[发明专利]基于广播加密的家庭安全系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及安全系统，并且更具体而言，涉及采用广播加密的家用或商用无线安全系统。

背景技术

如今，很多家庭或商业业主需要一种用于保护贵重资产的安全系统。这样的系统可能是复杂和难以建立的，并且常常因为难以实现必要的修改而不太灵活。另外，如果中央控制点被毁坏或以别的方式被禁用，则可能危及具有中央控制点的系统。现有系统还并不有助于与多种安全技术集成，例如与车库门开启器、视频监督设备等相结合的那些。

近来，家庭和商业安全系统已经开始从专有、有线方式向开放标准和无线系统发展。理想地，系统将采用使用安全通信协议集成的诸如但不限于控制器、监控器、报警器、通信机制等的设备。如今的市场上有若干安全通信协议。

在二十世纪七十年代早期，引入了被称为数据加密标准算法(DES)的私钥加密系统，其使用五十六(56)比特密钥来加密和解密信息和通信。DES将消息分成块并且然后对每个块进行编码。DES不再被认为是足够安全的，因为通过尝试每种可能的密钥，可以在相对短的时间内破解56比特密钥。使用被称为Rijndael的算法，DES就已经被高级加密标准(AES)所取代。AES利用128、192或256比特密钥工作。这些密钥被认为足够长从而对于可预见的未来来说是安全的，因为对于当前可用的最快的计算机来说，破解它们也要花费亿万年的时间。

当前用于保护数据和通信的第二种方法是公钥加密，其已经有将近二十五(25)年了。公钥加密涉及使用两种密钥：尽人皆知的公钥，以及仅消息接收方知道的私钥。尽管公钥加密很有效，然而当将其应用于数字通信和内容存储领域中的时候仍有若干缺点。第一，公钥加密的计算代价大，即公钥系统要求如此大的计算能力，其通常仅用于在私钥加密系统内实现密钥交换过程，而不是加密消息本体。该过程需要双向通信，其在并入安全系统的设备中并不一定可用。第二，一旦公钥系统的私钥已经被泄密，该系统就变为共享密钥系统。第三，一旦公钥系统已经被泄密，就没有用于“撤回(revoking)”泄密的私钥的实用方法。

近来数字数据和通信的加密领域的发展在于广播加密。广播加密基于密钥管理块(KMB)，其是在广播开始处所发送的数据块，或者其在制造过程期间被预录在空白介质上。广播加密的最大优点之一在于：可能先前互不知道的两个设备可以通过单向通信路径对密钥达成协议。该优点使得广播加密对于两个安全系统组件之间的通信来说是理想的。

广播加密方面的领先者，纽约阿蒙克的国际商业机器公司(IBM)，已经开发了一种设计用于网络和媒体分发的被称为可扩展内容保护(xCP)的数据加密系统。该技术是基于广播加密的并且支持使顺应设备成组的可信域的概念。内容可以在可信域内的设备间自由移动，但是对该域之外的设备无用。xCP提供了一种加密强固又极其灵活的模型，用于在诸如家庭或商业安全系统的设备的网络内访问复制保护(copy-protected)内容。

基于IBM的广播加密的经验，xCP被设计用于满足以下需求：

1.加密强固；

2.即使不透明，消费者也易于使用；

3.低计算要求；

4.在破坏的情况下拒绝/更新；

5.与权限管理和其它复制保护系统兼容；以及

6.鼓励实现新的内容所有者商业模型。

可扩展内容保护(xCP)利用广播加密所描述的密钥管理方案，并且可以被认为是如今在被称为对可记录介质内容保护(CPRM)的DVD、高清晰度DVD(HDVD)和光盘(CD)上由IBM使用并许可的成功的内容保护技术的超集。

基于公钥的系统(其要求设备具有双向会话以便建立密钥)完全与基础传输协议分离几乎是不可能的。IBM xCP群集协议(Cluster Protocol)可以是基于如基础加密技术的广播加密指向对等设备的第一系统。据称，实现xCP群集协议及其广播加密机制的设备通过利用与处理KMB所产生的密钥(如下面所解释的)不同的、被称为绑定密钥(Kb)的密钥来加密内容，而将其所保护的内容“绑定”到特定实体(例如，家庭网络或群集)。当前将内容段绑定到特定实体(不管其是介质段、设备或用户)的所有方法都通过加密密钥的计算中的一个间接级别。在这些情况下，加密内容段的过程大致如下：

1.通过处理KMB来提取管理密钥(Km)；

2.使用Km以及产生绑定密钥(即Kb＝G(Km，IDb))，实现唯一标

识了向其绑定该内容的实体的数据段(或“IDb”)的单向函数；