條件接收系統(tǒng)的工作原理及對(duì)數(shù)字電視的影響

近幾年數(shù)字電視能夠飛速發(fā)展，CAS（條件接收系統(tǒng)）為數(shù)字電視運(yùn)行商發(fā)展提供了至關(guān)重要的保障，其功不可沒。

一、數(shù)字電視為什么要采用CAS

廣播電視網(wǎng)絡(luò)已從原來粗放型經(jīng)營發(fā)展到現(xiàn)今的集約經(jīng)營管理。集約經(jīng)營是指在前端復(fù)用器里對(duì)提供的節(jié)目或服務(wù)進(jìn)行管理，通過用戶管理系統(tǒng)（SMS）對(duì)每個(gè)用戶的要求實(shí)行記錄、統(tǒng)計(jì)、管理，使整個(gè)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)精確到每個(gè)終端。在終端，用機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)CAS貫穿于前端服務(wù)器、SMS、機(jī)頂盒三個(gè)環(huán)節(jié)中。CAS的目的是將收費(fèi)服務(wù)對(duì)應(yīng)的碼流加擾，對(duì)用戶密鑰加密，建立一個(gè)確保只有被授權(quán)用戶才能收到節(jié)目的用戶授權(quán)管理系統(tǒng)，使每個(gè)用戶必須按時(shí)交費(fèi)才能獲得服務(wù)。CAS涉及的技術(shù)很廠，但主要的是加擾和加密。

二、幾個(gè)有關(guān)概念

1.加擾：指在前端系統(tǒng)的控制字CW的控制下。連續(xù)不斷地對(duì)被傳送的全部?jī)?nèi)容（視、音頻流和數(shù)據(jù)流）進(jìn)行擾亂，使不用恰當(dāng)?shù)慕獯a器和密鑰就不能收到正確的信號(hào)。

2.控制字CW：指用于解碼器中的電子密鑰。CW是CA的關(guān)鍵。必須可靠地傳輸。CW由前端加密后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶機(jī)頂盒的智能卡上，經(jīng)解密后產(chǎn)生密鑰。為了防止被破譯，CW要不斷改變，一般每隔5～lO秒改變一次。

3.同密：是一種加擾方式。該方式通過同一種加擾算法和控制字使多個(gè)條件接收系統(tǒng)一同工作。這種方式便于多級(jí)運(yùn)營管理，為多級(jí)運(yùn)營商選擇CA系統(tǒng)提供靈活性（不必大家都使用同—CA系統(tǒng)）。而每臺(tái)機(jī)頂盒也只需選用一種CA系統(tǒng)，不必裝多個(gè)CA系統(tǒng)。這樣便于不同的CA開發(fā)商在同一網(wǎng)絡(luò)中公平競(jìng)爭(zhēng)。

4.授權(quán)控制信息ECM－ ECM傳送加密后的密鑰和節(jié)目標(biāo)識(shí)、收視條件、加擾算法、提供商等。ECM是在前端形成的。把控制字發(fā)生器產(chǎn)生的加擾控制字，按一定的數(shù)據(jù)編碼格式加密、打包，送到復(fù)用器中傳送。在接收端，ECM用來控制解擾。

5授權(quán)管理信息EMM：是授權(quán)用戶對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾的信息。對(duì)用戶在什么時(shí)間看，看什么節(jié)目授權(quán)。在前端，EMM發(fā)生器從用戶管理系統(tǒng)取得授權(quán)信息（用戶標(biāo)識(shí)號(hào)、智能卡號(hào)、用戶授權(quán)信息等）和密鑰，編碼后形成EMM數(shù)據(jù)包，加密送到復(fù)用器中傳送。在接收端，EMM也用于控制解擾。

三、條件接收系統(tǒng)（CAS）的工作原理

1.在前端CAS的工作原理

首先由控制字發(fā)生器產(chǎn)生加擾控制字（CW），提供給加擾器和加密器A。

加擾器根據(jù)提供的控制字（CW），對(duì)來自復(fù)用器的TS流進(jìn)行加擾運(yùn)算。加擾器的輸出結(jié)果就是經(jīng)過加擾打亂了的TS流，控制字就是加擾所用的密鑰。

加密器A接收到控制字（CW）之后，根據(jù)用戶授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字進(jìn)行加密運(yùn)算。加密器A的輸出結(jié)果就是加了密的控制宇，稱為授權(quán)控制信息（ECM）。

業(yè)務(wù)密鑰在送給加密器A的同時(shí)，也送給了加密器B。它能夠自己產(chǎn)生密鑰，并且能夠?qū)κ跈?quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密。加密器B的輸出結(jié)果就是加了密的業(yè)務(wù)密鑰，稱為授權(quán)管理信息（EMM）。

上面所產(chǎn)生的ECM和EMM信息都送往MPEG－2復(fù)用器、與其他的TS流一起進(jìn)行打包，形成TS流再輸出。

2.在用戶端CAS的工作原理

解調(diào)后的加擾數(shù)據(jù)流經(jīng)過解擾器解擾，然后送往解復(fù)用器。

解復(fù)用器根據(jù)TS流的包結(jié)構(gòu)，提取出ECM不口EMM控制信息。

提取出來的ECM和EMM信息分別被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢復(fù)出加擾控制字（CW），把CW送往解擾器。

恢復(fù)控制字的過程非常短暫，一旦恢復(fù)出正確的控制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾岱流變成正常的TS流。

CAS杜絕了原有模擬有線電視網(wǎng)私拉亂接的現(xiàn)象，使得廣電運(yùn)營商能夠更好地維護(hù)自己的權(quán)益。