作者：武汉华中理工大学电信系信息教研室（430074）周 建来源：《电子技术应用》

摘要：详细信论述了ca条件接受系统的原理以及关键技术，并针对实际情况给出了在数字电视系统中条件接收的实现方法。 关键词：条件接收 数字电视 控制字 程序映射表（pmt） 条件访问表（cat） 授权控制信息（ecm） 授权管理信息（emm） 随着数字视频广播（dvb）的发展，观众会面对越来越多的数字电视节目的选择。而广播业者由于投资成本的增加，则要求对用户收取一定的收视费用。条件接受系统（conditional access system）就是为了满足对某些广播服务实施接入控制的系统。它的主要功能就是确保只有支付了或者即将支付费用的用户才能收看所选择的电视节目。 1 ca系统的关键技术 在条件接受系统中，有两项最为关键的技术：一是传输加扰和解扰（scrambling,descrambling）的方法。加解扰技术被用来的发送端ca系统的控制下改变或控制被传送的服务（节目）的某些特征，使未被授权的用户无法获取该服务提供的利益；二是控制解扰，在发送端提供一个加密信息，使被授权的用户端解扰器能以此来对数据解密。该信息受ca系统控制，并以加密形式配置在传输流信息中以防止非授权用户直接利用该信息进行解扰。不同的ca系统管理和传送该信息的方法有很大不同。 加扰的通常做法是在发送端使用加扰序列对视频、音频或者数据码流进行扰动，将数据打乱。加扰序列由伪随机序列发生器产生，在初始条件已知的情况下，可以推测出伪随机序列发生器产生的加扰序列。伪随机序列发生器的初始条件受控于控制字（control word）。在接收端也有一个同样的伪随机序列发生器，如果将控制字cw发送给这个伪随机序列发生器，那么就可以获得解扰序列，然后再用解扰序列恢复原始信号。所以说，节目有条件接收的核心是控制字cw的传输。为了实现保密，必须将控制字进行加密处理后传输。接收端在得到授权后，才能应用解密程序重新生成这个控制字。 2 控制字cw的加密机制 因为cw是随加扰信息一起通过公用网传输，任何人都可以读取研究它，一旦cw被读取破解，那么整个系统就瘫痪了，所以对cw本身要用一个加密密钥通过加密算法对它进行加密保护。在具体应用中，这个密钥可以按照网络经营商要求经常加以改变，通常由服务商提供，用来控制其提供的服务，所以把它称为业务密钥（service key）。sk的使用一般与用户付费条件有关。 cw虽已由sk加密，但这个密如果仍可以让任何人读取，那就意味着特定服务的定购者和非定购者将享有同等权利，网络运算商还是难以控制到特定的用户，安全性仍然存在问题，必须对sk进行再加密保护。这个加密过程完全按照各个用户特征来进行，因为这个数列（密钥）是由个人特征确定的，常常称为个人分配密钥（pdk）。pdk一般由ca系统设备自动产生并严格控制，在终端设备处该序列数一般由网络运营商通过ca系统提供的专用设备烧入解扰器的prom中，不能再读出。为了能提供不同级别、不同类型的服务，一套ca系统往往为每个用户分配好几个pdk，来满足丰富的业务需求。 在已实际运营的多套ca系统（主要在欧美）中，运营商对终端用户的加密授权方式有很多种，如人工授权、磁卡授权、ic卡授权、智能卡授权（用ic构成有分析判断能力的卡）、中心集中寻址授权（由控制中心直接寻址授权，不用插卡授权）、智能卡和中心授权共用的授权方式等。智能卡授权方式是目前机顶盒市场的主流，也被我国广电总局确定为我国入网设备的标准配件。 在所设计的ca条件接收系统中，也使用这种智能卡（smart card）的授权方式。（注：智能卡