数字电视条件接收前端系统的研究与实现

论文摘要

数字电视的蓬勃发展为广大用户提供了视频点播、按次付费、信息点播等更优质的服务,也为服务提供商和网络运营商提供了更好的服务平台。而作为数字电视的重要部分的条件接收系统是实现数字电视服务的必要条件。其保障了节目提供商,网络运营商和用户三方的利益。条件接收系统通过加密技术的支持,良好的系统设计及严格的法规,从技术和法律的角度维护用户的合法权益,保证运营商的利益。 本文主要介绍了条件接收系统的发展现状、技术特点和在数字电视中实现付费收视的必要性;对条件接收系统的核心技术—多级加密算法进行了详细分析,并基于此对条件接收系统的安全性进行了研究;同时,详细分析了条件接收系统的组成与工作原理,介绍有条件接收系统的两种实施方案:同密模式和多密模式。整个系统分为前端部分和终端部分,本文针对前端系统进行设计和实现。 主要工作内容为授权管理信息产生器和授权控制信息产生器的设计和开发调试,条件接收系统与用户管理系统的接口设计和开发。条件接收系统采用分层密钥加密系统,为数据安全提供了多层保护。同时从系统安全和性能的需求出发,对主流的加密算法3DES和RSA进行了分析和研究。同密协议栈的实现是系统的关键,前端系统的主要工作就是建立在同密协议栈的基础上。能否实现精确同步关系关系着条件接收系统的性能,论文对同步问题从系统构成、软件实现多个角度作了深入分析并提出了解决方案。深入分析了授权控制信息发送与控制字生效的同步和授权管理信息发送与业务密钥生效的同步,给出了软件上的处理方案。采用同时发送奇、偶控制字,伴以传输流包中的奇、偶控制字标志位,使得控制字间的区别非常清晰,并分析了条件接收带宽和授权管理信息、授权控制信息等的实现形式关系,提出了解决方案,有效满足用户需求。最后对全文做了总结分析,并对条件接收系统的发展作了展望。 本课题在实现了一个可商用的条件接收系统的全部功能,界面友好,通过了国家广电总局的测试,系统运行可靠,取得了预期效果。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 条件接收技术研究现状和发展趋势
• 1.2.1 国内外CA现状调研
• 1.2.2 条件接收系统的发展趋势
• 1.3 主要研究工作及论文组织结构
• 1.3.1 主要研究工作
• 1.3.2 论文组织结构
• 第2章 条件接收系统的结构原理和技术
• 2.1 MPEG-2标准
• 2.1.1 MPEG-2系统部分
• 2.1.2 数字电视节目信息和服务信息介绍
• 2.2 条件接收技术分类
• 2.2.1 加解扰技术
• 2.2.2 加解密技术
• 2.2.3 寻址技术
• 2.3 条件接收系统组成部分
• 2.3.1 条件接收前端系统
• 2.3.2 终端系统系统
• 2.4 同密
• 2.5 多密
• 2.6 常用加密算法简介
• 第3章 条件接收前端系统设计
• 3.1 系统功能模块分析与划分设计
• 3.1.1 通用部件:
• 3.1.2 同密CA部件:
• 3.2 系统功能模块的接口设计
• 3.2.1 与用户管理系统之间的接口
• 3.2.2 系统内部的接口概要
• 3.2.3 ECMG与SCS的接口
• 3.2.4 EMMG与MUX的接口
• 第4章 条件接收前端系统实现
• 4.1 ECMG和EMMG实现
• 4.1.1 同密协议栈的分析与实现
• 4.1.2 系统同步要求的实现
• 4.1.3 EMMG的实现
• 4.1.4 ECMG的实现
• 3.3 条件接收数据采集系统实现
• 3.3.1 功能简介
• 3.3.2 功能模块
• 3.3.3 XML文件说明
• 3.3.4 生成文件的流程设计
• 4.2 条件接收系统的性能分析
• 4.2.1 授权控制信息
• 4.2.2 授权管理信息
• 4.3 安全机制
• 4.3.1 多重加密体系
• 4.3.3 密钥的更新频率、生命周期及算法的选择
• 4.3.4 从黑客攻击角度分析系统的安全性
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
• 致谢