DE102005060288A1 - Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines Entschlüsselungssystems in einem digital Receiver - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung dient dazu, sogenannte "FTA-Receiver" (Free To Air-Receiver) zur Entschlüsselung bestimmter verschlüsselter digitaler Fernsehsendungen zu befähigen. DOLLAR A Zu diesem Zweck findet erfindungsgemäß ein receiverspezifisches Softwareupdate statt, welches die im Receiver vorhandenen, aber im Normalbetrieb nicht genutzten Hardwaredescrambler zur Entwürfelung des Datenstroms einsetzt. DOLLAR A Der Nachweis der Zugangsberechtigung erfolgt über eine Schnittstelle des Receivers, an die ein erfindungsgemäßer sogenannter "SC-Reader-Dongle" mit dazugehöriger Karte gesteckt wird oder an die ein erfindungsgemäßer sogenannter "Smartdongel" gesteckt wird, welcher die Funktion einer entsprechenden Karte bereits beinhaltet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Anordnung zum Betrieb eines Entschlüsselungssystems, insbesondere eines Entschüsselungssystems für digitale Fernsehsignale, in einem digitalen Receiver.
• Aus dem Bereich der Softwareentwicklung ist als Schutz vor der Verwendung unberechtigter Kopien (Raubkopien) bestimmter Computerprogramme ein so genannter „Dongle" bekannt. Bei diesem Dongle handelt es sich um eine Hardware-Einheit, welche über eine bidirektionale Schnittstelle an einen Computer angeschlossen wird. Beispielsweise kann im Zusammenhang mit einem spezifischen Freischaltcode gewährleistet werden, dass nur dieses speziell lizenzierte Programm als Unikat mit eben nur diesem dazugehörigen Dongle ordnungsgemäß verwendet werden kann. In diesen besagten Freischaltcode gehen in diesem Fall sowohl eine spezifische Seriennummer des Programms als auch eine interne spezifische Kennung des Dongles ein. Üblicherweise besitzt der Dongle einen internen Chip mit einem Prozessor, welcher Rechenoperationen durchführt. Zum Schutz vor unberechtigtem Nachbau ist die interne Elektronik des Dongles meist in Kuststoff vergossen. DE 10001126 schlägt vor, einen solchen Dongle zur flexibleren Handhabung durch eine Chipkarte zu ersetzen.
• Im Bereich des "DVB" (Digital Video Broadcast) sind ebenfalls verschiedene Systeme bekannt, die dazu dienen, übertragene Daten, insbesondere digitale Fernsehsignale, vor unberechtigtem Zugang zu schützen.
• Einen bedingten Zugang des Benutzers zu den Daten bezeichnet man als „Conditional Access" (CA). Ein System, das diesen bedingten Zugang realisiert, wird „CA-System" genannt. Das Modul, das für die entsprechende Entschlüsselung zuständig ist, wird dem entsprechend als „Conditional Access Modul" (CAM) bezeichnet.
• EP 0817485 beschreibt ein solches „System mit bedingtem Zugang und dazugehöriger Karte". Aus EP 1026898 und EP 0891670 sind Verfahren bekannt, nach denen die Kommunikation zwischen dem besagten CAM und einer so genannten „Smartcard", auf der die Zugangsberechtigung hinterlegt ist, ihrerseits verschlüsselt stattfindet. Damit soll ein unberechtigter Zugriff auf diese Daten erschwert und das widerrechtliche Kopieren der Smartcard verhindert werden.
• Ein wesentlicher Bestandteil nahezu aller auf dem Markt existierender CA-Systeme ist der so genannte „Common Scrambling Algorithmus" (CSA). Gemäß des CSA wird bei der Verschlüsselung des DVB-Datenstroms eine Verwürfelung der einzelnen Bits des DVB-Datenstroms durchgeführt. Die Entschlüsselung des DVB-Datenstroms erfolgt gemäß des CSA durch die entsprechende Entwürfelung des DVB-Datenstroms. Der CSA wird in GB 2322994 detailliert beschrieben und ist mittlerweile als öffentlich bekannt anzusehen.
• Diese besagte Entwürfelung der Daten des DVB-Datenstroms findet gemäß eines 64 Bit langen Kontrollwortes statt, das entsprechend des verwendeten CA-Systems in bestimmten Zeitintervallen geändert wird. Die Kontrollworte gewinnen die CA-Systeme aus dem Zusammenspiel zwischen der Smartcard und den gesendeten Schlüsselworten („Keys"), die mit dem DVB-Datenstrom als Bestandteil der so genannten „Entitlement Control Messages" (ECMs) übertragen werden. Der wesentliche Unterschied zwischen den auf dem Markt existierenden CA-Systemen liegt somit in ihrer speziellen Verschlüsselung der Kontrollworte sowie der entsprechenden Entschlüsselung dieser Kontrollworte unter Nachweis der dazugehörigen Zugangsberechtigung durch die Smartcard.
• Mit dem DVB-Datenstrom werden über die ECMs hinaus auch so genannte „Entitlement Management Messages" (EMMs) verschlüsselt übertragen. Diese EMMs bewirken die benutzerspezifische Freischaltung der besagten Smartcards für bestimmte Programme und/oder andere Dienste.
• Aufgrund der Vielzahl der auf dem Markt existierenden CA-Systeme und der ständigen Veränderung, die in diesem Bereich stattfindet, besteht der Bedarf, digitale Receiver so zu konstruieren, dass deren verwendete CA-Systeme nachträglich geändert werden können.
• Im Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei denen die Receiver mit mindestens einer einheitlichen Schnittstelle des Typs Common Interface (CI) ausgestattet sind. Folglich werden sie als CI-Receiver bezeichnet. Die CI-Schnittstelle kann mit einem CAM bestückt werden. So wird der CI-Receiver zur Entschlüsselung von digitalen Fernsehsignalen befähigt, deren Verschlüsselung dem jeweiligen CA-System des eingeschobenen CAMs entspricht. Durch wechseln des CAMs kann das CA-System des Receivers geändert werden. Über die Entschlüsselung der Kontrollworte hinaus besitzt das CAM die Fähigkeit, den gesamten DVB-Datenstroms entsprechend des CSA zu entwürfeln. Zusammen mit der Smartcard und den besagten EMMs erhält der Benutzer die ihm zustehende Zugangsberechtigung.
• Im Stand der Technik sind auch so genannte „Embedded"-CA-Receiver bekannt. Diese sind mit einem integrierten, also fest eingebauten CA-System ausgestattet. Auch unter diesen Receivern sind einige bekannt, die zusätzlich über ein oder mehrere CI-Interfaces verfügen. Dadurch sind sie auch zum Empfang verschlüsselter Sendungen nachrüstbar, die von ihrem eingebauten CA-System nicht entschlüsselt werden könnten. Eine derartige Anordnung wird in DE 10044386 beschrieben.
• Im Stand der Technik sind außerdem Receiver bekannt, die ausschließlich für den Empfang unverschlüsselter Signale konzipiert sind. Diese werden als FTA-Receiver ("Free to Air-Receiver") bezeichnet.
• Die meisten auf dem Markt existierenden Receiver besitzen eine so genannte _"Schnittstelle". Diese Schnittstelle dient dazu, die Software eines solchen Receivers durch eine veränderte, meist neuere und meist bessere Softwareversion, die als „Softwareupdate" bezeichnet wird, zu ersetzen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, um FTA-Receiver, die mindestens eine solche Schnittstelle besitzen, zur Entschlüsselung bestimmter verschlüsselter digitaler Fernsehsendungen zu befähigen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren und Anordnungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Ein Softwareupdate, das beispielsweise über diese Schnittstelle oder auch über den Sendeweg erfolgen kann, befähigt den FTA-Receiver nun erfindungsgemäß zur Entschlüsselung entsprechend eines oder mehrerer gewünschter CA-Systeme. Durch dieses Softwareupdate wird die Funktion der besagten Schnittstelle des FTA-Receivers dahingehend verändert, dass während des Empfangs und der Wiedergabe eines Programms ein ständiger Datenstrom zur Überprüfung der Zugangsberechtigung über diese Schnittstelle stattfindet. Auf diese Weise wird der FTA-Receiver in die Lage versetzt, über die besagte Schnittstelle mit einem Mittel zur Überprüfung der Zugangsberechtigung zu kommunizieren.
• Weiterhin sorgt das Softwareupdate dafür, dass ein oder mehrere im FTA-Receiver als „Hardwaredescrambler" bezeichnete Hardwarebauelemente auf den DVB-Datenstrom angewandt werden. Diese besagten Hardwaredescrambler sind für die Umsetzung des rechenintensiven CSA-Entwürfelungss-Algorithmus zuständig. Zusammen mit den über die besagte Schnittstelle gelieferten Kontrollworten werden so die DVB-Daten entwürfelt.
• Ein mögliches Mittel zur Überprüfung der Zugangsberechtigung stellt eine Simcard dar, die zum Nachweis der Zugangsberechtigung die besagten Kontrollworte entschlüsselt. Somit erfüllt sie die gleiche Funktion, wie eine aus dem Stand der Technik bekannte Smartcard, ist jedoch in ihren geometrischen Abmessungen wesentlich kleiner und durch diese Eigenschaft für die vorliegende Anwendung mechanisch besser geeignet.
• Um den Datenaustausch zwischen der Simcard und dem FTA-Receiver zu ermöglichen wird ein so genannter "Simcard-Reader-Dongle" konstruiert, der die Fähigkeit besitzt, die Simcard aufzunehmen, ihre Information zu lesen und über die besagte Schnittstelle bidirektional mit dem Receiver Daten auszutauschen.
• Alternativ zum Simcard-Reader-Dogle kann auch ein Smartcard-Reader-Dongle konstruiert werden, der eine Smartcard aufnimmt, deren Information liest und bidirektional mit dem Receiver kommuniziert. In diesem Fall können die zur Zeit wesentlich gebräuchlicheren Smartcards Verwendung finden.
• Im Folgenden sollen der Smartcard-Reader-Dongle und der Simcard-Reader-Dongle unter dem Oberbegriff "SC-Reader-Dongle" zusammengefasst werden. Der Oberbegriff „Karte" soll Smartcards und Simcards beinhalten.
• Eine dritte Möglichkeit der Zugangsberechtigungsprüfung besteht darin, einen so genannten „Smart-Dongle" zu konstruieren, der selbst die Funktion einer Smartcard beinhaltet.
• Er verhält sich dem Receiver gegenüber wie ein SC-Reader-Dongle mit dazugehöriger eingesteckter Karte. Dieser Smart-Dongle kann vom Programmanbieter wie eine herkömmliche Smartcard gehandelt werden. Er benötigt keine externe Stromversorgung, weil er keine Vorrichtung zum lesen einer externen Karte besitzt und daher mit wesentlich weniger elektrischer Energie auskommt als ein SC-Reader-Dongle. Für den Smart-Dongle genügt beispielsweise eine Stromversorgung, die aus der RS232-Schnittstelle gewonnen wird.
• Für die Stromversorgung eines SC-Reader-Dongles ist folgende Vorrichtung vorgesehen: Die zum Satellitenempfang vorgesehenen Receiver, die daher auch als SAT-Receiver bezeichnet werden, besitzen in ihrem Fernsehsignaleingang („LNB in") eine Stromversorgung für das angeschlossene Speiseteil. So kann ein SAT-Receiver mit einem so genannten „Adaptermodul" ausgestattet werden, das sich dadurch auszeichnet, das es zwar das Fernsehsignal durchschleift, jedoch einen Teil der Stromversorgung für den Betrieb der SC-Reader-Dongles abzweigt und ihn dessen Stromversorgungsanschluss über ein Stromversorgungskabel zuführt.
• Im Bereich des Satellitenfernsehens besteht der weitaus größte Bedarf für die vorliegende Erfindung.
• Soll das vorgeschlagene Verfahren jedoch auch in anderen Bereichen des Digitalfernsehens Anwendung finden, beispielsweise in den Bereichen DVB-T oder DVB-C, so bietet sich in diesem Falle der Einsatz eines oben beschriebenen Smart-Dongles an. Eine weitere Möglichkeit besteht für diese Receiver darin, ein externes Netzteil an den Stromversorgungsanschluss des SC-Reader-Dongles anzuschließen.
• Aus der vorliegenden Erfindung ergeben sich Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, die im Folgenden erläutert werden.
• Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Benutzer ihre bereits gekauften FTA-Receiver nun auch für verschlüsselte Sendungen nachrüsten können. Auch existiert nun eine preisgünstige Alternative zum Kauf eines CI-Receivers mit zusätzlichen CAMs, denn der FTA-Receivers ist mit den zusätzlichen Softwareupdates und einem dazugehörigen SC-Reader-Dongle in der Herstellung preiswerter.
• Das verwendete CA-System kann durch weitere Updates geändert werden. Dadurch ist es möglich, die Entschlüsselungsfähigkeit eines Receivers den Veränderungen des Marktes und/oder der Interessenlage des Benutzers anzupassen.
• Ferner kann dieses Verfahren auch für Embedded-CA-Receiver genutzt werden, wenn diese zusätzlich zu ihrem serienmäßig implementierten CA-System ein weiteres CA-System beherrschen sollen. Auch ist dieses Verfahren geeignet, Receivern, die mit CI-Interfaces ausgestattet sind, eine preisgünstige Alternative zum CAM anzubieten. Da viele Nutzer den Kauf eines weiteren CAMs aufgrund des Preises scheuen, eröffnet dieses Verfahren Pay-TV-Anbietern den Vorteil, bestimmten Benutzern ein kostenloses CA-System in Zusammenhang mit ihren Diensten zu Testzwecken zur Verfügung zu stellen. Die kostenpflichtige Fortsetzung dieser Dienste wird dann gegebenenfalls über die Zugangsberechtigung durch die Smartcard, die Simcard oder durch den Smart-Dongle geregelt.
• Auch wird dadurch für Free-TV-Anbieter die Möglichkeit geschaffen, gelegentlich Sendungen verschlüsselt auszustrahlen, ohne dem Konsumenten zuzumuten, sich dafür ein vollständig neues CA-System oder gar einen vollständig neuen Receiver anzuschaffen.
• Weitere vorteilhafte oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Im Folgenden soll ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Anwendung der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutern.
• Dabei gelten folgende Bezeichnungen:

1

FTA-Receiver

2

LNB-Receiver-Eingang

3

Simcard-Reader-Dongle

4

Simcard

5

RS232-Schnittstelle

6

Adaptermodul

7

Stromversorgungskabel

8

Signalleitung

9

LNB-Adaptermodul-Eingang

• 1 stellt einen Receiver dar, an den ein Simcard-Reader-Dongle mit eingesteckter Simcard angeschlossen ist. Die Stromversorgung erfolgt über das Adaptermodul.
• Vom Receiverhersteller wird für einen speziellen FTA-Receiver (1) ein dazugehöriges Softwareupdate bereitgestellt und dem Benutzer über das Internet, die Zusendung einer CD-ROM und über den Sendeweg zugänglich gemacht. Diese Software enthält alle für die Entschlüsselung gemäß des gewünschten CA-Systems erforderlichen Funktionen, wie sie oben bereits beschrieben wurden. Der Benutzer spielt das Update über eine Schnittstelle (5) oder über den Signalweg und damit über den LNB-Receiver-Eingang (2) auf seinen FTA-Receiver.
• Über den Handel erhält der Benutzer einen Simcard-Reader-Dongle (3) und ein dazugehöriges Adaptermodul (6), das oben bereits beschrieben wurde. Vom Programmanbieter erhält er eine dazugehörige Simcard (4).
• Nun steckt er den Simcard-Reader-Dongle (3) in die RS232-Schnittstelle seines Receivers. Aufgrund seiner geringen geometrischen Abmessungen kann der Simcard-Reader-Dongle direkt an die RS232-Schnittstelle gesteckt werden. Zur Stromversorgung des SC-Reader-Dongles (3) wird nun zwischen einen LNB-Receiver-Eingang (2) seines Receivers und die Signalleitung (8) das oben beschriebene Adaptermodul (6) eingefügt. Dessen Stromversorgungsausgang verbindet der Anwender über ein Stromversorgungskabel (7) mit dem Stromversorgungseingang des Simcard-Reader-Dongles (3). Durch Einschieben der Simcard (4) weist er seine Zugangsberechtigung nach und besitzt nun ein System, das zur Entschlüsselung von verschlüsselten digitalen Fernsehsendungen geeignet ist.

Claims (6)

1. Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines CA-Systems in einem digitalen Receiver, insbesondere in einem FTA-Receiver, wobei das CA-System aus einem receiverinternen und einem receiverexternen Teil besteht und wobei der receiverinterne Teil die Receiverhardware und ein Programm umfasst, das als Softwareupdate auf den Receiver gespielt wird, wodurch der Receiver einerseits dazu befähigt wird, einen oder mehrere in seiner Hardware serienmäßig vorhandene Hardwaredescrabler zur Entwürfelung des verschlüsselten DVB-Datenstroms zu nutzen und andererseits zur Kommunikation mit dem receiverexternen Teil über eine Schnittstelle befähigt wird und wobei der receiverexterne Teil einen SC-Reader-Dongle und eine dazugehörigen Karte umfasst und der über eine Schnittstelle bidirektional mit dem Receiver kommuniziert und der die Fähigkeit besitzt, die besagte Karte zu lesen, auf der die Zugangsberechtigung in der Form hinterlegt ist, dass sie in der Lage dazu ist, die Zugangsberechtigung gemäß des entsprechenden CA-Systems nachzuweisen.
2. Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines CA-Systems in einem digitalen Receiver, insbesondere in einem FTA-Receiver, wobei das CA-System aus einem receiverinternen und einem receiverexternen Teil besteht und wobei der receiverinterne Teil die Receiverhardware und ein Programm umfasst, das als Softwareupdate auf den Receiver gespielt wird, wodurch der Receiver einerseits dazu befähigt wird, einen oder mehrere in seiner Hardware serienmäßig vorhandene Hardwaredescrabler zur Entwürfelung des verschlüsselten DVB-Datenstroms zu nutzen und andererseits zur Kommunikation mit dem receiverexternen Teil über eine Schnittstelle befähigt wird und wobei der receiverexterne Teil einen Smart-Dongle umfasst, der über eine Schnittstelle bidirektional mit dem Receiver kommuniziert und auf dem die Zugangsberechtigung in der Form hinterlegt ist, dass er in der Lage dazu ist, die Zugangsberechtigung gemäß des entsprechenden CA-Systems nachzuweisen.
3. Verfahren uns Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der besagten Schnittstelle um eine RS232-Schnittstelle handelt.
4. Verfahren uns Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei es sich bei der besagten Schnittstelle um eine USB-Schnittstelle handelt.
5. Verfahren und Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei es sich bei dem digitalen Receiver um einen digitalen Satellitenreceiver handelt und die Stromversorgung des SC-Reader-Dongles über ein Adaptermodul erfolgt, das zwischen Fernsehsignalleitung und Fernsehsignaleingang geschaltet wird und das einen Stromversorgungsausgang besitzt, das über ein Stromversorgungskabel mit dem Stromversorgungseingang des SC-Reader-Dongles verbunden wird.
6. Verfahren und Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der verwendete Dongle mindestens einen weiteren Anschluss zur Verfügung stellt, den er bidirektional mit dem Anschluss des Receivers verbindet.