4K數(shù)字格式的護(hù)航者:淺談HDCP高清數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)

4K技術(shù)的到來標(biāo)志著多媒體內(nèi)容進(jìn)入超高清時(shí)代,高達(dá)3840x2160的分辨率足以讓視頻畫面的細(xì)節(jié)纖毫畢現(xiàn),給用戶提供前所未有的視覺享受。同時(shí),高清視頻均采用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字格式存儲(chǔ)。
相對(duì)于模擬格式的電視和電影視頻,高清數(shù)字格式無疑有著巨大的優(yōu)勢,它不僅擁有更高的清晰度指標(biāo),而且以數(shù)字格式存儲(chǔ)的多媒體內(nèi)容可以無限期保存,你不用擔(dān)心會(huì)有諸如膠片變質(zhì)影響畫質(zhì)之類的問題,不論存放多長時(shí)間,畫面清晰度始終如一。其次,高清視頻標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了電視和電影,也增強(qiáng)了多媒體內(nèi)容的共通性。
4K高清格式
不過,高清數(shù)字格式的這種方便性也讓很多電影廠商以及數(shù)字內(nèi)容生產(chǎn)商頭疼不已,數(shù)字媒體容易被復(fù)制和壓縮轉(zhuǎn)換,也很容易四處流傳,再加上電腦技術(shù)和視頻編輯軟件技術(shù)的進(jìn)步,讓任何一個(gè)人都可以輕而易舉地成為盜版生產(chǎn)商。
而在可見的將來,用戶接入互聯(lián)網(wǎng)的帶寬將不斷提升,P2P下載也將擁有日漸廣泛的群體,倘若沒有強(qiáng)有力的措施應(yīng)付這一現(xiàn)狀,將嚴(yán)重影響視聽行業(yè)的健康發(fā)展。HDCP高清數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的科技產(chǎn)物。

而組織本篇HDCP知識(shí)文章的主要原因是:根據(jù)“影音新生活”收到的最新消息,SONY(索尼)近日推出的國內(nèi)首臺(tái)提供高品質(zhì)4K內(nèi)容的媒體播放器FMP-X10,其搭配的顯示設(shè)備(包括電視與投影機(jī)),都必須通過HDCP2.2內(nèi)容保護(hù)協(xié)議,否則無法正常播放。
據(jù)了解,索尼推出的4K電視、投影機(jī)都可滿足HDCP2.2內(nèi)容保護(hù)協(xié)議,其他品牌型號(hào)的顯示設(shè)備需要大家在選購前仔細(xì)查詢是否通過這一協(xié)議。


下面,“影音新生活”就為大家詳細(xì)介紹一下HDCP的技術(shù)概述和發(fā)展及應(yīng)用,以供大家參考學(xué)習(xí)。

一、HDCP技術(shù)概述

HDTV(高清電視)時(shí)代,為了適應(yīng)高清電視的高帶寬,出現(xiàn)了HDMI。HDMI是一種高清數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn),它可以提供很高的帶寬,無損地傳輸數(shù)字視頻和音頻信號(hào)。為了保證HDMI或者DVI傳輸?shù)母咔逦盘?hào)不會(huì)被非法錄制,就出現(xiàn)了HDCP技術(shù)。
HDCP
HDCP(高清數(shù)字內(nèi)容保護(hù),High-Bandwidth Digital Content Protection)技術(shù)規(guī)范由Intel(英特爾)領(lǐng)頭完成,是針對(duì)高清電影、電視節(jié)目所發(fā)展的重要反盜版技術(shù),用以確保數(shù)字化的圖像與聲音數(shù)據(jù)在通過DVI或HDMI接口發(fā)送時(shí)不至于遭到非法拷貝。HDCP的規(guī)格受到多項(xiàng)專利權(quán)保護(hù),任何人欲實(shí)現(xiàn)HDCP都必須申請授權(quán)。
hdcp
基本來說,欲播放有HDCP保護(hù)的影音內(nèi)容如Blu-rayDisc、PlayStation 3游戲(通過HDMI輸出時(shí)),信號(hào)來源(播放機(jī)或電腦的顯卡)和顯示器(電視或投影機(jī))雙方都必須內(nèi)置HDCP密鑰芯片才能正常播放。若系統(tǒng)任何一者不配備此密匙芯片,圖像質(zhì)量有可能降低,甚至不能播放圖像。

二、HDCP的基本技術(shù)原理

HDCP的主要目標(biāo)是防止未加密的高清晰度影音內(nèi)容被非法拷貝傳送出去。為此HDCP當(dāng)中設(shè)計(jì)了三套系統(tǒng)以達(dá)成此目標(biāo):
1、校驗(yàn)協(xié)議。一個(gè)驗(yàn)證流程以防止未經(jīng)授權(quán)的裝置接收到高清晰度內(nèi)容;
2、像素加密。將通過HDMI、DVI等接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密以防止數(shù)據(jù)被竊取或破解;
3、可更新性。一個(gè)密匙撤銷機(jī)制,以確保任何違反HDCP協(xié)議的裝置可以相對(duì)容易地被排除。

HDCP傳輸過程中,發(fā)送端和接受端都存儲(chǔ)一個(gè)可用密鑰集,這些密鑰都是秘密存儲(chǔ),發(fā)送端和接受端都根據(jù)密鑰進(jìn)行加密解密運(yùn)算,這樣的運(yùn)算中還要加入一個(gè)特別的值KSV(視頻加密密鑰)。同時(shí)HDCP的每個(gè)設(shè)備會(huì)有一個(gè)唯一的KSV序列號(hào),發(fā)送端和接受端的密碼處理單元會(huì)核對(duì)對(duì)方的KSV值,以確保連接是合法的。


HDCP的加密過程會(huì)對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行處理,使得畫面變得毫無規(guī)律、無法識(shí)別,只有確認(rèn)同步后的發(fā)送端和接受端才可能進(jìn)行逆向處理,完成數(shù)據(jù)的還原。在解密過程中,HDCP系統(tǒng)會(huì)每2秒中進(jìn)行一次連接確認(rèn),同時(shí)每128幀畫面進(jìn)行一次發(fā)送端和接受端同步識(shí)別碼,確保連接的同步。
為了應(yīng)對(duì)密鑰泄漏的情況,HDCP特別建立了“撤銷密鑰”機(jī)制。如果某些特定的機(jī)器被認(rèn)為遭到破解,其KSV參數(shù)將被放入黑名單當(dāng)中。若是接收端的KSV被傳送端發(fā)現(xiàn)處于黑名單中,傳輸端將會(huì)拒絕傳送內(nèi)容。

三、HDCP的應(yīng)用及發(fā)展

前面說到,HDCP需要軟硬件共同支持,凡是參與內(nèi)容傳輸?shù)脑O(shè)備缺一不可;緛碚fDVD之后的高清電影節(jié)目均采用了HDCP反盜版技術(shù),而視頻源播放以及顯示終端設(shè)備也需要通過內(nèi)置轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的二次編/解碼,涉及產(chǎn)品包括顯示卡、影碟機(jī)、電視、顯示器、投影機(jī)等。在接口方面,目前HDCP主要通過數(shù)字接口DVI-D或HDMI實(shí)現(xiàn),其中后者應(yīng)用較為普遍,兼具音/視頻傳輸,幾乎成為支持HDCP的標(biāo)志。

在2011年7月,HDCP規(guī)格發(fā)布了修訂版2.1,增加了對(duì)無線WiFi、以太網(wǎng)、USB等接口的支持,可以支持壓縮或非壓縮的高清晰音視頻內(nèi)容通過無線方式傳輸,更新了加密系統(tǒng),采用1024位RSA加密技術(shù),提高了系統(tǒng)的安全性。而目前在國際市場,尤其是歐美市場,最新的HDCP2.2技術(shù)也已經(jīng)大量應(yīng)用于藍(lán)光碟片及播放機(jī)、高清機(jī)頂盒、游戲機(jī)等產(chǎn)品。索尼第二代4K播放器FMP-X10便要求與之搭配的設(shè)備,必須滿足HDCP2.2內(nèi)容保護(hù)協(xié)議。
國內(nèi)HDCP技術(shù)則主要應(yīng)用在高清顯示設(shè)備及藍(lán)光播放設(shè)備,如高清電視機(jī)、顯示器、藍(lán)光DVD等設(shè)備。對(duì)于高清機(jī)頂盒,它的HDMI接口硬件一般內(nèi)置了HDCP功能,但要啟用該功能,必須要軟件配合,并且通過HDCP認(rèn)證,才能取得合法的密鑰。國內(nèi)機(jī)頂盒播放的節(jié)目源,主要來自衛(wèi)星、有線、地面等節(jié)目運(yùn)營商,內(nèi)容大多數(shù)沒有采用HDCP加密,高清影視節(jié)目源也比較匱乏。所以,國內(nèi)銷售的大多數(shù)高清機(jī)頂盒并沒有啟用該功能。
目前高清視頻越來越火爆,這從發(fā)達(dá)國家的廣播電視節(jié)目、互聯(lián)網(wǎng)中的視頻資源以至于大屏幕終端輸出設(shè)備就能看出來。因?yàn)楦咔鍍?nèi)容都是數(shù)字信號(hào),復(fù)制、存儲(chǔ)相當(dāng)容易,而且不會(huì)出現(xiàn)失真問題,難怪以電影制作/發(fā)行商為代表的內(nèi)容提供商強(qiáng)烈支持HDCP技術(shù),力求在高清電視/電影以及交互型網(wǎng)絡(luò)形式大規(guī)模涌現(xiàn)之前,將這個(gè)內(nèi)容保護(hù)功能配置在所有個(gè)人終端設(shè)備上。歡迎光臨阿強(qiáng)家庭影院導(dǎo)購網(wǎng)!

結(jié)語:隨著國內(nèi)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)越來越重視,消費(fèi)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)不斷提高,國外的節(jié)目源將會(huì)逐漸進(jìn)入國內(nèi)市場,再加上國內(nèi)節(jié)目制作公司的加入,相信國內(nèi)市場會(huì)更加成熟,支持HDCP技術(shù)接口的產(chǎn)品和高質(zhì)量的音視頻內(nèi)容將會(huì)越來越多地進(jìn)入我們的生活。
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