專利名稱：Cdrom復制保護的制作方法
技術領域：
一般來說，本發(fā)明涉及CDROM介質(zhì)的復制保護。具體來說，本發(fā)明解決CD類型的存儲介質(zhì)上寫入的享有版權的數(shù)字信息的非法復制和分發(fā)(或“盜版”)問題。此專有信息可以包括諸如操作系統(tǒng)軟件、應用程序以及娛樂游戲之類的各種軟件程序。
背景技術：
當今信息時代的商業(yè)上分發(fā)軟件程序包的優(yōu)選方法是使用相對便宜而易于讀取的CDROM介質(zhì)。
數(shù)據(jù)在CDROM中沿著從內(nèi)半徑開始并持續(xù)到較大的半徑的基本上的螺旋線記錄。數(shù)據(jù)在磁盤上以位指示的形式記錄，包括沿著中心線交替的凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域，每一個凸起區(qū)域或凹陷區(qū)域的弓形長度表示數(shù)據(jù)中的連續(xù)的“零”的數(shù)量。要在磁盤上記錄的數(shù)據(jù)由二進制轉換成被稱為八-到十四調(diào)制(EFM)的格式。EFM數(shù)據(jù)以恒定線速度(CLV)沿著螺旋寫入，以便EFM數(shù)據(jù)中的“1”產(chǎn)生從凸起區(qū)域到凹陷區(qū)域的躍遷或反之，EFM數(shù)據(jù)中的每一個“0”不產(chǎn)生躍遷。
直到最近這種方法對于防止“盜版”來說還相對比較安全，因為寫入CDROM的設備技術上比較復雜，相當昂貴，而且不能輕易得到。然而，在最近幾年，CD技術的進步已經(jīng)開發(fā)了容易搞到和便宜的可寫入的CDROM設備?；◣装倜涝涂梢再徺I到這些可寫入的CDROM驅動器、支持軟件，和空白CDROM，并很容易安裝在大多數(shù)個人計算機上。
將CDROM用于一般的用戶存儲應用的能力(包括只讀和一次性寫入)對于單個的個人計算機用戶和整個計算機工業(yè)都具有巨大的好處。這種模擬和數(shù)字存儲技術為各種各樣的數(shù)字和模擬應用提供了可靠而便宜的大容量存儲介質(zhì)，但同時，這種技術不容易防止對專有數(shù)據(jù)的違法復制。除非開發(fā)了可靠的復制保護方法，否則這些好處可能不會完全地實現(xiàn)。
當前對此問題的一個解決方案是通過在安裝軟件程序包時將控制號碼與請求的CDROM介質(zhì)關聯(lián)來提供間接保護。此控制號碼是為正本CDROM提供的，但可以很容易地復制并用違法復制的CDROM進行分發(fā)。
另一種解決方案是為應用軟件提供特定的或臨時許可證。這種方法要求額外的支持，對于分發(fā)比較麻煩，限制比較多，比較昂貴。雖然這種方法對于大型系統(tǒng)可以實現(xiàn)大范圍的軟件程序包的復制保護，但是它不適用于單個的或個人計算軟件分發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是保護CD類型的存儲介質(zhì)上的享有版權的數(shù)字信息。
本發(fā)明的另一個目標是提供一種方法和系統(tǒng)，用于保護CD類型的存儲介質(zhì)上的享有版權的數(shù)字信息，該方法和系統(tǒng)便于實現(xiàn)，與CDROM批量生產(chǎn)兼容，并提供幾乎十分安全的復制保護。
本發(fā)明的另一個目標是以不要求任何額外的分發(fā)成本的方式保護CD類型的存儲介質(zhì)上的享有版權的數(shù)字信息，適用于各式各樣的應用軟件包，并可擴展到數(shù)字化的音頻和視頻介質(zhì)。
通過閱讀敘述和顯示本發(fā)明的優(yōu)選的實施例的下面的詳細說明、并參考附圖，本發(fā)明的進一步的優(yōu)點及其他優(yōu)點將變得顯而易見。
利用制作光盤的方法，以及制作的光盤實現(xiàn)這些目標及其他目標，以便便于通過使用為讀取光盤定義的過程識別光盤的未經(jīng)授權的副本。該方法包括通過沿著磁道形成一系列有間隔的凹陷區(qū)域對光盤中的由一系列0和1組成的數(shù)字數(shù)據(jù)進行編碼的步驟，以便磁道包括一系列凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域，其特征在于，當所說的定義的過程用于讀取光盤時，所說的凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域中的每一個被讀作0或1。該方法包括在磁道上形成至少一個模糊區(qū)域的進一步的步驟，以便當定義的過程用于讀取光盤時，該模糊區(qū)域有時被讀作0，有時被讀作1。通過優(yōu)選的過程，凹陷區(qū)域以第一強度反射給定的光束，凸起區(qū)域以第二強度反射給定的光，模糊區(qū)域以基本上介于第一和第二強度中間的第三強度反射給定的光。


圖1是顯示用于記錄母版光盤的過程的方框圖。
圖2和3說明由母版光盤制成的光盤。
圖4說明了如何讀取光盤。
圖5是顯示用于制作光盤的副本的過程的方框圖。
圖6-9顯示了如何制作光盤以便提供模糊讀取。
圖10是說明確定光盤是經(jīng)授權還是未經(jīng)授權副本的過程的流程圖。
具體實施例方式
請看圖1，為制作光盤，模擬輸入信號(可以是聲音信號)被A/D轉換器(未顯示)轉換為預先確定的數(shù)字數(shù)據(jù)，并將數(shù)字數(shù)據(jù)輸入到編碼器12。這些數(shù)字數(shù)據(jù)被編碼器基于預先確定的轉換規(guī)則轉換為一種波形字符串，并將此波形字符串輸入到光調(diào)制器14。此波形字符串由光調(diào)制器放大，并轉換為一系列記錄代碼，以用于驅動激光發(fā)生器(未顯示)。激光發(fā)生器響應一系列記錄代碼生成激光束16，作為強度調(diào)制的光束攜帶一系列記錄代碼。
在記錄母版光盤20上覆蓋的光敏抗蝕劑暴露于攜帶一系列記錄代碼的激光束16，以便根據(jù)一系列記錄代碼形成將成為信息凹陷區(qū)域的曝光的部分。然后對光敏抗蝕劑進行顯影，以便在光敏抗蝕劑上形成信息凹陷區(qū)域圖像。從擁有具有信息凹陷區(qū)域圖像的光敏抗蝕劑的記錄母版光盤20，通過已知的過程形成一種壓模(未顯示)。
請看圖2和3，然后通過使用壓模作為金屬模用聚碳酸酯樹酯進行注模，將光敏抗蝕劑上形成的信息凹陷區(qū)域圖像的副本傳輸?shù)骄厶妓狨ヒr底。如此，通過在聚碳酸酯襯底上執(zhí)行已知過程，獲得具有預先確定的凹陷區(qū)域24和凸起區(qū)域26的序列的CD 22。任何適當?shù)倪^程都可以用于讀取CD。例如，如圖4所示的，凹陷區(qū)域可以讀作“0”，凸起區(qū)域可以讀作“1”。
圖5中說明了一個復制CD的過程。CD上的信息凹陷區(qū)域行不斷地用激光元件發(fā)射出的激光束照射，激光元件是光學傳感器30的其中一個組件。結果，照射的激光束被從CD的表面作為對信息凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域的位置和形狀敏感的光的強度調(diào)制光束反射。由光學傳感器30獲得再現(xiàn)信號，該光學傳感器檢測調(diào)制反射光束。
再現(xiàn)信號被輸入到射頻放大器32。在被放大之后，再現(xiàn)信號被作為波形字符串輸出，并在經(jīng)過波均衡化和區(qū)別過程(未顯示)輸入到解碼器34。從解碼器34，通過CD上記錄的一系列代碼的逆轉換獲得一系列數(shù)據(jù)，該一系列數(shù)據(jù)被D/A轉換器(未顯示)轉換為聲音或其他信號。
當諸如音樂、圖片或字符信息之類的信息是數(shù)字信息形式時，與模擬形式相比，由于數(shù)字信息傳輸?shù)墓逃刑匦?，在復制或傳輸信息時，信息的質(zhì)量不會降低。一般來說，雖然此特點非常有利，但是，也存在非法復制的問題。
本發(fā)明通過使用一種被稱為由嵌入的“模糊-讀取”檢測算法支持的“模糊-寫入”方法的方法解決CD類型的存儲介質(zhì)上寫入的數(shù)字信息的非法復制問題。通常，當數(shù)字“0”或“1”被寫入到存儲介質(zhì)時，讀取操作沒有錯誤地檢索相應的數(shù)據(jù)。當發(fā)生讀取錯誤時，這通常是由于讀取數(shù)據(jù)并對其進行解碼時的“噪聲”產(chǎn)生的。這些讀取錯誤常?？梢杂商厥獾腻e誤糾正代碼檢測和糾正。一個好的寫入和讀取過程將“0”和“1”寫入和讀取信號的信噪比增加到最大限度以最大限度地降低錯誤概率。
本發(fā)明利用故意引入的錯誤或“在邊上”寫入的數(shù)據(jù)以防止未經(jīng)授權的復制并檢測數(shù)據(jù)的違法副本。這可以通過在存儲介質(zhì)上的已知位置或地址寫入“弱的”0和1位，然后在讀取操作過程中檢測預期錯誤來實現(xiàn)的。如果在讀取操作過程中沒有在預先確定的位置檢測到預期的錯誤，那么數(shù)據(jù)是無效的或違法復制的。
硬件/軟件描述表示為“x”的“模糊”1或0可以以多種方式之一在CDROM上寫入，如圖5-9所示。優(yōu)選的過程是修改寫入過程，以便“模糊”位一半時間被讀作“1”，另一半時間被讀作“0”。在CDROM寫入/讀取過程的情況下，這可以通過控制激光從凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域反射的量來實現(xiàn)。
在圖6和7中，修改凹陷區(qū)域結構40以提高反射并使“0”看起來比較像“1”。或者在圖8和9中，修改凸起區(qū)域，如圖42和44所示，以反射較少的光，并使“1”看起來比較像“0”。可以改變每一個凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域的寬度以及表面平滑度以控制從激光讀取頭反射到光傳感器的光量。此“模糊”寫入過程可以使用CDROM寫入或激光光蝕刻設備來進行。
同樣，當讀取這些“弱的”寫入位時，解碼的輸出可以是0或1。如果同一個地址或位被多次讀取，則有可能0和1最后將被反射光比較器解碼。由于“弱的”位中的反射信號可以在寫入操作期間進行控制以使其介于額定0和1電平之間，因此信噪比大大地縮小，從而提高讀取操作期間的“x”檢測的概率。
正是此間歇的或“模糊”讀取操作可以由軟件算法用來確定CDROM是否為違法復制的。如上所述，典型的復制操作從源CDROM讀取數(shù)據(jù)，并將它復制到目標CDROM。此過程讀取每一個0和1，并將它復制到目標驅動器。如果CDROM是被保護的介質(zhì)并包含“弱的”位，則正常的讀取操作將作為0或1檢測“弱的”位，并將其中一個而不是“x”寫入到目標CDROM。正是正本CDROM和非法副本之間的這種差異可以由“弱的”位讀取算法檢測到?；镜臋z測算法可以集成到典型的CDROM設計中使用的錯誤檢測和校正方案中。
復制保護實施方式可以使用如上所述的基本方法實施多個復制保護實現(xiàn)技術。作為示例，假設一個應用軟件程序包以版權受保護的CDROM分發(fā)。大量的地址被使用“弱的”位過程寫入并嵌入在數(shù)據(jù)中。CDROM還包含專門為軟件程序包定制的加載和安裝程序包，此安裝程序還包括“弱的”讀取算法。
在應用軟件安裝期間，調(diào)用該算法以確定CDROM在預先確定的地址是否包含“弱的”寫入位。這可以通過多次讀取那些地址中的每一個地址來完成，直到檢測到“x”(即，0和1)。如果在預先定義的嘗試次數(shù)之后沒有檢測到“x”位，那么安裝過程就結束，CDROM被宣布為包含無效數(shù)據(jù)。
復制保護加載程序優(yōu)選的復制保護具有四個特點，通過用另一個用于放在內(nèi)存中以繞過光盤上的加載程序的程序替換加載程序，以阻止數(shù)據(jù)輕易被復制。目的是使設計標準程序以讀取光盤或加載程序查找正確的信息以繞過加載程序變得困難。這是通過不在光盤上的標準位置或程序中的標準位置放置模糊位的地址并通過給予包含模糊位的地址的初始化變量一個隨機選擇的名稱并通過包括一個命中百分比來完成的。
雖然一個人可以從物理上讀取加載程序并確定程序中的位置以查找模糊位地址，但是這些位置將始終在每一個光盤上的每一個加載程序中有所變化。不將地址放置在光盤上的標準位置是通過隨機選擇模糊位的地址并通過將地址以一個初始化變量直接硬編碼到程序中來實現(xiàn)的。每當通過隨機地在程序中的各種位置放置無害的代碼并在代碼中的隨機位置防止無害的初始化變量時，都改變初始化變量的位置。讀取隨機命名的地址變量的代碼將正確地指向地址，因為在光盤上生成加載程序時將正確地命名指令。
命中百分比是模糊位將被讀作1的時間的百分比。例如，可以這樣構建模糊位，以便命中百分比可以介于1到99％之間。此外，命中百分比還包含在程序中的隨機選擇的位置，并具有隨機的變量名稱。同樣，程序的讀取命中百分比的那一部分將指向正確的變量，因為它將當在光盤上生成加載程序時被正確地命名。
流程圖描述請看圖10，在步驟100，啟動程序。步驟101是讀取位置和命中百分比。加載程序將讀取模糊位的地址和命中百分比。代碼中的位置和包含此信息的變量的名稱將是可變地生成的。在步驟102，讀取模糊位。加載程序將進入磁盤上的地址以讀取模糊位。如果讀取了1，如步驟103所代表的，那么在步驟104在1累加器上進行一次加法。如此，程序記錄了注冊1的次數(shù)。如果在步驟103讀取的不是1，那么在0累加器上進行一次加法，如步驟105所代表的，從而記錄了注冊0的次數(shù)。在步驟106，對讀取1的次數(shù)和讀取0的次數(shù)進行比較。在步驟107，將1的次數(shù)與命中百分比的給定值進行比較。如果此1的次數(shù)不等于命中百分比，則會檢測到一個錯誤信息，如步驟108所代表的。如果1的次數(shù)等于命中百分比，則該測試被視為肯定的，并執(zhí)行加載，具體來說，執(zhí)行加載程序的將數(shù)據(jù)加載到主內(nèi)存的那一部分。
本發(fā)明優(yōu)于上文討論的現(xiàn)有技術的方法，因為本發(fā)明提供了具有許多重要好處的一般解決方案。例如，本發(fā)明相對來說便于實現(xiàn)，與CDROM批量生產(chǎn)兼容，并提供幾乎十分安全的復制保護。此外，本發(fā)明不要求任何額外的分發(fā)成本，適用于各式各樣的應用軟件包，并可擴展到數(shù)字化的音頻和視頻介質(zhì)。
雖然很明顯這里說明的本發(fā)明較好地適于實現(xiàn)上面所提的目標，但是可以理解，那些精通本技術的人可以設計出許多修改和實施例，只要在本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)，所附的權利要求涵蓋一切這樣的修改和實施例。
權利要求
1.一種制作光盤的方法，以便便于識別光盤的未經(jīng)授權的副本，與為讀取光盤定義的過程一起使用，該方法包括通過沿著磁道形成一系列有間隔的凹陷區(qū)域對光盤中的由一系列0和1組成的數(shù)字數(shù)據(jù)進行編碼，以便磁道包括一系列凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域，其中，當所說的定義的過程用于讀取光盤時，所說的凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域中的每一個被讀作0或1；以及在磁道上形成至少一個模糊區(qū)域，以便當定義的過程用于讀取光盤時，該模糊區(qū)域有時被讀作0，有時被讀作1。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，所說的凹陷區(qū)域以第一強度反射給定的光束，凸起區(qū)域以第二強度反射給定的光，模糊區(qū)域以基本上介于第一和第二強度中間的第三強度反射給定的光。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，凸起區(qū)域具有最小寬度，以便以所說的第二強度反射給定的光，模糊區(qū)域具有小于所說的最小寬度的寬度以便以所說的第三強度反射給定的光。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，模糊區(qū)域包括許多角形的表面，以便模糊區(qū)域以第三強度反射給定的光。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，模糊區(qū)域在磁道上形成凹陷區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，模糊區(qū)域在磁道上形成凸起區(qū)域。
7.一種光盤，與預先確定的讀取過程一起使用，該光盤包括一種定義包括一系列凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域的磁道的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)，其中，當該光盤由定義的過程讀取時，所說的凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域的系列被讀作0或1；以及磁道上的至少一個模糊區(qū)域，其中，當該模糊區(qū)域由定義的過程讀取時，該模糊區(qū)域有時被讀作0，有時被讀作1。
8.根據(jù)權利要求7所述的光盤，其特征在于，凹陷區(qū)域以第一強度反射給定的光束，凸起區(qū)域以第二強度反射給定的光束，模糊區(qū)域以基本上介于第一和第二強度中間的第三強度反射給定的光束。
9.根據(jù)權利要求8所述的光盤，其特征在于，凸起區(qū)域具有最小寬度，以便以所說的第二強度反射給定的光束，模糊區(qū)域具有小于所說的最小寬度的寬度以便以所說的第三強度反射給定的光束。
10.根據(jù)權利要求8所述的光盤，其特征在于，模糊區(qū)域包括許多角形的表面，以便模糊區(qū)域以第三強度反射給定的光束。
11.一種識別對光盤進行未經(jīng)授權的復制的方法，該方法包括下面的步驟通過沿著光盤的磁道形成一系列清晰的凹陷區(qū)域將由0和1組成的數(shù)字數(shù)據(jù)編碼到光盤中，以便磁道包括一系列清晰的凹陷區(qū)域和清晰的凸起區(qū)域；在磁道上的預先確定位置形成至少一個模糊區(qū)域，其中，當該光盤由定義的過程讀取時，清晰的凹陷區(qū)域和清晰的凸起區(qū)域全部被讀作0和1，模糊區(qū)域有時被讀作0，有時被讀作1。使用定義的過程讀取光盤的可能非經(jīng)授權的副本，包括多次讀取磁道的預先確定的位置的步驟；以及如果使用預先確定的過程，預先確定的位置被始終讀作0或始終讀作1，則判定該副本為未經(jīng)授權的副本。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于編碼步驟包括形成清晰的凹陷區(qū)域和清晰的凸起區(qū)域的步驟，以便清晰的凹陷區(qū)域和清晰的凸起區(qū)域以第一強度或第二強度反射給定的光束；以及在磁道上形成至少一個模糊區(qū)域的步驟包括形成所說的模糊區(qū)域的步驟，以便該模糊區(qū)域以基本上介于第一和第二強度中間的第三強度反射給定的光束。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，凸起區(qū)域具有最小寬度，以便以所說的第二強度反射給定的光束，模糊區(qū)域具有小于所說的最小寬度的寬度以便以所說的第三強度反射給定的光束。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，模糊區(qū)域包括許多角形的表面，以便模糊區(qū)域以第三強度反射給定的光束。
15.一種制作光盤的方法，以便便于識別光盤的未經(jīng)授權的副本，與為讀取光盤定義的過程一起使用，該方法包括通過沿著每個光盤的磁道形成一系列有間隔的凹陷區(qū)域對光盤中的由一系列0和1組成的數(shù)字數(shù)據(jù)進行編碼，以便每個磁道包括一系列凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域，其中，當所說的定義的過程用于讀取光盤時，所說的凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域中的每一個被讀作0或1；在每個光盤的磁道上形成至少一個模糊區(qū)域，以便當定義的過程用于讀取光盤時，該模糊區(qū)域有時被讀作0，有時讀作1；給每個光盤提供一個具有變量的程序，識別光盤上的至少一個模糊區(qū)域的地址；以及改變程序中的所說的變量在不同的光盤上的位置。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，進一步包括為每個光盤上的所說的變量提供名稱，以及改變不同的光盤上所說的變量的名稱的步驟。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，進一步包括為每個光盤上的所說的程序提供一個表示模糊區(qū)域被讀作1的次數(shù)的命中百分比值，以及改變光盤上的程序中的命中百分比值的位置的步驟。
全文摘要
一種制作光盤的方法，以及制作的光盤，以便便于通過使用為讀取光盤定義的過程識別光盤的未經(jīng)授權的副本。該方法包括通過沿著磁道形成一系列有間隔的凹陷區(qū)域對光盤中的由一系列0和1組成的數(shù)字數(shù)據(jù)進行編碼的步驟，以便磁道包括一系列凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域，其特征在于，當所說的定義的過程用于讀取光盤時，所說的凹陷區(qū)域和凸起區(qū)域中的每一個被讀作0或1。該方法包括在磁道上形成至少一個模糊區(qū)域的進一步的步驟，以便當定義的過程用于讀取光盤時，該模糊區(qū)域有時被讀作0，有時被讀作1。通過優(yōu)選的過程，凹陷區(qū)域以第一強度反射給定的光束，凸起區(qū)域以第二強度反射給定的光，模糊區(qū)域以基本上介于第一和第二強度中間的第三強度反射給定的光。
文檔編號G11B20/10GK1478274SQ02803223
公開日2004年2月25日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權日2001年1月17日
發(fā)明者愛德華·E·凱雷, 埃里克·M·默提卡, 弗蘭克·默提卡, 保羅·V·默提卡, M 默提卡, 默提卡, V 默提卡, 愛德華 E 凱雷 申請人:國際商業(yè)機器公司