另外，由于不可能進行二次記錄，所以每次使用光盤時都必須輸入口令。

發(fā)明內容
從以上概括的現(xiàn)有技術中的問題來看，本發(fā)明的一個目的是，獲得一種與現(xiàn)有技術相比有很大提高的防復制能力。
具體他說，本發(fā)明提供了下列裝置，以克服上述現(xiàn)有技術中防盜版方法的六個問題。
為了克服問題1，提供了一種防盜版方法，該方法包括在反射膜等級上使用物理標記，而不是如現(xiàn)有技術中在主盤等級上使用物理標記，在該方法中，在光盤反射膜上形成物理標記。如果在主盤等級上進行復制，則該方法可防止生產盜版盤。
為了克服問題2，使用一種新的ROM記錄裝置，它用激光器對兩盤層壓的ROM光盤進行二次記錄，第一步，隨機形成物理標記，而第二步，用高達0.13微米的測量精度來測量物理標記。第三步，用二次記錄裝置對它們的位置信息進行加密，用數(shù)十微米的常用處理精度將一條形碼記錄至ROM盤上。由此，可用比常規(guī)設備的處里精度高得多的精度例如0.1微米的精度來獲得光學標記位置信息。由于用市場可買到的設備不能以0.1微米的精度形成光學標記，所以可以防止生產盜版盤。
為了克服問題3，將安全度低的第一代密碼和安全度高的第二代密碼都預先記錄在一媒質上，其中每種密碼都用一數(shù)字化的簽名對位置信息進行加密，并且如果再現(xiàn)設備的設計更新?lián)Q代，則可通過使用這種媒質，用與應用代相應的安全度防止盜版。
為了克服問題4，將表示軟件產品是否具有版權防盜版功能的防盜版功能識別符記錄在主盤上。為了防止識別符被變更，當把軟件內容記錄在主盤上時，將壓縮的軟件內容信息和防盜版功能識別符一起混合編碼和加密。由于不能變更識別符，所以盜版者不能用無防盜版措施的光盤格式生產光盤。這防止了盜版盤的生產。
為了克服問題5，由主密鑰生成副密鑰，作為制造光盤不可缺少的進行數(shù)字簽名的保密密鑰，并且把副密鑰交給每個軟件制造商，從而允許軟件制造商在其自己的工廠制造合法盤。
為了克服問題6，將每個光盤都不同的本發(fā)明防盜版標記的位置信息用作光盤標識符。將位置信息和光盤序號即光盤ID合并并與數(shù)字簽名一起加密，從而給每個盤增加一個不可更改的光盤ID。由于每個完成的盤都具有不同的ID，所以口令也是不同的。口令在其他盤上不會有效。這增加了口令的安全度。
另外，用本發(fā)明的二次記錄將口令二次記錄在光盤上，使該光盤永遠成為可操作盤。
以下通過實施例描述用于克服上述六個問題的具體方法。
本發(fā)明提供了一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；螺旋形的軌跡；和用激光在所述軌跡上形成的條形碼圖案。
本發(fā)明還提供一種制造光盤的方法，包括步驟在光盤的基片上形成螺旋形軌跡；和用激光在所述軌跡上形成條形碼圖案。
本發(fā)明還提供一種光盤，包括第一基片；在所述第一基片上形成的信息記錄層；和第二基片；其中所述信息記錄層形成在所述第一基片和所述第二基片之間，在可由用于讀取信息記錄層上記錄的數(shù)據(jù)的拾取器讀取的區(qū)域上形成條形碼圖案。
本發(fā)明還提供一種制造光盤的方法，包括步驟形成第一基片；在所述第一基片上形成信息記錄層，和形成第二基片；其中所述信息記錄層形成在所述第一基片和所述第二基片之間，在可由用于讀取信息記錄層上記錄的數(shù)據(jù)的拾取器讀取的區(qū)域上形成條形碼圖案。
本發(fā)明還提供了一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟用拾取器讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息；和由用于讀取信息記錄層上記錄的信息的拾取器讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的重放設備，包括用于讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息的拾取裝置，其中該拾取裝置用于讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；和根據(jù)4值脈寬調制(PWM)用激光在光盤上形成的條形碼圖案。
本發(fā)明還提供了一種制造光盤的方法，包括步驟形成用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；和根據(jù)4值脈寬調制(PWM)用激光在光盤上形成條形碼圖案。
本發(fā)明還提供了一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息；和根據(jù)4值脈寬解調讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的重放設備，包括用于讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息的拾取裝置，和用于根據(jù)4值脈寬解調讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)的讀取裝置。
本發(fā)明還提供了一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；用激光在光盤上形成的條形碼圖案；其中在條形碼圖案的條之間的區(qū)域上形成軌跡。
本發(fā)明還提供了一種制造光盤的方法，包括步驟形成用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；用激光在光盤上形成條形碼圖案；其中在條形碼圖案的條之間的區(qū)域上形成軌跡。


圖1示出了本實施例中光盤制造過程和二次記錄過程的示意圖；圖2(a)是實施例中光盤的俯視圖，(b)是實施例中光盤的俯視圖，(c)是實施例中光盤的俯視圖，(d)是實施例中光盤的橫向截面圖，而(e)是本實施例中再現(xiàn)信號的波形圖；圖3是一流程圖，示出了依照本實施例以條形碼的形式在光盤上記錄被加密位置信息的過程；圖4示出了本實施例的光盤制造過程和二次記錄過程(部分1)的示意圖；圖5示出了本實施例的光盤制造過程和二次記錄過程(部分2)的示意圖；圖6示出了本實施例的雙層光盤制造過程(部分1)的示意圖；
圖7示出了本實施例的雙層光盤制造過程(部分2)的示意圖；圖8(a)是本實施例的層壓型非反射部分的放大圖，而(b)是本實施例的單板型非反射部分的放大圖；圖9(a)是本實施例中一非反射部分的再現(xiàn)波形圖，(b)是本實施例中一非反射部分的再現(xiàn)波形圖，而(c)是本實施例中一非反射部分的再現(xiàn)波形圖；圖10(a)是本實施例中層壓型非反射部分的截面圖，而(b)是本實施例中單板型非反射部分的截面圖；圖11是一示意圖，它根據(jù)在透射電子顯微鏡下的觀察，示出了本實施例中非反射部分的截面；圖12(a)是本實施例中一光盤的截面圖，而(b)是本實施例中該光盤非反射部分的截面圖；圖13(a)一示意圖，示出了實施例中合法CD上地址的物理配置，而(b)示出了實施例中非法復制的CD上地址的物理配置；圖14是實施例中光盤制造的方框圖；圖15是實施例中低反射位置檢測器的方框圖；圖16是實施例中檢測低反射部分之地址/時鐘位置的原理圖；圖17是合法光盤與復制光盤的低反射部分地址表的對照圖；圖18是實施例中用一個方向函數(shù)的光盤檢查過程的流程圖；圖19是實施例中不同主盤上地址坐標位置的比較圖；圖20是實施例中低反射位置檢測程序的流程圖；圖21是實施例中磁記錄設備的方框圖；圖22是實施例中用RSA函數(shù)進行加密等過程的流程圖；圖23是實施例中用橢圓函數(shù)進行數(shù)字簽名等過程的流程圖；圖24是實施例中位置信息檢查過程的流程圖；圖25是實施例中信息處理設備的方框圖；圖26是實施例中第二低反射部分的俯視圖；圖27是本實施例中第一層標記信號的檢測波形圖；圖28是本實施例中第二層標記信號的檢測波形圖；圖29是本實施例中一光盤制造設備的方框圖；
圖30是本實施例中非反射部分的代碼圖；圖31是本實施例中來自非反射部分的檢測波形圖；圖32是說明本實施例中條形碼記錄的信息內容及其相互關系的說明圖；圖33是依照本實施例在雙層光盤中形成的非反射部分的透視圖；圖34說明了本實施例中光盤分布的數(shù)據(jù)流程；圖35示出了本實施例的光盤分布過程；圖36是一方框圖，說明了依照本實施例當用主密鑰、副密鑰等對位置信息進行復雜加密時的一種制造過程；圖37是一方框圖，說明了依照本實施例當用主密鑰、副密鑰等對位置信息復雜加密時的制造過程；圖38是本實施例中一再現(xiàn)設備的流程圖；圖39是本實施例中在光盤上聯(lián)合使用的保密密鑰加密和公開密鑰加密，及其與再現(xiàn)設備關系的示意圖；圖40是一方框示意圖，示出了依照本實施例在光盤上記錄用主密鑰、副密鑰等加密的位置信息的過程和再現(xiàn)這種信息的過程；圖41是本實施例中一光盤再現(xiàn)設備的方框圖；圖42是一流程圖，示出了本實施例中擾碼標識符的功能和程序安裝過程中驅動ID與光盤ID之間的切換。
具體實施例方式
以下結合本發(fā)明的一個實施例描述標記形成設備的構造和工作情況、在光盤上形成激光標記的方法、再現(xiàn)設備、和制造光盤的方法。
在這里所給的本實施例的描述中，前半部分(1)敘述這樣一些操作，如制造光盤，用激光形成標記，讀取標記的位置信息，為對光盤進行寫操作而對位信息等進行加密和其他處理，以及在一播放機上重放光盤。在第一部分(1)中主要描述加密和再現(xiàn)操作。
接著，在后半部分(2)中，將進一步詳細描述已在第一部分(1)中作簡要描述的，對光盤上標記位置信息的加密和其他處理等，以及對位置信息的解密和再現(xiàn)等，第二部分(2)還敘述了各種防盜版技術。
在本專利說明書中，激光熔蝕(laser trimming)被稱為激光制標，同時非反射的光學標記部分被簡稱為標記或光學標記，或者有時被稱為光盤獨有的物理標識符。
(1)圖1是一流程圖，示上了光盤從制造至完成的一般過程的流程。
首先，軟件公司在軟件生產過程820中進行軟件創(chuàng)作。完成后的軟件從軟件公司送到光盤制造廠。在光盤制造廠，在光盤制造過程816中，在步驟818a輸入完成的軟件，(在步驟818b)生產主盤，(在步驟818e、818g)壓制光盤，(在步驟818f、818h)在各光盤上形成反射膜，(在步驟818i)將兩個盤層壓在一起，并(在步驟818m等)完成諸如DVD或CD的ROM光盤。
將如此完成的光盤800交給軟件制造商，或者軟件制造商控制的一個工廠，在這里，在二次記錄保持817中，(在步驟819a)形成如圖2所示的防盜版標記584，并在(步驟819b)用測量裝置讀取該標記的準確位置信息，以獲得起光盤物理特征信息作用的位置信息。在步驟819c，對光盤的這個物理特征信息加密。將加密后的信息轉換成脈沖寬度調制(PWM)的信號，然后在步驟819d，用激光將其作為條形碼信號記錄在光盤上。在步驟819c中，將光盤物理特征信息與軟件特征信息結合在一起，用于加密。
現(xiàn)將進一步詳細地描述上述過程。即，將參照圖4、圖5和圖8至12，詳細描述本發(fā)明中有關光盤的制造過程、標記制作過程、標記位置讀取過程、和加密信息寫入過程。還將參照圖6和圖7補充說明具有雙層反射層的光盤。在以下的描述中，標記制作過程和標記位置讀取過程被統(tǒng)稱為二次記錄過程。
(A)首先，將描述光盤制造過程。在圖4所示的光盤制造過程806中，首先在步驟(1)壓制透明襯底801。在步驟(2)，濺射諸如鋁或金等金屬，以形成反射層802。通過旋壓涂覆，將由紫外線固化樹脂形成的粘著層804施加到在不同處理步驟中形成的襯底803上，而且將襯底803與具有反射層802的透明襯底801膠合，并使其高速旋轉，從而使膠合間隔均勻。在外界紫外射線的曝光下，樹脂硬化，從而將兩片襯底牢固地膠合在一起。在步驟(4)，通過絲網(wǎng)印刷或膠版印刷，印刷一層印刷層805，該印刷層上將印刷CD或DVD的標題。由此，在步驟(4)，完成了普通的層壓型ROM光盤。
(B)接著，將參照圖4或圖5描述標記形成過程。在圖4中，使釔鋁拓榴石(YAG)脈沖式激光器813發(fā)出的激光束通過凸透鏡814聚焦在反射層802上，以形成圖5中步驟(6)所示的非反射部分815，即，從圖5中步驟(6)形成的非反射部分815中再產生出一區(qū)別波形，例如步驟(7)所示的波形(A)。通過對該波形的限幅，可獲得波形(B)所示的標記檢測信號，由該標記檢測信號可以測得分層標記位置信息，它包含信號(d)中所示的地址以及信號(e)中所示的地址、幀同步信號編號和再現(xiàn)時鐘計數(shù)。
如前所述，以下將參照圖6和圖7補充說明另一種類型的光盤(雙層層壓盤)。
圖4和圖5示出了一般稱作單層層壓盤的光重，它只在一個襯底801上有反射層。另一方面，圖6和圖7示出了一般稱為雙層層壓盤的光盤，它在兩個襯底801和803上都有反射層。對于激光熔蝕，步驟(5)和步驟(6)對兩種類型的光盤都基本相同，明顯的不同將在下文中作筒要描述，首先，單層光盤使用反射率高達或超過70％的鋁膜所形成的反射層，而在雙層光盤中，讀出面襯底801上形成的反射層825是反射率為30％的半透明金(Au)膜，印刷面襯底803上形成的反射層802與單層光盤中使用的相同，其次，與單層光盤相比，雙層光盤需要較高的光學精度，例如，粘著層804必須光學透明且厚度均勻，并且光學透明度不能因激光熔蝕而受損失。圖7的步驟(7)、(8)和(9)示出了雙面記錄層光盤第一層的波形。第二層的波形類似于第一層的波形，但其信號電平低于第一層的信號電平。然而，由于第一和第二層被膠合在一起，所以它們之間相對位置的準確度是隨機的，并且只能控制在凡百微米的精度內。如以下將要描述的，由于激光束要通過兩層反射膜，所以例如要制作非法光盤，則必須使第一和第二層上第一標記的位置信息與合法光盤上的數(shù)值相同。但是使它們匹配要求在層壓時具有近亞微米的精度，因此，制作雙層類型的非法光盤是不可行的。
以下參照圖8至12，用段落(a)至(d)進一步詳細地描述形成非反射光學標記部分的技術，與單層類型作比較，敘述層壓型。圖8(a)和(b)是兩張顯微相片，示出了非反射光學標記部分的平面圖，而圖10是雙層層壓盤非反射部分的截面簡化示意圖。
(a)用5微焦耳/脈沖的YAG激光器，將激光束照射在500埃厚的鋁層上，鋁層位于由兩片0.6毫米厚的光盤層壓構成的1.2毫米厚ROM光盤表面以下0.6毫米處，結果形成了圖8(a)中放大750倍的12微米寬的縫狀非反射部分815。在該放大750倍的顯微相片中，非反射部分815上觀察不到鋁的殘留物。沿非反射部分815和反射部分間的邊界可觀察到增厚的鋁層，厚2000埃，寬2微米。如圖10(a)所示，可以確定內部沒有發(fā)生重大的破損。在這種情況下，估計脈沖式激光器的作用熔化了鋁反射層，并因表面張力，產生了熔化的鋁沿兩側邊界堆積的現(xiàn)象。我們稱此為熱熔表面張力(hot melt surface tension)(HMST)記錄法。這是在層壓盤800上才能觀察到的特征現(xiàn)象。圖11是一示意圖，它根據(jù)透射電子顯微鏡(TEM)下的觀察，示出了上述激光熔濁過程所形成的非反射部分的截面圖。在圖中，如果鋁膜增厚部分寬1.3微米，厚0.20微米，則該部分中增加的鋁的數(shù)量為1.3×(0.20-0.05)＝0.195微米2，原先沉積在激光瀑光區(qū)(10微米)一半部分(5微未)中鋁的數(shù)量為5×0.05＝0.250微米2，其差算得為0.250-0.195＝0.055微米2，就長度而言，它等于0.055/0.05＝1.1微米。這表示保留下來的鋁層0.05微米厚，1.1微米長，因此可以說幾乎所有的鋁都被移到膜增厚的部分，因此，該圖的分析結果還證明了對上述特征現(xiàn)象的解釋。
(b)接下來將敘述單板光盤(光盤包含單個盤)。用相同功率的激光脈沖進行實驗，曝光在單側模壓盤上形成的厚度為0.05微米的鋁反射層，其結果如圖8(b)所示。如圖中所示，可觀察到鋁的殘留物，并且由于鋁的殘留物會引起重放噪音，因此可見，單板型不適于進行光盤信息的二次記錄，它要求高密度和低差錯率，另外，與層壓盤不同，對單板盤的情況，如圖10(b)所示，當非反射部分經(jīng)激光熔蝕時，保護層862會不可避免地發(fā)生破損。破損程度依賴于激光功率，但即使精確控制激光功率，破損也不可避免。再有，根據(jù)我們的實驗，對于用絲網(wǎng)印刷在保護層862上形成數(shù)百微米厚的印刷層805，當其熱吸收高時會被損壞。對于單板盤的情況，為了解決保護層破損的問題，或者必須再加一層保護層，或者在沉積保護層之前進行激光切割工序。在任何情況下，單板型都有這樣的問題，即必須將激光切割過程合并到壓制過程中。盡管單板盤可用，但這限制了它的應用。
(c)以上用一個雙層層壓盤作為例子，討論了單板盤與層壓盤的對比。由上述討論可知，用單層層壓盤可以獲得與雙層層壓盤相同的效果。參照圖12(a)和圖12(b)等，將進一步描述單層型的情況。如圖12(a)所示，反射層802一側是透明的聚碳酸酯襯底801，另一側是硬化的粘著層804和一襯底，因此反射層802被密封其間。在這種情況下，將脈沖式激光聚焦加熱；在我們的實驗中，將5微焦耳/脈沖的熱量加至反射層802上10至20微米直徑的圓點上，持續(xù)70納秒的時間。結果，溫度馬上升至熔點600℃，導致熔化狀態(tài)。通過熱量傳遞，小部分靠近圓點的透明襯底801被熔化，并且一部分粘著層804也被熔化。表面張力向兩側加力，使該狀態(tài)下熔化的鋁沿邊界821a和821b聚集起來，從而形成硬化的鋁的聚集部822a和822b，參見圖12(b)。由此形成沒有鋁殘留物的非反射部分584。這表明，如圖10(a)所示用激光熔蝕層壓盤可以獲得清楚明確的一非反射層部分584。即使將激光功率增大超過最佳值的10倍，也不會觀察到單板盤時因保護層破損使反射層外露的情況。激光熔濁后，非反射層584的結構如圖12(b)所示，它被夾在兩個透明襯底801之間，并且粘著層804在兩側將其密封與外界隔絕，從而產生保護該結構免受外界影響的效果。
(d)接下來將描述把兩盤層壓在一起的另一好處。如圖10(b)所示，在單板盤的情況下，當以條形碼形式進行二次記錄時，非法制造商可通過清除保護層來曝光鋁層。這就有可能通過在合法盤的條形碼部分處再沉積一層鋁層，然后激光熔蝕一不同的條形碼，來篡改未加密的數(shù)據(jù)。例如，如果標識號被記錄在明文中或者與主密文分開放，則在單板盤的情況下，可以改變標識號，用不同的密碼非法使用軟件。但是，如果如圖10(a)所示，在層壓盤上進行二次記錄，那么很難將層壓盤分成兩部分。另外，當把一部分與另一部分分開時，會使鋁反射層部分受損。當防盜版標記被破壞時，光盤將被判定為盜版盤，從而不能工作。因此，當對層壓盤進行非法變更時，成功率是很低的，從而因經(jīng)濟原因抑制了非法變更。特別是，對于雙層層壓盤的情況，由于聚碳酸酯材料具有溫度/濕度膨脹系數(shù)，所以一旦分離，就幾乎不可能以數(shù)微米精度來對準第一和第二層上的防盜版標記，壓合兩盤，而大量生產光盤。因此，雙層類型在盜版防御方面提供了更好的效果。由此發(fā)現(xiàn)，通過激光熔蝕層壓盤800可以獲得縫隙清晰明確的非反射部分584。
上述段落(a)至(d)描述了形成非反射光學標記部分的技術。
(C)接下來，將描述讀出由此形成的標記的位置的過程。
圖15是一方框圖，示出了光盤制造過程中用于檢測非反射光學標記部分的低反射率光量檢測器586以及與之相連的電路。圖16示出了檢測低反射率部分之地址/時鐘位置的原理。為了便于說明，下文敘述當在單個盤構成的光盤上所形成的非反射部分上進行讀操作時的操作原理。將會看到，同樣的原理也適用于兩盤層壓所構成的光盤。
如圖15所示，將光盤800放入裝有低反射率位置檢測器600的標記讀取設備中，以讀出標記，并且如圖9(a)的波形圖所示，在該情況下，由于因有無凹坑所產生的信號波形和因存在非反射部分584所產生的信號波形在信號電平上有明顯的差異，所以用一簡單的電路便能將它們清楚地區(qū)分開。
用圖15方框圖中所示的低反射率光量檢測器586可容易地檢測到具有上述波形的非反射部分564的起始位置和終止位置。在低反射率位置信息輸出部分596，將再現(xiàn)的時鐘信號用作參考信號，可獲得位置信息。
如圖15所示，低反射率光量檢測器586中的比較器587通過檢測信號電平比光量參考值588低的模擬光再現(xiàn)信號來檢測低反射率光部分。在檢測期間，輸出圖16(5)所示波形的低反射率部分檢測信號，測量該信號起始位置和終止位置的地址和時鐘位置。
為了轉換成數(shù)字信號，用具有AGC 590a的波形整形電路590對再現(xiàn)光信號進行整形。時鐘再生器38a從整形的信號中再生時鐘信號。解調裝置591中的EFM解調器592對信號解調，并且ECC糾正差錯并輸出數(shù)字信號。經(jīng)EFM解調的信號還被送至物理地址輸出裝置593，在該裝置中，地址輸出裝置594輸出MSF的地址，它來自CD中子碼的Q個位，并且同步信號輸出裝置595輸出諸如幀同步信號的同步信號。時鐘再生器38a輸出解調后的時鐘。
在低反射率部分地址/時鐘信號位置信號輸出裝置596中，低反射率部分起始/終止位置檢測器599通過使用(n-1)地址輸出裝置597和地址信號以及時鐘計數(shù)器(clock counter)598和同步時鐘信號或解調后的時鐘，對低反射率部分584的起始位置和終止裝置進行精確的測量。以下借助圖16所示的波形圖詳細描述該方法。如圖16(1)中光盤的截面圖所示，局部形成了標記號為1的低反射率部分584。輸出圖16(3)所示的反射包絡信號，其中來自反射部分的信號電平低于光量參考電平588。用光電平比較器587對此進行檢測，并由低反射率光量檢測器586輸出如圖16(5)所示的低反射率光檢測信號。如圖16(4)中再現(xiàn)的數(shù)字信號所示，由于它沒有反射層，所以標記區(qū)不輸出數(shù)字信號。
接著，為了獲得低反射率光檢測信號的起始和終止位置，將圖16(6)所示的解調后的時鐘或同步時鐘與地址信息聯(lián)用。首先，測量圖16(7)中地址n處的參考時鐘605。當(n-1)地址輸出裝置597檢測到緊挨在地址n前的地址時，發(fā)現(xiàn)下一個同步信號604是地址n處的同步信號，用時鐘計數(shù)器598對同步信號604至參考時鐘605的時鐘數(shù)進行計數(shù)，它是低反射率光檢測信號的起始位置。該時鐘計數(shù)被定義為參考延遲時間TD，由參考延遲時間TD測量裝置608對其進行測量并存儲起來。
電路延遲時間會隨用于讀操作的再現(xiàn)設備而變化，即參考延遲時間TD依賴于所用的再現(xiàn)設備。因此，使用TD時，用時間延遲校正器607進行時間校正，并且所得效果是，如果用設計不同的再現(xiàn)設備進行讀操作，可以精確測量低反射率部分的起始時鐘計數(shù)。接著，如圖16(8)所示，通過在下一光道中尋找光學標記1的起始和終止地址，可獲得地址n+12處的時鐘m+14。由于TD＝2，所以將時鐘計數(shù)校正為12，但為了便于說明，使用n+14。我們將描述另一種方法，該方法不必獲取用于讀取的再現(xiàn)設備中的參考延遲時間TD，便可消除延遲時間變化的影響。該方法通過檢查圖16(8)中地址n處的標記1相當于另一標記2的位置關系是否一致，來檢查光盤是否是合法盤。即不把TD視作一個變量，并獲得所測標記1的位置A1＝a1+TD與所測標記2的位置A2＝a2+TD之間的差，差值為A1-A2＝a1-a2。同時，檢查該差值是否與解密標記1的位置a1和標記2的位置信息a2之間的差值a1-a2相一致，從而判定光盤是否是合法光盤。該方法的效果是，可以在補償了參考延遲時間TD的變化之后，通過使用一較簡單的結構檢查各位置。
(D)接下來得描述加密信息的寫入過程。如下一部分(2)中將要詳細描述的那樣，對過程(C)中讀取的位置信息進行加密，并用條形碼或其他方法將其寫在光盤上。圖3指出了該如何來做。在圖3(1)中，用脈沖式激光熔蝕反射層，并形成圖3(2)所示的條形碼式的熔蝕圖案。在再現(xiàn)設備(播放機)處獲得圖3(3)所示的包絡波形，其中有一些部分消失。這些消失的部分產生一與普通凹坑產生的信號不同的低電平信號，并且用第二限幅電平比較器對該信號限幅，以獲得圖3(4)所示的低反射率部分檢測信號。根據(jù)該低反射率部分檢測信號，圖3(5)中的PWM解調器621對包含加密信息的信號進行解調。
以上描述了光盤制造過程中的各個處理步驟。下面將參照圖41，描述把如此完成的光盤放在播放機上再現(xiàn)的再現(xiàn)設備(播放機)的構造和工作情況。
首先將描述圖中光盤9102的構造。在沉積于光盤9102上的反射層(未示出)上形成一標記9103。在光盤的制造過程中，用位置檢測裝置檢測標記9103的位置，并將檢測到的位置加密成為標記位置信息，且用條形碼9104的方式將信息寫在光盤上。
位置信息讀出裝置9101讀取條形碼9104，并且包括在其中的解密裝置9105對條形碼內容進行解密，用以輸出。標記讀出裝置9106讀取標記9103的實際位置，并輸出結果。比較/判定裝置9107將來自位置信息讀出裝置9101中的解密裝置9105的解密結果與標記讀出裝置9106讀出的結果進行比較，并判斷兩者是否在一預定的許可范圍內一致。如果兩者一致，則輸出用于再現(xiàn)光盤的再現(xiàn)信號9108；如果兩者不一致，則輸出再現(xiàn)停止信號9109?？刂蒲b置(未示出)根據(jù)這些信號控制光盤的再現(xiàn)操作；當輸出再現(xiàn)停止信號時，并將該光盤是非法復制盤的表示顯示在顯示器(未示出)上，并且停止再現(xiàn)操作。在上述操作中，可以看到，當標記讀出裝置9106還可以在讀取標記9103實際位置時使用來自解密裝置9105的解密結果。
因此，上述構造的再現(xiàn)設備能檢測非法復制的光盤并停止光盤再現(xiàn)，并且能實際防止非法復制品。
上述內容敘述了從光盤制造到播放機再現(xiàn)操作的過程，而下面我們將描述與上述過程的細節(jié)有關的事項。
(A)將說明一低反射率部分地址表，該表列出了低反射率部分的位置信息。
(a)在工廠的防盜版標記形成過程中激光標記是隨機形成的。用這種方式形成的激光標記的物理特征都不相同。在下一過程步驟中，對于DVD，用0.13微米的分辨率測量每個光盤上形成的低反射率部分584，以構成圖13(a)中所示的低反射率部分地址表609。這里，圖13(a)示出了依照本實施例制造的合法CD的低反射率部分地址表，而圖13(b)與非法復制的CD有關。用諸如圖18所示的單向函數(shù)(one-directionfunction)對低反射率部分地址表609進行加密，并且在第二反射層形成步驟中，如圖2所示，將清除了反射層的一系列低反射率部分584c至584e記錄在光盤最里面部分上的條形碼狀圖案中，另一種方法如圖14所示，可將其記錄在CD-ROM的磁記錄部分67上。圖18是一流程圖，示出了用單向函數(shù)進行加密的光盤檢查過程，而圖14是光盤制造設備和特殊記錄/再現(xiàn)設備的方框圖。如圖13所示，合法CD和非法復制的CD分別具有低反射率部分地址表609和609x，它們相互有本質的不同。如前所述，造成這種差別的一個原因是無法使激光標記的物理特征相同。另一原因是，如果主盤不同，那么預先分配給光盤的扇區(qū)地址(sectoraddress)會不同。
現(xiàn)參照圖13，我們將描述合法盤和盜版盤的標記位置信息是如何不同的。圖示的例子綜合了上述兩個因素。在示例中，在一個光盤上形成兩個標記。在合法CD中，如地址表609所示，標記號為1的第一標記位于從邏輯地址扇區(qū)A1的起始點開始的第262時鐘位置。在DVD的情況下，一個時鐘等于0.13微米，并用此精度進行測量。另一方面，對于盜版的CD，如地址表609x所示，第一標記位于地址扇區(qū)A2的第81時鐘位置。通過檢測合法盤和盜版盤第一標記位置之間的差，可分辨出盜版盤。同樣，第二標記位置也是不同的。要使位置信息與合法盤的相符，必須用一個時鐘單位即0.13微米的精度形成地址扇區(qū)A1中第262位置上的反射膜；否則，盜版盤便無法使用。
由此，如圖14所示，在再現(xiàn)設備中，對加密表解密，以重新建立合法表，然后用檢查程序535對其檢查，將合法盤和非法復制盤區(qū)分開，并對復制盤停止其再現(xiàn)操作。在圖16的例子中，合法盤和非法復制盤分別具有低反射率部分地址表609和609x，如圖17所示，它們的值是不同的。對于合法盤的情況，如圖16(8)所示，在標記1之后的光道中，起始和終止位置分別是m+14和m+267，而對于非法復制盤的情況，如圖16(9)所示，它們分別是m+24和m+277。因此，如圖17所示，低反射率部分地址表609和609x中的相應值不同，從而能夠分辨復制盤。如果合法制造商想復制具有低反射率部分地址表609的光盤，他們必須用圖16(8)所示的再現(xiàn)的時鐘信號分辨率進行精確的激光溶蝕操作。對于DVD盤的情況，如圖27(5)所示，當把再現(xiàn)的時鐘脈沖周期T轉化為光盤上的某一距離時，它為0.13微米，因此，要進行非法復制，必須以0.1微米的亞微米分辨率來清除反射膜。以下情況是真實的，即當使用為光盤而設計的光頭時，可用亞微米分辨率在諸如CD-R等記錄膜上進行記錄。但在這種情況下，再現(xiàn)的波形將如圖9(c)所示，并且不能獲得圖9(a)所示的特征波形824，除非將反射膜清除掉。
(b)通過清除反射膜來大量生產盜版盤的第一種方法是用諸如YAG激光器等高輸出激光器進行激光熔蝕。在當前的技術狀況下，即使是最高精度加工的激光熔蝕也只能獲得數(shù)微米的處理精度。在用于半導體掩模校正的激光熔蝕中，據(jù)說1微米是處理精度的極限。這意味著，在大量生產的級別上，很難獲得0.1微米的處理精度。
(c)目前所知的第二種方法是用于處理VLSI半導體掩模的X射線曝光設備和離子束處理設備，它們能獲得亞微米量級的處理精度，但是這種設備非常昂貴，而且處理一張光盤要化很長的時間，并且如果用這種設備處理每一張盤，那么每張光盤的成本會很高，因此，目前該成本要比多數(shù)合法盤的零售價高，從而制造盜版盤就不會劃算而且是無意義的。
(d)如上所述，用包括激光熔蝕的第一種方法很難進行亞微米精度的處理，因此很難大量生產盜版盤。另一方面，利用諸如X射線曝光等亞微米處理技術的第二種方法。每張光盤的成本很高，以致從經(jīng)濟的角度看，制造盜版盤是無意義的。因此，可防止制造非法復制品，直至將來某一天可用成本低的亞微米處理技術進行大批量的生產。由于這種技術的實際實施將是將來許多年之后的事，所以可以防止生產盜版盤。如圖33所示，對于在每層上形成一低反射率部分的雙層光盤，不能制造非法復制盤，除非在層壓時以良好的精度使頂片和底片上的凹抗對準，這在防止盜版方面提高了有效性。
(B)接下來，我們將描述如何規(guī)定低反射率部分在光盤上的角度安排。
在本發(fā)明中，是通過反射層級別的機械方式來提供防盜版中足夠的有效性的，即只制作低反射率的標記。在這種情況下，即使主盤是復制品，防止也是有效的。然而，將其與主盤級別上的防盜版技術并用可提高有效性。如果如圖13(a)中表532a和表609所示規(guī)定低反射率部分在光盤上的角度安排，則非法制造商連每個凹坑在主盤上的角度安排也精確復制。這便會增加盜版盤的成本，并因此提高防止盜版的能力。
(C)以下將綜述本發(fā)明的要點。在本發(fā)明中，合法制造商可以通過使用具有數(shù)十微米處理精度的一般用途的激光熔濁設備處理光盤，來制造合法盤。盡管需要0.13微米的測量精度，但用消費者DVD播放機中所包括的常規(guī)電路便能達到。通過用一保密的加密密鑰對測得的結果進行加密，可以制造合法盤。也就是說，合法制造商只需要一保密密鑰和一具有0.13微米測量精度的測量設備，同時所需的處理精度可低二或三個數(shù)量級，即為數(shù)十微米。這意味著，可以使用常規(guī)的激光處理設備。另一方面，沒有保密密鑰的非法制造商必須直接復制記錄在合法盤上的加密信息。這意味著，必須用0.13微米的處理精度形成與加密位置信息對應的物理標記，即合法盤上的位置信息。也就是說，必須用處理精度比合法制造商所用處理設備的精度高兩個數(shù)量級的處理設備形成低反射的標記。即使在可預見的將來，進行精度高出兩個數(shù)量級即0.1微米精度的大批量生產在技術和經(jīng)濟上都是很困難的。這意味著，在DVD標準的使用期中，可以防止生產盜版盤。本發(fā)明的一個重點是利用了這樣一個事實，即測量精度一般要比處理精度高數(shù)個數(shù)量級。
對于CLV的情況，上述方法利用了這樣一個事實、即如前所述，一個主盤的地址坐標安排與另一個的不同。圖19示出了對實際CD上地址位置的測量結果。一般，有兩種類型的主盤，一種(CAV)是通過以恒定轉速即恒定的角速度旋轉電動機來記錄的，而另一種(CLV)是通過以恒定的線速度旋轉光盤來記錄的。對于CAV光盤的情況，由于邏輯位置位于光盤上某預定的角位置，所以無論制造多少主盤，光盤上的邏輯地址及其物理角位置是完全相同的。另一方面，對于CLV光盤的情況，由于只控制線速度，所以主盤上邏輯地址的角位置是隨機的。從圖19中實際的CD上邏輯地址位置的測量結果可知，即使用相同的制作主盤的設備來記錄完全相同的數(shù)據(jù)，盤與盤之間的光道間距、起始點和線速度會略有不同，并且這些誤差會累積，導致不同的物理位置。在圖19中，白圓圈表示第一主盤上每個邏輯地址的位置，而黑圓圈和三角形分別表示第二和第三主盤上的位置?？梢姡看沃谱髦鞅P時邏輯地址的物理位置都會不同。圖17示出了合法盤和非法復制盤的低反射率部分地址表，以作比較。
以上描述了在主盤級別上防止盜版的方法。這就是說，如圖19所示，當用制作主盤的設備根據(jù)相同的邏輯數(shù)據(jù)制造諸如CD或DVD等CLV記錄的主盤時，各主盤間即合法盤與盜版盤間，盤上每個凹坑的物理位置是不同的。該方法利用這一特點來識別盜版盤和合法盤。主盤級別上的防盜版技術可通過只從合法盤上的數(shù)據(jù)進行簡單復制，便能在邏輯級別上防止盜版盤。但近年發(fā)現(xiàn)盜版制造商已具有更先進的技術，他們通過熔化合法盤的聚碳酸酯襯底來制造物理特征與合法盤相同的主盤復制品。在這種情況下，主盤級別上的防盜版方法宣告失敗。為了防止這一新的生產盜版盤的跡象，本發(fā)明已在反射層級別上發(fā)明了防盜版的方法，在該方法中，在反射膜上形成標記。
根據(jù)本發(fā)明的方法，通過在反射膜形成過程中清除一部分反射膜要在由主盤壓制的每一張盤上形成標記，即使這些盤是用同一張主盤壓制也如此。結果，各盤所獲低反射標記的位置和形狀相互不同。在通常的處理中，以亞微米的精度部分地除去反射膜是近于不可能的。由于復制本發(fā)明光盤的成本將證明是不合算的，因此可以提高防復制的有效性。
圖20示出了用低反射率部分地址表檢測被復制CD的流程圖。由于所用再現(xiàn)設備的光頭和電路設計，檢測光學標記所需的延遲時間咯有變化?？稍谠O計階段或大批量生產時預測該電路延遲時間TD。通過測量時鐘數(shù)即從幀同步信號開始的時間，來獲得光學標記位置信息。由于電路延遲時間的影響，所測的光學標記位置信息數(shù)據(jù)會產生誤差。結果，會錯誤地將合法盤判定為盜版盤，給合法用戶帶來不便。以下將描述用于減少電路延遲時間TD的措施。另外，光盤出售后在盤上造成的擦痕會中斷再現(xiàn)后的時鐘信號，使光學標記位置信息的測量結果產生幾個時鐘的誤差。為了解決這一問題，將容差866和合格計數(shù)867記錄在光盤上，并且當根據(jù)再現(xiàn)時的實際情況允許測量值有一定程度的容差時，在到達合格計數(shù)867時允許進行再現(xiàn)操作；在裝運光盤之前版權人可以控制因光盤上的表面擦痕而允許的誤差范圍。這將參照圖20進行描述。
在圖20中，在步驟865a中再現(xiàn)光盤，以從本發(fā)明的條形碼記錄部分或凹坑記錄部分中恢復出加密的位置信息，在步驟865b進行解密或簽名驗證，并在步驟865c，恢復光學標記位置信息的列表。接著，如果再現(xiàn)電路的延遲時間TD被存儲在圖15的再現(xiàn)設備中的電路延遲時間存儲裝置608a中，則在步驟865h讀出TD，過程進入步驟865x。如果TD未被存儲在再現(xiàn)設備中，或者如光盤上記錄了測量指令，那么過程進入步驟865d，進入?yún)⒖佳舆t時間的測量過程。當檢測到地址Ns-1時，便可找到下個地址Ns的起始位置。對幀同步信號和再現(xiàn)后的時鐘進行計數(shù)，并在步驟865f，對參考光學標記進行檢測。在步驟865g，測量并存儲電路延遲時間TD。該操作與以后將參照16(7)描述的操作相同，在步驟865x，測量位于地址Nm旁邊的光學標記。在步驟865i、865j、865k和865m中，與步驟865d、865y、865f和865g相同，用一個時鐘單位的分辨率檢測光學標記位置信息。接著，在步驟865n，進入盜版盤的檢測過程。首先，校正電路延遲時間。在步驟865p，讀取圖27所示的、記錄在光盤上的容差866，即tA和合格計數(shù)867，以檢查在步驟865g中測得的位置信息是否落在容差tA的范圍內。如果步驟865r中的結論是肯定的，則在步驟865s中檢查被檢查的標記計數(shù)是否已達到合格計數(shù)。如果結論為肯定的，則在步驟865u中將光盤判定為合法盤，并允許再現(xiàn)，如果還沒有達到合格計數(shù)，則過程返回步驟865z。如果在步驟865r中結論是否定的，則在步驟865f中檢查誤差檢測計數(shù)是否小于NA，并且只有當結論為肯定時，過程才返回步驟865s。如果不是肯定的，則在步驟865v中將光盤判定為非法盤，并且停止操作。
如上所述，由于再現(xiàn)設備的電路延遲時間TD被存儲在IC ROM中，所以可用增大的精度獲得光學標記位置信息。另外，根據(jù)允許光盤出售后在盤上產生擦痕的實際情況，通過給每個盤上的軟件設定容差866和合格計數(shù)，可改變盜版盤檢測用的判定標準。這能降低把合法盤錯判成非法盤的概率。
(D)以下將進一步描述關于讀取兩盤層壓光盤非反射光學標記部分的工作情況。重點放在上述操作原理的描述中尚未涉及的部分。
也就是說，如圖16所示，可用常規(guī)的播放機，以1T單位的分辨率即DVD標準下的0.13微米分辨率，精確地測量起始位置地址數(shù)、幀數(shù)和時鐘數(shù)，從而精確地測量本發(fā)明的光學標記。圖27和圖28示出了適用于DVD標準的圖16的光學標記地址讀出方法。由于操作原理與圖16所示的相同，所以此處不再對圖27和28中的信號(1)、(2)、(3)、(4)和(5)加以說明。
以下將給出圖16與圖27和28之間的對應關系，其中圖16說明了用于檢測CD上低反射率部分位置的檢測操作原理，而圖27和28與DVD有關。
圖16(5)與圖27(1)和圖28(1)對應。圖16(6)中再現(xiàn)的時鐘信號與圖27(5)和圖28(5)中所示的對應。圖16(7)中的地址603與圖27(2)和圖28(2)中所示的對應。
圖16(7)中的幀同步604與圖27(4)和圖28(4)所示的對應。圖16(8)中的起始時鐘數(shù)605a與圖27(6)中再現(xiàn)的通道時鐘數(shù)對應。在圖27(7)和圖28(7)中用6位的標記長度壓縮數(shù)據(jù)，以代替圖16(7)中的終止時鐘數(shù)606。
如上所述，CD和DVD的檢測操作基本相同。第一個差別是，如圖27(7)中所示加入了的1比特的標記層識別符603a用來識別低反射率部分是單層類型的還是雙層類型的。如前所述，雙層的DVD結構具有更好的防盜版效果。第二個差別是，由于線記錄密度幾乎為兩倍，所以1T的再現(xiàn)時鐘與0.13微米一樣短，這提高了檢測位置信息的分辨率，并由此提供了更好的防盜版效果。
圖27所示的是來自具有兩層反射層的雙層光盤中第一層的信號。信號示(1)出了檢測到第一層上光學標記起始位置時的狀態(tài)。圖28示出了來自第二層的信號的狀態(tài)。
為了讀出第二層，圖15中的第一/第二層切換裝置827將一切換信號發(fā)送給聚焦控制裝置828，然后聚焦控制裝置828控制聚焦驅動裝置829，將焦點從第一層切換至第二層。由圖27可知，標記位于地址(n)，并且用計數(shù)器對幀同步信號(4)進行計數(shù)，得知標記處于幀4。從信號(5)，可找到PLL再現(xiàn)的時鐘數(shù)并且可獲得信號(6)所示的光學標記位置數(shù)據(jù)。利用該位置數(shù)據(jù)，可在常規(guī)的消費者DVD播放機上以0.13微米的分辨率測量光學標記。
(E)以下將進一步描述與兩盤層壓的光盤有關的附加事項。
圖28示出了與第二層上所形成的光學標記有關的地址位置信息。如圖7中過程步驟(6)所示，激光通過同一孔穿透第一和第二層，第一反射層802上形成的非反射部分815和第二反射層825上形成的非反射部分826在形狀上相同，圖33的透視圖對此作了描繪。在本發(fā)明中，當透明襯底801和第二襯底803被層壓在一起后，使激光穿透到第二層，以在其上形成相同的標記。在這種情況下，由于第一和第二層上凹坑的坐標安排是不同的，并且由于當將它們層壓在一起時，第一和第二層之間的位置關系是隨機的，所以第一和第二層上形成標記的凹坑位置是不同的，并且從每層上會獲得完全不同的位置信息。將這兩種位置信息加密，以生產防盜版盤。如果企圖非法復制該盤，則必須以大約0.13微米的分辨率使兩層上的光學標記對準。如前所述，在目前的技術狀況下，通過用0.13微米的精度即0.1微未量級的精度使具有凹坑的光學標記對準的方法來復制光盤是不可能的，但是將來有可能在商業(yè)上實現(xiàn)大批量生產的技術，它能以低成本，用0.1微米的處理精度大量熔蝕單層的光盤。即使在上述情況下，由于對于雙層層壓盤800的情況，頂盤和底盤是同時熔蝕的，所以必須以數(shù)微米的精度使凹坑位置和光學標記對準，從而將兩盤層壓在一起。但是，由于聚碳酸酯襯底的溫度系數(shù)等的影響，用該精度層壓所述盤是近于不可能的。當通過施加激光使其透過雙層光盤800來形成光學標記時，所得的防盜版標記很難復制。這大大提高了防盜版的效果。由此完成了具有防盜版機制的光盤。關于防盜版的用途，在諸如單板型等情況下，光盤制造過程和激光切割過程是不可分的，在這類場合中，作為激光切割過程之整體部分的加密過程和包含保密密鑰的過程必須在光盤制造廠中進行。這意味著，對于單板型的情況，必須將軟件公司保留的保密密鑰交給光盤制造工廠。這大大降低了密碼的機密性。另一方面，依照構成本發(fā)明一個方面的包括用激光處理層壓盤的方法，可將激光熔蝕構成完全與光盤制造過程分離開來。由此，激光熔蝕和加密操作可在軟件制造商的工廠中進行。由于軟件制造商持有的保密密鑰不必送交光盤制造商，所以加密用的保密密鑰在軟件制造商的安金保管之中。這大大地提高了加密的機密性。
(2)(A)在(1)中簡要描述了對標記位置信息的加密(數(shù)字簽名)和對光盤位置信息的解密和再現(xiàn)，現(xiàn)將作更詳細的描述，(B)以下還將描述防盜版的各種機理。
(A)描述加密(數(shù)字簽名)及其再現(xiàn)。
(a)簡單加密(數(shù)字簽名)(使用RSA函數(shù))首先，參照圖22和24所述的流程圖，描述用信息恢復型簽名方法的函數(shù)，譬如RSA函數(shù)等進行加密的一個例子。
如圖22所示，過程包括以下主要程序在步驟735a，由光盤制造商測量標記位置信息；在步驟695，對位置信息加密(或增加一數(shù)字簽名)；在步驟698，在再現(xiàn)識別中將位置信息解密(或者驗證或認證簽名)；并且在步驟735w，進行檢查，確定光盤是否為合法光盤。
首先，在步驟735a中，在步驟735b，測量光盤上的標記位置信息。然后在步驟735d，壓縮位置信息，并在步驟735e，獲得壓縮后的位置信息H。
在步驟695中，構成壓縮位置信息H的密文。首先，在步驟695g，設定512比特或1024比特的保密密鑰d和256比特或512比特的保密密鑰p和q，并在步驟695b，用RSA函數(shù)進行加密。當用M表示位置信息時，將M增大至d次冪，并且計算模n，產生密文C。在步驟695d，將密文C記錄在光盤上。由此完成光盤并(在步驟735k)發(fā)貨。
在再現(xiàn)設備中，在步驟735m，裝入光盤，并在步驟698，將密文C解密。具體地說，在步驟698e，恢復密文C，并在步驟698f，設定公開密鑰e和n；然后在步驟698b為了對密文C解密，將密文C增大至e次冪，并計算該結果的模n，從而獲得明文M。明文M是壓縮后的位置信息H?？稍诓襟E698g中進行差錯檢查。如果沒有差錯，則確定位置信息沒有變化，并且過程行進至圖24所示光盤檢查程序735w。如果檢測到差錯，則確定數(shù)據(jù)不合法，并且停止操作。
在下一步驟736a，擴展被壓縮的位置信息H，以恢復原始的位置信息。在步驟736c，進行測量，以檢查標記是否實際位于位置信息所表示的光盤上的位置中。在步驟736d，檢查解密后的位置信息與實際測得的位置信息之間的差是否落在容差范圍內。如果在步驟736e中檢查是肯定的，那么過程行進至步驟736b，輸出軟件或數(shù)據(jù)，或者執(zhí)行存儲在光盤中的程序。如果檢查結果落在容差范圍外，也就是說，如果兩則位置信息不一致，那么顯示該光盤是一非法復制盤的信息，并且在步驟736g停止操作。由于只需要記錄密文，所以RSA具有減少所需容量的效果。
(使用橢圓函數(shù))接下來，參照圖23和24所示的流程圖，描述另一種類型的簽名系統(tǒng)，即用橢圓函數(shù)進行加密的印碼型(imprint type)簽名系統(tǒng)。
如圖23所示，過程包括以下主要程序在步驟735a，由光盤制造商測量標記位置信息；在步驟735f，計算位置信息的認證密文(即簽名)；在步驟735n，在再現(xiàn)設備中進行位置信息的認證(簽名驗證)；并在步驟735w，進行檢查，以確定該光盤是否為合法光盤。
從步驟735a至步驟735e的過程與RSA函數(shù)的過程相同。
在步驟735f，構建壓縮位置信息H的認證密文。首先，在步驟735g，設定保密密鑰X(128比特或更多)和K，并在步驟735h，確定一公開的系統(tǒng)參數(shù)G，它是橢圓曲線上的點，并使用單向函數(shù)f(x)，首先獲得R＝f(K×G)、然后獲得R’＝f(R)；然后由方程S＝(K×R’-H)X1modQ，生成R和S，作為認證密文。在步驟735j，將認證密文R和S以及壓縮的位置信息的明文H記錄在光盤上，并在步驟735k，發(fā)運完成的光盤。
在再現(xiàn)設備中，在步驟735，裝入光盤，并在步驟735n，進行認證操作，以認證位置信息。
首先，在步驟735p，從裝入的光盤中恢復出認證密文R和S以及壓縮的位置信息H。在步驟735r，設定公開密鑰Y、G和Q，并在步驟735s，進行認證操作，從而由A＝SR1mod Q和B＝HR1mod Q獲得f(A×Y+B×G)。在步驟735t，檢測上述值是否與R一致。如果兩種一致，則確定位置信息沒有改變，并且過程行進至圖24所示的光盤檢查程序735w。如果兩種不一致，則確定數(shù)據(jù)不合法，并停止操作。
接下來從步驟736a至步驟736g的過程與RSA函數(shù)的過程相同。也就是說，如果光盤被判定為非法復制盤，則顯示上述信息，并在步驟736g，停止操作。與RSA函數(shù)相比，橢圓函數(shù)具有計算時間短的優(yōu)點，它能縮短再現(xiàn)開始前的時間。因此，該系統(tǒng)適于消費者再現(xiàn)設備的應用。
(b)使用主密鑰、副密鑰的復雜加密(數(shù)字簽名)不僅標記位置信息，而且與存諸在光盤上的軟件內容特征有關的信息。以及防盜版標識符都要進行加密(時間簽名)。另外，使用兩種保密密鑰，即主密鑰和副密鑰，以下將描述一具體例子，在該例中，保密密鑰加密函數(shù)與公開密鑰加密函數(shù)聯(lián)合使用。在對具體例子進詳細描述之前，為便于理解該系統(tǒng)的基本部件，首先參照圖40描述其基本功能。
在以下基本說明所論述的例子中，用一公開密鑰加密函數(shù)進行加密，并且此處不處理用保密密鑰加密函數(shù)進行加密的情況。因此，將用于公開密鑰加密的主保密密鑰和用于公開密鑰加密的副保密密鑰分別簡稱為主保密密鑰和副保密密鑰。同樣，將用于公開密鑰加密的主公開密鑰和用于公開密鑰加密的副公開密鑰分別簡稱為主公開密鑰和副公開密鑰。
如圖40所示，密鑰管理中心9001嚴格管理主保密密鑰，以保持其機容性，并且通過通信線9003與軟件制造商9002聯(lián)接，下文將對此加以描述。當軟件制造商9002請求加密時，為了加密，密鑰管理中心通過網(wǎng)絡9003接收數(shù)據(jù)，并用主保密密鑰對數(shù)據(jù)加密。
為了便于說明，這里假設軟件制造商9002也包括光盤制造廠家。因此，這里的軟件制造商9002除了生產軟件之外，還是在圖1所示的光盤制造工廠中進行制造過程的一個部門。也就是說，當制造電影軟件光盤時，還進行防止非法復制的加密。為了實現(xiàn)加密，軟件制造商9002從密鑰管理中心9001獲得專用的副保密密鑰。以上描述了光盤制造商一方的結構。
另一方面，在使用光盤的用戶方有一播放機9004。播放機9004是一合用于再現(xiàn)光盤的設備，它包括ROM，ROM中預先存有與密鑰管理中心保留的主保密密鑰相對應的主公開密鑰。還具有停止非法復制光盤再現(xiàn)的功能。
描述了總體結構后，我們將描述工作情況。
(b-1)首先，將描述軟件制造商9002進行加密的處理步驟。
首先進行的加密步驟(第一加密步驟)包括在壓模盤制造階段的加密，并且加密信息反映在壓模盤的形狀中。最終進行的加密步驟(第二加密步驟)是在用激光熔蝕形成標記之后的階段進行加密。
(1-1)在第一加密步驟中，用一副公開密鑰并用軟件特征信息和防盜版標識符進行加密，所述副公開密鑰與將在第二加密步驟中使用的副保密密鑰對應。通過通信線9003將信息傳送給密鑰管理中心9001。軟件特征信息是指描述寫于光盤上的電影軟件內容的信息，并且它對每個電影軟件是唯一的，軟件之間相互不同。提供防盜版標識符可檢測制造完成的光盤是否經(jīng)過防盜版處理。使用第二密文進行光盤防盜版處理的光盤標識符為“1”；否則標識符為“0”。在該例子中，不用說，標識符為“1”。
(1-2)密鑰管理中心9001用中心持有的主保密密鑰對從軟件制造商9002那里傳送來信息進行加密，并且將加密后的信息送返給軟件制造商9002。由此產生的密文被稱為第一密文。
(1-3)軟件制造商9002將第一密文和電影軟件一同記錄在盤的模具(或母版盤)上。
(1-4)軟件制造商9002用如此完成的壓模模壓各盤。
(1-5)接著，軟件制造商9002用模壓好的盤制造光盤，并如前所述進行激光熔蝕，以在每張光盤上形成標記。
(1-6)接著，軟件制造商9002標記位置并用制造商持有的副保密密鑰對獲得的位置信息進行加密。如此加密后的信息被稱為第二密文。由于它是通過對位置信息加密而產生的，所以即使它們是用同一壓模壓制而成的，光盤的第二密文互不相同，這與第一密文的情況不同。
(1-7)最好，軟件制造商9002將第二密文作為條形碼記錄在光盤上，從而完成了光盤。
(b-2)接下來，我們將描述當購買了如此完成的光盤的用戶將其放在播放機9004上播放時的工作情況。
(2-1)首先，播放機9004讀出記錄在光盤上的第一密文，并用存儲在ROM中的主公開密鑰對第一密文解密，第一密文以加密的形式包含與副保密密鑰對應的副公開密鑰、軟件特征信息和防盜版識別符。
(2-2)同時，播放機9004從記錄在光盤上的電影軟件內容中提取軟件特征信息。將提取得到的軟件特征信息與通過(2-1)中的解密獲得的軟件特征信息作比較；如果它們不一致，則該光盤被判定為非法復制盤，并停止后續(xù)的再現(xiàn)操作。如果，它們一致，則過程行進至下一步驟。
(2-3)檢測在(2-1)中解密獲得的防盜版標識符是否為“1”或“0”。如果它為“0”，則立即開始再現(xiàn)操作，跳過下文描述的過程。如果為“1”，則過程繼續(xù)進行。
用這種方式，如果光盤恰是未用第二密文進行防盜版處理的盤，那么只要用合法的方法將其標識符設定為“0”，便能在播放機9004上再現(xiàn)光盤。如果盜版者企圖把標識符改成“0”，以進行非法復制，那么由于如前所述，在將標識符與軟件特征信息組合后用主保密密鑰對其進行了加密，所以他的努力將遭挫折。
(2-4)首先，讀出記錄在光盤上的第二密文。然后，用(2-1)中解密獲得的副公開密鑰對第二密文解密，所述第二密文是位置信息的加密形式。
(2-5)利用解密后的位置信息，檢查標記是否真正形成在位置信息所表示的光盤的位置上。然后，將實際測得的標記位置信息與(2-4)中解密獲得的位置信息進行比較。如果它們不一致，則該光盤被判定為非法復制盤，并停止再現(xiàn)操作。如果它們一致，則該光盤被判定為合法盤，并開始再現(xiàn)操作。
以上是對系統(tǒng)的概述?，F(xiàn)將乍更具體的描述。
如圖32所示，軟件特征提取裝置864從軟件內容中提取軟件專用的軟件參數(shù)，譬如表示視屏軟件各章(chapter)的時間結構的TOC信息、壓縮參數(shù)和標題名稱等，并且通過計算檢驗和(checksum)，在Galois域內計算以及利用諸如SHA和MD5等單向散列(hash)函數(shù)864a，將提取到的信息壓縮到128位至256位，以產生軟件特征信息863。然后，將軟件特征信息863與軟件制造商特有的副公開密鑰861和作為版權標識符的防盜版標識符865組合，形成一個數(shù)據(jù)塊，然后在步驟866a和866b，用對公開密鑰加密的主保密密鑰對該數(shù)據(jù)塊加密，并在步驟866e，將其與軟件正文一起記錄在主盤867上。
當使用的系統(tǒng)將保密密鑰加密與公開密鑰加密聯(lián)合使用時，在步驟866c，使用用于保密密鑰加密的主密鑰，并在步驟866d進行加密，而且在步驟866e，將數(shù)據(jù)記錄在主盤867上。
由此完成了主盤的制作過程。記錄在主盤上防盜版標識符865規(guī)定了如何保護軟件的版權，標識符至少包括4個版權保護標志位，其中一個標志位表示軟件是否具有防盜版的機制，一個標志位表示它是否具有低反射率的條形碼播放，一個標志位作為擦痕標識符965a，表示軟件是否被擦傷，而另一個標志位表示是否防止軟件翻錄(dubbing)。由于防盜版標識符865和副公開密鑰861與軟件專用的軟件特征信息組合在一起，并且用用于公開密鑰加密的主保密密鑰將其一起加密，所以不可能改變它們。
將防盜版標識符865和副公開密鑰861與軟件專用的軟件特征信息組合，形成一數(shù)據(jù)塊，然后用保密密鑰對其加密。
如果軟件特征信息863包括256比特，那么就有2256種變化。這意味著，當從通過創(chuàng)作某特定電影軟件產品所獲得的數(shù)據(jù)中提取軟件特征信息時，它與其他軟件的軟件特征信息相吻合的概率為1/2256；因此，發(fā)生這種吻合的概率幾乎為零，當使用諸如MD5或SHA等單向散列函數(shù)時，如果散列值即軟件特征信息963包括256位，那么用目前已有的大型計算機尋找兩段具有相同散列值的軟件內容將需要1018年的計算時間，結果，幾乎不可能替換軟件。對于被創(chuàng)作的某特定軟件產品的軟件特征信息，只存在一個值，并且其他軟件不具有相同的值。
由于將軟件特征信息同防盜版標識符865和副公開密鑰861一起加密，所以這兩個值中沒有一個能夠更換，因此，創(chuàng)作完成后，特定軟件產品的防盜版標識符865和副公開密鑰861是唯一標識的。
將進一步詳細描述將防盜版標識符865記錄在主盤上的過程。
如何將防盜版標識符865真正添加到軟件上是由軟件版權人決定的。為光盤軟件施加防盜版的措施需要花費資金和勞力。因此，不是所有的光盤都具有防盜版的機制；一些光盤包含本發(fā)明的防盜版機制或條形碼，但其他的則沒有。如果允許無防盜版機制或條形碼的合法盤存在，則要求再現(xiàn)設備具有使兩種都能適當再現(xiàn)的功能。在這種情況下，當再現(xiàn)不防盜版的光盤時，必須考慮兩種可能一種可能是，光盤是一合法盤，軟件公司已用合法的方式對其解除了盜版保護，另一種可能是，軟件公司原先對光盤加有盜版保護，但盜版者非法更換了防盜版標識符。
因此，用于識別防盜版標識符是否合法的裝置是很重要的。
在本發(fā)明中，用保密密鑰對包括防盜版標識符的防盜版標識符865連同軟件特征信息一起加密，將其記錄在主盤上的密文記錄部分中。再現(xiàn)識別用先前描述的公開密鑰對密文解密。這防止了對任何一種數(shù)據(jù)的非法變更。
盜版者唯一可行的方法只剩下用另一部分替換第一密文的整個部分，該部分包含軟件特征信息863和防盜版標識符865。
為了區(qū)別軟件特征信息863和從真正寫在光盤上的電影軟件中提取出來的軟件特征信息(將在以后描述)，有時將前者稱為第一軟件特征信息，而將后者稱為第二軟件特征信息。兩種信息的相同之處在于，它們都涉及同一電影軟件的內容，但不同之處在于，前者是在制造光盤上以加密的形式寫入的，而后者是在再現(xiàn)時通過檢查實際記錄的電影軟件的內容而提取得到的。
由于第一軟件信息863的值是已完成創(chuàng)作的軟件所專有的，所以如前所述，其他軟件獲得相同值的概率為1/2256，即近似為零。如果替換第一軟件信息863，則信息不再會與從光盤實際提取的第二軟件特征信息885相同，第二軟件特征信息885的提取可參見圖38中通過步驟876a、876c、876e和876f進行的檢查程序中的步驟876e。這使具有變更信息的光盤不能播放。用這種方式，可保護軟件的防盜版標識符865和下文將作描述的副公開密鑰不被非法更換。因此，想通過對合法盤復制軟件來制造非法盤的非法制造商會想到制造那些既沒有防盜版標識符也沒有條形碼的光盤。在這種情況下，必須將防盜版標識符865中的防盜版標識符從開(“1”)設置轉變?yōu)殛P(“0”)設置。但是，為了改變設置，必須使密鑰管理中心用圖36中步驟866a所示的主保密密鑰發(fā)出第一密文，但一般有措施可防止密鑰管理中心將其發(fā)送給未被許可的人，從而防止了對防盜版識別符865的非法變更。
這就是說，將第一軟件特征信息863和防盜版標識符865一起加密成第一密文886，以便記錄在主盤上。這能有效地制止盜版者以沒有防盜版標記或機制的不防盜版的光盤格式對受盜版保護的軟件進行非法復制的任何企圖。用這一構成本發(fā)明一個方面的方法，如果制定了盤的標準，允許沒有盜版保護的光盤與有盜版保護的光盤共存，如果新的標準代替了該標準，則新一代的再現(xiàn)設備能對所有的光盤防止盜版。這是一個很大的實用的優(yōu)點。另外，在上述實施例中，作為保護版權標志(標識符)的例子，已描述了使用防盜版標識符865的例子，其中防盜版標識符表示軟件內容是否為防盜版軟件。除了上述實施例外，通過使用表示軟件內容是否為防復制軟件的防復制標識符，可以保護具有防復制軟件的光盤在消除了防復制標識符的情況下不被出售。
以下將詳細描述在公開密鑰加密的保密密鑰中主保密密鑰和副保密密鑰的必要性，和這些保密密鑰的結構和功能。
在本發(fā)明的防盜版方法中，由于進行二次記錄，所以不必將保密密鑰送給光盤制造廠。但是，由一個加密中心為全世界每張生產出的光盤產生密文并且通過網(wǎng)絡接收密文是不現(xiàn)實的，因為這會使通信業(yè)務量大幅度增長。另一方面，從保密的角度看，將保密密鑰分配給每個軟件制造商和光盤制造廠是不可能的。因此，需要一個能解決這一問題的方法。
作為克服上述問題的方法，本發(fā)明提供了主密鑰/副密鑰系統(tǒng)，依照本發(fā)明，密鑰管理中心(密鑰發(fā)放中心)保管不對外公開的主保密密鑰。另一方面，軟件公司保管副保密密鑰，公司負責用副保密密鑰保持其軟件的機密性。如已參照圖32所描述的，用主保密密鑰將軟件特征信息和軟件公司保管的副公開密鑰一同加密，形成第一密文。再現(xiàn)設備用主公開密鑰將第一密文解密，并從解密后的文本中提取副公開密鑰。這防止了對副公開密鑰的非法變更，對第二密文(即標記位置信息的加密形式)的解密是必要的。
這意味著，只能用特定的保密密鑰對特定的軟件產品加密，也就是用軟件制造商擁有的對應于副公開密鑰的保密密鑰。軟件制造商可用副保密密鑰隨意對加鎖或未加鎖的軟件上設置密鑰。
因此，這意味著，盜版者不能生產盜版盤，除非他們從軟件制造商那里竊取了軟件專用的副保密密鑰信息。
在圖32中，軟件制造商將光盤的物理位置信息868和光盤ID869組合，先在步驟866f用副保密密鑰876將它們一起加密、以構成按條形碼形式記錄在光盤800上的公開密鑰密碼859。這使得軟件制造商不必非有主保密密鑰866a才能生產防盜版的光盤，其效果是保護了主保密密鑰的機密性。如果副保密密鑰被盜，并制造了盜版盤，則損失僅局限于被發(fā)給該副保密密鑰的軟件。當軟件制造商發(fā)放新的副保密密鑰和新的公開密鑰時，便可防止此后軟件盜版盤的生產，圖36和圖37是表示數(shù)據(jù)流程的一般系統(tǒng)圖。
在操作方面，圖36與圖32相同，并將在此不作詳細說明，在圖36中，軟件公司871a首先設定它自己的副保密密鑰876，并計算副公開密鑰861。將副公開密鑰861與將被記錄的軟件的軟件特征信息861組合，并通過諸如Internet之類的網(wǎng)絡發(fā)送給密鑰發(fā)放中心872。密鑰發(fā)放中心872用主保密密鑰866a對組合后的信號加密，并把加密后的主公開密鑰858發(fā)送回軟件公司。軟件公司將其與軟件組合，并將組合后的信號發(fā)送給光盤制造廠873，在制造廠873，把信號記錄在生產盤800的主盤上，接下來參考圖37，軟件公司871b在盤800上形成一標記，讀出標記位置信息，用對應于副公開密鑰的副加密密鑰876對位置信息進行加密，并且用脈沖式激光器813將加密后的信息按條形碼形式記錄在盤800b上。已詳細描述了記錄的操作情況，這里不再重復。
接下來，將參照圖38進一步詳細地描述當再現(xiàn)如此完成的光盤時，再現(xiàn)設備中防盜版操作的過程。
操作基本上包括軟件檢查步驟874和光盤檢查步驟875。在軟件檢查步驟874中，首先在步驟876a，從光盤800中再現(xiàn)出第一密文，然后在步驟876b，用步驟876c中存儲在再現(xiàn)設備ROM中的主公開密鑰，將第一密文解密成為明文。在步驟876d，獲得第一軟件特征信息863的明文和副公開密鑰861，并在步驟876f，檢查用單向散列函數(shù)提取的第二軟件特征信息。如果在步驟876g，檢查結果為否定，則停止操作；如果檢查結果為肯定，則在步驟876h輸出副公開密鑰，如果盜版者更換了副公開密鑰或軟件特征，則兩種信息會不一致，從而防止了對非法盤的再現(xiàn)。由此，在再現(xiàn)設備處獲得了合法的副公開密鑰。
在光盤檢查步驟875中，在步驟876k輸入副公開密鑰，并在步驟876m再現(xiàn)第二密文即公開密鑰密碼859(見圖32)。在步驟876n，用副公開密鑰將第二密文解密成明文，并在步驟876p獲取標記位置信息。在這種情況下，不能非法變更標記位置信息，除非泄露了與副公開密鑰對應的副保密密鑰876(見圖32)。在步驟876p，讀出由激光實際在光盤上形成的標記位置，并在步驟876r檢查該位置。如果在步驟876s檢查結果為否定，則在步驟876t停止操作，產生“盜版盤”的顯示，如果檢查結果為肯定，則在步驟876u允許再現(xiàn)操作繼續(xù)。
利用上述構造，在再現(xiàn)設備上不能再現(xiàn)非法復制的光盤，除非軟件制造商持有的副保密密鑰被盜，或者以亞微米的精度，例如0.13微米激光熔蝕了無反射標記部分，并以數(shù)微米量級的精度將兩盤層壓在一起。這使得實際上不可能制造盜版盤。它具有防止光盤盜版的效果。
(c)以下將詳細描述一例將公開密鑰加密函數(shù)與保密密鑰加密函數(shù)聯(lián)用的情況。
本發(fā)明加密系統(tǒng)的第一特征是在對每張光盤上的標記位置信息進行加密時，使用兩種加密函數(shù)，公開密鑰加密函數(shù)和保密密鑰加密函數(shù)。以下論述的是當實際實施使用公開密鑰密碼的防盜版方法時所遇到的問題，以及方法的實施。這里的公開密鑰密碼是指用公開密鑰加密函數(shù)加密的位置信息(例如RSA函數(shù))從保密的角度看，希望所有的再現(xiàn)設備都裝有公開密鑰密碼解碼器，以對本發(fā)明的防盜版公開密鑰密碼進行解碼。但是，用32位50兆赫茲的CPU處理512位的公開密鑰密碼需要0.3秒。另一方面，當今消費者設備中的DVD播放機控制IC主要是8位的單片微機。用這種CPU處理公開密鑰，所化時間將大于數(shù)分鐘。這意味著，在DVD再現(xiàn)出圖像之前，用戶必須等待數(shù)分鐘，這在消費品中使用公開密鑰密碼系統(tǒng)方面提出了一個問題。
由于，在目前的水平，還不能用消費品中使用的CPU來處理公開密鑰密碼，所以目前沒有其他選擇，消費者再現(xiàn)設備只能使用保密密鑰密碼解碼器，因為所需的處理時間少。但是，對于保密密鑰密碼，由于從密碼解碼器信息中很容易解出保密密鑰，所以保密密鑰密碼一旦被解密，則將失去其防盜版的效果。因此將來，轉化成難以解密的公開密鑰密碼是絕對必要的。
保密密鑰密碼和公開密鑰密碼是相互不兼容的。如果將來簡單地把系統(tǒng)從保密密鑰密碼切換至公開密鑰密碼，則將不能對具有公開密鑰密碼第二代光盤進行解碼，并在具有保密密鑰密碼解碼器的第一代播放機上再現(xiàn)。另外，具有保密密鑰密碼的第一代光盤將不能在未來的播放機上再現(xiàn)。如果本發(fā)明的構造允許這類光盤再現(xiàn)，那么將允許盜版者對保密密鑰密碼的保密密鑰解密，并用解密后的密鑰產生保密密鑰密碼，從而引發(fā)在市場上出現(xiàn)大量盜版盤的可能，如果允許用保密密鑰加密的光盤在將來的播放機上再現(xiàn)，那么即使使用公開密鑰密碼也不能防止盜版。
因此，需要一種機制，如果將來把再現(xiàn)設備的密碼解碼器從保密密鑰變換為公開密鑰系統(tǒng)，它能保持兼容，以允許早先的光盤在具有新的公開密鑰密碼解碼器的再現(xiàn)設備上適當再現(xiàn)，同時防止盜版盤的再現(xiàn)。
以下揭示本發(fā)明的滿足這種兼容需求的方法。如圖39所示，本發(fā)明的光盤具有保密密鑰密碼記錄部分879和公開密鑰密文記錄部分880兩者。制造方法將在后文中參照圖29描述。首先，當把圖39的光盤放在裝有保密密鑰密碼解碼器881的第一代再現(xiàn)設備上再現(xiàn)時，從盤上的保密密鑰密碼記錄部分879中讀出合法盤專用的第一物理特征信息(對應于位置信息的加密形式)，并用保密密鑰加密解碼器881將其解密成明文。另外，測量光盤的第二物理特征信息(對應于測得的位置信息)，并比較兩種物理信息。
對于合法盤的情況，如步驟878a所示，由于兩種物理特征信息一致，所以通?？梢栽佻F(xiàn)光盤。
對于盜版盤的情況，如步驟878c所示，由于它們不一致，所以防止了光盤的再現(xiàn)。也就是說，只要保密密鑰密碼不被破壞，就能防止再現(xiàn)。如果盜版者在未來的某時破壞了密碼，則如前所述，盜版者能通過非法產生保密密鑰密碼而大量生產非法盤。
在上述情況下，如步驟878d所示，由于第一代再現(xiàn)設備中的保密密鑰解碼器881只檢查保密密鑰密碼，所以會通過比較檢查，從而允許再現(xiàn)非法盜版盤，但是，在將來，具有公開密鑰密碼解碼器882的第二代再現(xiàn)設備已成為主要類型；因此以非法方式在第一代再現(xiàn)設備上再現(xiàn)盜版盤將不會有重大的沖擊。
如步驟878b所示，由于本發(fā)明的合法盤具有公開密鑰密碼，所以通?？傻诙佻F(xiàn)設備上再現(xiàn)光盤。另一方面，如步驟878e所示，當插入盜版盤進行再現(xiàn)時，無論保密密鑰密碼是否被解密，再現(xiàn)設備都只檢查公開密鑰密碼。結果，如步驟878e所示，公開密鑰密碼的防盜版功能起作用，從而幾乎完全防止了盜版盤在第二代再現(xiàn)設備上再現(xiàn)。
依照本發(fā)明，從第一代再現(xiàn)設備進入商界起，就用預先寫上的保密密鑰密碼879和公開密鑰密碼880制造所有的光盤。因此，在第一階段，由于能用裝在第一代再現(xiàn)設備中的8位微機處理密文，所以提供了保密密鑰密碼等級上的防盜版，在第二階段，即將來當保密密鑰密碼被破壞時，那時已成主要類型的第二代設備中所包括的公開密鑰密碼解碼器可更成熟地防止盜版。通過這種方式，如果一代被下一代替代，則可繼續(xù)保持與旱先媒體的良好兼容，第二代再現(xiàn)設備幾乎將徹底地防止盜版。
以上描述了一例低反射率標記方法的應用，即反射層等級上的防盜版方法。但是，希望在應用主盤等級上的防盜版方法時，同樣也能在換代時保持兼容，其中如圖13所示，主盤等級上的防盜版方法使用主盤的物特征信息。
上例具有這樣的特點，即當進行加密時，用公開密鑰加密函數(shù)和保密密鑰加密函數(shù)對同一信息分開加密，并且分別將信息的加密形式記錄在光盤上。
因此，當將來從現(xiàn)用的播放機向未來的播放機過渡時，可在任何一種類型的播放機上有效地使用上例中描述的光盤，其中現(xiàn)用的播放機具有解碼器，基于8位的微機，它用保密密鑰加密函數(shù)對產生的密文解碼，而未來的播放機具有解碼器，基于32位微機，它用公開密鑰解碼函數(shù)對產生的密文解碼。
(B)以下將描述其他機制。
(a)我們將描述另一個具體的公開密鑰/保密密鑰組合型的例子，在該例中，對軟件特征信息、ID數(shù)碼和標記位置信息進行加密(參見圖29)。ID數(shù)碼是指分配給每個盤的數(shù)碼，用以識別光盤，下文將描述的光盤ID(也稱為光盤ID數(shù)碼)，其含義與ID數(shù)碼相同。本例與上例的主要區(qū)別在于(參見圖32、36和37)(1)在上文具體的例子中，軟件特征信息作為第一密文寫在主盤上的，而標記位置信息作為第二密文寫在被壓制的盤上，但是在本例中，將軟件特征信息、ID數(shù)碼和標記位置信息全都組合在一起加密，并且將加密后的文本寫在早已壓制好的盤上；(2)在上例中，用主保密密鑰和副保密密鑰進行兩個階段的加密操作，但在本例中，只用主保密密鑰而不用與副保密密鑰對應的密鑰進行為加密。
具體地說，如圖29所示，在保密密鑰加密裝置832中用保密密鑰加密用的保密密鑰834對上述組合的信號偏碼。還在公開密鑰加密裝置831中用公開密鑰加密用的保密密鑰833對同一組合的信號編碼。通過這種方式，聯(lián)合使用公開密鑰密碼和保密密鑰密碼。這克服了這樣的問題，即由于現(xiàn)用再現(xiàn)設備的微機處理速度慢，所以它只能對保密密鑰密碼解碼。未來的再現(xiàn)設備將使用速度較快的微機，例如32位結構的微機，并通過只對具有較高安全度公開密鑰密碼解碼來進行盜版檢查；因此，幾乎能徹底防止盜版。如果將來某時，保密密鑰密碼被破壞，則由于那時公開密鑰類型的播放機將是主要類型，所以能基本防止盜版。如果發(fā)生從現(xiàn)用播放機向下一代播放機的過渡，那么通過把公開密鑰密碼和保密密鑰密碼同時記錄在媒體上，可在老一代的再現(xiàn)設備上再現(xiàn)該媒體，同時基本上防止了盜版。
(b)接下來，將參照同一附圖詳細描述條形碼的調制記錄方法。
在圖29中，用條形碼記錄設備(PWM記錄設備)845將加密后的信息寫在光盤上。
首先，用光學標記位置檢測裝置600檢測在反射層802或在第二反射層825上形成的有關非反射部分815的位置信息。檢測方法已參照圖15作了描述，因此這里不再重復。用組合裝置830將光學標記位置信息、軟件特征信息和ID發(fā)生器546產生的ID數(shù)碼組合。通過用諸如SHA等單向散列函數(shù)從一部分軟件內容中提取特征，和通過獲取128比特或160比特的散列值，來獲取軟件特征信息。ID數(shù)碼發(fā)生器546已參照圖14描述過了，因此這里不再重說明，在加密裝置830中，在公開密鑰加密裝置831，譬如RSA中，用公開密鑰加密用的保密密鑰833對物理特征信息的組合信號編碼。
在組合裝置835中組合上述公開密鑰密碼和保密密鑰密碼，并在記錄電路836的誤差校正編碼器837中，用里德-索羅門(Reed-Solomon)編碼器838和交織器839對其進行交織/Reed-Solomon糾錯。如此設定該情形下的交織長度，以便能夠校正因2.38毫米或更長的光盤擦痕(與CD同一等級)引起的突發(fā)差錯，從而產生這樣的效果，即針對消費者使用情況最差的條件下引起的光盤擦痕，為本發(fā)明中條形碼記錄的數(shù)據(jù)中的差錯提供糾錯。
以下將參照同一附圖描述脈沖寬度調制方法的原理。該方法不需要用主保密密鑰產生第一密文，用副保密密鑰產生第二密文。在該方法中，將軟件特征信息、位置信息和ID數(shù)碼組合在一起進行加密。每年生產億萬張ROM光盤。因此，很可能碰巧產生出一張其標記位置圖案很容易復制的光盤。通過使用該容易復制標記位置信息和該位置信息的合法密文的組合信息，可生產盜版盤。在圖29中，將位置信息與軟件特征信息組合，以進行加密或用簽名進行認證。由此，位置信息與軟件特征信息不可分離。這意味著，如果碰巧生產了容易復制的標記，那么只可能生產具有相應軟件內容的盜版盤，從而大大限制了潛在的損失。這里應當認識到，可將該密文記錄在主盤上。
用脈沖間隔調制器840將經(jīng)誤差校正編碼的信號調制成PWM信號。當用激光器描線時，很難通過對線寬的精確控制來構成條形碼。因此，在本發(fā)明中，如圖30所示，將脈沖間隔分為四個值1T、2T、3T和4T，并且例如通過將標記843b、843c、843d和843e編碼為00、01、10和11，用一條條形碼發(fā)送2比特數(shù)據(jù)。如圖30中表示線寬和記錄速率之間關系的表842所示，當用10微米的線寬將PIM條形碼記錄在ROM光盤800的引入?yún)^(qū)(lead-in)中時，可以看到，可在一圈內在完成的光盤上附加寫上5.6kbits的信息。
圖31的部分(1)示出了非反射部分的檢測信號。
信號具有一同步信號區(qū)858，該區(qū)由三個脈沖857a、857b和857c組成，間隔為T；該區(qū)表示起始位置。接著是4T的空白，它是用于測量參考時間T的參考時間區(qū)。當線寬為10微米時，T＝20微米。接著是用于保持二次記錄數(shù)據(jù)的大約為1k比特的第一記錄區(qū)860。然后在100微米或更長的空白861a之后是用于第三次記錄數(shù)據(jù)的第二記錄區(qū)862a。由制造商記錄解擾用的口令。
(c)以下描述能通過使用HMST方法進行第二次和第三次記錄的條形碼使用方法。
如圖35所示，在過程(2)中，軟件制造商生產具有專用ID數(shù)碼的盤844b，并記錄與用戶秘密通信用的私人密鑰。不需要任何特殊的過程就能再現(xiàn)光盤844c和844d。
如以下將要描述的圖21所示，可以用PWM(PIM)調制/解調激光器代替磁記錄/再現(xiàn)電路中的MFM調制/解調磁頭，來構成實施本發(fā)明HMST方法的記錄/再現(xiàn)電路。
(d)圖35示出了另一個制造光盤的具體例子。在表示光盤另一種應用的圖35過程(3)中，將經(jīng)擾碼的MPEG視頻信號的信息或類似信息記錄在光盤844e。以下將對MPEG擾碼操作作簡要描述。MPEG的視屏壓縮信號在AC分量的長度可變的編碼器和長度固定的編碼器之間分開，每個編碼器包括一隨機數(shù)加法器，用于擾碼。在本發(fā)明中，加密編碼器用單向函數(shù)對解擾信號進行加密。另外，加密編碼器對圖像壓縮控制器中的壓縮程序部分進行壓縮。這使復制公司很難用非法的產品替換加密編碼器。因此，副公開密鑰只對合法盤解密。
再參照圖35，接下來我們將描述如何在下一過程(4)和以后的過程中處理上述過程(3)中制造的光盤844e。
在圖35的過程(4)中，軟件公司用主保密密鑰對光盤ID數(shù)碼和用于對解擾信號進行解碼的副公開密鑰進行加密，并將加密的文本通過條形碼二次記錄在光盤上，從而完成光盤844f。由于光盤844f被擾碼，所以不能接原樣再現(xiàn)光盤。這里所述光盤ID數(shù)碼的含義與上述ID數(shù)碼的含義相同。在過程(5)中，銷售商從消費者那里收到光盤的錢后，用使用對應于副公開密鑰的副保密密鑰的光盤ID數(shù)碼產生口令，并第三次將口令記錄在光盤上。一旦記錄了口令，則通過對數(shù)據(jù)解擾可在再現(xiàn)設備上再現(xiàn)光盤844g。對于計算機程序，可安裝程序。利用這種方法，如果有人行竊光盤，那么由于圖像擾碼和密文未被解開，所以不能再現(xiàn)光盤上的圖像或軟件。這就打擊了行竊者的努力，從而獲得防止行竊的效果。
(e)現(xiàn)在我們中斷對圖35的說明，而回頭參考圖21，以描述再現(xiàn)設備的操作和構造，如圖所示，再現(xiàn)設備包括集中體現(xiàn)為磁記錄和再現(xiàn)電路的記錄電路，它與一光學再現(xiàn)設備組合，構成一個記錄/再現(xiàn)電路，在圖21中，示出和再現(xiàn)電路與光學再現(xiàn)設備的組合，但也可用普通光學再現(xiàn)設備與軟盤的組合來代替。
在該圖中，磁再現(xiàn)電路含有兩個解調器，MFM解調器30d和第二解調器662，其中第二解調器是MFM的另一種類型，由選擇器661選擇使用哪個解調器。相應的調制器只由工廠保管，致使盡管有可能再現(xiàn)，但沒有提供完整的記錄能力。因此，當在工廠記錄了特殊調制的區(qū)域時，沒有記錄特殊調制的信號。驅動方的CPU 665進行控制，致使不能進行記錄，除非從該區(qū)域中再現(xiàn)出特殊調制的信號。因此可以認為，該區(qū)域是邏輯的只寫一次的區(qū)域，只允許記錄一次。因此，一旦在光盤或軟盤上磁記錄部分的這個只寫一次區(qū)域中記錄了機器ID，例如記錄在再現(xiàn)設備中ROM 699中的諸如驅動器ID 699a，那么用戶驅動器就不能改變被記錄的內容，從而防止在超過被允許的機器數(shù)量的機器上非法安裝。這里驅動器ID是分配給每個再現(xiàn)設備的一個數(shù)碼，用于識別該設備。機器ID可以是分配給個人計算機的ID。網(wǎng)絡接口裝置14檢查接至網(wǎng)絡664的第二臺個人計算機上的HDD，并監(jiān)督操作情況，以便不起動或運作同一驅動器ID或同一機器ID的程序，從而防止了非法復制軟件的使用。
本發(fā)明的激光標記記錄方法同磁記錄方法一樣，允許進行二次記錄，譬如銷售商記錄銷售代碼。但這并不構成本發(fā)明的一個特征，因此這里將不作詳細說明。
對于影像產品出租店，如果將口令永久記錄在光盤上，并且如果該光盤被盜，那么竊賊便能播放該光盤。為防止這點，如過程(6)所示，影像產品出租店交給租借者一張擾碼盤844j。在步驟851g，用副保密密鑰從下文將作描述的光盤ID或驅動器ID中計算出解擾用的口令。在步驟851j，將口令印在交給用戶的收據(jù)上，如步驟851u所示，也可用電話通知用戶該口令。
如步驟851r所示，用戶在家中在其再現(xiàn)設備上進行解碼再現(xiàn)，首先，在步驟851s，用副公開密鑰對密文解碼，解出擾碼標識符(scrambleidentifier)和軟件特征信息，將解密獲得的軟件特征信息與用單向散列函數(shù)從軟件內容中實際提取的軟件特征信息比較，驗證它們是否一致，如果不能作出證實，則把光盤認定為非法光盤，并停止再現(xiàn)。如果在步驟851x，擾碼標識符為“關”，則允許在步驟851p中進行再現(xiàn)操作。如果編碼標識符為“開”，則用戶在步驟851k，通過數(shù)字鍵盤輸入口令，并用副公開密鑰計算口令。在步驟851t，用光盤ID和/驅動器ID作進一步的計算，并只有當口令計算結果與光盤ID或驅動器ID一致時，才打開擾碼或密文，準許再現(xiàn)或操作預先說定的天數(shù)，當租給用戶光盤時，所給的口令只能使用一部分軟件，這時如果用戶希望列覽軟件的其他內容，他可以用電話請求密鑰發(fā)放中心發(fā)給所需軟件內容的口令；隨后在步驟851u將口令通知用戶，并在步驟851輸入口令，使光盤上所需的軟件再現(xiàn)。
現(xiàn)將參照圖34進一步詳細地描述在圖35的過程(5)和(6)中由影像產品零售店或影像產品出租店所進行的操作。影像產品零售店收到擾碼或加密的盤844f，并在用戶付款后，通過POS終端846將光盤844f的光盤ID數(shù)碼和副公開密鑰數(shù)據(jù)從條形碼記錄/再現(xiàn)設備845發(fā)送到口令發(fā)放中心852。對于一個小規(guī)模的店鋪系統(tǒng)，口令發(fā)放中心(即包括副公開密鑰之副保密密鑰的系統(tǒng))可以包括在POS終端中。在步驟851q，口令發(fā)放中心輸入光盤ID數(shù)碼和時間信息，在步驟851s進行計算，在步驟851t用副保密密鑰進行加密，并在步驟851g發(fā)出口令。然后，如果網(wǎng)絡848和POS終端將口令發(fā)送給條形碼記錄設備845，并將記錄有口令的光盤844g交給客戶。該光盤便能接原樣再現(xiàn)。
接下來，將詳細描述出租店進行的操作。首先，將通過擾碼鎖定的ROM盤844f陳列在貨架上。當客戶指定特殊的ROM盤844f時，店員手持一個圓形的條形碼閱讀器850，該閱讀器裝有一個能產生螺旋掃描圖案的旋轉型光頭853，并且店員將閱讀器壓在容納于透明盒中的光盤800的中心，以讀出由光盤844f中反射層上非反射部分815形成的條形碼，從而讀出光盤ID數(shù)碼。產品代碼可以從本發(fā)明中由非反射部分815形成的條形碼讀出，也可以從用現(xiàn)有的記錄方法預先記錄或壓制在主盤凹坑記錄區(qū)內側內環(huán)部分上的圓形條形碼讀出。用POS終端846處理這些信息項，并結算租借費用；同時，如前所述，在步驟851g，發(fā)出與光盤ID數(shù)碼對應的口令。對于出租的情況，如步驟851r中所做的，要將限制視聽天數(shù)的時間信息加到光盤ID數(shù)碼中，用以加密，并由此產生口令。在預先設定的天數(shù)里該口令有效，其效果是，例如可在口令中設定某租賃盤的租賃期為3天。
在步驟851i，將如此發(fā)行的用于打開擾碼的口令、租賃時期、希望歸還的日期和名稱的租賃費用印在連同光盤一起交給客戶的收據(jù)849上。用戶將光盤844j和收據(jù)849拿回家。當在步驟851k，用圖25所示信息處理設備676上的諸如數(shù)字鍵盤等輸入裝置854輸入口令時，用光盤ID數(shù)碼計算口令，并將其輸入到主密碼解碼器534，在主密碼解碼器534處，用公開密鑰將加密的數(shù)據(jù)解碼成為明文。在明文數(shù)據(jù)檢查裝置715中檢查該明文，確定它是否滿足預定的條件；只有當口令正確時，才用副密碼解碼器718對程序數(shù)據(jù)解擾，并輸出視頻圖像。
在這種情況下，如果口令包含數(shù)據(jù)信息，則檢查來自時鐘裝置855的日期數(shù)據(jù)，并且只要日期數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)信息相符就允許進行解擾。持口令及其對應的ID數(shù)碼存儲在存儲器755的固定存儲器755a中。一旦輸入了口令，用戶就不必再輸入它來進行解擾操作。用這種方式，可用電子裝置開閉光盤上的密鑰，這為商業(yè)銷售帶來好處。
以上主要借助將光盤ID加至光盤的光盤ID方法描述了上述實施例。但是，對于沒有光盤ID的光盤，就有必要使用驅動器的驅動器ID。以下的描述詳細論述了當只用驅動器ID和當驅動器ID和光盤ID都使用時的解擾操作，口令產生和檢查操作。
在圖35中，當用與驅動器ID相關的口令對軟件解擾時，用電話或通過個人計算機的通信將存儲在再現(xiàn)設備的ROM中的驅動器ID 699a從圖34中的信號裝置851z發(fā)送至口令發(fā)放中心。在口令發(fā)放中心，在步驟851q，使用驅動器ID和軟件ID，在步驟851s進行計算，并在步驟851t，用副保密密鑰對結果加密，從而在步驟851g產生口令。在步驟851u，用電話或通過個人計算機通信將口令發(fā)送給包括用戶個人計算機的再現(xiàn)設備中的通信裝置85z。在步驟851k，用戶輸入口令，并在步驟851m，用副公開密鑰進行解密計算。在步驟851t，將驅動器ID與計算結果作比較，如果它們不一致，則通知操作。如果它們一致，則在步驟851p，進行再現(xiàn)或操作。
以下將描述驅動器ID方法和光盤ID方法的優(yōu)點和缺點。當使用光盤ID時，口令只對一個特定的光盤有效。該光盤可以在任何驅動器上運行。因此，該方法適用于電影軟件和類似軟件。但是，對于個人計算機用的商業(yè)軟件，如果軟件可以在任何驅動器上安裝，那么光盤上的軟件就可以被非法復制到不止一個計算機上。
對于電影軟件，光盤只能在一個驅動器上運行是驅動器ID方法的一個缺點。但是，對于個人計算機軟件，這卻是個優(yōu)點。對于只需要安裝一次的商業(yè)軟件，驅動器ID方法的好處在于，其口令保護的解鎖特征防止軟件通過使用其他非指定驅動器被非法安裝在個人計算機上。
但是，驅動器ID被寫在機器的EPROM中，并且容易被變更，如果具有相同驅動器ID的驅動器被出售，那么就可以在許多機器上進行非法安裝。另一方面，如已經(jīng)所述的，很難變更本發(fā)明的光盤ID。在圖34中，如果準備在步驟851q產生關于光盤ID和驅動器ID兩者的口令，并在步驟851t中檢查兩種ID，則可防止光盤ID的變更。所得的效果是，如果大量銷售驅動器ID相同的驅動器，那么由于光盤ID只對一個特定的光盤有效，所以可以制止在許多機器上非法安裝。
如上所述，驅動器ID方法和光盤ID方法具有它們自己的優(yōu)點和缺點，并且對于不同的應用，優(yōu)點是不同的，希望將來驅動器ID方法能用于只安裝一次的計算機軟件，光盤ID方法能用于多次再現(xiàn)的電影或音樂軟件。這要求再現(xiàn)設備的設計能支持兩種方法。利用圖42的流程圖，我們將描述處理驅動器ID和光盤ID兩者的操作過程。當開始安裝時，首先在步驟901a，檢查擾碼標識符是否為“開”。如果軟件被擾碼并且標識符為“關”，則意味著是非法操作，并停止安裝。如果標識符為“開”但軟件沒有擾碼，則也停止安裝。如已經(jīng)描述的，該擾碼標識符不能變更，因此能有效防止非法安裝。在步驟901c，通過一網(wǎng)絡將個人計算機接至口令發(fā)放中心。在步驟901d，輸入用戶ID，并在步驟901e，如果再現(xiàn)設備具有驅動器ID，則把驅動器ID發(fā)送給口令發(fā)放中心。確認付款后，口令發(fā)放中心用副保密密鑰對驅動器ID和軟件ID進行加密和計算，從而產生口令。用戶端的個人計算機用副公開密鑰進行計算，對口令解碼，并將其與個人計算機的機器ID或驅動器的驅動器ID作比較。如果它們不一致，則停止操作；如果它們一致，則在步驟901n，運行安裝程序。也就是說，在上例中，當在步驟901k用驅動器ID計算口令時，可以輸出程序解密密鑰，以完成解密或解擾。
回到步驟901e，如果不存在驅動器ID，那么在步驟901h檢查光盤ID是否被記錄在光盤上，并且如果不存在光盤ID，則停止安裝。如果記錄了光盤ID，則將光盤ID和軟件ID發(fā)送給口令發(fā)放中心，口令發(fā)放中心與信貸公司通信，并在確認通過信貸聯(lián)機付款后，在步驟901j用副保密密鑰從光盤ID和軟件ID中產生口令。在步驟901m，用戶端的個人計算機用副公開密鑰對口令解密，并且如果檢查結果為肯定，則完成程序安裝或軟件再現(xiàn)。
用這種方法，可以處理驅動器ID和光盤ID兩者，它具有防止安裝的效果，同時允許合法安裝具有各種ID的軟件產品。
由此，通過用單向加密的編碼器對光盤物里ID加密，可以增強復制保護的安全性。
如上所述，依照本發(fā)明，在由兩盤層壓在一起而構成的光盤的反射層上形成一非反射部分，并至少對其位置信息加密且將其寫在同一光盤上。與現(xiàn)有技術相比，這使得更難進行復制。從而真正不可能生產非法復制品，即所謂的盜版盤。
從到此為止所給的說明可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有大大提高防復制能力的優(yōu)點。
另外，依照本發(fā)明，如參照圖32所述的，通過將公開密鑰數(shù)據(jù)和軟件特征信息與格式化的主盤物理特征信息876結合在一起加密，可使盜版檢查機構包含在主盤中。這進一步提高了保密性。
在圖26中，揭示了一種方法，該方法為聯(lián)網(wǎng)的購物公司提供了更大的安全度。依照該方法，聯(lián)網(wǎng)的購物公司將秘密通信用的私人密鑰二次記錄在所有的光盤上，并將其分配給用戶，不必通過郵寄把私人密鑰送給用戶，并且用戶還省去了要鍵入包含許多數(shù)字的私人密鑰的麻煩。另外，由于用戶不必自己使用私人密鑰，所以由100個或更多個數(shù)字組成的大數(shù)值可用作私人密鑰。這大大地提高了網(wǎng)絡的安全度。
在上述實施例中，將本發(fā)明的標記位置信息寫在了同一光盤上，但本發(fā)明不局限于所述的實施例。例如，可將信息寫在作為不同媒體的軟盤上。
另外，在上述實施例中，描述了一些實施例，在這些例子中，將橢圓函數(shù)或RSA函數(shù)應用于數(shù)字簽名或數(shù)字簽名類技術或者加密技術中。但是，本發(fā)明不局限于所述的例子，例如可以使用諸如DES等保密密鑰加密函數(shù)，或者任何其他的加密技術。
此外，在上述實施例中，對位置信息加密或為其提供了數(shù)字簽名，但也可將位置信息本身直接寫在光盤上，以作替代。同樣，在該情況下，本發(fā)明能有效防止通過復制標記及其位置信息來制造盜版盤。
本發(fā)明的光盤具有這樣的結構，即將反射膜直接或間接夾在兩個能耐激光的部件之間，并且用激光器在反射膜上形成標記。上述實施例已經(jīng)描述了將該結構用于防盜版技術的例子，但希望這種結構還能應用于其他技術。在上述實施例中，描述了通過將兩層襯底與位于中間的粘著層層壓在一起來制造本發(fā)明的光盤。但是，可以省去粘著層，或者用不同材料制成的部件譬如保護層來替代；也就是說，只要將反射膜直接或間接夾在兩個能耐激光的部件之間，就可使用任何合適的結構。另外，在上述實施例中，描述了本發(fā)明的光盤包含作為被層壓在一起的部件的襯底，但可以使用諸如保護層等其他部件；也就是說，可以使用任何耐激光的部件。
在上述實施例中，描述了對保密密鑰密碼和公開密鑰密碼兩者密碼的組合，將其作為不同代多種密碼組合的一個代表性例子，但本發(fā)明不局限于該特殊的例子。例如，作為不同代的另一種組合，可以使用具有256比特保密密鑰的公開密鑰密碼，它的保密性較差但可用慢的CPU處理，已經(jīng)具有1024比特保密密鑰的公開密鑰密碼，它提供較好的保密性但只能用高速CPU處理。用這種方法，通過組合具有不同安全等級的公開密鑰密碼，可以獲得在不同代間同樣保持兼容的效果。另外，還可使用三種不同代的密碼的組合，例如保密密鑰密碼、保密性差的公開密鑰密碼和保密性好的公開密鑰密碼。
工業(yè)應用性如上所述，在本發(fā)明中，例如用激光器在寫有數(shù)據(jù)的光盤的反射膜上形成一標記，并以加密的形式或用所加的數(shù)字簽名，至少將標記的位置信息或與該位置信息有關的信息寫在光盤上，從而與現(xiàn)有結構相比，大大提高了防復制的能力。
權利要求
1.一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；螺旋形的軌跡；和用激光在所述軌跡上形成的條形碼圖案。
2.一種制造光盤的方法，包括步驟在光盤的基片上形成螺旋形軌跡；和用激光在所述軌跡上形成條形碼圖案。
3.一種光盤，包括第一基片；在所述第一基片上形成的信息記錄層；和第二基片；其中所述信息記錄層形成在所述第一基片和所述第二基片之間，在可由用于讀取信息記錄層上記錄的數(shù)據(jù)的拾取器讀取的區(qū)域上形成條形碼圖案。
4.根據(jù)權利要求3所述的光盤，進一步包括形成在第一基片上的第二信息記錄層。
5.一種制造光盤的方法，包括步驟形成第一基片；在所述第一基片上形成信息記錄層，和形成第二基片；其中所述信息記錄層形成在所述第一基片和所述第二基片之間，在可由用于讀取信息記錄層上記錄的數(shù)據(jù)的拾取器讀取的區(qū)域上形成條形碼圖案。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，進一步包括在第一基片上形成第二信息記錄層的步驟。
7.一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟用拾取器讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息；和由用于讀取信息記錄層上記錄的信息的拾取器讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
8.一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的重放設備，包括用于讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息的拾取裝置，其中該拾取裝置用于讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
9.一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；和根據(jù)4值脈寬調制(PWM)用激光在光盤上形成的條形碼圖案。
10.根據(jù)權利要求9所述的光盤，其特征在于條形碼的條之間的距離至少具有四種變化。
11.一種制造光盤的方法，包括步驟形成用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；和根據(jù)4值脈寬調制(PWM)用激光在光盤上形成條形碼圖案。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于條形碼的條之間的距離至少具有四種變化。
13.一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息；和根據(jù)4值脈寬解調讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于條形碼的條之間的距離至少具有四種變化。
15.一種重放光盤上的數(shù)據(jù)的重放設備，包括用于讀取光盤的信息記錄層上記錄的信息的拾取裝置，和用于根據(jù)4值脈寬解調讀取作為光盤上形成的條形碼圖案記錄的數(shù)據(jù)的讀取裝置。
16.根據(jù)權利要求15所述的重放設備，其特征在于條形碼的條之間的距離至少具有四種變化。
17.一種光盤，包括用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；用激光在光盤上形成的條形碼圖案；其中在條形碼圖案的條之間的區(qū)域上形成軌跡。
18.一種制造光盤的方法，包括步驟形成用于記錄可通過光照射讀取的信息的數(shù)據(jù)區(qū)；用激光在光盤上形成條形碼圖案；其中在條形碼圖案的條之間的區(qū)域上形成軌跡。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種光盤和一種制造光盤的方法以及光盤重放設備。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明大大提高了防止復制的能力。為了達到該目的，例如在本發(fā)明的光盤中，用激光器在保持所寫數(shù)據(jù)的光盤的反射膜上形成標記，并以加密的形式或用添加數(shù)字簽名，至少將標記的位置信息或與位置信息有關的信息寫到光盤上。
文檔編號G06K19/14GK1492402SQ0212734
公開日2004年4月28日 申請日期1995年11月16日 優(yōu)先權日1994年11月17日
發(fā)明者大 光昭, 大嶋光昭, 后藤芳稔, 稔 申請人:松下電器產業(yè)株式會社