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tianxie321

HDCP技术是什么?

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定义

  HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的缩写,中文可称作"高带宽数码内容保护"。

  HDCP技术是由好莱坞与半导体界巨人Intel合作发开,它可以实际运用在显卡、DVD播放机等传输端,以及显示器、电视机、投影机的接收端之间。是高清电影、电视节目的重要反盗版技术,不支持HDCP协议的显示器无法正常播放有版权的高清节目。

  HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的缩写,中文可称作"HDCP数字内容保护"。HDCP技术是由好莱坞与半导体界巨人Intel合作发开,它可以实际运用在显卡、DVD播放机等传输端,以及显示器、电视机、投影机的接收端之间。是高清电影、电视节目的重要反盗版技术,不支持HDCP协议的显示器无法正常播放有版权的高清节目。

  HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的缩写,中文可称作"HDCP数字内容保护"。HDCP技术是由好莱坞与半导体界巨人Intel合作发开,它可以实际运用在显卡、DVD播放机等传输端,以及显示器、电视机、投影机的接收端之间。是高清电影、电视节目的重要反盗版技术,不支持HDCP协议的显示器无法正常播放有版权的高清节目。

  DVD之后的高清电影节目采用了HDCP和AACS反盗版技术,蓝光和HD DVD都使用了这种反盗版技术,高清电视(HDTV)也会使用。使用了HDCP和AACS反盗版技术后电影节目只能在支持HDCP的设备上正常播放,否则只能看到黑屏显示或者低画质显示(清晰度大约只有正常的四分之一),也就便失去了高清的价值。其中AACS是加密技术,同时被用在HD DVD和蓝光光盘当中,保护光盘中的视频内容无法正常复制出来在其它地方播放。

  而HDCP协议是用来防止视频内容在传输的过程被完整的复制下来。这种技术并不是让数字讯号无法被不合法的录制下来,而是将数字讯号进行加密,让不合法的录制方法,无法达到原有的高分辨率画质。例如蓝光影碟机在播放高清碟片时无法同时录下清晰的节目,在计算机上播放碟片时无法清晰的录制显示器上的节目。HDCP从始到终都保护视频信号,也就是说整套播放系统中每一个环节都必须支持HDCP协议,如果显示器不支持HDCP协议,那么就无法正常播放高清节目,只能看到黑屏或者低画质的节目。要支持HDCP协议,必须使用DVI、HDMI等数字视频接口,传统的VGA等模拟信号接口无法支持HDCP协议。当使用VGA等模拟信号接口时,画面就会下降成为低画质,或者提示无法播放,从而失去高清的意义,防止了盗版。需要说明的是,HDMI接口内嵌了HDCP协议,带有HDMI接口的显示器都支持HDCP协议。但是并不是带DVI接口的液晶显示器都支持HDCP协议,必须经过带有相应硬件芯片,通过认证的显示器才行。

HDCP技术工作原理

  通俗的话来说,HDCP技术实际上就是一种加密技术,和普通的加密技术不同,HDCP可以说在纵向和横向两方面对视频进行加密,首先我们来看看纵向,那就是计算机硬件要支持HDCP技术,这就需要显示器,显卡,和光驱这三部分。蓝光和HD DVD光驱都加入了对HDCP的支持,用于保护光盘中的视频内容无法正常复制出来在其它地方播放。

  在HDCP运作的具体过程中,发送端和接受端都存储一个可用密钥集,这些密钥都是秘密存储,发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算,这样的运算中还要加入一个特别的值KS(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的序列号:KSV,由20个"1"和20个"0"组成。发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值,以确保连接是合法的。

  HDCP的加密过程会对每个象素进行处理,使得画面变得毫无规律、无法识别,只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理,完成数据的还原。在解密过程中,HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接受端同步识别码,确保连接的同步。

  由于HDCP的理念是非完全的防止复制而是不允许复制"高清"内容。所以如果显示设备不具有此功能也不是完全无法欣赏到"蓝光"和"HD DVD"的内容,只是得不到"高清"的效果。事实上,"蓝光"和"HD DVD"允许通过模拟接口输出经过压缩了的画面,这样的画面达不到"高清"的显示效果。一代微软视窗操作系统Windows Vista也采用相似的机制,进行数字内容的版权保护。

HDCP技术的硬件要求

  什么样的设备才能支持HDCP?你的设备能够支持HDCP吗?自从HDCP浮出水面,无数人都在追问这个问题。可惜答案对于我们PC用户来说相当"残酷":目前几乎所有销售的CRT显示器、LCD都不支持HDCP,而且市场上几乎所有零售显卡都不支持HDCP!

  要支持HDCP功能,首先硬件必须具备基于数字视频信号传输端口,现阶段流行的视频输出端口中只有DVI和HDMI才符合HDCP要求。但这并不意味着拥有DVI接口的显卡和显示器就万事大吉了。事实上,DVI接口要实现HDCP支持,还需要诸如Silicon Image公司的SiI1930、SiI9031、SiI9011等专用TMDS解码芯片的配合才行,否则在播放受HDCP保护的高清视频时,你将会看到一段大约1分钟时长的警告信息,然后显示器彻底黑屏。至于HDMI接口,同样需要支持HDCP加密/解密的TMDS才行。

  要实现对HDCP的支持,显卡必须进行较大的改动:首先显卡PCB要重新设计,并要加装Silicon Image、TI等厂商的控制芯片,其次显卡必须拥有更大容量的ROM芯片以存放密钥,因为受HDCP技术保护的数据在输出时,操作系统中的COPP(认证输出保护协议)驱动会先验证显卡BIOS,只有合法的BIOS才能实现内容输出,随后还要验证显示设备的40bit密钥,只有符合HDCP要求的设备才能正常显示显卡传送来的内容。更为重要的是,HDCP系统要求每一台合法的HDCP设备都必须拥有独立的KSV值,否则即使显卡支持高清视频解码和HDMI输出,面对加密的高清DVD盘片也将无能为力。

  在HDTV浪潮的推动下,ATI和NVIDIA都纷纷推出支持HDCP的显卡。早在半年前,NVIDIA就发布了支持HDCP的GeForce 6200TC显卡,并将它用于SONY 的VIAO电脑中。另外,ATI也将推出Radeon X1600 HDCP系列显卡,新的显卡不仅集成了HDMI接口,还能够完整地支持HDCP。因此对HDTV发烧友来说,这种显卡才是他们的终极选择。

  至于显示器方面,包括EIZO、SONY、DELL等显示器厂商都已经表示将会在新出货的产品中提供对HDCP的支持。必须指出的是,所有支持HDCP的LCD显示器都将在明显位置贴上HDCP Ready标志。因此大家在购买这类产品时应注意一下。

  其实,无论是AACS还是HDCP,新一代高清视频系统的版权保护机制相对以往的技术在可靠性方面有了很大的提高。但是,高可靠性的背后往往存在使用上的诸多不便,业界也有大量反对AACS和HDCP的声音。新一代版权技术是否真的能够像制定者所说的那样,大幅促进数字内容市场的发展吗?让我们拭目以待。

  随着数字高清时代的日益临近,数字内容的版权保护问题越来越引起人们的关注,尤其对电影、唱片制作、发行商来说更是迫在眉睫,毕竟这关系到他们的切身利益。HDCP、AACS、HDMI等技术或标准的陆续出台给新一代DVD版权保护提供了一道道的屏障。

  但在感受这些新技术或新标准魅力的同时,我们也必须看到,目前国内数字电视和高清影碟机行业应该采取什么样的数字版权保护技术还不是太明朗,并没有一个统一的标准。如果采用HDCP、AACS等国外数字版权保护技术,固然可以做到对数字节目内容的版权保护,但我们同时也要为这些外国技术买单。比如终端产品制造企业必须支付较高的专利费和测试费用(这些费用最终也将分摊到每一位消费者头上)。换句话说,我国的数字电视和高清影碟机行业还要继续受制于人。

  对于数字内容版权保护技术,我们更希望采用国产的标准,因为这不仅关系到产品的成本问题,更体现了我国行业的发展能力。随着我国数字高清电视战略的逐步实施,数字电视产业、高清碟机行业对数字内容版权保护技术的需求将与日俱增。在这里,我们强烈呼吁有关部门、有关人员尽快研发出我们自己的数字内容版权保护技术,切莫重蹈无DVD专利的覆辙。

HDCP技术应用

  HDCP技术是由好莱坞与半导体界巨人英特尔合作发开,它可以实际运用在显卡、DVD播放机等传输端,以及显示器、电视机、投影HDCP图解机的接收端之间。是高清电影、电视节目的重要反盗版技术,不支持HDCP协议的显示器无法正常播放有版权的高清节目。

  DVD之后的高清电影节目采用了HDCP和AACS反盗版技术,蓝光和HD DVD都使用了这种反盗版技术,高清电视(HDTV)也会使用。使用了HDCP和AACS反盗版技术后电影节目只能在支持HDCP的设备上正常播放,否则只能看到黑屏显示或者低画质显示(清晰度大约只有正常的四分之一),也就便失去了高清的价值。其中AACS是加密技术,同时被用在HD DVD和蓝光光盘当中,保护光盘中的视频内容无法正常复制出来在其它地方播放。

  而HDCP协议是用来防止视频内容在传输的过程被完整的复制下来。这种技术并不是让数字讯号无法被不合法的录制下来,而是将数字讯号进行加密,让不合法的录制方法,无法达到原有的高分辨率画质。例如蓝光影碟机在播放高清碟片时无法同时录下清晰的节目,在计算机上播放碟片时无法清晰的录制显示器上的节目。HDCP从始到终都保护视频信号,也就是说整套播放系统中每一个环节都必须支持HDCP协议,如果显示器不支持HDCP协议,那么就无法正常播放高清节目,只能看到黑屏或者低画质的节目。要支持HDCP协议,必须使用DVI、HDMI等数字视频接口,传统的VGA等模拟信号接口无法支持HDCP协议。当使用VGA等模拟信号接口时,画面就会下降成为低画质,或者提示无法播放,从而失去高清的意义,防止了盗版。

  HDMI接口规范需要说明的是,HDMI接口内嵌了HDCP协议,带有HDMI接口的显示器都支持HDCP协议。但是并不是带DVI接口的液晶显示器都支持HDCP协议,必须经过带有相应硬件芯片,通过认证的显示器才行。

  在电脑平台上受到HDCP技术保护的数据内容在输出时会由操作系统中的COPP驱动(认证输出保护协议)首先验证显卡,只有合法的显卡才能实现内容输出,随后要认证显示设备的密钥,只有符合HDCP要求的设备才可以最终显示显卡传送来的内容。HDCP传输过程中,发送端和接受端都存储一个可用密钥集,这些密钥都是秘密存储,发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算,这样的运算中还要加入一个特别的值KSV(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号,发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值,以确保连接是合法的。HDCP的加密过程会对每个像素进行处理,使得画面变得毫无规律、无法识别,只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理,完成数据的还原。在解密过程中,HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接受端同步识别码,确保连接的同步。为了应对密钥泄漏的情况,HDCP特别建立了"撤销密钥"机制。每个设备的密钥集KSV值都是唯一的,HDCP系统会在收到KSV值后在撤销列表中进行比较和查找,出现在列表中的KSV将被认做非法,导致认证过程的失败。这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新。

HDCP技术密钥

  支持HDCP保护技术的播放设备或是显示设备上,均会拥有一个独一无二的HDCP密钥(Secret Device Keys),这密钥是使用40组56bit的数组密码组成,主要放在芯片制造商的芯片之中,例如Silicon Image、Chrontel等。而且每一个拥有HDCP芯片的设备,还会拥有一组私钥(Device Private Key),而这组私钥将会组成KSV(Key Selection Vector),这组KSV相当于这台拥有HDCP芯片设备的序号。而HDCP传输器在发送讯号前,将会检视接收端是否为合法,这时就要利用40组56bit所组成的HDCP密钥(Secret Device Keys),让传输器与接收端交换,这时双方将会获得一组KSV并且开始进行运算,其运算的结果会让两方进行对照,若运算出来的数值相符,该传输器就可以确认该接收端为合法的一方。一旦传输器确定了接收端为合法的一方,该传输器便会开始进行传输讯号,不过这时传输器会在讯号上,加入了一组密码,接收端必须实时进行解密才能够正确的显示影像。而这种超严谨的内容保护技术,也是为了将影片商可以有效保护自家影片内容。

  为了应对密钥泄漏的情况,HDCP特别建立了"撤销密钥"机制。每个设备的密钥集KSV值都是唯一的,HDCP系统会在收到KSV值后在撤销列表中进行比较和查找,出现在列表中的KSV将被认做非法,导致认证过程的失败。这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新。(注意:KSV实际上就是设备的序列号,每个对应HDCP的设备都将有自己的序列号,任何一台设备被破解都不会影响到整个HDCP系统,而同一厂商同时推出的同款产品也不会彼此影响。)

  HDCP采用加密方式没有太多的资料透露,不过考虑到需要传送的每个象素都要经过处理,使得画面变得毫无规律、无法识别,只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理,完成数据的还原。在解密过程中,HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接受端计算一次RI值,比较两个RI值来确认连接是否同步。基本上不论是传送端与接收端,均需要一枚支持HDCP技术的芯片,才能够产生作用。

  可见要想在计算机上播放有版权的高清节目,不论是HDTV、蓝光还是HD DVD碟片,都要求显示器和显卡支持HDCP协议。不过厂商要为产品打上HDCP的Logo,则需要支付一定的认证费用,还要增加硬件芯片,显然提高了成本,只有部分产品通过认证。由于高清节目会逐渐普及,HDCP已成定局,因此支持HDCP协议的设备也会越来越多。

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kanchini
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