基于高级安全芯片平台集成CA系统的研究与实现
发布时间：2020-10-30 05:34
随着网络信息技术的飞速发展,广电运营商面临着严峻的安全考验,基于非安全芯片机顶盒产品软件被黑客肆意修改、加扰密钥随意被共享、克隆智能卡屡禁不止,这些行为直接导致运营商的利益严重受损。为了有效的保护运营商的商业利益,CA厂商联合芯片公司共同研发基于高级安全芯片的CA系统。如何高效率、高质量集成CA系统到机顶盒产品中是本论文需要解决的主要问题,一直以来集成CA系统面临着接口不统一、软件开发周期长、安全性能要求高以及CA系统运行不稳定等诸多难题。本论文主要研究基于高级安全芯片的集成CA系统方法以及性能优化。论文首先介绍国内外对CA集成软件的研究现状,分析了当前集成CA系统软件架构存在的问题并进行了深入的研究,提出了基于软件分层和软件模块化相结合的架构设计方案并采用FIFO消息队列服务实现对软件层间解耦。研究了系统初始化以及CA子系统的设计,分析了机顶盒制造商面临的快速集成CA子系统的资源管理问题,根据芯片平台提供的数据存储器、数据接收器、数据解扰器以及智能卡资源,采用信号量机制对临界资源的互斥访问防止系统死锁,同时对CA子系统中各个关键子模块进行详细的研究与设计。本文设计的集成软件缩短了从集成开发到CA厂商认证通过时间周期,即从原来的平均三个月周期下降到一个半月完成,消耗工时从6个人月降到2.2个人月。另外论文还对基于安全芯片的快速切台性能进行优化,首先对现有的切换频道时间的组成进行了详细的统计和研究,归纳了目前切换频道流程中的问题,提出了采用散列寻址方式快速定位并获取节目信息,利用多线程并发处理模式的特性,将锁频线程、播台线程、解扰线程异步执行,同时对DVB播放器采用动态调整缓冲区方案快速启动视频解码。经过优化后的机顶盒产品切台时延从2000ms降低到1500ms左右。该系统软件的设计具有良好的安全性,并且解决了基于高级安全芯片的条件接收系统的安全和效率均衡问题。本文开发的集成软件具有可移植性,可适用于DVB-C、DVBT、DVB-S的机顶盒系统。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52;TN949.197
【部分图文】：
本章主要介绍 MPEG-2 加扰标准的相关背景知识，包含 TS 包、PES 包封装，接着介绍条件接收系统如何解扰 TS 流，以及条件接收系统的工作流程，介绍了基于高级安全芯片的条件接收系统的工作原理。这些技术相辅相成，究集成软件的关键所在，因此需要在此章节中做简要的阐述和介绍。2.1MPEG-2 加扰标准MPEG-2 中提供很多支持的技术特性，其中就包含对节目流的加解扰以及加数据的操作[11]。按照传输媒介的误码率高低，MPEG-2 规范的系统中定义了不同的码流输出如图 2-1 所示，一种称为节目流（PS-Program Stream），另种称之为传输流（TS-Transport Stream）。PS 主要以可靠媒介为载体的非实码流如 DVD 上刻录的电影节目，而 TS 主要用于误码率较高的媒介上实时，目前已广泛应用于数字电视节目的实时传输。
图 2-2 TS 包格式Fig.2-2 The format of the transport stream从上图易知，一个 TS 的协议头主要数据结构如下：同步字节字段占用一个字节，为固定值 0x47，此数据位主要用于 TS 包的数同步。传输加扰控制，此字段占用两个 bit 位，是加扰标志，此位指示该数据包的效荷载的加扰模式。00 值表示 TS 包载荷没有加扰；01 值表示为数字电视广未来的应用保留；10 值表示 TS 包用偶数密钥加扰；11 值表示 TS 包用奇数密加扰。PID 包标识符，占用十三个 bit 位，主要用于区分被复用的多个 TS 流。PES 包格式如图 2-3 所示：
图 2-2 TS 包格式Fig.2-2 The format of the transport stream从上图易知，一个 TS 的协议头主要数据结构如下：同步字节字段占用一个字节，为固定值 0x47，此数据位主要用于 TS 包的数据同步。传输加扰控制，此字段占用两个 bit 位，是加扰标志，此位指示该数据包的有效荷载的加扰模式。00 值表示 TS 包载荷没有加扰；01 值表示为数字电视广播未来的应用保留；10 值表示 TS 包用偶数密钥加扰；11 值表示 TS 包用奇数密钥加扰。PID 包标识符，占用十三个 bit 位，主要用于区分被复用的多个 TS 流。PES 包格式如图 2-3 所示：
【参考文献】
本文编号：2862060
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52;TN949.197
【部分图文】：
本章主要介绍 MPEG-2 加扰标准的相关背景知识，包含 TS 包、PES 包封装，接着介绍条件接收系统如何解扰 TS 流，以及条件接收系统的工作流程，介绍了基于高级安全芯片的条件接收系统的工作原理。这些技术相辅相成，究集成软件的关键所在，因此需要在此章节中做简要的阐述和介绍。2.1MPEG-2 加扰标准MPEG-2 中提供很多支持的技术特性，其中就包含对节目流的加解扰以及加数据的操作[11]。按照传输媒介的误码率高低，MPEG-2 规范的系统中定义了不同的码流输出如图 2-1 所示，一种称为节目流（PS-Program Stream），另种称之为传输流（TS-Transport Stream）。PS 主要以可靠媒介为载体的非实码流如 DVD 上刻录的电影节目，而 TS 主要用于误码率较高的媒介上实时，目前已广泛应用于数字电视节目的实时传输。
图 2-2 TS 包格式Fig.2-2 The format of the transport stream从上图易知，一个 TS 的协议头主要数据结构如下：同步字节字段占用一个字节，为固定值 0x47，此数据位主要用于 TS 包的数同步。传输加扰控制，此字段占用两个 bit 位，是加扰标志，此位指示该数据包的效荷载的加扰模式。00 值表示 TS 包载荷没有加扰；01 值表示为数字电视广未来的应用保留；10 值表示 TS 包用偶数密钥加扰；11 值表示 TS 包用奇数密加扰。PID 包标识符，占用十三个 bit 位，主要用于区分被复用的多个 TS 流。PES 包格式如图 2-3 所示：
图 2-2 TS 包格式Fig.2-2 The format of the transport stream从上图易知，一个 TS 的协议头主要数据结构如下：同步字节字段占用一个字节，为固定值 0x47，此数据位主要用于 TS 包的数据同步。传输加扰控制，此字段占用两个 bit 位，是加扰标志，此位指示该数据包的有效荷载的加扰模式。00 值表示 TS 包载荷没有加扰；01 值表示为数字电视广播未来的应用保留；10 值表示 TS 包用偶数密钥加扰；11 值表示 TS 包用奇数密钥加扰。PID 包标识符，占用十三个 bit 位，主要用于区分被复用的多个 TS 流。PES 包格式如图 2-3 所示：
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
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3 张锡超;数字电视机顶盒中EPG功能实现的研究[D];成都理工大学;2012年
4 黄会俭;基于NGB的数字电视条件接收系统设计与实现[D];上海交通大学;2011年
本文编号：2862060
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