Анонсы новостей

IPTV: Заглядывая за горизонт

IPTV: Заглядывая за горизонтКому из нас не знакомо острое чувство досады, когда, перещелкав с пару дюжин каналов, убеждаешься, что смотреть по телевизору нечего, ну то есть, идет, конечно, интересный фильм по каналу N… Но, увы, пока мы добирались до дому — он уже на середине, да к тому же, по ...

Читать полностью
Кабельные системы кодирования

Кабельные системы кодирования

Головное оборудование системы кодирования выполняет две основные функции. Во-первых, сигнал кодируется (скремблируется). Для этого один или несколько элементов сигнала изображения (иногда - и звука) изменяются таким образом, что изображение становится "нечитаемым".


Кодер изменяет параметры сигнала по некоему псевдослучайному закону (алгоритму). Для восстановления сигнала декодер абонента должен синхронно с кодером выполнить обратное преобразование. Во-вторых, в распределительную сеть тем или иным способом вводится информация, определяющая права доступа (статусы) всех декодеров системы. Оба этих процесса должны обеспечить следующие требования:
• Сигнал изображения должен быть искажен до такой степени, чтобы просматривать его без декодера и/или абонентской платы было невозможно
• Качество изображения, восстановленного декодером, должно хотя бы субъективно восприниматься не хуже, чем качество изображения открытых каналов
• Система должна быть максимально защищена от взлома, т. е. создание пиратского декодера должно быть как можно более сложно технически и нецелесообразно экономически.
• Система должна быть полностью совместима с существующими распределительными сетями. Это значит, что сигнал кодированных каналов по своим радиочастотным параметрам (в первую очередь, по ширине занимаемой полосы частот) не должен отличаться от сигнала открытых каналов, чтобы можно было использовать для его раздачи существующее оборудование (модуляторы, передатчики, кабельные линии и т. д.)
• Стоимость оборудования должна быть как можно ниже. Подписчики кабельных сетей, в отличие от подписчиков спутниковых каналов, как правило, граждане среднего достатка. Поэтому основное значение имеет стоимость абонентских декодеров.
Выбор системы - это компромисс
Нетрудно заметить, что эти требования во многом противоречат друг другу. Действительно, с одной стороны, чтобы исключить несанкционированный просмотр, изображение надо максимально "испортить". С другой стороны, необходимо сохранить качество изображения после восстановления его декодером. При этом декодер должен представлять собой недорогое, а, значит, относительно несложное устройство. По этой причине в наиболее популярных кабельных системах адресного кодирования используются упрощенные технологии скремблирования. Изменяются только отдельные элементы видеосигнала (как правило, сигналы синхронизации) и/или используются простые линейные преобразования сигнала (например, инверсия). Такие системы кодирования принято называть "аналоговыми", хотя, безусловно, в них используются элементы цифровой техники. Оборудование аналоговых систем сравнительно дешево, однако такие системы легко "взламываются". Восстановление искаженных элементов видеосигнала производится по другим элементам того же сигнала, оставшимся незашифрованными. Пиратский декодер, построенный по такому принципу, использует для декодирования только информацию, содержащуюся в самом сигнале, игнорируя данные управления.
В более сложных системах сигнал подвергается нелинейным преобразованиям, в результате чего нарушается его временная структура. Как правило, смещаются по времени либо меняются местами строки внутри поля или части строк внутри самих строк. Для восстановления такого сигнала декодер должен содержать устройство буферной памяти на строку или на поле. В процессе декодирования аналоговый сигнал сначала преобразуется в цифровую последовательность, затем обрабатывается цифровыми методами и вновь преобразуется в аналоговую форму. Такие системы получили название "цифровых" - не путать с системами кодирования цифровых каналов! Оборудование цифровых систем кодирования значительно дороже, а стойкость к "взлому" значительно выше. Восстановить сигнал, кодированный "цифровыми" методами, используя только информацию, содержащуюся в самом сигнале, технически очень сложно. Однако и цифровые системы не гарантируют стопроцентной защиты от пиратов, это опять же связано с противоречивыми требованиями, предъявляемыми к системе.
Максимальное число декодеров в одной системе должно быть как можно больше, и при этом каждый из них должен управляться с головной станции индивидуально. Это значит, что, кроме собственно телевизионного сигнала, должен передаваться довольно большой объем данных. При этом кодированный телевизионный сигнал должен занимать ту же полосу частот, что и обычный. Кодированный сигнал должен восстанавливаться только декодерами тех абонентов, которые честно заплатили за просмотр (авторизованными декодерами), и не восстанавливаться остальными. Если кодировать сигнал для каждого авторизованного декодера по отдельному алгоритму, придется передавать параллельно столько сигналов, сколько абонентов в сети, и каждый такой сигнал займет частотную полосу полного телевизионного канала. Разумеется, это неприемлемое решение. Поэтому в любой системе кодирования всем абонентским декодерам раздается один и тот же сигнал, обработанный одним алгоритмом, и для восстановления сигнала используется один и тот же алгоритм (ключ). В простейшем случае ключ постоянный - это значит, что рано или поздно система будет взломана необратимо. В более продвинутых системах используется набор постоянных ключей, смена ключа производится по команде головного оборудования. В самых сложных системах используются загружаемые ключи, однако, и они не могут меняться слишком часто. Максимальное количество декодеров в одной системе теоретически может достигать сотен тысяч. Стойкость системы тем выше, чем больше длина ключа. Пропускная же способность канала передачи данных очень низкая. Разумеется, ключ не может быть передан в открытом виде, он кодируется по специальному алгоритму, в котором, в свою очередь, ключом является постоянный "секретный номер" декодера. Это значит, что очередной ключ для каждого декодера должен быть передан отдельно. В силу указанных причин процесс раздачи очередного ключа может занять довольно длительное время. Для восстановления "картинки" нельзя использовать ключ, полученный непосредственно "с эфира" - к моменту перехода на новый ключ все авторизованные декодеры должны его иметь. Поэтому ключ меняется довольно редко (как правило, раз в месяц). Следовательно, любой ключ, и постоянный и загружаемый, длительное время хранится в энергонезависимой памяти декодера (микросхеме EEPROM). Активация (деактивация) декодеров производится не передачей собственно ключа, а передачей команды на включение (выключение).
И то и другое снижает стойкость системы, открывая второй путь для взлома. Если ключ длительного пользования хранится в памяти декодера, значит, его можно скопировать. Защита от копирования осуществляется только конструктивными методами. В самом простом случае - при вскрытии корпуса отключается батарейка "подпитки" памяти, в более сложных устройствах (в том числе в пластиковых картах) используются специальные микросхемы с защитой от считывания EEPROM. Если декодер управляется командами, значит, команду на включение можно имитировать, а команду на выключение - блокировать. Как правило, пиратами используется один из трех способов. Первый - изменение электрической схемы декодера (установка "проверочных чипов", "проверочных плат", перемычек и т. п.). Второй - создание внешнего устройства ("кубика"), вносящего изменения в поток данных управления. И, наконец, третий способ - копирование (клонирование) содержимого ППЗУ декодера или электронной карты
Подводя итог, можно сказать, что абсолютно защищенных систем адресного кодирования нет и быть не может. Перед покупателем системы стоит выбор - либо низкая цена и низкая стойкость, либо высокая цена и несколько большая (но не гарантированная) стойкость.