HDMI之HDCP


HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection),即高帶寬數字內容保護技術。HDTV時代已經來臨,為了適應高清電視的高帶寬,出現了HDMI。HDMI是一種高清數字接口標准,它可以提供很高的帶寬,無損地傳輸數字視頻和音頻信號。為了保證HDMI或者DVI傳輸的高清晰信號不會被非法錄制,就出現了HDCP技術。HDCP技術規范由Intel領頭完成,當用戶對高清晰信號進行非法復制時,該技術會進行干擾,降低復制出來的影像的質量,從而對內容進行保護。

 

 

   HDCP的保護原理:

   HDCP技術在影音內容的整個傳送過程中都實施了保護。例如在電腦平台上,受到HDCP技術保護的影音內容在輸出時,微軟操作系統中的COPP(Certified Output Protection Protocol,認證輸出保護協議)驅動首先會驗證顯卡,只有支持HDCP的顯卡才能實現內容的輸出;隨后操作系統會認證顯示設備的密鑰,只有符合HDCP要求的設備才能最終顯示顯卡傳送來的影音內容。

   在整個傳輸過程中,發送端和接收端都存儲了一個可用密鑰集,這些密鑰都被秘密地存儲起來,發送端和接收端根據密鑰進行加密解密運算。在加解密運算中還要加入一個特別的值——KSV(Key Selection Vector,密匙選擇矢量)。支持HDCP的每個設備都會有一個唯一的KSV序列號,發送端和接收端的密碼處理單元會核對對方的KSV值,以確定連接是合法的。其詳細過程為:發送端會由自己的密碼引擎產生一個64bit的偽隨機序列An,並將其和自己的KSV同時發送給接收端。接收端會隨后反饋回自己的KSV和Repeater位。兩個KSV必須符合正確的格式,都由20個0和20個1組成。發送端和接收端的密碼處理單元會獨立地計算出各自的R0、Mo和Ks的值,然后將兩個R0值進行比較,只有在兩者完全吻合的情況下才會通過認證。

   在加密過程中,HDCP會對每個像素進行處理,使畫面變得毫無規律、無法識別。而只有相互認證同步(?)后的發送端和接收端才能進行解密運算,還原數據。關於HDCP采用的加密方式沒有找到資料以供研究。

HDMI之HDCP

   在解密過程中,HDCP系統會每2秒鍾進行一次連接確認;同時每128幀畫面進行一次發送端和接收端的同步識別(?),以確保連接同步。

   另外,為了應對密鑰泄漏的情況,HDCP特別建立了密鑰撤銷機制。每個支持HDCP的設備的密鑰集KSV都是唯一的,HDCP系統會將收到的KSV與撤銷列表中的KSV進行比較和查找,如果接收到的KSV出現在撤銷列表中,則表明這個KSV是非法的,認證過程會失敗。這個撤銷密匙列表包含在HDCP對應的多媒體數據中,並且能自動更新。

   總結:

   HDCP協議是用來防止視頻內容在傳輸的過程被完整的復制下來。這種技術不是讓數字信號無法被非法錄制,而是將數字信號進行加密,讓非法錄制無法達到原有的高分辨率畫質。例如藍光影碟機在播放高清碟片時無法同時錄下清晰的節目,在計算機上播放碟片時無法清晰地錄制顯示器上的節目。HDCP從始到終都保護視頻信號,也就是說整套播放系統中每一個環節都必須支持HDCP協議。如果顯示器不支持HDCP協議,那么就無法正常播放高清節目,只能看到黑屏或者低畫質的節目。要支持HDCP協議,就必須使用DVI、HDMI等數字視頻接口,傳統的VGA等模擬信號接口無法支持HDCP協議。當使用VGA等模擬信號接口時,畫面就會下降成為低畫質,或者提示無法播放,從而失去高清的意義。需要說明的是,HDMI接口內嵌了HDCP協議,帶有HDMI接口的顯示器都支持HDCP協議。但是帶DVI接口的液晶顯示器並非都支持HDCP協議,必須經過帶有相應硬件芯片通過認證的顯示器才行。

   不過,我也發現網上有人撰文稱,他進行了一系列測試,結果表明:播放HDCP加密的高清視頻時,顯卡必須支持HDCP協議,與顯示器是否支持HDCP協議則毫無關系。他稱這是“LCD史上的最大騙局”。


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