[发明专利]保护计算机系统内版权数据的装置、方法和计算机程序产品

说明书

本发明一般涉及用于保护数字视频／音频数据的装置和方法，并特别涉及用于从CPU到诸如存储器或总线等可访问的内部结构通信的计算机系统内部数据的加密／解密的装置、方法和计算机程序产品。

在过去的十年内，世界范围电子通信系统的出现强化了人们能够发送和接收信息的方法。特别地，近年来实时视频和音频系统的能力已经大为改进。为了提供诸如视频点播(video-on-demand)、视频会议及数字视盘(DVD)动画等服务，需要大量的带宽。实际上，带宽常常是这种系统有效性的主要障碍。

为了克服现有技术造成的束缚，出现了压缩系统。这些系统通过去除图象序列中的冗余而降低了必须发送的视盘和音频数据量。在接收端，图象序列被解压缩并可实时地显示。

出现的视盘压缩标准的一例是运动图象专家组(“MPEG”)标准。在MPEG标准中，视盘压缩在一个图象内和图象之间都有定义。一图象内的视盘压缩，是通过离散余弦变换、量化、变量长度编码、及Huffman编码对数字图象从时域到空域的转换而实现的。图象之间的视盘压缩是通过称为“运动估计”的过程实现的，其中运动向量加差别数据用来描述一组图象元从一个图象到另一图象的转移。ISO MPEG标准只规定了位流的句法和解码过程的语义。编码参数的具体选择及性能对复杂性的权衡折衷则留给了系统的开发者。

数字式通用盘(DVD)是一种正在出现的技术，这种盘由于其性质，需要广泛的加密以保护诸如电影等数据，防止未经许可的复制。

DVD是一种对视频、音频和其他压缩数据的内容的规范，以便用作为由DVD解码器重放的视频、音频及例如字幕数据。在运动特性专家组(MPEG)标准(ISO／IEC 13818-2)中对DVD视频数据进行了规范。正如这一标准中所表述的那样，还使用本行业中的内容扰频加密(scrambling)系统(CSS)对数据加密，该系统对DVD重放产生一加密的编码数据流。能够通过获得许可的可执行对CSS解密的硬件对这种数据流解密。通常，CSS解密出现在PCI卡上，这种卡通常还包含对加密的编码数据信号的MPEG解压缩。

本发明旨在就一个具体的方面对这一通常加密、编码数据流的DVD处理进行改进。

简单概括而言，本发明的第一方面包括；在中央处理器(CPU)被连接成接收扰频加密数据流的计算机系统内用于处理扰频加密数据流的装置。该装置包括中央处理器内的反扰解密(descrambling)装置，以便对接收的扰频加密数据流进行反扰解密，并从而产生还原(clear)的数据流。同样设在中央处理器中的再加密装置对“干净的”数据流进行再加密以产生加密的数据流，其中扰频加密数据流是从不同于加密数据流的一种加密算法产生的。提供了用于从中央处理器向与CPU连接的计算机系统的第二结构转移加密数据流的装置。与第二结构连接的解密装置接收加密数据流对其进行解密，并从其产生“干净的”数据流，其中当从中央处理器向与CPU连接的第二结构转移时干净的数据流不被公开，其中中央处理器中的反扰解密装置对接收的扰频加密数据流完成软件的反扰解密。

另一方面，本发明在中央处理器被连接成接收数据流的计算机系统中还装设了用于处理数据流的装置。该装置包括CPU内的加密装置，用于对数据流中识别版权的数据进行加密以便从其产生加密数据。装设了用于把加密数据从中央处理器转移到与其连接的计算机系统结构的装置，其中版权数据只是作为所述加密的数据从CPU被转移。解密装置连接到接收加密数据的结构用于对加密数据进行解密。

各种对上述每一方面的各种提高都进行了说明并要求保护。此外，还提供了对应的方法和计算机程序产品并也要求了保护。

再次声明，根据本发明，不论是压缩的或非压缩的还原数据都不允许驻留在可访问的计算机系统结构(诸如主存储器缓冲区或系统总线)中，以防止还原数据被窃取。本发明特别适用于诸如由数字视盘(DVD)技术采用的MPEG编码和CSS加密的视频数据。这里提供的解密技术允许随后的各种变化，例如通过下载新的微代码，成对的加密／解密算法的灵活变通等。此外，具体采用的扰频加密／反扰解密算法可以有变化。其基本概念是为了通过主机软件启动反扰解密过程，使用不同的加密技术在中央处理器对数据进行再扰频加密，并然后在接收模块完成反扰解密，接收模块或是由在中央处理器执行的一附加软件模块组成，或是由诸如驻留在与中央处理器连接的系统总线上的解码器这样的接收硬件装置组成。接收的加密数据初次软件反扰解密之后的再扰频加密可以是完全的或局部的。在接收模块，再扰频加密数据可被解密用于显示，通过音频卡输出，或受到进一步的处理。