分析改善多频道付费数字电视管理方案

摘 要 电视产业的发展趋势是数字电视，而目前我国正处于转型的关键时期。到2009年经过国家允许，面向全国播出的数字电视频道超过了110套。但是其发展进程仍然很艰难，本文介绍的是一种通过对CHK（ChongHeeKim）的方案进行优化，提出了基于多频道付费数字电视的管理方案，其基本内容是对不同频道进行加密，只有用户付费才能观看到该频道。在进行此方案时，其用户只需在将一个密钥保存在客户端内，这样在进行不同频道的订制过程总就可以对某些频道实施撤消的功能，并恢复到用户需要的原频道。
关键词 多频道；付费数字电视；管理方案
A 文章编号 1674-6708（2013）103-0052-02
如今，随着付费数字电视业务在欧洲的很多国家的经普及，数字电视技术在我国也得到了如火如荼的发展，其应用前景非常广泛。但是局限于系统是单向性，使得其客户量虽大却具有不固定性，这样就很难实现非对称加密技术或对称加密技术。

1 简述电视加密技术

所谓的付费数字电视加密技术指的是对多用户进行加密的方案，通过加密可以使内容供应商将进行加密的数据通过公共信息传递给用户，并且只有被授权用户才能解密并接收到相关数据，这种管理方案是目前最为适用的电视管理加密技术。付费数字电视拥有很多频道，例如：娱乐、新闻、财经等以及不同城市的电视频道，这种特殊的应用场合使得付费电视加密技术应运而生。很多电视加密系统只为用户提供一个供应商的节目流，一旦在付费数字电视中应用加密系统，即：一个频道使用一套单独的加密系统，那么相应倍数的密钥就存在于用户的客户端。一般用户端都使用智能卡来存储密钥，但由于受到存储空间的限制，因此就需要一个高效的加密方案应用于付费数字电视中。直到现在，存在一种可以同时对多频道的付费数字电视进行加密的方案，并且密钥数量与频道数目没有关系。

2 Kim方案

随着以上方案的不足，在多方面研究后，Chong Hee Kim提出了一种对付费数字电视更有效的盗版追踪方案，其基本内容就是在使用过程中存储一个用户密钥即可，这种策略被称为Kim方案。通过多个试验结果可知，Kim方案在具体的实行过程中，用户甲只需要对一个频道进行，就可以同所有频道的用户乙进行联合，从而观看到所有的节目，与此同时，盗版追踪系统发现不了这是由于用户乙与用户甲之间的联合造成的。出现这种情况时，其对付费数字电视系统的危害是无法估计的，给该系统造成了致命的安全隐患。
具体的Kim方案步骤如下所示：
首先，初始化系统。在系统管理程序中可以随机的生成一个m次多项式，即：?（ⅹ）=a0+a1ⅹ+…+amⅹm，a0，…，€Zq。将G设定成一个q阶循环群，q是大素数，g是G的生成元。公开程序信息为PK=（g，g?（0），g ?（1），...，g ?（m）），此时秘密信息为?（ⅹ）；
其次，注册用户。将一个新的序列号在系统程序中生成，其为：i，再有一个随机数为：ai€Zq，同时，i大于m。这时用户的密钥为（i，ai），将用户的存储密钥设为ai，此时i可以存在于任何一个普通的存储空间内；
第三，注册频道。此环节要求内容供应商随机选择一个数，再将这个数秘密的传送给系统管理程序，并且必须保证所存内容是秘密储存；
第四，频道。如果用户甲需要频道A，这时系统管理程序就会产生KA甲，此时，用户就不需要进行秘密存储了；
第五，加密过程。通常状况下，在内容完成加密后就由两部分组成：消息头T以及加密后的信息。如图所示：
将CA={c1，...，cy}作为A频道的被吊销用户集合，y≤m。供应商会随机选择密钥，而M则为等待加密的信息，其主要有两个步骤；
第六，解密过程。在用户端受到经过加密的数据后，可以检测设：T=。

3 改善方案

相关资料表明在m个（包含m个）以下的用户在相互联合的情况下是不能以不可忽略的概率得到频道A的密钥的。
如何计算密钥生成。在文中作者将用户的频道密钥生成算法做了一点改动，增加了一个内容提供商的私钥。以下是计算密钥的策略：
将设定为频道A的私钥，这样对应的频道A是密钥为：
KA1=QA（i，a1）=KA1?（i）+kA2a1并且满足1其加密过程和解密过程针对消息头T和加密后的消息进行的。
安全性。对于改善够的方案，其在会话密钥加密部分的原理同原来的方案相差无几，其定理是小于等于m个用户的联合是不能以一个不可忽略的概率计算出私钥的，且没有A频道的用户也无法联合其他用户计算出频道A的密钥。

4 完善的多频道数字电视管理方案

4.1初始化系统

系统管理程序会随机生成一个多项式，用G作为q阶的循环群，q是一个大素数，g是G的生成元。系统的公开信息为：PK=（g，g?（0），g ?（1），...，g?（m）），秘密信息为?（x）。

4.2用户注册

在新的序列号生成后，用户的密钥为（i，ai），且用户必须对ai进行秘密存储。

4.3频道注册

内同提供商必须选择一个随机数，且必须确保其满足1秘密的传送到系统管理程序。与此同时，内容提供商必须对进行秘密存储。这时系统管理程序向第三方诚信机构申请一个数字证书，供应商可先对证书进行验证，再用公钥对进行加密处理后传送到系统管理程序。

4.4频道

当用户甲要对频道A进行时，频道A的私钥和用户甲的频道A的密钥是不同的，这时用户只需保存系统管理程序产生的KAi即可，同时不需要秘密储存，这是由于即使KAi暴露了，也无法获取用户的私钥，也不能对节目内容进行正确的加密。

4.5盗版追踪

本文借鉴了其他方改善的多频道付费数字电视管理方案由专注毕业论文与职称论文的www.udooo.com提供,转载请保留.案的思想，也提出了盗版追踪方案。对任意一个被怀疑的用户做出集合，随机选择一个用户序号，对消息进行任意加密，在将数据以正常形式传输到盗版设备中，这时如果盗版设备不能正常解密，则将此用户集合作为候选可疑用户集。

4.6退订频道以及重新

当某个用户要退订某频道时，供应商只要将该用户加入到此频道的吊销集合里就尅有，并对其进行屏蔽。如向重新，频道供应商只要将该用户在吊销集合里的信息删除即可。
5 结论
通过改善的方案在真正作用上实现了用户多频道的目的。并且，此方案同时兼具撤销频道的功能，在需要的时候也可以自由恢复原频道。因此具有很好的实用性，是我国付费数字电视发展的方向。
参考文献
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