專利名稱：防拷貝保護的數(shù)據(jù)載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)載體。
本發(fā)明還涉及讀取這種數(shù)據(jù)載體的方法和設(shè)備。
本發(fā)明尤其涉及讀取儲存在只讀存儲器ROM類型的光盤等上的數(shù)據(jù)，所述光盤比如SFFO(Small Factor Format Optical)光盤或藍光(Blue-ray)光盤。
背景技術(shù)：
到目前為止，簡單地使用復(fù)制技術(shù)就可以相對容易地對原始數(shù)據(jù)載體，更特別地對原始光學數(shù)據(jù)載體，做相同的拷貝。
對這種光學數(shù)據(jù)載體的偽造性拷貝已經(jīng)成為了嚴重的問題，它導(dǎo)致技術(shù)的許可證持有者以及內(nèi)容的發(fā)行人的版權(quán)費收入減少。
已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)種防止所述拷貝的方法。例如，國際專利申請WO00/14734公開了在兩個分離層中包含基本數(shù)據(jù)和安全數(shù)據(jù)的光學數(shù)據(jù)載體。在該申請中，輻射光束直接照射在該光學數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)存儲表面，反射信號被轉(zhuǎn)換成電信號。對所述信號進行處理，以確認由光學數(shù)據(jù)載體載有的基本數(shù)據(jù)和安全數(shù)據(jù)的存在。典型地，只有在探測到適當?shù)陌踩珨?shù)據(jù)時，才允許輸出基本數(shù)據(jù)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，數(shù)據(jù)的讀出通過光學方式進行，而反射的光信號在光學數(shù)據(jù)載體外被轉(zhuǎn)化成電信號。結(jié)果，這種方案相當復(fù)雜和昂貴，因為它需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的特殊模塊。而且，所述方案并不讓人完全滿意，因為黑客可以訪問安全數(shù)據(jù)，所以仍有可能進行偽造性拷貝，雖然這種拷貝可能很難成功。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)據(jù)載體，和現(xiàn)有技術(shù)的方案相比，它的復(fù)雜性更低并且更難拷貝。
為此，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體包含信息層和帶有圖案的附加層，所述信息層含有當用光源照射時能夠發(fā)出第一光信號和第二光信號的特殊區(qū)域，所述附加層當用所述第二光信號照射時能夠發(fā)出電信號，所述電信號和預(yù)定的圖案相對應(yīng)，所述第一光信號和電信號的組合形成了解密含在所述信息層中的加密數(shù)據(jù)所需的密鑰。
本發(fā)明基于光電或等價效應(yīng)。它是涉及硬件的方案，其在防止非法拷貝時相當有效。事實上，電信號和光信號的組合提供了訪問載體中所含數(shù)據(jù)所需的完整的密鑰。因此，使黑客難以將所述電信號拷貝到非法復(fù)制盤上。如果沒有所述電信號，就不能得到密鑰，結(jié)果，只含有所述光信號的非法復(fù)制盤就不能被讀取而因此毫無用處。而且，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體制備容易且成本低。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，預(yù)定圖案得自在激動和非激活區(qū)域中附加層的分段。根據(jù)另一實施方案，附加層包含電極，其中之一進行了分段以獲得所述預(yù)定圖案。根據(jù)另一實施方案，該特殊區(qū)域被含在信息層的初始化區(qū)域中。附加層可以是熱電層或光電層。所述光電層可以由無定形硅或光電二硫化鎢制備。
本發(fā)明還涉及讀取這種數(shù)據(jù)載體的方法和設(shè)備。所述讀取設(shè)備包含讀取由信息層的特殊區(qū)域發(fā)出的第一光信號的裝置，讀取由附加層發(fā)出的電信號的裝置，由第一光信號和電信號的組合來計算密鑰的裝置，以及由密鑰解密含在數(shù)據(jù)載體中的加密數(shù)據(jù)的裝置。
本發(fā)明還涉及在這種數(shù)據(jù)載體上記錄信息的方法和設(shè)備。所述用于記錄的設(shè)備包含讀取由信息層的特殊區(qū)域發(fā)出的第一光信號的裝置，讀取由附加層發(fā)出的電信號的裝置，由第一光信號和電信號的組合來計算密鑰的裝置，加密基于密鑰的信息的裝置，以及在數(shù)據(jù)載體上儲存加密信息的裝置。
本發(fā)明的這些和其它方面將由于下述實施方案而變得很清楚，并參考這些實施方案進行說明。
附圖簡述現(xiàn)在，將通過實施例并參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的實施方案的示意性透視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的實施方案的剖面圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖2的數(shù)據(jù)載體的更詳細剖面圖，和圖4表示聚合物的光氧化的化學反應(yīng)，所述聚合物用于制備根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體。
發(fā)明詳述在下面的說明中，以光盤為例闡述了本發(fā)明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很顯然本發(fā)明也適用于其它類型的數(shù)據(jù)載體，例如磁盤。
光盤是例如ROM類型。對這種類型的光盤而言，本發(fā)明尤其適用，因為它可以防止從所述ROM盤上大規(guī)?？截惼鋬?nèi)容。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很明顯本發(fā)明也適用于其它類型的光盤，例如可重寫RW類型或一次性寫入R類型，對此用戶可以決定保護其私人數(shù)據(jù)以防被拷貝。
傳統(tǒng)的光盤包含標準信息層，其中包含了諸如文本、音頻或視頻的多媒體數(shù)據(jù)。這種傳統(tǒng)光盤不能被保護而免受對所述數(shù)據(jù)的非法拷貝。本發(fā)明致力于提出防止這種非法拷貝的簡單便宜的方案。
為此，所述發(fā)明提出在存儲光學數(shù)據(jù)的新一代光盤，諸如SFFO光盤或藍光光盤上配備帶有圖案的附加層，所述附加層在光信號照射時能夠發(fā)出電信號。所述附加層基于下述的光電效應(yīng)，或者熱電效應(yīng)或任何其它合適的效應(yīng)。如果采用的是熱電效應(yīng)，那么按照下述的相同方式探測光源輻射產(chǎn)生的熱導(dǎo)致的熱電流。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的一個實施方案的示意性透視圖。
光盤10包含能夠發(fā)出光信號的信息層1。光信號通過光讀取單元OPU(沒有示出)例如從頂端讀取。在本發(fā)明中，該信息層包含例如根據(jù)預(yù)定密鑰加密的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
光盤10還包含光電層2。該附加層基于光電效應(yīng)工作，當用諸如激光的光源照射時提供電信號。該電信號將通過根據(jù)本發(fā)明的特殊設(shè)備讀取，如下文所述。所述光電層可以是如圖1所示的內(nèi)部層，或者是和信息層相對的外部層。
光盤的旋轉(zhuǎn)軸3對應(yīng)于光盤上的孔。信息層1的特殊區(qū)域4用于調(diào)制到達光電層2上的光信號。該特殊區(qū)域是例如光盤的初始化區(qū)域(即，當光盤插入光驅(qū)時被讀取的區(qū)域)。
在考慮到調(diào)制后的電信號和光信號的相對時間行為的基礎(chǔ)上將其組合在一起，制成能訪問光盤內(nèi)容的預(yù)定密鑰。
讀取該電信號和相應(yīng)的光盤信息相對比較容易。但對黑客而言，將該電信號拷貝到另一個盤上將是非常困難的，而這種復(fù)制的盤的潛在終端用戶需要該信號來讀取該盤的內(nèi)容。而且，逆向工程是不可能的，因為這樣會破壞信息。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的一個實施方案的剖面圖。
光盤播放器必需能夠讀取出光電層發(fā)出的電信號9。為此，需要一些電極。光盤包含上電極5，它需要對激光是透明的。所述電極由例如銦錫氧化物ITO膜制成。所述盤還包含下電極6，例如由A1制成，優(yōu)選涂有低功函材料，諸如LiF或CaF。此處光讀取單元OPU包含聚焦于信息層的激光器7。
圖3更詳細描述了圖2的數(shù)據(jù)載體的實施方案。
所述光盤包含信息層1的特殊區(qū)域4，用于產(chǎn)生反射光信號4a和透射光信號4b，其中之一是參考光信號8。所述參考光信號8的形式取決于如圖3所示的信息層1的特殊區(qū)域4的結(jié)構(gòu)。采用所述結(jié)構(gòu)要么用于反射光源發(fā)出的光R，要么用于透射光源發(fā)出的光T。
光盤包含光電層2，當用來自信息層卻沒有形成光信號的信號照射時，層2會根據(jù)預(yù)定圖案發(fā)出電信號9。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案，利用所述層的激活或非激活分段來為光電層2制備圖案。由于這種分段，當用光信號照射時，生成對應(yīng)于預(yù)定圖案的電信號9。
例如在制造光盤的過程中通過在氧環(huán)境中具有圖案的UV輻射可以將該預(yù)定圖案寫在光電層里。圖4給出了該過程的化學反應(yīng)，也稱作漂白。這種聚合物的光氧化可以局部破壞或者不激活該聚合物。這導(dǎo)致局部的電阻高，使得在輻射時不產(chǎn)生任何光電流。
可替換地，電極也可以具有圖案。例如，可以用硅上的薄金屬膜充當金屬電極。在局部加熱或者輻射后，形成硅化物。所述硅化物的典型特征是高電阻或半導(dǎo)體性能。另一種方式是例如采用容易成形的聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)PEDOT在上電極或下電極產(chǎn)生針孔。
根據(jù)另一實施方案，上述兩個實施方案可以組合起來，也就是說，光電層2在激活區(qū)域2a和非激活區(qū)域2b分段，而一個電極在段6a和6b處分段。圖3給出了由這種組合產(chǎn)生的電信號9。
在圖3的實施例中，參考光信號8是反射信號4a，而電信號9來自透射信號4b。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯地是還可能在透射裝置中讀取參考光信號，即參考光信號8是透射信號4b，而在反射中探測光電信號，即電信號9來自反射信號4a。
光電層可以由太陽能電池中使用的現(xiàn)有材料和棧組合來制備，例如I.Garner在“Cemmunications-International”，vol.16，no.3(1989)73中描述的無定形硅。
還可以用光電二硫化鎢WS2、銅、硒化銦或硒化鎵、二硫化鎘、二硒化鎘、砷化鎵、砷化鋁鎵制備，其中二硫化鎢如C.Balf，M.Regula和F.Levy在“Solar Energy Materials & Solar Cells”57(1999)189中的描述。
光電層還可以用基于共軛聚合物的有機太陽能電池材料制備。它可以是例如S.E.Sbaheen，C.J.Brabec，N.S.Sariciftci，F(xiàn).Padinger，T.Fromherz和J.C.Hummelen在Applied PhysicsLetters，vol.78，no.6(2001)841的“2.5％Efficient OrganicPlastic Solar Cells”中描述的共軛聚合物/橋亞甲基富勒烯(methanofullerene)，或者共軛聚合物/共軛聚合物、共軛聚合物/有機分子、有機分子/有機分子、共軛聚合物/無機氧化物、硒化物和硫化物、有機分子/無機氧化物、硒化物和硫化物。
光電層還可以基于如E.Kymanskis等在Applied PhysicsLetters，vol.80，no.1(2002)112中所描述的碳納米管，或者納米線，優(yōu)選碳納米管或金屬氧化物納米管。
這些用作太陽能電池的材料的效率由于寬的太陽光譜而相對低。但是，本發(fā)明涉及未來一代的光學存儲，其將利用相對短的波長，比如藍光光盤利用405nm，此時采用適當?shù)娜玖峡梢赃_到高達60％的量子效率。
讀取數(shù)據(jù)載體的傳統(tǒng)播放器不允許讀取根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體，因為在所述載體上數(shù)據(jù)被加密。這是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包含下列裝置的原因-讀取由信息層1的特殊區(qū)域4發(fā)出的光信號8的裝置，-讀取由附加層2發(fā)出的電信號9的裝置，-由光信號和電信號的組合來計算密鑰的裝置，和-通過密鑰對所述數(shù)據(jù)載體包含的加密數(shù)據(jù)進行解密的裝置。
用于計算的裝置例如適合計算光信號和電信號的相關(guān)函數(shù)，從而得到密鑰。
應(yīng)該注意到，這種設(shè)備也能夠讀取傳統(tǒng)的盤，即沒有加密的盤。這意味著當沒有探測到密鑰時將該盤作為未加密盤來讀取。
還應(yīng)該注意到，光信號和電信號以及密鑰可以是數(shù)字的，也可以是模擬的。
因此，讀取這種數(shù)據(jù)載體的裝置適合從相關(guān)光電結(jié)構(gòu)中辨別數(shù)據(jù)載體上存在的特征信息，從中得出密鑰，然后對記錄在數(shù)據(jù)載體上的用戶信息進行解密。
試圖在第二數(shù)據(jù)載體上克隆原始數(shù)據(jù)載體即復(fù)制原始數(shù)據(jù)載體例如ROM盤中所含的用戶信息的記錄器，也不能將特征信息記錄到第二數(shù)據(jù)載體上，其中該特征信息和原始數(shù)據(jù)載體上的特征信息一樣是解密該用戶信息所需的。結(jié)果，含在第二數(shù)據(jù)載體上的用戶信息就不能被解密和播放。
然而，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體不需要實際含有用戶信息，但是它還可以是可記錄類型的數(shù)據(jù)載體，例如RW或R光盤。因此，用于這種可記錄的數(shù)據(jù)載體的記錄器適于從相關(guān)光電結(jié)構(gòu)中辨別特征信息，使用所述特征信息對需要記錄的用戶信息進行相應(yīng)的加密，并記錄加密后的用戶信息。
在下列權(quán)利要求中的任何參考標記不應(yīng)該被理解為限制本權(quán)利要求。很明顯動詞“包含”和它的動詞變化形式的使用沒有把在任何權(quán)利要求中定義的步驟或元件以外的任何其它步驟或元件排除在外。在元件或步驟之前的單詞“a”或“an”沒有把多個這種元件或步驟排除在外。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)載體(10)，其包含信息層(1)，其包含在用光源照射時能夠發(fā)出第一光信號(8)和第二光信號的特殊區(qū)域(4)，具有圖案的附加層(2)，其在被第二光信號照射時能發(fā)出電信號(9)，所述電信號和預(yù)定的圖案相對應(yīng)，第一光信號(8)和電信號(9)組合起來形成密鑰，該密鑰是對所述信息層(1)中含有的加密數(shù)據(jù)進行解密所需的。
2.權(quán)利要求1中的數(shù)據(jù)載體，其中預(yù)定圖案得自在激活區(qū)域(2a)和非激活區(qū)域(2b)中附加層(2)的分段。
3.權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體，其中所述附加層(2)包含電極(5、6)，其中所述電極之一進行了分段(6a、6b)以得到所述預(yù)定圖案。
4.權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體，其中特殊區(qū)域(4)包含在信息層(1)的初始化區(qū)域中。
5.權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體，其中附加層(2)是熱電層。
6.權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體，其中附加層(2)是光電層。
7.權(quán)利要求6的數(shù)據(jù)載體，其中光電層(2)由無定形硅制成。
8.權(quán)利要求6的數(shù)據(jù)載體，其中光電層(2)由光電二硫化鎢制成。
9.一種讀取權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體的設(shè)備，所述設(shè)備包含讀取由信息層(1)的特殊區(qū)域(4)發(fā)出的第一光信號(8)的裝置，讀取由附加層(2)發(fā)出的電信號(9)的裝置，由第一光信號(8)和電信號(9)的組合來計算密鑰的裝置，和通過密鑰對所述數(shù)據(jù)載體中所含的加密數(shù)據(jù)進行解密的裝置。
10.一種讀取如權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體的方法，所述方法包含下列步驟讀取由信息層(1)的特殊區(qū)域(4)發(fā)出的第一光信號(8)，讀取由附加層(2)發(fā)出的電信號(9)，由第一光信號(8)和電信號(9)的組合來計算密鑰，和通過密鑰對所述數(shù)據(jù)載體中所含的加密數(shù)據(jù)進行解密。
11.一種在權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體上記錄信息的設(shè)備，所述設(shè)備包含讀取由信息層(1)的特殊區(qū)域(4)發(fā)出的第一光信號(8)的裝置，讀取由附加層(2)發(fā)出的電信號(9)的裝置，由第一光信號(8)和電信號(9)的組合來計算密鑰的裝置，基于密鑰對信息進行加密的裝置，和在數(shù)據(jù)載體上存儲加密信息的裝置。
12.一種在權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)載體上記錄信息的方法，所述方法包含下列步驟讀取由信息層(1)的特殊區(qū)域(4)發(fā)出的第一光信號(8)，讀取由附加層(2)發(fā)出的電信號(9)，由第一光信號(8)和電信號(9)的組合來計算密鑰，和基于密鑰對信息進行加密，和在數(shù)據(jù)載體上存儲加密的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)載體，其包含信息層(1)，所述信息層自身包含在光源照射時能發(fā)出第一光信號和第二光信號的特殊區(qū)域(4)。所述數(shù)據(jù)載體還包含附加層(2)，所述附加層在用第二光信號照射時會發(fā)出電信號，所述電信號和預(yù)定圖案相對應(yīng)。第一光信號和電信號的組合形成了對所述信息層中所含加密的數(shù)據(jù)進行解密所需的密鑰。本發(fā)明尤其涉及讀取在只讀型光盤上存儲的數(shù)據(jù)。
文檔編號G11B23/36GK1777940SQ200480010710
公開日2006年5月24日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者R·庫爾特, R·亨德里克斯, S·塞塔耶什 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司